阅读说明：本技术 一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法及电路 (Method and circuit for suppressing pulse interference in coding and decoding communication ) 是由 庞浩 黄梅莹 于 2020-06-22 设计创作，主要内容包括：本发明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<Sub>1</Sub>(i)识别；依据有效前导信号T<Sub>1</Sub>(i)和其他干扰信号部分N<Sub>1</Sub>(i),设置可控增益电路的放大增益G<Sub>2</Sub>；后续包括载荷数据的通信信号通过可控增益电路的放大增益G<Sub>2</Sub>并进行采样,将通信信号采样数据x<Sub>2</Sub>(i)进行频率干扰的抑制处理,得到抑制频率干扰后的信号y<Sub>2</Sub>(i)；进而计算抑制脉冲干扰后的信号z<Sub>2</Sub>(i)：信号z<Sub>2</Sub>(i)进一步送入后续的译码解调处理,最后获得载荷数据。(The invention provides a method for inhibiting pulse interference in coding and decoding communication and a circuit for inhibiting pulse interference in coding and decoding communication, wherein the method for inhibiting pulse interference in coding and decoding communication comprises the following steps: gain amplifying and sampling the communication signal, and performing gain amplification and sampling on the preamble part x in the communication signal 1 (i) Identifying; according to the effective preamble signal T 1 (i) And other interfering signal parts N 1 (i) Setting the amplification gain G of the controllable gain circuit 2 (ii) a Subsequent communication signals including payload data are passed through the amplification gain G of the controllable gain circuit 2 Sampling the communication signal to obtain data x 2 (i) The suppression processing of the frequency interference is carried out to obtain the signal y after the frequency interference is suppressed 2 (i) (ii) a Further calculating the signal z after inhibiting the pulse interference 2 (i) The method comprises the following steps Signal z 2 (i) And further sending the data to subsequent decoding and demodulation processing to finally obtain load data.)

一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法及电路

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

中国发明专利《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N_FFT，能量门限为T_H，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。

发明内容

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，本发明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P_N1与有效前导信号T₁(i)的能量P_T1之比P_N1/P_T1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V_HP＝0，脉冲干扰时域传播点数C_impact＝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P_N1与有效前导信号T₁(i)的能量P_T1之比P_N1/P_T1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V_T1peak，计算脉冲干扰的判断峰值V_HP为：

V_HP＝H_P·V_T1peak；

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V_T1peak时，H_P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H_P取值为1；进一步，采用脉冲干扰时域带宽函数G_impact(·)计算脉冲干扰时域传播点数C_impact：

C_impact＝G_impact(V_HP/V_N1peak)；

其中，V_N1peak是其他干扰信号部分N₁(i)的最大峰值，G_impact(·)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V_HP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+C_impact-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H_dec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(V_HP,V_D1peak)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V_D1peak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＝V_HP×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。

进一步的，所述的一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法，其中：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。

进一步的，所述的一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法，其中：所述脉冲干扰时域带宽函数G_impact(·)的形式为：

G_impact(x)＝max(ceil(D_impact·ln(k_impact/H_L)-D_impact·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：

k_impact为冲击初始衰减值，D_impact为接收机的冲击响应衰减率，H_L是载荷对应通信信号正确解调的幅值干扰最大阈值，函数ceil(x)表示大于x的最小整数。

本发明还提供了一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制电路，其中：

包括可控增益电路、采样电路、前导检测电路、频率干扰检测电路、脉冲干扰检测电路和频率干扰抑制电路、脉冲干扰抑制电路、后续译码解调电路；

所述可控增益电路的接收信号输入端用于接收通信信号，可控增益电路输出的通信放大信号输出端连接采样电路的信号输入端；

采样电路的输出端分两路：第一路采样信号输出端连接前导检测电路的采样信号输入端，第二路采样信号输出端连接频率干扰抑制电路的采样信号输入端；

前导检测电路的信号输出端连接频率干扰检测电路的信号输入端，频率干扰检测电路的信号输出端连接脉冲干扰检测电路的信号输入端，脉冲干扰检测电路的放大增益控制信号输出端连接所述可控增益电路的放大增益控制信号输入端；

频率干扰抑制电路的的频率干扰抑制信号输出端连接脉冲干扰抑制电路的信号输入端，脉冲干扰抑制电路的的信号输出端连接后续译码解调电路的信号输入端；

所述频率干扰检测电路的频率干扰初始参数信号输出端连接所述频率干扰抑制电路的频率干扰初始参数信号输入端；所述脉冲干扰检测电路的脉冲干扰识别结果指示信号输出端连接所述脉冲干扰抑制电路的脉冲干扰识别结果指示信号输入端；

进一步的，所述的对编译码通信中的脉冲干扰抑制的电路，其中：

所述脉冲干扰抑制电路包括比较电路、脉冲干扰延时计数器电路、置零电路，比较电路的抑制频率干扰信号输入端连接所述频率干扰抑制电路的抑制频率干扰信号y₂(i)输出端，所述比较电路的比较信号输出端连接所述脉冲干扰延时计数器电路的置数控制信号输出端，所述脉冲干扰延时计数器电路的置零控制信号输出端连接所述置零电路的置零控制信号输入端，所述频率干扰抑制电路的抑制频率干扰后信号y₂(i)输出端还连接置零电路的信号输入端；置零电路输出的脉冲干扰抑制电路输出信号z₂(i)输出端连接所述后续译码解调电路的信号输入端；

所述脉冲干扰检测电路输出的信号包括脉冲干扰判断阈值V’_HP、脉冲干扰时域传播点数C_impact和脉冲干扰识别结果指示信号；

前导检测电路、频率干扰检测电路、脉冲干扰检测电路和频率干扰抑制电路、脉冲干扰抑制电路、后续译码解调电路处于分时工作状态，在没有发现接收数据时前导检测电路、频率干扰检测电路、脉冲干扰检测电路处于工作状态，并接收处理采样数据，以发现通信接收信号的有效前导；待有效前导信号识别和发现后，接收数据时前导检测电路、频率干扰检测电路、脉冲干扰检测电路停止处理采样数据，由频率干扰抑制电路、脉冲干扰抑制电路、后续译码解调电路处理采样数据，并工作到完成数据的译码和解调，然后停止工作；

前导检测电路，在发现通信接收信号包含有效前导信号T₁(i)后将R点的通信信号前导部分x₁(i)和有效前导信号T₁(i)送入频率干扰检测电路；

频率干扰检测电路，分析通信信号前导部分x₁(i)中频率干扰信号部分D₁(i),获得频率干扰初始参数，并进一步计算其他干扰信号部分N₁(i)＝x₁(i)-T₁(i)-D₁(i)；

脉冲干扰检测电路，依据有效前导信号T₁(i)、其他干扰信号部分N₁(i)，计算脉冲干扰的判断峰值V_HP、脉冲干扰时域传播点数C_impact、脉冲干扰识别序列Q₁(i)，当如果时，给出有效的脉冲干扰识别结果指示信号，并依据满足当前幅值max(V_HP,V_D1peak)经增益调整后不超过采样量程的最大放大倍数值作为可控增益电路的放大增益G；脉冲干扰识别结果指示信号无效，则取满足当前幅值x₁(i)经增益调整后不超过采样量程的最大放大倍数值作为可控增益电路的放大增益G；

频率干扰抑制电路，在有效前导信号识别和发现后，依据频率干扰检测电路输入的频率干扰的初始参数，开始对输入的通信信号采样数据x₂(i)进行频率干扰的抑制处理，跟踪分析频率干扰信号D₂(i)，并输出抑制频率干扰后的信号

y₂(i)＝x₂(i)-D₂(i)；

脉冲干扰抑制电路，包括比较电路、脉冲干扰延时计数器和置零电路；这些电路在脉冲干扰识别结果指示信号无效时不工作，由此脉冲干扰抑制电路的输出z₂(i)等于输出抑制频率干扰后的信号，即z₂(i)＝y₂(i)；当脉冲干扰识别结果指示信号有效时，抑制频率干扰后的信号y₂(i)输入比较电路，与脉冲干扰的判断阈值V’_HP＝V_HP×G₁/G₂进行比较，比较结果标志输入脉冲干扰延时计数器；当|y₂(i)|≥V'_HP时，脉冲干扰延时计数器的计数值N(i)被设置为脉冲干扰时域传播点数C_impact；否则，脉冲干扰延时计数器的计数值N(i)在每个采样点减1，直至为0；脉冲干扰延时计数器的计数值N(i)输入置零电路，用于当N(i)>0时，控制脉冲干扰抑制电路的输出z₂(i)为0；当N(i)＝0时，脉冲干扰抑制电路的输出z₂(i)等于输出抑制频率干扰后的信号，即z₂(i)＝y₂(i)；

脉冲干扰抑制电路的输出z₂(i)最终输入后续译码解调电路，获得译码解调后的载荷数据。

本发明提供了一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制方法及电路；所述的方法：首先，利用对通信信号前导的识别过程对频率干扰和脉冲干扰进行分析和检测，保证了原始信号的特征，便于对通信信号中有效前导信号、频率干扰信号和脉冲干扰信号进行识别。进而，本发明方法再利用检测结果对后续信号进行频率干扰抑制和脉冲干扰抑制，并完成译码解析，这种前导部分和后续信号分别处理的方式，也与当前编译码通信整体的前导信号识别环节相吻合，方便接收机的系统实现。第二，本发明依据信号的分析结果动态设置放大增益G₁所对应的脉冲干扰判断峰值V_HP和放大增益G₂所对应的脉冲干扰判断峰值V’_HP，这种动态设置方法能够适应现场多变的通信信道和干扰情况；第三，本发明对脉冲干扰的时域传播特性进行了处理，充分结合接收机自身对脉冲的接收传输特性G_impact(·)函数，并依据脉冲强度动态设置脉冲干扰的时域影响范围，综上，本发明对编译码通信中的脉冲干扰抑制的方法可大大提升脉冲干扰抑制效果。

附图说明

图1是已有的一种脉冲干扰抑制方法的原理图；

图2是本发明针对编译码通信中脉冲干扰的抑制电路的原理结构图；

图3是本发明具体实施例依据通信信号前导部分识别脉冲干扰和设置放大增益G2的处理流程图；

图4是本发明具体实施例在分集拷贝TMI模式为4时对应脉冲干扰未抑制时信噪比SNR和解调数据块接收成功率BLER的关系曲线示意图；

图5是本发明具体实施例对应无噪声和干扰情况下低压电力线载波通信信号前导和载荷部分实测波形示意图；

图6是本发明具体实施例在高斯白噪的信噪比分别为0、2、8dB时调制数据受10us脉冲干扰数据置零对应误码率与脉冲占空比的关系曲线示意图；

图7是本发明具体实施例在分集拷贝TMI模式为4时对应频率干扰和脉冲干扰被抑制后其他信噪比SNR和数据块接收成功率BLER的关系曲线示意图。

具体实施方式

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，之后信号进入采样电路，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，(G1、G2是对应一组通信信号的前、回两部分，用于分别放大，G1对应通信信号的前导部分，G2对应数据载荷部分)，分如下2种情况：

2-1)：如果其他干扰信号部分N₁(i)的能量P_N1与有效前导信号T₁(i)的能量P_T1之比P_N1/P_T1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V_HP＝0，脉冲干扰时域传播点数C_impact＝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P_N1与有效前导信号T₁(i)的能量P_T1之比P_N1/P_T1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V_T1peak，计算脉冲干扰的判断峰值V_HP为：

V_HP＝H_P·V_T1peak；

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V_T1peak时，H_P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H_P取值为1；进一步，采用脉冲干扰时域带宽函数G_impact(·)计算脉冲干扰时域传播点数C_impact：

C_impact＝G_impact(V_HP/V_N1peak)；

其中，V_N1peak是其他干扰信号部分N₁(i)的最大峰值，G_impact(·)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V_HP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+C_impact-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H_dec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(所述数据接收成功率指标的上限比例，对应通信中的门限阈值)，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(通信中放大增益就是确定的术语，不再增加倍数或系数的描述)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，采样量程指采样电路采样输出数据的最小值和最大值之间的范围，超过该量程，比如更大的信号，采样电路也只输出最大值数据。可控增益电路中放大增益有不同档位设定，不同设计各不相同；

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(V_HP,V_D1peak)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V_D1peak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＝V_HP×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。

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。

所述脉冲干扰时域带宽函数G_impact(·)的形式为：

G_impact(x)＝max(ceil(D_impact·ln(k_impact/H_L)-D_impact·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：

k_impact为冲击初始衰减值，D_impact为接收机的冲击响应衰减率，H_L是载荷对应通信信号正确解调的幅值干扰最大阈值，函数ceil(x)表示大于x的最小整数。

本发明还提供了一种对编译码通信中脉冲干扰的抑制电路，如图2是本发明编译码通信中脉冲干扰的抑制电路的原理结构图，其中包括可控增益电路、采样电路、前导检测电路、频率干扰检测电路、脉冲干扰检测电路和频率干扰抑制电路、脉冲干扰抑制电路、后续译码解调电路；

所述可控增益电路的接收信号输入端用于接收通信信号，可控增益电路的被放大增益信号输出端连接采样电路的信号输入端；

采样电路的输出端分两路：第一路采样信号输出端连接前导检测电路的采样信号输入端，第二路采样信号输出端连接频率干扰抑制电路的采样信号输入端；

前导检测电路的信号输出端连接频率干扰检测电路的信号输入端，频率干扰检测电路的信号输出端连接脉冲干扰检测电路的信号输入端，脉冲干扰检测电路的放大增益控制信号输出端连接所述可控增益电路的放大增益控制信号输入端；

频率干扰抑制电路的的频率干扰抑制信号输出端连接脉冲干扰抑制电路的信号输入端，脉冲干扰抑制电路的的信号输出端连接后续译码解调电路的信号输入端；

所述频率干扰检测电路的频率干扰初始参数信号输出端连接所述频率干扰抑制电路的频率干扰初始参数信号输入端；所述脉冲干扰检测电路的脉冲干扰识别结果指示信号输出端连接所述脉冲干扰抑制电路的脉冲干扰识别结果指示信号输入端；

所述脉冲干扰抑制电路包括比较电路、脉冲干扰延时计数器电路、置零电路，比较电路的抑制频率干扰信号输入端连接所述频率干扰抑制电路的抑制频率干扰信号y₂(i)输出端，所述比较电路的比较信号输出端连接所述脉冲干扰延时计数器电路的置数控制信号输出端，所述脉冲干扰延时计数器电路的置零控制信号输出端连接所述置零电路的置零控制信号输入端，所述频率干扰抑制电路的抑制频率干扰后信号y₂(i)输出端还连接置零电路的信号输入端；置零电路输出的脉冲干扰抑制电路输出信号z₂(i)输出端连接所述后续译码解调电路的信号输入端；

所述脉冲干扰检测电路输出的信号包括脉冲干扰判断阈值V’_HP、脉冲干扰时域传播点数C_impact和脉冲干扰识别结果指示信号；

前导检测电路、频率干扰检测电路、脉冲干扰检测电路和频率干扰抑制电路、脉冲干扰抑制电路、后续译码解调电路处于分时工作状态，在没有发现接收数据时前导检测电路、频率干扰检测电路、脉冲干扰检测电路处于工作状态，并接收处理采样数据，以发现通信接收信号的有效前导；待有效前导信号识别和发现后，接收数据时前导检测电路、频率干扰检测电路、脉冲干扰检测电路停止处理采样数据，由频率干扰抑制电路、脉冲干扰抑制电路、后续译码解调电路处理采样数据，并工作到完成数据的译码和解调，然后停止工作；

前导检测电路，在发现通信接收信号包含有效前导信号T₁(i)后将R点的通信信号前导部分x₁(i)和有效前导信号T₁(i)送入频率干扰检测电路；

频率干扰检测电路，分析通信信号前导部分x₁(i)中频率干扰信号部分D₁(i),获得频率干扰初始参数，并进一步计算其他干扰信号部分N₁(i)＝x₁(i)-T₁(i)-D₁(i)；

脉冲干扰检测电路，依据有效前导信号T₁(i)、其他干扰信号部分N₁(i)，计算脉冲干扰的判断峰值V_HP、脉冲干扰时域传播点数C_impact、脉冲干扰识别序列Q₁(i)，当如果

时，给出有效的脉冲干扰识别结果指示信号，并依据满足当前幅值max(V_HP,V_D1peak)经增益调整后不超过采样量程的最大放大倍数值作为可控增益电路的放大增益G；脉冲干扰识别结果指示信号无效，则取满足当前幅值x₁(i)经增益调整后不超过采样量程的最大放大倍数值作为可控增益电路的放大增益G；

频率干扰抑制电路，在有效前导信号识别和发现后，依据频率干扰检测电路输入的频率干扰的初始参数，开始对输入的通信信号采样数据x₂(i)进行频率干扰的抑制处理，跟踪分析频率干扰信号D₂(i)，并输出抑制频率干扰后的信号y₂(i)＝x₂(i)-D₂(i)；

脉冲干扰抑制电路，包括比较电路、脉冲干扰延时计数器和置零电路；这些电路在脉冲干扰识别结果指示信号无效时不工作，由此脉冲干扰抑制电路的输出z₂(i)等于输出抑制频率干扰后的信号，即z₂(i)＝y₂(i)；当脉冲干扰识别结果指示信号有效时，抑制频率干扰后的信号y₂(i)输入比较电路，与脉冲干扰的判断阈值V’_HP＝V_HP×G₁/G₂进行比较，比较结果标志输入脉冲干扰延时计数器；当|y₂(i)|≥V'_HP时，脉冲干扰延时计数器的计数值N(i)被设置为脉冲干扰时域传播点数C_impact；否则，脉冲干扰延时计数器的计数值N(i)在每个采样点减1，直至为0；脉冲干扰延时计数器的计数值N(i)输入置零电路，用于当N(i)>0时，控制脉冲干扰抑制电路的输出z₂(i)为0；当N(i)＝0时，脉冲干扰抑制电路的输出z₂(i)等于输出抑制频率干扰后的信号，即z₂(i)＝y₂(i)；

最终，脉冲干扰抑制电路的输出z₂(i)输入后续译码解调电路，获得译码解调后的载荷数据。

本发明的一个具体实施方式应用于满足国家电网公司企业标准《Q/GDW11612.41-2016低压电力线宽带载波通信互联互通技术规范第4-1部分：物理层通信协议》的电力线载波通信芯片中。由于电力线载波通信信号非常容易受到电力负荷引发的各种脉冲信号干扰，必须对脉冲干扰加以有效抑制。

具体实施例的电路结构如图2所示，其中前导检测电路、频率干扰检测电路、脉冲干扰检测电路、频率干扰抑制电路、脉冲干扰抑制电路和后续译码解调电路均采用可编程逻辑电路实现对应的处理算法。

待接收的通信信号首先输入可控增益电路，在脉冲干扰检测电路输出的放大增益G控制下进行增益放大。对应采样电路差分输入采样电压信号最大峰值1.2V，电力线载波信号发射最大峰值为12V，由此设置芯片的可控增益电路最小档位的放大倍数为G₁＝0.1。当未接收到载波通信信号时，增加放大倍数G＝G₁。由此，12V以内的信号不会被采样电路削顶。

电力线上的信号经过增益放大和采样后，数字信号输入前导检测电路，进行前导信号识别，通过与已知前导信号的互相关前导识别算法获知前导信号的出行，并在所接收的信号x₁(i)中分离出有效前导信号的分量T₁(i)。

频率干扰检测电路依据x₁(i)-T₁(i)的频率分析，判断其中的单频率干扰信号，依据配置的单频率干扰识别个数M_D，确定最大的M_D个单频率成分的频率f_k、幅值A_k和相位

得到频率干扰信号部分D₁(i)：

其中i＝1,2,…,R，R为前导识别的采样点长度，f_s为采样电路的采样率，取值25MHz。于是，其他干扰信号部分N₁(i)，即N₁(i)＝x₁(i)-T₁(i)-D₁(i)。

脉冲干扰检测电路依据通信信号前导部分进一步识别当前通信接收信号是否具有脉冲干扰，并同时获得载荷通信信号部分所设置的放大增益G₂，流程如图3所示。脉冲干扰检测电路依据其他干扰信号部分N₁(i)能量P_N1与有效前导信号T₁(i)的能量P_T1，计算其比值P_N1/P_T1，并和通信信号译码阈值H₁进行比较。其中，对H₁的估值为：依据图4所示在2.4M至5.6MHz的频段1、分集拷贝TMI模式为4时对应脉冲干扰信噪比SNR和解调数据块接收成功率BLER的关系曲线，未消除脉冲干扰时的信噪比大于55dB，通信数据块才能有效接收，由此通信信号译码阈值H₁＝3.16*10^-6。

图4测试所用脉冲干扰为周期10us、脉冲宽带1us、即占空比10％的方波。回波为幅值系数-0.6，延时0.7us。衰减和震荡的脉冲干扰为原始方波经过如下函数后获得：

其中，T_s为信号采样周期，T_s＝1/f_s＝40ns，ξ为阻尼系数，ω₀为自然频率。对应测试中，衰减脉冲的参数为：ξ＝2，ω₀＝4π×10⁶。振荡脉冲的参数为：ξ＝0.3，ω₀＝4π×10⁶。

若P_N1/P_T1小于H₁，则放大增益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，同时设脉冲干扰的判断峰值V_HP＝0，脉冲干扰时域传播点数C_impact＝0。

若P_N1/P_T1不大于H₁，则依据有效前导信号T₁(i)的信号峰值V_T1peak，计算脉冲干扰的判断峰值V_HP为：

V_HP＝H_P·V_T1peak；

其中，H_P取通信载荷数据的信号峰值与前导信号峰值的比例，且不小于1。依据图5所示的对应无噪声和干扰情况下低压电力线载波通信信号前导和载荷部分实测波形，载荷信号峰值取3.4V，前导信号峰值取2V，H_P取值为1.7。

依据当前载波接收通路在0.78M至12MHz带通滤波电路和芯片内滤波电路参数，其冲击响应特性随采样点编号的幅值衰减归一化包络为：

其中，冲击初始衰减值k_impact＝0.25，接收机的冲击响应衰减率D_impact＝31.2，载荷对应通信信号正确解调的幅值干扰最大阈值H_L＝0.3，则脉冲干扰时域带宽函数G_impact(·)形式为：

G_impact(x)＝max(ceil(D_impact·ln(k_impact/H_L)-Dimpact·ln(x)),0)；

＝max(ceil(-5.7-31.2·ln(x)),0)

于是，脉冲干扰时域传播点数C_impact：计算公式为

C_impact＝max(ceil(-5.7-31.2·ln(1.7·V_T1peak/V_N1peak)),0)；

例如，当V_N1peak＝V_T1peak时，C_impact＝0；当V_N1peak＝4V_T1peak时，C_impact＝21。

如图3所示，脉冲干扰检测电路进一步对其他干扰信号部分N₁(i)逐点和脉冲干扰的判断峰值V_HP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+C_impact-1)＝1，由此得到脉冲干扰识别序列Q₁(i)。

图6是本发明具体实施例在高斯白噪的信噪比分别为0、2、8dB时调制数据受10us脉冲干扰数据置零对应误码率与脉冲占空比的关系曲线示意图；在高斯白噪的信噪比分别为0、2、8dB时，依据Q/GDW 11612.41-2016标准的低压载波数据调制方式，当不进行分级拷贝处理时，一个OFDM符号受10us脉冲干扰数据置零，其译码的误码率与脉冲占空比的关系曲线。对应信噪比能低于2dB，设定编码数据中置0数据的上限比例为H_dec＝15％。若则脉冲干扰检测电路输出的放大增益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，且设脉冲干扰的判断峰值V_HP＝0，脉冲干扰时域传播点数C_impact＝0；若

放大增益G₂取满足max(V_HP,V_D1peak)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V_D1peak是频率干扰信号部分D₁(i)的最大峰值，并且按照前述测算值输出脉冲干扰的判断峰值V_HP和脉冲干扰时域传播点数C_impact。

在脉冲干扰检测电路输出的放大增益G₂控制下，通信载荷信号部分经过可控增益电路，由采样电路采样得到x₂(i)。频率干扰抑制电路依据频率干扰检测电路输入的M_D个单频率干扰成分的频率f_k、幅值A_k和相位开始对输入的通信信号采样数据x₂(i)进行频率干扰的抑制处理，频率干扰信号D₂(i)为：

其中，K_TF是通信载荷信号开始位置相对前导信号开始的采样点数。频率干扰抑制电路输出的抑制频率干扰后的信号为：

y₂(i)＝x₂(i)-D₂(i)。

y₂(i)输入脉冲干扰抑制电路，如果脉冲干扰的判断峰值V_HP＝0，脉冲干扰抑制电路的输出z₂(i)等于输出抑制频率干扰后的信号，即z₂(i)＝y₂(i)。如果脉冲干扰的判断峰值V_HP不为0，则进行如下脉冲干扰的抑制处理：通过比较电路对y₂(i)的绝对值|y₂(i)|和脉冲干扰的判断阈值V’_HP进行比较，按照如下公式设置脉冲干扰延时计数器N(i)：

其中，V’_HP＝V_HP×G₁/G₂。当|y₂(i)|≥V’_HP时，设置脉冲干扰延时计数N(i)为脉冲干扰时域传播点数C_impact。当|y₂(i)|<V’_HP时，如果脉冲干扰延时计数N(i)不为0，则N(i)每个采样点减1至0；如果N(i)为0，则保持0。置零电路依据如下公式对y₂(i)置0处理，并获得抑制脉冲干扰后的信号z₂(i)：

由此，完成频率干扰抑制和脉冲抑制的信号z₂(i)进一步送入后续的译码解调电路，获得译码解调后的载荷数据。

本发明具体实施例在分集拷贝TMI模式为4时对应频率干扰和脉冲干扰被抑制后其他信噪比SNR和数据块接收成功率BLER的关系曲线如图7所示，信噪比只要高于-10dB，方波脉冲、回波脉冲、衰减脉冲、振荡脉冲干扰均能有效抑制，具有较高的解析数据块正确率，相比图4所示未经脉冲抑制的45.5dB至54.5dB信噪比门限，性能显著提升。

本发明方法的有益之处在于：首先，本发明方法利用对通信信号前导的识别过程对频率干扰和脉冲干扰进行分析和检测，因为这个过程尚未发现通信信号，可控增益电路的初始放大增益G₁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，这将最大可能地保证模拟前端对接收信号没有发生饱和削顶，从而保证了原始信号的特征，便于对通信信号中有效前导信号、频率干扰信号和脉冲干扰信号进行识别。进而，本发明方法再利用检测结果对后续信号进行频率干扰抑制和脉冲干扰抑制，并完成译码解析。这种前导部分和后续信号分别处理的方式，也与当前编译码通信整体的前导信号识别环节相吻合，方便接收机的系统实现。第二，本发明方法给出了详细的脉冲干扰识别方法，依据信号的分析结果动态设置放大增益G₁所对应的脉冲干扰判断峰值V_HP和放大增益G₂所对应的脉冲干扰判断峰值V’_HP，这种动态设置方法能够适应现场多变的通信信道和干扰情况。第三，本发明对脉冲干扰的时域传播特性进行了考虑和处理，充分结合接收机自身对脉冲的接收传输特性G_impact(·)函数，并依据脉冲强度动态设置脉冲干扰的时域影响范围，从而提升了脉冲干扰抑制效果。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。