本申请要求于 2012 年 9 月 5 日提交中国专利局、 申请号为 201210325821.3、 发明名称为 "一种电力线通信系统及方法" 的中国专利申请 的优先权， 其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本发明涉及通信技术领域， 尤其涉及一种电力线通信系统及方法。

背景技术

常用的上网方式有三种： 利用电话线的拨号方式、利用有线电视线路的 电 缆调制解调器 (CM, Cable Modem)方式和利用双绞线的以太网方式。 这些上网 方式的实现都需要特制的调制解调器和接入端 口， 成本高且不方便。

随着电力线通信技术的不断成熟完善， 其能为用户提供 4.5〜45Mbps的高 速网络接入速度， 可以用来浏览网页、 拨打电话和观看在线电影等， 以此实现 数据、 语音、视频以及电力于一体的四网合一。 电力线通信全称是电力线载波 (PLC , Power Line Carrier)通信， 是指利用高压电力线、 中压电力线或低压配 电线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的 一种特殊通信方式。

发明人在实现本发明的过程中发现， 虽然电力线通信技术不断成熟完善， 但是现有的电力线通信系统中，由于电力线信 道上存在多径效应所产生的频率 选择性衰落和线损造成的大尺度衰落， 这使得即使两个物理距离很近的 PLC 调制解调器之间的信道处于深衰落区域， 而大尺度衰落导致距离较远的两个 PLC调制解调器之间信号能量低于最 d、接收门限，电力线信道同时存在各种强 干扰， 这些问题导致现有的电力线通信系统存在信号 传输质量差， 系统可靠性 低的问题。

发明内容

有鉴于此， 本发明提供了一种电力线通信系统及方法， 用以解决现有的电 力线通信系统信号传输质量差和系统可靠性低 的问题， 其技术方案如下： 一种电力线通信系统， 包括： 电力线网络、 发送装置和接收装置， 所述接 收装置包括至少两个通过电力线链路连接的 PLC调制解调器；

所述发送装置向接收装置中的目标 PLC调制解调器发送信号， 其中， 所 述目标 PLC调制解调器为所述接收装置中的至少一个 PLC调制解调器； 所述接收装置中的所有 PLC调制解调器同时接收所述信号；

除所述目标 PLC调制解调器外的 PLC调制解调器分别将接收的信号通过 无线链路传输至所述目标 PLC调制解调器；

所述目标 PLC调制解调器根据其自身通过所述电力线网络 接收的信号和 通过所述无线链路接收的信号还原出所述发送 装置发送的信号。

所述发送装置包括至少两个通过电力线链路连 接的 PLC调制解调器； 所述发送装置中的所有 PLC调制解调器同时向所述接收装置发送信号。 所述电力线耦合单元对通过所述电力线网络传 输的信号进行耦合，所述无 线接口接收通过无线链路传输的信号， 所述 PLC处理单元对所述电力线耦合 单元耦合的信号和通过无线接口接收的信号进 行合并处理。

所述无线接口为蓝牙接口、 无线局域网 WLAN接口， 或者， 无线网格网 络 MESH接口。

所述电力线网络为低压电力线网络、 中压电力线网络或者高压电力线网 络。

一种电力线通信方法，应用于包括电力线网络 、发送装置和接收装置的电 力线通信系统，其中： 所述接收装置包括至少两个通过电力线链路连 接的 PLC 调制解调器， 该方法包括：

所述发送装置向接收装置中的目标 PLC调制解调器发送信号， 其中， 所 述目标 PLC调制解调器为所述接收装置中的至少一个 PLC调制解调器；

所述接收装置中的所有 PLC调制解调器同时接收所述信号；

除所述目标 PLC调制解调器外的 PLC调制解调器分别将接收的信号通过 无线链路传输至所述目标 PLC调制解调器；

所述目标 PLC调制解调器根据其自身通过所述电力线网络 接收的信号和 通过所述无线链路接收的信号还原出所述发送 装置发送的信号。

本发明提供的电力线通信系统和方法， 利用多输入多输出 MIMO技术， 将接收装置中的多个 PLC调制解调器通过电力线链路连接起来， 同时结合无 线通信技术， 使各个 PLC调制解调器之间可以通过无线链路进行信息 交互， 多个 PLC调制解调器组成了虚拟的电力线 MIMO系统， 电力线通信与无线通 信的结合提高了信号传输质量、 并且提高了数据传输速率和系统可靠性。 附图说明

图 1为本发明实施例提供的电力线通信系统的结� �示意图；

图 2为本发明实施例一提供的电力线通信系统的� �构示意图；

图 3为本发明实施例一提供的接收装置中 PLC调制解调器的结构示意图； 图 4为本发明实施例二提供的电力线通信系统的� �构示意图。

具体实施方式

为了进一步了解本发明， 下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描 述， 但是应当理解， 这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优 点， 而不是 对本发明权利要求的限制。

本发明实施例提供了一种电力线通信系统， 图 1为该系统的结构示意图， 该系统可以包括： 发送装置 1、 接收装置 2和电力线网络 3。 其中， 接收 装置 2包括至少两个通过电力线链路连接的 PLC调制解调器。

发送装置 1通过电力线网络 3向接收装置 2中的目标 PLC调制解调器发 送信号， 接收装置 2中的所有 PLC调制解调器同时接收该信号， 除目标 PLC 调制解调器外的 PLC调制解调器分别将接收的信号通过无线链路 传输至目标 PLC调制解调器， 目标 PLC调制解调器才艮据其自身通过电力线网络接 收的信 号和通过无线链路接收的信号还原出发送装置 发送的信号。 其中， 目标 PLC 调制解调器为接收装置 2中需要接收信号的至少一个 PLC调制解调器。

本发明实施例还提供了一种电力线通信方法， 应用于包括发送装置、接收 装置和电力线网络的电力线通信系统， 其中，接收装置包括至少两个通过电力 线链路连接的 PLC调制解调器， 该方法可以包括：

S1 : 发送装置通过电力线网络向接收装置中的目标 PLC调制解调器发送 信号，其中，目标 PLC调制解调器为接收装置中需要接收信号的至 少一个 PLC 调制解调器。

S2: 接收装置中的 PLC调制解调器同时接收信号。

S3: 除目标 PLC调制解调器外的 PLC调制解调器分别将接收的信号通过 无线链路传输至目标 PLC调制解调器。

S4: 目标 PLC调制解调器根据其自身通过电力线网络接收 的信号和通过 无线链路接收的信号还原出发送装置发送的信 号。

本发明实施例提供的电力线通信系统和方法， 利用多输入多输出 MIMO 技术， 将接收装置中的多个 PLC调制解调器通过电力线链路连接起来， 同时 结合无线通信技术， 使各个 PLC调制解调器之间可以通过无线链路进行信号 传输， 多个 PLC调制解调器组成了虚拟的电力线 MIMO系统， 电力线通信与 无线通信的结合提高了信号的传输质量，并且 提高了数据传输速率和系统可靠 性。 实施例一

本发明实施例一提供了一种电力线通信系统， 图 2 为该系统的结构示意 图， 该系统可以包括： 发送装置 11、 接收装置 12和电力线网络 13。 其中， 发 送装置 11包括： PLC调制解调器 111 , 接收装置 12包括 PLC调制解调器 121 和 PLC调制解调器 122, PLC调制解调器 121和 PLC调制解调器 122通过电 力线链路 120连接。

在本实施例中，接收装置 12中的每个 PLC调制解调器均包括： 电力线耦 合单元 1201、 PLC处理单元 1202和无线接口 1203。 其中， 电力线耦合单元 1201对通过电力线网络 3传输的信号进行耦合， 无线接口 1203接收通过无线 链路传输的信号， PLC处理单元 1202对电力线耦合单元 1201耦合的信号和 通过无线接口 1203接收的信号进行合并处理， 如最大比合并、 等增益合并和 选择式合并等， 最后将处理后的信号传输给用户终端。本实施 例中的无线接口 1203可以为蓝牙接口、无线局域网 WLAN接口，或无线网格网络 MESH接口 等。

发送装置 11的 PLC调制解调器 111通过电力线网络 13向接收装置 12中 的一个 PLC调制解调器发送信号 X , 在本实施例中， 设定向 PLC调制解调器 121发送信号 那么， 此时， PLC调制解调器 121即为需要接收信号的目标 PLC调制解调器。

接收装置 12中的 PLC调制解调器 121和 PLC调制解调器 122同时接收 通过电力线网络 13传输的信号， PLC调制解调器 121接收的信号为 ， PLC 调制解调器 122接收的信号为 , 假设 PLC调制解调器 121接收信号 X的电 力线信道的系统函数为 ， PLC调制解调器 122接收信号 X的电力线信道的系 统函数为 , 则信号 和 分别表示为： ^=χ · ， y 。

PLC调制解调器 122与 PLC调制解调器 121通过无线链路 123连接， 将 接收的信号 通过无线链路 123传输给 PLC调制解调器 121。 PLC调制解调 器 121根据接收的信号 和 恢复原信号 x。在本实施例中， PLC调制解调器 121通过计算信号 和 ½的信噪比，利用最大比值合并的方法恢复出� ��始信号

X。

此外， 在本实施例中， 电力线网络 13 可以为低压电力线网络， 如 220V 低压电力线网络， 当然， 本实施例并不限定于此， 还可为中压电力线网络或高 压电力线网络。

本发明实施例一提供的电力线通信系统利用多 输入多输出 MIMO技术， 将接收装置中的多个 PLC调制解调器通过电力线链路连接起来， 同时结合无 线通信技术， 使各个 PLC调制解调器之间可以通过无线链路进行信号 传输， 多个 PLC调制解调器组成了虚拟的电力线 MIMO系统， 电力线通信与无线通 信的结合提高了信号的传输质量， 并且提高了数据传输速率和系统可靠性。 实施例二

本发明实施例二提供了一种电力线通信系统， 图 4 为该系统的结构示意 图， 该系统可以包括： 发送装置 21、 接收装置 22和电力线网络 23。 其中， 发 送装置 21包括： PLC调制解调器 211和 PLC调制解调器 212, PLC调制解调 器 211和 PLC调制解调器 212通过电力线链路 210连接； 接收装置 22包括： PLC调制解调器 221和 PLC调制解调器 222 , PLC调制解调器 221和 PLC调 制解调器 222通过电力线链路 220连接。

发送装置 21的 PLC调制解调器 211和 PLC调制解调器 212同时向接收 装置 22中的一个 PLC调制解调器发送信号， 设 PLC调制解调器 211发送的 信号为 ^χ ι , PLC调制解调器 212发送的信号为 。在本实施例中 ,设定向 PLC 调制解调器 221发送信号 ^χ ι和 , 那么， 此时 PLC调制解调器 221即为需要 接收信号的目标 PLC调制解调器。

接收装置 22中的 PLC调制解调器 221和 PLC调制解调器 222同时接收 通过电力线网络 23传输的信号。 PLC调制解调器 221接收的信号为 ， PLC 调制解调器 222接收的信号为 。 假设 PLC调制解调器 211与 PLC调制解调 器 221之间的电力线信道的系统函数为 ^h u , PLC调制解调器 211与 PLC调制 解调器 222之间的电力线信道的系统函数为 ， PLC调制解调器 212与 PLC 调制解调器 221之间的电力线信道的系统函数为 ^h ， PLC调制解调器 212与 PLC调制解调器 222之间的电力线信道的系统函数为 ₂ ， 则信号 和 分别 ^^示为： ϋ ^_χ Ί * · h ₂₁ , y ₂ -x _l · h _2l +x ₂ · h ₂₂ 。

PLC调制解调器 222与 PLC调制解调器 221通过无线链路 223连接， 将 接收的信号 通过无线链路 223传输给 PLC调制解调器 221。 PLC调制解调 器 221根据接收的信号 和 恢复原信号 ^χ ι和 。 在本实施例中， PLC调制 解调器 221通过计算信号 和 的信噪比，利用最大比值合并的方法恢复出原 始信号 ^χ ι和 ^χ 2。 在本实施例中， 可以利用 V-BLAST检测技术中的迫零检测算 法 ZF恢复出原始信号 ^和 。

此外， 在本实施例中， 电力线网络 23 可以为低压电力线网络， 如 220V 低压电力线网络， 当然， 本实施例并不限定于此， 还可为中压电力线网络或高 压电力线网络。

本发明实施例二提供电力线通信系统利用多输 入多输出 ΜΙΜΟ技术， 将 接收装置中的多个 PLC调制解调器通过电力线链路连接起来， 同时结合无线 通信技术， 使各个 PLC调制解调器之间可以通过无线链路进行信息 交互， 多 个 PLC调制解调器组成了虚拟的电力线 MIMO系统， 电力线通信与无线通信 的结合提高了信号的传输质量， 并且提高了数据传输速率和系统可靠性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业 技术人员能够实现或使用本 发明。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术 人员来说将是显而易见 的， 本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明 的精神或范围的情况下， 在 其它实施例中实现。 因此， 本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例 ， 而 是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。