一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)

專利一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)01專利背景附圖說(shuō)明發(fā)明內(nèi)容技術(shù)領(lǐng)域目錄03020405權(quán)利要求榮譽(yù)表彰實(shí)施方式目錄0706基本信息《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》是清華大學(xué)，北京全電智領(lǐng)科技有限公司于2012年07月19日申請(qǐng)的發(fā)明專利，該專利的公布號(hào)為：CNA，專利公布日：2012年12月12日，該專利申請(qǐng)?zhí)枮?1，發(fā)明人是宋健，楊昉，顏克茜，王勁濤，張超，李曉。《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》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(guò)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(guò)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)。《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》采用共性技術(shù)實(shí)現(xiàn)電力線絡(luò)和LED光通信的無(wú)縫結(jié)合，兩者信號(hào)合一，無(wú)需信號(hào)再生，即可將電力線路傳輸?shù)碾娦盘?hào)直接以無(wú)線光通信的方式通過(guò)LED發(fā)射出去，實(shí)現(xiàn)寬帶高速信號(hào)傳輸。2020年7月14日，《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》獲得第二十一屆中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)。（概述圖為《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》摘要附圖）專利背景專利背景隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，高速擴(kuò)張的無(wú)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)成為無(wú)線通信領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題。光通信作為一種以光波為信息傳輸載體的新興無(wú)線通信技術(shù)，具有傳輸頻帶寬、通信容量大、安全環(huán)保、無(wú)電磁干擾、無(wú)需占用現(xiàn)有頻譜資源等優(yōu)點(diǎn)，在近年來(lái)備受。自20世紀(jì)90年代以來(lái)，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。2012年，市面上主要采用的是通過(guò)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(wú)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(jué)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(wú)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(wú)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。發(fā)明內(nèi)容專利目的有益效果技術(shù)方案發(fā)明內(nèi)容專利目的《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》要解決的技術(shù)問(wèn)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(wú)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)

。技術(shù)方案《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》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(guò)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(guò)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邮招畔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-OFDM。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。有益效果《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》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)電力線絡(luò)和LED光通信的無(wú)縫結(jié)合，兩者信號(hào)合一，無(wú)需信號(hào)再生，即可將電力線路傳輸?shù)碾娦盘?hào)直接以無(wú)線光通信的方式通過(guò)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(wú)需額外架設(shè)電路，成本低廉、接入方便，可用于智能電、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

。附圖說(shuō)明附圖說(shuō)明下面參照附圖并結(jié)合實(shí)例來(lái)進(jìn)一步描述《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》。其中：圖1為根據(jù)《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》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)《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》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)《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》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)《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》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

。技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》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)

。權(quán)利要求權(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：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(guò)耦合器提取電信號(hào)送入LED，經(jīng)自動(dòng)增益控制處理后，對(duì)所述電信號(hào)攜帶的信息進(jìn)行匹配，若匹配成功，則由LED驅(qū)動(dòng)單元將電壓信號(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，則為L(zhǎng)ED提供穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)電流，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(guò)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)；其中，所述發(fā)射端能夠?qū)⒔邮招畔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)攜帶的信息；“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，并采用偏振片使所述多個(gè)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；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，并采用偏振片使所述多個(gè)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。2.如權(quán)利要求1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。3.如權(quán)利要求2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-OFDM。實(shí)施方式實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》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(shuō)明《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》，但不用來(lái)限制《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》的范圍。如圖1所示，《一種電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法及系統(tǒng)》提出的電力線通信與光通信結(jié)合的通信方法包括：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；關(guān)于S1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