电力线和可见光融合的通信方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种电力线和可见光融合的通信方法及系统，包括：将预定传输业务按照预设传输模式进行调制，将调制后待发射信号组成第一信号帧耦合到电力线路中进行传输；提取第一信号帧，根据第一信号帧中的信令信息，获取电信号业务，将电信号业务组成第二信号帧，由LED驱动单元将第二信号帧中电压信号转换为电流信号，调节每个LED的发光强度，将第二信号帧调制到可见光域进行传输；获取可见光域中的光信号，根据光信号的信令信息解调所述电信号业务对应的子信道，并获取子信道中的数字信号。该方法实现了大容量的数据业务的传输，使得下行同源、覆盖均匀，上行灵活、按需选择，并在实现大容量的数据传输的同时实现多业务传输和目标定位。
【专利说明】电力线和可见光融合的通信方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及通信【技术领域】，具体涉及一种电力线和可见光融合的通信方法及系统。
【背景技术】
[0002]随着通信技术的快速发展，高速扩张的无线通信业务需求与频谱资源矛盾日益加剧，探索新的频谱资源已经成为当今无线通信领域的热点问题。
[0003]目前采用电缆、光纤等传输媒介实现了无线通信，但是采用电缆和光纤等传输媒介需要架设线路，在架设线路的过程中有可能会破坏原有的装修，并且架设线路需要耗费大量的人力和物力，为无线通信带来了极大的不便。
[0004]光通信作为一种以光波为信息传输载体的新兴无线通信技术，具有传输频带宽、通信容量大、安全环保、无电磁干扰、无需占用现有频谱资源等优点，在近年来备受关注。
[0005]LED发光器件本身需要电流进行驱动，能够自然而然与电力线连接在一起，因此逻辑上可以将电力线网络和LED光通信的结合看成是一个浑然一体的天然网络。电力线不仅给LED供电，也作为LED光通信的信号来源。电力线通信与光通信结合的通信技术，可以令两者优势互为补充进行宽带高速信号传输，建立鲁棒高效通信系统。传统技术在电力线通信和可见光通信方式的转发接口往往经历了多次解调与调制的过程，而实现的业务模式往往十分单一，因此以何种形式将两种通信方式有机结合以实现大容量多业务的数据传输成为人们的焦点。
【发明内容】
[0006]针对现有技术中的缺陷，本发明提供了一种电力线和可见光融合的通信方法及系统，通过电力线和可见光融合技术实现了大容量多业务的数据传输。
[0007]第一方面，本发明提供一种电力线和可见光融合的通信方法，包括:
[0008]将预定的传输业务按照预设的传输模式进行调制，并将调制后待发射信号组成第一信号帧耦合到电力线路中进行传输；
[0009]提取所述第一信号帧，并根据所述第一信号帧中的信令信息，获取电信号业务，将所述电信号业务组成第二信号帧，并由LED驱动单元将所述第二信号帧中的电压信号转换为电流信号，调节每个LED的发光强度，将所述第二信号帧调制到可见光域进行传输；
[0010]获取可见光域中的光信号，根据所述光信号的信令信息解调所述电信号业务对应的子信道，并获取所述子信道中的数字信号。
[0011]可选的，所述预设的传输模式包括:通信系统的工作频段、最大信道带宽、扰码方式、编码方式、星座映射方式、交织方式、调制方式和组帧方式。
[0012]可选的，所述将调制后待发射信号组成第一信号帧耦合到电力线路中进行传输，包括:
[0013]将所述待发射信号根据时间维划分成多个不同的子信道。
[0014]可选的，所述第一信号帧为时分复用的形式，所述第一信号帧根据时间分为多个时隙，所述多个不同的子信道为时间不同的第一信号帧，所述时隙包括上行时隙和下行时隙；
[0015]所述待发射信号采用OFDM调制，所述组成第一信号帧的方式包括ZP-0FDM、CP-OFDM、TDS-OFDMo
[0016]可选的，所述提取所述第一信号帧，并根据所述第一信号帧中的信令信息，获取电信号业务，包括:
[0017]当所述第一信号帧中无信令信息或所述第一信号帧中有信令信息且所述信令信息中不包含电信号转发业务的指示时，则全部直接转发所述电信号业务；
[0018]否则，按照所述信令信息中的所述电信号转发业务指示进行全部直接转发或选择性转发所述电信号业务；
[0019]当所述电信号转发业务指示为选择性转发时，则根据所述电信号转发业务指示对非转发的所述电信号业务进行滤除。
[0020]可选的，所述提取所述第一信号帧，并根据所述第一信号帧中的信令信息，获取电信号业务，还包括:
[0021]当所述信令信息中不包含所述电信号转发业务的指示时，则将同一电力线连接的所有电信号进行全部直接转发，所有LED同时同频发射同样的可见光信号，组成基于LED的单频网通信模式。
[0022]可选的，所述根据所述信令信息解调所述电信号业务对应的子信道，并获取所述子信道中的数字信号，包括:
[0023]对接收到的所述各个LED光信号的叠加进行均衡处理。
[0024]可选的，在时分复用帧中插入每个LED的定位信息，用于实现可见光的定位。
[0025]可选的，所述方法还包括:
[0026]在获取所述子信道中的数字信号之后，信号接收端还可以通过上行时隙向信号发送端发送反馈信息；
[0027]所述信号接收端通过Wif1、3G/4G信号、可见光上行的形式向所述信号发送端发送反馈信息。
[0028]第二方面，本发明还提供了一种电力线和可见光融合的通信系统，包括:
[0029]信号发射模块，用于将预定的传输业务按照预设的传输模式进行调制，并将调制后待发射信号组成第一信号帧耦合到电力线路中进行传输；
[0030]信号转发模块，用于提取所述第一信号帧，并根据所述第一信号帧中的信令信息，获取电信号业务，将所述电信号业务组成第二信号帧，并由LED驱动单元将所述第二信号帧中的电压信号转换为电流信号，调节每个LED的发光强度，将所述第二信号帧调制到可见光域进行传输；
[0031]信号接收模块，用于获取可见光域中的光信号，根据所述光信号的信令信息解调所述电信号业务对应的子信道，并获取所述子信道中的数字信号。
[0032]由上述技术方案可知，本发明提供的一种电力线和可见光融合的通信方法及系统，通过电力线和可见光融合技术实现了大容量的数据业务的传输，使得下行同源、覆盖均匀，上行灵活、按需选择，并在实现大容量的数据传输的同时实现多业务传输和目标定位。
【专利附图】
【附图说明】
[0033]图1为本发明一实施例提供的电力线和可见光融合的通信方法的流程示意图；
[0034]图2为本发明一实施例提供的根据电信号调节可见光的驱动电路示意图；
[0035]图3为本发明实施例提供的信号帧结构的结构示意图；
[0036]图4为本发明一实施例提供的电力线和可见光融合的通信系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0037]下面结合附图，对发明的【具体实施方式】作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0038]本发明是基于由于LED发光器件本身需要电流进行驱动，能够自然而然与电力线连接在一起，因此逻辑上可以将电力线网络和LED光通信的结合看成是一个浑然一体的天然网络，其中电力线网络是短距离的骨干网，一端与光纤等构成的大容量城域网/广域网相联；另一端与LED自然相联，将信息以无线光通信的下行方式通过LED发射出去，并可利用电力线或者同样利用无线光通信的方式实现上行的信息传输。电力线不仅给LED供电，也作为LED光通信的信号来源。电力线通信与光通信结合的通信技术，可以令两者优势互为补充进行宽带高速信号传输，建立鲁棒高效通信系统。
[0039]与采用电缆、光纤等其他传输媒介作为LED接口相比，电力线接入的光通信系统具有许多优势:一、电力线系统基本覆盖所有居室，是目前覆盖面积最广、接入人数最多的网络，可以方便地提供接入服务；二、采用现有配电线路可以避免额外架设线路所需的资金投入，也不需要破坏原有的装修，工程实施简单；三、既可以进行语音、图像、视频等大容量传输，又便于家庭组网、智能家电控制，为物联网提供了物理基础。
[0040]在电力线通信与光通信结合的通信系统中，如何同时应对电力线传输环境和光传输环境的挑战，是其核心问题之一，即如何根据电力线信道和光信道的特性，选择合适的传输模式，提供高频谱效率、高系统容量、高传输可靠性、满足业务需求的服务保证。例如，光信道和电力线信道都深受多径效应的影响。在光通信系统中，常常会采用多个LED光源实现良好的照明效果，且室内环境对照明灯光也具有反射作用，因此多径效应对室内LED光通信系统的影响十分显著；电力线路的线路结构复杂，信号可由多条路径到达终端，在负载处也存在信号反射，也使得电力线存在严重的多径效应。因此，选择能抵抗多径效应的调制方式非常关键。现有研究结果表明，采用OFDM多载波调制技术具有抗多径干扰、频谱利用率高、传输速率高等优点，可以有效地改善光通信和电力线通信的性能。
[0041]利用电力线的广泛存在特点和LED光通信的技术优势，基于电力线通信的光通信系统在照明与通信上都具有传统通信技术无可比拟的优点，具有广阔的市场化前景。
[0042]图1示出了本发明实施例提供的电力线和可见光融合的通信方法的流程示意图，如图1所示，该方法包括如下步骤:
[0043]101、将预定的传输业务按照预设的传输模式进行调制，并将调制后待发射信号组成第一信号帧耦合到电力线路中进行传输；
[0044]具体的，将所述待发射信号根据时间维划分成多个不同的子信道，以方便信号转发模块和信号接收模块对信号业务的选取，所述第一信号帧为时分复用(TDD)的形式，第一信号帧体按照时间分为多个时隙，所述多个不同的子信道为时间不同的第一信号帧，有些时隙作为下行有些时隙作为上行，作为上行的时隙可以有效抑制可见光通信中上下行信号的自干扰。所述待发射信号的方式采用OFDM调制，所述组成第一信号帧的方式包括ZP-OFDM、CP-OFDM、TDS-0FDM。在时分复用帧中插入每个LED的定位信息，用于实现可见光的定位。
[0045]举例来说，所述预设的传输模式包括:通信系统的工作频段、最大信道带宽、扰码方式、编码方式、星座映射方式、交织方式、调制方式和组帧方式。
[0046]102、提取所述第一信号帧，并根据所述第一信号帧中的信令信息，获取电信号业务，将所述电信号业务组成第二信号帧，并由LED驱动单元将所述第二信号帧中的电压信号转换为电流信号，调节每个LED的发光强度，将所述第二信号帧调制到可见光域进行传输;
[0047]具体的，当所述第一信号帧中无信令信息或所述第一信号帧中有信令信息且所述信令信息中不包含电信号转发业务的指示时，则全部转发所述电信号业务；
[0048]否则，按照所述信令信息中的所述电信号转发业务指示进行全部转发或选择性转发所述电信号业务；
[0049]当所述电信号转发业务指示为选择性转发时，则根据所述电信号转发业务指示对非转发的所述电信号业务进行滤除。
[0050]在另一个实施方式中，当所述信令信息中不包含所述电信号转发业务的指示时，则将同一电力线连接的所有电信号进行全部转发，所有LED同时同频发射同样的通信信号，组成基于LED的单频网通信模式。
[0051]上述方法获取每个LED光信号,将所述每个LED光信号进行叠加，由于各个LED灯传输时延不同，等效于多径信道信号，需要在信号接收端对叠加后的所述各个LED光信号进行均衡处理。
[0052]具体的，上述通过耦合器提取电信号业务，根据第一信号帧中的信令信息，将电信号的某些业务取出，经自动增益控制处理后，由LED驱动单元将电压信号转换为电流信号，调节每个LED的发光强度，将信号帧条知道可见光域传输。
[0053]103、获取可见光域中的光信号，根据所述光信号的信令信息解调所述电信号业务对应的子信道，并获取所述子信道中的数字信号。
[0054]具体的，通过光通信的信令信息，解调自己需要业务对应的子信道。
[0055]举例来说，由于各个LED等传输时延不同，等效于多径信道信号，需要在信号接收端进行相应的均衡处理。
[0056]上述方法还包括图中未示出的步骤104
[0057]104、在获取所述子信道中的数字信号之后，信号接收端还向信号发送端发送反馈信息；
[0058]所述信号接收端通过Wif1、3G/4G信号、可见光上行的形式向所述信号发送端发送反馈信息。
[0059]上述方法通过电力线和可见光融合技术实现了大容量的数据业务的传输，使得下行同源、覆盖均匀，上行灵活、按需选择，并在实现大容量的数据传输的同时实现多业务传输和目标定位。
[0060]下面通过具体的实施例来举例说明上述方法。
[0061]实施例一
[0062]本实施例给出本发明提出的电力线和可见光通信融合的通信方法在面向宽带数字地面广播的下行链路通信系统中的应用。该系统要求在8MHz带宽内提供四路下行标清数字电视广播业务，采用单个LED发射源。所涉及的方法流程和传输模式详述如下:
[0063]将预定的传输业务按照预设的传输模式进行调制，并将调制后待发射信号组成第一信号帧耦合到电力线路中进行传输。
[0064]上述传输业务需要进行四路标清数字电视广播业务传输，则将每一个第一信号帧分为四个时域子信道、上行时隙以及信令信息。其中每一个子信道负责传输一项业务；上行时隙为上行信息的发送和接收提供条件；信令信息负责根据用户的上行信号反馈指示相应的业务。对于子信道中的一项数字电视传输的子业务，其调制的方式如下:
[0065]系统带宽为8MHz，信道带宽也为8MHz，电力线通信系统工作频段为2_10MHz，LED闪烁速度为1MHz。参考中国数字电视地面广播标准DTMB，模拟前端采用时域滤波成型，成型滤波器选择为SRRC滤波器，滚降因子为0.05，选择基本符号速率为7.56MHz，基本符号间隔为(1/7.56) us ^ 0.1323us。
[0066]考虑到对待传输数字信号的随机化以便于传输信息处理，需对待传输数字信号进行加扰，扰码是一个最大长度二进制的伪随机序列，生成多项式定义为
[0067]G(x) = l+x14+x15
[0068]该序列的初始相位定义为100101010000000。
[0069]对扰码结果进行编码得到码字。采用的编码方法为前向纠错编码，由外码和内码级联而成，外码为BCH码，内码为等效编码码率为0.4的LDPC(7493，3048)码。对得到的码字进行星座映射，生成码字对应的复数符号，星座映射的方式为64QAM。时域交织采用基于星座符号的卷积交织编码，时域交织结果与系统信息参数组成频域数据块，每个频域数据块长为3780，其中包括3744个数据符号和36个系统信息参数符号。频域数据块经3780点IDFT变换得到时域数据块。
[0070]采用TDS-OFDM作为组帧技术，选择由一个已知辅助序列及其前同步、后同步组成的保护间隔作为时域数据块之间的填充，其中，辅助序列为已知PN序列经过IDFT变换得至IJ，长度为255个符号，前同步和后同步为该PN序列的循环扩展，前同步长度为82个符号，后同步长度为83个符号，保护间隔总长420个符号。将时域数据块和保护间隔组合成第一信号帧，每个第一信号帧中，根据当前帧的时序信号采用不同相位的PN序列作为辅助序列。
[0071]此后，将基带信号进行上变频、取实部和数模转换等后处理，得到发射信号。
[0072]将所有四路业务按照如上处理后进行时域组帧，帧结构示意图见图3，得到发射信号，耦合到电力线路中传输。
[0073]提取所述第一信号帧，并根据所述第一信号帧中的信令信息，获取电信号业务，将所述电信号业务组成第二信号帧，并由LED驱动单元将所述第二信号帧中的电压信号转换为电流信号，调节每个LED的发光强度，将所述第二信号帧调制到可见光域进行传输。
[0074]首先按照第一信号帧中的信令信息相应的调制方式对所述信令信息进行解调，获取转发指示。
[0075]由于本实施例只有一个LED发射源，因此可以直接采用如图2所示的驱动电路，将电压信号转换为电流信号，用于驱动多个不同的LED发光并调节发光强度。本申请不对此驱动电路进行详细说明。
[0076]获取可见光域中的光信号，根据所述光信号的信令信息解调所述电信号业务对应的子信道，并获取所述子信道中的数字信号。
[0077]由PIN光电检测器接收光信号，并检测光信号强度，转换为电信号。电信号在模拟前端完成自动增益控制、模数转换、滤波、下变频得到基带信号，经同步和解调解码得到传输数字信号。并可以根据信令信息的指示来解调自己需要的那路节目。
[0078]实施例二
[0079]本实施例给出本发明提出的电力线和可见光通信融合的通信方法在面向可选择业务的宽带无线数字通信的双工通信系统中的应用。该双工通信系统中，上行链路采用WiFi实现，下行链路采用电力线和可见光通信结合的通信实现，采用多个LED发射源，使得用户可以选择性的接收需求的业务。所涉及的方法流程和传输模式详述如下:
[0080]将预定的传输业务按照预设的传输模式进行调制，并将调制后待发射信号组成第一信号帧耦合到电力线路中进行传输。
[0081]按照传输的业务的数量，将第一信号帧分为多个时域子信道。假设该发射模块需要进行四路标清数字电视广播业务传输，则将每一个信号帧分为四个时域子信道、上行时隙以及信令信息。其中每一个子信道负责传输一项业务；上行时隙为上行信息的发送和接收提供条件；信令信息负责根据用户的上行信号反馈指示相应的业务，完成解析每个LED下属用户需求的任务。对于子信道中的一项数字电视传输的子业务，其调制的方式如下:
[0082]系统带宽为30MHz，信道带宽也为30MHz，电力线通信系统工作频段为0_30MHz，LED闪烁速度为30MHz。模拟前端采用频域子载波成型实现频谱成型。选择基本符号速率为30.00MHz，基本符号间隔(1/30.00)us ^ 0.0333us，其有效信号带宽为28MHz，其中有效带宽外的频域子载波用于携带零符号(即虚拟子载波)。
[0083]考虑到对待传输数字信号的随机化以便于传输信息处理，需对业务数据进行加扰，扰码是一个最大长度二进制的伪随机序列，生成多项式定义为
[0084]G(x) = l+x14+x15
[0085]该序列的初始相位定义为100101010000000。
[0086]对扰码结果进行编码得到码字。采用的编码方法为前向纠错编码，由外码和内码级联而成，外码为BCH码，内码为编码码率0.5、码长64800比特的LDPC码。对得到的码字进行比特交织后，由星座映射生成码字对应的复数符号，星座映射的方式为64QAM。时域交织采用基于星座符号的卷积交织编码，时域交织结果在预定位置添加导频子载波和虚拟子载波组成频域数据块。每个频域数据块长为8192，其中前548个子载波为虚拟子载波，后7644个子载波中，1/6携带导频符号，5/6携带数据符号。频域数据块经8192点IDFT变换得到时域数据块。
[0087]采用CP-OFDM作为组帧技术，选择时域数据块的循环扩展作为保护间隔填充，保护间隔总长512个符号。将时域数据块和保护间隔组合成第一信号帧。由于本实施例中考虑点对点转发通信，需由地址插入单元在信号同步头后添加预定的接收地址信息。
[0088]此后，将基带信号进行上变频、取实部和数模转换等后处理，得到发射信号。
[0089]将所有四路业务都进行相应的调制后进行时域组帧，帧结构示意图见图3，得到发射信号，耦合到电力线路中传输。
[0090]提取所述第一信号帧，并根据所述第一信号帧中的信令信息，获取电信号业务，将所述电信号业务组成第二信号帧，并由LED驱动单元将所述第二信号帧中的电压信号转换为电流信号，调节每个LED的发光强度，将所述第二信号帧调制到可见光域进行传输。
[0091]信号转发模块首先按照第一信号帧中的信令信息相应的调制方式对所述信令信息进行解调，获取转发指示。
[0092]根据信令信息中的指示，可以获得每一个LED需要发送的业务信息，由此来提取相应的时域子信道的子业务，对于用户需要的业务，采用如图2所示的驱动电路，将电压信号转换为电流信号，对于用户不需要的业务则发送空白的时隙，并插入信令信息将提取的电信号业务组成第二信号帧。用于驱动多个不同的LED发光并调节发光强度，本申请不对此驱动电路进行详细说明。
[0093]获取可见光域中的光信号，根据所述光信号的信令信息解调所述电信号业务对应的子信道，并获取所述子信道中的数字信号。
[0094]由PIN光电检测器接收光信号，并检测光信号强度，转换为电信号。电信号在模拟前端完成自动增益控制、模数转换、滤波、下变频得到基带信号，经同步和解调解码得到传输数字信号。并可以根据信令信息的指示来解调自己需要的那路节目。当需要变更自身的业务需求时，可以通过WiFi系统向信号发射模块进行反馈，从而调节发射模块的信令信息来变更自身的业务。
[0095]实施例三
[0096]本实施例给出本发明提出的电力线和可见光通信融合的通信方法在面向可定位的宽带无线数字通信的双工通信系统中的应用。该双工通信系统中，上行链路采用可见光上行实现，下行链路采用电力线和可见光通信结合的通信实现，采用多个LED发射源，每一个发射源除数据传输外还传输自身位置信息，以完成定位服务。所涉及的方法流程和传输模式详述如下:
[0097]将预定的传输业务按照预设的传输模式进行调制，并将调制后待发射信号组成第一信号帧耦合到电力线路中进行传输。
[0098]按照传输的业务的数量，将第一信号帧分为多个时域子信道。假设该发射模块需要进行四路标清数字电视广播业务传输，则将每一个第一信号帧分为四个时域子信道、上行时隙以及信令信息。其中每一个子信道负责传输一项业务；上行时隙为上行信息的发送和接收提供条件；信令信息负责根据用户的上行信号反馈指示相应的业务，并插入每一个LED发射源的位置信息。对于子信道中的一项数字电视传输的子业务，其调制的方式同实施例一。
[0099]将所有四路业务都进行相应的调制后进行时域组帧，帧结构示意图见图3，得到发射信号，耦合到电力线路中传输。
[0100]提取所述第一信号帧，并根据所述第一信号帧中的信令信息，获取电信号业务，将所述电信号业务组成第二信号帧，并由LED驱动单元将所述第二信号帧中的电压信号转换为电流信号，调节每个LED的发光强度，将所述第二信号帧调制到可见光域进行传输。
[0101]信号转发模块首先按照第一信号帧中的信令信息相应的调制方式对所述信令信息进行解调，获取转发指示和定位指示。
[0102]根据信令信息中的指示，可以获得每一个LED的位置信息，对于每一个LED发射源，将位置信息作为新的信令信息，并和数据时隙，上行时隙一同采用如图2所示的驱动电路，将电压信号转换为电流信号，插入信令信息由此组成第二信号帧。用于驱动多个不同的LED发光并调节发光强度，本申请不对此驱动电路进行详细说明。
[0103]获取可见光域中的光信号，根据所述光信号的信令信息解调，所述电信号业务对应的子信道，并获取所述子信道中的数字信号由PIN光电检测器接收光信号，并检测光信号强度，转换为电信号。电信号在模拟前端完成自动增益控制、模数转换、滤波、下变频得到基带信号后由于有多个LED发射源，它们所发射的除定位信息的数据部分相同，因此接收端接收到的是经过多径信道影响的信号，因此需要进行相应的均衡工作，再经同步和解调解码得到传输数字信号和当前LED的位置信息。并可以根据信令信息的指示来解调自己需要的那路节目。从而完成了数据接收和位置的确定。
[0104]实施例四
[0105]图4示出了一种电力线和可见光融合的通信系统，如图4所示，该系统包括:信号发射模块31、信号转发模块32和信号接收模块33 ；
[0106]信号发射模块31，用于将预定的传输业务按照预设的传输模式进行调制，并将调制后待发射信号组成第一信号帧耦合到电力线路中进行传输；
[0107]信号转发模块32，用于提取所述第一信号帧，并根据所述第一信号帧中的信令信息，获取电信号业务，将所述电信号业务组成第二信号帧，并由LED驱动单元将所述第二信号帧中的电压信号转换为电流信号，调节每个LED的发光强度，将所述第二信号帧调制到可见光域进行传输；
[0108]信号接收模块33，用于获取可见光域中的光信号的信令信息，根据所述信令信息解调所述电信号业务对应的子信道，并获取所述子信道中的数字信号。
[0109]本实施例所述的一种电力线和可见光融合的通信系统，可以用于执行图1所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，此处不再赘述。
[0110]本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
[0111]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。
【权利要求】
1.一种电力线和可见光融合的通信方法，其特征在于，包括: 将预定的传输业务按照预设的传输模式进行调制，并将调制后待发射信号组成第一信号帧耦合到电力线路中进行传输； 提取所述第一信号帧，并根据所述第一信号帧中的信令信息，获取电信号业务，将所述电信号业务组成第二信号帧，并由LED驱动单元将所述第二信号帧中的电压信号转换为电流信号，调节每个LED的发光强度，将所述第二信号帧调制到可见光域进行传输； 获取可见光域中的光信号，根据所述光信号的信令信息解调所述电信号业务对应的子信道，并获取所述子信道中的数字信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的传输模式包括:通信系统的工作频段、最大信道带宽、扰码方式、编码方式、星座映射方式、交织方式、调制方式和组帧方式。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将调制后待发射信号组成第一信号帧耦合到电力线路中进行传输，包括: 将所述待发射信号根据时间维划分成多个不同的子信道。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一信号帧为时分复用的形式，所述第一信号帧根据时间分为多个时隙，所述多个不同的子信道为时间不同的第一信号帧，所述时隙包括上行时隙和下行时隙； 所述待发射信号采用OFDM调制，所述组成第一信号帧的方式包括ZP-OFDM、CP-0FDM、TDS-OFDM。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取所述第一信号帧，并根据所述第一信号帧中的信令信息，获取电信号业务，包括: 当所述第一信号帧中无信令信息或所述第一信号帧中有信令信息且所述信令信息中不包含电信号转发业务的指示时，则全部直接转发所述电信号业务； 否则，按照所述信令信息中的所述电信号转发业务指示进行全部直接转发或选择性转发所述电信号业务； 当所述电信号转发业务指示为选择性转发时，则根据所述电信号转发业务指示对非转发的所述电信号业务进行滤除。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述提取所述第一信号帧，并根据所述第一信号帧中的信令信息，获取电信号业务，还包括: 当所述信令信息中不包含所述电信号转发业务的指示时，则将同一电力线连接的所有电信号进行全部直接转发，所有LED同时同频发射同样的可见光信号，组成基于LED的单频网通信模式。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述信令信息解调所述电信号业务对应的子信道，并获取所述子信道中的数字信号，包括: 对接收到的所述各个LED光信号的叠加进行均衡处理。
8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在时分复用帧中插入每个LED的定位信息，用于实现可见光的定位。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括: 在获取所述子信道中的数字信号之后，信号接收端还可以通过上行时隙向信号发送端发送反馈信息； 所述信号接收端通过Wif1、3G/4G信号、可见光上行的形式向所述信号发送端发送反馈信息。
10.一种电力线和可见光融合的通信系统，其特征在于，包括: 信号发射模块，用于将预定的传输业务按照预设的传输模式进行调制，并将调制后待发射信号组成第一信号帧耦合到电力线路中进行传输； 信号转发模块，用于提取所述第一信号帧，并根据所述第一信号帧中的信令信息，获取电信号业务，将所述电信号业务组成第二信号帧，并由LED驱动单元将所述第二信号帧中的电压信号转换为电流信号，调节每个LED的发光强度，将所述第二信号帧调制到可见光域进行传输； 信号接收模块，用于获取可见光域中的光信号，根据所述光信号的信令信息解调所述电信号业务对应的子信道，并获取所述子信道中的数字信号。
【文档编号】H04B10/116GK104270174SQ201410555565
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】杨昉, 马旭, 宋健, 阳辉 申请人:清华大学