[發(fā)明專利]電力線脈沖噪聲的實(shí)時(shí)檢測(cè)與抑制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910074404.8
• 申請(qǐng)日: 2019-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN109617573B
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周春良;王連成;遲海明;張曉輝;李錚;唐曉柯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京智芯微電子科技有限公司;國(guó)網(wǎng)信息通信產(chǎn)業(yè)集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): H04B3/46
• 分類號(hào): H04B3/46;H04B3/54;H04B1/10;H04B1/12
• 代理公司: 北京潤(rùn)平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇

本發(fā)明公開了一種電力線脈沖噪聲的實(shí)時(shí)檢測(cè)與抑制方法，包括：根據(jù)典型調(diào)制方式下的發(fā)送端基帶信號(hào)對(duì)應(yīng)的原始OFDM符號(hào)的峰值和均值來(lái)設(shè)置脈沖閾值M1、M2、M3、M4；對(duì)輸入的采樣數(shù)據(jù)與脈沖閾值M1、M2進(jìn)行幅值比較，并根據(jù)幅值比較結(jié)果對(duì)脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值進(jìn)行增加、減小或保持不變；將脈沖計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值與計(jì)數(shù)閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較結(jié)果設(shè)置脈沖檢測(cè)限幅標(biāo)志以及脈沖檢測(cè)置零標(biāo)志；根據(jù)脈沖檢測(cè)限幅標(biāo)志以及脈沖檢測(cè)置零標(biāo)志的狀態(tài)以及后續(xù)采樣數(shù)據(jù)與脈沖閾值M3、M4的幅值比較結(jié)果對(duì)后續(xù)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行限幅處理或不限幅處理。該實(shí)時(shí)檢測(cè)與抑制方法對(duì)脈沖噪聲的檢測(cè)準(zhǔn)確性比較高、抑制效果比較好，處理速度塊并且實(shí)現(xiàn)該方法占用的電路面積較小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于電力線載波通信領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種電力線脈沖噪聲的實(shí)時(shí)檢測(cè)與抑制方法。

背景技術(shù)

電力線載波通信是指利用電力線傳輸數(shù)據(jù)和媒體信號(hào)的一種通信方式，因其建設(shè)成本低、覆蓋范圍廣等優(yōu)勢(shì)，在智能家居、用電信息采集與電氣設(shè)備監(jiān)控與等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而電力線最初是為輸送電能設(shè)計(jì)的，信道特性很不理想。為了在電力線上實(shí)現(xiàn)可靠高速的數(shù)據(jù)傳輸，目前主流的電力線載波通信協(xié)議都采用正交頻分復(fù)用OFDM技術(shù)，結(jié)合較長(zhǎng)的循環(huán)前綴、較強(qiáng)的信道交織、分集拷貝及信道編碼等技術(shù)來(lái)對(duì)抗多徑衰落、窄帶干擾、背景噪聲與脈沖噪聲等因素引起的信號(hào)損傷與失真。

電力線上脈沖噪聲很常見，它是由整流器、開關(guān)電源及電源開關(guān)瞬時(shí)啟閉等引起的，其噪聲特性與無(wú)線通信中的有很大不同，分與工頻同步的周期性脈沖噪聲及與系統(tǒng)頻率無(wú)關(guān)的單事件脈沖噪聲兩類，這兩類噪聲按微秒和毫秒級(jí)單位時(shí)變，在脈沖發(fā)生時(shí)，噪聲會(huì)擴(kuò)散到頻域所有的子載波上且功率譜很高，很容易引起OFDM接收機(jī)中時(shí)頻變換FFT的飽和，從而導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸中的突發(fā)錯(cuò)誤，降低系統(tǒng)性能。為此，有必要采取有效的措施來(lái)檢測(cè)與抑制脈沖噪聲。

現(xiàn)有電力線脈沖噪聲的檢測(cè)與消除方法包括頻域處理、時(shí)頻變換處理、壓縮感知、時(shí)域處理等幾大類。

發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)存在以下問題：

頻域處理方法是基于信道狀態(tài)信息(CSI)或信道頻域響應(yīng)(CFR)來(lái)進(jìn)行脈沖噪聲抑制。頻域處理方法無(wú)法避免強(qiáng)脈沖噪聲情況下OFDM接收機(jī)中有限字長(zhǎng)造成時(shí)頻變換(FFT)的飽和，處理也較復(fù)雜。

時(shí)頻變換處理方法是先在頻域得到噪聲，然后將其變換到時(shí)域處理只保留脈沖噪聲，最后在時(shí)域或再次變換到頻域?qū)⑵錅p去。時(shí)頻變換處理方法的操作過程比較繁瑣，延時(shí)大，復(fù)雜度相對(duì)較高。

壓縮感知方法是利用脈沖噪聲在時(shí)域的稀疏特性和頻域上存在的虛子載波從而較精確地重構(gòu)出脈沖噪聲。壓縮感知方法降低了頻譜利用率，復(fù)雜度也很高。

因此頻域處理、時(shí)頻變換處理、壓縮感知這三類方法都較復(fù)雜，且延時(shí)較大，不利于實(shí)時(shí)處理。

時(shí)域處理方法是在時(shí)域直接判斷脈沖的寬度與幅度，根據(jù)相應(yīng)的閾值來(lái)進(jìn)行脈沖噪聲的檢測(cè)與抑制。時(shí)域處理雖然易于實(shí)現(xiàn)脈沖噪聲檢測(cè)與抑制的實(shí)時(shí)性，但當(dāng)前的時(shí)域處理做法基本上是在時(shí)域?qū)邮招盘?hào)進(jìn)行采樣，計(jì)算脈沖個(gè)數(shù)及采樣數(shù)據(jù)的平均功率或均值，根據(jù)脈沖個(gè)數(shù)及平均功率或均值并結(jié)合接收信號(hào)功率來(lái)對(duì)當(dāng)前采樣的數(shù)據(jù)進(jìn)行脈沖檢測(cè)和消除，此類方法須存儲(chǔ)一定數(shù)量的采樣數(shù)據(jù)，電路面積大，且有較大的處理延遲；另外電力通信是一種快速的突發(fā)傳輸，在有信號(hào)與無(wú)信號(hào)時(shí)或在自動(dòng)增益控制(AGC)調(diào)整過程中，平均功率或均值會(huì)有明顯變化，易引起誤判；此外OFDM電力線通信系統(tǒng)具有較高峰均比，這對(duì)脈沖噪聲的檢測(cè)的效果也帶來(lái)了較大的挑戰(zhàn)。

公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種電力線脈沖噪聲的實(shí)時(shí)檢測(cè)與抑制方法，其對(duì)脈沖噪聲的檢測(cè)準(zhǔn)確性比較高、抑制效果比較好，處理速度塊并且實(shí)現(xiàn)該方法占用的電路面積較小。