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1、(10)申请公布号 CN 102832971 A (43)申请公布日 2012.12.19 C N 1 0 2 8 3 2 9 7 1 A *CN102832971A* (21)申请号 201210325785.0 (22)申请日 2012.09.05 H04B 3/54(2006.01) H04W 84/12(2009.01) H04W 84/18(2009.01) (71)申请人重庆市电力公司电力科学研究院 地址 401123 重庆市渝北区黄山大道中段 80号 (72)发明人王毅 孙洪亮 侯兴哲 刘永相 纪静 王香瑜 汪千栋 杨运春 甄姗 (74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限 公司。
2、 11227 代理人魏晓波 (54) 发明名称 一种基于电力线通信的协同组网系统及通信 方法 (57) 摘要 本申请提供了一种基于电力线通信的协同组 网系统及通信方法，该系统包括：电力线网络、发 送装置和接收装置，其中，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。当发送 装置中发送信号的PLC调制解调器与接收装置 之间的电力线信道不是最优信道时，发送信号的 PLC调制解调器通过无线链路将信号传输至与接 收装置之间的电力线信道优于其自身与接收装置 之间信道的另一PLC调制解调器，该PLC调制解调 器将信号通过电力线网络传输至接收装置。本申 请提供的系统及方法确保了发送装置中各个P。
3、LC 调制解调器的信息的可靠、有效传输，提高了电力 线通信系统的可靠性与有效性。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书6页 附图2页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 6 页 附图 2 页 1/1页 2 1.一种基于电力线通信的协同组网系统，其特征在于，包括：电力线网络、发送装置和 接收装置，其中，所述发送装置包括至少两个通过电力线链路连接的电力线载波PLC调制 解调器； 当所述发送装置中发送信号的PLC调制解调器与所述接收装置之间的电力线信道不 是最优信道时，所述发送信号的PLC调制解调器通过无线链路将信号传输至与所述接收装 置。
4、之间电力线信道优于其自身与所述接收装置之间电力线信道的PLC调制解调器，该PLC 调制解调器将信号通过所述电力线网络传输至所述接收装置。 2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，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； 所述接收装置中的PLC调制解调器接收所述信号； 当所述接收装置中接收信号的PLC调制解调器不是目标PLC调制解调器时，所述接收 信号的PLC调制解调器将接收的信号通过无线链路传输至目标PLC调制解调器，其中，所述 目标PLC调制解调器为所述接收装置中除接收信号的PLC调制解调器外的一个PLC调制解 调器。 3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述。
5、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； 所述接收装置中的PLC调制解调器接收所述信号； 当所述发送装置中发送信号的PLC调制解调器与所述接收装置之间的电力线信道是 最优信道，并且，所述接收装置中接收信号的PLC调制解调器不是目标PLC调制解调器时， 所述接收信号的PLC调制解调器将接收的信号通过无线链路传输至目标PLC调制解调器， 其中，所述目标PLC调制解调器为所述接收装置中除所述接收信号的PLC调制解调器外的 一个PLC调制解调器。 4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发送装置中的每个PLC调制解调器均 包括：电力线耦合单元、PLC处理单元和无线接口； 所述。
6、PLC处理单元接收用户终端传输来的信号，并对接收的信号进行编码调制，将编 码调制后的信号通过所述电力线网络传输至所述接收装置，或者，将编码调制后的信号通 过所述无线接口输出，经无线链路传输至另一个PLC调制解调器，该PLC调制解调器将编码 调制后的信号通过所述电力线网络传输至所述接收装置。 5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，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。 6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，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。 7.一种通信方法，其特征在于，应用于包括：电力线网络、发送装置和接收装。
7、置的通信 系统，其中：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，该方法包 括： 当所述发送装置中发送信号的PLC调制解调器与所述接收装置之间的电力线信道不 是最优信道时，所述发送信号的PLC调制解调器通过无线链路将信号传输至与所述接收装 置之间的电力线信道优于其自身与所述接收装置之间电力信道的PLC调制解调器，该PLC 调制解调器将信号通过所述电力线网络传输至所述接收装置。 权 利 要 求 书CN 102832971 A 1/6页 3 一种基于电力线通信的协同组网系统及通信方法 技术领域 0001 本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于电力线通信的协同组网系统及通信 方法。
8、。 背景技术 0002 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。 0003 随着电力线通信技术的不断成熟完善，其能为用户提供4.545Mbps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。
9、通信方式。 0004 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，由 于电力线信道中存在大量强噪声致使信号衰减严重，并且电力线信道上还存在多径效应所 产生的频率选择性衰落和线损造成的大尺度衰落，同时电力线信道存在各种强干扰，这使 得现有的电力线通信系统存在传输效率低、可靠性低以及性能不稳定的问题。 发明内容 0005 本发明提供了一种基于电力线通信的协同组网系统及通信方法，用以解决现有的 电力线通信系统传输效率低、可靠性低以及性能不稳定的问题，其技术方案如下： 0006 一种基于电力线通信的协同组网系统，包括：电力线网络、发送装置和接收装置， 其中，所述发送装置包括至。
10、少两个通过电力线链路连接的电力线载波PLC调制解调器； 0007 当所述发送装置中发送信号的PLC调制解调器与所述接收装置之间的电力线信 道不是最优信道时，所述发送信号的PLC调制解调器通过无线链路将信号传输至与所述接 收装置之间电力线信道优于其自身与所述接收装置之间电力线信道的PLC调制解调器，该 PLC调制解调器将信号通过所述电力线网络传输至所述接收装置。 0008 优选的，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； 0009 所述接收装置中的PLC调制解调器接收所述信号； 0010 如果所述接收装置中接收信号的PLC调制解调器不是目标PLC调制解调器，则所 述接收信号。
11、的PLC调制解调器将接收的信号通过无线链路传输至目标PLC调制解调器，其 中，所述目标PLC调制解调器为所述接收装置中除接收信号的PLC调制解调器外的一个PLC 调制解调器。 0011 所述发送装置中的每个PLC调制解调器均包括：电力线耦合单元、PLC处理单元和 无线接口； 0012 所述PLC处理单元接收用户终端传输来的信号，并对接收的信号进行编码调制， 说 明 书CN 102832971 A 2/6页 4 将编码调制后的信号通过所述电力线网络传输至所述接收装置，或者，将编码调制后的信 号通过所述无线接口输出，经无线链路传输至另一个PLC调制解调器，该PLC调制解调器将 编码调制后的信号通过。
12、所述电力线网络传输至所述接收装置。 0013 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。 0014 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。 0015 一种通信方法，应用于包括：电力线网络、发送装置和接收装置的通信系统，其中： 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，该方法包括： 0016 当所述发送装置中发送信号的PLC调制解调器与所述接收装置之间的电力线信 道不是最优信道时，所述发送信号的PLC调制解调器通过无线链路将信号传输至与所述接 收装置之间的电力线信道优于其自身与所述接收装置之间电力信道的PLC调。
13、制解调器，该 PLC调制解调器将信号通过所述电力线网络传输至所述接收装置。 0017 本发明提供的基于电力线通信的协同组网系统及通信方法，将发送装置中的多个 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，电力线通信与无线通信的结合确保了各个PLC调制 解调器信息的可靠、有效传输，提高了电力线通信系统的可靠性与有效性。 附图说明 0018 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的实施例，对于本领域普通技术人。
14、员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据 提供的附图获得其他的附图。 0019 图1为本发明实施例提供的基于电力线通信的协同组网系统的结构示意图； 0020 图2为本发明实施例一提供的基于电力线通信的协同组网系统的结构示意图； 0021 图3为本发明实施例一提供的PLC调制解调器的结构示意图； 0022 图4为本发明实施例二提供的基于电力线通信的协同组网系统的结构示意图。 具体实施方式 0023 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没。
15、有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。 0024 本发明实施例提供了一种基于电力线通信的协同组网系统，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，发送装置1包括 至少两个通过电力线链路连接的PLC调制解调器。 0025 当发送装置1中发送信号的PLC调制解调器与接收装置2之间的电力线信道不是 最优信道时，发送信号的PLC调制解调器通过无线链路将信号传输至与接收装置2之间的 电力线信道优于其自身与接收装置2之间信道的PLC调制解调器，该PLC调制解调器将信 号通过电力线网络3传输至接收装置2。 0026 本发明实施例还。
16、提供了一种通信方法，应用于包括发送装置、接收装置和电力线 说 明 书CN 102832971 A 3/6页 5 网络的通信系统，其中，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，该 方法可以包括： 0027 当发送装置中发送信号的PLC调制解调器与接收装置之间的电力线信道不是最 优信道时，发送信号的PLC调制解调器通过无线链路将信号传输至与接收装置之间电力线 信道优于其自身与接收装置之间电力线信道的PLC调制解调器，该PLC调制解调器将信号 通过电力线网络传输至接收装置。 0028 本发明提供的基于电力线通信的协同组网系统及通信方法，将发送装置中的多个 PLC调制解调器通过电力线。
17、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，电力线通信与无线通信的结合确保了各个PLC调制 解调器信息的可靠、有效传输，提高了电力线通信系统的可靠性与有效性。 0029 实施例一 0030 本发明实施例一提供了一种基于电力线通信的协同组网系统，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 包括通过电力线链路110连接的PLC调制解调器111、PLC调制解调器112和PLC调制解调 器113，接收装置12包括PLC调制解调器121。 0031 由于发送装置11包括三个PLC调制解调器，。
18、当其中一个PLC调制解调器与接收装 置12之间的电力线信道受噪声干扰比较严重时，可将信号通过无线链路传输给发送装置 11中与接收装置12之间的电力线信道较优或最优的另一PLC调制解调器，该PLC调制解调 器将信号通过电力线网络13传输至接收装置12。 0032 例如，发送装置11的PLC调制解调器111需要向接收装置12的PLC调制解调器 121发送信号x，如果PLC调制解调器111与PLC调制解调器121之间的电力线信道受噪 声干扰严重或者两者之间的信道处于深衰落区域，接收信号将处于解调门限以下，致使PLC 调制解调器121无法恢复出原始信号。在这种情况下，PLC调制解调器111通过无线链路。
19、 将信号传输至与PLC调制解调器121之间的电力线信道质量优于自身的PLC调制解调器， 如PLC调制解调器112。PLC调制解调器112再将信号x通过电力线网络13传输至接收装 置12。 0033 优选的，如果PLC调制解调器112和PLC调制解调器113与PLC调制解调器121之 间的电力线信道质量均优于发送信号的PLC调制解调器111与PLC调制解调器121之间的 电力线信道质量，并且，PLC调制解调器113与PLC调制解调器121之间的电力线信道质量 优于PLC调制解调器112与PLC调制解调器121之间的电力线信道质量，则PLC调制解调 器111将信号x通过无线链路115将信号x传输至。
20、PLC调制解调器113，由与PLC调制解调 器121之间的电力线信道质量最优的PLC调制解调器113将信号x通过电力线网络13传 输至PLC调制解调器121。 0034 需要说明的是，发送装置11的PLC调制解调器111、PLC调制解调器112和PLC调 制解调器113分别向PLC调制解调器121发送探测信号，PLC调制解调器121根据接收的探 测信号获取其自身与发送探测信号的PLC调制解调器之间的信道质量信息，并将获取的信 道质量信息反馈给相应的PLC调制解调器。发送装置11的PLC调制解调器111、PLC调制 解调器112和PLC调制解调器113通过无线链路114、无线链路115和无线链路。
21、116共享彼 此的信道质量信息，这样，发送装置11中PLC调制解调器111除了获取到其自身与PLC调 说 明 书CN 102832971 A 4/6页 6 制解调器121之间的信道质量信息外，还可以获取到PLC调制解调器112与PLC调制解调 器121之间的信道质量信息，以及PLC调制解调器113与PLC调制解调器121之间的信道 质量信息，一旦PLC调制解调器111与PLC调制解调器121之间的信道不能满足通信要求， PLC调制解调器111就可根据获取的信道质量信息，将信号传输至与PLC调制解调器121之 间信道质量较优或最优的PLC调制解调器，由该PLC调制解调器将信号通过电力线网络13 。
22、传输至PLC调制解调器121。 0035 图3示出了本发明实施例一提供的发送装置11中PLC调制解调器的结构示意图， 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。 0036 PLC处理单元1202接收用户终端传输来的信号，并对接收的信号进行编码调制， 将编码调制后的信号经电力线耦合单元1201耦合后，通过电力线网络13传输至接收装置 12，或者，将编码调制后的信号通过无线接口1203输出，经无线链路传输至另一个PLC调制 解调器，该PLC调制解调器将编码调制后的信号通过电力线网络13传输至接收装置12。本 实施例中的无线接口1203可以为蓝牙接。
23、口、无线局域网WLAN接口，或无线网格网络MESH 接口等。 0037 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。 0038 本发明实施例一提供的基于电力线通信的协同组网系统，将发送装置中的多个 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，电力线通信与无线通信的结合在很大程度上克服了 单个PLC调制解调器在电力线信道极差的情况下的性能瓶颈，确保了各个PLC调制解调器 的信息的可靠、有效传输，提高了电力线通信系统的。
24、可靠性与有效性。同时，解决了电力线 系统自身信道的复杂性所造成的传输信号质量差和随时可能产生信号中断等问题。 0039 实施例二 0040 本发明实施例二提供了一种基于电力线通信的协同组网系统，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 包括通过电力线链路210连接的PLC调制解调器211、PLC调制解调器212和PLC调制解调 器213，接收装置22包括通过电力线链路220连接的PLC调制解调器221、PLC调制解调器 222和PLC调制解调器223。 0041 由于发送装置21包括三个PLC调制解调器，当发送信号的PLC调制解。
25、调器与接收 装置22之间的电力线信道不是最优信道时，发送信号的PLC调制解调器通过无线链路将信 号传输至发送装置21中与接收装置22之间电力线信道优于其自身与接收装置22之间电 力线信道的PLC调制解调器，该PLC调制解调器将信号通过电力线网络23传输至接收装置 22。 0042 在本实施例中，发送装置21的所有PLC调制解调器向接收装置22的所有PLC调 制解调器发送探测信号，以PLC调制解调器211为例： 0043 PLC调制解调器211向接收装置22发送探测信号，接收装置22的PLC调制解调 器221、PLC调制解调器222和PLC调制解调器223分别接收探测信号，各个PLC调制解调 器。
26、根据接收的探测信号获取其自身与PLC调制解调器211之间的信道质量信息，并将获取 的信道质量信息反馈给PLC调制解调器211，这样，PLC调制解调器211便获取了其自身与 说 明 书CN 102832971 A 5/6页 7 接收装置22中各个PLC调制解调器之间的信道质量信息。 0044 同样的，发送装置21中的PLC调制解调器212和PLC调制解调器213通过上述方 式也可获取其自身与接收装置22中各个PLC调制解调器之间的信道质量信息。 0045 发送装置21的PLC调制解调器211、PLC调制解调器212和PLC调制解调器213 通过无线链路214、无线链路215和无线链路216共享彼。
27、此的信道质量信息，这样，发送装置 21中PLC调制解调器211除了可以获取到其自身与接收装置22中各个PLC调制解调器之 间的信道质量信息外，还可获取到PLC调制解调器212与接收装置22中各个PLC调制解调 器之间的信道质量信息，以及PLC调制解调器213与接收装置22中各个PLC调制解调器之 间的信道质量信息。 0046 同样的，发送装置21中PLC调制解调器212除了可以获取到其自身与接收装置 22中各个PLC调制解调器之间的信道质量信息外，还可获取到PLC调制解调器211与接收 装置22中各个PLC调制解调器之间的信道质量信息，以及PLC调制解调器213与接收装置 22中各个PLC调制。
28、解调器之间的信道质量信息。而发送装置21中PLC调制解调器213除 了可以获取到其自身与接收装置22中各个PLC调制解调器之间的信道质量信息外，还可获 取到PLC调制解调器211与接收装置22中各个PLC调制解调器之间的信道质量信息，以及 PLC调制解调器212与接收装置22中各个PLC调制解调器之间的信道质量信息。 0047 以发送装置21的PLC调制解调器211向接收装置22的PLC调制解调器221发送 信号x为例，其中，PLC调制解调器221即为需要接收信号的目标第二调制解调器，如果PLC 调制解调器211和PLC调制解调器221之间的信道不能满足通信要求，如信道受噪声干扰 严重或者信道。
29、处于深衰落区域，则PLC调制解调器211根据获取的信道质量选取最优信道， 该最优信道对应于发送装置21中的一个PLC调制解调器和接收装置22中的一个PLC调制 解调器。 0048 其中，当发送装置21中的PLC调制解调器211与接收装置22之间的电力线信道 不是最优信道时，选取的最优信道可能存在两种情况： 0049 (1)与最优信道对应的两个PLC调制解调器分别为：发送装置21中除PLC调制解 调器211外的其它PLC调制解调器，如PLC调制解调器212，和接收装置22中的PLC调制解 调器221，此时，发送装置21中的PLC调制解调器211需要将信号通过无线链路214传输至 PLC调制解调器。
30、212，PLC调制解调器212再将信号通过电力线网络23传输至接收装置22 中的PLC调制解调器221。 0050 (2)与最优信道对应的两个PLC调制解调器分别为：发送装置21中除PLC调制解 调器211外的其它PLC调制解调器，如PLC调制解调器213，和接收装置22中除PLC调制解 调器221外的其它PLC调制解调器，如PLC调制解调器223，此时，发送装置21中的PLC调 制解调器211先将信号通过无线链路215传输至PLC调制解调器213，PLC调制解调器213 再将接收的信号通过电力线网络23传输至接收装置22中的PLC调制解调器223，PLC调制 解调器223最后将接收的信号通过。
31、无线链路225传输至PLC调制解调器221。 0051 此外，当发送装置21中的PLC调制解调器211与接收装置22之间的电力线信道 是最优信道，并且，接收装置22中接收信号的PLC调制解调器不是PLC调制解调器221时， 即，与最优信道对应的两个PLC调制解调器分别为：发送装置21中的PLC调制解调器211， 和接收装置22中除PLC调制解调器221外的其它PLC调制解调器，如PLC调制解调器223， 说 明 书CN 102832971 A 6/6页 8 此时，发送装置21中的PLC调制解调器211将信号通过电力线网络23传输至接收装置22 中的PLC调制解调器223，PLC调制解调器223。
32、再将接收的信号通过无线链路226传输至 PLC调制解调器221。 0052 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。 0053 本发明实施例二提供的基于电力线通信的协同组网系统，将发送装置中的多个 PLC调制解调器通过电力线链路连接起来，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，使发送装置中的各个PLC调制解调器之间可以 通过无线链路进行信息交互，同时，使接收装置中的各个PLC调制解调器之间可以通过无 线链路进行信息交互，电力线通信与无线通信的结合使得。
33、，当传输信号的信道质量不能满 足通信要求时，可以选取信道质量较优或最优的信道传输该信号，从而确保了发送装置中 各个PLC调制解调器的信息的可靠、有效传输，提高了电力线通信系统的可靠性与有效性。 同时，解决了电力线系统自身信道的复杂性所造成的传输信号质量差和随时可能产生信号 中断等问题。 0054 本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部 分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。以上所描述的系 统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理 上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一。
34、个地方，或 者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实 现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解 并实施。 0055 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。 说 明 书CN 102832971 A 1/2页 9 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102832971 A 2/2页 10 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102832971 A 10 。