[发明专利]一种应用于低压电力线载波通信的信号降噪方法

说明书

本发明涉及一种应用于低压电力线载波通信的信号降噪方法，将载波信号降噪问题分解频域处理和时域处理两个阶段，频域处理阶段采用傅里叶分解方法对载波信号进行频域处理，时域处理阶段将码元信号特征引入电力信号时域重构过程，对信号进行二次降噪。本发明以提升电力线信号信噪比为目的，最终实现电力线载波通信信号的降噪处理，与采用小波变换原理的电力线载波信号降噪方法相比，较大的提升了载波信号降噪效果，降低了算法计算量。

技术领域

本发明涉及电力线载波通信领域，更进一步涉及低压电力线载波通信领域，尤其是一种应用于低压电力线载波通信的信号降噪方法。

背景技术

低压电力线载波通信作为用电信息采集系统中使用最广泛的本地通信方式，以其广覆盖、易安装等优点，成为解决“最后一公里”问题的有力竞争方案。然而，与传统通信介质相比，低压电力线载波通信技术以共享电力线作为通信介质，通信介质的开放性和共享性决定了其通信过程易受用电网络环境影响。如何在接收机处选择适合的噪声处理方案，对提升载波通信性能具有重要意义。

现有的通信技术中，多采用小波包变换的方法实现载波信号的降噪处理。小波包变换方法源于傅立叶分析，小波可沿时间轴前后平移，并按比例伸展和压缩以获取低频和高频小波，从而提取出已含噪声信号中的有用信号。然而采用这种方法得到的载波信号降噪效果有限，并且计算量大，滤波时间长。

综上所述，如何提升电力线载波信号降噪效果并降低算法计算难度成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种应用于低压电力线载波通信的信号降噪方法，可实现了电力线载波通信信号在不同信道条件下的降噪。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种应用于低压电力线载波通信的信号降噪方法，其特征在于：将载波信号降噪问题分解频域处理和时域处理两个阶段，频域处理阶段采用傅里叶分解方法对载波信号进行频域处理，时域处理阶段将码元信号特征引入电力信号时域重构过程，对信号进行二次降噪。

而且，所述频域处理阶段的步骤为：

⑴设电力线载波接收模块处采样到电力线上混有噪声的载波信号x(t)，采用傅里叶分解将采样信号转化为频域形式X(ω)，选取选取幅值最大的频率f₀作为载波频率；

⑵选取幅值最大的频率f₀作为载波频率中心点，并将带宽为W的载波频率范围作为载波频率；

⑶将X(ω)中其他频率分量置零，新生成的频域信号表示为X'(ω)；

⑷对经处理后的频域信号X'(ω)进行反傅里叶变换，还原为时域信号，为信号在时域处理做准备。

而且，所述步骤⑶中

而且，所述步骤⑷中反傅里叶变换公式为：

而且，所述时域处理阶段的步骤为：

⑴为在时域上对载波信号和噪声的低频小幅值分量进行分离，选取码元幅值V_signal的μ倍作为判断赋值判断依据，其中0μ1，μ值的选取需根据载波环境设定，载波信道条件越好μ值越接近于1；

⑵为滤出混合信号中因脉冲信号在载波频段的分量，同时保证信号经频域降噪后码元位置的不变性，对码元位置进行校验；设码元持续时间为T_S，码元长度计数器Cout_i表示第i 个码元信号的采样时间长度；

⑶载波信号幅值补偿：为消减背景噪声对载波信号幅值的影响，对经过码元长度验证的信号进行幅值补偿。