一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法及电路技术

本发明专利技术提供了一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法以及一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制电路，所述一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法如下：将通信信号进行增益放大和采样，对通信信号中的前导部分x

【技术实现步骤摘要】
一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法及电路
本专利技术涉及对电力用户用电信息采集系统中载波和无线通信的脉冲干扰的抑制技术，尤其涉及一种针对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法及一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制电路。
技术介绍
除了加性高斯白噪声和频率信号干扰，脉冲噪声是导致通信系统性能恶化的另一种加性噪声源，这主要是由汽车的火花塞点火装置、电气开关切换设备以及闪电等引发的。与其他类型的噪声不同，脉冲噪声信号具有突发性、短脉冲、能量高且尖锐的特征。脉冲干扰幅度相比通信信号幅度相当时，脉冲干扰能量不算大，通常仍然具有较大的信噪比，不影响信号接收。但是如果传输的通信信号已衰减，本地脉冲干扰的幅度相对所接收的通信信号高数十倍、数百倍时，如果按照信号最大幅度设置接收放大增益，则接收信噪比被拉低，由此导致通信信号无法正常接收。中国专利技术专利《一种基于OFDM的电力线载波周期脉冲噪声检测和抑制方法》(申请号CN201410566690.7)所给出的脉冲噪声检测和抑制方法仅能对周期出现的脉冲进行检测识别和抑制，无法应对现场大量随机脉冲干扰的实际情况。2009年2月发表在《微计算机信息》杂志的《OFDM系统下脉冲噪声的时频联合抑制方法》提出的脉冲检测和处理方法的原理框图如图1所示：首先，进入数字基带的时域信号z(l)首先通过脉冲噪声窗口检测器；设检测窗口长度为NFFT，能量门限为TH，当窗口内超过门限的次数超过最大次数N0，则判断脉冲噪声存在；在脉冲噪声存在的前提下，经过时域非线性预处理来限制；进一步将超过阈值A的采样点置零，得到非线性预处理后的信号y(l)；将非线性预处理后的信号y(l)，经过FFT变换得到Y(k)。假设信道状态信息为H(k)，则经过迫零均衡和硬判决，得到接收端的数据符号于是接收信号的时域估计为加性噪声估计为进而获得脉冲噪声估计最后消除脉冲噪声的时域采样信号为：该已有方法有几点不足：第一，已有方法依据检测窗口内超过门限的次数判断脉冲干扰是否存在，该方法会受到窄带等其他干扰影响产生误判。第二，已有方法没有考虑增益放大和采样的配合。因为直接对数字采样信号进行脉冲处理，在脉冲干扰较强时，保留下来的有用信号数据幅值很低，采样有效数据精度低，通信数据的分析误差大，甚至无法解析通信数据。第三，单纯以每个采样点和阈值A比较后将较大采样点置零作为脉冲干扰的处理，没有考虑脉冲峰值对后续采样点干扰的时效特性，脉冲干扰抑制不充分。第四，判断脉冲的阈值A的取值方法没有给出，阈值A取值过大，脉冲干扰能量不能有效抑制，阈值A取值过小导致有用信号也受损。第五，已有方法所描述的时域和频域结合的处理方法，不仅实现复杂，而且只是对时域波形置零位置的补点，没有增加有用信息量，所以已有方法的处理不会增加通信译码的接收增益。
技术实现思路
针对已有方法的不足，为有效判断时域脉冲干扰的存在，并依据接收机性能和干扰时域分布状态选择对脉冲干扰进行抑制的处理参数，动态设置放大增益和脉冲干扰判断阈值，本专利技术提供了一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法及一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制电路。一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法，其中，包括如下步骤：步骤1，输入通信信号经可控增益电路进行初始放大增益G1的放大，得到的通信放大信号进入采样电路，前导检测电路识别采样信号中的前导部分x1(i)，并分解出其中的有效前导信号T1(i)，频率干扰检测电路进一步从x1(i)-T1(i)中分解出频率干扰信号部分D1(i)，由此其他干扰信号部分N1(i)为N1(i)＝x1(i)-T1(i)-D1(i)，其中i＝1,2,…,R，R为前导识别的采样点长度；步骤2，依据有效前导信号T1(i)和其他干扰信号部分N1(i)，设置可控增益电路的放大增益G2，分如下2种情况：2-1)：如果其他干扰信号部分N1(i)的能量PN1与有效前导信号T1(i)的能量PT1之比PN1/PT1小于预设的通信信号译码阈值H1，则判断其他干扰信号部分N1(i)中不必对脉冲干扰进行抑制，可控增益电路的放大增益G2取满足当前幅值x1(i)经增益调整后不超过采样量程的最大放大倍数值，设脉冲干扰的判断峰值VHP＝0，脉冲干扰时域传播点数Cimpact＝0；其中通信信号译码阈值H1是通过对通信信号接收译码性能在除频率信号干扰之外其他干扰下能够正确接收数据的仿真评估下限阈值；2-2)，如果其他干扰信号部分N1(i)的能量PN1与有效前导信号T1(i)的能量PT1之比PN1/PT1不小于通信信号译码阈值H1，则依据有效前导信号T1(i)的信号峰值VT1peak，计算脉冲干扰的判断峰值VHP为：VHP＝HP·VT1peak；其中，依据通信编码方式，当前导信号之后的通信载荷数据的信号峰值大于前导信号峰值VT1peak时，HP为通信载荷数据的信号峰值与前导信号峰值的比例；如果通信载荷数据的信号峰值不大于前导信号峰值，则HP取值为1；进一步，采用脉冲干扰时域带宽函数Gimpact(·)计算脉冲干扰时域传播点数Cimpact：Cimpact＝Gimpact(VHP/VN1peak)；其中，VN1peak是其他干扰信号部分N1(i)的最大峰值，Gimpact(·)是依据接收机接收电路特性获得的脉冲干扰时域带宽函数；再对其他干扰信号部分N1(i)逐点和脉冲干扰的判断峰值VHP进行比较，得到脉冲峰值判断序列P1(i)：先设置一个全零序列Q1(i)＝0，i＝1,2,…,R，进一步扫描每个P1(i)，如果P1(i)＝1，则设置Q1(i)＝Q1(i+1)＝…＝Q1(i+Cimpact-1)＝1，由此得到脉冲干扰识别序列Q1(i)；进一步按照如下2种情况处理：2-2-1)，如果其中Hdec为编码数据中置0数据比例仍满足数据接收成功率指标的上限比例，则判断其他干扰信号部分N1(i)中无法识别脉冲干扰，可控增益电路的放大增益G2取满足当前幅值x1(i)经增益调整后不超过采样量程的最大放大倍数值；2-2-2)，如果则判断其他干扰信号部分N1(i)中识别到脉冲干扰，可控增益电路的放大增益G2取满足max(VHP,VD1peak)对应幅度值的信号经增益调整后不超过采样量程的最大放大倍数值，其中VD1peak是频率干扰信号部分D1(i)的最大峰值；步骤3，前导信号之后的包括载荷数据的通信信号通过可控增益电路的放大增益G2的放大处理并进行采样，初始设置脉冲干扰延时计数器N(0)＝0；通信信号采样数据x2(i)首先进行频率干扰的抑制处理，得到抑制频率干扰后的信号y2(i)：y2(i)＝x2(i)-D2(i)，其中，D2(i)是频率干扰信号，i为正整数；对步骤2中所述情况2-1)及所述情况2-2-1)，抑制频率干扰后的信号y2(i)作为送入后续译码解调电路的信号输入z2(i)＝y2(i)；对步骤2中所述情况2-2-2)采用脉冲干扰的抑制处理，所述脉冲干扰抑制处理具体为：抑制频率干扰后的信号y2(i)的绝对值|y2(i)|和脉冲干扰的判断本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1，输入通信信号经可控增益电路进行初始放大增益G

【技术特征摘要】
1.一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，输入通信信号经可控增益电路进行初始放大增益G1的放大，得到的通信放大信号进入采样电路，前导检测电路识别采样信号中的前导部分x1(i)，并分解出其中的有效前导信号T1(i)，频率干扰检测电路进一步从x1(i)-T1(i)中分解出频率干扰信号部分D1(i)，由此其他干扰信号部分N1(i)为N1(i)＝x1(i)-T1(i)-D1(i)，其中i＝1,2,…,R，R为前导识别的采样点长度；
步骤2，依据有效前导信号T1(i)和其他干扰信号部分N1(i)，设置可控增益电路的放大增益G2，分如下2种情况：
2-1)：如果其他干扰信号部分N1(i)的能量PN1与有效前导信号T1(i)的能量PT1之比PN1/PT1小于预设的通信信号译码阈值H1，则判断其他干扰信号部分N1(i)中不必对脉冲干扰进行抑制，可控增益电路的放大增益G2取满足当前幅值x1(i)经增益调整后不超过采样量程的最大放大倍数值，设脉冲干扰的判断峰值VHP＝0，脉冲干扰时域传播点数Cimpact＝0；其中通信信号译码阈值H1是对通信信号接收译码性能在除频率信号干扰之外的其他干扰下能够正确接收数据的仿真评估下限阈值；
2-2)，如果其他干扰信号部分N1(i)的能量PN1与有效前导信号T1(i)的能量PT1之比PN1/PT1不小于通信信号译码阈值H1，则依据有效前导信号T1(i)的信号峰值VT1peak，计算脉冲干扰的判断峰值VHP为：
VHP＝HP·VT1peak；
其中，依据通信编码方式，当前导信号之后的通信载荷数据的信号峰值大于前导信号峰值VT1peak时，HP为通信载荷数据的信号峰值与前导信号峰值的比例；如果通信载荷数据的信号峰值不大于前导信号峰值，则HP取值为1；进一步，采用脉冲干扰时域带宽函数Gimpact(·)计算脉冲干扰时域传播点数Cimpact：
Cimpact＝Gimpact(VHP/VN1peak)；
其中，VN1peak是其他干扰信号部分N1(i)的最大峰值，Gimpact(·)是依据接收机接收电路特性获得的脉冲干扰时域带宽函数；
再对其他干扰信号部分N1(i)逐点和脉冲干扰的判断峰值VHP进行比较，得到脉冲峰值判断序列P1(i)：



先设置一个全零序列Q1(i)＝0，i＝1,2,…,R，进一步扫描每个P1(i)，如果P1(i)＝1，则设置Q1(i)＝Q1(i+1)＝…＝Q1(i+Cimpact-1)＝1，由此得到脉冲干扰识别序列Q1(i)；进一步按照如下2种情况处理：
2-2-1)，如果其中Hdec为编码数据中置0数据比例仍满足数据接收成功率指标的上限比例，则判断其他干扰信号部分N1(i)中无法识别脉冲干扰，可控增益电路的放大增益G2取满足当前幅值x1(i)经增益调整后不超过采样量程的最大放大倍数值；
2-2-2)，如果则判断其他干扰信号部分N1(i)中识别到脉冲干扰，可控增益电路的放大增益G2取满足max(VHP,VD1peak)对应幅度值的信号经增益调整后不超过采样量程的最大放大倍数值，其中VD1peak是频率干扰信号部分D1(i)的最大峰值；
步骤3，前导信号之后的包括载荷数据的通信信号通过可控增益电路的放大增益G2的放大处理并进行采样，并得到通信信号采样数据x2(i)，初始设置脉冲干扰延时计数器N(0)＝0；
通信信号采样数据x2(i)首先进行频率干扰的抑制处理，得到抑制频率干扰后的信号y2(i)：y2(i)＝x2(i)-D2(i)，其中，D2(i)是频率干扰信号，i为正整数；
对步骤2中所述情况2-1)及所述情况2-2-1)，抑制频率干扰后的信号y2(i)作为送入后续译码解调电路的信号输入z2(i)＝y2(i)；对步骤2中所述情况2-2-2)采用脉冲干扰的抑制处理，所述脉冲干扰抑制处理具体为：抑制频率干扰后的信号y2(i)的绝对值|y2(i)|和脉冲干扰的判断阈值V’HP进行比较，设置脉冲干扰延时计数器N(i)：



其中，V’HP＝VHP×G1/G2；依据如下公式计算抑制脉冲干扰后的信号z2(i)：



由此，信号z2(i)进一步送入后续的译码解调处理，最后获得载荷数据。


2.如权利要求1所述的一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法，其特征在于：所述的初始放大增益G1，其在未发现通信信号时，取通信信号最大幅值所对应的采样电路不发生饱和的最大接收增益。


3.如权利要求1所述的一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法，其特征在于：所述脉冲干扰时域带宽函数Gimpact(·)的形式为：
Gimpact(x)＝max(ceil(Dimpact·ln(kimpact/HL)-Dimpact·ln(x)),0)；
其中，如果接收机的冲击响应特性随采样点编号的幅值衰减，接收机的冲击响应特性归一化包络为：



kimpact为冲击初始衰减值，Dimpact为接...

【专利技术属性】
技术研发人员：庞浩，黄梅莹，
申请(专利权)人：深圳智微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44