[发明专利]噪声滤除系统、PLC接收器及滤除电力线噪声的方法

说明书

本发明提供一种电力线通信(PLC)接收器，其包含滤波器、时域处理器、频域处理器、和前向纠错解码器。一个连接到频域处理器的窄带频率检测器，检查一个最高功率子载波频率的频域信号。比较最高功率和所有其它子载波的平均功率，当最高功率明显高于平均功率时，就检测到一个窄带干扰。当在一段时间内N次检测到所述干扰，控制层就添加该子载波频率到一个移除列表，并重新计算滤波系数，添加一个所述移除列表的所述频率上的陷波滤波器。更新的滤波系数被加载到所述滤波器内，以便实施陷波滤波器。当在所述移除列表上一个子载波的当前功率明显低于所述平均功率时，从所述移除列表删除所述子载波，并重新计算系数以删除所述陷波滤波器。

技术领域

本发明涉及电力线通信(PLC)系统，特别涉及PLC系统的噪声滤除。

背景技术

电力线通信(PLC)系统常被用于一些专用智能电网应用，如发送仪表读数到中央室、或发送命令来控制配电和负载。通过将适配器插入到普通交流电源插座，家庭自动化和网络化也可以使用PLC。PLC网络诸如HomePlug AV标准，不会干扰交流电配送。

尽管PLC已经使用了一段时间，但仍然是低数据率(窄带)。由于不能同时进行发射和接收，需要使用半双工操作。希望能有高数据率的PLC，并能够提高可靠性。

图1显示一个PLC系统。电力线10载有交流电如110伏、120伏、220伏、或240伏，以每秒60次交替(60Hz)或以每秒50次交替(50Hz)。电器、灯具和其它需要电力的设备可以插入到插座12、14、16、18。通过将特别的适配器插入插座14、16，电力线10上可以载有设备22和个人计算机(PC)24之间的通信信号。但是，当大负荷的电器26接通时，会突然从其插座18拖曳出一个大电流。这个大负荷会在电力线10上产生噪声，这会干扰设备22和PC 24之间的通信。

图2显示在电力线通信(PLC)期间干扰一些子载波频率的噪声。子载波20是PLC传输的频率。相同的数据可以同时在几个子载波20上传输，以提供冗余并减轻有噪声的交流电电力线环境。电力线上的静态噪声34干扰子载波21上载有的信号，但不会干扰其它子载波20。数据仍然能够在其它子载波20上传输。

图3显示PLC里的各种噪声类型。静态噪声34长期出现在特定频率上。周期性噪声30是和交流电周期同步的脉冲，并可能出现很长一段时间，然后消失很长一段时间，例如当一个噪声电器接通和关断时。非周期性脉冲噪声32与交流电周期不是同步的，但重复出现。非同步噪声脉冲38出现一次，然后消失。背景噪声也可能出现在所有频率上。

由于各种噪声产生器和电源，电力线环境是固定噪声的。噪声可能周期性地出现或看上去像随机地出现，并且发生在任何频率上。不同的时间快照将显示一个不同排列的噪声和频率，如图3所示。

期望能将窄带PLC扩展到具有更高数据率的宽带PLC。期望能检测并滤掉电力线上的噪声，使数据能够在低噪声频率上传输。期望能动态检测噪声并持续调整滤波以避免噪声频率。期望能重新使用有噪声但现在噪声已经大幅减小的频率，以提供尽可能多的频率用于数据传输。

附图说明

图1是一个PLC系统。

图2是在电力线通信(PLC)期间干扰一些子载波频率的噪声。

图3显示PLC里各种噪声类型。

图4是一个持续检测并滤除电力线噪声的电力线通信(PLC)接收器的模块示意图。

图5详细显示控制层。

图6突出显示噪声检测和消除。

图7突出显示释放之前的噪声子载波。

图8是一个窄带频率检测器进行噪声子载波检测的流程图。

图9是一个窄带频率检测器进行噪声子载波释放检测的流程图。