技术摘要：
本发明公开一种PLC信号重构方法及系统。方法包括：获取检测的PLC信号序列；按照时间先后顺序，依次将PLC信号序列划分为多段，得到分段数据，每段数据中的信号数据个数相同；将分段数据排列为信号矩阵；信号矩阵的每一行依次对应分段数据中的一段数据；利用数据完备性原  全部
背景技术：
电力线通信，相比各种有线通信技术，无需重新布线，易于组网，具有广阔的应用 前景。电力线通信技术分为窄带电力线通信(Narrowband  over  power  line，NPL)和宽带电 力线通信(Broadband  over  power  line，BPL)。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。包括欧洲CENELEC的规定带宽(3～148.5kHz)，美国联邦通 讯委员会(FCC)的规定带宽(9～490kHz)，日本无线工业及商贸联合会(Association  of  Radio  Industries  and  Businesses，ARIB)的规定带宽(9～450kHz)，和中国的规定带宽(3 ～500kHz)。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。 虽然电力线通信系统有着广泛的应用，且技术相对成熟，但是相对于光纤等通信 系统，PLC通信信号通过中低压电力网络进行传输，电力网络结构复杂，分支众多，尤其是电 力网络并不是为传输高频通信信号而设，电力网络中繁杂的电器设备会严重干扰PLC通信 信号，不可避免地造成PLC通信信号传输错误，会造成较为严重的数据缺失。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种PLC信号重构方法及系统，利用数据完备性原理，恢复 PLC通信信号，以解决PLC通信据缺失的问题。 为实现上述目的，本发明提供了如下方案： 一种PLC信号重构方法，包括： 获取检测的PLC信号序列； 按照时间先后顺序，依次将所述PLC信号序列划分为NR段，得到分段数据，每段数 据中的信号数据个数相同； 将所述分段数据排列为信号矩阵；所述信号矩阵的每一行依次对应所述分段数据 中的一段数据； 利用数据完备性原理，对所述信号矩阵的每一列数据进行重构，得到重构后的多 列信号数据； 将所述重构后的多列信号数据组合成为重构信号矩阵；所述重构信号矩阵的第i 列数据为所述信号矩阵的第i列数据重构后的信号数据； 将所述重构信号矩阵按照行号进行拼接，得到重构后的PLC信号序列；所述PLC信 号序列中的第j段为所述重构信号矩阵的第j行。 可选的，所述按照时间先后顺序，依次将所述PLC信号序列划分为NR段，得到分段 5 CN 111580450 A 说　明　书 2/7 页 数据，具体包括： 将所述PLC信号序列按照时间先后顺序依次划分为NR段，每段数据包括NC个信号数 据， 其中，符号 表示上取整，N为所述PLC信号序列中信号数据的个数； 判断NR与NC的乘积是否大于N，得到第一判断结果； 当所述第一判断结果表示NR与NC的乘积大于N时，将第NR段中不足NC个信号数据的 部分补零，得到包括NC个信号数据的第NR段信号数据。 可选的，所述利用数据完备性原理，对所述信号矩阵的每一列数据进行重构，得到 重构后的多列信号数据，具体包括： 对于所述信号矩阵的第i列数据，利用公式 进行重构，得到第k次迭代 中初步重构的第i列信号数据Pk；其中，k表示第k次迭代， 为矩阵Ω中特定 列矢量组成的矩阵，第k次迭代中特定列矢量的列序号的集合为Λk，Λk＝Λk-1∪{λk}，Λk-1 表示第k-1次迭代中特定列矢量的列序号的集合，λk为矢量hk中绝对值最大的元素所在的列 号，hk＝ΩTrk-1，Ω＝P ，P k-1-i -i为信号矩阵P去除第i列后的矩阵，r 为第k-1次迭代的重构误 差； 根据公式rk＝P-Pk计算第k次迭代的重构误差rk； 判断是否满足rk≤10-5，得到第二判断结果； 当所述第二判断结果表示满足rk≤10-5时，迭代结束，将初步重构的第i列信号数 据Pk确定为信号矩阵的第i列数据重构后的第i列信号数据； 当所述第二判断结果表示不满足rk≤10-5时，迭代次数加1，进入下一次迭代； 依次得到所述信号矩阵每一个列数据对应的重构后的列信号数据。 可选的，所述将所述重构信号矩阵按照行号进行拼接，得到重构后的PLC信号序 列，具体包括： 将所述重构信号矩阵的第j行作为PLC信号序列，按照所述重构信号矩阵的行号依 次进行拼接，得到初步拼接序列； 截取所述初步拼接序列中的前N个数据组成信号序列，得到重构后的PLC信号序 列。 一种PLC信号重构系统，包括： 检测信号获取模块，用于获取检测的PLC信号序列； 分段模块，用于按照时间先后顺序，依次将所述PLC信号序列划分为NR段，得到分 段数据，每段数据中的信号数据个数相同； 矩阵排列模块，用于将所述分段数据排列为信号矩阵；所述信号矩阵的每一行依 次对应所述分段数据中的一段数据； 重构模块，用于利用数据完备性原理，对所述信号矩阵的每一列数据进行重构，得 到重构后的多列信号数据； 矩阵组合模块，用于将所述重构后的多列信号数据组合成为重构信号矩阵；所述 重构信号矩阵的第i列数据为所述信号矩阵的第i列数据重构后的信号数据； 拼接模块，用于将所述重构信号矩阵按照行号进行拼接，得到重构后的PLC信号序 6 CN 111580450 A 说　明　书 3/7 页 列；所述PLC信号序列中的第j段为所述重构信号矩阵的第j行。 可选的，所述分段模块具体包括： 划分单元，用于将所述PLC信号序列按照时间先后顺序依次划分为NR段，每段数据 包括NC个信号数据， 其中，符号 表示上取整，N为所述PLC信号序列中信号数 据的个数； 第一判断单元，用于判断NR与NC的乘积是否大于N，得到第一判断结果； 补零单元，用于当所述第一判断结果表示NR与NC的乘积大于N时，将第NR段中不足 NC个信号数据的部分补零，得到包括NC个信号数据的第NR段信号数据。 可选的，所述重构模块具体包括： 重构单元，对于所述信号矩阵的第i列数据，所述重构单元用于利用公式 进行重构，得到第k次迭代中初步重构的第i列信号数据Pk；其中，k表示第k次 迭代， 为矩阵Ω中特定列矢量组成的矩阵，第k次迭代中特定列矢量的列 序号的集合为Λk，Λk＝Λk-1∪{λk}，Λk-1表示第k-1次迭代中特定列矢量的列序号的集合， λk为矢量hk中绝对值最大的元素所在的列号，hk＝ΩTrk-1，Ω＝P-i，P-i为信号矩阵P去除第i 列后的矩阵，rk-1为第k-1次迭代的重构误差； 重构误差计算单元，用于根据公式rk＝P-Pk计算第k次迭代的重构误差rk； 第二判断单元，用于判断是否满足rk≤10-5，得到第二判断结果； 重构数据确定单元，用于当所述第二判断结果表示满足rk≤10-5时，迭代结束，将 初步重构的第i列信号数据Pk确定为信号矩阵的第i列数据重构后的第i列信号数据； 迭代单元，用于当所述第二判断结果表示不满足rk≤10-5时，迭代次数加1，进入下 一次迭代；依次得到所述信号矩阵每一个列数据对应的重构后的列信号数据。 可选的，所述拼接模块具体包括： 拼接单元，用于将所述重构信号矩阵的第j行作为PLC信号序列，按照所述重构信 号矩阵的行号依次进行拼接，得到初步拼接序列； 截取单元，用于截取所述初步拼接序列中的前N个数据组成信号序列，得到重构后 的PLC信号序列。 根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果： 虽然电力线通信系统有着广泛的应用，且技术相对成熟，但是相对于光纤等通信 系统，PLC通信信号通过中低压电力网络进行传输，电力网络结构复杂，分支众多，尤其是电 力网络并不是为传输高频通信信号而设，电力网络中繁杂的电器设备会严重干扰PLC通信 信号，不可避免地造成PLC通信信号传输错误，会造成较为严重的数据缺失。本发明利用数 据完备性原理，利用PLC通信信号的数据完备性，可以有效地消除干扰信号造成的数据缺 失，恢复PLC通信信号，解决PLC通信据缺失问题。 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 7 CN 111580450 A 说　明　书 4/7 页 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PLC信号重构方法的流程示意图； 图2为本发明PLC信号重构方法中将分段数据排列为信号矩阵的示意图； 图3为本发明PLC信号重构系统的结构示意图； 图4为本发明具体实施案例的流程示意图。