[發(fā)明專利]一種基于無(wú)線接入點(diǎn)的可見(jiàn)光通信系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310354985.3
• 申請(qǐng)日: 2013-08-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103427903A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?jiān)阼?/a>;吳亮;黨建;余旭濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/116
• 分類號(hào): H04B10/116;H04W76/02;H04W84/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李玉平

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于無(wú)線接入點(diǎn)的可見(jiàn)光通信系統(tǒng)，利用可見(jiàn)光通信進(jìn)行信息傳輸，屬于無(wú)線通信與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

可見(jiàn)光通信（VLC）技術(shù)利用可見(jiàn)光源的發(fā)光強(qiáng)度變化進(jìn)行無(wú)線信息傳輸。隨著發(fā)光二極管（LED）技術(shù)的快速發(fā)展，可見(jiàn)光LED比傳統(tǒng)的白熾燈和熒光燈具備更長(zhǎng)的使用壽命、更低的功耗、更高的電光效率及更小的體積，有望在未來(lái)取代傳統(tǒng)照明設(shè)備成為新一代的照明設(shè)備。此外，可見(jiàn)光LED基于固態(tài)電路，切換速度較快，具有較大的可調(diào)帶寬，更適用于VLC。與傳統(tǒng)的射頻無(wú)線通信系統(tǒng)相比，VLC具有頻譜免許可、材料綠色環(huán)保、對(duì)人體安全、無(wú)電磁干擾、保密性好以及可在照明的同時(shí)通信等優(yōu)點(diǎn)，具有巨大的應(yīng)用價(jià)值與良好的市場(chǎng)前景。

在室內(nèi)環(huán)境中，VLC可用于在熱點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行短距離高速無(wú)線信息傳輸，能夠達(dá)到很高的空間容量。但高性能的VLC鏈路通常需要收發(fā)端之間具有直視（LOS）路徑，并且收發(fā)端位置和方向較小的相對(duì)變化，都可能引起鏈路性能的較大波動(dòng)。另外，手機(jī)和個(gè)人數(shù)字助理（PDA）等手持設(shè)備上的硬件，目前還難以支持高速VLC信號(hào)收發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題與不足，本發(fā)明提供一種基于無(wú)線接入點(diǎn)的可見(jiàn)光通信系統(tǒng)，主要用于室內(nèi)熱點(diǎn)區(qū)域的短距離高速無(wú)線信息傳輸。

技術(shù)方案：一種基于無(wú)線接入點(diǎn)的可見(jiàn)光通信系統(tǒng)，包括VLC信號(hào)處理子系統(tǒng)、VLC信號(hào)收發(fā)子系統(tǒng)和VLC無(wú)線接入點(diǎn)子系統(tǒng)；VCL信號(hào)處理子系統(tǒng)位于網(wǎng)關(guān)或服務(wù)器附近，與網(wǎng)關(guān)或服務(wù)器通過(guò)數(shù)字信號(hào)線（如網(wǎng)線）連接，與外部網(wǎng)絡(luò)或服務(wù)器交換數(shù)據(jù)；VLC信號(hào)收發(fā)子系統(tǒng)位于LED燈附近，與VLC信號(hào)處理子系統(tǒng)通過(guò)光纖連接；VLC信號(hào)收發(fā)子系統(tǒng)還與LED燈連接，通過(guò)LED燈發(fā)送可見(jiàn)光信號(hào)；VLC無(wú)線接入點(diǎn)子系統(tǒng)處于移動(dòng)用戶終端附近，一方面通過(guò)可見(jiàn)光信號(hào)和上行無(wú)線信號(hào)與VLC信號(hào)收發(fā)子系統(tǒng)之間進(jìn)行無(wú)線信號(hào)傳輸，另一方面通過(guò)常規(guī)射頻無(wú)線通信系統(tǒng)（如無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）或藍(lán)牙），與移動(dòng)用戶終端進(jìn)行無(wú)線通信。

VLC信號(hào)處理子系統(tǒng)主要包含信號(hào)處理模塊和第一光模塊，兩者之間通過(guò)模擬信號(hào)線（如同軸電纜）連接；信號(hào)處理模塊接收從數(shù)字信號(hào)線傳來(lái)的信息，產(chǎn)生VLC調(diào)制信號(hào)，并搬移到合適的頻帶上，發(fā)射給第一光模塊；并接收從第一光模塊傳來(lái)的信號(hào)，搬移到基帶，進(jìn)行VLC接收處理，將信息通過(guò)數(shù)字信號(hào)線發(fā)出；第一光模塊將信號(hào)處理模塊發(fā)出的電信號(hào)調(diào)制成光信號(hào)，在光纖上傳輸；從光纖上接收光信號(hào)，解調(diào)產(chǎn)生電信號(hào)發(fā)給信號(hào)處理模塊。

VLC信號(hào)收發(fā)子系統(tǒng)主要包含第二光模塊、可見(jiàn)光發(fā)射模塊和上行信號(hào)接收模塊；第二光模塊與可見(jiàn)光發(fā)射模塊和上行信號(hào)接收模塊之間分別通過(guò)模擬信號(hào)線連接；與第一光模塊相同，第二光模塊實(shí)現(xiàn)光信號(hào)和電信號(hào)的雙向轉(zhuǎn)換和傳輸；可見(jiàn)光發(fā)射模塊將從第二光模塊接收的信號(hào)進(jìn)行濾波和放大，并疊加到LED燈的驅(qū)動(dòng)電流信號(hào)上，驅(qū)動(dòng)LED燈發(fā)光，從而將信號(hào)調(diào)制到可見(jiàn)光上進(jìn)行傳輸。上行接收模塊接收從VLC無(wú)線接入點(diǎn)子系統(tǒng)收到的上行無(wú)線信號(hào)，進(jìn)行濾波和放大，發(fā)送到第二光模塊中。

????VLC無(wú)線接入點(diǎn)子系統(tǒng)主要包含可見(jiàn)光接收模塊、上行信號(hào)發(fā)射模塊、信號(hào)處理轉(zhuǎn)換模塊、射頻無(wú)線接入點(diǎn)模塊和用戶界面；信號(hào)處理轉(zhuǎn)換模塊與可見(jiàn)光接收模塊和上行信號(hào)發(fā)射模塊之間分別通過(guò)模擬信號(hào)線連接；信號(hào)處理轉(zhuǎn)換模塊與射頻無(wú)線接入點(diǎn)模塊和用戶界面之間分別通過(guò)數(shù)字信號(hào)線連接；可見(jiàn)光接收模塊主要包含接收光學(xué)系統(tǒng)、光檢測(cè)器（PD）和接收電路等，接收LED燈發(fā)出的可見(jiàn)光信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)行濾波和放大等處理，并傳輸給信號(hào)處理轉(zhuǎn)換模塊；上行信號(hào)發(fā)射模塊接收從信號(hào)處理轉(zhuǎn)換模塊發(fā)來(lái)的信號(hào)，產(chǎn)生合適的上行無(wú)線信號(hào)，并發(fā)射給VLC信號(hào)收發(fā)子系統(tǒng)；信號(hào)處理轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光接收模塊、上行信號(hào)發(fā)射模塊和射頻無(wú)線接入點(diǎn)模塊之間信號(hào)的收發(fā)處理和轉(zhuǎn)換；射頻無(wú)線接入點(diǎn)模塊從信號(hào)處理轉(zhuǎn)換模塊接收信息，發(fā)送給移動(dòng)用戶終端；將從移動(dòng)用戶終端收到的信息，發(fā)送給信號(hào)處理轉(zhuǎn)換模塊，實(shí)現(xiàn)無(wú)線接入點(diǎn)功能；射頻無(wú)線接入點(diǎn)模塊與移動(dòng)用戶終端之間采用常規(guī)的射頻無(wú)線通信方式進(jìn)行通信；用戶界面提供用戶控制界面，能夠?qū)LC無(wú)線接入點(diǎn)子系統(tǒng)或整個(gè)VLC系統(tǒng)進(jìn)行控制。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的基于無(wú)線接入點(diǎn)的可見(jiàn)光通信系統(tǒng)，VLC無(wú)線接入點(diǎn)子系統(tǒng)一般放置在室內(nèi)需要提供無(wú)線接入?yún)^(qū)域內(nèi)的固定位置，可通過(guò)調(diào)節(jié)，其PD與LED燈之間形成穩(wěn)定和高性能的直達(dá)路徑，解決了現(xiàn)有VLC系統(tǒng)存在的因光傳播路徑經(jīng)常變化引起的系統(tǒng)穩(wěn)定性差的問(wèn)題。