结合电力线通信的可见光通信系统及优化小区架构的方法
【专利摘要】本发明涉及一种结合电力线通信的可见光通信系统及优化小区架构的方法，所述的系统包括依次连接的数据源、宽带接入与路由设备、第一电力调制解调器及可见光通信子系统，所述的可见光通信子系统包括多个可见光接入点及终端，所述的可见光接入点包括第二电力调制解调器模块、路由模块、下行链路编码调制和光发射模块、上行链路检测和解调译码模块及LED灯，每个所述的可见光通信子系统相应地配置一个所述的第一电力调制解调器。与现有技术相比，本发明具有可扩展性强、实际使用价值高、适用性强、应用面广及传输性能高等优点，适用于实现高可靠性和高数据传输速率的发射，具有广阔的市场化前景。
【专利说明】结合电力线通信的可见光通信系统及优化小区架构的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可见光通信【技术领域】，尤其是涉及一种电力线通信与可见光通信结合的具有电信号再生环节的通信系统及基于该通信系统的优化可见光接入小区架构的方法。
【背景技术】
[0002]为了解决如何便捷、低成本地把数据传输到“利用可见光进行数据收发的新型LED灯”上，将电力线通信与可见光通信相结合已经成为一个前沿的研究方向。但是，在现有的解决方案中，一类方法是利用耦合器提取电力线路中传输的电信号送入LED，然后由LED驱动单元将电压信号转换为电流信号，再对LED进行光强调制(比如申请号为201210252064.1的中国专利)。这种方法采用共性技术实现电力线网络和LED可见光通信的结合，两者信号合一，无需信号再生。但是在该方法中由于省略了信号再生环节，使得在LED灯进行数据发射时的调制方式只能受限于光强调制，而不能利用高级的数字信号编码与调制技术，比如正交频分复用(OFDM)技术、基于卷积码的信道编码技术等，去实现高可靠性和高数据传输速率的发射。而对于考虑信号再生环节的另一类方法，现有研究则只是集中在对“利用可见光进行数据收发的新型LED灯”的内部架构的设计上(比如申请号为201220097159.6的中国专利)或者没有考虑多个终端接入某个新型LED灯时的路由、以及多个相邻子系统(比如一个楼层的多个办公室或居室)接入数据源时的路由。总之，在采用这类方法时，还缺乏从数据源(比如因特网)到可见光收发终端的整个系统架构的全面而合理的设计。
[0003]同时，在对结合电力线通信的可见光通信系统进行设计时，在现有的考虑到了上行链路传输的系统设计方案中，几乎均是假设终端设备在上行链路具备可见光数据发射能力。但是，事实上，对于现有的普及的个人通信终端(比如笔记本电脑、手机、Pad等)，相比于将可见光通信下行链路处理功能模块集成进这些终端，让这些终端上集成进“可发射一定强度的光的灯”的难度明显要大很多。此外，即使是考虑专门去设计具有“可发射一定强度的光的灯”的新型可见光收发终端，灯在终端上的位置的设计以及终端用户在进行上行链路传输时可能需要特意将终端上的灯去对准接入点的实际操作难度和所带来的不好的用户体验，都是亟待深入研究和去解决的问题。所以，在系统设计时，我们需要去考虑让终端利用现有无线通信技术进行上行链路传输的可能性。
[0004]另一个更为重要的问题时，迄今为止很多研究都只是针对点到点的可见光通信进行相关技术研究。对于部署了多个“利用可见光进行数据收发的新型LED灯”的可见光通信系统，在进行系统架构设计的为数不多的现存研究中，一种相对合理的设计方案是参考商用蜂窝移动通信的系统架构，将每个新型LED灯视作一个可以被可见光收发终端接入的小区(cell)，然后给每个新型LED灯分配一个小区标识(cell ID)。但是，在实际的应用环境(比如居室内、交通系统中)，都是多个灯紧邻地密集部署在一个给定的区域里。在这样的网络环境中，一个可见光收发终端如果处于运动中，那么将会面临频繁的越区切换进而导致影响传输性能。因此，需要对可见光接入小区架构进行优化设计以解决这个问题。
【发明内容】
[0005]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结合电力线通信的具有电信号再生环节的可见光通信系统，及基于该通信系统的优化可见光接入小区架构的方法。
[0006]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:一种结合电力线通信的可见光通信系统，其特征在于，包括依次连接的数据源、宽带接入与路由设备、第一电力调制解调器及可见光通信子系统，所述的可见光通信子系统包括多个可见光接入点及终端，所述的可见光接入点包括第二电力调制解调器模块、路由模块、下行链路编码调制和光发射模块、上行链路检测和解调译码模块及LED灯，每个所述的可见光通信子系统相应地配置一个所述的第一电力调制解调器；
[0007]在下行链路中，所述的宽带接入与路由设备通过数字信号传输线路(比如网线)将数据源(比如因特网)送入的数据发送给第一电力调制解调器，所述的第一电力调制解调器将数字信号转换为电信号后，通过电力线发送给每个可见光接入点，所述的第二电力调制解调器模块将电信号解调再生为数字信号后发送给路由模块，所述的路由模块将再生的数字信号针对一个或多个接入终端进行路由配置后送入下行链路编码调制和光发射模块，所述的下行链路编码调制和光发射模块将数字信号进行编码调制后经由新型LED灯进行可见光发射；
[0008]在上行链路中，对于任意一个所述的可见光接入点，所述的上行链路解调译码模块将接收到的由一个或多个终端发送来的数字信号进行解调译码后送入路由模块，所述的路由模块将接收的数字信号针对一个或多个接入终端进行路由配置后送入第二电力调制解调器模块，所述的第二电力调制解调器模块将数字信号调制为电信号送入第一电力调制解调器，所述的第一电力调制解调器将电信号转换为数字信号后发送给宽带接入与路由设备，所述的宽带接入与路由设备将数据反馈给数据源。
[0009]所述的下行链路编码调制和光发射模块包括下行编码调制器、下行数模转换器、第一下行功率放大器及LED灯驱动电路和芯片，所述的下行链路编码调制和光发射模块将属于一个或多个接入终端的数字信号针对不同的终端添加合理设计的控制信令数据(比如接入子频带资源的分配)，然后送入所述的下行编码调制器进行相应的编码调制(比如卷积编码后再调制为OFDM符号)，再通过所述的下行数模转换器处理后送入第一下行功率放大器，最后经由LED灯驱动电路和芯片驱动LED灯进行可见光发射。
[0010]所述的上行链路检测和解调译码模块包括上行数据检测器、第一上行功率放大器、上行低通滤波器、上行模数转换器、上行解调译码器，由一个或多个终端无线传输过来的数据先通过所述的上行数据检测器进行处理后，由所述的第一上行功率放大器和上行低通滤波器依次处理后送入所述的上行模数转换器，再把输出的数字信号送入所述的上行解调译码器进行相应的解调和译码，最后将得到的数字信号送入所述的路由模块作进一步的上行链路传输处理。
[0011]所述的上行数据检测器包括上行数据可见光检测器和上行数据电磁波检测器，或者根据终端的上行发射能力只包括其中之一。例如，若可见光收发终端只具备基于电磁波的传统无线数据发射能力，则可见光接入点的上行链路检测和解调译码模块就可以只具备上行数据电磁波检测器。
[0012]所述的上行数据可见光检测器包括依次连接的上行光滤波器、上行透镜和上行光检测器，所述的上行光检测器为光电二极管。
[0013]所述的上行数据电磁波检测器包括依次连接的上行接收天线和上行接收处理射频器件。
[0014]所述的终端包括下行链路处理模块和上行链路处理模块；
[0015]对于任意一个所述的终端，所述的下行链路处理模块包括依次连接的下行光滤波器、下行透镜、下行光检测器(比如光电二极管)、第二下行功率放大器、下行低通滤波器、下行模数转换器及下行解调译码器，所述的下行链路处理模块接收由相应的可见光接入点发射的“以可见光作载体的数据”并进行处理；
[0016]所述的上行链路处理模块包括上行编码调制器、上行数模转换器、第二上行功率放大器及上行数据发射器，所述的上行链路处理模块对原始数据添加控制信令数据后依次送入所述的上行编码调制器、上行数模转换器及第二上行功率放大器进行处理，之后经由上行数据发射器进行发射。
[0017]所述的上行数据发射器包括上行数据可见光发射器和上行数据电磁波发射器，或者只包括其中之一。
[0018]所述的上行数据可见光发射器即为可利用所发出的可见光进行数据传输的上行LED灯，该LED灯包括驱动电路、芯片和发光器件。
[0019]所述的上行数据电磁波发射器包括上行发射处理射频器件和上行发射天线。
[0020]一种基于结合电力线通信的可见光通信系统的优化小区架构的方法，其特征在于:
[0021](I)对于可见光通信子系统中一个部署有多个可见光接入点的给定区域，将该给定区域中具有最高发光强度和所发出的光可以覆盖整个给定区域的可见光接入点定义为宏小区节点，将与该宏小区节点相邻部署的、发出的可见光覆盖范围是该宏小区节点所发出的可见光覆盖范围子集的任一个可见光接入点定义为被该宏小区节点所主控的一个带内附属小区节点；
[0022]所述的每个宏小区节点都具有独立的小区标识，所述的每个带内附属小区节点都不具有独立的小区标识，所述的每个带内附属小区节点对于终端来说是“透明的”，也即是说，终端不会意识到带内附属小区节点的存在。
[0023]所述的带内附属小区节点在下行链路中只发射数据信道数据，不发射控制信令数据(比如用于让终端进行小区发现的控制信令数据)；处于某个带内附属小区节点所发出的可见光覆盖范围内，同时也处于宏小区节点所发出的可见光覆盖范围内的任意一个终端，接收由宏小区节点发射的控制信令数据和由带内附属小区节点发射的数据信道数据。
[0024]所述的终端在运动状态时，只有从一个宏小区节点所发出的可见光覆盖范围运动进入另一个宏小区节点所发出的可见光覆盖范围时，才会发生越区切换。
[0025](2)在下行链路中，基于所述的优化可见光接入小区架构的方法，所述的结合电力线通信的可见光通信系统的功能与接口关系需要做出相应更新，在下行链路数据传输处理过程中，所述的更新具体如下，
[0026]所述的第一电力调制解调器将所述的宽带接入与路由设备传输过来的数字信号转换为电信号后，发送给相应可见光通信子系统中的每个宏小区节点；每个所述宏小区节点的第二电力调制解调器模块将电信号解调再生为数字信号，然后将数字信号中决定由自己进行下行链路发射的数字信号送入自己的路由模块，将决定分发给所主控的带内附属小区节点进行下行链路发射的数字信号转换为电信号、并通过电力线传输给相应的带内附属小区节点；所述的每个带内附属小区节点的第二电力调制解调器模块将经由所属的宏小区节点通过电力线传输过来的电信号解调再生为数字信号，然后送入自己的路由模块。
[0027](3)在上行链路中，基于所述的优化可见光接入小区架构的方法，所述的结合电力线通信的可见光通信系统的功能与接口关系需要做出相应更新，在上行链路数据传输处理过程中，所述的更新具体如下，
[0028]所述的每个带内附属小区节点的第二电力调制解调器模块将经由自己的路由模块送来的数字信号调制为电信号，然后通过电力线送入所属的宏小区节点；
[0029]对于所述的宏小区节点的第二电力调制解调器模块，其功能与接口关系的更新包括以下三种情况:
[0030]i)如果不存在由带内附属小区节点经由电力线传输过来的上行链路电信号，所述宏小区节点的第二电力调制解调器模块将经由自己的路由模块送来的数字信号调制为电信号，并通过电力线送入第一电力调制解调器；
[0031]ii)如果存在由带内附属小区节点经由电力线传输过来的上行链路电信号，并且不存在由所述宏小区节点自己的路由模块送来的数字信号，则所述宏小区节点的第二电力调制解调器模块将把由带内附属小区节点传输过来的上行链路电信号直接通过电力线送入第一电力调制解调器；
[0032]iii)如果存在由带内附属小区节点经由电力线传输过来的上行链路电信号，并且同时存在由所述宏小区节点自己的路由模块送来的数字信号，则所述宏小区节点的第二电力调制解调器模块将先把由带内附属小区节点传输过来的上行链路电信号进行解调并再生为数字信号，再将两部分数字信号进行合并和相应处理后调制为电信号，最后通过电力线送入第一电力调制解调器；
[0033]所述的第一电力调制解调器将相应可见光通信子系统中每个宏小区节点传输过来的电信号转换为数字信号，然后通过数字信号传输线路发送给所述的宽带接入与路由设备。
[0034]与现有技术相比，本发明具有以下优点:
[0035]1、本发明将电信号调制后再生为数字信号，可根据实际需要调整编码调制技术，适用于实现高可靠性和高数据传输速率的发射。
[0036]2、本发明设计涵盖了多个可见光通信子系统和多个可见光发射终端存在时的路由处理，可扩展性强，实际使用价值高。
[0037]3、本发明针对仅具有可见光发射能力的终端、仅具有电磁波发射能力的终端、以及同时具有可见光与电磁波发射能力的终端，都可以实现上行链路的传输处理，适用性强、应用面广。
[0038]4、本发明所述的可见光收发终端在运动状态时，只有从一个宏小区节点所发出的可见光覆盖范围运动进入另一个宏小区节点所发出的可见光覆盖范围时，才会发生越区切换，有效地解决了现有技术中可见光收发终端接入小区产生频繁越区切换的问题，提高了 整个通信系统的传输性能，具有广阔的市场化前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0039]图1为本发明通信系统给的架构示意图。
[0040]图中，M代表光纤或网线或电话线；胃代表网线；E代表电力线。
【具体实施方式】
[0041]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0042]如图1所示，一种结合电力线通信的可见光通信系统，其特征在于，包括依次连接的数据源1、宽带接入与路由设备2、第一电力调制解调器3及可见光通信子系统4，所述的可见光通信子系统4包括多个可见光接入点及终端5，所述的可见光接入点包括第二电力调制解调器模块41、路由模块42、下行链路编码调制和光发射模块43、上行链路检测和解调译码模块44及LED灯，每个所述的可见光通信子系统4相应地配置一个所述的第一电力调制解调器3 ；
[0043]所述的下行链路编码调制和光发射模块43包括下行编码调制器、下行数模转换器、第一下行功率放大器及LED灯驱动电路和芯片，所述的下行链路编码调制和光发射模块将属于一个或多个接入终端5的数字信号针对不同的终端添加合理设计的控制信令数据，然后送入所述的下行编码调制器进行相应的编码调制，再通过所述的下行数模转换器处理后送入第一下行功率放大器，最后经由LED灯驱动电路和芯片驱动LED灯进行可见光发射。
[0044]所述的上行链路检测和解调译码模块44包括上行数据检测器、第一上行功率放大器、上行低通滤波器、上行模数转换器、上行解调译码器，由一个或多个终端5无线传输过来的数据先通过所述的上行数据检测器进行处理后，由所述的第一上行功率放大器和上行低通滤波器依次处理后送入所述的上行模数转换器，再把输出的数字信号送入所述的上行解调译码器进行相应的解调和译码，最后将得到的数字信号送入所述的路由模块作进一步的上行链路传输处理。
[0045]所述的上行数据检测器包括上行数据可见光检测器和上行数据电磁波检测器，或者根据终端5的上行发射能力只包括其中之一。例如，若终端5只具备基于电磁波的传统无线数据发射能力，则可见光接入点的上行链路检测和解调译码模块就可以只具备上行数据电磁波检测器。所述的上行数据可见光检测器包括依次连接的上行光滤波器、上行透镜和上行光检测器，所述的上行光检测器为光电二极管。所述的上行数据电磁波检测器包括依次连接的上行接收天线和上行接收处理射频器件。
[0046]所述的终端5包括下行链路处理模块和上行链路处理模块；对于任意一个所述的终端5，所述的下行链路处理模块包括依次连接的下行光滤波器、下行透镜、下行光检测器(比如光电二极管)、第二下行功率放大器、下行低通滤波器、下行模数转换器及下行解调译码器，所述的下行链路处理模块接收由相应的可见光接入点发射的“以可见光作载体的数据”并进行处理；所述的上行链路处理模块包括上行编码调制器、上行数模转换器、第二上行功率放大器及上行数据发射器，所述的上行链路处理模块对原始数据添加控制信令数据后依次送入所述的上行编码调制器、上行数模转换器及第二上行功率放大器进行处理，之后经由上行数据发射器进行发射。
[0047]所述的上行数据发射器包括上行数据可见光发射器和上行数据电磁波发射器，或者只包括其中之一。所述的上行数据可见光发射器即为可利用所发出的可见光进行数据传输的上行LED灯，该LED灯包括驱动电路、芯片和发光器件。所述的上行数据电磁波发射器包括上行发射处理射频器件和上行发射天线。
[0048]一种基于结合电力线通信的可见光通信系统的优化可见光接入小区架构的方法，其特征在于，
[0049](I)对于可见光通信子系统4中部署有多个可见光接入点的一个给定区域，将该给定区域中具有最高发光强度和所发出的光可以覆盖整个给定区域的可见光接入点定义为宏小区节点AP1，将与该宏小区节点相邻部署的、发出的可见光覆盖范围是该宏小区节点所发出的可见光覆盖范围子集的任一个可见光接入点定义为被该宏小区节点所主控的一个带内附属小区节点AP2 ；
[0050]所述的每个宏小区节点APl都具有独立的小区标识，所述的每个带内附属小区节点AP2都不具有独立的小区标识。所述的每个带内附属小区节点AP2对于终端5来说是“透明的”，也即是说，终端5不会意识到带内附属小区节点AP2的存在。
[0051]所述的带内附属小区节点AP2在下行链路中只发射数据信道数据，不发射控制信令数据；处于某个带内附属小区节点AP2所发出的可见光覆盖范围内，同时也处于宏小区节点APl所发出的可见光覆盖范围内的任意一个终端5，接收由宏小区节点APl发射的控制信令数据和由带内附属小区节点AP2发射的数据信道数据。
[0052]所述的终端5在运动状态时，只有从一个宏小区节点APl所发出的可见光覆盖范围运动进入另一个宏小区节点APl所发出的可见光覆盖范围时，才会发生越区切换。
[0053](2)在下行链路中，基于采用所述的优化可见光接入小区架构的方法，本发明所述的结合电力线通信的可见光通信系统中的某些模块的功能与接口关系会有相应更新，现将这些更新结合整个下行链路的数据传输流程描述如下:
[0054]所述的数据源I通过光纤或网线或电话线M将数据传输给宽带接入与路由设备2，所述的宽带接入与路由设备2通过网线W将数据源I发送的数字信号送入第一电力调制解调器4，所述的第一电力调制解调器4将数字信号转换为电信号后，发送给相应可见光通信子系统3中的每个宏小区节点AP1，每个所述宏小区节点APl的第二电力调制解调器模块将电信号解调再生为数字信号，然后将数字信号中决定由自己进行下行链路发射的数字信号送入自己的路由模块，将决定分发给所主控的带内附属小区节点AP2进行下行链路发射的数字信号转换为电信号、并通过电力线E传输给相应的带内附属小区节点AP2，所述的每个带内附属小区节点AP2的第二电力调制解调器模块将接收的电信号解调再生为数字信号后，送入自己的路由模块，所述宏小区节点APl的路由模块和所述带内附属小区节点AP2的路由模块分别将再生的数字信号针对一个或多个接入终端5进行路由配置后，送入各自的下行链路编码调制和光发射模块，所述的下行链路编码调制和光发射模块将数字信号进行编码调制后经由新型LED灯进行可见光发射。
[0055](3)在上行链路中，基于采用所述的优化可见光接入小区架构的方法，本发明所述的结合电力线通信的可见光通信系统中的某些模块的功能与接口关系会有相应更新，现将这些更新结合整个上行链路的数据传输流程描述如下:[0056]任意一个可见光接入小区节点的上行链路检测和解调译码模块将所收到的由一个或多个终端5发送的数字信号进行解调译码后送入路由模块；
[0057]所述的每个带内附属小区节点AP2的路由模块将进行了路由配置后的数字信号送入该带内附属小区节点AP2的第二电力调制解调器模块，所述第二电力调制解调器模块将数字信号调制为电信号后通过电力线E送入该带内附属小区节点AP2所属的宏小区节点APl ；
[0058]所述的宏小区节点APl的路由模块将进行了路由配置后的数字信号送入该宏小区节点APl的第二电力调制解调器模块，所述第二电力调制解调器模块的后续处理包括以下三种情况:
[0059]31)如果不存在由带内附属小区节点AP2经由电力线E传输过来的上行链路电信号，该宏小区节点APl的第二电力调制解调器模块则将经由自己的路由模块送来的数字信号调制为电信号，并通过电力线E送入相应的第一电力调制解调器4;
[0060]32)如果存在由带内附属小区节点AP2经由电力线E传输过来的上行链路电信号，并且不存在由该宏小区节点APl自己的路由模块送来的数字信号，则该宏小区节点APl的第二电力调制解调器模块将将把由带内附属小区节点AP2传输过来的上行链路电信号直接通过电力线E送入相应的第一电力调制解调器4 ；
[0061]33)如果存在由带内附属小区节点AP2经由电力线E传输过来的上行链路电信号，并且同时存在由该宏小区节点APl自己的路由模块送来的数字信号，则该宏小区节点APl的第二电力调制解调器模块将先把由带内附属小区节点AP2传输过来的上行链路电信号解调再生为数字信号，再将两部分数字信号进行合并和相应处理后调制为电信号，最后通过电力线E送入相应的第一电力调制解调器4 ；
[0062]所述的第一电力调制解调器3将相应的可见光通信子系统4中的每个宏小区节点APl传输过来的电信号转换为数字信号，然后通过网线W发送给宽带接入与路由设备2，所述的宽带接入与路由设备2通过光纤或网线或电话线M将数据反馈给数据源I。
【权利要求】
1.一种结合电力线通信的可见光通信系统，其特征在于，包括依次连接的数据源、宽带接入与路由设备、第一电力调制解调器及可见光通信子系统，所述的可见光通信子系统包括多个可见光接入点及终端，所述的可见光接入点包括第二电力调制解调器模块、路由模块、下行链路编码调制和光发射模块、上行链路检测和解调译码模块及LED灯，每个所述的可见光通信子系统相应地配置一个所述的第一电力调制解调器； 在下行链路中，所述的宽带接入与路由设备通过数字信号传输线路将数据源送入的数据发送给第一电力调制解调器，所述的第一电力调制解调器将数字信号转换为电信号后，通过电力线发送给每个可见光接入点，所述的第二电力调制解调器模块将电信号解调再生为数字信号后发送给路由模块，所述的路由模块将再生的数字信号针对一个或多个接入终端进行路由配置后送入下行链路编码调制和光发射模块，所述的下行链路编码调制和光发射模块将数字信号进行编码调制后经由新型LED灯进行可见光发射； 在上行链路中，所述的上行链路解调译码模块将接收到的由一个或多个终端发送来的数字信号进行解调译码后送入路由模块，所述的路由模块将接收的数字信号针对一个或多个接入终端进行路由配置后送入第二电力调制解调器模块，所述的第二电力调制解调器模块将数字信号调制为电信号送入第一电力调制解调器，所述的第一电力调制解调器将电信号转换为数字信号后发送给宽带接入与路由设备，所述的宽带接入与路由设备将数据反馈给数据源。
2.根据权利要求1所述的一种结合电力线通信的可见光通信系统，其特征在于，所述的下行链路编码调制和光发射模块包括下行编码调制器、下行数模转换器、第一下行功率放大器及LED灯驱动电路和芯片，所述的下行链路编码调制和光发射模块将属于一个或多个接入终端的数字信号针对不同的终端添加合理设计的控制信令数据，然后送入所述的下行编码调制器进行相应的编码调制，再通过所述的下行数模转换器处理后送入第一下行功率放大器，最后经由LED灯驱动电路和芯片驱动LED灯进行可见光发射。
3.根据权利要求1所述的一种结合电力线通信的可见光通信系统，其特征在于，所述的上行链路检测和解调译码模块包括上行数据检测器、第一上行功率放大器、上行低通滤波器、上行模数转换器、上行解调译码器，由一个或多个终端无线传输过来的数据先通过所述的上行数据检测器进行处理后，由所述的第一上行功率放大器和上行低通滤波器依次处理后送入所述的上行模数转换器，再把输出的数字信号送入所述的上行解调译码器进行相应的解调和译码，最后将得到的数字信号送入所述的路由模块作进一步的上行链路传输处理。
4.根据权利要求3所述的一种结合电力线通信的可见光通信系统，其特征在于，所述的上行数据检测器包括上行数据可见光检测器和上行数据电磁波检测器，或者根据终端的上行发射能力只包括其中之一。
5.根据权利要求1所述的一种结合电力线通信的可见光通信系统，其特征在于，所述的终端包括下行链路处理模块和上行链路处理模块； 所述的下行链路处理模块包括依次连接的下行光滤波器、下行透镜、下行光检测器、第二下行功率放大器、下行低通滤波器、下行模数转换器及下行解调译码器，所述的下行链路处理模块接收由相应的可见光接入点发射的“以可见光作载体的数据”并进行处理； 所述的上行链路处理模块包括上行编码调制器、上行数模转换器、第二上行功率放大器及上行数据发射器，所述的上行链路处理模块对原始数据添加控制信令数据后依次送入所述的上行编码调制器、上行数模转换器及第二上行功率放大器进行处理，之后经由上行数据发射器进行发射。
6.根据权利要求5所述的一种结合电力线通信的可见光通信系统，其特征在于，所述的上行数据发射器包括上行数据可见光发射器和上行数据电磁波发射器，或者只包括其中之一 O
7.一种基于如权利要求1所述的结合电力线通信的可见光通信系统的优化小区架构的方法，其特征在于: 对于可见光通信子系统中一个部署有多个可见光接入点的给定区域，将该给定区域中具有最高发光强度和所发出的光可以覆盖整个给定区域的可见光接入点定义为宏小区节点，将与该宏小区节点相邻部署的、发出的可见光覆盖范围是该宏小区节点所发出的可见光覆盖范围子集的任一个可见光接入点定义为被该宏小区节点所主控的一个带内附属小区节点； 所述的每个宏小区节点都具有独立的小区标识，所述的每个带内附属小区节点都不具有独立的小区标识，所述的每个带内附属小区节点对于终端来说是“透明的”，也即是说，终端不会意识到带内附属小区节点的存在。
8.根据权利要求7所述的一种优化可见光接入小区架构的方法，其特征在于，所述的带内附属小区节点在下行链路中只发射数据信道数据，不发射控制信令数据；处于某个带内附属小区节点所发出的可见光覆盖范围内，同时也处于宏小区节点所发出的可见光覆盖范围内的任意一个终端，接收由宏小区节点发射的控制信令数据和由带内附属小区节点发射的数据信道数据。
9.根据权利要求7所述的一种优化可见光接入小区架构的方法，其特征在于，所述的终端在运动状态时，只有从一个宏小区节点所发出的可见光覆盖范围运动进入另一个宏小区节点所发出的可见光覆盖范围时，才会发生越区切换。
10.根据权利要求7所述的一种优化可见光接入小区架构的方法，其特征在于，所述的结合电力线通信的可见光通信系统的功能与接口关系做出相应更新，在下行链路数据传输处理过程中，所述的更新具体如下， 所述的第一电力调制解调器将所述的宽带接入与路由设备传输过来的数字信号转换为电信号后，发送给相应可见光通信子系统中的每个宏小区节点；每个所述宏小区节点的第二电力调制解调器模块将电信号解调再生为数字信号，然后将数字信号中决定由自己进行下行链路发射的数字信号送入自己的路由模块，将决定分发给所主控的带内附属小区节点进行下行链路发射的数字信号转换为电信号、并通过电力线传输给相应的带内附属小区节点；所述的每个带内附属小区节点的第二电力调制解调器模块将经由所属的宏小区节点通过电力线传输过来的电信号解调再生为数字信号，然后送入自己的路由模块。
11.根据权利要求7所述的一种优化可见光接入小区架构的方法，其特征在于，所述的结合电力线通信的可见光通信系统的功能与接口关系做出相应更新，在上行链路数据传输处理过程中，所述的更新具体如下， 所述的每个带内附属小区节点的第二电力调制解调器模块将经由自己的路由模块送来的数字信号调制为电信号，然后通过电力线送入所属的宏小区节点；对于所述的宏小区节点的第二电力调制解调器模块，其功能与接口关系的更新包括以下三种情况: i)如果不存在由带内附属小区节点经由电力线传输过来的上行链路电信号，所述宏小区节点的第二电力调制解调器模块将经由自己的路由模块送来的数字信号调制为电信号，并通过电力线送入第一电力调制解调器； ii)如果存在由带内附属小区节点经由电力线传输过来的上行链路电信号，并且不存在由所述宏小区节点自己的路由模块送来的数字信号，则所述宏小区节点的第二电力调制解调器模块将把由带内附属小区节点传输过来的上行链路电信号直接通过电力线送入第一电力调制解调器； iii)如果存在由带内附属小区节点经由电力线传输过来的上行链路电信号，并且同时存在由所述宏小区节点自己的路由模块送来的数字信号，则所述宏小区节点的第二电力调制解调器模块将先把由带内附属小区节点传输过来的上行链路电信号进行解调并再生为数字信号，再将两部分数字信号进行合并和相应处理后调制为电信号，最后通过电力线送入第一电力调制解调器； 所述的第一电力调制解调器将相应可见光通信子系统中每个宏小区节点传输过来的电信号转换为数字信号，然后通过`数字信号传输线路发送给所述的宽带接入与路由设备。
【文档编号】H04B3/54GK103684531SQ201310632656
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】赵生捷, 向阳 申请人:同济大学