[發明專利]一種利用Gilbert優化的PLC信號濾波方法和系統

在審

• 申請號: 202010519964.2
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111628804A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 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: H04B3/04
• 分類號: H04B3/04;H04B3/54
• 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利用Gilbert優化的PLC信號濾波方法和系統，所述方法包括：步驟101獲取按時間順序采集的信號序列S；步驟102求取高斯隨機投影矩陣F；步驟103求取Gilbert自由度P；步驟104求取濾除了噪聲的信號序列S_new。

技術領域

本發明涉及通信領域，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至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(3148.5kHz)，美國聯邦通訊委員會(FCC)的規定帶寬(9至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至450kHz)，和中國的規定帶寬(3至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至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Clip-ping、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。

發明內容

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。。

本發明的目的是提供一種利用Gilbert優化的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混合表示領域中的差異，通過Gilbert優化性質區分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噪聲濾除性能，計算也非常簡單。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種利用Gilbert優化的PLC信號濾波方法，包括：

步驟101獲取按時間順序采集的信號序列S；

步驟102求取高斯隨機投影矩陣F，具體為：所述高斯隨機投影矩陣F的第i行第j列元素f_ij的計算公式為其中，X_ij為獨立同分布的高斯隨機變量，所述高斯隨機變量X_ij的均值為m₀，均方差為σ₀；m₀為所述信號序列S的均值；σ₀為所述信號序列S的均方差；i為行序號，所述行序號i的取值范圍為i＝1,2,···,N；j為列序號，所述列序號j的取值范圍為j＝1,2,···,N；N為所述信號序列S的長度；