1.一种利用分段稀疏的PLC信号重构方法,其特征在于,包括:步骤101获取按时间顺序采集的信号序列S;
步骤102求取分段段数,具体为:分段段数为N0,计算公式为 其中,snr为所述信号序列S的信噪比;N为所述信号序列S的长度; 表示下取整运算;
步骤103求取分段序列,具体为:第i个分段序列记为gi,其第j个元素为 计算公式为其中, 为所述信号序列S的第|(i‑1)M0+j|N个元素;|(i‑1)M0+j|N表示对(i‑1)M0+j取以N为模的余数;M0为所述第i个分段序列gi的长度,其计算公式为表示上取整运算;i为分段序列序号,其取值范围为i=1,2,···,N0;j为分段序列元素序号,其取值范围为j=1,2,···,M0;
步骤104求取稀疏水平控制因子,具体为:稀疏水平控制因子记为λ,其计算公式为步骤105迭代初始化,具体为:D=0N×N; k=1;其中,D为稀
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疏合成字典矩阵;Ω为已选序号集合Ω的初始化值;O为可选序号集合O的初始化值;k为迭代控制参数;
k k‑1 k k‑1 k k k‑1 k步骤106迭代更新,具体为:i =rand[O ];O =O ‑{i };Ω =Ω +{i };
k‑1 k
其中,O 为所述可选序号集合O的第k‑1步值;O为所述可选序号k‑1 k
集合O的第k步值;Ω 为所述已选序号集合Ω的第k‑1步值;Ω 为所述已选序号集合Ω的k‑1 k‑1
第k步值;rand[O ]表示在所述可选序号集合O的第k‑1步值O 中随机任选一个元素;
表示在均值为m0,方差为 的高斯分布中随机任选一个元素;mi为所述第i个分段序列gi的均值;m0为所述信号序列的均值; 为所述信号序列S的方差; 为所述稀疏合成字典矩阵D的第mod(N,ik)行第|ik|N列元素;mod(N,ik)表示以N为模求得的ik的模;|ik|N表示以N为模求得的ik的余数;
步骤107迭代结束,具体为:如果所述迭代控制参数k的值小于或者等于所述稀疏水平控制因子λ,则所述迭代控制参数k的值加1,并返回所述步骤106和所述步骤107,直至所述迭代控制参数k的值大于所述稀疏水平控制因子λ,迭代结束;
步骤108求取重构后的信号序列,具体为:重构后的信号序列为Snew,Snew的第i个分段序列为 其计算公式为 其中,x为中间参数序列;gl为第l个所述分段序列;l为求和参数,其取值范围为l=1,2,···,N0。
2.一种利用分段稀疏的PLC信号重构系统,其特征在于,包括:模块201获取按时间顺序采集的信号序列S;
模块202求取分段段数,具体为:分段段数为N0,计算公式为 其中,snr为所述信号序列S的信噪比;N为所述信号序列S的长度; 表示下取整运算;
模块203求取分段序列,具体为:第i个分段序列记为gi,其第j个元素为 计算公式为其中, 为所述信号序列S的第|(i‑1)M0+j|N个元素;|(i‑1)M0+j|N表示对(i‑1)M0+j取以N为模的余数;M0为所述第i个分段序列gi的长度,其计算公式为表示上取整运算;i为分段序列序号,其取值范围为i=1,2,···,N0;j为分段序列元素序号,其取值范围为j=1,2,···,M0;
模块204求取稀疏水平控制因子,具体为:稀疏水平控制因子记为λ,其计算公式为模块205迭代初始化,具体为:D=0N×N; k=1;其中,D为稀
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疏合成字典矩阵;Ω为已选序号集合Ω的初始化值;O为可选序号集合O的初始化值;k为迭代控制参数;
k k‑1 k k‑1 k k k‑1 k模块206迭代更新,具体为:i =rand[O ];O =O ‑{i };Ω =Ω +{i };
k‑1 k
其中,O 为所述可选序号集合O的第k‑1步值;O 为所述可选序k‑1 k
号集合O的第k步值;Ω 为所述已选序号集合Ω的第k‑1步值;Ω为所述已选序号集合Ωk‑1 k‑1
的第k步值;rand[O ]表示在所述可选序号集合O的第k‑1步值O 中随机任选一个元素;
表示在均值为m0,方差为 的高斯分布中随机任选一个元素;mi为所述第i个分段序列gi的均值;m0为所述信号序列的均值; 为所述信号序列S的方差; 为所述稀疏合成字典矩阵D的第mod(N,ik)行第|ik|N列元素;mod(N,ik)表示以N为模求得的ik的模;|ik|N表示以N为模求得的ik的余数;
模块207迭代结束,具体为:如果所述迭代控制参数k的值小于或者等于所述稀疏水平控制因子λ,则所述迭代控制参数k的值加1,并返回所述模块206和所述模块207,直至所述迭代控制参数k的值大于所述稀疏水平控制因子λ,迭代结束;
模块208求取重构后的信号序列,具体为:重构后的信号序列为Snew,Snew的第i个分段序列为 其计算公式为 其中,x为中间参数序列;gl为第l个所述分段序列;l为求和参数,其取值范围为l=1,2,···,N0。