[发明专利]一种工频通信系统接收信号的检测方法和系统

说明书

本发明提供了一种工频通信系统接收信号的检测方法和系统，包括：获取接收端待检测的工频信号和发送端调制信号的调制方式；采用窗函数对所述工频信号进行截取后，对截取的信号进行幅值做差；为幅值做差后的工频信号缀添加循环前缀，得到带有循环前缀的工频信号；基于所述带有循环前缀的工频信号和发送端调制信号的调制方式，对待检测工频信号中的调制信号进行识别，本发明采用的工频信号检测方法无需通过过零点信号对待检测的工频信号进行同步，既可以实现工频信号的准确检测，省去了过零点信号发生装置的配置，减少硬件开销，降低设备安装部署对现场环境的要求，避免由于变压器相位旋转引起的误差，提高工频信号检测精度。

技术领域

本发明属于工频通讯技术领域，具体涉及一种工频通信系统接收信号的检测方法和系统。

背景技术

工频通信技术是一种以电力线为通道，利用电网工频电压和电流波形的微小畸变来携带信息的一通信技术。该技术采用独特的信号调制机理，实现通信的电压或电流脉冲信号的频率在200～600Hz之间，在信号传输过程中不会因线路阻抗影响产生衰减。工频通信技术最大的优势在于信号能够直接穿透配电变压器，实现跨变压器台区的通信而无需中继，具有通信距离远、抗干扰性能强的特点。

目前，国内外对工频接收信号的检测算法做了大量的研究。文献《Application ofdifferential technique for characterization of waveform distoration》和《基于差分技术的双向工频通信信号提取》中提出了利用电网基波波形过零点区域作为工频通信系统信号调制区域，既可以大大降低调制功率，又可以为信号的定位提供条件。文献《基于时频分析与互相关技术的工频通信下行解调》中利用前后工频周期时域幅值做差技术检测接收信号，可有效消除谐波对工频信号的影响，并增加信号强度。文献《一种实用的工频通信上行信号检测方法》在小波变换的基础上，提出了一种基于小波变换和Fast ICA算法相结合的方法，能够有效抑制谐波干扰并提取工频通信信号。文献《一种实用的工频通信系统信号检测方法》在时域差分技术的基础上，采用相关检测技术，实现了工频信号的检测。文献《工频通信信号联合检测方法》中采用一种自适应陷波器联合算法检测方法，可提高工频信号输出信号比。文献《电力线工频通信抗干扰技术》在分析电力线工频通信信号特点、背景噪声及干扰因素基础上，提出复值小波分析抗干扰技术，可有效提升工频通信质量。

上述文献中工频信号的检测都需要过零点信号作为收发端的同步信号，工频信号检测的准确性依赖于过零点同步的精度。此外，在一些配电网应用场景中，供电电压为直流电，因此无法通过交流电来获取过零点同步信号。因此，如何在不依赖过零点信号的情况下实现工频载波信号的检测是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种工频通信系统接收信号的检测方法，包括：

获取接收端待检测的工频信号和发送端调制信号的调制方式；

采用预先设定的窗函数对所述工频信号进行截取，并对截取的工频信号进行幅值做差；

将幅值做差后的工频信号中末端预设长度的信号作为循环前缀添加到所述幅值做差后的工频信号前端，得到带有循环前缀的工频信号；

基于所述带有循环前缀的工频信号和发送端调制信号的调制方式，对待检测工频信号中的调制信号进行识别。

优选的，窗函数的滑动步进为两个工频周期。

优选的，幅值做差计算式如下：

s(i)＝r(i+N)-r(i) i＝0,...N-1

式中，S(i)为幅值做差后的工频信号在第i个采样点对应的信号值，r(i)为截取的工频信号中第一个工频周期内第i个采样点对应的信号值，r(i+N)为截取的工频信号中第二个工频周期内第i个采样点对应的信号值，N为一个工频周期内工频信号的采样点数。