[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

本發明涉及一種電力線通信信號濾波方法及系統，涉及電力系統技術領域。該方法包括：利用實時的電力線通信信號序列中元素的差值確定信號差分序列；利用電力線通信信號序列和信號差分序列確定期望序列；利用信號差分序列和期望序列確定拉格朗日函數矩陣；利用拉格朗日函數矩陣確定拉格朗日因子矢量；利用拉格朗日函數矩陣和拉格朗日因子矢量確定拉格朗日最佳矩陣；利用拉格朗日最佳矩陣對電力線通信信號序列進行濾波，得到濾波后的信號序列。本發明通過引入拉格朗日因子矢量，利用拉格朗日函數矩陣和拉格朗日因子矢量確定拉格朗日最佳矩陣，利用拉格朗日最佳矩陣對電力線通信信號序列進行濾波，有效地濾除了PLC信號中的脈沖噪聲。

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，特別是涉及一種電力線通信信號濾波方法及系統。

背景技術

電力線通信(Power Line Communications，PLC)，相比各種有線通信技術，具有無需重新布線和易于組網等優點，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3kHz～500kHz的電力線載波通信技術，包括歐洲電工標準化委員會(European Committee for Electrotechnical Standardization，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，如相移鍵控(Phase-Shift Keying，PSK)技術，直接序列擴頻(DirectSequence Spread Spectrum，DSSS)技術和線性調頻信號(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1.6MHz～30MHz之間、通信速率通常在1Mbps以上的電力線載波通信技術，采用以正交頻分復用技術(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing，OFDM)為核心的多種擴頻通信技術。

電力線通信(Power Line Communications，PLC)系統是利用中低壓電力線網絡傳輸高頻通信信號的系統。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。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，所以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，隨機脈沖噪聲的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適用于電力線載波通信系統。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，這些非線性技術的研究方法都必須在一定的信噪比情況下才能良好工作，而且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。所以，在某些特殊情況時，PLC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。因此，在PLC通信系統中，對通信信號進行濾波是很重要的一步，常用的濾波方法是低通濾波器。

隨著非線性電器的應用和普及(例如使用馬達的果汁機、咖啡機和豆漿機等)，PLC通信信號中出現了越來越多的脈沖噪聲，此類噪聲的瞬時功率很大，呈現出較為明顯的非平穩性和非高斯特性，但常用的低通濾波器在濾除脈沖噪聲方面表現不佳，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電力線通信信號濾波方法及系統，有效地濾除PLC信號中的脈沖噪聲，保證電力線通信系統質量。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種電力線通信信號濾波方法，包括：