電力線和可見光融合的通信方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種電力線和可見光融合的通信方法及系統，包括：將預定傳輸業務按照預設傳輸模式進行調制，將調制后待發射信號組成第一信號幀耦合到電力線路中進行傳輸；提取第一信號幀，根據第一信號幀中的信令信息，獲取電信號業務，將電信號業務組成第二信號幀，由LED驅動單元將第二信號幀中電壓信號轉換為電流信號，調節每個LED的發光強度，將第二信號幀調制到可見光域進行傳輸；獲取可見光域中的光信號，根據光信號的信令信息解調所述電信號業務對應的子信道，并獲取子信道中的數字信號。該方法實現了大容量的數據業務的傳輸，使得下行同源、覆蓋均勻，上行靈活、按需選擇，并在實現大容量的數據傳輸的同時實現多業務傳輸和目標定位。
【專利說明】電力線和可見光融合的通信方法及系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及通信【技術領域】，具體涉及一種電力線和可見光融合的通信方法及系統。
【背景技術】
[0002]隨著通信技術的快速發展，高速擴張的無線通信業務需求與頻譜資源矛盾日益加劇，探索新的頻譜資源已經成為當今無線通信領域的熱點問題。
[0003]目前采用電纜、光纖等傳輸媒介實現了無線通信，但是采用電纜和光纖等傳輸媒介需要架設線路，在架設線路的過程中有可能會破壞原有的裝修，并且架設線路需要耗費大量的人力和物力，為無線通信帶來了極大的不便。
[0004]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，具有傳輸頻帶寬、通信容量大、安全環保、無電磁干擾、無需占用現有頻譜資源等優點，在近年來備受關注。
[0005]LED發光器件本身需要電流進行驅動，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絡和LED光通信的結合看成是一個渾然一體的天然網絡。電力線不僅給LED供電，也作為LED光通信的信號來源。電力線通信與光通信結合的通信技術，可以令兩者優勢互為補充進行寬帶高速信號傳輸，建立魯棒高效通信系統。傳統技術在電力線通信和可見光通信方式的轉發接口往往經歷了多次解調與調制的過程，而實現的業務模式往往十分單一，因此以何種形式將兩種通信方式有機結合以實現大容量多業務的數據傳輸成為人們的焦點。
【發明內容】
[0006]針對現有技術中的缺陷，本發明提供了一種電力線和可見光融合的通信方法及系統，通過電力線和可見光融合技術實現了大容量多業務的數據傳輸。
[0007]第一方面，本發明提供一種電力線和可見光融合的通信方法，包括:
[0008]將預定的傳輸業務按照預設的傳輸模式進行調制，并將調制后待發射信號組成第一信號幀耦合到電力線路中進行傳輸；
[0009]提取所述第一信號幀，并根據所述第一信號幀中的信令信息，獲取電信號業務，將所述電信號業務組成第二信號幀，并由LED驅動單元將所述第二信號幀中的電壓信號轉換為電流信號，調節每個LED的發光強度，將所述第二信號幀調制到可見光域進行傳輸；
[0010]獲取可見光域中的光信號，根據所述光信號的信令信息解調所述電信號業務對應的子信道，并獲取所述子信道中的數字信號。
[0011]可選的，所述預設的傳輸模式包括:通信系統的工作頻段、最大信道帶寬、擾碼方式、編碼方式、星座映射方式、交織方式、調制方式和組幀方式。
[0012]可選的，所述將調制后待發射信號組成第一信號幀耦合到電力線路中進行傳輸，包括:
[0013]將所述待發射信號根據時間維劃分成多個不同的子信道。
[0014]可選的，所述第一信號幀為時分復用的形式，所述第一信號幀根據時間分為多個時隙，所述多個不同的子信道為時間不同的第一信號幀，所述時隙包括上行時隙和下行時隙；
[0015]所述待發射信號采用OFDM調制，所述組成第一信號幀的方式包括ZP-0FDM、CP-OFDM、TDS-OFDMo
[0016]可選的，所述提取所述第一信號幀，并根據所述第一信號幀中的信令信息，獲取電信號業務，包括:
[0017]當所述第一信號幀中無信令信息或所述第一信號幀中有信令信息且所述信令信息中不包含電信號轉發業務的指示時，則全部直接轉發所述電信號業務；
[0018]否則，按照所述信令信息中的所述電信號轉發業務指示進行全部直接轉發或選擇性轉發所述電信號業務；
[0019]當所述電信號轉發業務指示為選擇性轉發時，則根據所述電信號轉發業務指示對非轉發的所述電信號業務進行濾除。
[0020]可選的，所述提取所述第一信號幀，并根據所述第一信號幀中的信令信息，獲取電信號業務，還包括:
[0021]當所述信令信息中不包含所述電信號轉發業務的指示時，則將同一電力線連接的所有電信號進行全部直接轉發，所有LED同時同頻發射同樣的可見光信號，組成基于LED的單頻網通信模式。
[0022]可選的，所述根據所述信令信息解調所述電信號業務對應的子信道，并獲取所述子信道中的數字信號，包括:
[0023]對接收到的所述各個LED光信號的疊加進行均衡處理。
[0024]可選的，在時分復用幀中插入每個LED的定位信息，用于實現可見光的定位。
[0025]可選的，所述方法還包括:
[0026]在獲取所述子信道中的數字信號之后，信號接收端還可以通過上行時隙向信號發送端發送反饋信息；
[0027]所述信號接收端通過Wif1、3G/4G信號、可見光上行的形式向所述信號發送端發送反饋信息。
[0028]第二方面，本發明還提供了一種電力線和可見光融合的通信系統，包括:
[0029]信號發射模塊，用于將預定的傳輸業務按照預設的傳輸模式進行調制，并將調制后待發射信號組成第一信號幀耦合到電力線路中進行傳輸；
[0030]信號轉發模塊，用于提取所述第一信號幀，并根據所述第一信號幀中的信令信息，獲取電信號業務，將所述電信號業務組成第二信號幀，并由LED驅動單元將所述第二信號幀中的電壓信號轉換為電流信號，調節每個LED的發光強度，將所述第二信號幀調制到可見光域進行傳輸；
[0031]信號接收模塊，用于獲取可見光域中的光信號，根據所述光信號的信令信息解調所述電信號業務對應的子信道，并獲取所述子信道中的數字信號。
[0032]由上述技術方案可知，本發明提供的一種電力線和可見光融合的通信方法及系統，通過電力線和可見光融合技術實現了大容量的數據業務的傳輸，使得下行同源、覆蓋均勻，上行靈活、按需選擇，并在實現大容量的數據傳輸的同時實現多業務傳輸和目標定位。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1為本發明一實施例提供的電力線和可見光融合的通信方法的流程示意圖；
[0034]圖2為本發明一實施例提供的根據電信號調節可見光的驅動電路示意圖；
[0035]圖3為本發明實施例提供的信號幀結構的結構示意圖；
[0036]圖4為本發明一實施例提供的電力線和可見光融合的通信系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0037]下面結合附圖，對發明的【具體實施方式】作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。
[0038]本發明是基于由于LED發光器件本身需要電流進行驅動，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絡和LED光通信的結合看成是一個渾然一體的天然網絡，其中電力線網絡是短距離的骨干網，一端與光纖等構成的大容量城域網/廣域網相聯；另一端與LED自然相聯，將信息以無線光通信的下行方式通過LED發射出去，并可利用電力線或者同樣利用無線光通信的方式實現上行的信息傳輸。電力線不僅給LED供電，也作為LED光通信的信號來源。電力線通信與光通信結合的通信技術，可以令兩者優勢互為補充進行寬帶高速信號傳輸，建立魯棒高效通信系統。
[0039]與采用電纜、光纖等其他傳輸媒介作為LED接口相比，電力線接入的光通信系統具有許多優勢:一、電力線系統基本覆蓋所有居室，是目前覆蓋面積最廣、接入人數最多的網絡，可以方便地提供接入服務；二、采用現有配電線路可以避免額外架設線路所需的資金投入，也不需要破壞原有的裝修，工程實施簡單；三、既可以進行語音、圖像、視頻等大容量傳輸，又便于家庭組網、智能家電控制，為物聯網提供了物理基礎。
[0040]在電力線通信與光通信結合的通信系統中，如何同時應對電力線傳輸環境和光傳輸環境的挑戰，是其核心問題之一，即如何根據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、高系統容量、高傳輸可靠性、滿足業務需求的服務保證。例如，光信道和電力線信道都深受多徑效應的影響。在光通信系統中，常常會采用多個LED光源實現良好的照明效果，且室內環境對照明燈光也具有反射作用，因此多徑效應對室內LED光通信系統的影響十分顯著；電力線路的線路結構復雜，信號可由多條路徑到達終端，在負載處也存在信號反射，也使得電力線存在嚴重的多徑效應。因此，選擇能抵抗多徑效應的調制方式非常關鍵。現有研究結果表明，采用OFDM多載波調制技術具有抗多徑干擾、頻譜利用率高、傳輸速率高等優點，可以有效地改善光通信和電力線通信的性能。
[0041]利用電力線的廣泛存在特點和LED光通信的技術優勢，基于電力線通信的光通信系統在照明與通信上都具有傳統通信技術無可比擬的優點，具有廣闊的市場化前景。
[0042]圖1示出了本發明實施例提供的電力線和可見光融合的通信方法的流程示意圖，如圖1所示，該方法包括如下步驟:
[0043]101、將預定的傳輸業務按照預設的傳輸模式進行調制，并將調制后待發射信號組成第一信號幀耦合到電力線路中進行傳輸；
[0044]具體的，將所述待發射信號根據時間維劃分成多個不同的子信道，以方便信號轉發模塊和信號接收模塊對信號業務的選取，所述第一信號幀為時分復用(TDD)的形式，第一信號幀體按照時間分為多個時隙，所述多個不同的子信道為時間不同的第一信號幀，有些時隙作為下行有些時隙作為上行，作為上行的時隙可以有效抑制可見光通信中上下行信號的自干擾。所述待發射信號的方式采用OFDM調制，所述組成第一信號幀的方式包括ZP-OFDM、CP-OFDM、TDS-0FDM。在時分復用幀中插入每個LED的定位信息，用于實現可見光的定位。
[0045]舉例來說，所述預設的傳輸模式包括:通信系統的工作頻段、最大信道帶寬、擾碼方式、編碼方式、星座映射方式、交織方式、調制方式和組幀方式。
[0046]102、提取所述第一信號幀，并根據所述第一信號幀中的信令信息，獲取電信號業務，將所述電信號業務組成第二信號幀，并由LED驅動單元將所述第二信號幀中的電壓信號轉換為電流信號，調節每個LED的發光強度，將所述第二信號幀調制到可見光域進行傳輸;
[0047]具體的，當所述第一信號幀中無信令信息或所述第一信號幀中有信令信息且所述信令信息中不包含電信號轉發業務的指示時，則全部轉發所述電信號業務；
[0048]否則，按照所述信令信息中的所述電信號轉發業務指示進行全部轉發或選擇性轉發所述電信號業務；
[0049]當所述電信號轉發業務指示為選擇性轉發時，則根據所述電信號轉發業務指示對非轉發的所述電信號業務進行濾除。
[0050]在另一個實施方式中，當所述信令信息中不包含所述電信號轉發業務的指示時，則將同一電力線連接的所有電信號進行全部轉發，所有LED同時同頻發射同樣的通信信號，組成基于LED的單頻網通信模式。
[0051]上述方法獲取每個LED光信號,將所述每個LED光信號進行疊加，由于各個LED燈傳輸時延不同，等效于多徑信道信號，需要在信號接收端對疊加后的所述各個LED光信號進行均衡處理。
[0052]具體的，上述通過耦合器提取電信號業務，根據第一信號幀中的信令信息，將電信號的某些業務取出，經自動增益控制處理后，由LED驅動單元將電壓信號轉換為電流信號，調節每個LED的發光強度，將信號幀條知道可見光域傳輸。
[0053]103、獲取可見光域中的光信號，根據所述光信號的信令信息解調所述電信號業務對應的子信道，并獲取所述子信道中的數字信號。
[0054]具體的，通過光通信的信令信息，解調自己需要業務對應的子信道。
[0055]舉例來說，由于各個LED等傳輸時延不同，等效于多徑信道信號，需要在信號接收端進行相應的均衡處理。
[0056]上述方法還包括圖中未示出的步驟104
[0057]104、在獲取所述子信道中的數字信號之后，信號接收端還向信號發送端發送反饋信息；
[0058]所述信號接收端通過Wif1、3G/4G信號、可見光上行的形式向所述信號發送端發送反饋信息。
[0059]上述方法通過電力線和可見光融合技術實現了大容量的數據業務的傳輸，使得下行同源、覆蓋均勻，上行靈活、按需選擇，并在實現大容量的數據傳輸的同時實現多業務傳輸和目標定位。
[0060]下面通過具體的實施例來舉例說明上述方法。
[0061]實施例一
[0062]本實施例給出本發明提出的電力線和可見光通信融合的通信方法在面向寬帶數字地面廣播的下行鏈路通信系統中的應用。該系統要求在8MHz帶寬內提供四路下行標清數字電視廣播業務，采用單個LED發射源。所涉及的方法流程和傳輸模式詳述如下:
[0063]將預定的傳輸業務按照預設的傳輸模式進行調制，并將調制后待發射信號組成第一信號幀耦合到電力線路中進行傳輸。
[0064]上述傳輸業務需要進行四路標清數字電視廣播業務傳輸，則將每一個第一信號幀分為四個時域子信道、上行時隙以及信令信息。其中每一個子信道負責傳輸一項業務；上行時隙為上行信息的發送和接收提供條件；信令信息負責根據用戶的上行信號反饋指示相應的業務。對于子信道中的一項數字電視傳輸的子業務，其調制的方式如下:
[0065]系統帶寬為8MHz，信道帶寬也為8MHz，電力線通信系統工作頻段為2_10MHz，LED閃爍速度為1MHz。參考中國數字電視地面廣播標準DTMB，模擬前端采用時域濾波成型，成型濾波器選擇為SRRC濾波器，滾降因子為0.05，選擇基本符號速率為7.56MHz，基本符號間隔為(1/7.56) us ^ 0.1323us。
[0066]考慮到對待傳輸數字信號的隨機化以便于傳輸信息處理，需對待傳輸數字信號進行加擾，擾碼是一個最大長度二進制的偽隨機序列，生成多項式定義為
[0067]G(x) = l+x14+x15
[0068]該序列的初始相位定義為100101010000000。
[0069]對擾碼結果進行編碼得到碼字。采用的編碼方法為前向糾錯編碼，由外碼和內碼級聯而成，外碼為BCH碼，內碼為等效編碼碼率為0.4的LDPC(7493，3048)碼。對得到的碼字進行星座映射，生成碼字對應的復數符號，星座映射的方式為64QAM。時域交織采用基于星座符號的卷積交織編碼，時域交織結果與系統信息參數組成頻域數據塊，每個頻域數據塊長為3780，其中包括3744個數據符號和36個系統信息參數符號。頻域數據塊經3780點IDFT變換得到時域數據塊。
[0070]采用TDS-OFDM作為組幀技術，選擇由一個已知輔助序列及其前同步、后同步組成的保護間隔作為時域數據塊之間的填充，其中，輔助序列為已知PN序列經過IDFT變換得至IJ，長度為255個符號，前同步和后同步為該PN序列的循環擴展，前同步長度為82個符號，后同步長度為83個符號，保護間隔總長420個符號。將時域數據塊和保護間隔組合成第一信號幀，每個第一信號幀中，根據當前幀的時序信號采用不同相位的PN序列作為輔助序列。
[0071]此后，將基帶信號進行上變頻、取實部和數模轉換等后處理，得到發射信號。
[0072]將所有四路業務按照如上處理后進行時域組幀，幀結構示意圖見圖3，得到發射信號，耦合到電力線路中傳輸。
[0073]提取所述第一信號幀，并根據所述第一信號幀中的信令信息，獲取電信號業務，將所述電信號業務組成第二信號幀，并由LED驅動單元將所述第二信號幀中的電壓信號轉換為電流信號，調節每個LED的發光強度，將所述第二信號幀調制到可見光域進行傳輸。
[0074]首先按照第一信號幀中的信令信息相應的調制方式對所述信令信息進行解調，獲取轉發指示。
[0075]由于本實施例只有一個LED發射源，因此可以直接采用如圖2所示的驅動電路，將電壓信號轉換為電流信號，用于驅動多個不同的LED發光并調節發光強度。本申請不對此驅動電路進行詳細說明。
[0076]獲取可見光域中的光信號，根據所述光信號的信令信息解調所述電信號業務對應的子信道，并獲取所述子信道中的數字信號。
[0077]由PIN光電檢測器接收光信號，并檢測光信號強度，轉換為電信號。電信號在模擬前端完成自動增益控制、模數轉換、濾波、下變頻得到基帶信號，經同步和解調解碼得到傳輸數字信號。并可以根據信令信息的指示來解調自己需要的那路節目。
[0078]實施例二
[0079]本實施例給出本發明提出的電力線和可見光通信融合的通信方法在面向可選擇業務的寬帶無線數字通信的雙工通信系統中的應用。該雙工通信系統中，上行鏈路采用WiFi實現，下行鏈路采用電力線和可見光通信結合的通信實現，采用多個LED發射源，使得用戶可以選擇性的接收需求的業務。所涉及的方法流程和傳輸模式詳述如下:
[0080]將預定的傳輸業務按照預設的傳輸模式進行調制，并將調制后待發射信號組成第一信號幀耦合到電力線路中進行傳輸。
[0081]按照傳輸的業務的數量，將第一信號幀分為多個時域子信道。假設該發射模塊需要進行四路標清數字電視廣播業務傳輸，則將每一個信號幀分為四個時域子信道、上行時隙以及信令信息。其中每一個子信道負責傳輸一項業務；上行時隙為上行信息的發送和接收提供條件；信令信息負責根據用戶的上行信號反饋指示相應的業務，完成解析每個LED下屬用戶需求的任務。對于子信道中的一項數字電視傳輸的子業務，其調制的方式如下:
[0082]系統帶寬為30MHz，信道帶寬也為30MHz，電力線通信系統工作頻段為0_30MHz，LED閃爍速度為30MHz。模擬前端采用頻域子載波成型實現頻譜成型。選擇基本符號速率為30.00MHz，基本符號間隔(1/30.00)us ^ 0.0333us，其有效信號帶寬為28MHz，其中有效帶寬外的頻域子載波用于攜帶零符號(即虛擬子載波)。
[0083]考慮到對待傳輸數字信號的隨機化以便于傳輸信息處理，需對業務數據進行加擾，擾碼是一個最大長度二進制的偽隨機序列，生成多項式定義為
[0084]G(x) = l+x14+x15
[0085]該序列的初始相位定義為100101010000000。
[0086]對擾碼結果進行編碼得到碼字。采用的編碼方法為前向糾錯編碼，由外碼和內碼級聯而成，外碼為BCH碼，內碼為編碼碼率0.5、碼長64800比特的LDPC碼。對得到的碼字進行比特交織后，由星座映射生成碼字對應的復數符號，星座映射的方式為64QAM。時域交織采用基于星座符號的卷積交織編碼，時域交織結果在預定位置添加導頻子載波和虛擬子載波組成頻域數據塊。每個頻域數據塊長為8192，其中前548個子載波為虛擬子載波，后7644個子載波中，1/6攜帶導頻符號，5/6攜帶數據符號。頻域數據塊經8192點IDFT變換得到時域數據塊。
[0087]采用CP-OFDM作為組幀技術，選擇時域數據塊的循環擴展作為保護間隔填充，保護間隔總長512個符號。將時域數據塊和保護間隔組合成第一信號幀。由于本實施例中考慮點對點轉發通信，需由地址插入單元在信號同步頭后添加預定的接收地址信息。
[0088]此后，將基帶信號進行上變頻、取實部和數模轉換等后處理，得到發射信號。
[0089]將所有四路業務都進行相應的調制后進行時域組幀，幀結構示意圖見圖3，得到發射信號，耦合到電力線路中傳輸。
[0090]提取所述第一信號幀，并根據所述第一信號幀中的信令信息，獲取電信號業務，將所述電信號業務組成第二信號幀，并由LED驅動單元將所述第二信號幀中的電壓信號轉換為電流信號，調節每個LED的發光強度，將所述第二信號幀調制到可見光域進行傳輸。
[0091]信號轉發模塊首先按照第一信號幀中的信令信息相應的調制方式對所述信令信息進行解調，獲取轉發指示。
[0092]根據信令信息中的指示，可以獲得每一個LED需要發送的業務信息，由此來提取相應的時域子信道的子業務，對于用戶需要的業務，采用如圖2所示的驅動電路，將電壓信號轉換為電流信號，對于用戶不需要的業務則發送空白的時隙，并插入信令信息將提取的電信號業務組成第二信號幀。用于驅動多個不同的LED發光并調節發光強度，本申請不對此驅動電路進行詳細說明。
[0093]獲取可見光域中的光信號，根據所述光信號的信令信息解調所述電信號業務對應的子信道，并獲取所述子信道中的數字信號。
[0094]由PIN光電檢測器接收光信號，并檢測光信號強度，轉換為電信號。電信號在模擬前端完成自動增益控制、模數轉換、濾波、下變頻得到基帶信號，經同步和解調解碼得到傳輸數字信號。并可以根據信令信息的指示來解調自己需要的那路節目。當需要變更自身的業務需求時，可以通過WiFi系統向信號發射模塊進行反饋，從而調節發射模塊的信令信息來變更自身的業務。
[0095]實施例三
[0096]本實施例給出本發明提出的電力線和可見光通信融合的通信方法在面向可定位的寬帶無線數字通信的雙工通信系統中的應用。該雙工通信系統中，上行鏈路采用可見光上行實現，下行鏈路采用電力線和可見光通信結合的通信實現，采用多個LED發射源，每一個發射源除數據傳輸外還傳輸自身位置信息，以完成定位服務。所涉及的方法流程和傳輸模式詳述如下:
[0097]將預定的傳輸業務按照預設的傳輸模式進行調制，并將調制后待發射信號組成第一信號幀耦合到電力線路中進行傳輸。
[0098]按照傳輸的業務的數量，將第一信號幀分為多個時域子信道。假設該發射模塊需要進行四路標清數字電視廣播業務傳輸，則將每一個第一信號幀分為四個時域子信道、上行時隙以及信令信息。其中每一個子信道負責傳輸一項業務；上行時隙為上行信息的發送和接收提供條件；信令信息負責根據用戶的上行信號反饋指示相應的業務，并插入每一個LED發射源的位置信息。對于子信道中的一項數字電視傳輸的子業務，其調制的方式同實施例一。
[0099]將所有四路業務都進行相應的調制后進行時域組幀，幀結構示意圖見圖3，得到發射信號，耦合到電力線路中傳輸。
[0100]提取所述第一信號幀，并根據所述第一信號幀中的信令信息，獲取電信號業務，將所述電信號業務組成第二信號幀，并由LED驅動單元將所述第二信號幀中的電壓信號轉換為電流信號，調節每個LED的發光強度，將所述第二信號幀調制到可見光域進行傳輸。
[0101]信號轉發模塊首先按照第一信號幀中的信令信息相應的調制方式對所述信令信息進行解調，獲取轉發指示和定位指示。
[0102]根據信令信息中的指示，可以獲得每一個LED的位置信息，對于每一個LED發射源，將位置信息作為新的信令信息，并和數據時隙，上行時隙一同采用如圖2所示的驅動電路，將電壓信號轉換為電流信號，插入信令信息由此組成第二信號幀。用于驅動多個不同的LED發光并調節發光強度，本申請不對此驅動電路進行詳細說明。
[0103]獲取可見光域中的光信號，根據所述光信號的信令信息解調，所述電信號業務對應的子信道，并獲取所述子信道中的數字信號由PIN光電檢測器接收光信號，并檢測光信號強度，轉換為電信號。電信號在模擬前端完成自動增益控制、模數轉換、濾波、下變頻得到基帶信號后由于有多個LED發射源，它們所發射的除定位信息的數據部分相同，因此接收端接收到的是經過多徑信道影響的信號，因此需要進行相應的均衡工作，再經同步和解調解碼得到傳輸數字信號和當前LED的位置信息。并可以根據信令信息的指示來解調自己需要的那路節目。從而完成了數據接收和位置的確定。
[0104]實施例四
[0105]圖4示出了一種電力線和可見光融合的通信系統，如圖4所示，該系統包括:信號發射模塊31、信號轉發模塊32和信號接收模塊33 ；
[0106]信號發射模塊31，用于將預定的傳輸業務按照預設的傳輸模式進行調制，并將調制后待發射信號組成第一信號幀耦合到電力線路中進行傳輸；
[0107]信號轉發模塊32，用于提取所述第一信號幀，并根據所述第一信號幀中的信令信息，獲取電信號業務，將所述電信號業務組成第二信號幀，并由LED驅動單元將所述第二信號幀中的電壓信號轉換為電流信號，調節每個LED的發光強度，將所述第二信號幀調制到可見光域進行傳輸；
[0108]信號接收模塊33，用于獲取可見光域中的光信號的信令信息，根據所述信令信息解調所述電信號業務對應的子信道，并獲取所述子信道中的數字信號。
[0109]本實施例所述的一種電力線和可見光融合的通信系統，可以用于執行圖1所示方法實施例的技術方案，其實現原理和技術效果類似，此處不再贅述。
[0110]本發明的說明書中，說明了大量具體細節。然而，能夠理解，本發明的實施例可以在沒有這些具體細節的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細示出公知的方法、結構和技術，以便不模糊對本說明書的理解。
[0111]最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的范圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求和說明書的范圍當中。
【權利要求】
1.一種電力線和可見光融合的通信方法，其特征在于，包括: 將預定的傳輸業務按照預設的傳輸模式進行調制，并將調制后待發射信號組成第一信號幀耦合到電力線路中進行傳輸； 提取所述第一信號幀，并根據所述第一信號幀中的信令信息，獲取電信號業務，將所述電信號業務組成第二信號幀，并由LED驅動單元將所述第二信號幀中的電壓信號轉換為電流信號，調節每個LED的發光強度，將所述第二信號幀調制到可見光域進行傳輸； 獲取可見光域中的光信號，根據所述光信號的信令信息解調所述電信號業務對應的子信道，并獲取所述子信道中的數字信號。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預設的傳輸模式包括:通信系統的工作頻段、最大信道帶寬、擾碼方式、編碼方式、星座映射方式、交織方式、調制方式和組幀方式。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述將調制后待發射信號組成第一信號幀耦合到電力線路中進行傳輸，包括: 將所述待發射信號根據時間維劃分成多個不同的子信道。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一信號幀為時分復用的形式，所述第一信號幀根據時間分為多個時隙，所述多個不同的子信道為時間不同的第一信號幀，所述時隙包括上行時隙和下行時隙； 所述待發射信號采用OFDM調制，所述組成第一信號幀的方式包括ZP-OFDM、CP-0FDM、TDS-OFDM。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述第一信號幀，并根據所述第一信號幀中的信令信息，獲取電信號業務，包括: 當所述第一信號幀中無信令信息或所述第一信號幀中有信令信息且所述信令信息中不包含電信號轉發業務的指示時，則全部直接轉發所述電信號業務； 否則，按照所述信令信息中的所述電信號轉發業務指示進行全部直接轉發或選擇性轉發所述電信號業務； 當所述電信號轉發業務指示為選擇性轉發時，則根據所述電信號轉發業務指示對非轉發的所述電信號業務進行濾除。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述提取所述第一信號幀，并根據所述第一信號幀中的信令信息，獲取電信號業務，還包括: 當所述信令信息中不包含所述電信號轉發業務的指示時，則將同一電力線連接的所有電信號進行全部直接轉發，所有LED同時同頻發射同樣的可見光信號，組成基于LED的單頻網通信模式。
7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據所述信令信息解調所述電信號業務對應的子信道，并獲取所述子信道中的數字信號，包括: 對接收到的所述各個LED光信號的疊加進行均衡處理。
8.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，在時分復用幀中插入每個LED的定位信息，用于實現可見光的定位。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 在獲取所述子信道中的數字信號之后，信號接收端還可以通過上行時隙向信號發送端發送反饋信息； 所述信號接收端通過Wif1、3G/4G信號、可見光上行的形式向所述信號發送端發送反饋信息。
10.一種電力線和可見光融合的通信系統，其特征在于，包括: 信號發射模塊，用于將預定的傳輸業務按照預設的傳輸模式進行調制，并將調制后待發射信號組成第一信號幀耦合到電力線路中進行傳輸； 信號轉發模塊，用于提取所述第一信號幀，并根據所述第一信號幀中的信令信息，獲取電信號業務，將所述電信號業務組成第二信號幀，并由LED驅動單元將所述第二信號幀中的電壓信號轉換為電流信號，調節每個LED的發光強度，將所述第二信號幀調制到可見光域進行傳輸； 信號接收模塊，用于獲取可見光域中的光信號，根據所述光信號的信令信息解調所述電信號業務對應的子信道，并獲取所述子信道中的數字信號。
【文檔編號】H04B10/116GK104270174SQ201410555565
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年10月17日 優先權日:2014年10月17日
【發明者】楊昉, 馬旭, 宋健, 陽輝 申請人:清華大學