[发明专利]电力线脉冲噪声的实时检测与抑制方法

说明书

本发明公开了一种电力线脉冲噪声的实时检测与抑制方法，包括：根据典型调制方式下的发送端基带信号对应的原始OFDM符号的峰值和均值来设置脉冲阈值M1、M2、M3、M4；对输入的采样数据与脉冲阈值M1、M2进行幅值比较，并根据幅值比较结果对脉冲计数器的计数值进行增加、减小或保持不变；将脉冲计数器的计数值与计数阈值进行比较，并根据比较结果设置脉冲检测限幅标志以及脉冲检测置零标志；根据脉冲检测限幅标志以及脉冲检测置零标志的状态以及后续采样数据与脉冲阈值M3、M4的幅值比较结果对后续采样数据进行限幅处理或不限幅处理。该实时检测与抑制方法对脉冲噪声的检测准确性比较高、抑制效果比较好，处理速度块并且实现该方法占用的电路面积较小。

技术领域

本发明是关于电力线载波通信领域，特别是关于一种电力线脉冲噪声的实时检测与抑制方法。

背景技术

电力线载波通信是指利用电力线传输数据和媒体信号的一种通信方式，因其建设成本低、覆盖范围广等优势，在智能家居、用电信息采集与电气设备监控与等领域得到了广泛的应用。然而电力线最初是为输送电能设计的，信道特性很不理想。为了在电力线上实现可靠高速的数据传输，目前主流的电力线载波通信协议都采用正交频分复用OFDM技术，结合较长的循环前缀、较强的信道交织、分集拷贝及信道编码等技术来对抗多径衰落、窄带干扰、背景噪声与脉冲噪声等因素引起的信号损伤与失真。

电力线上脉冲噪声很常见，它是由整流器、开关电源及电源开关瞬时启闭等引起的，其噪声特性与无线通信中的有很大不同，分与工频同步的周期性脉冲噪声及与系统频率无关的单事件脉冲噪声两类，这两类噪声按微秒和毫秒级单位时变，在脉冲发生时，噪声会扩散到频域所有的子载波上且功率谱很高，很容易引起OFDM接收机中时频变换FFT的饱和，从而导致数据传输中的突发错误，降低系统性能。为此，有必要采取有效的措施来检测与抑制脉冲噪声。

现有电力线脉冲噪声的检测与消除方法包括频域处理、时频变换处理、压缩感知、时域处理等几大类。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术存在以下问题：

频域处理方法是基于信道状态信息(CSI)或信道频域响应(CFR)来进行脉冲噪声抑制。频域处理方法无法避免强脉冲噪声情况下OFDM接收机中有限字长造成时频变换(FFT)的饱和，处理也较复杂。

时频变换处理方法是先在频域得到噪声，然后将其变换到时域处理只保留脉冲噪声，最后在时域或再次变换到频域将其减去。时频变换处理方法的操作过程比较繁琐，延时大，复杂度相对较高。

压缩感知方法是利用脉冲噪声在时域的稀疏特性和频域上存在的虚子载波从而较精确地重构出脉冲噪声。压缩感知方法降低了频谱利用率，复杂度也很高。

因此频域处理、时频变换处理、压缩感知这三类方法都较复杂，且延时较大，不利于实时处理。

时域处理方法是在时域直接判断脉冲的宽度与幅度，根据相应的阈值来进行脉冲噪声的检测与抑制。时域处理虽然易于实现脉冲噪声检测与抑制的实时性，但当前的时域处理做法基本上是在时域对接收信号进行采样，计算脉冲个数及采样数据的平均功率或均值，根据脉冲个数及平均功率或均值并结合接收信号功率来对当前采样的数据进行脉冲检测和消除，此类方法须存储一定数量的采样数据，电路面积大，且有较大的处理延迟；另外电力通信是一种快速的突发传输，在有信号与无信号时或在自动增益控制(AGC)调整过程中，平均功率或均值会有明显变化，易引起误判；此外OFDM电力线通信系统具有较高峰均比，这对脉冲噪声的检测的效果也带来了较大的挑战。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电力线脉冲噪声的实时检测与抑制方法，其对脉冲噪声的检测准确性比较高、抑制效果比较好，处理速度块并且实现该方法占用的电路面积较小。