[发明专利]电力线和无线混合通信方法及其装置

说明书

技术领域

本发明属于电力线通信传输技术领域，特别涉及一种电力线和无线混合通信方法及其装置。

背景技术

电力线通信是指以电力线作为载体进行数据传输的通信技术。电力线通信系统能够为电力公司的自动抄表、配用电自动化、负荷控制、需求侧管理等提供传输通道，也能够用于智能家庭内部，实现对各种智能家电的远程控制。宽带电力线技术已经能够提供数百兆比特每秒的物理层通信速率，可以作为家庭内部的骨干网络用于传输语音、视频、数据等。由于电力线无处不在，且可以做到即插即用，通过电力线组成一个通信网络会使得室内的各种设备之间的通信变得非常方便。

无线通信技术使得通信终端可以自由移动。采用无线通信技术，例如Wi-Fi，作为室内短距离的通信方式，能带来极大的便利。但是，无线通信技术也有其覆盖范围的局限性。例如，Wi-Fi信号在室内的覆盖范围和房屋结构有一定关系，某些房间角落可能信号极弱，甚至完全没有。

如果综合利用电力线通信和无线通信这两种技术，组建一个混合通信系统，就既能够使通信信号有最大的覆盖范围，又允许用户在室内自由移动。但是，由于无线通信和电力线通信在技术上的差异，一般来说，通信设备不会同时支持这两种通信方式。如果无线通信系统和电力线通信系统采用相同的基带信号处理技术，则比较容易使通信设备能同时支持这两种通信方式。

OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用）技术通过把数据分散到多个正交的子载波上进行传输，达到对抗多径时延和频率选择性衰落的目的。考虑到无线信号传输中的多径效应和电力线信道中普遍存在的窄带干扰，OFDM技术是一个电力线和无线的混合通信系统的最佳调制方法。CP（Cyclic Prefix）-OFDM是指在OFDM符号之前插入循环前缀，这样可以有效防止多径效应带来的子载波间的干扰。TDS-OFDM技术采用PN序列代替循环前缀（CP）作为保护间隔，与CP-OFDM相比，TDS-OFDM具有同步速度快、频谱效率高等优点。ZP-OFDM技术用0代替CP-OFDM中的循环前缀作为保护间隔，ZP-OFDM也可以克服时域OFDM符号间干扰，同时还可以节省发送功率。

在电力线和无线的混合网络中，若接收端同时从电力线和无线信道接收信号，并且这两个信号对应的基带信号相同，则通过合并从这两个信道得到的基带信号能够提高传输的可靠性。合并时采用的准则主要分为四种：最大比值合并、等增益合并、选择式合并和切换合并。最大比值合并对各路信号进行相位调整，乘以适当的增益系数，该系数由各路信号的信噪比决定，最后同相相加。等增益合并调整各路信号的相位之后，同相相加。选择式合并选择信噪比最高的支路信号。切换合并以一个固定的顺序扫描各个支路，当发现某个支路的信号超过了预置的阀值，则选中这路信号，当这路信号降低到阀值之下时，扫描过程重新开始。这四种合并方式的性能和复杂度依次降低，实际当中可根据需要选择合适的方式。

空时编码技术是一种空时二维处理手段，在空间上，采用多发射多接收天线的空间分集来提高通信系统的通信容量和信息率，在时间上，不同信号在不同时隙内使用同一天线发射，并在不同天线发射的信号之间引入时域和空域相关，使接收端可以进行分集接收。空时编码可以分为分层空时码（LSTC）、Trellis空时码（STTC）、空时分组码（STBC）等。

空频编码和空时编码在原理上比较类似，不同的是：空频编码是在频率域上对信号进行编码，而空时编码是在时间域上对信号进行编码。空频编码在OFDM子载波和各发射天线之间引入编码技术，从而可以获得空间分集和频率分集。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种适合于室内的通信方法，既可以使有通信需求的设备能够在各个房间之间或者各个房间之内通过电力线方式方便的通信，又能够满足设备的移动性需求，采用无线方式进行通信，同时还不会使设备的复杂度有较大的增加。

（二）技术方案

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于电力线和无线混合通信的发送信号的方法，其中，通信设备既能发送电力线信号，又能发送无线信号；所述方法包括如下步骤：S11：对传输数据进行扰码、信道编码、星座映射、OFDM调制、组帧后产生至少一路OFDM信号；S12：将产生的OFDM信号通过电力线或者无线信道发送出去，或者同时通过电力线和无线信道发送。