引用本文:
杨立伟,梁雪,赵礼豪,等. 一种改进的基于OFDM的PLC-VLC混合网络系统[J]. 光通信技术,2023,47(6):1-5.
杨立伟1,梁 雪1,赵礼豪2,王志立1,许文龙3
(1.中国农业大学 信息与电气工程学院,北京 100083; 2.北京信息科技大学 机电工程学院,北京 100083;3.北京邮电大学 信息与通信工程学院,北京 100083)
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要:为了降低室内电力线通信和可见光通信(PLC-VLC)系统的复杂度并提高系统的稳定性,提出一种改进的基于正交频分复用(OFDM)的PLC-VLC混合网络系统,通过改进双PLC调制器和发光二极管(LED)结构,降低传统混合网络系统的复杂度。搭建了PLC-VLC混合系统的仿真平台,对系统中信号的频谱图、眼图和误码率性能进行仿真分析。仿真结果表明,所提改进的基于OFDM的PLC-VLC混合网络系统中电信号与光信号转换基本不失真,信号传输准确率较高,系统性能良好。
关键词:可见光通信;电力线通信;混合网络;正交频分复用
中图分类号:TN929 文献标志码:A 文章编号:1002-5561(2023)06-0001-05
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2023.06.001
0 引言
可见光通信(VLC)技术是一种新型的无线光通信技术,具有频谱资源丰富、无电磁辐射干扰、安全性极高的优点。电力线通信(PLC)技术指利用电力线作为介质实现数据信息和媒体信号传输的一种通信技术,它不仅可以利用高压输电线路进行高频信号的传输,也可以采用低压配电网进行载波通信,因此PLC技术在智能电网和智慧家庭中得到广泛的应用。由于发光二极管(LED)发光器件需要电流的驱动,为避免室内VLC成为“信息孤岛”,文献[1]将PLC和VLC级联,可以轻松地通过电力线连接互联网,实现“有电就有光,有光便能通信”,使两者相辅相成。
2003年,KOMINE T等人[2-3]使用PLC作为VLC的传输干线,构建PLC和VLC融合网络,解决了室内VLC通信的布线问题;2006年,他们将正交频分复用(OFDM)技术应用到PLC-VLC系统中,并对系统性能
进行分析,提高了VLC频谱资源利用率。2009年,ALAVI S E等人[4]在融合系统中加入阻抗匹配,提高了系统传输速率。2015年,NDJIONGUE A R等人[5]将OFDM与正交相移键控(QPSK)技术相结合应用在PLC信道,并且在VLC信道中使用色移键控(CSK)进一步提高系统容量;同年,SONG J等人[6]利用PLC信道、VLC信道和LED等效信道的串联形式建立了PLC-VLC混合系统的信道分析模型。2017年,CHEN M等人[7]对基于OFDM的混合PLC-VLC通信模型进行了研究,采用奇异值分解(SVD)与线性插值相结合进行信道估计,但该算法在块结构下对导频空间不敏感,系统误码率性能较低。
为了进一步提高PLC-VLC混合网络系统的传输效率和降低系统的复杂性,本文提出一种改进的基于OFDM的PLC-VLC混合网络系统。
4 结束语
本文提出了一种改进的基于OFDM的PLC-VLC混合网络系统,将传统电力线的双调制器(正交调制器、OFDM调制器)改成单个OFDM调制器,并对LED结构进行了改进。仿真结果表明:改进的混合网络系统能满足接入网的要求,且系统复杂度低、稳定性高,为PLC-VLC技术应用在未来智能电网和智慧家庭中应用提供了理论依据。