一种基于电力线的通信方法、装置及通信系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种基于电力线的通信方法、装置和通信系统，所述通信方法包括如下步骤：为接入电力线的用户分配一虚拟信道，并对该虚拟信道进行配置；将接收的以太网信号调制为电力线宽带信号，或者将接收的电力线宽带信号解调以太网信号；将该电力线宽带信号通过配置完成的虚拟信道与用户端进行通信。所述通信装置包括对用户分配虚拟信道的虚拟信道分配单元。本发明的基于电力线的通信方法、装置和系统中为接入电力线的用户分配一虚拟信道，从而来区分用户信道，保证不同用户的电力线适配器工作在不同的虚拟信道上，以此隔离用户电力线之间的同频辐射干扰和信号泄露干扰。
【专利说明】一种基于电力线的通信方法、装置及通信系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力线通信领域，尤其涉及一种基于电力线的通信方法、装置及通信系统。
【背景技术】
[0002]电力线通信技术(PLC)的基本原理是指利用现有的电力网高速传输数据、语音和图像等多媒体业务信息，即把载有信息的信号加载于电力线传输，接收信息的调制解调器再把该信号从电力线中通过耦合方式提取出来，并将提取出来的信号传送到计算机等通信设备，以实现信息的传递。
[0003]PLC提出后得到了业界的广泛关注和研究，并广泛地应用于室内局域网的数据传输，即在宽带信号(ADSL信号、五类线接入的信号等)已经入户的前提下，利用电力线适配器将宽带信号调制到室内电力线，在室内任意插头处接入电力线解调器即可实现家庭内部多台设备联网。
[0004]如I所示，为现有的一种基于电力线的通信装置，包括光纤接入终端0NU(0ptiCalNetwork Unit)、电表、空开插座、电力线适配器头端和电力线适配器客户端，输电线通过户外段电力线与电表相连接，电表与户内段电力线相连接。其中，电力线适配器头端连接在户内段电力线的输入端，电力线适配器客户端安装在电力线的输出端，光纤接入终端ONU将光缆输送过来的光信号转化为以太网信号以后传递到电力线适配器头端中，电力线适配器头端将该以太网信号转化为电力线宽带信号，并将该电力线宽带信号通过所述电力线传输至电力线适配器客户端。电力线适配器客户端将该电力线宽带信号解调为以太网信号，并将该以太网信号传输至用户终端。该方案在入户设备的输电总线上存在用户数据信号的干扰(邻居网络干扰)，用户耦合在输电线上的数据信号会通过输电总线泄露到其他用户的入户线路上，由此引起用户间干扰。而且该方案的在户内段电力线上也会引起的电磁辐射干扰，由于在高层楼宇的入户线路中，各层用户的输电线路是集中并行的，该方案存在户内段电力线在传递电力线宽带信号时会导致不同用户间产生严重的干扰。
[0005]如2所示，为现有的另一种基于电力线的通信装置，该装置与第一种装置基本相同，区别是该电力线适配器头端通过若干耦合器分别连接到各个户内段电力线上，该方案采取了一定的多址控制方法避免一个电力网桥内的用户干扰，但是这种方式实际在电力网桥间仍然存在用户干扰问题。由于在高层楼宇的入户线路中各层用户的输电线路是集中并行的，该方案仍然存在户内段电力线在传递电力线宽带信号时产生的电磁干扰问题。
【发明内容】
[0006]为了解决现有的基于电力线的通信装置中存在并行传输的户内段电力线在传递电力线宽带信号时产生电磁干扰问题，使得通信性能和用户宽带使用质量大大下降。
[0007]本发明提供了一种基于电力线的通信方法，包括如下步骤:
[0008]为接入电力线的用户分配一虚拟信道，并对该虚拟信道进行配置；[0009]将接收的以太网信号调制为电力线宽带信号，或者将接收的电力线宽带信号解调以太网信号；
[0010]将该电力线宽带信号通过配置完成的虚拟信道与用户端进行通信。
[0011]本发明还提供了一种基于电力线的通信装置，包括:
[0012]虚拟信道分配单元，用于为接入电力线的用户分配一虚拟信道，并对该虚拟信道进行配置；
[0013]信号调制单元，用于将接收的以太网信号调制为电力线宽带信号，以及用于将从电力线接收的电力线宽带信号解调为以太网信号；
[0014]信号发送单元，用于将电力线宽带信号通过虚拟信道向电力线进行发送，以及用于通过虚拟信道接收电力线宽带信号。
[0015]本发明还提供了一种基于电力线的通信系统，包括:
[0016]电力线适配器头端，通过电力线与电力线适配器客户端相连接，用于实现电力线宽带信号和以太网信号之间的转换，以及用于为接入电力线的用户分配一虚拟信道，并对该虚拟信道进行配置，和用于将电力线宽带信号通过配置完成的虚拟信道与电力线适配器客户端进行通信；
[0017]电力线适配器客户端，用于将该电力线宽带信号解调为以太网信号，以及将以太网信号调制为电力线宽带信号。
[0018]本发明还提供了第二种基于电力线的通信系统，包括:
[0019]光纤接入终端0NU，与电力线适配器头端相连接，用于对以太网信号和光信号之间进行转换，以及用于为接入电力线的用户分配一虚拟信道，并对该虚拟信道进行配置；
[0020]电力线适配器头端，通过电力线与电力线适配器客户端相连接，用于将接收的以太网信号调制为电力线宽带信号，或者将接收的电力线宽带信号解调以太网信号，和用于将电力线宽带信号通过配置完成的虚拟信道与电力线适配器客户端进行通信；
[0021]电力线适配器客户端，用于将该电力线宽带信号解调为以太网信号，以及将以太网信号调制为电力线宽带信号。
[0022]本发明的基于电力线的通信方法、装置和系统中为接入电力线的用户分配一虚拟信道，从而来区分用户信道，保证不同用户的电力线适配器工作在不同的虚拟信道上，以此隔离用户电力线之间的同频辐射干扰和信号泄露干扰。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为现有的一种基于电力线的通信装置的结构示意图；
[0024]图2为现有的另一种基于电力线的通信装置的结构示意图；
[0025]图3为本发明一种实施例的基于电力线的通信方法的流程图；
[0026]图4为本发明一种实施例的基于电力线的通信系统的结构框图；
[0027]图5为本发明一种实施例的建立虚拟信道的示意图；
[0028]图6为本发明一种实施例的基于电力线的通信系统的结构示意图；
[0029]图7为本发明第二种实施例的基于电力线的通信系统的结构示意图。
【具体实施方式】[0030]为使本发明实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0031]如图3所示，为本发明一种实施例的基于电力线的通信方法的流程图，包括如下步骤:
[0032]步骤S301:为接入电力线的用户分配一虚拟信道，并对该虚拟信道进行配置；该用户为各个接入电力线的用户。
[0033]步骤S302:将接收的以太网信号调制为电力线宽带信号，或者将接收的电力线宽带信号解调以太网信号；
[0034]步骤S303:将该电力线宽带信号通过配置完成的虚拟信道与用户端进行通信。
[0035]本发明的基于电力线的通信方法中为接入电力线的用户分配一虚拟信道，从而来区分用户信道，保证不同用户的电力线适配器工作在不同的虚拟信道上，以此隔离用户电力线之间的同频辐射干扰和信号泄露干扰。
[0036]其中，步骤S301是为用户分配一虚拟信道，并对该虚拟信道进行配置。该步骤进一步包括:将待分配的虚拟信道信息通过公共信道与用户端进行配对和信道配置信息的交互，以与用户端建立虚拟信道。本发明的该步骤是为了对选定的待分配虚拟信道进行接收端和发送端之间建立虚拟信道，只有在信道配置完成后，电力线宽带信号的发送端和接收端才可以在建立的虚拟信道上通信。
[0037]步骤S302是实现太网信号和电力线宽带信号之间的转换，当宽带信号下行时，将接收的以太网信号调制为电力线宽带信号。当宽带信号上行时，将接收的电力线宽带信号解调以太网信号。
[0038]本发明的虚拟信道可以通过OFDM (Orthogonal Frequency-DivisionMultiplexing,正交频分复用技术)调制方式、CDMA调制方式或者TDMA调制方式中的其中
一种来建立。
[0039]当所述虚拟信道通过OFDM调制方式建立时，电力线宽带信号通过子载波与用户端进行通信。给不同用户分配不同的正交子载波，从而区分了不同用户，避免了电磁干扰。
[0040]当所述虚拟信道通过CDMA调制方式建立时，电力线宽带信号通过扰码与用户端进行通信。同样，也给不同用户分配不同的过扰码，从而区分了不同用户，避免了电磁干扰。
[0041]当所述虚拟信道通过TDMA调制方式建立时，电力线宽带信号通过时隙与用户端进行通信。同样，也给不同用户分配不同的时隙，从而区分了不同用户，避免了电磁干扰。
[0042]为了进一步降低电力线之间电磁干扰，所述户内段电力线通过电表与户外段电力线相连接，在户外段电力线和电表之间或者户内段电力线的输入端安装有滤波器，使得传输电力线宽带信号的户内段电力线减少了干扰。滤波器的过滤频段为2MHz-28MHEz，从而大大降低了电力线上其他干扰。
[0043]本发明还提供了一种实施例的基于电力线的通信装置，该基于电力线的通信装置包括:
[0044]虚拟信道分配单元，用于为接入电力线的用户分配一虚拟信道，并对该虚拟信道进行配置。
[0045]信号调制单元，用于将接收的以太网信号调制为电力线宽带信号，以及用于将从电力线接收的电力线宽带信号解调为以太网信号；[0046]信号发送单元，用于将电力线宽带信号通过虚拟信道向电力线进行发送，以及用于通过虚拟信道接收电力线宽带信号。
[0047]该通信装置的信号调制单元在宽带下行时是将以太网信号调制为电力线宽带信号，在宽带上行时，是将电力线宽带信号调制为以太网信号。在进行通信时，信号发送单元在宽带下行时是将电力线宽带信号通过虚拟信道进行发送，在宽带上行时，是通过虚拟信道接收电力线宽带信号。
[0048]该虚拟信道分配单元进一步包括，用于将待分配的虚拟信道信息通过公共信道与用户端进行配对和信道配置信息的交互，以与用户端建立虚拟信道。虚拟信道通过OFDM调制方式、CDMA调制方式或者TDMA调制方式中的其中一种来建立。
[0049]本发明的基于电力线的通信装置为接入电力线的用户分配一虚拟信道，从而来区分用户信道，保证不同用户的电力线适配器工作在不同的虚拟信道上，以此隔离用户电力线之间的同频辐射干扰和信号泄露干扰。
[0050]如图4所示，为本发明一种实施例的结构框图，该基于电力线的通信系统包括:
[0051]光纤接入终端0NU100，与电力线适配器头端相连接，用于对以太网信号和光信号之间进行转换，以及用于为接入电力线的用户分配一虚拟信道，并对该虚拟信道进行配置；
[0052]电力线适配器头端200，通过电力线与电力线适配器客户端相连接，用于将接收的以太网信号调制为电力线宽带信号，或者将接收的电力线宽带信号解调以太网信号，和用于将电力线宽带信号通过配置完成的虚拟信道与电力线适配器客户端进行通信；
[0053]电力线适配器客户端300，用于将该电力线宽带信号解调为以太网信号，以及将以太网信号调制为电力线宽带信号。
[0054]本实施例的光纤接入终端0NU100具有将从光缆接收的光信号转换为以太网信号的功能，以及具有将接收的以太网信号转化为光缆能承受的光信号。本发明的光纤接入终端0NU100除了实现基本的光信号与以太网信号转化的功能之外，还具有分配虚拟信道的功能，使得该光纤接入终端0NU100具有了信道资源管理功能。此时，电力线适配器头端可以是简单的耦合接头，通过耦合接头与电力线适配器客户端相连接，从而简化了电力线适配器头端的结构，从而降低了成本。
[0055]本发明的另外一种基于电力线的通信系统包括:
[0056]电力线适配器头端，通过电力线与电力线适配器客户端相连接，用于实现电力线宽带信号和以太网信号之间的转换，以及用于为接入电力线的用户分配一虚拟信道，并对该虚拟信道进行配置，和用于将电力线宽带信号通过配置完成的虚拟信道与电力线适配器客户端进行通信；
[0057]电力线适配器客户端，用于将该电力线宽带信号解调为以太网信号，以及将以太网信号调制为电力线宽带信号。
[0058]该电力线适配器头端与光纤接入终端0NU，所述光纤接入终端ONU与电力线适配器头端相连接，用于对以太网信号和光信号之间进行转换。
[0059]本发明的光纤接入终端ONU或者电力线适配器头端可以为接入电力线的用户分配一虚拟信道，当宽带信号下行时，所述电力线宽带信号通过所述虚拟信道进行发送，经由电力线传输至电力线适配器客户端来解调为以太网信号。当宽带上行时，电力线适配器客户端将用户的以太网信号调制为电力线宽带信号，并通过该虚拟信道经由电力线向电力线适配器头端传送，电力线适配器头端将接收的电力线宽带信号解调为以太网信号后传递到光纤接入终端ONU，以向光缆回送。
[0060]本发明的基于电力线的通信系统中给接收该电力线宽带信号的用户分配一虚拟信道，从而来区分用户信道，保证不同用户的电力线适配器工作在不同的虚拟信道上，以此隔离用户电力线之间的同频辐射干扰和信号泄露干扰。
[0061]如图5所示，为本发明一种实施例的建立虚拟信道的示意图，该实施例是以OFDM调制方式进行建立虚拟信道的过程，包括如下步骤:
[0062]a) ONU检测PLC电力线适配器的工作状态，如果有用户需要使用该电力线宽带信号，选取未被使用的子载波，将子载波频点信息封装成预定数据格式，并发送给当前用户X的电力线适配器头端；
[0063]b)电力线适配器头端收到子载波分配信息，通过公共信道将使用的子载波分配信息发送给电力线适配器客户端，客户端收到信道分配信息后，通过公共配置信道给电力线适配器头端发送应答信息，同时按照信道分配信息配置好信道；
[0064]c)电力线适配器头端收到客户端的应答后，按照信道分配信息配置信道，并转到配置好的信道上。
[0065]如果建立虚拟信道的过程中存在虚拟信道被占用或者建立不成功，重新进行选择。按照上述步骤就建立好了该用户X的虚拟信道，该用户X的电力线适配器客户端和电力线适配器头端的工作状态调整一致后，用户即可在分配到的虚拟信道上通信，接入因特网。
[0066]如图6所示，为本发明一种实施例的基于电力线的通信系统的结构示意图，该通信系统应用于电力线系统中，该电力线系统包括输电线、户外段电力线、户内段电力线和电表，由电表来对用电量进行计量，在该电表附近还安装有保护作用的空开插座，电表通过户内段电力线接入到用户终端。该基于电力线的通信系统包括光纤接入终端0NU、电力线适配器头端和电力线适配器客户端，其中，电力线适配器头端连接在户内段电力线的输入端，电力线适配器客户端安装在户内段电力线的输出端，光纤接入终端ONU将光缆输送过来的光信号转化为以太网信号以后传递到电力线适配器头端中，电力线适配器头端将该以太网信号转化为电力线宽带信号，该光纤接入终端ONU为每个用户分配一虚拟信道，该实施例为四个用户，对应分配为四个虚拟信道，电力线适配器头端为四个(图示仅为四个，实际可以为N个，N为整数)。将转化的电力线宽带信号通过各个虚拟信道进行发送，经由各个用户的户内段电力线传输至对应用户的电力线适配器客户端，电力线适配器客户端将该电力线宽带信号解调为以太网信号，并将该以太网信号传输至用户终端，对应的用户就可以使用该以太网信号了。该实施例的基于电力线的通信系统隔离用户电力线之间的同频辐射干扰和信号泄露干扰。以上为宽带下行的流程，当在宽带上行时，电力线适配器客户端将用户的以太网信号调制为电力线宽带信号，并经由该用户的虚拟信道发送至电力线适配器头端解调为以太网信号。
[0067]该实施例还在户外段电力线和电表与户内段电力线输入端安装有滤波器，进一步降低电力线之间电磁干扰，优选地，该滤波器的过滤频段为2MHz-28MHEz。
[0068]如图7所示，为本发明第二种实施例的基于电力线的通信系统的结构示意图，该实施例与图6的实施例基本相同，其区别是:该电力线适配器头端为每个用户分配一虚拟信道。该实施例的电力线适配器头端为一对多的电力线适配器，包括四个电力线耦合接头，(图示仅为四个，可以为N个)。每个电力线耦合接头和对应用户的电力线适配器客户端之间建立一个虚拟信道。该实施例同样可以给接收该电力线宽带信号的用户分配一虚拟信道，从而来区分用户信道。
[0069]以上技术方案中，为接入电力线的的用户分配一虚拟信道，从而来区分用户信道，保证不同用户的电力线适配器工作在不同的虚拟信道上，以此隔离用户电力线之间的同频福射干扰和信号泄露干扰。
[0070]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于电力线的通信方法，其特征在于，包括如下步骤: 为接入电力线的用户分配一虚拟信道，并对该虚拟信道进行配置； 将接收的以太网信号调制为电力线宽带信号，或者将接收的电力线宽带信号解调以太网信号； 将该电力线宽带信号通过配置完成的虚拟信道与用户端进行通信。
2.根据权利要求1所述的基于电力线的通信方法，其特征在于，为用户分配一虚拟信道，并对该虚拟信道进行配置，进一步包括: 将待分配的虚拟信道信息通过公共信道与用户端进行配对和信道配置信息的交互，以与用户端建立虚拟信道。
3.根据权利要求2所述的基于电力线的通信方法，其特征在于，所述虚拟信道通过OFDM调制方式、CDMA调制方式或者TDMA调制方式中的其中一种来建立。
4.根据权利要求3所述的基于电力线的通信方法，其特征在于，当所述虚拟信道通过OFDM调制方式建立时，电力线宽带信号通过子载波与用户端进行通信； 当所述虚拟信道通过CDMA调制方式建立时，电力线宽带信号通过扰码与用户端进行通信； 当所述虚拟信道通过TDMA调制方式建立时，电力线宽带信号通过时隙与用户端进行通信。
5.根据权利要求1-4中任何一项所述的基于电力线的通信方法，其特征在于，还包括对用户的电力线进行滤波处理步骤，过滤频段为2MHz-28MHz。
6.一种基于电力线的通信装置，其特征在于，包括: 虚拟信道分配单元，用于为接入电力线的用户分配一虚拟信道，并对该虚拟信道进行配置； 信号调制单元，用于将接收的以太网信号调制为电力线宽带信号，以及用于将从电力线接收的电力线宽带信号解调为以太网信号； 信号发送单元，用于将电力线宽带信号通过虚拟信道向电力线进行发送，以及用于通过虚拟信道接收电力线宽带信号。
7.根据权利要求6所述的基于电力线的通信装置，其特征在于，所述虚拟信道通过OFDM调制方式、CDMA调制方式或者TDMA调制方式中的其中一种来建立； 当所述虚拟信道通过OFDM调制方式建立时，电力线宽带信号通过子载波与用户端进行通信； 当所述虚拟信道通过CDMA调制方式建立时，电力线宽带信号通过扰码与用户端进行通信； 当所述虚拟信道通过TDMA调制方式建立时，电力线宽带信号通过时隙与用户端进行通信。
8.一种基于电力线的通信系统，其特征在于，包括: 电力线适配器头端，通过电力线与电力线适配器客户端相连接，用于实现电力线宽带信号和以太网信号之间的转换，以 及用于为接入电力线的用户分配一虚拟信道，并对该虚拟信道进行配置，和用于将电力线宽带信号通过配置完成的虚拟信道与电力线适配器客户端进行通信；电力线适配器客户端，用于将该电力线宽带信号解调为以太网信号，以及将以太网信号调制为电力线宽带信号。
9.根据权利要求8所述的基于电力线的通信系统，其特征在于，还包括光纤接入终端ONU，所述光纤接入终端ONU与电力线适配器头端相连接，用于对以太网信号和光信号之间进行转换。
10.一种基于电力线的通信系统，其特征在于，包括: 光纤接入终端0NU，与电力线适配器头端相连接，用于对以太网信号和光信号之间进行转换，以及用于为接入电力线的用户分配一虚拟信道，并对该虚拟信道进行配置； 电力线适配器头端，通过电力线与电力线适配器客户端相连接，用于将接收的以太网信号调制为电力线宽带信号，或者将接收的电力线宽带信号解调以太网信号，和用于将电力线宽带信号通过配置完成的虚拟信道与电力线适配器客户端进行通信； 电力线适配器客户端，用于将该电力线宽带信号解调为以太网信号，以及将以太网信号调制为电力 线宽带信号。
【文档编号】H04B3/54GK103916161SQ201210594332
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年12月31日 优先权日:2012年12月31日
【发明者】李远忠, 杨文彬, 刘奕安, 庞恒丽, 叶跃庆 申请人:中国移动通信集团广东有限公司