宽带电力线载波通信模拟噪声生成方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种宽带电力线载波通信模拟噪声生成方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，属于宽带电力线载波通信领域。该方法通过根据预先配置的属性信息生成包括多个状态的基础噪声，所述属性信息包括与每个状态对应的子属性信息；根据隐马尔科夫模型及所述属性信息，计算所述多个状态的状态转移概率矩阵；根据所述状态转移概率矩阵，确定所述基础噪声在后续每个时刻出现的概率最大的状态；将所述每个时刻出现的概率最大的状态的子属性信息进行叠加，得到最终生成的噪声及其参数。通过该方法，可以产生符合期望噪声特性要求的随机性噪声信号。

Analog noise generation method, device and electronic equipment for broadband power line carrier communication

【技术实现步骤摘要】
宽带电力线载波通信模拟噪声生成方法、装置及电子设备
本申请属于宽带电力线载波通信领域，具体涉及一种宽带电力线载波通信模拟噪声生成方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
宽带电力线载波通信是通过已有的电力线进行数据传输的一种通信方式。由于宽带电力线路具备十分牢固的支撑结构，并架设3条以上的导体，因此宽带电力线输送工频电流的同时，用之传送载波信号是一种既经济又十分可靠的方式。然而，宽带电力线不是专用通信信道，信道中的噪声干扰比其它通信信道更加复杂，因此，需要模拟出不同的噪声加载到宽带电力线上，以便对电力线载波通信进行研究。已有的噪声模拟系统或装置采用以下两种方案模拟噪声：一种是在计算机或处理器中预存专用的噪声数据，使用时从预存的噪声数据库中选取指定的噪声数据或者将有限几种噪声数据进行加权合并处理，将这些噪声数据的线性组合作为最终的噪声数据；另一种是将可以实际产生噪声的负载装置或用电设备(如水泵、电瓶充电器、开关电源等)接入待测线路中，直接产生噪声。针对第一种方案，由于需要预先存储，因此，所模拟出的噪声信号是静态信号。然而在实际电力线载波通信系统的测试过程中，模拟的噪声源需要具备实时性和随机性等特性，纯静态的噪声源无法完备地体现出电力线载波通信系统的通信性能。针对第二种方案，噪声源严重依赖于采用的负载装置或用电设备，噪声特性只体现该负载装置或用电设备的特性。若需要遍历其它噪声特征，只能更换其它负载装置或用电设备。如果某个电力线载波通信测试系统，需要模拟的噪声源种类或噪声特性非常复杂，那需要的产生噪声源的用电设备规模以及成本也会随之增大，影响实用性。
技术实现思路
有鉴于此，本申请的目的在于提供一种宽带电力线载波通信模拟噪声生成方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，可以产生符合期望噪声特性要求的随机性噪声信号。本申请的实施例是这样实现的：第一方面，本申请实施例提供一种宽带电力线载波通信模拟噪声生成方法，所述方法包括：根据预先配置的属性信息生成包括多个状态的基础噪声，所述属性信息包括与每个状态对应的子属性信息；根据隐马尔科夫模型及所述属性信息，计算所述多个状态的状态转移概率矩阵；根据所述状态转移概率矩阵，确定所述基础噪声在后续每个时刻出现的概率最大的状态；将所述每个时刻出现的概率最大的状态的子属性信息进行叠加，得到最终生成的噪声及其参数。在上述过程中，最后的噪声采用隐马尔科夫模型对每个时刻的脉冲噪声状态进行模拟，可以从数学原理上保证产生的脉冲噪声具备足够的随机性，相较于现有技术中通过静态存储噪声的方式，可以产生随机性噪声信号。此外，脉冲噪声的统计特性由状态数、期望归一化宽度、噪声期望功率、噪声出现概率等参数决定，不依赖任何额外的负载或用电设备，相较于现有的通过负载或用电设备来调整噪声的方案，可以节约成本。结合第一方面实施例，在一种可能的实施方式中，与每个状态对应的子属性信息包括每个状态的初始概率π以及每个状态的平均噪声宽度D，根据隐马尔科夫模型及所述属性信息，计算所述多个状态的状态转移概率矩阵，包括：基于公式p(zt＝k)＝π(k)，Tij＝p(zt＝j|zt-1＝i),π＝πT，计算状态转移概率矩阵T，其中，zt＝k表征基础噪声在t时刻为k状态，p(zt＝k)＝π(k)表征k状态在t时刻的概率，Tij表征状态转移概率矩阵T中的元素，用于表示基础噪声从t-1时刻的i状态跳转到t时刻的j状态的概率，Tn,n表征状态转移概率矩阵T中的对角元素。结合第一方面实施例，在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：将所述最终生成的噪声转换为模拟信号；将所述模拟信号耦合到宽带电力线线路。结合第一方面实施例，在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：将所述最终生成的噪声进行速率变换和/或滤波处理，再经过数模转换器DAC转换为指定带宽的模拟信号。结合第一方面实施例，在一种可能的实施方式中，在所述将所述模拟信号耦合到宽带电力线线路之前，所述方法还包括：将所述模拟信号进行放大。第二方面，本申请实施例提供一种宽带电力线载波通信模拟噪声生成装置，所述装置包括：生成模块、计算模块、确定模块以及叠加模块。生成模块，用于根据预先配置的属性信息生成包括多个状态的基础噪声，所述属性信息包括与每个状态对应的子属性信息；计算模块，用于根据隐马尔科夫模型及所述属性信息，计算所述多个状态的状态转移概率矩阵；确定模块，用于根据所述状态转移概率矩阵，确定所述基础噪声在后续每个时刻出现的概率最大的状态；叠加模块，用于将所述每个时刻出现的概率最大的状态的子属性信息进行叠加，得到最终生成的噪声及其参数。结合第二方面实施例，在一种可能的实施方式中，与每个状态对应的子属性信息包括每个状态的初始概率π以及每个状态的平均噪声宽度D，所述计算模块，用于基于公式p(zt＝k)＝π(k)，Tij＝p(zt＝j|zt-1＝i),π＝πT，计算状态转移概率矩阵T，其中，zt＝k表征基础噪声在t时刻为k状态，p(zt＝k)＝π(k)表征k状态在t时刻的概率，Tij表征状态转移概率矩阵T中的元素，用于表示基础噪声从t-1时刻的i状态跳转到t时刻的j状态的概率，Tn,n表征状态转移概率矩阵T中的对角元素。结合第二方面实施例，在一种可能的实施方式中，所述装置还包括：数模转换模块，用于将所述最终生成的噪声转换为模拟信号；耦合模块，用于将所述模拟信号耦合到宽带电力线线路。结合第二方面实施例，在一种可能的实施方式中，所述装置还包括调整模块，用于将所述最终生成的噪声进行速率变换和/或滤波处理，再经过数模转换器DAC转换为指定带宽的模拟信号。结合第二方面实施例，在一种可能的实施方式中，所述装置还包括放大模块，用于将所述模拟信号进行放大，以便后续所述耦合模块将放大后的模拟信号耦合到宽带电力线线路。第三方面，本申请实施例还提供一种电子设备包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器连接；所述存储器用于存储程序；所述处理器调用存储于所述存储器中的程序，以执行上述第一方面实施例和/或结合第一方面实施例的任一种可能的实施方式提供的方法。第四方面，本申请实施例还提供一种非易失性计算机可读取存储介质(以下简称计算机可读存储介质)，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被计算机运行时执行上述第一方面实施例和/或结合第一方面实施例的任一种可能的实施方式提供的方法。本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。通过附图所示，本申请的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽带电力线载波通信模拟噪声生成方法，其特征在于，所述方法包括：/n根据预先配置的属性信息生成包括多个状态的基础噪声，所述属性信息包括与每个状态对应的子属性信息；/n根据隐马尔科夫模型及所述属性信息，计算所述多个状态的状态转移概率矩阵；/n根据所述状态转移概率矩阵，确定所述基础噪声在后续每个时刻出现的概率最大的状态；/n将所述每个时刻出现的概率最大的状态的子属性信息进行叠加，得到最终生成的噪声及其参数。/n

【技术特征摘要】
1.一种宽带电力线载波通信模拟噪声生成方法，其特征在于，所述方法包括：
根据预先配置的属性信息生成包括多个状态的基础噪声，所述属性信息包括与每个状态对应的子属性信息；
根据隐马尔科夫模型及所述属性信息，计算所述多个状态的状态转移概率矩阵；
根据所述状态转移概率矩阵，确定所述基础噪声在后续每个时刻出现的概率最大的状态；
将所述每个时刻出现的概率最大的状态的子属性信息进行叠加，得到最终生成的噪声及其参数。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，与每个状态对应的子属性信息包括每个状态的初始概率π以及每个状态的平均噪声宽度D，根据隐马尔科夫模型及所述属性信息，计算所述多个状态的状态转移概率矩阵，包括：
基于公式p(zt＝k)＝π(k)，Tij＝p(zt＝j|zt-1＝i),π＝πT，计算状态转移概率矩阵T，其中，zt＝k表征基础噪声在t时刻为k状态，p(zt＝k)＝π(k)表征k状态在t时刻的概率，Tij表征状态转移概率矩阵T中的元素，用于表示基础噪声从t-1时刻的i状态跳转到t时刻的j状态的概率，Tn,n表征状态转移概率矩阵T中的对角元素。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述最终生成的噪声转换为模拟信号；
将所述模拟信号耦合到宽带电力线线路。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述最终生成的噪声进行速率变换和/或滤波处理，再经过数模转换器DAC转换为指定带宽的模拟信号。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述将所述模拟信号耦合到宽带电力线线路之前，所述方法还包括：
将所述模拟信号进行放大。


6.一种宽带电力...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠阳，尹旭，徐鉴，李超，张纪中，
申请(专利权)人：北京振中电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11