一种基于数据统计方法的载波通信衰减模型构建方法技术

本发明专利技术公开了一种基于数据统计方法的载波通信衰减模型构建方法，其技术方案包括：步骤1，试点台区低压信道噪声采集；步骤2，实测噪声分离为背景噪声与脉冲噪声；步骤3，获取背景噪声频谱和分段频谱；步骤4，统计每个小频段频谱幅值的概率分布，得到背景噪声的分段频谱概率分布图，视为低压信道背景噪声的数据统计模型；步骤5，统计脉冲噪声的脉冲幅值

【技术实现步骤摘要】
一种基于数据统计方法的载波通信衰减模型构建方法


[0001]本专利技术涉及低压电力线载波通信
，尤其涉及一种基于数据统计方法的载波通信衰减模型构建方法
。

技术介绍

[0002]随着电力通信的发展，低压电力线高速宽带电力线载波通信（下文均简称为
HPLC
）技术已经是电力行业的重要组成部分
。HPLC
技术的应用已实现全覆盖，极大的提升了用电信息采集系统的采集效率
。
对于下一代电力线载波通信技术的研究已提上日程，其中关于电力线信道特性的研究是十分重要的，直接影响到下一代电力线载波通信技术系统方案设计及论证
。
[0003]电力线信道噪声和衰减特性是影响载波通信性能的关键因素，尤其是信道噪声，不能简单等效为高斯白噪声，通常需要分离成背景噪声与脉冲噪声进行分析
。
此外，由于电力负载随时的接入和接出使电力网络拓扑时时发生变化，电力线噪声具有很强的时变性
。
因此，为了掌握载波通信信道上的噪声规律，实现载波通信信道现场噪声在软件中的模拟，对噪声的建模是十分必要的
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种基于数据统计方法的载波通信衰减模型构建方法，该方法提出采集大量低压台区不同时段的信道噪声数据，把噪声分离为背景噪声与脉冲噪声分别进行统计分析，提出对背景噪声建立频谱分段统计概率分布模型的方法
、
对脉冲噪声建立脉冲三要素统计概率分布模型的方法，其中脉冲噪声的三要素包括脉冲幅值
、
脉冲宽度和脉冲到达时间间隔，背景噪声模型与脉冲噪声模型合成后即可获得基于数据统计的低压信道噪声模型
。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种基于数据统计方法的载波通信衰减模型构建方法，包括以下步骤：步骤1：选择要建模的低压电力线载波通信信道试点，使用采集设备在不同时间段的多个节点采集不少于
100
组低压电力线载波通信信道噪声
。
[0006]步骤2：利用仿真软件把实测噪声分离为背景噪声与脉冲噪声
。
[0007]步骤3：获取每组背景噪声
0.781MHz~11.96MHz
频段的频谱，划分
0.781MHz~11.96MHz
频段为
40
个以上的小频段，每个小频段的频谱幅值取均值视为该小频段的近似频谱幅值，把每个小频段的近似频谱幅值连接起来即可得到背景噪声的分段频谱曲线
。
[0008]步骤4：获取所有背景噪声的分段频谱后，统计每个小频段近似频谱幅值的概率分布，得到背景噪声的分段频谱概率分布图，即为低压信道背景噪声的数据统计模型
。
[0009]背景噪声的分段频谱曲线
。
[0010]步骤4：获取所有背景噪声的分段频谱后，统计每个小频段近似频谱幅值的概率分布，得到背景噪声的分段频谱概率分布图，即为低压信道背景噪声的数据统计模型
。
[0011]进一步地，所述步骤2中噪声的分离方法为对实测噪声求均值，把高于均值
10dB
的值作为阈值
T
；对于某一点的噪声幅值
x
i
，若
x
i
<T
，则该点为背景噪声，若
x
i
≥T
，则该点为脉冲噪声
。
[0012]进一步地，所述步骤5中判断某处是否含脉冲噪声取决于测量的振幅水平，一般分别以脉冲噪声均方根值
T0的1倍
、5
倍
、10
倍
……
为阈值，当一个或连续多个点的电压水平超过阈值水平时，脉冲存在，统计此时的脉冲幅度
、
该水平线上的脉冲宽度和脉冲间隔
。
[0013]本专利技术的有益效果是：提供了一种基于数据统计方法的载波通信衰减模型构建方法，进行背景噪声与脉冲噪声的分离后，首先提出了背景噪声的频谱分段统计概率分布模型，其次提出了脉冲噪声的三要素统计概率分布模型
。
把背景噪声模型与脉冲噪声模型合成后即可获得完整的基于数据统计的低压信道噪声模型，使用该模型，不仅可以真实的模拟现场环境，掌握载波信道噪声的客观规律，还可以实现现场低压信道噪声的扩展，模拟极限环境，便于算法工程师针对性的优化通信算法
。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的方法流程示意图
。
[0015]图2为本专利技术实施例中的一组实测噪声
。
[0016]图3为本专利技术实施例中由实测噪声分离出的背景噪声
。
[0017]图4为本专利技术实施例中由实测噪声分离出的脉冲噪声
。
[0018]图5为本专利技术实施例中的一组背景噪声频谱
。
[0019]图6为本专利技术实施例中的一组背景噪声分段频谱
。
[0020]图7为本专利技术实施例中背景噪声分段频谱概率分布模型
。
[0021]图8为本专利技术实施例中脉冲幅值概率分布模型
。
[0022]图9为本专利技术实施例中脉冲宽度概率分布模型
。
[0023]图
10
为本专利技术实施例中脉冲到达间隔概率分布模型
。
实施方式
[0024]为了使本专利技术的目的
、
技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明
。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不限定本专利技术
。
[0025]结合附图1，一种基于数据统计方法的载波通信衰减模型构建方法，包括以下步骤：步骤1：以安徽某台区试点为例，把一天划分为5个时间段（9点到
11
点
、11
点到
13
点
、14
点到
16
点
、17
点到
19
点
、19
点到
21
点）进行电力线噪声的采集，每个时间段在不同表端和变压器端采集
30
组噪声，共
150
组噪声数据
。
[0026]步骤2：以一组实测噪声为例，如图2所示，用仿真软件把实测噪声分离为背景噪声与脉冲噪声
。
首先求出该实测噪声的均值为
0.1161
，把高于均值
10dB
的值作为阈值
T
；对于实测噪声某一点的噪声幅值
x
i
，若
x
i
<T
，则该点为背景噪声，若
x
i
≥T
，则该点为脉冲噪声，分离得到的背景噪声如图3所示，分离得到的脉冲噪声如图4所示
。
把...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于数据统计方法的载波通信衰减模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，选择要建模的低压电力线载波通信信道试点，使用采集设备在不同时间段的多个节点采集不少于
100
组低压电力线载波通信信道噪声；步骤2，利用仿真软件把实测噪声分离为背景噪声与脉冲噪声；步骤3，获取每组背景噪声
0.781MHz~11.96MHz
频段的频谱，划分
0.781MHz~11.96MHz
频段为
40
个以上的小频段，每个小频段的频谱幅值取均值视为该小频段的近似频谱幅值，把每个小频段的近似频谱幅值连接起来即可得到背景噪声的分段频谱曲线；步骤4，按照步骤3的方法获取所有背景噪声的分段频谱后，统计每个小频段近似频谱幅值的概率分布，得到背景噪声的分段频谱概率分布图，即为低压信道背景噪声的数据统计模型；步骤5，统计所有脉冲噪声的脉冲幅值
、
脉冲宽度和脉冲到达间隔，从而分别得到脉冲噪声这三要素的概率分布，视为低压信道脉冲噪声的数据统计模型
。...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭春旭，付友涛，严由辉，季磊，袁志双，
申请(专利权)人：青岛鼎信通讯科技有限公司青岛鼎信通讯电力工程有限公司，
类型：发明
国别省市：