CN108880622B - 一种电力线通信系统中脉冲噪声的识别方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力线通信系统中脉冲噪声的识别方法及系统。该方法包括：建立信号序列；建立信号变化序列；计算信号变化序列内信号的有功功率的平均功率和均方差；计算脉冲噪声触发阈值、第一噪声分类阈值和第二噪声分类阈值；比较信号变化序列内信号的有功功率与脉冲噪声触发阈值的大小；比较第一噪声分类判断值与第一噪声分类阈值的大小；比较第二噪声分类判断值与第二噪声分类阈值的大小；输出第一脉冲噪声发生的时刻和第二脉冲噪声发生的时刻。采用本发明的方法及系统，能够直接的、准确的从电力线通信调制信号中识别和提取长脉冲噪声和短脉冲噪声，能够很好的避免信号之间相互影响。

Description

一种电力线通信系统中脉冲噪声的识别方法及系统
技术领域
本发明涉及噪声识别技术领域，特别是涉及一种电力线通信系统中脉冲噪声的识别方法及系统。
背景技术
电力线通信技术分为窄带电力线通信和宽带电力线通信。窄带电力线通信是指带宽限定在3k～500kHz的电力线载波通信技术，窄带电力线通信技术多采用单载波调制技术，如PSK技术，DSSS技术和线性调频Chirp等技术，通信速率小于1Mbits/s。宽带电力线通信技术指带宽限定在1.6～30MHz之间、通信速率通常在1Mbps以上的电力线载波通信技术，采用以OFDM为核心的多种扩频通信技术。
电力线通信系统有着广泛的应用且技术相对成熟，但是电力线通信系统中大量的分支和电气设备，会在电力线信道中产生大量的噪声。其中随机脉冲噪声具有很大的随机性，噪声强度高，对电力线通信系统造成严重破坏。现有技术中识别和提取脉冲噪声通常的做法是PLC通信系统不工作，然后检测中低压通信网络中的脉冲噪声并加以识别和提取。这种方式由于信号之间会相互影响，所得到的脉冲噪声统计特性并不能代表实际情况。
发明内容
本发明的目的是提供一种电力线通信系统中脉冲噪声的识别方法及系统，具有能够直接从电力线通信调制信号中识别和提取脉冲噪声，避免信号之间相互影响，提高噪声识别精度的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种电力线通信系统中脉冲噪声的识别方法，包括：
获取接收到的电力线通信信号，在所述电力线通信信号前后各选取相同个数的多个电力线通信信号，按照接收到的电力线通信信号时间的先后顺序建立信号序列；
获取所述信号序列内各个信号的信号幅值，计算相邻两个信号的信号幅值差值；选取满足预设差值阈值的相邻的信号幅值差值所对应的电力线通信信号，得到信号变化序列；
计算所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率和均方差；
根据所述平均功率和均方差计算脉冲噪声触发阈值、第一噪声分类阈值和第二噪声分类阈值；
比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小；若所述信号变化序列内信号的有功功率小于所述脉冲噪声触发阈值，获取并比较所述比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小的次数，若所述次数大于所述信号变化序列内的信号的个数，停止迭代；若所述次数小于或等于所述信号变化序列内的信号的个数，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并返回步骤“比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小”；若所述信号变化序列内信号的有功功率大于或等于所述脉冲噪声触发阈值，根据所述信号的有功功率计算第一噪声分类判断值；
比较所述第一噪声分类判断值与所述第一噪声分类阈值的大小；若所述第一噪声分类判断值小于或等于所述第一噪声分类阈值，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并返回步骤“比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小”；若所述第一噪声分类判断值大于所述第一噪声分类阈值，根据所述信号的有功功率计算第二噪声分类判断值；
比较所述第二噪声分类判断值与所述第二噪声分类阈值的大小；若所述第二噪声分类判断值小于或等于所述第二噪声检测阈值，输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在信号序列的时刻为第一脉冲噪声发生的时刻，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并返回步骤“比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小”；若所述第二噪声分类判断值大于所述第二噪声检测阈值，输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在信号序列的时刻为第二脉冲噪声发生的时刻，所述第一脉冲噪声持续时间小于所述第二脉冲噪声持续时间，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并返回步骤“比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小”。
可选的，计算所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率和均方差，具体包括：
计算所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率和均方差的公式如下：
Figure BDA0001805868710000031
Figure BDA0001805868710000032
其中，Pmo为所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率，L为所述信号变化序列内通信信号个数，l为按照时间的先后顺序排列后信号有功功率在信号变化序列的序号，P(l)为序号为l的信号的有功功率，σmo为所述信号变化序列内信号的有功功率的均方差。
可选的，根据所述平均功率和均方差计算脉冲噪声触发阈值、第一噪声分类阈值和第二噪声分类阈值，具体包括：
根据所述平均功率和均方差计算脉冲噪声触发阈值、第一噪声分类阈值和第二噪声分类阈值的具体计算公式如下：
H1＝Pmo+ασmo
Figure BDA0001805868710000033
Figure BDA0001805868710000034
其中，H1为脉冲噪声触发阈值，α为脉冲噪声触发阈值系数，用于调整脉冲噪声触发阈值的范围，H2为第一噪声分类阈值，H3为第二噪声分类阈值。
可选的，根据所述信号的有功功率计算第一噪声分类判断值，具体包括：
根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第一时间窗口内信号有功功率变化均值，得到第一功率变化均值；所述第一时间窗口包括多个通信信号，并且所述第一时间窗口内的所有信号的有功功率对应在信号序列的时刻均晚于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻，所述当前有功功率为计算第一时间窗口内信号有功功率变化均值时根据的有功功率；
根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第二时间窗口内信号有功功率变化均值，得到第二功率变化均值；所述第二时间窗口包括多个通信信号，并且所述第二时间窗口内的所有信号的有功功率对应在信号序列的时刻均早于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻，所述当前有功功率为计算第二时间窗口内信号有功功率变化均值时根据的有功功率；
将所述第一功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第一噪声分类判断值。
可选的，根据所述信号的有功功率计算第二噪声分类判断值，具体包括：
根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第三时间窗口内信号有功功率变化均值，得到第三功率变化均值；所述第三时间窗口包括多个通信信号，并且所述第三时间窗口内的所有信号的有功功率对应信号序列的时刻在晚于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻的基础上延长多个时刻，所述当前有功功率为计算第三时间窗口内信号有功功率变化均值时根据的有功功率差值；
将所述第三功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第二噪声分类判断值。。
本发明还提供一种电力线通信系统中脉冲噪声的识别系统，包括：
信号序列生成模块，用于获取接收到的电力线通信信号，在所述电力线通信信号前后各选取相同个数的多个电力线通信信号，按照接收到的电力线通信信号时间的先后顺序建立信号序列；
信号变化序列生成模块，用于获取所述信号序列内各个信号的信号幅值，计算相邻两个信号的信号幅值差值；选取满足预设差值阈值的相邻的信号幅值差值所对应的电力线通信信号，得到信号变化序列；
功率计算模块，用于计算所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率和均方差；
阈值计算模块，用于根据所述平均功率和均方差计算脉冲噪声触发阈值、第一噪声分类阈值和第二噪声分类阈值；
第一比较模块，用于比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小；
第一比较次数获取模块，用于在所述第一比较模块得到所述信号变化序列内信号的有功功率小于所述脉冲噪声触发阈值时，获取并比较所述比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小的次数；
第一噪声分类判断值计算模块，用于在所述第一比较模块得到所述信号变化序列内信号的有功功率大于或等于所述脉冲噪声触发阈值时，根据所述信号的有功功率计算第一噪声分类判断值；
第二比较模块，用于比较所述第一噪声分类判断值与所述第一噪声分类阈值的大小；
第二噪声分类判断值计算模块，用于在所述第一噪声分类判断值大于所述第一噪声分类阈值时，根据所述信号的有功功率计算第二噪声分类判断值；
第三比较模块，用于比较所述第二噪声分类判断值与所述第二噪声分类阈值的大小；
第一脉冲噪声发生时刻输出模块，用于在所述第三比较模块得到所述第二噪声分类判断值小于或等于所述第二噪声检测阈值时，输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在信号序列的时刻为第一脉冲噪声发生的时刻；
第二脉冲噪声发生时刻输出模块，用于所述第三比较模块得到所述第二噪声分类判断值大于所述第二噪声检测阈值，输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在信号序列的时刻为第二脉冲噪声发生的时刻，所述第一脉冲噪声持续时间小于所述第二脉冲噪声持续时间；
信号变化序列内信号的有功功率获取模块，用于在所述第一比较次数获取模块得到所述比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小的次数小于或等于所述信号变化序列内的信号的个数时，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并将获取的该有功功率输送至第一比较模块；还用于在所述第二比较模块得到所述所述第一噪声分类判断值小于或等于所述第一噪声分类阈值时，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并将获取的该有功功率输送至第一比较模块；还用于在所述第一脉冲噪声发生时刻输出模块输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻后，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并将获取的该有功功率输送至第一比较模块；还用于在第二脉冲噪声发生时刻输出模块输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻后，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并将获取的该有功功率输送至第一比较模块。
可选的，所述功率计算模块，具体包括：
计算所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率和均方差的公式如下：
Figure BDA0001805868710000061
Figure BDA0001805868710000062
其中，Pmo为所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率，L为所述信号变化序列内通信信号个数，l为按照时间的先后顺序排列后信号有功功率在信号变化序列的序号，P(l)为序号为l的信号的有功功率，σmo为所述信号变化序列内信号的有功功率的均方差。
可选的，所述阈值计算模块，具体包括：
根据所述平均功率和均方差计算脉冲噪声触发阈值、第一噪声分类阈值和第二噪声分类阈值的具体计算公式如下：
H1＝Pmo+ασmo
Figure BDA0001805868710000063
Figure BDA0001805868710000064
其中，H1为脉冲噪声触发阈值，α为脉冲噪声触发阈值系数，用于调整脉冲噪声触发阈值的范围，H2为第一噪声分类阈值，H3为第二噪声分类阈值。
可选的，所述第一噪声分类判断值计算模块，具体包括：
第一功率变化均值计算单元，用于根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第一时间窗口内信号有功功率变化均值，得到第一功率变化均值；所述第一时间窗口包括多个通信信号，并且所述第一时间窗口内的所有信号的有功功率对应在信号序列的时刻均晚于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻，所述当前有功功率为计算第一时间窗口内信号有功功率变化均值时根据的有功功率；
第二功率变化均值计算单元，用于根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第二时间窗口内信号有功功率变化均值，得到第二功率变化均值；所述第二时间窗口包括多个通信信号，并且所述第二时间窗口内的所有信号的有功功率对应在信号序列的时刻均早于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻，所述当前有功功率为计算第二时间窗口内信号有功功率变化均值时根据的有功功率；
第一噪声分类判断值计算单元，用于将所述第一功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第一噪声分类判断值。
可选的，第二噪声分类判断值计算模块，具体包括：
第三功率变化均值计算单元，用于根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第三时间窗口内信号有功功率变化均值，得到第三功率变化均值；所述第三时间窗口包括多个通信信号，并且所述第三时间窗口内的所有信号的有功功率对应信号序列的时刻在晚于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻的基础上延长多个时刻，所述当前有功功率为计算第三时间窗口内信号有功功率变化均值时根据的有功功率差值；
第二噪声分类判断值计算单元，用于将所述第三功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第二噪声分类判断值。。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种电力线通信系统中脉冲噪声的识别方法及系统，通过计算第一噪声分类判断值和第二噪声分类判断值，并将第一噪声检测判断值与第一噪声分类阈值比较，第二噪声检测判断值与第二噪声分类阈值比较，能够直接的、准确的从电力线通信调制信号中识别和提取长脉冲噪声和短脉冲噪声，能够很好的避免信号之间相互影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例一中电力线通信系统中脉冲噪声的识别方法流程图；
图2为本发明实施例一中时间窗口示意图；
图3为本发明实施例二中电力线通信系统中脉冲噪声的识别系统结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种电力线通信系统中脉冲噪声的识别方法及系统，具有能够直接从电力线通信调制信号中识别和提取脉冲噪声，避免信号之间相互影响，提高噪声识别精度的优点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一：
图1为本发明实施例中电力线通信系统中脉冲噪声的识别方法流程图，如图1所示，电力线通信系统中脉冲噪声的识别方法，包括：
步骤101：建立信号序列。
获取接收到的电力线通信信号，在所述电力线通信信号前后各选取相同个数的多个电力线通信信号，按照接收到的电力线通信信号时间的先后顺序建立信号序列；
步骤102：建立信号变化序列。
获取所述信号序列内各个信号的信号幅值，计算相邻两个信号的信号幅值差值；选取满足预设差值阈值的相邻的信号幅值差值所对应的电力线通信信号，得到信号变化序列。
步骤103：计算所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率和均方差。
计算所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率和均方差的公式如下：
Figure BDA0001805868710000081
Figure BDA0001805868710000082
其中，Pmo为所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率，L为所述信号变化序列内通信信号个数，l为按照时间的先后顺序排列后信号有功功率在信号变化序列的序号，P(l)为序号为l的信号的有功功率，σmo为所述信号变化序列内信号的有功功率的均方差。
步骤104：根据所述平均功率和均方差计算脉冲噪声触发阈值、第一噪声分类阈值和第二噪声分类阈值。
根据所述平均功率和均方差计算脉冲噪声触发阈值、第一噪声分类阈值和第二噪声分类阈值的具体计算公式如下：
H1＝Pmo+ασmo
Figure BDA0001805868710000091
Figure BDA0001805868710000092
其中，H1为脉冲噪声触发阈值，α为脉冲噪声触发阈值系数，用于调整脉冲噪声触发阈值的范围，H2为第一噪声分类阈值，H3为第二噪声分类阈值。
步骤105：比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小；若所述信号变化序列内信号的有功功率小于所述脉冲噪声触发阈值，执行步骤106；若所述信号变化序列内信号的有功功率大于或等于所述脉冲噪声触发阈值，执行步骤107。
步骤106：获取并比较所述比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小的次数，若所述次数大于所述信号变化序列内的信号的个数，停止迭代；若所述次数小于或等于所述信号变化序列内的信号的个数，执行步骤113。
步骤107：根据所述信号的有功功率计算第一噪声分类判断值。
图2为本发明实施例一中时间窗口示意图，如图2所示，根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第一时间窗口1内信号有功功率变化均值，得到第一功率变化均值；所述第一时间窗口1包括多个通信信号，并且所述第一时间窗口1内的所有信号的有功功率对应在信号序列的时刻均晚于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻t，所述当前有功功率为计算第一时间窗口1内信号有功功率变化均值时根据的有功功率。
计算第一功率变化均值的具体公式为：
Figure BDA0001805868710000101
其中，A(t)为第一功率变化均值，N为第一时间窗口内通信信号的总个数；t为当前有功功率对应在所述信号序列的时刻，t+n表示所述第一时间窗口内信号有功功率对应在信号序列的时刻，P(t+n)为第t+n时刻第一时间窗口内信号有功功率。
根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第二时间窗口2内信号有功功率变化均值，得到第二功率变化均值；所述第二时间窗口2包括多个通信信号，并且所述第二时间窗口2内的所有信号的有功功率对应在信号序列的时刻均早于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻t，所述当前有功功率为计算第二时间窗口内信号有功功率变化均值时根据的有功功率。
第二功率变化均值的具体公式为：
Figure BDA0001805868710000102
其中，B(t)为第二功率变化均值，M为第二时间窗口内通信信号的总个数；t为当前有功功率对应在所述信号序列的时刻，t-m表示所述第二时间窗口内信号有功功率对应在信号序列的时刻，P(t-m)为第t-m时刻第二时间窗口内信号有功功率。
将所述第一功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第一噪声分类判断值，具体计算公式为：
Figure BDA0001805868710000103
其中，r1(t)为第一噪声分类判断值，A(t)为第一功率变化均值，B(t)为第二功率变化均值。
步骤108：比较所述第一噪声分类判断值与所述第一噪声分类阈值的大小；若所述第一噪声分类判断值小于或等于所述第一噪声分类阈值，执行步骤113；若所述第一噪声分类判断值大于所述第一噪声分类阈值，执行步骤109。
步骤109：根据所述信号的有功功率计算第二噪声分类判断值。
图2为本发明实施例一中时间窗口示意图，如图2所示，根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第三时间窗口3内信号有功功率变化均值，得到第三功率变化均值；所述第三时间窗口3包括多个通信信号，并且所述第三时间窗口3内的所有信号的有功功率对应信号序列的时刻在晚于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻的基础上延长多个时刻，所述当前有功功率为计算第三时间窗口3内信号有功功率变化均值时根据的有功功率差值。
计算第三功率变化均值的具体公式为：
Figure BDA0001805868710000111
其中，AD(t)为第三功率变化均值，Q为第三时间窗口内通信信号的总个数，D为延长时刻，t为当前有功功率对应在所述信号序列的时刻，t+q+Q表示所述第三时间窗口内信号有功功率对应在信号序列的时刻，P(t+q+Q)为第t+q+Q时刻第三时间窗口内信号有功功率。
将所述第三功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第二噪声分类判断值，具体计算公式为：
Figure BDA0001805868710000112
其中，r2(t)为第二噪声分类判断值，AD(t)为第一功率变化均值，B(t)为第二功率变化均值。
步骤110：比较所述第二噪声分类判断值与所述第二噪声分类阈值的大小；若所述第二噪声分类判断值小于或等于所述第二噪声检测阈值，执行步骤111，执行步骤113；若所述第二噪声分类判断值大于所述第二噪声检测阈值，执行步骤112，并执行步骤113。
步骤111：输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在信号序列的时刻为第一脉冲噪声发生的时刻。
步骤112：输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在信号序列的时刻为第二脉冲噪声发生的时刻，所述第一脉冲噪声持续时间小于所述第二脉冲噪声持续时间。
步骤113：获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并返回步骤105。
实施例二
图3为本发明实施例中电力线通信系统中脉冲噪声的识别系统结构图，如图3所示，电力线通信系统中脉冲噪声的识别系统，包括：
信号序列生成模块201，用于获取接收到的电力线通信信号，在所述电力线通信信号前后各选取相同个数的多个电力线通信信号，按照接收到的电力线通信信号时间的先后顺序建立信号序列。
信号变化序列生成模块202，用于获取所述信号序列内各个信号的信号幅值，计算相邻两个信号的信号幅值差值；选取满足预设差值阈值的相邻的信号幅值差值所对应的电力线通信信号，得到信号变化序列。
功率计算模块203，用于计算所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率和均方差。
计算所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率和均方差的公式如下：
Figure BDA0001805868710000121
Figure BDA0001805868710000122
其中，Pmo为所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率，L为所述信号变化序列内通信信号个数，l为按照时间的先后顺序排列后信号有功功率在信号变化序列的序号，P(l)为序号为l的信号的有功功率，σmo为所述信号变化序列内信号的有功功率的均方差。
阈值计算模块204，用于根据所述平均功率和均方差计算脉冲噪声触发阈值、第一噪声分类阈值和第二噪声分类阈值。
根据所述平均功率和均方差计算脉冲噪声触发阈值、第一噪声分类阈值和第二噪声分类阈值的具体计算公式如下：
H1＝Pmo+ασmo
Figure BDA0001805868710000123
Figure BDA0001805868710000124
其中，H1为脉冲噪声触发阈值，α为脉冲噪声触发阈值系数，用于调整脉冲噪声触发阈值的范围，H2为第一噪声分类阈值，H3为第二噪声分类阈值。
第一比较模块205，用于比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小。
第一比较次数获取模块206，用于在所述第一比较模块得到所述信号变化序列内信号的有功功率小于所述脉冲噪声触发阈值时，获取并比较所述比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小的次数。
第一噪声分类判断值计算模块207，用于在所述第一比较模块得到所述信号变化序列内信号的有功功率大于或等于所述脉冲噪声触发阈值时，根据所述信号的有功功率计算第一噪声分类判断值。
所述第一噪声分类判断值计算模块207，具体包括：
第一功率变化均值计算单元，用于根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第一时间窗口内信号有功功率变化均值，得到第一功率变化均值；所述第一时间窗口包括多个通信信号，并且所述第一时间窗口内的所有信号的有功功率对应在信号序列的时刻均晚于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻，所述当前有功功率为计算第一时间窗口内信号有功功率变化均值时根据的有功功率。
计算第一功率变化均值的具体公式为：
Figure BDA0001805868710000131
其中，A(t)为第一功率变化均值，N为第一时间窗口内通信信号的总个数；t为当前有功功率对应在所述信号序列的时刻，t+n表示所述第一时间窗口内信号有功功率对应在信号序列的时刻，P(t+n)为第t+n时刻第一时间窗口内信号有功功率。
第二功率变化均值计算单元，用于根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第二时间窗口内信号有功功率变化均值，得到第二功率变化均值；所述第二时间窗口包括多个通信信号，并且所述第二时间窗口内的所有信号的有功功率对应在信号序列的时刻均早于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻，所述当前有功功率为计算第二时间窗口内信号有功功率变化均值时根据的有功功率。
第二功率变化均值的具体公式为：
Figure BDA0001805868710000141
其中，B(t)为第二功率变化均值，M为第二时间窗口内通信信号的总个数；t为当前有功功率对应在所述信号序列的时刻，t-m表示所述第二时间窗口内信号有功功率对应在信号序列的时刻，P(t-m)为第t-m时刻第二时间窗口内信号有功功率。
第一噪声分类判断值计算单元，用于将所述第一功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第一噪声分类判断值。
将所述第一功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第一噪声分类判断值，具体计算公式为：
Figure BDA0001805868710000142
其中，r1(t)为第一噪声分类判断值，A(t)为第一功率变化均值，B(t)为第二功率变化均值。
第二比较模块208，用于比较所述第一噪声分类判断值与所述第一噪声分类阈值的大小。
第二噪声分类判断值计算模块209，用于在所述第一噪声分类判断值大于所述第一噪声分类阈值时，根据所述信号的有功功率计算第二噪声分类判断值。
第二噪声分类判断值计算模块209，具体包括：
第三功率变化均值计算单元，用于根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第三时间窗口内信号有功功率变化均值，得到第三功率变化均值；所述第三时间窗口包括多个通信信号，并且所述第三时间窗口内的所有信号的有功功率对应信号序列的时刻在晚于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻的基础上延长多个时刻，所述当前有功功率为计算第三时间窗口内信号有功功率变化均值时根据的有功功率差值。
计算第三功率变化均值的具体公式为：
Figure BDA0001805868710000143
其中，AD(t)为第三功率变化均值，Q为第三时间窗口内通信信号的总个数，D为延长时刻，t为当前有功功率对应在所述信号序列的时刻，t+q+Q表示所述第三时间窗口内信号有功功率对应在信号序列的时刻，P(t+q+Q)为第t+q+Q时刻第三时间窗口内信号有功功率。
第二噪声分类判断值计算单元，用于将所述第三功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第二噪声分类判断值。
将所述第三功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第二噪声分类判断值，具体计算公式为：
Figure BDA0001805868710000151
其中，r2(t)为第二噪声分类判断值，AD(t)为第一功率变化均值，B(t)为第二功率变化均值。
第三比较模块210，用于比较所述第二噪声分类判断值与所述第二噪声分类阈值的大小。
第一脉冲噪声发生时刻输出模块211，用于在所述第三比较模块得到所述第二噪声分类判断值小于或等于所述第二噪声检测阈值时，输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在信号序列的时刻为第一脉冲噪声发生的时刻。
第二脉冲噪声发生时刻输出模块212，用于所述第三比较模块得到所述第二噪声分类判断值大于所述第二噪声检测阈值，输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在信号序列的时刻为第二脉冲噪声发生的时刻，所述第一脉冲噪声持续时间小于所述第二脉冲噪声持续时间。
信号变化序列内信号的有功功率获取模块213，用于在所述第一比较次数获取模块得到所述比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小的次数小于或等于所述信号变化序列内的信号的个数时，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并将获取的该有功功率输送至第一比较模块；还用于在所述第二比较模块得到所述所述第一噪声分类判断值小于或等于所述第一噪声分类阈值时，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并将获取的该有功功率输送至第一比较模块；还用于在所述第一脉冲噪声发生时刻输出模块输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻后，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并将获取的该有功功率输送至第一比较模块；还用于在第二脉冲噪声发生时刻输出模块输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻后，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并将获取的该有功功率输送至第一比较模块。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种电力线通信系统中脉冲噪声的识别方法，其特征在于，包括：
获取接收到的电力线通信信号，在所述电力线通信信号前后各选取相同个数的多个电力线通信信号，按照接收到的电力线通信信号时间的先后顺序建立信号序列；
获取所述信号序列内各个信号的信号幅值，计算相邻两个信号的信号幅值差值；选取满足预设差值阈值的相邻的信号幅值差值所对应的电力线通信信号，得到信号变化序列；
计算所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率和均方差；
根据所述平均功率和均方差计算脉冲噪声触发阈值、第一噪声分类阈值和第二噪声分类阈值；
比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小；若所述信号变化序列内信号的有功功率小于所述脉冲噪声触发阈值，获取并比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小的次数，若所述次数大于所述信号变化序列内的信号的个数，停止迭代；若所述次数小于或等于所述信号变化序列内的信号的个数，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并返回步骤“比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小”；若所述信号变化序列内信号的有功功率大于或等于所述脉冲噪声触发阈值，根据所述信号的有功功率计算第一噪声分类判断值；
比较所述第一噪声分类判断值与所述第一噪声分类阈值的大小；若所述第一噪声分类判断值小于或等于所述第一噪声分类阈值，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并返回步骤“比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小”；若所述第一噪声分类判断值大于所述第一噪声分类阈值，根据所述信号的有功功率计算第二噪声分类判断值；
比较所述第二噪声分类判断值与所述第二噪声分类阈值的大小；若所述第二噪声分类判断值小于或等于所述第二噪声分类 阈值，输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在信号序列的时刻为第一脉冲噪声发生的时刻，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并返回步骤“比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小”；若所述第二噪声分类判断值大于所述第二噪声分类 阈值，输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在信号序列的时刻为第二脉冲噪声发生的时刻，所述第一脉冲噪声持续时间小于所述第二脉冲噪声持续时间，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并返回步骤“比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小”；
其中，
根据所述信号的有功功率计算第一噪声分类判断值，具体包括：
根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第一时间窗口内信号有功功率变化均值，得到第一功率变化均值；所述第一时间窗口包括多个通信信号，并且所述第一时间窗口内的所有信号的有功功率对应在信号序列的时刻均晚于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻，所述当前有功功率为计算第一时间窗口内信号有功功率变化均值时根据的有功功率；
根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第二时间窗口内信号有功功率变化均值，得到第二功率变化均值；所述第二时间窗口包括多个通信信号，并且所述第二时间窗口内的所有信号的有功功率对应在信号序列的时刻均早于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻，所述当前有功功率为计算第二时间窗口内信号有功功率变化均值时根据的有功功率；
将所述第一功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第一噪声分类判断值；
根据所述信号的有功功率计算第二噪声分类判断值，具体包括：
根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第三时间窗口内信号有功功率变化均值，得到第三功率变化均值；所述第三时间窗口包括多个通信信号，并且所述第三时间窗口内的所有信号的有功功率对应信号序列的时刻在晚于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻的基础上延长多个时刻，所述当前有功功率为计算第三时间窗口内信号有功功率变化均值时根据的有功功率差值；
将所述第三功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第二噪声分类判断值。
2.根据权利要求1所述的电力线通信系统中脉冲噪声的识别方法，其特征在于，计算所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率和均方差，具体包括：
计算所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率和均方差的公式如下：
Figure FDA0002823166750000031
Figure FDA0002823166750000032
其中，Pmo为所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率，L为所述信号变化序列内通信信号个数，l为按照时间的先后顺序排列后信号有功功率在信号变化序列的序号，P(l)为序号为l的信号的有功功率，σmo为所述信号变化序列内信号的有功功率的均方差。
3.根据权利要求2所述的电力线通信系统中脉冲噪声的识别方法，其特征在于，根据所述平均功率和均方差计算脉冲噪声触发阈值、第一噪声分类阈值和第二噪声分类阈值，具体包括：
根据所述平均功率和均方差计算脉冲噪声触发阈值、第一噪声分类阈值和第二噪声分类阈值的具体计算公式如下：
H1＝Pmo+ασmo
Figure FDA0002823166750000033
Figure FDA0002823166750000034
其中，H1为脉冲噪声触发阈值，α为脉冲噪声触发阈值系数，用于调整脉冲噪声触发阈值的范围，H2为第一噪声分类阈值，H3为第二噪声分类阈值。
4.一种电力线通信系统中脉冲噪声的识别系统，其特征在于，包括：
信号序列生成模块，用于获取接收到的电力线通信信号，在所述电力线通信信号前后各选取相同个数的多个电力线通信信号，按照接收到的电力线通信信号时间的先后顺序建立信号序列；
信号变化序列生成模块，用于获取所述信号序列内各个信号的信号幅值，计算相邻两个信号的信号幅值差值；选取满足预设差值阈值的相邻的信号幅值差值所对应的电力线通信信号，得到信号变化序列；
功率计算模块，用于计算所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率和均方差；
阈值计算模块，用于根据所述平均功率和均方差计算脉冲噪声触发阈值、第一噪声分类阈值和第二噪声分类阈值；
第一比较模块，用于比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小；
第一比较次数获取模块，用于在所述第一比较模块得到所述信号变化序列内信号的有功功率小于所述脉冲噪声触发阈值时，获取并比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小的次数；
第一噪声分类判断值计算模块，用于在所述第一比较模块得到所述信号变化序列内信号的有功功率大于或等于所述脉冲噪声触发阈值时，根据所述信号的有功功率计算第一噪声分类判断值；
第二比较模块，用于比较所述第一噪声分类判断值与所述第一噪声分类阈值的大小；
第二噪声分类判断值计算模块，用于在所述第一噪声分类判断值大于所述第一噪声分类阈值时，根据所述信号的有功功率计算第二噪声分类判断值；
第三比较模块，用于比较所述第二噪声分类判断值与所述第二噪声分类阈值的大小；
第一脉冲噪声发生时刻输出模块，用于在所述第三比较模块得到所述第二噪声分类判断值小于或等于所述第二噪声- 分类 阈值时，输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在信号序列的时刻为第一脉冲噪声发生的时刻；
第二脉冲噪声发生时刻输出模块，用于所述第三比较模块得到所述第二噪声分类判断值大于所述第二噪声分类 阈值，输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻，所述有功功率所在信号序列的时刻为第二脉冲噪声发生的时刻，所述第一脉冲噪声持续时间小于所述第二脉冲噪声持续时间；
信号变化序列内信号的有功功率获取模块，用于在所述第一比较次数获取模块得到所述比较所述信号变化序列内信号的有功功率与所述脉冲噪声触发阈值的大小的次数小于或等于所述信号变化序列内的信号的个数时，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并将获取的该有功功率输送至第一比较模块；还用于在所述第二比较模块得到所述第一噪声分类判断值小于或等于所述第一噪声分类阈值时，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并将获取的该有功功率输送至第一比较模块；还用于在所述第一脉冲噪声发生时刻输出模块输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻后，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并将获取的该有功功率输送至第一比较模块；还用于在第二脉冲噪声发生时刻输出模块输出所述第二噪声分类判断值对应的有功功率所在时刻后，获取所述信号变化序列内下一个信号的有功功率，并将获取的该有功功率输送至第一比较模块；
其中，
所述第一噪声分类判断值计算模块，具体包括：
第一功率变化均值计算单元，用于根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第一时间窗口内信号有功功率变化均值，得到第一功率变化均值；所述第一时间窗口包括多个通信信号，并且所述第一时间窗口内的所有信号的有功功率对应在信号序列的时刻均晚于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻，所述当前有功功率为计算第一时间窗口内信号有功功率变化均值时根据的有功功率；
第二功率变化均值计算单元，用于根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第二时间窗口内信号有功功率变化均值，得到第二功率变化均值；所述第二时间窗口包括多个通信信号，并且所述第二时间窗口内的所有信号的有功功率对应在信号序列的时刻均早于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻，所述当前有功功率为计算第二时间窗口内信号有功功率变化均值时根据的有功功率；
第一噪声分类判断值计算单元，用于将所述第一功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第一噪声分类判断值；
第二噪声分类判断值计算模块，具体包括：
第三功率变化均值计算单元，用于根据所述信号变化序列内信号的有功功率计算第三时间窗口内信号有功功率变化均值，得到第三功率变化均值；所述第三时间窗口包括多个通信信号，并且所述第三时间窗口内的所有信号的有功功率对应信号序列的时刻在晚于当前有功功率对应在所述信号序列的时刻的基础上延长多个时刻，所述当前有功功率为计算第三时间窗口内信号有功功率变化均值时根据的有功功率差值；
第二噪声分类判断值计算单元，用于将所述第三功率变化均值与所述第二功率变化均值作商，得到第二噪声分类判断值。
5.根据权利要求4所述的电力线通信系统中脉冲噪声的识别系统，其特征在于，所述功率计算模块，具体包括：
计算所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率和均方差的公式如下：
Figure FDA0002823166750000061
Figure FDA0002823166750000062
其中，Pmo为所述信号变化序列内信号的有功功率的平均功率，L为所述信号变化序列内通信信号个数，l为按照时间的先后顺序排列后信号有功功率在信号变化序列的序号，P(l)为序号为l的信号的有功功率，σmo为所述信号变化序列内信号的有功功率的均方差。
6.根据权利要求5所述的电力线通信系统中脉冲噪声的识别系统，其特征在于，所述阈值计算模块，具体包括：
根据所述平均功率和均方差计算脉冲噪声触发阈值、第一噪声分类阈值和第二噪声分类阈值的具体计算公式如下：
H1＝Pmo+ασmo
Figure FDA0002823166750000063
Figure FDA0002823166750000064
其中，H1为脉冲噪声触发阈值，α为脉冲噪声触发阈值系数，用于调整脉冲噪声触发阈值的范围，H2为第一噪声分类阈值，H3为第二噪声分类阈值。
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