[發明專利]基于MIMO電力線回傳的可見光中繼接入系統及方法

有效

• 申請號: 202110292444.7
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113014321B
• 公開（公告）日: 2022-10-25
• 發明（設計）人: 丁舉鵬;劉雯雯;鄭炅;陳習鋒
• 申請（專利權）人: 新疆大學
• 主分類號: H04B10/116
• 分類號: H04B10/116;H04B7/0413;H04B7/155
• 代理公司: 烏魯木齊合縱專利商標事務所 65105
• 代理人: 周星瑩;湯潔

本發明涉及一種可見光通信技術領域，是一種基于MIMO電力線回傳的可見光中繼接入系統及方法，前者包括電力線回傳子系統、中繼子系統和可見光子系統；電力線回傳子系統包括PLC發射端、PLC信道和PLC接收端；中繼子系統，接收PLC接收端輸出的數據流，并轉發至可見光子系統；可見光子系統包括可見光發射裝置和可見光接收裝置。本發明無需鋪設新的有線電力線資源，利用現有電力線將遠端數據流傳輸至可見光接入的應用場景，并發射及接收攜帶數據流的可見光，從而完成可見光通信，并基于MIMO、復用、解復用技術，充分提升電力線的傳輸容量，實現電力線回傳系統中多路獨立空間數據流與可見光無線覆蓋中多路數據流之間的靈活映射。

技術領域

本發明涉及一種可見光通信技術領域，是一種基于MIMO電力線回傳的可見光中繼接入系統及方法。

背景技術

可見光通信可以利用已有的LED照明基礎設施，將信息信號加載到LED光源的偏置電流上，從而為用戶同時通用照明的同時提供無線覆蓋。

現有大部分室內場景都有已經布設完備的電力線基礎設施，借助基于電力線通信（PLC：Power Line Communications）技術的有線回傳方案可以天然避免布設專用有線回傳纜線所帶來的成本造價挑戰。另一方面，基于LED光源的可見光通信收發器本身高度依賴電力線供電實現基礎照明功能，LED光源與已有電力線基礎設施是密不可分高度耦合的互聯協助關系。

現有的面向可見光無線接入的電力線回傳方案尚局限于SISO動力線點對點（P2P：Point to Point）有線回傳連接，即在電力線的兩端僅僅依賴基礎性的SISO鏈路配置來傳輸單路數據流。該方式簡單的把電力線等同于單根傳輸銅線，一方面，簡化了對電力線傳輸部分的建模復雜程度；另一方面，客觀上忽視了商用電網（特別是到一般用戶駐地的電力分配網）中通常使用P線，N線以及PE線三線的線路配置方式。因此，將現有SISO鏈路數據流應用于商用三線制電力分配線路時，天然地僅使用P線，N線以及PE線3個獨立端口中的2個來加載一路數據信號，故不能充分使用電力線空間維度資源，不能保證可見光接入系統中電力線回傳線路的傳輸容量。

發明內容

本發明提供了一種基于MIMO電力線回傳的可見光中繼接入系統及方法，克服了上述現有技術之不足，其能有效解決結合電力線的可見光無線接入系統存在的不能充分使用電力線空間維度資源，造成可見光無線接入系統傳輸容量不高的問題。

本發明的技術方案之一是通過以下措施來實現的：一種基于MIMO電力線回傳的可見光中繼接入系統，包括電力線回傳子系統、中繼子系統和可見光子系統；

電力線回傳子系統包括PLC發射端、PLC信道和PLC接收端，PLC發射端獲取數據流，基于MIMO及復用技術將一路數據流編碼調制成兩路數據流，經PLC信道后，傳輸至遠端的PLC接收端，PLC接收端基于MIMO及解復用技術對PLC信道輸出的四路數據流進行解碼解調；

中繼子系統，接收PLC接收端輸出的數據流，并轉發至可見光子系統；

可見光子系統包括可見光發射裝置和可見光接收裝置，可見光發射裝置接收中繼子系統放大轉發的數據流，發射攜帶已調數據流的可見光信號，可見光接收裝置接收攜帶已調數據流的可見光信號，獲得對應的數據流。

下面是對上述發明技術方案的進一步優化或/和改進：

上述PLC發射端包括FEC編碼模塊、QAM調制模塊、MIMO編碼模塊、兩個OFDM調制模塊和濾波器；FEC編碼模塊與QAM調制模塊連接，QAM調制模塊與MIMO編碼模塊連接，MIMO編碼模塊與兩個OFDM調制模塊連接，兩個OFDM調制模塊與濾波器連接；PLC接收端包括濾波器、MIMO解碼模塊、QAM解調模塊、FEC解碼模塊和四個OFDM解調模塊；濾波器分別與四個OFDM解調連接，四個OFDM解調均與MIMO解碼連接，MIMO解碼、QAM解調和FEC解碼依次連接。

上述中繼子系統包括帶通濾波器和放大器，帶通濾波器與放大器連接。