[发明专利]一种基于复杂电力线拓扑环境下的多源端噪声建模方法

说明书

本发明公开了一种基于复杂电力线拓扑环境下的多源端噪声建模方法，它包括：S1：分析电力线网络拓扑的信号源端噪声数量及装置；S2：根据步骤S1中的噪声数量及装置得到源端噪声模型和传输函数；S3：对源端噪声模型和传输函数进行分析、叠加，在接收端得到基于多源端电力线信道噪声。本发明提出了一种基于实际应用环境下，针对复杂电力线网络拓扑结构下对接收端噪声建模的方法，针对接收端噪声波形过于复杂，参数难以提取的情况，采用从单一源端噪声建模出发，结合多节点信道响应建模方法对整个电力线网络拓扑结构进行分析，计算出各源端与接收端之间的信道传输特性，最后在接收端进行综合建模的方法。

技术领域

本发明涉及电力线信道技术领域，特别是一种基于复杂电力线拓扑环境下的多源端噪声建模方法。

背景技术

PLC通信由于其不占频谱资源，成本低廉、范围广泛、实时在线、移动方便以及通信速率快等诸多优点，成为一种越来越受到研究人员广泛关注的通信技术，而近年来在能源信息化的大背景下，智能电网、物联网、能源互联网等一系列概念的相继提出，PLC通信技术在能源计量和控制方面的优势十分明显，成为一种适应时代潮流的新兴技术，具有极其广大的发展前景。现如今，自动抄表(Automated Meter Reading,AMR)和自动化仪表管理(Automated Meter Management,AMM)等技术已经在部分地区得到推广。

宽带电力线通信中的噪声远比其他专用通信线路中的噪声复杂，是研究电力线通信的难点。电力线开放式信道环境下的宽带电力线噪声骚扰是影响其性能的最重要因素。目前电力线噪声主要研究理论建模，缺乏噪声硬件实现方法的研究。

较其他传统通信信道不同，电力线通信信道的噪声干扰十分复杂，大致可以分为背景噪声和脉冲噪声两类，主要影响通信质量的是信道中的脉冲噪声，因此噪声建模大多集中在对脉冲噪声特性的分析与建模上。

低压电力线噪声对电力线通信性能有很大的影响，尤其是脉冲噪声，严重时甚至会阻隔整个通信系统的正常通信。因此，为保证电力线通信系统正常工作，对电力线噪声的建模势在必行。目前的建模大多是针对接收端测量得到的噪声进行建模，主要采用的建模方法有Markov建模法和Markov-Middleton建模法。但在实际建模过程中，由于电力线网络的复杂拓扑结构，各个不同位置噪声源产生的脉冲噪声互相混叠，造成接收端噪声难以建模的问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的就是提供一种基于复杂电力线拓扑环境下的多源端噪声建模方法，提出了一种从多个噪声源端出发，通过多节点宽带低压电力线信道响应建模方法，将接收端噪声转换为通过多源噪声叠加的方式建模得到的噪声。

本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种基于复杂电力线拓扑环境下的多源端噪声建模方法，它包括有：

S1：分析电力线网络拓扑的信号源端噪声数量及装置；

S2：根据步骤S1中的噪声数量及装置得到源端噪声模型和传输函数；

S3：对源端噪声模型和传输函数进行分析、叠加，在接收端得到基于多源端电力线信道噪声。

进一步，所述步骤S2中的源端噪声模型具体如下：

源端噪声模型的概率密度函数为：

其中，p′_m表示从瞬时转移状态到m状态的转移概率，

p_m表示m状态发生概率，

表示特定状态的噪声方差，

P表示的是一个Markov状态转移矩阵