[發明專利]一種基于深度飽和脈沖噪聲的自動增益控制方法

有效

• 申請號: 202210381632.1
• 申請日: 2022-04-12
• 公開（公告）號: CN114745026B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 周立鵬;張洋;周健;毛翔宇
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: H04B3/46
• 分類號: H04B3/46;H04B3/04;H04B3/54
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種基于深度飽和脈沖噪聲的自動增益控制方法，屬于電力線通信領域。該方法包括：S1：對VGA輸出信號進行采樣，經過ADC獲取采樣信號；S2：檢測ADC采樣信號是否有飽和樣點，即判斷ADC溢出標志位，如果ADC溢出標志位為0，則不執行脈沖噪聲檢測模塊，進入正常AGC模式；S3：如果ADC溢出標志位為1，則執行脈沖噪聲檢測模塊；S4：如果ADC溢出標志為1，但沒有檢測到脈沖噪聲，同樣進入正常AGC增益調整模式，調整過程采用正常AGC模式增益調整算法。本發明提高了信號功率估計的速度，收斂性極好，保證環路穩定時間盡可能短，同時信號功率估計的準確度也較高。

技術領域

本發明屬于電力線通信領域，涉及到PLC的脈沖噪聲抑制方面，提出一種檢測并深度飽和脈沖噪聲的AGC結構，從模擬域減少脈沖噪聲帶來的不利影響。具體涉及一種基于深度飽和脈沖噪聲的自動增益控制方法。

背景技術

電力線通信(Power Line Communication，PLC)是指利用220V電力線及其形成的輸電網、配電網作為通信介質，實現數據傳輸的一種通信技術。PLC早期的應用主要是中高壓電力線上窄帶語音、數據通信，此時PLC頻率較低，工作在kHz級別，應用領域局限于供電管理、遠程控制、遠程保護等。

隨著技術的發展，PLC因其獨特優勢愈發得到學者們關注，電力線通信最大優勢在于：其他任何通信方式都無可比擬的覆蓋率。在現代社會中，電力線幾乎無處不在、深入到每家每戶，且無需重新布線(No New Wires)、靈活快速(即插即用)、低成本地實現接入，并且維護簡單，因此電力線通信技術是當今發展的熱點。PLC行業規模相當可觀，技術也日趨成熟，不同場景有不同應用：面向電網側，PLC主要用于智能電網，采集用戶用電信息和智能電網計量系統；面向家庭側，PLC可用于家庭局域網、智能家居(Smart home)、也可作為Wi-Fi骨干網等。

與雙絞線、光纜等有線專用載體相比，電力線纜原本是為傳送50/60Hz工頻電能而設計，并未考慮其作為通信媒介的功能。電力線信道網絡拓撲十分復雜，且有很強的隨機性和時變性，使其通信環境非常惡劣，主要影響因素有：頻率選擇性衰落、阻抗不匹配、多種噪聲干擾等。

噪聲干擾是影響電力線通信可靠性的最主要因素之一。對電力線通信影響最大的是脈沖噪聲：大功率負載的隨機開關、用電設備短路故障、靜電以及雷電等，都會在電力線上產生隨機脈沖噪聲，脈沖噪聲頻譜很寬，持續的時間很短，一般以μs、ms為單位，噪聲強度、出現時間也很隨機，不可預測，干擾能力遠大于其他各類噪聲，會造成通信系統突發性故障，甚至完全不能傳輸。

隨著人們對數據傳輸速率要求的不斷增加，電力線通信逐漸向寬帶化方向發展。然而，隨著通信帶寬的增加，電力線信道表現出強烈的頻率選擇性衰落，以及隨頻率增加而急劇上升的信號衰減。因此，在這種背景下，OFDM(Orthogonal Frequency DivisionMultiplexing,OFDM)技術被逐漸應用到PLC系統中，相比于傳統的調制方式，OFDM能夠實現高速數據傳輸，具有較高的頻譜效率，并能夠適應頻率選擇性信道以及對噪聲干擾魯棒性，因而在寬帶電力線通信系統中得到了泛應用。目前，在各個寬帶電力線通信標準中，均將OFDM作為其物理層調制技術，如HomePlug AV、IEEE1901和G.hn等協議。

但OFDM技術最大的是缺點是信號功率峰均比較大，一般為10～12dB，容易使得在有用信號平均功率較小時，信號峰值已經超過ADC滿刻度，導致有用信號截斷失真，降低接收端的解調性能。而傳統AGC主要考慮的是通信中大尺度衰落和遠近效應造成的信號波動，重點關注的是AGC的增益調增范圍和調整精度，沒有考慮大脈沖噪聲遠遠大于有用信號的場景，也沒有考慮到脈沖噪聲的突發性，因此并不適用引入到PLC系統。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于深度飽和脈沖噪聲的自動增益控制方法，提高了信號功率估計的速度，收斂性極好，保證環路穩定時間盡可能短，同時信號功率估計的準確度也較高；在模擬域提高了輸出SNR，減少了脈沖噪聲的不利影響。