[發明專利]一種基于信號表示的PLC信號濾波方法和系統

在審

• 申請號: 201910582585.5
• 申請日: 2019-06-29
• 公開（公告）號: CN110299933A
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發明（設計）人: 翟明岳
• 申請（專利權）人: 廣東石油化工學院
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54;H04B3/04;H04B15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明的實施例公開一種基于信號表示的PLC信號濾波方法和系統，所述方法包括：步驟1，輸入實測的PLC信號序列S；步驟2，根據信號表示理論對所述PLC信號序列S進行濾除噪聲處理，濾除噪聲后的信號序列分為兩部分：S_PLC和S_IM；具體為，為PLC調制信號；為PLC信道中的脈沖噪聲。其中，Φ_PLC為信號投影矩陣；Φ_IM為脈沖投影矩陣；為信號最佳濾波矢量；為脈沖最佳濾波矢量。

技術領域

本發明涉及電力領域，尤其涉及一種PLC信號濾波方法和系統。

背景技術

電力線通信，相比各種有線通信技術，無需重新布線，易于組網等優點，具有廣闊的應用前景。電力線通信技術分為窄帶電力線通信(Narrowband over power line，NPL)和寬帶電力線通信(Broadband over power line，BPL)；窄帶電力線通信是指帶寬限定在3k～500kHz的電力線載波通信技術；電力線通信技術包括歐洲CENELEC的規定帶寬(3～148.5kHz)，美國聯邦通訊委員會(FCC)的規定帶寬(9～490kHz)，日本無線工業及商貿聯合會(Association of Radio Industries and Businesses，ARIB)的規定帶寬(9～450kHz)，和中國的規定帶寬(3～500kHz)。窄帶電力線通信技術多采用單載波調制技術，如PSK技術，DSSS技術和線性調頻Chirp等技術，通信速率小于1Mbits/s；寬帶電力線通信技術指帶寬限定在1.6～30MHz之間、通信速率通常在1Mbps以上的電力線載波通信技術，采用以OFDM為核心的多種擴頻通信技術。

雖然電力線通信系統有著廣泛的應用，且技術相對成熟，但是電力線通信系統中大量的分支和電氣設備，會在電力線信道中產生大量的噪聲；而其中隨機脈沖噪聲具有很大的隨機性，噪聲強度高，對電力線通信系統造成嚴重破壞，因此，針對隨機脈沖噪聲的抑制技術，一直是國內外學者研究的重點；而且噪聲模型并不符合高斯分布。因此，傳統的針對高斯噪聲設計的通信系統不再適用于電力線載波通信系統，必須研究相應的噪聲抑制技術，以提高電力線通信系統信噪比，降低誤碼率，保證電力線通信系統質量。在實際應用中，一些簡單的非線性技術經常被應用于消除電力線信道噪聲，如Clipping、Blanking和Clipping/Blanking技術，但是這些研究方法都必須在一定的信噪比情況下才能良好工作，僅僅考慮了沖擊噪聲的消除，在電力線通信系統中，某些商用電力線發送器的特征是低發射功率，在一些特殊情況，發射功率甚至可能會低于18w，因此，在某些特殊情況，信號將會淹沒在大量噪聲中，導致電力線通信系統低信噪比情況。

隨著非線性電器的應用和普及，中低壓輸配電網絡中背景噪聲呈現出較為明顯的非平穩性和非高斯特性，常用的低通濾波器在非平穩和非高斯噪聲環境中難以達到理想的濾波效果，很難濾除非平穩非高斯噪聲，嚴重影響了PLC通信系統的性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于信號表示的PLC信號濾波方法和系統，所提出的方法利用了PLC調制信號、脈沖噪聲和背景噪聲在信號表示領域中的差異，通過信號表示系數區分PLC調制信號、脈沖噪聲和背景噪聲。所提出的方法具有較好的開關事件檢測性能，計算非常簡單。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于信號表示的PLC信號濾波方法，包括：

步驟1，輸入實測的PLC信號序列S；

步驟2，根據信號表示理論對所述PLC信號序列S進行濾除噪聲處理，濾除噪聲后的信號序列分為兩部分：S_PLC和S_IM；具體為，為PLC調制信號；為PLC信道中的脈沖噪聲。其中，Φ_PLC為信號投影矩陣；Φ_IM為脈沖投影矩陣；為信號最佳濾波矢量；為脈沖最佳濾波矢量。

一種基于信號表示的PLC信號濾波系統，包括：