[發(fā)明專利]一種基于MIMO的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010127881.9
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN111224690A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳泳澎;鄢高鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B3/54
• 分類號(hào): H04B3/54;H04B7/0413;H04L1/00;H04L25/02;H04L25/03;H04L27/20;H04L27/22;H04L27/26
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31227
• 代理人: 孟旭彤

本發(fā)明通過在電力線通信的基礎(chǔ)上引入MIMO系統(tǒng)，充分利用了信道資源，改善了通信質(zhì)量。進(jìn)一步地，通過空分復(fù)用，提高了電力線數(shù)據(jù)傳輸速率；通過空時(shí)編碼，提高了通信抗衰弱能力；通過重復(fù)編碼，降低了通信的誤碼率。此外，通過發(fā)送裝置數(shù)字前端的設(shè)置實(shí)現(xiàn)發(fā)送載波信號(hào)的帶寬和中心頻點(diǎn)可配置，同時(shí)通過將接收裝置數(shù)字前端配置為多路的形式，實(shí)現(xiàn)接收裝置對不同中心頻率的載波信號(hào)的并行檢測，提高了掃頻效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力線載波通信領(lǐng)域，具體涉及一種基于MIMO的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)。

背景技術(shù)

泛在電力物聯(lián)網(wǎng)，就是圍繞電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)，充分應(yīng)用移動(dòng)互聯(lián)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)、先進(jìn)通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機(jī)交互，具有狀態(tài)全面感知、信息高效處理、應(yīng)用便捷靈活特征的智慧服務(wù)系統(tǒng)。而電力線載波通信是實(shí)現(xiàn)泛在電力物聯(lián)網(wǎng)的一種重要手段和技術(shù)。

電力線通信技術(shù)憑借其分布廣泛和低成本配置的特點(diǎn)，已經(jīng)催生了許多智能電網(wǎng)應(yīng)用，但是其仍然存在許多問題。

首先，傳統(tǒng)的電力線載波通信利用相線和中線作為信道進(jìn)行信號(hào)傳輸，這是一種單入單出通信方式。由于電力線最初是設(shè)計(jì)用來傳輸電能而不是通信信號(hào)，導(dǎo)致這種單入單出電力線載波通信具有發(fā)射功率低、帶寬有限的問題，給實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離、高速率的電力線載波通信帶來了困難。而MIMO(Multiple-InputMultiple-Output，多輸入多輸出)傳輸技術(shù)恰好可以有效對抗電力線信道的隨機(jī)衰弱、提高通信速率、改善通信質(zhì)量。

其次，電力線載波通信信道會(huì)隨電力線拓?fù)洹⒔尤腚姎庠O(shè)備、通信接入位置不同而會(huì)發(fā)生極大變化，導(dǎo)致電力線載波通信信道具有頻率選擇性的問題。目前在單入單出電力線載波通信基礎(chǔ)上主要采用兩種辦法來對抗此問題。一是采用重復(fù)編碼，將每比特信號(hào)發(fā)送多次，但是這會(huì)降低電力線通信速率；二是配置多部發(fā)送機(jī)和接收機(jī)，通過復(fù)雜的掃頻機(jī)制來協(xié)商上下行的中心頻率和帶寬配置，但是這種方法過于靈活導(dǎo)致效率較低，且成本較高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出一種基于MIMO的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：一種基于MIMO的泛在電力物聯(lián)網(wǎng)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)通信節(jié)點(diǎn)，所述通信節(jié)點(diǎn)包括發(fā)送裝置和/或接收裝置，其特征在于各通信節(jié)點(diǎn)之間通過多導(dǎo)體電力線連接。

所述發(fā)送裝置，包括：

卷積編碼單元：獲取輸入信號(hào)，對信號(hào)進(jìn)行卷積編碼。

DBPSK(Differentially coherent Binary Phase-Shift Keying，差分相干二進(jìn)制相移鍵控)調(diào)制單元：獲取所述卷積編碼單元產(chǎn)生的信號(hào)，對信號(hào)進(jìn)行差分二進(jìn)制相移鍵控調(diào)制。

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交頻分復(fù)用)調(diào)制單元：獲取所述DBPSK調(diào)制單元產(chǎn)生的信號(hào)，對信號(hào)進(jìn)行正交頻分復(fù)用調(diào)制。

數(shù)字前端：獲取所述OFDM調(diào)制單元產(chǎn)生的信號(hào)，形成載波數(shù)字信號(hào)。通過配置其內(nèi)部的插值濾波器和抽取濾波器的級(jí)數(shù)，可以調(diào)節(jié)信號(hào)的帶寬；通過配置混頻器的中心頻率，可以調(diào)節(jié)信號(hào)的中心頻率。

耦合器：獲取經(jīng)所述數(shù)字前端調(diào)節(jié)過的信號(hào)，將載波信號(hào)注入到電力線中傳輸。

所述發(fā)送裝置可以將原始信號(hào)依次進(jìn)行卷積編碼、DBPSK調(diào)制、OFDM調(diào)制，再通過數(shù)字前端調(diào)節(jié)帶寬和中心頻點(diǎn)后，通過耦合器發(fā)送出去。

所述接收裝置，包括：

耦合器：用于從電力線中耦合出載波信號(hào)。

數(shù)字前端：獲取所述耦合器輸出的信號(hào)，并檢測、識(shí)別出不同中心頻點(diǎn)的數(shù)字信號(hào)；