CN109450535A - 一种基于可见光和射频技术的无线通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于可见光和射频技术的无线通信方法，应用于第一通信设备，能接收可见光信号，并通过解调得到第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号，进而获取各个第二通信设备的信道状态，筛选信道状态满足预设条件的目标第二通信设备，最终通过射频技术向目标第二通信设备发送对应的调制信号。可见，该方法利用可见光技术与射频技术结合的方式向室内无线通信设备传输信号，提高了信号质量，此外在第一通信设备向第二通信设备传输信号时还考虑到了信道状态，保证了这种通信方式的信号吞吐量。此外，本发明还提供了一种基于可见光和射频技术的无线通信设备及系统，其作用与上述方法相对应。

Description

一种基于可见光和射频技术的无线通信方法

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种基于可见光和射频技术的无线通信方法、设备及系统。

背景技术

目前，室内的用户通信主要来自于室外基站的信号传播，比如移动或者电信信号塔，但是当建筑物密集或者用户离基站比较远的时候，传输信号会受到电磁的干扰，用户设备接收到的信号会大大减弱，从而影响用户的通信。但是，如果通过增加室外基站的数量来保证用户通信，则建设成本会大大增加，而且辐射也会增加，危害人体健康。

可见，传统的通过基站向室内通信设备传输信号的方法容易受到障碍物、电磁波、距离的影响，导致室内通信设备接收的信号较弱。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于可见光和射频技术的无线通信方法、设备及系统，用以解决传统的通过基站向室内通信设备传输信号的方法容易受到障碍物、电磁波、距离的影响，导致室内通信设备接收的信号较弱的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于可见光和射频技术的无线通信方法，应用于第一通信设备，所述方法包括：

接收信号源发送的可见光信号；

对所述可见光信号进行解调，得到所述第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号，其中，所述第二通信设备为与所述第一通信设备建立通信连接的通信设备，所述第一通信设备与所述第二通信设备均为室内的通信设备；

获取各个所述第二通信设备的信道状态，并筛选信道状态满足预设条件的目标第二通信设备；

通过射频技术向所述目标第二通信设备发送对应的调制信号。

可选的，所述对所述可见光信号进行解调，得到所述第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号，具体包括：

对所述可见光信号进行解调，得到位于预设频率段的所述第一通信设备自身的调制信号以及不位于所述预设频率段的多个第二通信设备各自的调制信号。

可选的，所述获取各个所述第二通信设备的信道状态，并筛选信道状态满足预设条件的目标第二通信设备，具体包括：

获取各个所述第二通信设备的信道状态，并筛选信道状态最好的目标第二通信设备。

可选的，所述接收信号源发送的可见光信号，具体包括：

接收预设数量的信号源发送的可见光信号。

可选的，所述对所述可见光信号进行解调，得到所述第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号，具体包括：

将第一时间段接收的可见光信号转换为能量；

利用所述能量对第二时间段接收的可见光信号进行解调，得到所述第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号。

可选的，在所述对所述可见光信号进行解调，得到所述第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号之后，所述方法还包括：

向各个所述第二通信设备发送通信连接建立请求。

此外，本发明还提供了一种基于可见光和射频技术的无线通信设备，所述设备包括：

信号接收器：用于接收信号源发送的可见光信号；

信号解调器：用于对所述信号接收器接收的可见光信号进行解调，得到第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号，其中，所述第二通信设备为与所述第一通信设备建立通信连接的通信设备，所述第一通信设备与所述第二通信设备均为室内的通信设备；

控制器：用于获取各个所述第二通信设备的信道状态，筛选信道状态满足预设条件的目标第二通信设备，并将所述信号解调器解调得到的所述目标通信设备的调制信号发送到信号发射器；

所述信号发射器：用于通过射频技术向所述目标第二通信设备发送对应的调制信号。

可选的，所述信号解调器具体用于：

对所述可见光信号进行解调，得到位于预设频率段的所述第一通信设备自身的调制信号以及不位于所述预设频率段的多个第二通信设备各自的调制信号。

可选的，所述控制器还用于：

向各个所述第二通信设备发送通信连接建立请求。

最后，本发明还提供了一种基于可见光和射频技术的无线通信系统，其特征在于，包括：信号源、第一通信设备、第二通信设备，所述第一通信设备与所述第二通信设备均为室内的通信设备；

其中，所述信号源用于将可见光信号发送到第一通信设备；

所述第一通信设备用于对所述可见光信号进行解调，得到所述第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号，其中，所述第二通信设备为与所述第一通信设备建立通信连接的通信设备，还用于获取各个所述第二通信设备的信道状态，并筛选信道状态满足预设条件的目标第二通信设备，进而通过射频技术向所述目标第二通信设备发送对应的调制信号；

所述第二通信设备用于接收所述第一通信设备发送的调制信号。

综上，本发明所提供的一种基于可见光和射频技术的无线通信方法，应用于第一通信设备，能够接收信号源发送的可见光信号，并通过解调可见光信号，得到第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号，进而获取各个第二通信设备的信道状态，并筛选信道状态满足预设条件的目标第二通信设备，最终将目标第二通信设备的调制信号通过射频技术进行发送到目标第二通信设备。可见，该方法利用可见光技术与射频技术结合的方式向室内无线通信设备传输信号，避免了室外基站传输信号存在的易受障碍物、电磁波、距离等影响的问题，提高了信号质量，此外在第一通信设备向第二通信设备传输信号时还考虑到了信道状态，保证了这种通信方式的信号吞吐量。

此外，本发明还提供了一种基于可见光和射频技术的无线通信设备及系统，其作用与上述方法相对应，这里不再赘述。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种基于可见光和射频技术的无线通信方法实施例一的实现流程图；

图2为本发明所提供的一种基于可见光和射频技术的无线通信方法实施例一中第一通信设备与第二通信设备的划分示意图；

图3为本发明所提供的一种基于可见光和射频技术的无线通信方法实施例二的实现流程图；

图4为本发明所提供的一种基于可见光和射频技术的无线通信设备实施例的结构示意图；

图5为本发明所提供的一种基于可见光和射频技术的无线通信系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种基于可见光和射频技术的无线通信方法、设备及系统，实现了利用可见光技术与射频技术结合的方式向室内无线通信设备传输信号的目的，提高了信号质量，此外传输过程中考虑了信道状态，保证了这种通信方式的信号吞吐量。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面对本发明提供的一种基于可见光和射频技术的无线通信方法实施例一进行介绍，实施例一应用于第一通信设备，参见图1，实施例一包括：

步骤S101：接收信号源发送的可见光信号。

上述信号源，指的是可见光信号源，具体可以是LED灯。室内可见光通信是一种短距离无线通信方式，具有不受电磁干扰的特点，不仅可以满足基本的照明需求，而且可以用来进行室内各通信设备间的通信。当选用LED灯作为上述信号源时，不需要建立附加设施，建设成本低廉，而且可见光信号无辐射，不会危害人体健康。为保证信号传输，作为一种优选的实施方式，可以设置多个信号源，本实施例对信号源的数量不做限定。

下面对本实施例以及下文将会提到的第一通信设备和第二通信设备进行解释说明，本发明中所涉及的第一通信设备与第二通信设备均为位于室内的无线通信设备，具体来说，如图2所示，本发明将位于上述信号源100的信号覆盖范围内的通信设备称为第一通信设备200，将不位于上述信号源100的信号覆盖范围内的通信设备称为第二通信设备300，因此显然二者均表示的是一类通信设备，因此其数量不一定为一。

需要特别说明的是，从硬件结构上来讲，第一通信设备与第二通信设备可以是相同的，均具备实现光信号接收、光电信号转换、射频信号发射所必须的硬件及软件。另外，考虑到信号源位置变化、遮挡物等因素，对于一个通信设备具体为上述第一通信设备还是上述第二通信设备，可能并非固定不变的，而是需要依据实际情况来确定。具体的，当一个通信设备接收到光信号，则该通信设备则确定自己为上述第一通信设备，并按照第一通信设备的无线通信方式来进行后续通信过程。

步骤S102：对所述可见光信号进行解调，得到所述第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号。

在本实施例中，步骤S101中接收到的可见光信号包括发送给上述第一通信设备的调制信号，还包括发送给各个第二通信设备的调制信号。通过解调，即可得到第一通信设备自身的调制信号，并的得到各个第二通信设备的调制信号，具体可以依据信号是否在预设频率段来区分信号是否为第一通信设备自身的调制信号。

值得一提的是，上述第二通信设备需要预先与第一通信设备建立通信连接。如上所述，在信号源发送可见光信号之前，无法确定各个通信设备是第一通信设备还是第二通信设备，因此，各个通信设备可以一直处于接收可见光信号的状态，当接收到可见光信号，则确定自身为第一通信设备，并发起与其他不为第一通信设备的通信设备的通信连接建立请求，当不为第一通信设备的通信设备接收到上述通信连接建立请求，即可确定自身为上述第二通信设备，进而响应上述通信连接建立请求与第一通信设备建立通信连接。

步骤S103：获取各个所述第二通信设备的信道状态，并筛选信道状态满足预设条件的目标第二通信设备。

在本实施例中，第一通信设备与各个第二通信设备的信道相互独立，上述信道状态指的是第一通信设备与各个第二通信设备之间的信道状态。信道状态，即信道状态信息(Channel State Information，简称CSI)，是一种包括信道质量指示等信息的用于反映端到端的信道质量的参数。

上述预设条件具体可以为：信道状态较大的预设数量的第二通信设备，或信道状态达到预设阈值的第二通信设备，本实施例对此不做具体限定。通过上述依据信道状态筛选目标第二通信设备的方式，可以实现提高整个无线通信系统吞吐量的目的，这里的吞吐量是指对网络、设备、端口、虚电路或其他设施，单位时间内成功地传送数据的数量。

步骤S104：通过射频技术向所述目标第二通信设备发送对应的调制信号。

如上所述，通过解调可以得到各个第二通信设备的解调信号，准确的来说，得到的是准备发送给各个第二通信设备的解调信号，这里目标第二通信设备对应的调制信号指的就是准备发送给目标第二通信设备的调制信号。

综上，本实施例所提供的一种基于可见光和射频技术的无线通信方法，应用于第一通信设备，能够接收信号源发送的可见光信号，并通过解调可见光信号，得到第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号，进而获取各个第二通信设备的信道状态，并筛选信道状态满足预设条件的目标第二通信设备，最终将目标第二通信设备的调制信号通过射频技术进行发送到目标第二通信设备。可见，该方法利用可见光技术与射频技术结合的方式向室内无线通信设备传输信号，避免了室外基站传输信号存在的易受障碍物、电磁波、距离等影响的问题，提高了信号质量，此外在第一通信设备向第二通信设备传输信号时还考虑到了信道状态，保证了这种通信方式的信号吞吐量。

下面开始详细介绍本发明提供的一种基于可见光和射频技术的无线通信方法实施例二，实施例二基于实施例一实现，并在实施例一的基础上进行了一定程度的拓展。

具体的，实施例二对实施例一中的无线通信过程进行通信周期的设置，在各个通信周期的第一时间段内，第一通信设备将接收到的可见光信号转换为能量，并在通信周期的第二时间段内利用上述能量实现上述无线通信的过程。

实施例二主要应用于第一通信设备，参见图3，实施例二具体包括：

步骤S201：在通信周期的第一时间段内，接收LED灯发送的可见光信号，并转换为能量。

下面对本实施例中的通信周期、第一时间段、第二时间段进行解释说明，本实施例中通信周期的周期长度可以根据实际需求来进行调整，每个通信周期包括两个时间段，即上述第一时间段和上述第二时间段，关于第一时间段和第二时间段各自占据通信周期的比例，需要根据实际情况来确定，具体可以以第一时间段转换得到的能量足够在第二时间段进行后续通信过程为依据来进行划分。

步骤S202：在通信周期的第二时间段内，接收LED灯发送的可见光信号，利用所述能量对可见光信号进行解调，得到第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号。

步骤S203：向各个第二通信设备发送通信连接建立请求，创建第一通信设备与各个第二通信设备之间的通信连接。

步骤S204：获取各个所述第二通信设备的信道状态，并筛选信道状态最好的目标第二通信设备。

步骤S205：通过射频技术向所述目标第二通信设备发送对应的调制信号。

可见，本实施例提供的一种基于可见光和射频技术的无线通信方法，应用于第一通信设备，在实施例一的基础上，不仅仅实现了利用可见光技术与射频技术结合的方式向室内无线通信设备传输信号的目的，保证了这种通信方式的信号吞吐量。而且还增加了能量收集的过程，能够将信号源发送的可见光信号转换为能量以便后续利用，提高了用户使用体验和场景适应性。

下面对本发明实施例提供的一种基于可见光和射频技术的无线通信设备进行介绍，下文描述的一种基于可见光和射频技术的无线通信设备与上文描述的一种基于可见光和射频技术的无线通信方法可相互对应参照。

如图4所示，该设备实施例具体包括：

信号接收器401：用于接收信号源发送的可见光信号；

信号解调器402：用于对所述信号接收器401接收的可见光信号进行解调，得到第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号，其中，所述第二通信设备为与所述第一通信设备建立通信连接的通信设备，所述第一通信设备与所述第二通信设备均为室内的通信设备；

控制器403：用于获取各个所述第二通信设备的信道状态，筛选信道状态满足预设条件的目标第二通信设备，并将所述信号解调器402解调得到的所述目标通信设备的调制信号发送到信号发射器；

所述信号发射器404：用于通过射频技术向所述目标第二通信设备发送对应的调制信号。

作为一种可选的实施方式，所述信号解调器402具体用于：

对所述可见光信号进行解调，得到位于预设频率段的所述第一通信设备自身的调制信号以及不位于所述预设频率段的多个第二通信设备各自的调制信号。

作为一种可选的实施方式，所述控制器403还用于：

向各个所述第二通信设备发送通信连接建立请求。

作为一种可选的实施方式，所述控制器403具体用于：

获取各个所述第二通信设备的信道状态，并筛选信道状态最好的目标第二通信设备。

作为一种可选的实施方式，所述信号接收器401具体用于：

接收预设数量的信号源发送的可见光信号。

作为一种可选的实施方式，所述设备还包括：

能量转换器405：用于将第一时间段接收的可见光信号转换为能量；

所述信号解调器402具体用于：利用所述能量对第二时间段接收的可见光信号进行解调，得到所述第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号。

本实施例的一种基于可见光和射频技术的无线通信设备用于实现前述的一种基于可见光和射频技术的无线通信方法，因此该设备的具体实施方式可见前文中的一种基于可见光和射频技术的无线通信方法的实施例部分，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再展开介绍。

另外，由于本实施例的一种基于可见光和射频技术的无线通信设备用于实现前述的一种基于可见光和射频技术的无线通信方法，因此其作用与上述方法的作用相对应，这里不再赘述。

此外，本发明还提供了一种基于可见光和射频技术的无线通信系统实施例，如图5所示，该系统实施例具体包括：信号源501、第一通信设备502、第二通信设备503，所述第一通信设备502与所述第二通信设备503均为室内的通信设备；

其中，所述信号源501用于将可见光信号发送到第一通信设备502；

所述第一通信设备502用于对所述可见光信号进行解调，得到所述第一通信设备502自身的调制信号以及多个第二通信设备503各自的调制信号，其中，所述第二通信设备503为与所述第一通信设备502建立通信连接的通信设备，还用于获取各个所述第二通信设备503的信道状态，并筛选信道状态满足预设条件的目标第二通信设备，进而通过射频技术向所述目标第二通信设备发送对应的调制信号；

所述第二通信设备503用于接收所述第一通信设备502发送的调制信号。

需要说明的是，图5所示意的一种基于可见光和射频技术的无线通信系统实施例中包括一个信号源501、两个第一通信设备502、以及N个第二通信设备503，这其中的数量并非限定，只是一个示例。实际上，第一通信设备502的数量、第二通信设备503的数量、甚至是信号源501的数量需要根据实际需求来确定。

本实施例的一种基于可见光和射频技术的无线通信系统用于实现前述的一种基于可见光和射频技术的无线通信方法，因此该系统的具体实施方式可见前文中的一种基于可见光和射频技术的无线通信方法的实施例部分，所以，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再展开介绍。

另外，由于本实施例的一种基于可见光和射频技术的无线通信系统用于实现前述的一种基于可见光和射频技术的无线通信方法，因此其作用与上述方法的作用相对应，这里不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上对本发明所提供的一种基于可见光和射频技术的无线通信方法、设备及系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于可见光和射频技术的无线通信方法，其特征在于，应用于第一通信设备，所述方法包括：

接收信号源发送的可见光信号；

对所述可见光信号进行解调，得到所述第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号，其中，所述第二通信设备为与所述第一通信设备建立通信连接的通信设备，所述第一通信设备与所述第二通信设备均为室内的通信设备；

获取各个所述第二通信设备的信道状态，并筛选信道状态满足预设条件的目标第二通信设备；

通过射频技术向所述目标第二通信设备发送对应的调制信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述可见光信号进行解调，得到所述第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号，具体包括：

对所述可见光信号进行解调，得到位于预设频率段的所述第一通信设备自身的调制信号以及不位于所述预设频率段的多个第二通信设备各自的调制信号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取各个所述第二通信设备的信道状态，并筛选信道状态满足预设条件的目标第二通信设备，具体包括：

获取各个所述第二通信设备的信道状态，并筛选信道状态最好的目标第二通信设备。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收信号源发送的可见光信号，具体包括：

接收预设数量的信号源发送的可见光信号。

5.如权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述对所述可见光信号进行解调，得到所述第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号，具体包括：

将第一时间段接收的可见光信号转换为能量；

利用所述能量对第二时间段接收的可见光信号进行解调，得到所述第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述对所述可见光信号进行解调，得到所述第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号之后，所述方法还包括：

向各个所述第二通信设备发送通信连接建立请求。

7.一种基于可见光和射频技术的无线通信设备，其特征在于，所述设备包括：

信号接收器：用于接收信号源发送的可见光信号；

信号解调器：用于对所述信号接收器接收的可见光信号进行解调，得到第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号，其中，所述第二通信设备为与所述第一通信设备建立通信连接的通信设备，所述第一通信设备与所述第二通信设备均为室内的通信设备；

控制器：用于获取各个所述第二通信设备的信道状态，筛选信道状态满足预设条件的目标第二通信设备，并将所述信号解调器解调得到的所述目标通信设备的调制信号发送到信号发射器；

所述信号发射器：用于通过射频技术向所述目标第二通信设备发送对应的调制信号。

8.如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述信号解调器具体用于：

对所述可见光信号进行解调，得到位于预设频率段的所述第一通信设备自身的调制信号以及不位于所述预设频率段的多个第二通信设备各自的调制信号。

9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述控制器还用于：

向各个所述第二通信设备发送通信连接建立请求。

10.一种基于可见光和射频技术的无线通信系统，其特征在于，包括：信号源、第一通信设备、第二通信设备，所述第一通信设备与所述第二通信设备均为室内的通信设备；

其中，所述信号源用于将可见光信号发送到第一通信设备；

所述第一通信设备用于对所述可见光信号进行解调，得到所述第一通信设备自身的调制信号以及多个第二通信设备各自的调制信号，其中，所述第二通信设备为与所述第一通信设备建立通信连接的通信设备，还用于获取各个所述第二通信设备的信道状态，并筛选信道状态满足预设条件的目标第二通信设备，进而通过射频技术向所述目标第二通信设备发送对应的调制信号；

所述第二通信设备用于接收所述第一通信设备发送的调制信号。