專利名稱：一種電力線通信信道脈沖噪聲檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通信噪聲檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是，具體涉及一種電力線通信(PLC) 信道脈沖噪聲檢測方法。
背景技術(shù)：
電力線通信(Power Line Communication, PLC)是以電力線作為通信媒介的一種通信方式。PLC技術(shù)早在六十多年前就應(yīng)用在輸電線路上，用于發(fā)電廠及變電站的調(diào)度指揮通信，但很長時間以來，其并不是一種理想的通信介質(zhì)，然而隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是調(diào)制技術(shù)及微電子技術(shù)的發(fā)展，使得PLC的實用化成為可能。隨著技術(shù)的進(jìn)步，PLC技術(shù)被利用以低壓配電線路傳輸高速數(shù)據(jù)、語音、圖像等多媒體業(yè)務(wù)信號，應(yīng)用于家庭國際互聯(lián)網(wǎng)(Internet) “寬帶”接入和家電智能化聯(lián)網(wǎng)控制，即高速數(shù)據(jù)PLC。但是，如何進(jìn)一步提高在PLC的通信性能，實現(xiàn)高速、可靠的長距離通信，依賴于對通信信道特性的準(zhǔn)確把握，所以，對PLC的研究具有重要意義。信道仿真研究是PLC研究的重要方面，即利用各種軟件、硬件工具搭建仿真平臺， 來模擬實際中的PLC信道特性，研究人員可以借助仿真平臺完成大部分的實驗，而不用到戶外等實際場景下，從而提高研究效率。由于電力線網(wǎng)絡(luò)并不是專為高頻信號傳輸而設(shè)計的，因此電力線網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出較多、較強的不利于高頻信號傳輸?shù)囊蛩亍LC信道從而表現(xiàn)出非高斯、非平穩(wěn)和非白噪的特性。在PLC通信所有不利因素之中，脈沖噪聲是其中存在廣泛、強度較大且對PLC通信系統(tǒng)性能影響強烈的一個；同時脈沖噪聲也是PLC通信信道有別于其他通信系統(tǒng)信道的重要特征，是造成PLC信道非高斯(Gauss)、非平穩(wěn)和非白噪特性的主要原因，因此，信道中的脈沖噪聲特性是PLC窄帶信道仿真平臺的一個重要參數(shù)，如何檢測信道中的脈沖噪聲特性，是進(jìn)行PLC信道仿真前的主要工作?，F(xiàn)有技術(shù)中的一種PLC信道脈沖噪聲檢測方法，是設(shè)置一個噪聲門限值，當(dāng)采樣幅值大于該噪聲門限時，則認(rèn)為是脈沖噪聲。這種方法的缺陷是，當(dāng)信道中的背景噪聲比較大時，很難將背景噪聲和脈沖噪聲區(qū)分開，并且噪聲門限值的設(shè)置將很大程度影響檢測結(jié)^ ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電力線通信(PLC)信道脈沖噪聲檢測方法，其提高了對脈沖噪聲的識別準(zhǔn)確度。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種電力線通信信道脈沖噪聲檢測方法，包括如下步驟步驟Si，對電力線通信信道噪聲進(jìn)行采樣，得到N個采樣點Cli ;i = 0，1，2，...，N-I ；步驟S2，將連續(xù)采樣的N點分成N/M段，每段M點；其中，N為M的整數(shù)倍，并且M值得選擇確保兩個獨立脈沖之間的時間間隔超出一段數(shù)據(jù)對應(yīng)的時間長度；步驟S3，計算各段的絕對值均值；步驟S4，計算各段的絕對方差均值比；步驟S5，計算N/M段絕對方差均值比的均值；步驟S6，比較第j段絕對方差均值比和N/M段絕對方差均值比的均值；如果其中一段％的絕對方差均值比值大于N/M段絕對方差均值比的均值，則轉(zhuǎn)到步驟S7 ；否則，轉(zhuǎn)到步驟S8 ；其中，j= 0，1，2· · · (N/M)_l ；步驟S7，判斷該段％內(nèi)的噪聲數(shù)據(jù)幅值是否超過預(yù)設(shè)的噪聲門限；如果是超過， 則判定該段Wj出現(xiàn)一次脈沖噪聲；否則，則判定該段Wj未出現(xiàn)脈沖噪聲；步驟S8，判斷比較是否結(jié)束，即j是否等于(N/M)_l ；如果是，則結(jié)束返回；否則， 轉(zhuǎn)到步驟S6繼續(xù)比較；較優(yōu)地，步驟S8中，當(dāng)判斷比較結(jié)束，即j = (N/M)-l后，還包括如下步驟步驟S9，判斷比較結(jié)果，如果相鄰兩段均有脈沖，則認(rèn)為這兩段時間中包含一個脈寬較長的脈沖，結(jié)束返回。較優(yōu)地，所述步驟S7還包括下列步驟步驟S71，如果連續(xù)多段Wj的判定出現(xiàn)脈沖噪聲，則判定連續(xù)多段Wj對應(yīng)的時間內(nèi)出現(xiàn)一個寬度較長的脈沖噪聲。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的電力線通信(PLC)信道脈沖噪聲檢測方法，通過利用絕對方差均值比和噪聲門限兩個參數(shù)來判定脈沖噪聲，提高了對脈沖噪聲的識別準(zhǔn)確度。


圖1為本發(fā)明實施例的電力線通信(PLC)信道脈沖噪聲檢測方法流程圖；圖2是本發(fā)明實施例的電力線通信(PLC)信道脈沖噪聲檢測方法工作過程示意圖；圖3為圖2中的舉例脈沖檢測的時域波形圖；圖4為圖3脈沖檢測的結(jié)果示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明的電力線通信(PLC)信道脈沖噪聲檢測方法進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。下面將結(jié)合各個附圖，依次對本發(fā)明的電力線通信(PLC)信道脈沖噪聲檢測方法的具體實施方法做進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1所示，本發(fā)明實施例的電力線通信(PLC)信道脈沖噪聲檢測方法，包括如下步驟步驟Si，對電力線通信信道噪聲進(jìn)行采樣，得到N個采樣點Cli ;i = 0，1，2，...， N-I。較佳地，其中，所述對電力線通信信道噪聲進(jìn)行采樣的采樣頻率fs足夠大，使得采樣過程滿足尼奎斯特(Nyquist)采樣定理的要求。步驟S2，將連續(xù)采樣的N點分成N/M段，每段M點；其中，N為M的整數(shù)倍，并且M 值得選擇確保兩個獨立脈沖之間的時間間隔超出一段數(shù)據(jù)對應(yīng)的時間長度。作為一種可實施方式，PLC脈沖分為獨立脈沖和突發(fā)兩類，本發(fā)明實施例中，選擇 M值使得M/fs大于一個獨立脈沖的持續(xù)時間，小于兩個獨立脈沖之間的時間間隔，便可使M 值選擇確保兩個獨立脈沖之間的時間間隔超出一段數(shù)據(jù)對應(yīng)的時間長度。
_ 1 M-I步驟S3，計算各段的絕對值均值義=Χ7ΣΚμ+」j = 0,1,2... (N/M)-l, k =
1V1 k=0 9
0，1，2，…M-I0
I 1 M-I_
— Υ(\ ,Α A-d)2步驟S4，計算各段的絕對方差均值比-Segment^anojJM ^ _ “
=0，1，2· · · (N/M)-l，k = 0，1，2，· . .M-I ；其中 segment_rati0j 稱為“絕對方差均值比”。步驟S5，計算N/M段絕對方差均值比segment_rati0j的均值
_ M (NlM)-I
segment_ratio =— segment^atioj , j = 0, 1,2. . . (Ν/Μ) -1。
Ν J=O步驟S6，比較第j(其中，j = 0,1,2... (N/M)-l)段絕對方差均值比segment ratioj和N/M段絕對方差均值比的均值；如果其中一段Wj的絕對方差均值比segment_rati0j值大于N/M段絕對方差均值比的均值從g膨擬_ra如,則轉(zhuǎn)到步驟S7 ；否則，轉(zhuǎn)到步驟S8 ；步驟S7，判斷該段％內(nèi)的噪聲數(shù)據(jù)幅值是否超過預(yù)設(shè)的噪聲門限impulse_ level ；如果是超過，則判定該段Wj出現(xiàn)一次脈沖噪聲；否則，則判定該段Wj未出現(xiàn)脈沖噪聲；較佳地，所述步驟S7還包括下列步驟步驟S71，如果連續(xù)多段Wj的判定出現(xiàn)脈沖噪聲，則判定連續(xù)多段Wj對應(yīng)的時間內(nèi)出現(xiàn)一個寬度較長的脈沖噪聲。步驟S8，判斷比較是否結(jié)束，即j是否等于(N/M)_l ；如果是，則結(jié)束返回；否則， 轉(zhuǎn)到步驟S6繼續(xù)比較。較佳地，步驟S8中，當(dāng)判斷比較結(jié)束，即j = (N/M)-l后，還包括如下步驟步驟S9，根據(jù)比較結(jié)果判斷，如果相鄰兩段均有脈沖，則認(rèn)為這兩段時間中包含一個脈寬較長的脈沖。下列舉例說明本發(fā)明的電力線通信(PLC)信道脈沖噪聲檢測方法的過程。以采樣頻率fs預(yù)設(shè)為5MHz ；預(yù)設(shè)M值選取2500點；預(yù)設(shè)采樣點數(shù)N選取300，000 點；噪聲門限預(yù)設(shè)(impulsejevel)為0. IV。如圖2所示，采用數(shù)據(jù)采集卡(如RBH8273)采集PLC信道噪聲數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入
6到本發(fā)明的電力線通信(PLC)信道脈沖噪聲檢測方法中進(jìn)行運算，實現(xiàn)對脈沖噪聲檢測。圖3為本例中脈沖檢測的時域波形圖，橫軸為時間(單位S)，縱軸為脈沖電壓(單位V)；圖4為脈沖檢測的結(jié)果示意圖。本發(fā)明實施例的電力線通信(PLC)信道脈沖噪聲檢測方法，其通過對信道采樣點進(jìn)行分段、取絕對值、求取絕對值均值方差比等判定脈沖噪聲，提高了對脈沖噪聲的識別準(zhǔn)確度。最后應(yīng)當(dāng)說明的是，很顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型。
權(quán)利要求
1.一種電力線通信信道脈沖噪聲檢測方法，其特征在于，包括如下步驟步驟Si，對電力線通信信道噪聲進(jìn)行采樣，得到N個采樣點di ;i = 0，1，2，. . .，N-I ； 步驟S2，將連續(xù)采樣的N點分成N/M段，每段M點；其中，N為M的整數(shù)倍，并且M值得選擇確保兩個獨立脈沖之間的時間間隔超出一段數(shù)據(jù)對應(yīng)的時間長度；步驟S3，計算各段的絕對值均值； 步驟S4，計算各段的絕對方差均值比； 步驟S5，計算N/M段絕對方差均值比的均值；步驟S6，比較第j段絕對方差均值比和N/M段絕對方差均值比的均值； 如果其中一段^的絕對方差均值比值大于N/M段絕對方差均值比的均值，則轉(zhuǎn)到步驟 S7;否則，轉(zhuǎn)到步驟S8;其中，j = 0,1,2. . . (N/M)-l ；步驟S7，判斷該段％內(nèi)的噪聲數(shù)據(jù)幅值是否超過預(yù)設(shè)的噪聲門限；如果是超過，則判定該段Wj出現(xiàn)一次脈沖噪聲；否則，則判定該段Wj未出現(xiàn)脈沖噪聲；步驟S8，判斷比較是否結(jié)束，即j是否等于(N/M)-l ；如果是，則結(jié)束返回；否則，轉(zhuǎn)到步驟S6繼續(xù)比較。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線通信信道脈沖噪聲檢測方法，其特征在于，所述步驟 S8，當(dāng)判斷比較結(jié)束，還包括如下步驟步驟S9，判斷比較結(jié)果，如果相鄰兩段均有脈沖，則認(rèn)為這兩段時間中包含一個脈寬較長的脈沖，結(jié)束返回。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力線通信信道脈沖噪聲檢測方法，其特征在于，所述步驟 Sl中，所述對電力線通信信道噪聲進(jìn)行采樣的采樣頻率fs足夠大，使得采樣過程滿足尼奎斯特采樣定理的要求。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電力線通信信道脈沖噪聲檢測方法，其特征在于，選擇M值使得M/fs大于一個獨立脈沖的持續(xù)時間，小于兩個獨立脈沖之間的時間間隔，便可使M值選擇確保兩個獨立脈沖之間的時間間隔超出一段數(shù)據(jù)對應(yīng)的時間長度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的電力線通信信道脈沖噪聲檢測方法，其特征在于， 所述步驟S3中計算各段的絕對均值，為
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力線通信信道脈沖噪聲檢測方法，其特征在于，所述步驟S7還包括下列步驟步驟S71，如果連續(xù)多段I的判定出現(xiàn)脈沖噪聲，則判定連續(xù)多段^對應(yīng)的時間內(nèi)出現(xiàn)一個寬度較長的脈沖噪聲。
全文摘要
本發(fā)明為一種電力線通信信道脈沖噪聲檢測方法，包括步驟S1，對電力線通信信道噪聲進(jìn)行采樣；S2，將連續(xù)采樣的點分段；S3，計算各段的絕對值均值；S4，計算各段的絕對方差均值比；S5，計算絕對方差均值比的均值；S6，比較絕對方差均值比和均值；如果其中一段的絕對方差均值比的值大于均值，則轉(zhuǎn)到步驟S7；否則，轉(zhuǎn)到步驟S8；S7，判斷該段內(nèi)的噪聲數(shù)據(jù)幅值是否超過預(yù)設(shè)的噪聲門限；如果是超過，則判定該段出現(xiàn)一次脈沖噪聲；否則，則判定該段未出現(xiàn)脈沖噪聲；判斷比較是否結(jié)束；如果是，則結(jié)束返回；否則，轉(zhuǎn)到步驟S6繼續(xù)比較。其提高了對脈沖噪聲的識別準(zhǔn)確度。
文檔編號H04B17/00GK102347811SQ20111035628
公開日2012年2月8日 申請日期2011年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者付華豐, 劉占利, 呂繼華, 吳曉亮, 孫春光, 曹培磊, 李斌, 李立, 楊磊, 王偉, 范振偉, 鮑妍 申請人:兆訊恒達(dá)微電子技術(shù)(北京)有限公司