專利名稱：一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，高速擴(kuò)張的無線通信業(yè)務(wù)需求與頻譜資源矛盾日益加劇，探索新的頻譜資源已經(jīng)成為當(dāng)今無線通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題。光通信作為一種以光波為信息傳輸載體的新興無線通信技術(shù)，具有傳輸頻帶寬、通信容量大、安全環(huán)保、無電磁干擾、無需占用現(xiàn)有頻譜資源等優(yōu)點(diǎn)，在近年來備受關(guān)注。自上世紀(jì)90年代以來，快速發(fā)展的LED技術(shù)取代傳統(tǒng) 的光源在照明領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。目前，市面上主要采用的是通過藍(lán)光激發(fā)YAG熒光粉產(chǎn)生白光的白光LED。與傳統(tǒng)照明設(shè)備相比，LED具有體積小、功耗低、壽命長(zhǎng)、環(huán)保節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。響應(yīng)靈敏度高、快速調(diào)制等特性也使得LED非常適用于作中短距離的高速無線通信系統(tǒng)的光源。建立在白光LED技術(shù)上的光通信系統(tǒng)，可以發(fā)出肉眼難以察覺的高速閃爍的明暗信號(hào)傳遞信息，在照明的同時(shí)提供速率高達(dá)數(shù)百兆每秒的大容量通信服務(wù)。與其他傳統(tǒng)無線通信方式比較，光通信具有以下優(yōu)點(diǎn)一、光通信的照明光源可以安裝在任何地方，只要光照的地方均能實(shí)現(xiàn)信號(hào)覆蓋，減少了覆蓋盲區(qū)，接入方便快捷；二、光通信的信源發(fā)射功率一般不受限制，不會(huì)因?yàn)榈桶l(fā)射功率影響系統(tǒng)性能；三、提供了超寬的光頻譜，不需要無線電頻譜申請(qǐng)；四、安全環(huán)保，不產(chǎn)生電磁干擾也不受電磁干擾影響，在一些特殊場(chǎng)合中非常適用，如煤礦安全生產(chǎn)、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、海洋勘探等；五、光穿透能力差，容易防止外泄，通信保密性好。由于LED發(fā)光器件本身需要電流進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，能夠自然而然與電力線連接在一起，因此邏輯上可以將電力線網(wǎng)絡(luò)和LED光通信的結(jié)合看成是一個(gè)渾然一體的天然網(wǎng)絡(luò)，其中電力線網(wǎng)絡(luò)是短距離的骨干網(wǎng)，一端與光纖等構(gòu)成的大容量城域網(wǎng)/廣域網(wǎng)相聯(lián)；另一端與LED自然相聯(lián)，將信息以無線光通信的下行方式通過LED發(fā)射出去，并可利用電力線或者同樣利用無線光通信的方式實(shí)現(xiàn)上行的信息傳輸。電力線不僅給LED供電，也作為L(zhǎng)ED光通信的信號(hào)來源。電力線通信與光通信結(jié)合的通信技術(shù)，可以令兩者優(yōu)勢(shì)互為補(bǔ)充進(jìn)行寬帶高速信號(hào)傳輸，建立魯棒高效通信系統(tǒng)。與采用電纜、光纖等其他傳輸媒介作為L(zhǎng)ED接口相比，電力線接入的光通信系統(tǒng)具有許多優(yōu)勢(shì)一、電力線系統(tǒng)基本覆蓋所有居室，是目前覆蓋面積最廣、接入人數(shù)最多的網(wǎng)絡(luò)，可以方便地提供接入服務(wù)；二、采用現(xiàn)有配電線路可以避免額外架設(shè)線路所需的資金投入，也不需要破壞原有的裝修，工程實(shí)施簡(jiǎn)單；三、既可以進(jìn)行語(yǔ)音、圖像、視頻等大容量傳輸，又便于實(shí)現(xiàn)家庭組網(wǎng)、智能家電控制，為物聯(lián)網(wǎng)提供了物理基礎(chǔ)。要實(shí)現(xiàn)電力線通信與光通信結(jié)合的通信系統(tǒng)，存在著一些問題一、如何實(shí)現(xiàn)兩個(gè)通信系統(tǒng)的無縫結(jié)合，方便快捷地實(shí)現(xiàn)電信號(hào)和光信號(hào)的互相轉(zhuǎn)換；二、如何根據(jù)兩種通信方式的特點(diǎn)和業(yè)務(wù)需求，合理選擇傳輸模式，盡可能改善傳輸?shù)目煽啃?。針?duì)第一個(gè)問題，可以采用能根據(jù)電信號(hào)進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制的LED驅(qū)動(dòng)單元，實(shí)現(xiàn)電信號(hào)和光信號(hào)之間的快速轉(zhuǎn)換。在電力線通信與光通信結(jié)合的通信系統(tǒng)中，如何同時(shí)應(yīng)對(duì)電力線傳輸環(huán)境和光傳輸環(huán)境的挑戰(zhàn)，是其核心問題之一，即如何根據(jù)電力線信道和光信道的特性，選擇合適的傳輸模式，提供高頻譜效率、高系統(tǒng)容量、高傳輸可靠性、滿足業(yè)務(wù)需求的服務(wù)保證。例如，光信道和電力線信道都深受多徑效應(yīng)的影響。在光通信系統(tǒng)中，常常會(huì)采用多個(gè)LED光源實(shí)現(xiàn)良好的照明效果，且室內(nèi)環(huán)境對(duì)照明燈光也具有反射作用，因此多徑效應(yīng)對(duì)室內(nèi)LED光通信系統(tǒng)的影響十分顯著；電力線路的線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，信號(hào)可由多條路徑到達(dá)終端，在負(fù)載處還會(huì)出現(xiàn)信號(hào)反射，使得電力線通信中也存在嚴(yán)重的多徑效應(yīng)。因此，在電力線通信與光通信結(jié)合的通信系統(tǒng)中，選擇能抵抗多徑效應(yīng)的調(diào)制方式非常關(guān)鍵?，F(xiàn)有研究結(jié)果表明，采用OFDM多載波調(diào)制技術(shù)具有抗多徑干擾、頻譜利用率高、傳輸速率高等優(yōu)點(diǎn)，可以有效地改善電力線通信和光通信的性能。利用電力線的廣泛存在特點(diǎn)和LED光通信的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，電力 線通信與光通信結(jié)合的通信系統(tǒng)在照明與通信上都具有傳統(tǒng)通信技術(shù)無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的市場(chǎng)化前景。例如，在高速公路上，大量LED照明燈可以應(yīng)用于車聯(lián)網(wǎng)，提供路況信息、定位和交互信息服務(wù)；在智能電網(wǎng)領(lǐng)域，可提供一種全新的電網(wǎng)信息采集傳輸方法和網(wǎng)絡(luò)，還可利用光通信橋接進(jìn)行跨變壓器通信，解決傳統(tǒng)電力線通信無法跨越變壓器的難題，使智能配電網(wǎng)絡(luò)真正集控制終端、數(shù)據(jù)通信、能量傳輸于一身；在數(shù)字家庭領(lǐng)域，可將家庭內(nèi)電器和無線光通信設(shè)備很好連接起來，形成一個(gè)大容量高可靠性的家庭網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)可在家庭終端實(shí)現(xiàn)電信網(wǎng)、Internet網(wǎng)和廣播網(wǎng)的互聯(lián)互通，即三網(wǎng)融合；此外，這種通信系統(tǒng)還可以在對(duì)電磁較為敏感的特殊場(chǎng)合中自由使用，如煤礦安全生產(chǎn)、醫(yī)療監(jiān)護(hù)、機(jī)場(chǎng)通信等，利用無線光通信的無電磁干擾特點(diǎn)，與電力線設(shè)備連接實(shí)現(xiàn)整個(gè)區(qū)域內(nèi)的通信和監(jiān)護(hù)。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何提供一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用共性技術(shù)將電力線通信系統(tǒng)和光通信系統(tǒng)無縫結(jié)合，實(shí)現(xiàn)電信號(hào)和光信號(hào)之間的快速轉(zhuǎn)換，可適用于多種應(yīng)用場(chǎng)景，選擇合適的傳輸模式，實(shí)現(xiàn)高可靠性和大容量的通信服務(wù)。(二)技術(shù)方案為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法，包括步驟S1、發(fā)射端根據(jù)預(yù)定的傳輸模式對(duì)待傳輸數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼調(diào)制、組幀、模擬前端處理，得到發(fā)射信號(hào)并耦合到電力線路中傳輸；S2、轉(zhuǎn)發(fā)端通過耦合器提取電信號(hào)送入LED，經(jīng)自動(dòng)增益控制處理后，由LED驅(qū)動(dòng)單元將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，對(duì)LED進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制；S3、接收端通過光電檢測(cè)器接收到光信號(hào)，根據(jù)光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)模擬前端處理、同步、解調(diào)解碼，得到傳輸數(shù)字信號(hào)。優(yōu)選地，所述發(fā)射端能夠?qū)⒔邮盏刂沸畔⒓尤氲桨l(fā)射信號(hào)中，相應(yīng)地，所述轉(zhuǎn)發(fā)端能夠匹配電信號(hào)攜帶的地址信息。優(yōu)選地，所述傳輸模式包括系統(tǒng)工作頻段、最大信道帶寬、擾碼方式、編碼方式、星座映射方式、交織方式、調(diào)制方式、組幀方式。優(yōu)選地，調(diào)制方式采用OFDM調(diào)制，組幀方式包括ZP-OFDM、CP-OFDM、TDS-0FDM。優(yōu)選地，“三相四線”的電力線路能夠同時(shí)傳輸兩路不同的電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED同時(shí)根據(jù)不同的電信號(hào)進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制，在光信道中實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用。優(yōu)選地，當(dāng)LED的數(shù)量大于電力線路傳輸信號(hào)的數(shù)量時(shí)，可驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED同時(shí)根據(jù)相同的電信號(hào)進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制，在光信道中實(shí)現(xiàn)空間分集。本發(fā)明還提供了一種發(fā)射端裝置，包括編碼調(diào)制單元，用于根據(jù)預(yù)定的傳輸模式，對(duì)待傳輸數(shù)字信號(hào)進(jìn)行擾碼、編碼、星座映射、交織、IDFT運(yùn)算處理，得到對(duì)應(yīng)的時(shí)域數(shù)據(jù)塊；組幀單元，用于根據(jù)幀結(jié)構(gòu)、當(dāng)前幀的時(shí)序信號(hào)得到填充所需的保護(hù)間隔，將時(shí)域數(shù)據(jù)塊和保護(hù)間隔組合成信號(hào)幀，結(jié)合一個(gè)或多 個(gè)信號(hào)幀，添加同步頭組成復(fù)幀結(jié)構(gòu)；模擬前端單元，用于對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行上變頻、數(shù)模轉(zhuǎn)換和濾波操作，得到發(fā)射信號(hào)，并將發(fā)射信號(hào)耦合到電力線路中。本發(fā)明還提供了一種轉(zhuǎn)發(fā)端裝置，包括電力線耦合器，用于從電力線路中耦合出電信號(hào)并送入LED ；自動(dòng)增益控制單元，用于調(diào)整電信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度；LED驅(qū)動(dòng)單元，用于將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光并進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制。本發(fā)明還提供了一種接收端裝置，包括光電檢測(cè)器，用于接收變化的光信號(hào)，檢測(cè)光信號(hào)強(qiáng)度并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；模擬前端單元，用于自動(dòng)增益控制調(diào)整電信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，并完成模數(shù)轉(zhuǎn)換、濾波、下變頻得到基帶信號(hào)；同步單元，用于根據(jù)幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行接收端同步，對(duì)幀頭進(jìn)行定位，并校正載波頻偏和采樣頻偏，根據(jù)預(yù)定的幀結(jié)構(gòu)從信號(hào)幀中分離出所需時(shí)域數(shù)據(jù)塊和輔助序列；解調(diào)解碼單元，用于對(duì)時(shí)域數(shù)據(jù)塊進(jìn)行DFT變換得到頻域數(shù)據(jù)塊，根據(jù)輔助序列進(jìn)行信道估計(jì)，并利用信道估計(jì)的結(jié)果對(duì)頻域數(shù)據(jù)塊進(jìn)行信道均衡，根據(jù)預(yù)定的傳輸模式對(duì)信道均衡結(jié)果進(jìn)行解交織、解星座映射、解碼、解擾等處理，得到傳輸數(shù)字信號(hào)。本發(fā)明還提供了一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信系統(tǒng)，其包括前述的發(fā)射端裝置、轉(zhuǎn)發(fā)端裝置、以及接收端裝置。(三)有益效果本發(fā)明提供的一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信系統(tǒng)，采用共性技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力線網(wǎng)絡(luò)和LED光通信的無縫結(jié)合，兩者信號(hào)合一，無需信號(hào)再生，即可將電力線路傳輸?shù)碾娦盘?hào)直接以無線光通信的方式通過LED發(fā)射出去，實(shí)現(xiàn)寬帶高速信號(hào)傳輸。該系統(tǒng)有效令電力線通信和光通信的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，無需額外架設(shè)電路，成本低廉、接入方便，可用于智能電網(wǎng)、數(shù)字家庭、煤礦安全監(jiān)控等領(lǐng)域，具有廣闊的市場(chǎng)化前景。


下面參照附圖并結(jié)合實(shí)例來進(jìn)一步描述本發(fā)明。其中圖I為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法流程圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的根據(jù)電信號(hào)進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制的LED驅(qū)動(dòng)電路示意圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的使LED光強(qiáng)恒定的LED恒流源驅(qū)動(dòng)電路示意圖。圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電力線通信與光通信結(jié)合的通信系統(tǒng)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。如圖I所示，本發(fā)明提出的電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法包括SI、發(fā)射端根據(jù)預(yù)定的傳輸模式對(duì)待傳輸數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼調(diào)制、組幀、模擬前端處理，得到發(fā)射信號(hào)并耦合到電力線路中傳輸；關(guān)于SI中所述的傳輸模式，包括但不限于系統(tǒng)工作頻段、最大信道帶寬、擾碼方式、編碼方式、星座映射方式、交織方式、調(diào)制方式、組幀方式等。
考慮到電力線傳輸環(huán)境和光傳輸環(huán)境中的多徑干擾問題，采用的調(diào)制方式為OFDM調(diào)制，采用的組幀方式包括但不限于ZP-OFDM、CP-OFDM、TDS-OFDM等。關(guān)于步驟SI中的發(fā)射端裝置，具體包括編碼調(diào)制單元，用于根據(jù)預(yù)定的傳輸模式，對(duì)待傳輸數(shù)字信號(hào)進(jìn)行擾碼、編碼、星座映射、交織、IDFT運(yùn)算等處理，得到對(duì)應(yīng)的時(shí)域數(shù)據(jù)塊；組幀單元，用于根據(jù)幀結(jié)構(gòu)、當(dāng)前幀的時(shí)序信號(hào)得到填充所需的保護(hù)間隔，將時(shí)域數(shù)據(jù)塊和保護(hù)間隔組合成信號(hào)幀，結(jié)合一個(gè)或多個(gè)信號(hào)幀，添加同步頭組成復(fù)幀結(jié)構(gòu)；模擬前端單元，用于對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行上變頻、數(shù)模轉(zhuǎn)換和濾波操作，得到發(fā)射信號(hào)，并將發(fā)射信號(hào)耦合到電力線路中。在編碼調(diào)制單元中，待傳輸數(shù)字信號(hào)經(jīng)加擾得到擾碼比特，再進(jìn)行編碼得到對(duì)應(yīng)碼字，根據(jù)預(yù)定的星座映射圖對(duì)碼字進(jìn)行星座映射，得到碼字對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)符號(hào)，進(jìn)行交織后，添加預(yù)定的訓(xùn)練序列和虛擬子載波組成頻域數(shù)據(jù)塊，經(jīng)IDFT運(yùn)算得到時(shí)域數(shù)據(jù)塊。根據(jù)預(yù)定的組幀方式，保護(hù)間隔填充時(shí)域數(shù)據(jù)塊的循環(huán)擴(kuò)展、零序列或已知輔助序列，當(dāng)保護(hù)間隔長(zhǎng)度為零時(shí)，保護(hù)間隔填充空信號(hào)，即沒有保護(hù)間隔。為了實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)通信，在發(fā)射端裝置中可加入地址插入單元，用于將接收地址信息加入到發(fā)射信號(hào)中。S2、轉(zhuǎn)發(fā)端通過耦合器提取電信號(hào)送入LED，經(jīng)自動(dòng)增益控制處理后，由LED驅(qū)動(dòng)單元將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，對(duì)LED進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制；步驟S2中，“三相四線”的電力線路可同時(shí)傳輸兩路不同的電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED同時(shí)根據(jù)不同的電信號(hào)進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制，在光信道中實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用。步驟S2中，當(dāng)LED的數(shù)量大于電力線路傳輸信號(hào)的數(shù)量時(shí)，可驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED同時(shí)根據(jù)相同的電信號(hào)進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制，在光信道中實(shí)現(xiàn)空間分集。關(guān)于步驟S2中的轉(zhuǎn)發(fā)端裝置，具體包括電力線耦合器，用于從電力線路中耦合出電信號(hào)并送入LED ;自動(dòng)增益控制單元，用于調(diào)整電信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度；LED驅(qū)動(dòng)單元，用于將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光并進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制。為了實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)通信，在轉(zhuǎn)發(fā)端裝置中可加入地址匹配單元，用于對(duì)電信號(hào)攜帶的地址信息進(jìn)行匹配。若匹配成功，則采用如圖2所示的驅(qū)動(dòng)電路，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光并進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制；若匹配不成功，則采用如圖3所示的驅(qū)動(dòng)電路，為L(zhǎng)ED提供穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電流，即電壓信號(hào)不轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，LED發(fā)光強(qiáng)度恒定。S3、接收端通過光電檢測(cè)器接收到光信號(hào)，根據(jù)光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)模擬前端處理、同步、解調(diào)解碼，得到傳輸數(shù)字信號(hào)；關(guān)于步驟S3中的接收端裝置，具體包括光電檢測(cè)器，作為光接收設(shè)備，用于接收變化的光信號(hào)，檢測(cè)光信號(hào)強(qiáng)度并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)；模擬前端單元，用于自動(dòng)增益控制調(diào)整電信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，并完成模數(shù)轉(zhuǎn)換、濾波、下變頻得到基帶信號(hào)；同步單元，用于根據(jù)幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行接收端同步，對(duì)幀頭進(jìn)行定位，并校正載波頻偏和采樣頻偏，根據(jù)預(yù)定的幀結(jié)構(gòu)從信號(hào)幀中分離出所需時(shí)域數(shù)據(jù)塊和輔助序列；解調(diào)解碼單元，用于對(duì)時(shí)域數(shù)據(jù)塊進(jìn)行DFT變換得到頻域數(shù)據(jù)塊，根據(jù)輔助序列進(jìn)行信道估計(jì)，并利用信道估計(jì)的結(jié)果對(duì)頻域數(shù)據(jù)塊進(jìn)行信道均衡，根據(jù)預(yù)定的傳輸模式對(duì)信道均衡結(jié)果進(jìn)行解交織、解星座映射、解碼、解擾等處理，得到傳輸數(shù)字信號(hào)。光電探測(cè)器的選擇要充分考慮應(yīng)用場(chǎng)景與傳輸環(huán)境。在室內(nèi)，LED光強(qiáng)度較強(qiáng)，可以選擇使用成本較低、線性度好的PIN光電檢測(cè)器；在室外，對(duì)光電檢測(cè)器的靈敏度要求較高，可以選擇使用Aro光電檢測(cè)器。本發(fā)明還提供了一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信系統(tǒng)，其包括前述的發(fā)射端裝置、轉(zhuǎn)發(fā)端裝置、以及接收端裝置。 參考附圖4，給出依照本發(fā)明所述的電力線通信與光通信結(jié)合的通信系統(tǒng)示意圖。下面以四種典型傳輸業(yè)務(wù)為應(yīng)用背景，進(jìn)一步說明本發(fā)明。實(shí)施例一本實(shí)施例給出本發(fā)明提出的電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法在面向?qū)拵?shù)字地面廣播的下行鏈路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。該系統(tǒng)要求在8MHz帶寬內(nèi)提供下行標(biāo)清數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)。所涉及的方法流程和傳輸模式詳述如下SI、發(fā)射端根據(jù)預(yù)定的傳輸模式對(duì)待傳輸數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼調(diào)制、組幀、模擬前端處理，得到發(fā)射信號(hào)并耦合到電力線路中傳輸；系統(tǒng)帶寬為8MHz，信道帶寬也為8MHz，電力線通信系統(tǒng)工作頻段為2_10MHz，LED閃爍速度為IOMHz。參考中國(guó)數(shù)字電視地面廣播標(biāo)準(zhǔn)DTMB，模擬前端采用時(shí)域?yàn)V波成型，成型濾波器選擇為SRRC濾波器，滾降因子為O. 05，選擇基本符號(hào)速率為7. 56MHz，基本符號(hào)間隔為(1/7. 56) us ^ O. 1323us?？紤]到對(duì)待傳輸數(shù)字信號(hào)的隨機(jī)化以便于傳輸信息處理，需對(duì)待傳輸數(shù)字信號(hào)進(jìn)行加擾，擾碼是一個(gè)最大長(zhǎng)度二進(jìn)制的偽隨機(jī)序列，生成多項(xiàng)式定義為G(x)=1+x14+x15該序列的初始相位定義為100101010000000。對(duì)擾碼結(jié)果進(jìn)行編碼得到碼字。采用的編碼方法為前向糾錯(cuò)編碼，由外碼和內(nèi)碼級(jí)聯(lián)而成，外碼為BCH碼，內(nèi)碼為等效編碼碼率為O. 4的LDPC (7493，3048)碼。對(duì)得到的碼字進(jìn)行星座映射，生成碼字對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)符號(hào)，星座映射的方式為QPSK。時(shí)域交織采用基于星座符號(hào)的卷積交織編碼，時(shí)域交織結(jié)果與系統(tǒng)信息參數(shù)組成頻域數(shù)據(jù)塊，每個(gè)頻域數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)為3780，其中包括3744個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)和36個(gè)系統(tǒng)信息參數(shù)符號(hào)。頻域數(shù)據(jù)塊經(jīng)3780點(diǎn)IDFT變換得到時(shí)域數(shù)據(jù)塊。采用TDS-OFDM作為組幀技術(shù)，選擇由一個(gè)已知輔助序列及其前同步、后同步組成的保護(hù)間隔作為時(shí)域數(shù)據(jù)塊之間的填充，其中，輔助序列為已知PN序列經(jīng)過IDFT變換得至IJ，長(zhǎng)度為255個(gè)符號(hào)，前同步和后同步為該P(yáng)N序列的循環(huán)擴(kuò)展，前同步長(zhǎng)度為82個(gè)符號(hào)，后同步長(zhǎng)度為83個(gè)符號(hào)，保護(hù)間隔總長(zhǎng)420個(gè)符號(hào)。將時(shí)域數(shù)據(jù)塊和保護(hù)間隔組合成信號(hào)幀，每個(gè)信號(hào)幀中，根據(jù)當(dāng)前幀的時(shí)序信號(hào)采用不同相位的PN序列作為輔助序列。
此后，將基帶信號(hào)進(jìn)行上變頻、取實(shí)部和數(shù)模轉(zhuǎn)換等后處理，得到發(fā)射信號(hào)，耦合到電力線路中傳輸。S2、轉(zhuǎn)發(fā)端通過耦合器提取電信號(hào)送入LED，經(jīng)自動(dòng)增益控制處理后，由LED驅(qū)動(dòng)單元將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，對(duì)LED進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制；由于本實(shí)施例中不考慮點(diǎn)對(duì)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)通信，無需進(jìn)行地址匹配，直接采用如圖2所示的驅(qū)動(dòng)電路，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光并進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制。S3、接收端通過光電檢測(cè)器接收到光信號(hào)，根據(jù)光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)模擬前端處理、同步、解調(diào)解碼，得到傳輸數(shù)字信號(hào)；由PIN光電檢測(cè)器接收光信號(hào)，并檢測(cè)光信號(hào)強(qiáng)度，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。電信號(hào)在模擬前端完成自動(dòng)增益控制、模數(shù)轉(zhuǎn)換、濾波、下變頻得 到基帶信號(hào)，經(jīng)同步和解調(diào)解碼得到傳輸數(shù)字信號(hào)。本實(shí)施例給出的下行鏈路通信系統(tǒng)中，經(jīng)計(jì)算得到傳輸速率為R=7. 56*2*0. 4*3744/ (420+3780)=5. 3914Mbps，可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)清數(shù)字電視廣播業(yè)務(wù)的需求。實(shí)施例二本實(shí)施例給出本發(fā)明提出的電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法在面向?qū)拵o線數(shù)字通信的雙工通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。該雙工通信系統(tǒng)中，上行鏈路采用WIFI實(shí)現(xiàn)，下行鏈路采用電力線通信與光通信結(jié)合的通信實(shí)現(xiàn)。要求在30MHz帶寬內(nèi)提供下行高清數(shù)字電視業(yè)務(wù)，所涉及的方法流程和傳輸模式詳述如下SI、發(fā)射端根據(jù)預(yù)定的傳輸模式對(duì)待傳輸數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼調(diào)制、組幀、模擬前端處理，得到發(fā)射信號(hào)并耦合到電力線路中傳輸；系統(tǒng)帶寬為30MHz，信道帶寬也為30MHz，電力線通信系統(tǒng)工作頻段為0_30MHz，LED閃爍速度為30MHz。模擬前端采用頻域子載波成型實(shí)現(xiàn)頻譜成型。選擇基本符號(hào)速率為30. 00MHz，基本符號(hào)間隔(1/30. 00)us ^ O. 0333us，其有效信號(hào)帶寬為28MHz，其中有效帶寬外的頻域子載波用于攜帶零符號(hào)(即虛擬子載波)?？紤]到對(duì)待傳輸數(shù)字信號(hào)的隨機(jī)化以便于傳輸信息處理，需對(duì)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾，擾碼是一個(gè)最大長(zhǎng)度二進(jìn)制的偽隨機(jī)序列，生成多項(xiàng)式定義為G(x)=1+x14+x15該序列的初始相位定義為100101010000000。對(duì)擾碼結(jié)果進(jìn)行編碼得到碼字。采用的編碼方法為前向糾錯(cuò)編碼，由外碼和內(nèi)碼級(jí)聯(lián)而成，外碼為BCH碼，內(nèi)碼為編碼碼率O. 5、碼長(zhǎng)64800比特的LDPC碼。對(duì)得到的碼字進(jìn)行比特交織后，由星座映射生成碼字對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)符號(hào)，星座映射的方式為QPSK。時(shí)域交織采用基于星座符號(hào)的卷積交織編碼，時(shí)域交織結(jié)果在預(yù)定位置添加導(dǎo)頻子載波和虛擬子載波組成頻域數(shù)據(jù)塊。每個(gè)頻域數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)為8192，其中前548個(gè)子載波為虛擬子載波，后7644個(gè)子載波中，1/6攜帶導(dǎo)頻符號(hào)，5/6攜帶數(shù)據(jù)符號(hào)。頻域數(shù)據(jù)塊經(jīng)8192點(diǎn)IDFT變換得到時(shí)域數(shù)據(jù)塊。采用CP-OFDM作為組幀技術(shù)，選擇時(shí)域數(shù)據(jù)塊的循環(huán)擴(kuò)展作為保護(hù)間隔填充，保護(hù)間隔總長(zhǎng)512個(gè)符號(hào)。將時(shí)域數(shù)據(jù)塊和保護(hù)間隔組合成信號(hào)幀。由于本實(shí)施例中考慮點(diǎn)對(duì)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)通信，在發(fā)射端需由地址插入單元在信號(hào)同步頭后添加預(yù)定的接收地址信息。此后，將基帶信號(hào)進(jìn)行上變頻、取實(shí)部和數(shù)模轉(zhuǎn)換等后處理，得到發(fā)射信號(hào)，耦合到電力線路中傳輸。S2、轉(zhuǎn)發(fā)端通過耦合器提取電信號(hào)送入LED，經(jīng)自動(dòng)增益控制處理后，由LED驅(qū)動(dòng)單元將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，對(duì)LED進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制；由于本實(shí)施例中考慮點(diǎn)對(duì)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)通信，在轉(zhuǎn)發(fā)端需由地址匹配單元對(duì)電信號(hào)攜帶的地址信息進(jìn)行匹配。若匹配成功，則采用如圖2所示的驅(qū)動(dòng)電路，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光并進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制；若匹配不成功，則采用如圖3所示的驅(qū)動(dòng)電路，為L(zhǎng)ED提供穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電流，即電壓信號(hào)不轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，LED發(fā)光強(qiáng)度恒定。考慮到高清數(shù)字電視業(yè)務(wù)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率有較高要求，在所述通信系統(tǒng)中，采用基于偏振分光方式的MMO技術(shù)提高數(shù)據(jù)傳輸速率。利用“三相四線”的電力線路同時(shí)傳輸兩路不同的電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)LED分別根據(jù)這兩路電信號(hào)進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制。為了區(qū)分兩個(gè)LED發(fā)出的光信號(hào)，需米用偏振片使不同LED發(fā)出的光向不同的方向偏振化,偏振后的光在光信道中實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用。 S3、接收端通過光電檢測(cè)器接收到光信號(hào)，根據(jù)光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)模擬前端處理、同步、解調(diào)解碼，得到傳輸數(shù)字信號(hào)；由PIN光電檢測(cè)器接收光信號(hào)，并檢測(cè)光信號(hào)強(qiáng)度，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。電信號(hào)在模擬前端完成自動(dòng)增益控制、模數(shù)轉(zhuǎn)換、濾波、下變頻得到基帶信號(hào)，經(jīng)同步和解調(diào)解碼得到傳輸數(shù)字信號(hào)。由于來自不同LED光源的光在光信道中實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用，在接收光信號(hào)時(shí)，需由光電檢測(cè)器分別檢測(cè)出每一種偏振光的強(qiáng)度，對(duì)應(yīng)每個(gè)LED接收的電信號(hào)，再進(jìn)行后續(xù)的信號(hào)處理。本實(shí)施例給出的雙工通信系統(tǒng)中，經(jīng)計(jì)算得到下行鏈路的傳輸速率為R=28*2*0. 5*7644/ (512+8192) *5/6*2=40. 9834Mbps，可以實(shí)現(xiàn)高清數(shù)字電視業(yè)務(wù)的需求。實(shí)施例三本實(shí)施例給出本發(fā)明提出的電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法在面向室內(nèi)寬帶多業(yè)務(wù)數(shù)字通信的雙工通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。該雙工通信系統(tǒng)中，上行鏈路采用電力線通信實(shí)現(xiàn)，下行鏈路采用電力線通信與光通信結(jié)合的通信實(shí)現(xiàn)。要求在48MHz帶寬內(nèi)提供智能家庭與物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)，所涉及的方法流程和傳輸模式詳述如下SI、發(fā)射端根據(jù)預(yù)定的傳輸模式對(duì)待傳輸數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼調(diào)制、組幀、模擬前端處理，得到發(fā)射信號(hào)并耦合到電力線路中傳輸；系統(tǒng)帶寬為48MHz，信道帶寬也為48MHz，電力線通信系統(tǒng)工作頻段為2_50MHz，LED閃爍速度為50MHz。模擬前端采用時(shí)域?yàn)V波成型，成型濾波器選擇為SRRC濾波器，滾降因子為O. 05，選擇基本符號(hào)速率為45. 70MHz，基本符號(hào)間隔為(1/45. 70)us ^ O. 0219us。考慮到對(duì)待傳輸數(shù)字信號(hào)的隨機(jī)化以便于傳輸信息處理，需對(duì)待傳輸數(shù)字信號(hào)進(jìn)行加擾，擾碼是一個(gè)最大長(zhǎng)度二進(jìn)制的偽隨機(jī)序列，生成多項(xiàng)式定義為G(x)=1+x14+x15該序列的初始相位定義為100101010000000。對(duì)擾碼結(jié)果進(jìn)行編碼得到碼字。采用的編碼方法為前向糾錯(cuò)編碼，由外碼和內(nèi)碼級(jí)聯(lián)而成，外碼為BCH碼，內(nèi)碼為等效編碼碼率為O. 4的LDPC (7493，3048)碼。對(duì)得到的碼字進(jìn)行星座映射，生成碼字對(duì)應(yīng)的復(fù)數(shù)符號(hào)，星座映射的方式為16QAM。時(shí)域交織采用基于星座符號(hào)的卷積交織編碼，時(shí)域交織結(jié)果與系統(tǒng)信息參數(shù)組成頻域數(shù)據(jù)塊，每個(gè)頻域數(shù)據(jù)塊長(zhǎng)為3780，其中包括3744個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)和36個(gè)系統(tǒng)信息參數(shù)符號(hào)。頻域數(shù)據(jù)塊經(jīng)3780點(diǎn)IDFT變換得到時(shí)域數(shù)據(jù)塊。采用TDS-OFDM作為組幀技術(shù)，選擇由一個(gè)已知輔助序列及其前同步、后同步組成的保護(hù)間隔作為時(shí)域數(shù)據(jù)塊之間的填充，其中，輔助序列為已知PN序列經(jīng)過IDFT變換得至IJ，長(zhǎng)度為255個(gè)符號(hào)，前同步和后同步為該P(yáng)N序列的循環(huán)擴(kuò)展，前同步長(zhǎng)度為82個(gè)符號(hào)，后同步長(zhǎng)度為83個(gè)符號(hào)，保護(hù)間隔總長(zhǎng)420個(gè)符號(hào)。將時(shí)域數(shù)據(jù)塊和保護(hù)間隔組合成信號(hào)幀，每個(gè)信號(hào)幀中，根據(jù)當(dāng)前幀的時(shí)序信號(hào)采用不同相位的PN序列作為輔助序列。由于本實(shí)施例中考慮點(diǎn)對(duì)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)通信，在發(fā)射端需由地址插入單元在信號(hào)同步頭后添加預(yù)定的接收地址信息。此后，將基帶信號(hào)進(jìn)行上變頻、取實(shí)部和數(shù)模轉(zhuǎn)換等后處理，得到發(fā)射信號(hào)，耦合到電力線路中傳輸。 S2、轉(zhuǎn)發(fā)端通過耦合器提取電信號(hào)送入LED，經(jīng)自動(dòng)增益控制處理后，由LED驅(qū)動(dòng)單元將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，對(duì)LED進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制；由于本實(shí)施例中考慮點(diǎn)對(duì)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)通信，在轉(zhuǎn)發(fā)端需由地址匹配單元對(duì)電信號(hào)攜帶的地址信息進(jìn)行匹配。若匹配成功，則采用如圖2所示的驅(qū)動(dòng)電路，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光并進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制；若匹配不成功，則采用如圖3所示的驅(qū)動(dòng)電路，為L(zhǎng)ED提供穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電流，即電壓信號(hào)不轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，LED發(fā)光強(qiáng)度恒定?？紤]到物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)對(duì)傳輸信息的可靠性有較高要求，在所述通信系統(tǒng)中，采用基于偏振分光方式的MIMO技術(shù)改善數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。由于照明系統(tǒng)通常需要多個(gè)LED光源實(shí)現(xiàn)良好的照明效果，可以允許電力線路上的多個(gè)LED接收同一電信號(hào)，并根據(jù)電信號(hào)進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制。為了區(qū)分不同LED發(fā)出的光信號(hào)，需采用偏振片使不同LED發(fā)出的光向不同的方向偏振化，偏振后的光在光信道中實(shí)現(xiàn)空間分集。S3、接收端通過光電檢測(cè)器接收到光信號(hào)，根據(jù)光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)模擬前端處理、同步、解調(diào)解碼，得到傳輸數(shù)字信號(hào)；由PIN光電檢測(cè)器接收光信號(hào)，并檢測(cè)光信號(hào)強(qiáng)度，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。電信號(hào)在模擬前端完成自動(dòng)增益控制、模數(shù)轉(zhuǎn)換、濾波、下變頻得到基帶信號(hào)，經(jīng)同步和解調(diào)解碼得到傳輸數(shù)字信號(hào)。由于來自不同LED光源的光在光信道中實(shí)現(xiàn)空間分集,在接收光信號(hào)時(shí)，需由光電檢測(cè)器分別檢測(cè)出每一種偏振光的強(qiáng)度，對(duì)應(yīng)每個(gè)LED接收的電信號(hào)，再進(jìn)行后續(xù)的信號(hào)處理。本實(shí)施例給出的雙工通信系統(tǒng)中，經(jīng)計(jì)算得到下行鏈路的傳輸速率為R=45. 70*4*0. 6*3744/ (420+3780) ^ 97.7719Mbps。本系統(tǒng)中采用了 MMO 技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)可靠的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)需求。實(shí)施例四本實(shí)施例給出本發(fā)明提出的電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法在面向窄帶無線移動(dòng)通信的下行鏈路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用。要求在50kHz帶寬內(nèi)提供支持移動(dòng)接收的車載導(dǎo)航業(yè)務(wù)，所涉及的方法流程和傳輸模式詳述如下SI、發(fā)射端根據(jù)預(yù)定的傳輸模式對(duì)待傳輸數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼調(diào)制、組幀、模擬前端處理，得到發(fā)射信號(hào)并耦合到電力線路中傳輸；系統(tǒng)帶寬為50kHz，信道帶寬也為50kHz，電力線通信系統(tǒng)工作頻段為100-150kHz, LED閃爍速度為150kHz。采用頻域子載波成型和時(shí)域窗口成型技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)頻譜成型，時(shí)域窗口選擇為升余弦滾降窗口。選擇基本符號(hào)速率為50kHz，基本符號(hào)間隔(1/50. 00)ms=0. 0200ms ο加擾待傳輸數(shù)字信號(hào)使其隨機(jī)化后，采用碼率為O. 5的RS碼級(jí)聯(lián)卷積碼作為編碼方案對(duì)擾碼結(jié)果進(jìn)行編碼。編碼結(jié)果送入交織器進(jìn)行交織后，由DBPSK映射生成數(shù)據(jù)符號(hào)，并與虛擬子載波組成頻域數(shù)據(jù)幀，每個(gè)頻域數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)為256個(gè)符號(hào)，其中只有36個(gè)載波攜帶數(shù)據(jù)符號(hào)，每?jī)蓚€(gè)數(shù)據(jù)載波之間的間隔約為I. 3889kHz。頻域數(shù)據(jù)幀經(jīng)256點(diǎn)IDFT變換調(diào)制為時(shí)域數(shù)據(jù)幀。
采用CP-OFDM作為組幀技術(shù)，選擇時(shí)域數(shù)據(jù)塊的循環(huán)擴(kuò)展作為保護(hù)間隔填充，保護(hù)間隔總長(zhǎng)30個(gè)符號(hào)。將時(shí)域數(shù)據(jù)塊和保護(hù)間隔組合成信號(hào)幀。此后，將基帶信號(hào)進(jìn)行上變頻、取實(shí)部和數(shù)模轉(zhuǎn)換等后處理，得到發(fā)射信號(hào)，耦合到電力線路中傳輸。S2、轉(zhuǎn)發(fā)端通過耦合器提取電信號(hào)送入LED，經(jīng)自動(dòng)增益控制處理后，由LED驅(qū)動(dòng)單元將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，對(duì)LED進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制；由于本實(shí)施例中不考慮點(diǎn)對(duì)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)通信，無需進(jìn)行地址匹配，直接采用如圖2所示的驅(qū)動(dòng)電路，將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光并進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制。S3、接收端通過光電檢測(cè)器接收到光信號(hào)，根據(jù)光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)模擬前端處理、同步、解調(diào)解碼，得到傳輸數(shù)字信號(hào)；由Aro光電檢測(cè)器接收光信號(hào)，并檢測(cè)光信號(hào)強(qiáng)度，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。電信號(hào)在模擬前端完成自動(dòng)增益控制、模數(shù)轉(zhuǎn)換、濾波、下變頻得到基帶信號(hào)，經(jīng)同步和解調(diào)解碼得到傳輸數(shù)字信號(hào)。本實(shí)施例給出的下行鏈路傳輸系統(tǒng)中，經(jīng)計(jì)算得到傳輸速率為R=50*l*l/2*36/(256+30) 3. 1469kbps，可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)接收環(huán)境下的車載導(dǎo)航業(yè)務(wù)需求。本發(fā)明的描述是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯然的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法，其特征在于，包括步驟 51、發(fā)射端根據(jù)預(yù)定的傳輸模式對(duì)待傳輸數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼調(diào)制、組幀、模擬前端處理，得到發(fā)射信號(hào)并耦合到電力線路中傳輸； 52、轉(zhuǎn)發(fā)端通過耦合器提取電信號(hào)送入LED，經(jīng)自動(dòng)增益控制處理后，由LED驅(qū)動(dòng)單元將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，對(duì)LED進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制； 53、接收端通過光電檢測(cè)器接收到光信號(hào)，根據(jù)光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)模擬前端處理、同步、解調(diào)解碼，得到傳輸數(shù)字信號(hào)。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于 所述發(fā)射端能夠?qū)⒔邮盏刂沸畔⒓尤氲桨l(fā)射信號(hào)中，相應(yīng)地，所述轉(zhuǎn)發(fā)端能夠匹配電信號(hào)攜帶的地址信息。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于 所述傳輸模式包括系統(tǒng)工作頻段、最大信道帶寬、擾碼方式、編碼方式、星座映射方式、交織方式、調(diào)制方式、組幀方式。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于 調(diào)制方式采用OFDM調(diào)制，組幀方式包括ZP-OFDM、CP-OFDM、TDS-0FDM。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于 “三相四線”的電力線路能夠同時(shí)傳輸兩路不同的電信號(hào)，驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED同時(shí)根據(jù)不同的電信號(hào)進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制，在光信道中實(shí)現(xiàn)空間復(fù)用。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于 當(dāng)LED的數(shù)量大于電力線路傳輸信號(hào)的數(shù)量時(shí)，可驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED同時(shí)根據(jù)相同的電信號(hào)進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制，在光信道中實(shí)現(xiàn)空間分集。
7.一種基于權(quán)利要求I所述方法的發(fā)射端裝置，其特征在于，包括 編碼調(diào)制單元，用于根據(jù)預(yù)定的傳輸模式，對(duì)待傳輸數(shù)字信號(hào)進(jìn)行擾碼、編碼、星座映射、交織、IDFT運(yùn)算處理，得到對(duì)應(yīng)的時(shí)域數(shù)據(jù)塊； 組幀單元，用于根據(jù)幀結(jié)構(gòu)、當(dāng)前幀的時(shí)序信號(hào)得到填充所需的保護(hù)間隔，將時(shí)域數(shù)據(jù)塊和保護(hù)間隔組合成信號(hào)幀，結(jié)合一個(gè)或多個(gè)信號(hào)幀，添加同步頭組成復(fù)幀結(jié)構(gòu)； 模擬前端單元，用于對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行上變頻、數(shù)模轉(zhuǎn)換和濾波操作，得到發(fā)射信號(hào)，并將發(fā)射信號(hào)耦合到電力線路中。
8.一種基于權(quán)利要求I所述方法的轉(zhuǎn)發(fā)端裝置，其特征在于，包括 電力線耦合器，用于從電力線路中耦合出電信號(hào)并送入LED ； 自動(dòng)增益控制單元，用于調(diào)整電信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度； LED驅(qū)動(dòng)單元，用于將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光并進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制。
9.一種基于權(quán)利要求I所述方法的接收端裝置，其特征在于，包括 光電檢測(cè)器，用于接收變化的光信號(hào)，檢測(cè)光信號(hào)強(qiáng)度并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)； 模擬前端單元，用于自動(dòng)增益控制調(diào)整電信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度，并完成模數(shù)轉(zhuǎn)換、濾波、下變頻得到基帶信號(hào)； 同步單元，用于根據(jù)幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行接收端同步，對(duì)幀頭進(jìn)行定位，并校正載波頻偏和采樣頻偏，根據(jù)預(yù)定的幀結(jié)構(gòu)從信號(hào)幀中分離出所需時(shí)域數(shù)據(jù)塊和輔助序列； 解調(diào)解碼單元，用于對(duì)時(shí)域數(shù)據(jù)塊進(jìn)行DFT變換得到頻域數(shù)據(jù)塊，根據(jù)輔助序列進(jìn)行信道估計(jì)，并利用信道估計(jì)的結(jié)果對(duì)頻域數(shù)據(jù)塊進(jìn)行信道均衡，根據(jù)預(yù)定的傳輸模式對(duì)信道均衡結(jié)果進(jìn)行解交織、解星座映射、解碼、解擾等處理，得到傳輸數(shù)字信號(hào)。
10.一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信系統(tǒng)，其特征在于，包括 權(quán)利要求7所述的發(fā)射端裝置； 權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)發(fā)端裝置； 權(quán)利要求9所述的接收端裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法，包括步驟S1、發(fā)射端根據(jù)預(yù)定的傳輸模式對(duì)待傳輸數(shù)字信號(hào)進(jìn)行編碼調(diào)制、組幀、模擬前端處理，得到發(fā)射信號(hào)并耦合到電力線路中傳輸；S2、轉(zhuǎn)發(fā)端通過耦合器提取電信號(hào)送入LED，經(jīng)自動(dòng)增益控制處理后，由LED驅(qū)動(dòng)單元將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，對(duì)LED進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制；S3、接收端通過光電檢測(cè)器接收到光信號(hào)，根據(jù)光強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)模擬前端處理、同步、解調(diào)解碼，得到傳輸數(shù)字信號(hào)。本發(fā)明采用共性技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力線網(wǎng)絡(luò)和LED光通信的無縫結(jié)合，兩者信號(hào)合一，無需信號(hào)再生，即可將電力線路傳輸?shù)碾娦盘?hào)直接以無線光通信的方式通過LED發(fā)射出去，實(shí)現(xiàn)寬帶高速信號(hào)傳輸。
文檔編號(hào)H04L27/26GK102820909SQ20121025206
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者宋健, 楊昉, 顏克茜, 王勁濤, 張超 申請(qǐng)人:清華大學(xué)