基于迭代自适应算法的电力线通信系统脉冲噪声抑制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于迭代自适应算法的电力线通信系统脉冲噪声抑制方法，其发送端发出加有循环前缀的离散时域信号；接收端根据去掉循环前缀后的带有异步脉冲噪声干扰的离散时域信号，获取仅包含异步脉冲噪声和有色背景噪声的混合信号；然后利用迭代自适应算法求解混合信号的频谱；接着根据混合信号和混合信号的频谱，采用逆序和放大变换，获取异步脉冲噪声的估计值；最后在接收信号中减去脉冲噪声的估计值，完成对异步脉冲噪声的抑制，得到有效信号；优点是能够有效估计并抑制异步脉冲噪声，从而保留有效信号，具有较小的均方误差；且能够适用于伯努利高斯模型、米德尔顿A类模型和高斯混合模型。

【技术实现步骤摘要】
基于迭代自适应算法的电力线通信系统脉冲噪声抑制方法
本专利技术涉及一种脉冲噪声估计技术，尤其是涉及一种基于迭代自适应算法的电力线通信系统脉冲噪声抑制方法。
技术介绍
随着智能电网的快速发展，电力线通信(PowerLineCommunication，PLC)已逐渐进入人们的视野。电力线通信是一种利用电力线介质进行数据传输的通信方式，其早期的研究工作始于20世纪40年代，当时的工程师以变电站投切为研究目标，研究了计量和负荷控制的问题。但是，受限于无线电频谱，当时的电力线通信研究工作并未展开。直到20世纪80年代，有关电力线通信的研究工作才开始变得活跃起来。但是，由于电力线设计之初并没有考虑到数据信号的传输，其基本上不具备有线通信媒介所必备的电气特性，存在系统稳定性差、噪声干扰严重等问题，因此极大地限制了它的发展。其中，噪声干扰是影响电力线通信系统性能的首要问题。一般而言，电力线通信系统中的噪声干扰是由连接在电力线上的电气设备或者通过辐射和传导耦合在能量节点的外部噪声产生。根据噪声特性的不同，噪声被分为以下五类，包括有色背景噪声、窄带噪声、与主频同步的周期脉冲噪声、与主频异步的周期脉冲噪声本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于迭代自适应算法的电力线通信系统脉冲噪声抑制方法，其特征在于包括以下步骤：①在基于OFDM的电力线通信系统中设定脉冲噪声模型为米德尔顿A类模型或高斯混合模型；在基于OFDM的电力线通信系统的发送端，将发送端的初始二进制数据序列记为B；然后将B编译为多个定长码字，且每个定长码字中包含有N‑K个数据；接着从多个定长码字中任意选取一个定长码字，将该定长码字记为C，以列向量形式将C表示为C＝[c1,c2,…,c(N‑K)]

【技术特征摘要】
1.一种基于迭代自适应算法的电力线通信系统脉冲噪声抑制方法，其特征在于包括以下步骤：①在基于OFDM的电力线通信系统中设定脉冲噪声模型为米德尔顿A类模型或高斯混合模型；在基于OFDM的电力线通信系统的发送端，将发送端的初始二进制数据序列记为B；然后将B编译为多个定长码字，且每个定长码字中包含有N-K个数据；接着从多个定长码字中任意选取一个定长码字，将该定长码字记为C，以列向量形式将C表示为C＝[c1,c2,…,c(N-K)]T；之后通过正交相移键控将C映射为一个包含有(N-K)个数据的OFDM符号，并在该OFDM符号的末端补K个0使得该OFDM符号的长度变为N，将补0后的OFDM符号记为D，以列向量形式将D表示为D＝[d1,d2,…,d(N-K),d(N-K)+1,…,dN]T；再将D中的前(N-K)个数据加载到(N-K)个子载波上，该(N-K)个子载波为数据子载波，并将D中的后K个数据加载到K个子载波上，该K个子载波为空子载波；同时对D进行离散傅里叶反变换，转换得到对应的离散时域信号，记为G，G＝FHD＝[g1,g2,…,gN]T；最后在G的头部加上用于防止符号间干扰的循环前缀，而后将加有循环前缀的离散时域信号通过基于OFDM的电力线通信系统的信道传输给基于OFDM的电力线通信系统的接收端；其中，B的长度至少大于2(N-K)，N表示OFDM符号中的子载波的总个数，N>2，K表示OFDM符号中的空子载波的总个数，1<K<N，C的维数为(N-K)×1，符号“[]”为向量表示符号，[c1,c2,…,c(N-K)]T为]c1,c2,…,c(N-K)]的转置，c1,c2,…,c(N-K)对应表示C中的第1个数据、第2个数据、…、第(N-K)个数据，D的维数为N×1，[d1,d2,…,d(N-K),d(N-K)+1,…,dN]T为[d1,d2,…,d(N-K),d(N-K)+1,…,dN]的转置，d1,d2,…,d(N-K),d(N-K)+1,…,dN对应表示D中的第1个数据、第2个数据、…、第(N-K)个数据、第(N-K)+1个数据、…、第N个数据，G的维数为N×1，F表示维数为N×N的离散傅里叶变换范德蒙德矩阵，FH为F的厄米特变换，[g1,g2,…,gN]T为[g1,g2,…,gN]的转置，g1,g2,…,gN对应表示G中的第1个数据、第2个数据、…、第N个数据；②在基于OFDM的电力线通信系统的接收端，将接收端接收到的带有异步脉冲噪声干扰的离散时域信号的头部的循环前缀去掉，将去掉循环前缀后的带有异步脉冲噪声干扰的离散时域信号记为r，并构造一个维数为K×N的空子载波矩阵，记为Φ，Φ由F中的第N-K行至第N行构成；然后在的等号的两边同时乘以Φ，得到接着根据OFDM符号中的各个子载波之间的正交性，将转化为Φr＝Φi+Φn；再令其中，r的维数为N×1，表示维数为N×N的信道循环卷积矩阵，对应表示对基于OFDM的电力线通信系统的信道进行估计获取的N个脉冲响应值再经归一化处理后得到的值，n表示方差为σn2且服从高斯分布的白噪声信号，n的维数为N×1，y为引入的中间变量，y的维数为K×1，y用于表示仅包含异步脉冲噪声和有色背景噪声的混合信号，i表示异步脉冲噪声信号，i的维数为N×1，在米德尔顿A类模型下，pm表示i中的第m个子噪声的概率，e表示自然基数，A表示脉冲指数，m！表示求m的阶乘，为引入的中间变量，σ2表示整体噪声功率，表示i的方差，在高斯混合模型下，M表示组建i的子噪声的总个数，M≥2，1≤m'≤M，表示i中的第m'个子噪声的具有均值为0且方差为的高斯分布，αm'表示发生的概率，φ11、φ12、φ1N、φ21、φ22、φ2N、φK1、φK2、φKN对应表示Φ的第1行第1列的元素、第1行第2列的元素、第1行第N列的元素、第2行第1列的元素、第2行第2列的元素、第2行第N列的元素、第K行第1列的元素、第K行第2列的元素、第K行第N列的元素，ξ(1)＝i(1)+n(1)，ξ(2)＝i(2)+n(2)，ξ(N)＝i(N)+n(N)，i(1)、i(2)和i(N)对应表示i的第1个元素、第2个元素、第N个元素，n(1)、n(2)和n(N)对应表示n的第1个元素、第2个元素、第N个元素；③在基于OFDM的电力线通信系统的接收端，首先利用迭代自适应算法求解y的...

【专利技术属性】
技术研发人员：余明宸，李有明，卢倩倩，李娜娜，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33