CN110710333B - 在至少一个通信终端与网络间提供无线连接的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在通信网络（20）与定位于可预给定空间区域（16）中的通信终端（18）之间建立无线通信连接（14）的方法。本发明所基于的任务是进一步改善无线通信的容量。根据本发明：固定布置的通信基础设备（22）建立至所述通信网络（20）的有线通信连接，以及‑建立经由光偏转单元（24）至所述通信终端（26）的基于光的通信连接（30），其中所述光偏转单元（24）与所述通信基础设备（22）处于固定的局部关系并且使光在所述通信基础设备（22）和所述可预给定空间区域（16）之间偏转。

Description

在至少一个通信终端与网络间提供无线连接的方法及设备

技术领域

本发明涉及一种用于通信连接的通信基础设备，用于在定位于可预给定空间区域中的至少一个通信终端与通信网络之间提供无线通信连接。本发明还涉及一种用于在定位于可预给定空间区域中的至少一个通信终端与通信网络之间提供无线通信连接的通信设施。此外，本发明还涉及一种用于在定位于可预给定空间区域中的至少一个通信终端与通信网络之间提供无线通信连接的方法，其中通信基础设备被固定地布置并连接到所述通信网络。最后，本发明还涉及一种用于在通信网络与定位于可预给定空间区域中的通信终端之间建立无线通信连接的方法。

背景技术

通信基础设备、通信设施、用于运行它们的方法以及还有用于建立无线通信连接的方法在现有技术中是众所周知的，因此对此不需要单独的文献证据。它们用于在所述通信终端与所述通信网络之间建立通信连接，从而可以传输数据，特别是传输到所述通信网络。为此在现有技术中通常设置WLAN路由器。

所述通信终端优选地是移动通信终端，所述移动通信终端特别是与所述通信基础设备无线地通信连接。这样的通信终端可以是例如智能电话、平板计算机、PDA等。但是另外，所述通信终端还可以是计算机，例如个人计算机（PC），特别是台式PC，但也可以是膝上型计算机等。

随着对能够实现高数据速率的需求的增加以及对可用服务的使用的增加，期望有很高的增长，特别是在移动数据速率的情况下。可用技术、特别是基于WLAN标准的可用技术对此只能在非常有限的程度上做出贡献，或者部分地已经达到技术容量极限。在移动无线电通信领域中，在这方面已经习惯设置额外的基站并更精细地分配这些基站。但是，这需要大量的技术和资金投入。

不仅在建筑物领域中，而且尤其是在建筑物领域中，例如可以在现有建筑物中实现改造，所述改造需要铺设例如基于以太网等的对应的有线通信路径。此外，在新建筑物中还可以使用诸如以太网供电等的新技术，其中电能以及数据都只能经由唯一的线路连接传输。但是，这些可能性需要大量的额外技术和资金投入，并且部分地只能被有限地使用。因此，仍有改善的需要。

发明内容

本发明基于的任务是进一步改善无线通信的容量。

关于通信基础设备，本发明特别是建议，所述通信基础设备具有用于提供至光偏转单元的基于光的无线通信连接的基于光的通信单元，该光偏转单元使光在所述通信基础设备和所述可预给定空间区域之间偏转，并且具有用于将所述通信单元通信技术地耦合到网络连接端的转换器单元。

关于通信设施，特别是建议，所述通信设施具有至少一个本发明的通信基础设备和至少一个光偏转单元，所述光偏转单元用于使光在所述至少一个通信基础设备和所述可预给定空间区域之间偏转，其中所述光偏转单元与所述通信基础设备处于固定的局部关系。

在方法方面，关于用于提供所述无线通信连接的方法特别是建议，布置使光在所述通信基础设备和所述可预给定空间区域之间偏转的光偏转单元，其中所述光偏转单元与所述通信基础设备处于固定的局部关系，借助于基于光的通信单元向所述通信基础设备提供至所述光偏转单元的基于光的无线通信连接，并且将所述通信单元与所述通信网络以通信技术耦合。

此外，关于用于建立所述无线通信连接的方法特别是建议，固定布置的通信基础设备建立至所述通信网络的有线的通信连接，并且建立经由光偏转设施至所述通信终端的基于光的通信连接，其中所述光偏转设施与所述通信基础设备处于固定的局部关系并且使光在所述通信基础设备和所述可预给定空间区域之间偏转。

本发明使得可以通过简单的方式提高无线通信情况下的容量，其方法即是从迄今为止常见的基于无线电的无线通信转换为现在基于光的无线通信，或者其方法是用基于光的无线通信来补充基于无线电的无线通信。同时，利用根据本发明的设施，即通信设施，特别是与所述通信基础设备结合，创建了装备的简单可能性，所述装备此外特别是能容易地安装在现有建筑物中，以建立或改善无线通信连接。通过使用基于光的无线通信，在通信信道的信道容量高的情况下可以很大程度避免额外的线路安装。由此，本发明特别是也适合于现有建筑物中的改造。当然，本发明不限于在建筑物中使用，而是尤其可以在诸如公共场所、活动场地等的室外场地中使用。在这种情况下，所述特别简单的装备由于简单地保持所需的技术设施而被证明是特别有利的，从而还能够以低投入实现时间上有限的建立。无需铺设额外的有线连接即可关于无线通信实现改善的容量。

所述通信基础设备优选是适于与所述通信终端进行数据交换的设备或设施。因此，在最简单的情况下，所述通信基础设备同样可以是如上所解释的通信终端，或者也可以是PC等。然而，此外，所述通信基础设备也可以是另一种数据技术设施，例如包括用于存储数据的存储单元等。特别地，所述通信基础设备包括用于将所述通信基础设备连接到所述通信网络的网络连接端。由此，所述通信基础设备与所述通信网络以通信技术耦合。所述通信网络可以是例如区域或国家的通信网络，例如企业内部网、互联网等。

所述基于光的通信连接可以使用例如可见光，但是也可以使用红外光、紫外光、其组合等作为用于数据传输的介质。所述通信基础设备具有基于光的通信单元，该基于光的通信单元用于提供至光偏转单元的基于光的无线通信连接，该光偏转单元使光在所述通信基础设备和所述可预给定空间区域之间偏转。

所述光偏转单元被设置用于将光偏转到所述可预给定空间区域中，其方法是所述通信终端可以借助于合适的基于光的自身通信单元来使用所述基于光的通信连接。因此，所述光偏转单元优选相对于所述通信基础设备的所述基于光的通信单元布置在光学视见范围中。所述基于光的通信连接可以优选地被构造为按照Li-Fi（英语：light fidelity，光保真技术）等的方式进行短距离通信。特别地，所述基于光的通信连接可以使用在短距离上进行光学数据传输的方法（英语：Optical Wireless Communication，光学无线通信，OWC，或还有Visible Light Communications，可见光通信，VLC），或者也可以使用与以无线电技术实现的WLAN等效的光学方法。

所述光偏转单元优选是无源光偏转单元，其将从基站的通信单元接收或输送的光偏转到所述可预给定空间区域中。为此，所述光偏转单元可以具有合适的光衍射装置。所述通信基础设备的基于光的通信单元被构造为根据要传输的数据来调制由所述通信单元发射到所述光偏转单元的光。

另外，所述光偏转单元被构造为以适当的方式将由所述通信终端从所述可预给定区域发送到所述通信基础设备的光偏转到所述通信基础设备，并且在此特别是偏转到所述通信基础设备的基于光的通信单元。因此，所述通信基础设备的基于光的通信单元被构造为探测从所述光偏转单元接收的光并且确定用所述光传输的数据。

现在为了借助于所述通信基础设备建立到所述通信网络的通信技术耦合，所述通信基础设备包括所述转换器单元，所述转换单元在所述基于光的通信单元和所述网络连接端之间建立优选双向的通信技术耦合。所述转换器单元优选为电子单元，其可以例如构造为硬件电路和/或也可以构造为程序控制的计算机单元。通过这种方式，可以将基于光的光学通信连接以通信技术耦合到所述通信网络。

所述可预给定空间区域是可以通过所述光偏转单元的特性确定的区域。通过所述光偏转单元，从所述通信基础设备的光技术通信单元输送的光可以被偏转到所述可预给定空间区域中。由此，借助于例如是移动或便携式设备的所述通信终端，通过将所述通信终端定位在可预给定区域内可以在光技术的基础上与所述通信基础设备建立可靠的通信。所述可预给定空间区域可以例如由可预给定的方位角限定，从所述通信基础设备输送的光借助于所述光偏转单元偏转到该方位角中。

在此情况下可以规定，从所述通信基础设备输送的光根据所述预给定空间区域或其延伸由所述光偏转单元发散地发射到可预给定空间中。

所述光偏转单元作为光衍射装置可以例如具有反射元件和/或折射元件，例如镜子、透镜、棱镜，但是必要时也可以具有滤波元件，例如偏振滤波器等。在最简单的情况下，所述光偏转单元可以通过布置在适当位置的镜子单元形成，使得所输送的光可以被偏转到所述可预给定空间中。

优选地，将所述光偏转单元布置在所述可预给定空间区域的地板上方，使得由所述光偏转单元偏转的光至少部分地朝向地板方向偏转。所述光偏转单元优选地布置在房间的天花板上，该房间包括或形成所述可预给定空间区域。

所述光偏转单元与所述通信基础设备处于固定关系，通过该关系可以确定关于基于光的耦合的空间关系。由此，也可以影响从所述光偏转单元到所述可预给定空间区域中的光传播。

所述可预给定空间区域可以由一个或多个可以至少部分重叠的子空间区域形成。这些子空间区域也可以至少部分地彼此分离。因此，可以例如通过光偏转单元来确定所述可预给定空间区域，该光偏转单元例如具有多个可以预给定或确定相应子空间区域的光偏转元件。然而，优选地，所述可预给定空间区域是连续区域，所述通信终端可以被任意定位在该连续区域中，以便能够提供至所述通信基础设备的基于光的通信。

因此，所述可预给定空间区域尤其可以通过所述光偏转单元的布置或位置来加以确定。所述可预给定空间区域也可以例如通过照射所述可预给定空间区域的照明器来加以确定。优选地，在这种情况下，所述光偏转单元与所述照明器机械耦合。由此，对于通信设备的用户来说，可以直接看到所述可预给定空间区域延伸到多远，从而该用户可以在所述可预给定空间区域中适当选择其自己的停留位置，以便能够确保至所述通信基础设备的可靠通信连接。

但是另外，还可以借助于诸如房间的天花板、塔架等的定位装置将所述光偏转单元置于期望的位置，由此可以以期望的方式实现所述可预给定空间区域。

所述光偏转单元优选地被布置在距所述通信基础设备的光学视见距离内，从而可以经由光技术的无线通信连接来提供数据传输。因此，不需要铺设缆线等来实现所述通信连接。另外，也不需要为光偏转单元设置电源，因为所述光偏转单元优选地被构造为无源光偏转单元，其不需要具有任何单独的调节设施和转换器设施。因此，可以几乎任意地布置所述光偏转单元而无需考虑任何能量技术的供应。

所述光偏转单元可以包括自己的壳体或还可以包括安装框架等。然而，优选地，所述光偏转单元仅装备有紧固装置，该紧固装置允许将所述光偏转单元固定在房间边上或房间中，例如天花板或墙壁的上部区域，或集成到其中。该紧固装置可以例如通过紧固夹片形成，该紧固夹片可以利用夹子和/或螺钉等与对应的壁元件或天花板机械地连接。此外，所述紧固装置可以包括粘接连接，该粘接连接例如可以借助于粘接剂（特别是胶带等）构造而成。另外可以规定，所述光偏转单元通过所述房间的边界壁的特性形成，例如包围所述可预给定空间的房间的墙壁或天花板。

所述通信基础设备的网络连接端优选地是用于与所述通信网络通信连接的有线连接端。因此，所述网络连接端例如可以通过优选可拆卸构造的插塞连接来形成。特别地，所述网络连接端被构造为电连接。例如，可以将所述网络连接端构造为用于以太网连接等。另外，所述网络连接端当然也可以被构造为光学网络连接端，以便能够例如借助于光缆等将所述通信基础设备例如连接到光学通信网络。当然，还可以提供它们的组合。依据所述网络连接端的类型来相应地构造所述转换器单元，由此可以实现与所述通信网络的通信技术耦合。

所述通信单元同样可以被构造为电子电路。它用于将数据或由所述转换器单元提供的与所述数据相对应的信号转换为合适的光技术信号，并发射由此调制的光，使得该光可以被所述光偏转单元偏转到预给定区域中。另外，所述通信单元被构造为接收由所述光偏转单元从所述可预给定区域输送的光，并确定该光中包含的数据并将所述数据传送到所述转换器单元。

同样地，所述通信基础设备优选地布置在包括所述预给定空间区域的房间的上部区域中，例如布置在所述房间的墙壁的上部区域中或者也布置在天花板上，从而可以在所述通信基础设备和所述光偏转单元之间提供很大程度不受干扰的基于光的通信连接。但是也可以规定，所述通信基础设备例如以合适的方式布置在塔架、柱子上或者也布置在另一种器件上，从而可以实现至所述光偏转单元的基本上无干扰的基于光的通信连接。所述另一种器件可以形成为例如固定的家具，例如抽屉柜、会议桌、落地灯、按照吸顶灯的方式的照明设施。此外，所述通信基础设备也可以布置在所述房间的地板上，特别是在地板槽中。

因此，本发明特别有利地适用于在建筑物的封闭房间中使用，例如在大厅、会议室等中。然而，另外，本发明也可以等同地用在预给定的室外区域中。例如，这可以在火车站等的等候区域中实现。可以将所述通信基础设备定位在例如车站建筑物等的外壁上，从而可以实现基于光的不受干扰的通信连接。

利用本发明可以实现的是，由于基于光的无线通信连接或该通信连接的物理特性，可以达到非常高的数据速率。由此不仅可以向唯一的通信终端而且可以在应当连接多个通信终端时提供具有高数据速率的通信连接。另外，当然本发明也适用于以光技术耦合多于一个光偏转单元，并以此方式近似于在房间中提供自己的通信网络。

当然可以规定，为每个光偏转单元设置自己的、分配给该光偏转单元的通信基础设备。然而被证明特别有利的是，多个光偏转单元可以共同使用一个通信基础设备，特别是当其用于连接到所述通信网络时。在这种背景下，所述通信基础设备可以被构造为例如网关或包括网关。另外，当然也可以设置多个通信基础设备，其中至少两个通信基础设备共同使用一个光偏转单元。

进一步建议，所述通信单元被构造为发射和/或接收在预给定的、单独分配给所述通信终端的光频率范围内的光。特别地，可以发射和/或接收具有单独分配给所述通信终端的颜色的光。由此，不仅可以实现特别可靠的、特别是抗干扰的无线通信连接，而且还允许将多个通信终端与所述通信基础设备耦合和/或反之亦然，优选利用独立的基于光的通信连接。由此，所述通信基础设备可以通过在相应光频率范围内通信来选择其与这些通信终端中的哪一个保持通信连接。原则上，如果例如一个通信终端保持至多于唯一的一个通信基础设备的基于光的通信连接，则当然也可以反过来这样设置。然后在此可以规定，由所述通信终端通过选择相应的光频率范围来相应地选择通信基础设备。当将通信基础设备用作中继站以便能够以通信技术耦合否则将不在通信作用范围内的其他光偏转单元时——例如因为障碍物等的原因不可能进行基于光的无线通信连接，这种实施方式也尤其是被证明是有利的。依据需要，也可以设置多个光频率范围，它们优选不彼此重叠。

所述通信单元优选地具有光学发送元件，该光学发送元件被构造为以定向方式发射光以提供所述无线通信连接。为此，所述发送元件可以具有合适的光源，例如发光二极管、激光二极管、它们的组合电路等，可以根据要传输的数据对该光源进行调制。另外，所述发送元件还可以包括光学元件，例如镜子、棱镜、透镜、光学滤波器、它们的组合等。由此可以在所述光偏转单元的方向上发射光，从而使无线通信连接尽可能完整。由此，不需要用所述发送元件的光来照射未在所述光偏转单元的方向上定位的空间区域。

此外建议，将所述通信单元构造为使所述通信单元的光学发送元件和/或光学接收元件优选自动地对准所述光偏转单元。该扩展被证明对于将所述通信设施安装为基于本发明的系统特别有利。如果例如事后布置光偏转单元并安装一个或多个对应的通信基础设备，则可以特别是由于相应的布置而调节出方位角，所述光应当被发射到该方位角中，由此可以建立至所述光偏转单元以及然后也至所述可预给定空间区域的基于光的通信连接。为此，可以设置一个或多个机械可移动的调节元件，或者还可以设置机械可移动的通信单元。特别地，可以对应地调节所述发送元件或所述接收元件。被证明特别有利的是，所述通信基础设备具有控制单元，该控制单元允许至少部分自动化地执行所述对准。从而例如可以规定，预给定方位角，然后通过自动调节所述通信单元、特别是所述发送元件和/或所述接收元件来实现所述方位角。为了对准，可以例如将与信号质量和/或信道质量等有关的指示信号，例如所提供的通信连接的质量，用于在安装时支持调节或对准。所述光学接收元件可以例如由光电二极管、光敏电阻、光电晶体管、太阳能电池和/或由另一种合适的光敏器件形成。

有利地，所述通信单元被构造为将发射的光聚焦到可预给定区域上。所述可预给定区域与所述可预给定空间区域是不同的，并且优选地通过所述光偏转单元的位置来加以确定或者至少包括所述光偏转单元的位置。所述通信单元优选地将其光发射到所述可预给定区域中。由此，可以进一步改善从所述通信单元发射的光的利用率。如果所述光偏转单元包括多个光偏转元件，则可以确定所述可预给定区域，使得检测到所有的光偏转元件。因此，可以用从所述通信单元发射的光照射所有的光偏转元件。

另外建议，所述通信单元被构造为发射在多个相互不同的光频率范围内的光并且将相应光频率范围的光聚焦到所述可预给定区域的多个子区域中所分配的子区域上。所述可预给定区域可以包括多个子区域，可以将这些子区域单独分配给所述光偏转单元的相应光偏转元件。这些子区域可以在空间上重叠或彼此分开。由此可以提供特定于光偏转元件的基于光的通信连接。

优选地，所述通信单元被构造为将光发射到所述可预给定区域的可预给定子区域中。由此可以创建在空间上分开的通信区域，在这些通信区域中可以彼此独立地进行通信。所述通信单元可以为此例如具有对应分配的并且对准的发送元件和/或接收元件。

进一步建议，所述通信单元被构造成为预给定的多个通信终端分别提供自己的单独的通信信道。该通信信道基于所述基于光的通信连接，并且用于在用户的通信终端与所述通信基础设备之间建立单独的、优选双向的无线通信连接。为此，可以设置频率复用方法、时分复用方法、代码复用方法、空间复用方法、波长/颜色复用方法、它们的组合等，其中多个信号可以汇总或成束地并且同时经由介质（在此为所述基于光的通信连接）传输。例如，在时分复用方法的情况下，可以设置单独分配给相应通信信道的重复时间窗。

另外，当然也存在以下可能性：每个通信信道包括所述基于光的通信连接的可预给定的光频率范围。优选将所述光频率范围单独分配给相应的通信信道。由此可以实现的是，即使其他通信终端和/或通信基础设备同时彼此通信，也可以在所述通信终端和所述通信基础设备之间实现很大程度上不受干扰的单独通信。因此通过这些通信通道，可以实现的是，所述通信可以基本上特别是彼此独立地运行。一个或多个通信信道的分配最初可以通过手动调节或自动地完成，其方法例如是所述通信基础设备向所述通信终端发送相应的光频率范围或通信信道等。

进一步建议，所述光偏转单元具有对准单元，利用该对准单元将所述光偏转单元优选自动地对准，使得光被偏转到所述可预给定空间区域中。为此，所述对准单元可以具有一个或多个调节元件，这些调节元件使得可以对所述光偏转单元进行对应的对准。所述对准可以既包括关于所述可预给定空间区域定位以及定向所述光偏转单元，还包括平移位移、关于要偏转的光的衍射特性的调节等。所述衍射特性还可以包括光的散射。由此，在实现所述可预给定空间区域方面可以实现很大的灵活性，从而能够以很小的投入实现期望的无线通信连接。

所述光偏转单元优选地包括至少一个反射器元件。所述反射器元件可以由镜子或具有对应光学反射特性的表面形成。优选地，所述反射器元件也可以由涂层形成，该涂层例如安装在所述可预给定空间区域所在房间的墙壁上，例如在天花板等上。当然，所述涂层也可以仅部分地安装在所述墙壁或所述天花板上。也可以依据需要设置多个以适当方式协作的反射器元件，由此可以实现所述可预给定空间区域。利用所述反射器元件，所述光偏转单元因此可以与所述可预给定空间区域匹配。另外，当然还可以补充设置诸如透镜、棱镜、其组合等的折射元件。

被证明特别有利的是，所述至少一个反射器元件与至少部分地包括所述可预给定空间区域的房间的边界壁一体构成。所述边界壁可以是该房间的合适的墙壁，该墙壁至少部分地限制了该房间的延伸。所述边界壁可以是例如天花板、至少一个侧壁、地板、其组合等。所述反射器元件可以借助于机械的紧固可能性以可预给定的方式固定在所述边界壁的至少一个区域中，例如借助于机械连接技术，如螺钉、铆钉、粘接、焊接等。然而，另外，所述反射器元件也可以由涂层形成，该涂层至少在所述边界壁的区域中安装在所述边界壁上，例如借助于刷涂、喷涂等。由此，所述反射器元件可以整体地连接到反正已经存在的建筑技术元件或集成到反正已经存在的建筑技术元件中，从而可以总地减少投入。

根据一种扩展建议，所述光偏转单元具有至少一个光谱滤波器元件。由此可以在通过环境光进行干扰方面改善所述基于光的通信连接。因此，通过所述滤波器元件可以减少干扰光影响。为此，所述滤波器元件可以由透明的合适的元件形成，该元件提供对应的光谱滤波效果，例如色轮等。另外，所述滤波器元件也可以由偏振滤波器元件形成。由此可以实现关于要偏转的光的选择。

针对根据本发明的通信基础设备说明的优点和效果同样适用于根据本发明的通信设施以及也适用于根据本发明的方法，反之亦然。特别地，方法特征因此也可以被表述为设备特征，反之亦然。

附图说明

可以从下面基于附图对实施例的描述中获得其他优点和特征。在附图中，相同的附图标记表示相同的特征和功能。

图1示出了根据本发明的通信设施的示意图，

图2示出了如图1的示意图，其中示出了从用户的移动无线电通信终端到通信基础设备的基于光的通信连接的光连接，

图3至图9示出了如图1的根据本发明的通信设施的其他实施方式的示意图，

图10至图13示出了根据本发明的用于通信设施的不同光偏转单元的示意图，

图14示出了如图1的示意图，其具有基于根据图11的实施方式的多个光偏转单元，

图15示出了用于根据图14的实施方式的如图2的图，

图16示出了如图1的根据本发明的通信设施的另一实施方式的示意图，该通信设施具有根据图12的光偏转单元，以及

图17示出了用于根据图16 的通信设施的如图2 的示意图。

具体实施方式

图1以示意图示出了具有根据本发明的通信设施12 的房间10。房间10包括与侧壁36邻接的天花板40，该侧壁36自己又邻接与天花板40相对的地板38。

通信设施12用于在定位于可预给定空间区域16中的通信终端18和通信网络20 之间提供无线通信连接14。通信网络20在当前情况下是企业内部网，其构造在房间10所属的未进一步示出的建筑物中。在图1中只有对应的连接线路用附图标记20表示。所述可预给定空间区域16被房间10完全包括。

选择可预给定空间区域16，使得携带通信终端18的用户34 可以使用无线通信连接14。通信终端18在当前情况下由智能电话形成。但是，它也可以由另一种通信终端形成。

通信设施12包括固定布置的通信基础设备22，该通信基础设备22在当前情况下被固定在房间10的侧壁36的上部区域中。另外，通信设施12 包括光偏转单元24，该光偏转单元24用于使光在通信基础设备22与可预给定空间区域16之间偏转。光偏转单元24被布置为与通信基础设备22具有固定的局部关系，在当前情况下布置在房间10的天花板40上。光偏转单元24在当前情况下具有凸面镜42作为反射器元件，该凸面镜42被构造为半球形并且在其球圆顶突出到所述房间内的同时固定在天花板40上。选择凸面镜42的球圆顶的曲率以及通信基础设备22与凸面镜42之间的距离，使得通信连接14检测预给定空间区域16。

通信基础设备22用于在定位于可预给定空间区域16中的通信终端18与通信网络20之间提供无线通信连接14。为此，通信基础设备22具有网络连接端28 ，该网络连接端28连接至通信网络20 。另外，通信基础设备22包括基于光的通信单元26，该通信单元26用于提供至光偏转单元24的基于光的无线通信连接30。此外，通信基础设备22包括转换器单元28，借助于该转换器单元28，通信单元26以通信技术耦合至网络连接端28。

通信单元26被构造为发射和接收在预给定的、单独分配给通信终端18的光频率范围内的光。由此创建了单独的通信信道，从而创建了通信基础设备22可以彼此独立地与诸如通信终端18的多个不同通信终端进行通信的可能性。在这种情况下，这些通信终端中的每一个通信终端18被分配有相应的单独的通信信道。另外，如果光频率范围的数量不再足以能够为这些通信终端中的每一个通信终端18提供相应的单独的通信信道，则可以规定，按照诸如时分复用方法的复用方法的方式使用相应的光频率范围，以便能够通过这种方式创建其他独立的通信信道。

在本实施方式中规定，可以由光偏转单元24用来自通信基础设备22或通信单元26的光从上方照射可预给定空间区域16。由此可以很大程度上避免阴影。

用图3至图9示出了通信基础设备22的不同实施方式。图3示出了通信基础设备22，其如图1中那样布置在房间10的侧壁36上。通信基础设备22 的通信单元26向光偏转单元24提供窄的、聚焦良好的光束，该光偏转单元24将该光偏转到可预给定空间区域16中。相应地，通信单元26具有合适的光源，优选与聚光元件关联，诸如发光二极管、激光二极管等。在这种情况下，可以实现针对通信介质的良好光利用。

图4示出了如图3的示意图，但是与根据图3的实施方式不同，通信基础设备22布置在房间10内的桌子44上。在当前情况下，通信基础设备22被构造为在房间10的天花板40的方向上发射光，其中通信基础设备22并且在此特别是通信单元26被构造为用于广泛发散的光发射和广泛的光接收。由此，本发明的通信设施12的安装特别简单并且也有布置容差，这是因为与根据图3的实施方式不同，不需要将通信基础设备22或其通信单元26 精确地聚焦到光偏转单元24上。然而，在此不能如在根据图3的实施方式中那样实现光提供的高利用率。

图5示出了基于根据图4的实施方式的通信设施12的另一实施方式。与根据图4的实施方式不同，在此，通信基础设备22布置在直立的柱子46上。在此，也设置了广泛发散的发送区域/接收区域，从而可以实现通信设施12 的简单安装或实现。在柱子46的底部区域中，示出了到通信网络20 的连接端。该连接端同时也用于向通信基础设备22供应电能。

图6示出了根据图3和图5的实施方式的组合，其中通信基础设备22同样布置在柱子46上，但是在此与根据图5的实施方式不同，基于光的通信连接30被聚焦到光偏转单元24上，如在根据图3的实施方式中已经解释的。

图7示出了根据本发明的通信设施12的另一实施方式，其中通信基础设备22例如按照地板槽的方式居中地布置在房间10的地板38中。光发射或光接收通过地板38中的透明薄片48完成。与通信基础设备22相对地在房间10的天花板40上布置光偏转单元24，该光偏转单元24在当前情况下按照凸面镜的方式构造，如已经基于图1所解释的。由此可以实现非常大的可预给定空间范围16。

图8示出了通信基础设备22的另一实施方式，该通信基础设备在当前情况下由USB棒形成，该USB棒连接到膝上型计算机50。如图4中所示，膝上型计算机50可以布置在房间10中的桌子44上。USB棒被构造为在按规定的运行中在天花板40的方向上发射光或从天花板40的方向接收光。在这方面，通信基础设备22被构造为具有对应剧烈发散的光发射或对应广泛配置的接收区域。以此方式，可以提供本地“热点”。优选地，膝上型计算机50还连接至未示出的通信网络。

图9示出了基于根据图8的实施方式的通信基础设备22的另一实施方式。在当前的情况下规定，通信基础设备22布置在壳体52中，该壳体可以按照插头组件的方式插入到壁侧的插塞连接54或插座中，以便产生到通信网络20的有线的通信连接，并且同时为通信基础设备22供应电能。在此也规定，在房间10的天花板40的方向上完成光发射。相应地参考前述实施例。

图10至图12涉及光偏转单元24的不同实施方式。因此，图10示出了具有按照凸面镜42方式的光偏转元件的光偏转单元24的实施方式。对此补充地参考根据图1的实施。

相反，图11示出了具有凹面镜56作为反射器元件的光偏转单元24。凹面镜56以可预给定的方式倾斜地固定在所述天花板上，从而可以实现可预给定空间区域16。

图12示出了光偏转单元24的另一实施方式，该光偏转单元在当前情况下由布置在房间10的天花板40上的涂层58形成。该涂层是关于基于光的通信连接30 的光进行反射的涂层。在当前情况下，利用柱子46上的通信基础设备22来运行该光偏转单元24，如已经基于图5所解释的。通过该实施方式，可以实现特别大的可预给定空间区域16。

图13示出了本发明的另一实施方式，该实施方式也特别适合于简单的改装。在该实施方式中，光偏转单元24布置在具有底部60的柱子46上，底部60停放在地板38上。底部60具有通信基础设备22，在当前情况下，该通信基础设备22被构造为平行于柱子46地将光发射到光偏转单元 24或从光偏转单元24接收光。在当前情况下，所述光偏转单元具有反射器元件，该反射器元件构造为凸面镜42。凸面镜42的圆顶侧在中央连接到柱子46。由此同样可以实现非常大的、宽敞的可预给定空间区域16。

通过将光偏转单元24和通信基础设备22结合为共同的单元，该单元优选也可以构造为便携式的或可运输的，可以实现无线通信连接14 的特别简单和成本有利的提供。底部60为通信基础设备22 提供了对应的连接可能性，从而通信基础设备22可以以通信技术按照先前描述的方式与通信网络20 耦合。优选地，在此也可以提供能量技术的耦合，其可以用于为通信基础设备22 供应电能。

图14示出了根据本发明的通信设施12的另一实施方式，该通信设施12同样布置在房间10内。根据图14的图示基于根据图1的图示，因此，补充地参照涉及于此的实施，特别是关于通信基础设备22及其至通信网络20的连接。根据图14的实施方式与根据图1的实施方式的不同之处在于，光偏转单元 24在当前情况下具有两个布置在天花板40上的平面镜62，它们以可预给定的方式倾斜地连接到天花板40。由此可以提供图14中所示的可预给定空间区域16。

在本实施方式中，可预给定空间区域16不直接彼此连接，而且是由于光偏转单元24的特性，因为所述平面镜作为反射器元件相应地彼此远离地布置在天花板40上。因此，该实施方式特别适合于期望在可预给定区域中通信的情况，例如在教室等中。如果可预给定空间区域16的子区域应当彼此连接，则平面镜62相应地彼此紧靠地固定在天花板40上。在替代实施方式中，镜子62也可以被构造为凹面镜。

图15示出了针对基于图14的实施方式的从用户34的通信终端18到通信基础设备22的基于光的数据传输的情况的关系。可以看出，通信连接30仅通过镜子62中的以下镜子完成，通信终端18被定位在可预给定空间区域16的分配给该镜子的子区域中。

图16示出了根据本发明的通信设施12的另一实施方式，该通信设施12基于图14的实施方式。与根据图14的实施方式不同，在此光偏转单元24不是通过按照平面镜方式的反射器元件构造，而是通过在天花板40上的涂层32构造，该涂层32具有反射和/或散射特性，由此可以实现大的可预给定空间区域16。光偏转单元对应于如已经基于图12所解释的光偏转单元，因此补充地参照涉及于此的实施。该实施方式的优点在于，可预给定空间区域16非常大，由此即使在宽的区域中进行通信期间也可以改变通信终端18的定位。图17示出了当通信终端18向通信基础设备22发射光时的对应关系。

在附图中、特别是在图14至17中用64和66示出了通信基础设备22或其通信单元26和通信终端18的发送-接收区域。发送-接收区域可以包括可预给定的、例如也可调节的方位角。

上述实施例仅是对本发明的解释，不应当限制本发明。

附图标记列表

10 房间

12 通信设施

14 通信连接

16 可预给定空间区域

18 通信终端

20 通信网络

22 通信基础设备

24 光偏转单元

26 通信单元

28 转换器单元

30 通信连接

32 涂层

34 用户

36 侧壁

38 地板

40 天花板

42 镜子

44 桌子

46 柱子

48 薄片

50 膝上型计算机

52 壳体

54 插塞连接

56 镜子

58 涂层。

Claims (17)

1.一种用于通信设施（12）的通信基础设备（22），用于在定位于可预给定空间区域（16）中的至少一个通信终端（18）与通信网络（20）之间提供无线通信连接（14），其中所述通信基础设备（22）被构造为固定布置，具有：

网络连接端（28），用于将所述通信基础设备（22）连接到所述通信网络（20），

其特征在于

基于光的通信单元（26），用于提供至光偏转单元（24）的基于光的无线通信连接（30），所述光偏转单元（24）使光在所述通信基础设备（22）和所述可预给定空间区域（16）之间偏转，其中所述光偏转单元（24）与所述通信基础设备（22）有间距，以及

转换器单元（28），用于将所述通信单元（26）与所述网络连接端（28）进行通信技术的耦合，

其中所述通信基础设备（22）与所述光偏转单元（24）之间的距离被选择为，使得所述光偏转单元（24）检测所述预给定空间区域（16）。

2.根据权利要求1所述的通信基础设备，其特征在于，

所述通信单元（26）被构造为发射和/或接收在单独分配给所述通信终端（18）的预给定光频率范围内的光。

3.根据权利要求1或2所述的通信基础设备，其特征在于，

所述通信单元（26）具有光学发送元件，所述光学发送元件被构造为以定向方式发射光以提供所述无线通信连接。

4.根据权利要求1至2之一所述的通信基础设备，其特征在于，

所述通信单元（26）被构造为将所述通信单元（26）的光学发送元件和/或光学接收元件与所述光偏转单元（24）对准。

5.根据权利要求1至2之一所述的通信基础设备，其特征在于，

所述通信单元（26）被构造为将所发射的光聚焦到可预给定区域。

6.根据权利要求5所述的通信基础设备，其特征在于，

所述通信单元（26）被构造为发射在多个彼此不同的光频率范围内的光，并且将相应光频率范围的光聚焦到所述可预给定区域的多个子区域中所分配的区域上。

7.根据权利要求1至2之一所述的通信基础设备，其特征在于，

所述通信单元（26）被构造成为预给定的多个通信终端（18）分别提供自己的单独的通信信道。

8.根据权利要求7所述的通信基础设备，其特征在于，

每个通信信道包括可预给定的光频率范围和/或所述通信单元（26）被构造为将光发射到所述可预给定区域的可预给定子区域中。

9.根据权利要求1至2之一所述的通信基础设备，其特征在于，

所述通信单元（26）被构造为将所述通信单元（26）的光学发送元件和/或光学接收元件自动地与所述光偏转单元（24）对准。

10.一种用于在定位于可预给定空间区域（16）中的至少一个通信终端（18）与通信网络（20）之间提供无线通信连接（14 ）的通信设施（12），

其特征在于

至少一个固定布置的、根据前述权利要求之一所述的通信基础设备（22），以及

与所述通信基础设备（22）有间距的至少一个光偏转单元（24），用于使光在所述至少一个通信基础设备（22）和所述可预给定空间区域（16）之间偏转，其中所述光偏转单元（24）与所述通信基础设备（22）处于固定的局部关系，

其中所述通信基础设备（22）与所述光偏转单元（24）之间的距离被选择为，使得所述光偏转单元（24）检测所述预给定空间区域（16）。

11.根据权利要求10所述的通信设施，其特征在于，

所述光偏转单元（24）具有对准单元，利用所述对准单元将所述光偏转单元（24）对准，使得所述光被偏转到所述可预给定空间区域（16）中。

12.根据权利要求10或11所述的通信设施，其特征在于，

所述光偏转单元（24）具有至少一个反射器元件（42）。

13.根据权利要求12所述的通信设施，其特征在于，

所述至少一个反射器元件（42）与房间（10）的边界壁（40）一体地构成，所述房间至少部分地包括所述可预给定空间区域（16）。

14.根据权利要求10至11之一所述的通信设施，其特征在于，

所述光偏转单元（24）具有至少一个光谱滤波器元件。

15.根据权利要求11所述的通信设施，其特征在于，

利用所述对准单元将所述光偏转单元（24）自动地对准，使得所述光被偏转到所述可预给定空间区域（16）中。

16.一种用于在定位于可预给定空间区域（16）中的至少一个通信终端（18）与通信网络（20）之间提供无线通信连接的方法，其中通信基础设备（22）被固定地布置，所述方法包括：

将所述通信基础设备（22）连接到所述通信网络（20），

其特征在于，

布置使光在所述通信基础设备（22）和所述可预给定空间区域（16）之间偏转的光偏转单元（24），其中所述光偏转单元与所述通信基础设备（22）有间距并且与所述通信基础设备处于固定的局部关系，

在所述通信基础设备（22）的基于光的通信单元（26）和所述光偏转单元（24）之间提供基于光的无线通信连接（30），以及

将所述通信单元（26）与所述通信网络（20）以通信技术耦合，

其中所述通信基础设备（22）与所述光偏转单元（24）之间的距离被选择为，使得所述光偏转单元（24）检测所述预给定空间区域（16）。

17.一种用于在通信网络（20）与定位于可预给定空间区域（16）中的通信终端（18）之间建立无线通信连接（14）的方法，其中：

固定布置的通信基础设备（22）建立至所述通信网络（20）的有线通信连接，以及

建立经由光偏转单元（24）至所述通信终端（26）的基于光的通信连接（30），其中所述光偏转单元（24）与所述通信基础设备（22）有间距并且与所述通信基础设备（22）处于固定的局部关系，并且使光在所述通信基础设备（22）和所述可预给定空间区域（16）之间偏转，

其中所述通信基础设备（22）与所述光偏转单元（24）之间的距离被选择为，使得所述光偏转单元（24）检测所述预给定空间区域（16）。

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