統(tǒng)（PowerLineCommunication，PLC)噪聲采集設(shè)備用 高速率采樣，將電力線信道噪聲采集下來，用于壓縮存儲。
[0030] 步驟102:將所述采集到的電力線信道噪聲分為背景噪聲和隨機(jī)噪聲兩類。
[0031] 具體的，通過分析電力線信道噪聲的特性，將電力線上的五類噪聲：有色背景噪 聲、窄帶噪聲、與工頻異步的周期性脈沖噪聲、與工頻同步的周期性脈沖噪聲、隨機(jī)脈沖噪 聲組成的合成噪聲進(jìn)行分類處理，分為以下兩類：
[0032] 第一類噪聲為背景噪聲，包括有色背景噪聲、窄帶噪聲和與工頻異步的周期性脈 沖噪聲，三種噪聲隨時(shí)間變化緩慢，平均功率較小，但頻譜很寬，并且持續(xù)存在，有可能部分 或全部覆蓋信號頻譜；
[0033] 第二類噪聲為隨機(jī)噪聲，包括與工頻同步的周期性噪聲和隨機(jī)脈沖噪聲，兩種噪 聲的時(shí)變性強(qiáng)，當(dāng)出現(xiàn)這些噪聲時(shí)，功率譜密度會突然上升，數(shù)據(jù)傳輸會造成很大的誤差；[0034] 其中，背景噪聲由于平均功率較小，頻譜很寬，類似于白噪聲，而隨機(jī)噪聲由于時(shí) 變性強(qiáng)，突然出現(xiàn)無法預(yù)測，通過確定門限將兩類噪聲在頻域進(jìn)行分離，從而使隨機(jī)噪聲具 有稀疏性，即為隨機(jī)噪聲的稀疏化表示。
[0035] 對采集到的電力線信道噪聲進(jìn)行FFT變換，獲得電力線信道噪聲的頻域數(shù)據(jù)點(diǎn)， 采集到的電力線噪聲由于采樣速率很高，得到大量的時(shí)域數(shù)據(jù)點(diǎn)，為了減少數(shù)據(jù)處理量，對 所述頻域數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行噪聲的稀疏化處理（對采集到的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行有規(guī)律的抽取，降低數(shù) 據(jù)量），獲得稀疏化的噪聲幅度；將稀疏化的噪聲幅度與電力線噪聲的采樣點(diǎn)均值進(jìn)行對 比處理，若采集的噪聲幅度小于采樣點(diǎn)均值，則歸為背景噪聲；若則，歸為隨機(jī)噪聲。
[0036] 步驟103:對所述背景噪聲從時(shí)域進(jìn)行特征數(shù)據(jù)提取并且存儲特征數(shù)據(jù)，根據(jù)觀 測矩陣對所述隨機(jī)噪聲從頻域進(jìn)行壓縮感知處理并且將從處理后獲得的主要信息存儲。
[0037] 具體的，將分離出的背景噪聲從頻域表示經(jīng)過IFFT反變換到時(shí)域，從時(shí)域進(jìn)行特 征數(shù)據(jù)提取，所述特征數(shù)據(jù)包括其均值μ和方差s2,將所述特征數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，存儲這些 特征數(shù)據(jù)就可以達(dá)到減少噪聲錄制存儲量的目的。
[0038] 采用滿足滿足K階RIP(RestrictIsometryProperty)有限等距性質(zhì)的觀測矩 陣，
比較常見的觀測矩陣有三 類：高斯/亞高斯/伯努利型隨機(jī)觀測矩陣、傅里葉觀測矩陣以及其他觀測矩陣。
[0039] 最常用的是高斯隨機(jī)觀測矩陣，它的具體構(gòu)造方法是使得矩陣的每一個(gè)元素都獨(dú) 立地服從分布，高斯隨機(jī)矩陣與大多數(shù)固定正交基不相關(guān)，當(dāng)時(shí)（c是一個(gè)很小的常數(shù)），可 以證明可以高概率的滿足RIP(RestrictIsometryProperty)性質(zhì)。
[0040] 將分離出的隨機(jī)噪聲X從頻域進(jìn)行壓縮感知處理：
[0041]
[0042] 從上述條件可知，使用的是M*N的滿足RIP性質(zhì)的觀測矩陣，CandeS和Tao等也 證明：獨(dú)立同分布的高斯隨機(jī)測量矩陣可以成為普適的壓縮感知測量矩陣，通過該矩陣對 N*1維的原始信號X進(jìn)行觀測，數(shù)學(xué)上就能夠得到一個(gè)M*1維的觀測向量y，達(dá)到信號量壓 縮的目的。（M遠(yuǎn)小于N)
[0043] 根據(jù)所述采用的觀測矩陣對所述隨機(jī)噪聲從頻域進(jìn)行壓縮感知處理（Compressed Sensing，CS)，獲得所述隨機(jī)噪聲的主要信息，將所述主要信息中幅值為零的數(shù)據(jù)點(diǎn)去 除，存儲剩余有較大幅值的數(shù)據(jù)點(diǎn)，存儲所述信息，就是AIC(Analog-to-Information Conversion)的過程，同樣也可以達(dá)到減少噪聲錄制存儲量的目的。
[0044] 本發(fā)明通過分別存儲兩類噪聲的特征數(shù)據(jù)和主要信息，大大節(jié)省了存儲空間。
[0045] 實(shí)施例：
[0046] 采用電力線噪聲是基于MATLAB仿真平臺得到的數(shù)據(jù)，PLC仿真程序使用⑶I交互 界面，選擇需要生成觀察的噪聲類型，可以選擇默認(rèn)或者自定義生成電力線噪聲。
[0047] (1)、窄帶噪聲，可以選擇默認(rèn)或者自定義生成，自定義還可以選擇白天和夜晚， 白天是-65~-85dbmv,晚上是-30~_70dbmv，同時(shí)可以選擇短波電臺頻率個(gè)數(shù)（0~369) 和中波電臺頻率個(gè)數(shù)（〇~120);
[0048](2)、隨機(jī)脈沖噪聲，也可以選擇默認(rèn)或者自定義生成，自定義還可以選擇脈沖個(gè) 數(shù)為0~15 ;
[0049] (3)、有色背景噪聲，也可以選擇默認(rèn)或者自定義生成，自定義還可以選擇濾波器 通帶阻帶中心頻率為0~26MHZ;
[0050](4)、異步工頻脈沖噪聲，也可以選擇默認(rèn)或者自定義生成，自定義還可以選擇PC 臺數(shù)和TV臺數(shù)為0~10 ;
[0051] (5)、同步工頻脈沖噪聲，也可以選擇默認(rèn)或者自定義生成，自定義還可以選擇SCR 器件個(gè)數(shù)為0~10 ;
[0052] 設(shè)置生成的電力線合成噪聲頻域見圖2。
[0053] 本發(fā)明的效果可以通過以下仿真進(jìn)一步說明：
[0054] 1.仿真條件：建立電力線噪聲模型，其中電力線噪聲由有色背景噪聲、窄帶噪聲、 同步于工頻的周期脈沖噪聲，異步于工頻的周期脈沖噪聲和異步非周期脈沖噪聲五類噪聲 疊加合成。仿真參數(shù)選取如表1所示：
[0055]表1
[0058] 2.仿真內(nèi)容
[0059] 根據(jù)電力線信道噪聲分類，分別生成五類噪聲及其合成噪聲，用以后續(xù)的壓縮感 知技術(shù)壓縮存儲噪聲的研究驗(yàn)證。
[0060] 其中，有色背景噪聲可以簡單的由一個(gè)白噪聲源濾波合成，噪聲整形濾波器可由Ζ 平面上的傳遞函數(shù)HMcid(z)表示，如下式所示：
[0062] 式中函數(shù)的分子部分B(z)表示的是移動平均（MA)部分，其分母A(z)表示的的 是自回歸（AR)部分，模型參數(shù)由噪聲源的方差δ2和濾波器系數(shù)組成；
[0063] 窄帶噪聲可通過如下Ν個(gè)獨(dú)立的正弦函數(shù)疊加來描述：
[0064]
[0065] 式中有三個(gè)參數(shù)需要確定，分別是A(t)、匕和W。其中匕表示各個(gè)中短波頻率， 科表示各A所對應(yīng)的正弦波的相位，Ai(t)表示各&所對應(yīng)的正弦波的幅度；
[0066] 同步于工頻的周期脈沖噪聲主要由可控硅（SCR)調(diào)節(jié)器件所產(chǎn)生，一個(gè)SCR在一 個(gè)工頻周期內(nèi)產(chǎn)生的噪聲可以表示為：
[0067]NP1SPlperiod=Ninpopen+Ninpclose
[0068]其中N_。_和Ν_具有和Ν_相同的形式，T為脈沖的周期；
[0069] 異步于工頻的脈沖噪聲主要來源有兩方面，一是由電視機(jī)與計(jì)算機(jī)顯示器的行頻 掃描及其諧波造成；二是由計(jì)算機(jī)開關(guān)電源產(chǎn)生的周期性脈沖噪聲所造成的。
[0070] 其數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：
[0071]
[0072] 其中1為顯示器的個(gè)數(shù)；
[0073] 隨機(jī)脈沖噪聲可由下式表示：
[0077] 生成典型電力線五類噪聲及其合成噪聲后，經(jīng)過高速率的A/D采樣得到的噪聲的 數(shù)據(jù)量很大，可以運(yùn)用本發(fā)明提出的壓縮感知（Compressedsensing，CS)算法將其有效壓 縮存儲，解決的了由于數(shù)據(jù)量過大，存儲數(shù)據(jù)的不便。
[0078] 3.仿真結(jié)果
[0079