[發明專利]一種電力線通信信號濾波方法及系統

有效

• 申請號: 202010971971.6
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN111934716B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 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;H04L25/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種電力線通信信號濾波方法，其特征在于，包括：

獲取實時的電力線通信信號序列；

利用所述電力線通信信號序列中相鄰兩個元素的差值確定信號差分序列；

利用所述電力線通信信號序列和所述信號差分序列確定期望序列，具體包括：利用所述電力線通信信號序列和所述信號差分序列求解公式得到期望序列；

利用所述信號差分序列和所述期望序列確定拉格朗日函數矩陣；具體包括：利用所述信號差分序列和所述期望序列求解公式K＝{[ΔS_N]^TX_EXP+1}³，得到拉格朗日函數矩陣；

利用所述拉格朗日函數矩陣確定拉格朗日因子矢量，具體包括：利用所述拉格朗日函數矩陣求解公式得到拉格朗日因子矢量；所述拉格朗日函數矩陣求解公式的約束條件為

利用所述拉格朗日函數矩陣和所述拉格朗日因子矢量確定拉格朗日最佳矩陣，具體包括：

利用所述拉格朗日函數矩陣和所述拉格朗日因子矢量求解公式得到拉格朗日最佳矩陣；

利用所述拉格朗日最佳矩陣對所述電力線通信信號序列進行濾波，得到濾波后的信號序列，具體包括：利用所述拉格朗日最佳矩陣求解公式S_NEW＝W_OPTS，對所述電力線通信信號序列進行濾波，得到濾波后的信號序列；

式中，X_EXP表示期望序列，ΔS_N表示所述信號差分序列，σ_S表示所述電力線通信信號序列的均方差；σ_ΔS為所述信號差分序列的均方差，S表示所述電力線通信信號序列，K表示拉格朗日函數矩陣，ΔS_N表示所述信號差分序列，X_EXP表示所述期望序列，a_OPT表示拉格朗日因子矢量；a表示中間矢量，a＝[α₁,α₂,...,α_j,...,α_N]，α_j表示中間矢量的第j個元素，N表示中間矢量a的元素數量；K表示拉格朗日函數矩陣；λ_MAX表示所述拉格朗日函數矩陣的最大特征值，W_OPT表示拉格朗日最佳矩陣；W_n表示所述拉格朗日因子矢量a_OPT的第n個元素；Z_n表示所述拉格朗日函數矩陣的第n個特征矢量，N₁表示所述拉格朗日函數矩陣的特征矢量的數量，所述拉格朗日因子矢量的元素的數量與所述拉格朗日函數矩陣的特征矢量的數量相等，S_NEW表示濾波后的信號序列。

2.根據權利要求1所述的電力線通信信號濾波方法，其特征在于，所述利用所述電力線通信信號序列中相鄰兩個元素的差值確定信號差分序列，具體包括：

計算所述電力線通信信號序列中相鄰兩個元素的差值；

通過所述差值確定信號差分序列，所述信號差分序列為：ΔS_N＝[0,s₂-s₁,...,s_n-s_n-1,...,s_N-s_N-1]；

式中，所述電力線通信信號序列為S＝[s₁,s₂,...,s_n,...,s_N]，N表示所述電力線通信信號序列的長度；s_n表示所述電力線通信信號序列的第n個元素，n＝1,2,...,N。

3.一種電力線通信信號濾波系統，其特征在于，包括：

電力線通信信號序列獲取模塊，用于獲取實時的電力線通信信號序列；

信號差分序列確定模塊，用于利用所述電力線通信信號序列中相鄰兩個元素的差值確定信號差分序列；

期望序列確定模塊，用于利用所述電力線通信信號序列和所述信號差分序列確定期望序列；

期望序列確定模塊具體包括：

期望序列確定單元，用于利用電力線通信信號序列和信號差分序列求解公式得到期望序列；

式中，X_EXP表示期望序列，ΔS_N表示信號差分序列，σ_S表示電力線通信信號序列的均方差；σ_ΔS為信號差分序列的均方差，S表示電力線通信信號序列；

拉格朗日函數矩陣確定模塊，用于利用所述信號差分序列和所述期望序列確定拉格朗日函數矩陣；

拉格朗日函數矩陣確定模塊具體包括：

拉格朗日函數矩陣確定單元，用于利用信號差分序列和期望序列求解公式K＝{[ΔS_N]^TX_EXP+1}³，得到拉格朗日函數矩陣；

式中，K表示拉格朗日函數矩陣，ΔS_N表示信號差分序列，X_EXP表示期望序列；

拉格朗日因子矢量確定模塊，用于利用所述拉格朗日函數矩陣確定拉格朗日因子矢量；

所述拉格朗日因子矢量確定模塊，具體包括：

拉格朗日因子矢量確定單元，用于利用所述拉格朗日函數矩陣求解公式得到拉格朗日因子矢量；

上式的約束條件為式中，a_OPT表示拉格朗日因子矢量；a表示中間矢量，a＝[α₁,α₂,...,α_j,...,α_N]，α_j表示中間矢量的第j個元素，N表示中間矢量a的元素數量；K表示拉格朗日函數矩陣；λ_MAX表示所述拉格朗日函數矩陣的最大特征值；

最佳矩陣確定模塊，用于利用所述拉格朗日函數矩陣和所述拉格朗日因子矢量確定拉格朗日最佳矩陣；

最佳矩陣確定模塊具體包括：

最佳矩陣確定單元，用于利用拉格朗日函數矩陣和拉格朗日因子矢量求解公式得到拉格朗日最佳矩陣；

式中，W_OPT表示Lagrange最佳矩陣；W_n表示拉格朗日因子矢量a_OPT的第n個元素；Z_n表示拉格朗日函數矩陣的第n個特征矢量，N₁表示拉格朗日函數矩陣的特征矢量的數量，拉格朗日因子矢量的元素的數量與拉格朗日函數矩陣的特征矢量的數量相等，拉格朗日函數矩陣的特征矢量的數量與PLC信號序列的元素數量相等；

濾波模塊，用于利用所述拉格朗日最佳矩陣對所述電力線通信信號序列進行濾波，得到濾波后的信號序列；

所述濾波模塊，具體包括：

濾波單元，用于利用所述拉格朗日最佳矩陣求解公式S_NEW＝W_OPTS，對所述電力線通信信號序列進行濾波，得到濾波后的信號序列；

式中，S_NEW表示濾波后的信號序列。