專利名稱：WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)，具體涉及控制器、射頻信號分配單元、合路/分路器、環(huán)形器、電/光轉(zhuǎn)換模塊(E/0)、光/電轉(zhuǎn)換模塊(0/E)。通過WiFi光 纖無線電中央控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)WiFi射頻信號的分配、路由及光纖分布，用于WiFi信號的智能 化、大范圍、靈活的分布。
背景技術(shù)：
目前，WiFi無線局域網(wǎng)正越來越普及，已經(jīng)成為組建無線局域網(wǎng)的首選方案。但 通常的WiFi接入點(diǎn)(AP)的信號覆蓋范圍為室內(nèi)，50 100米；室外，100 150米。為了擴(kuò)大WiFi信號的覆蓋范圍，采取的主要方法有加大WiFi設(shè)備的輻射功率； 采用光纖或電纜傳輸WiFi信號，增加WiFi傳輸距離。WiFi采用ISM頻段，其輻射功率受到限制，因此采用加大WiFi設(shè)備的輻射功率、擴(kuò) 大WiFi信號覆蓋范圍的方法受到限制。電纜傳輸WiFi射頻信號的距離很短，只有200米左右，因此采用有線電纜提高 WiFi信號的覆蓋范圍，效果不明顯。目前，由于光纖的價(jià)格越來越便宜，很多人開始研究通過光纖傳輸來增加WiFi信 號覆蓋范圍，采用的方法主要有1、通過光纖傳輸基帶數(shù)據(jù)，連接遠(yuǎn)端WiFi接入點(diǎn)。遠(yuǎn)端接入點(diǎn)接收基帶數(shù)據(jù)，通 過數(shù)據(jù)處理、調(diào)制、變頻、功率放大，再通過天線輻射出去。這種方案的遠(yuǎn)端接入點(diǎn)功能復(fù) 雜，不利于系統(tǒng)管理和升級。2、通過光纖傳輸WiFi中頻信號，遠(yuǎn)端接入點(diǎn)接收信號后，經(jīng)過變頻、功率放大，再 通過天線輻射出去。這種方案遠(yuǎn)端接入點(diǎn)仍需復(fù)雜的本地振蕩器、變頻器和濾波器。3、通過光纖傳輸WiFi射頻信號，遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)只需經(jīng)過功率放大、光/電轉(zhuǎn)換、電/光 轉(zhuǎn)換，功能和結(jié)構(gòu)都非常簡單，WiFi的接入、認(rèn)證和管理都在控制中心完成，系統(tǒng)的管理和 升級非常方便。另外，要在較大的區(qū)域內(nèi)覆蓋WiFi信號，往往采取設(shè)置多個(gè)WiFi接入點(diǎn)來覆蓋。 當(dāng)WiFi設(shè)備從一個(gè)接入點(diǎn)的覆蓋區(qū)域漫游到另一個(gè)接入點(diǎn)的覆蓋區(qū)域時(shí)，需要重新接入、 認(rèn)證，這會導(dǎo)致連接中斷。目前的解決辦法，主要是在網(wǎng)絡(luò)層的2層或3層來實(shí)現(xiàn)交換，WiFi 設(shè)備從一個(gè)接入點(diǎn)切換到另一個(gè)接入點(diǎn)最快需要20ms。本發(fā)明通過采用光纖無線電技術(shù)來傳輸WiFi射頻信號，同時(shí)采用射頻交換來解 決WiFi設(shè)備的漫游問題，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、大范圍的WiFi信號分布及WiFi設(shè)備真正的無縫漫 游。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種融合射頻交換技術(shù)、光纖副載波復(fù)用(SCM)技術(shù)、光 纖無線電技術(shù)的WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)WiFi射頻信號的路由、分配和光纖分布。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)，其特征在于包括控制器、η個(gè)射頻信號分配單元 以及η條射頻支路；每條射頻支路包括一個(gè)第二合路/分路器、一個(gè)環(huán)形器、一個(gè)電/光轉(zhuǎn)換模塊以及 一個(gè)光/電轉(zhuǎn)換模塊，第二合路/分路器與環(huán)形器相連，環(huán)形器分別與電/光轉(zhuǎn)換模塊和 光/電轉(zhuǎn)換模塊相連，電/光轉(zhuǎn)換模塊設(shè)有第一光纖接口，光/電轉(zhuǎn)換模塊設(shè)有第二光纖接 Π ；每個(gè)射頻信號分配單元包括一個(gè)第一合路/分路器、一個(gè)與該第一合路/分路器 相連的射頻信號接口以及η個(gè)射頻開關(guān)，η個(gè)射頻開關(guān)的一端均連接至該第一合路/分路 器，η個(gè)射頻開關(guān)的另一端分別連接至η個(gè)第二合路/分路器；
所有的射頻開關(guān)均單獨(dú)受控制器控制；射頻支路中，光/電轉(zhuǎn)換模塊從第二光纖接口接收光信號轉(zhuǎn)換成WiFi射頻模擬電 信號，經(jīng)環(huán)形器傳送到第二合路/分路器，然后經(jīng)過相應(yīng)的射頻開關(guān)饋入到相應(yīng)的第一合 路/分路器；射頻信號分配單元從射頻信號接口接收到WiFi接入點(diǎn)的WiFi射頻模擬電信號 后，經(jīng)過第一合路/分路器以及相應(yīng)的射頻開關(guān)饋入到相應(yīng)的射頻支路，經(jīng)過第二合路/分 路器、環(huán)形器后由電/光轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成光信號輸出到第一光纖接口。進(jìn)一步的，所述電/光轉(zhuǎn)換模塊采用WiFi射頻模擬電信號直接調(diào)制半導(dǎo)體激光 器，實(shí)現(xiàn)WiFi射頻模擬電信號到光信號的轉(zhuǎn)換。進(jìn)一步的，所述光/電轉(zhuǎn)換模塊包括光探測器和濾波器，光信號經(jīng)光探測器轉(zhuǎn)換 成電信號再經(jīng)濾波器轉(zhuǎn)換成WiFi射頻電信號。進(jìn)一步的，采用射頻交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)WiFi設(shè)備在信號覆蓋區(qū)域內(nèi)無縫漫游=WiFi設(shè) 備通過某一射頻支路轉(zhuǎn)換到另一射頻支路時(shí)，不需再次作接入認(rèn)證；WiFi設(shè)備從信號覆蓋 區(qū)域的某一射頻支路轉(zhuǎn)換到另一射頻支路時(shí)，由控制器將該WiFi設(shè)備涉及的射頻信號分 配單元到該另一的射頻支路的開關(guān)閉合，即可實(shí)現(xiàn)無縫漫游。進(jìn)一步的，采用射頻交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)故障WiFi接入點(diǎn)的自動切換；當(dāng)WiFi光纖無線 電信號分布系統(tǒng)中的某個(gè)WiFi接入點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，控制器將發(fā)出指令，射頻信號分配單元 迅速將該WiFi接入點(diǎn)的覆蓋區(qū)域分配到其它WiFi接入點(diǎn)，從而維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。進(jìn)一步的，采用射頻交換技術(shù)均衡WiFi接入點(diǎn)的負(fù)載，當(dāng)WiFi接入點(diǎn)的負(fù)載不均 衡時(shí)，控制器將發(fā)出指令，射頻信號分配單元將過載的WiFi接入點(diǎn)的部分負(fù)載分配到較空 閑的WiFi接入點(diǎn)。一種WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)，包括控制器、射頻信號分配單元、合路/分 路器、環(huán)形器、電/光轉(zhuǎn)換模塊(Ε/0)、光/電轉(zhuǎn)換模塊(0/Ε)。多路WiFi射頻信號經(jīng)過射 頻信號分配單元實(shí)現(xiàn)分路和合路，完成射頻信號的各種組合和交換，由環(huán)形器、電/光、光 /電轉(zhuǎn)換模塊實(shí)現(xiàn)WiFi射頻信號的光纖傳輸，通過光纖線路連接遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的 WiFi信號分布。所述控制器采用FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)器件，通過編程實(shí)現(xiàn)特定的功 能?？刂破鹘邮丈衔粰C(jī)數(shù)據(jù)和指令，實(shí)施對射頻信號分配單元的控制。所述合路/分路器實(shí)現(xiàn)將多個(gè)射頻信號分配單元的輸出射頻信號合成為一路信號，然后驅(qū)動電/光轉(zhuǎn)換模塊，實(shí)現(xiàn)光纖副載波多路復(fù)用(SCM)；也將光/電轉(zhuǎn)換模塊的輸 出射頻電信號分路至多個(gè)射頻信號分配單元。所述的射頻信號分配單元包括合路/分路器、射頻開關(guān)；合路/分路器實(shí)現(xiàn)將一 路射頻信號分成多路射頻信號，并保持負(fù)載平衡，減少插入損耗和微波反射，或者將多路射 頻信號合成一路。射頻開關(guān)為高速電子開關(guān)，在控制器的控制下實(shí)現(xiàn)線路的接通和斷開。所述環(huán)形器為通用微波環(huán)形器，隔離收、發(fā)回路，避免出現(xiàn)環(huán)路自激。所述電/光轉(zhuǎn)換模塊采用WiFi射頻模擬信號直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器，實(shí)現(xiàn)電信號到光信號的轉(zhuǎn)換。所述光/電轉(zhuǎn)換模塊為光電二極管激光探測器，實(shí)現(xiàn)光信號到電信號的轉(zhuǎn)換。WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)多路WiFi射頻信號的射頻交換及光纖分布。 進(jìn)一步，系統(tǒng)通過擴(kuò)展，將2G (如GSM)、3G (如WCDMA)或4G移動通信的射頻信號接入WiFi 光纖無線電中央控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)WiFi、2G、3G、4G混合射頻信號的射頻交換和光纖無線 電分布。本發(fā)明具有如下有益效果(1)本發(fā)明的WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)采用射頻交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)WiFi射頻信 號在不同的遠(yuǎn)端天線上的靈活分布，使接入的移動WiFi設(shè)備在信號覆蓋區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)真正 的無縫漫游。(2)本發(fā)明的WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)采用光纖無線電技術(shù)分布WiFi射頻 信號，實(shí)現(xiàn)WiFi射頻信號的低成本、遠(yuǎn)距離、大范圍的分布。(3)使用本發(fā)明的WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)構(gòu)建的WiFi光纖無線電分布系 統(tǒng)中，遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡單，可有效降低遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)的設(shè)備成本、維護(hù)費(fèi)用和故障率。(4)使用本發(fā)明的WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)構(gòu)建的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展容易，通過 接入2G、3G和4G移動通信的信號，可以實(shí)現(xiàn)WiFi、2G、3G、4G多種無線射頻信號的光纖無線 電分布。


圖1示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的利用WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)WiFi 光纖無線電信號分布系統(tǒng)的詳細(xì)框圖。圖2示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)的詳細(xì)框圖。圖3示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的電/光轉(zhuǎn)換模塊(E/0)的框圖。圖4示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的光/電轉(zhuǎn)換模塊(0/E)的框圖。圖5示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的控制器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和示例性實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地描述，其中，附圖中相同的標(biāo) 號全部指的是相同的部件。此外，如果已知技術(shù)的詳細(xì)描述對于示出本發(fā)明的特征是不必 要的，則將其省略。圖1示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的利用WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的 WiFi光纖無線電信號分布系統(tǒng)的詳細(xì)框圖。WiFi光纖無線電信號分布系統(tǒng)包括=WiFi接入點(diǎn)(AP) 101、102、103、射頻信號接口 110、WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)100、光纖線路104、遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)105、輻射天線106、107、108、系統(tǒng)服務(wù)器130、WiFi設(shè)備115、116、117。遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)105由光/電轉(zhuǎn)換模塊(0/E) 120、電/光轉(zhuǎn)換模塊(E/0) 121、微波功率 放大器(PA) 122、低噪聲線性放大器(LNA) 123、環(huán)形器124構(gòu)成。WiFi接入點(diǎn)(AP) 101、102、103、WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)100、光纖線路104、 遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)105、輻射天線106、107、108及WiFi設(shè)備115、116、117構(gòu)成完整的WiFi無線局域 網(wǎng)絡(luò)。其中任何一個(gè)WiFi接入點(diǎn)(AP)的WiFi射頻信號都可以通過WiFi光纖無線電中央 控制系統(tǒng)及光纖線路路由到一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)105，并由對應(yīng)的天線輻射出去。如=WiFi 接入點(diǎn)101的WiFi射頻信號經(jīng)過WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)100的射頻交換，既可以 由天線106輻射出去、也可以由天線106和天線108兩根天線同時(shí)輻射出去、也可以由天線 106、107、108三根天線同時(shí)輻射出去，但要注意相鄰天線間的頻道干擾。本發(fā)明的示例性實(shí)施例中三個(gè)WiFi接入點(diǎn)(AP)采用802. Ilg標(biāo)準(zhǔn)，工作在 2. 4GHz的ISM頻段；為避免干擾，三個(gè)接入點(diǎn)分別工作在頻道1、頻道6和頻道11。也可以 使用5GHzISM頻段的802. Ila標(biāo)準(zhǔn)，或者使用5GHz ISM頻段的802. Iln標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的系統(tǒng)服務(wù)器130為高性能的工控計(jì)算機(jī)，管理整個(gè)系 統(tǒng)，包括獲取網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況、均衡WiFi接入點(diǎn)負(fù)載、配置WiFi無線網(wǎng)絡(luò)等，并根據(jù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò) 運(yùn)行狀況控制WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)WiFi射頻信號的智能分配和交換、WiFi 信號的遠(yuǎn)距離光纖分布。本發(fā)明的示例性實(shí)施例中遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)105結(jié)構(gòu)簡單、成本低、維護(hù)容易、故障率低， 系統(tǒng)升級方便。本發(fā)明的示例性實(shí)施例中WiFi設(shè)備115、116、117采用普通的帶WiFi適配器的手 提電腦。也可以采用其他WiFi設(shè)備。本發(fā)明的示例性實(shí)施例中光纖線路104采用單模光纖。圖1清楚地示出了以WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)為中心的WiFi光纖無線電信 號分布系統(tǒng)，可以廣泛應(yīng)用于工廠、智能大廈、醫(yī)院等場所。圖2示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)100的詳細(xì)框 圖。WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)100包括射頻信號接口 110、控制器200、控制器輸入 接口 215、射頻信號分配單元201、202、203、合路/分路器204、205、206、環(huán)形器207、電/光 轉(zhuǎn)換模塊(E/0)208、光/電轉(zhuǎn)換模塊(0/E)209、光纖接口 210。其中光纖接口 210連接圖1 中的傳輸光纖104。合路/分路器204、205、206、環(huán)形器207、電/光轉(zhuǎn)換模塊(E/0) 208、光/電轉(zhuǎn)換模 塊(0/E)209、光纖接口 210構(gòu)成光纖無線電通路；合路/分路器204、205、206、環(huán)形器207、 電/光轉(zhuǎn)換模塊(E/0) 208及對應(yīng)的光纖接口 210構(gòu)成WiFi射頻電信號到光纖無線電信號 的輸出通道；光纖接口 210、光/電轉(zhuǎn)換模塊(0/E) 209、環(huán)形器207、合路/分路器204、205、 206構(gòu)成光纖無線電信號到WiFi射頻信號的輸入通道。射頻信號分配單元201、202、203由合路/分路器230、多路開關(guān)231構(gòu)成。多路開 關(guān)231的每一路開關(guān)(A、B、C)都可以在控制器200的控制下獨(dú)立開啟或閉合。由射頻信號接口 110輸入的WiFi射頻信號，經(jīng)合路/分路器230分路成三路，再 通過多路開關(guān)231連接后面的合路/分路器204、205、206 ；合路/分路器204、205、206將射頻信號分配單元201、202、203輸出的三路射頻信號合路成一路信號，經(jīng)環(huán)行器207、電/ 光轉(zhuǎn)換模塊(E/0) 208、及對應(yīng)的光纖接口 210和傳輸光纖104，到達(dá)遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)105，遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn) 105通過光/電轉(zhuǎn)換、功率放大，最后由輻射天線106、107、108輻射出去。輻射天線106、107、108接收的射頻信號經(jīng)遠(yuǎn)端節(jié)點(diǎn)105的低噪聲線性放大器LNA、 電/光轉(zhuǎn)換模塊(E/0)轉(zhuǎn)換成光信號，通過傳輸光纖104、光纖接口 210接入WiFi光纖無 線電中央控制系統(tǒng)100 ；WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)100中的光/電轉(zhuǎn)換模塊(0/E)209 將光纖接口 210輸入的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)環(huán)形器207，輸入至合路/分路器204、205、 206 ；合路/分路器204、205、206將輸入的射頻信號分路成三路射頻信號，分別饋入三個(gè)射 頻信號分配單元201、202、203 ；射頻信號分配單元201、202、203將合路/分路器204、205、 206饋入的信號合路成一路信號，經(jīng)射頻信號接口 110，饋入對應(yīng)的WiFi接入點(diǎn)(AP)。本發(fā)明的示例性實(shí)施例中使用三個(gè)WiFi接入點(diǎn)101、102和103，采用802. Ilg標(biāo) 準(zhǔn)，工作于2. 4GHz的ISM頻段，如圖1所示。WiFi接入點(diǎn)101工作在頻道1，經(jīng)射頻信號接 口 110與WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)100中的射頻信號分配單元201相連；WiFi接入點(diǎn) 102工作在頻道6，與射頻信號分配單元202相連；WiFi接入點(diǎn)103工作在頻道11，與射頻 信號分配單元203相連。正常情況下，射頻信號分配單元201中多路開關(guān)231的開關(guān)A閉 合、開關(guān)B和C斷開，WiFi接入點(diǎn)101的射頻信號由輻射天線106輻射；射頻信號分配單元 202中多路開關(guān)231的開關(guān)B閉合、開關(guān)A和C斷開，WiFi接入點(diǎn)102的射頻信號由輻射天 線107輻射；射頻信號分配單元203中多路開關(guān)231的開關(guān)C閉合、開關(guān)A和B斷 開，WiFi 接入點(diǎn)103的射頻信號由輻射天線108輻射。本發(fā)明采用射頻交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)WiFi設(shè)備在信號覆蓋區(qū)域內(nèi)無縫漫游。WiFi設(shè)備 117通過輻射天線108接入WiFi接入點(diǎn)103。當(dāng)WiFi設(shè)備117遠(yuǎn)離輻射天線108，向輻射 天線107移動時(shí)，WiFi設(shè)備117接收到WiFi接入點(diǎn)103的信號越來越弱，數(shù)據(jù)傳輸速率會 下降，同時(shí)WiFi接入點(diǎn)102通過輻射天線107監(jiān)測到WiFi設(shè)備117的信號越來越強(qiáng)。當(dāng)輻 射天線107上檢測到WiFi設(shè)備117的信號比輻射天線108上檢測到的強(qiáng)，系統(tǒng)服務(wù)器130 向控制器200發(fā)出指令，控制器200根據(jù)指令輸出控制信號，閉合射頻信號分配單元203中 多路開關(guān)231的開關(guān)C和B，則WiFi接入點(diǎn)103的射頻信號同時(shí)通過輻射天線107和108 輻射，WiFi設(shè)備117轉(zhuǎn)而通過信號較強(qiáng)的輻射天線107收、發(fā)數(shù)據(jù)，從而保證WiFi設(shè)備117 從輻射天線108覆蓋區(qū)域移動到輻射天線107覆蓋區(qū)域的過程中，不需再次作接入認(rèn)證，避 免WiFi設(shè)備掉線，且能保持較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。當(dāng)WiFi接入點(diǎn)的頻道、輻射天線布局合 理時(shí)，可以避免信號盲區(qū)，使WiFi設(shè)備在整個(gè)系統(tǒng)的信號覆蓋區(qū)域內(nèi)無縫漫游。本發(fā)明采用射頻交換技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)故障WiFi接入點(diǎn)(AP)的自動替換。當(dāng)三個(gè) WiFi接入點(diǎn)(AP)中的一個(gè)出現(xiàn)故障時(shí)，其它WiFi接入點(diǎn)能夠迅速填補(bǔ)故障WiFi接入點(diǎn) (AP)的覆蓋區(qū)域，維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。如WiFi接入點(diǎn)101出現(xiàn)故障，通過輻射天線106接 入的WiFi設(shè)備與系統(tǒng)的WiFi無線網(wǎng)絡(luò)斷開；同時(shí)系統(tǒng)服務(wù)器130檢測WiFi接入點(diǎn)101的 故障，向控制器200發(fā)出指令，控制器200根據(jù)指令輸出控制信號，將射頻信號分配單元203 中多路開關(guān)231的開關(guān)A閉合，則WiFi接入點(diǎn)103的射頻信號同時(shí)通過輻射天線106和 108輻射，原先接入WiFi接入點(diǎn)101的WiFi設(shè)備自動接入WiFi接入點(diǎn)103，從而迅速修復(fù) 故障，重構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)。本發(fā)明采用射頻交換技術(shù)可以均衡WiFi接入點(diǎn)(AP)的負(fù)載，避免部分WiFi接入點(diǎn)負(fù)載過大，而導(dǎo)致傳輸速度下降。如當(dāng)輻射天線108覆蓋的區(qū)域WiFi設(shè)備較多，而輻射 天線106覆蓋區(qū)域的WiFi設(shè)備較少，則接入WiFi接入點(diǎn)103的設(shè)備較多，接入接入點(diǎn)101 的設(shè)備較少，導(dǎo)致輻射天線108覆蓋區(qū)域的網(wǎng)絡(luò)速度較低；系統(tǒng)服務(wù)器130檢測到這種負(fù)載 的不均衡，向控制器200發(fā)出指令，控制器200根據(jù)指令輸出控制信號，閉合射頻信號分配 單元201中多路開關(guān)231的開關(guān)C，WiFi接入點(diǎn)101的射頻信號被分配到輻射天線108，輻 射天線108覆蓋區(qū)域的部分WiFi設(shè)備自動接入WiFi接入點(diǎn)101，從而達(dá)到均衡負(fù)載、提高 局域網(wǎng)速度的目的。本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的WiFi接入點(diǎn)(AP)采用三個(gè)WiFi接入點(diǎn)101、102和 103，因此射頻信號分配單元也為三個(gè)，即201、202和203，其中的多路開關(guān)231也為三路 (A、B、C)，合路/分路器230、204、205、206的結(jié)構(gòu)也為三路合一或一路分三。本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的控制器200采用FPGA器件。控制器200通過控制器 輸入接口 215獲取系統(tǒng)服務(wù)器130的控制指令，控制射頻信號分配單元201、202、203，實(shí)現(xiàn) WiFi射頻信號的智能分配和交換。
圖3示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的電/光轉(zhuǎn)換模塊(E/0)的框圖。電/光轉(zhuǎn)換模 塊(E/0)包括光調(diào)制器301、激光器302。電/光轉(zhuǎn)換模塊(E/0)實(shí)現(xiàn)WiFi射頻電信號到 光信號的轉(zhuǎn)換。圖4示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的光/電轉(zhuǎn)換模塊(0/E)的框圖。光/電轉(zhuǎn)換模 塊(0/E)包括光探測器401、濾波器402。光/電轉(zhuǎn)換模塊(0/E)實(shí)現(xiàn)光信號到WiFi射頻 電信號的轉(zhuǎn)換。圖5示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例的控制器200的狀態(tài)轉(zhuǎn)換流程圖?？刂破?00采用FPGA器件，接收系統(tǒng)服務(wù)器130的指令，通過譯碼、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，實(shí) 施對射頻信號分配單元201、202、203的控制。上面的描述清楚地示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例提供一種融合射頻交換技術(shù)、光 纖副載波復(fù)用(SCM)技術(shù)、光纖無線電技術(shù)的WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)WiFi射 頻信號的路由、分配和光纖分布。本發(fā)明的示例性實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)了三路獨(dú)立的WiFi射頻信號的路由、分配和光纖 分布。當(dāng)需要處理較多路信號時(shí)，可以擴(kuò)展射頻信號分配單元和合路/分路器，實(shí)現(xiàn)更多路 的射頻信號的交換和光纖分布。本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的三路射頻信號均為WiFi射頻信號，也可以接入2G、3G 和4G通信信號，實(shí)現(xiàn)WiFi、2G、3G和4G信號的混合路由、交換和光纖分布。雖然上面已經(jīng)示出了本發(fā)明的一些示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理 解，在不脫離本發(fā)明的原理或精神的情況下，可以對這些示例性實(shí)施例做出改變，本發(fā)明的 范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)，其特征在于包括控制器、n個(gè)射頻信號分配單元以及n條射頻支路；每條射頻支路包括一個(gè)第二合路/分路器、一個(gè)環(huán)形器、一個(gè)電/光轉(zhuǎn)換模塊以及一個(gè)光/電轉(zhuǎn)換模塊，第二合路/分路器與環(huán)形器相連，環(huán)形器分別與電/光轉(zhuǎn)換模塊和光/電轉(zhuǎn)換模塊相連，電/光轉(zhuǎn)換模塊設(shè)有第一光纖接口，光/電轉(zhuǎn)換模塊設(shè)有第二光纖接口；每個(gè)射頻信號分配單元包括一個(gè)第一合路/分路器、一個(gè)與該第一合路/分路器相連的射頻信號接口以及n個(gè)射頻開關(guān)，n個(gè)射頻開關(guān)的一端均連接至該第一合路/分路器，n個(gè)射頻開關(guān)的另一端分別連接至n個(gè)第二合路/分路器；所有的射頻開關(guān)均單獨(dú)受控制器控制；射頻支路中，光/電轉(zhuǎn)換模塊從第二光纖接口接收光信號轉(zhuǎn)換成WiFi射頻模擬電信號，經(jīng)環(huán)形器傳送到第二合路/分路器，然后經(jīng)過相應(yīng)的射頻開關(guān)饋入到相應(yīng)的第一合路/分路器；射頻信號分配單元從射頻信號接口接收到WiFi接入點(diǎn)的WiFi射頻模擬電信號后，經(jīng)過第一合路/分路器以及相應(yīng)的射頻開關(guān)饋入到相應(yīng)的射頻支路，經(jīng)過第二合路/分路器、環(huán)形器后由電/光轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成光信號輸出到第一光纖接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)，其特征在于所述電/光轉(zhuǎn)換 模塊采用WiFi射頻模擬電信號直接調(diào)制半導(dǎo)體激光器，實(shí)現(xiàn)WiFi射頻模擬電信號到光信 號的轉(zhuǎn)換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)，其特征在于所述光/電轉(zhuǎn)換 模塊包括光探測器和濾波器，光信號經(jīng)光探測器轉(zhuǎn)換成電信號再經(jīng)濾波器轉(zhuǎn)換成WiFi射 頻電信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)，其特征在于采用射頻交換技 術(shù)實(shí)現(xiàn)WiFi設(shè)備在信號覆蓋區(qū)域內(nèi)無縫漫游=WiFi設(shè)備通過某一射頻支路轉(zhuǎn)換到另一射 頻支路時(shí)，不需再次作接入認(rèn)證；WiFi設(shè)備從信號覆蓋區(qū)域的某一射頻支路轉(zhuǎn)換到另一射 頻支路時(shí)，由控制器將該WiFi設(shè)備涉及的射頻信號分配單元到該另一的射頻支路的開關(guān) 閉合，即可實(shí)現(xiàn)無縫漫游。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)，其特征在于采用 射頻交換技術(shù)實(shí)現(xiàn)故障WiFi接入點(diǎn)的自動切換；當(dāng)WiFi光纖無線電信號分布系統(tǒng)中的某 個(gè)WiFi接入點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，控制器將發(fā)出指令，射頻信號分配單元迅速將該WiFi接入點(diǎn)的 覆蓋區(qū)域分配到其它WiFi接入點(diǎn)，從而維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)，其特征在于采用射頻交換技 術(shù)均衡WiFi接入點(diǎn)的負(fù)載，當(dāng)WiFi接入點(diǎn)的負(fù)載不均衡時(shí)，控制器將發(fā)出指令，射頻信號 分配單元將過載的WiFi接入點(diǎn)的部分負(fù)載分配到較空閑的WiFi接入點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種WiFi光纖無線電中央控制系統(tǒng)，包括控制器、n個(gè)射頻信號分配單元以及n條射頻支路；每條射頻支路包括一個(gè)第二合路/分路器、一個(gè)環(huán)形器、一個(gè)電/光轉(zhuǎn)換模塊以及一個(gè)光/電轉(zhuǎn)換模塊；每個(gè)射頻信號分配單元包括一個(gè)第一合路/分路器、一個(gè)與該第一合路/分路器相連的射頻信號接口以及n個(gè)射頻開關(guān)，n個(gè)射頻開關(guān)的一端均連接至該第一合路/分路器，n個(gè)射頻開關(guān)的另一端分別連接至n個(gè)第二合路/分路器；所有的射頻開關(guān)均單獨(dú)受控制器控制。本發(fā)明融合射頻交換技術(shù)、光纖副載波復(fù)用(SCM)技術(shù)、光纖無線電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)WiFi射頻信號的分配、交換和光纖分布。
文檔編號H04W84/12GK101814957SQ201010123230
公開日2010年8月25日 申請日期2010年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月9日
發(fā)明者孟學(xué)軍, 龐文鳳, 梅仲豪 申請人:龐文鳳;孟學(xué)軍;梅仲豪