[發明專利]基于EMD-TFPF的電力線通信信號去噪算法

在審

• 申請號: 201711428101.9
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108173793A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 曹偉;商帥
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H04L25/03
• 分類號: H04L25/03;G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

基于EMD?TFPF的電力線通信信號去噪算法。信號通信過程中將會淹沒在大量噪聲中，導致電力線通信系統低信噪比情況，嚴重影響通信系統通信質量。本發明的基于EMD?TFPF的電力線通信信號去噪算法，引用經驗模態分解方法對TFPF進行改進；將信號分解為不同模態，在不同模態采用不同窗長進行TFPF濾波，以在信號保真和噪聲壓制方面得到更好的權衡。本發明方法具有更好的信號保真和噪聲壓制作用，可以有效地消除電力線通信系統噪聲，降低誤碼率(BER)，提高通信質量。

技術領域：

本發明涉及一種基于EMD-TFPF的電力線通信信號去噪算法。

背景技術：

電力通信網是保證電力系統安全穩定運行的重要基礎設施，隨著我國智能電網建設的大力推進，各電力公司紛紛將電力通信網的建設工作作為智能電網建設的一個重要環節。雖然微波、光纖等通信技術已經應用于電力通信系統中，但是利用現有電力線進行通信的技術，因其不需重新鋪設線路，經濟成本低一直受到人們的重視。然而，電力線并不是專門為通信所設計，存在很多不利于通信的因素。信號傳輸過程中的多徑效應和頻率選擇性衰落，非線性和非平穩性特征，都嚴重阻礙著電力線通信系統的應用。而且，更重要的是，在電力線通信系統中，由于發射端和接收端之間存在大量的分支和電力設備，導致電力線信道中存在大量的噪聲。這些噪聲嚴重影響系統的可靠性，導致系統通信質量降低。因此噪聲成為了阻礙電力線通信系統應用的一大難題。為了提高電力線通信質量，大量國內外學者對電力線信道噪聲及噪聲消除技術進行了研究。如電力線通信系統噪聲特征，建立噪聲模型，并基于模型研究噪聲對電力線通信系統的影響。基于電力線噪聲模型，研究電力線通信信號噪聲消除方法。但是，在某些特殊情況，信號將會淹沒在大量噪聲中，導致電力線通信系統低信噪比情況，嚴重影響通信系統通信質量。因此，有必要研究在低噪聲情況下的噪聲消除技術。

發明內容：

本發明的目的是提供一種基于EMD-TFPF的電力線通信信號去噪算法。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種基于EMD-TFPF的電力線通信信號去噪算法，針對電力線通信系統中，發射端與接收端之間存在大量噪聲嚴重影響通信質量的情況，引用時頻峰值濾波算法作為噪聲消除技術；考慮時頻峰值濾波算法中窗長選擇的嚴格限制，引用經驗模態分解方法對TFPF進行改進；將信號分解為不同模態，在不同模態采用不同窗長進行TFPF濾波，以在信號保真和噪聲壓制方面得到更好的權衡；所述的通信信號去噪算法的通過以下步驟實現：

步驟一、對通信信號進行EMD分解，分解出噪聲主導的高頻分量和信號主導的低頻分量；

步驟二、根據分量的不同，選用不同窗長的TFPF對IMF分量進行處理，窗長的選取原則為：

選用長窗長對高頻IMF進行噪聲壓制；而信號主導的低頻分量因為噪聲含量少，信號成分多，選取短窗長，保持信號成分，去除少量的噪聲分量；

步驟三、對處理過的IMF進行相加，并加上殘量，最終得到處理后的通信信號。

有益效果：

1.本發明采用TFPF，該方法具有更好的信號保真和噪聲壓制作用，可以有效地消除電力線通信系統噪聲，降低誤碼率(BER)，提高通信質量。

2.本發明采用經過EMD-TFPF處理過后的波形，更接近與原始信號的波形。而且，因為傳統的TFPF選用的是統一的窗長，所以在某些波峰波谷因為窗長內非線性的問題，會導致估計偏差，出現波動。采用EMD-TFPF方法，不僅可以有效地消除噪聲，對原始信號進行增強，在低信噪比情況下良好工作，并且相對原始TFPF算法，可以進一步提高系統的可靠性，保證系統安全可靠通信，提高信噪比。能夠更好地提高電力線通信系統的可靠性和通信質量。

具體實施方式：

具體實施方式一：