[發明專利]基于決策融合的電力線工頻通訊信號檢測算法

有效

• 申請號: 201910238636.2
• 申請日: 2019-03-27
• 公開（公告）號: CN110061762B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 姜思卓;程超;王強;胡洋;龐西品;夏暉;石立國;王海濤;蘇加照;胡少康;魏振
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司青島供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H04B3/46
• 分類號: H04B3/46;H04B3/32
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

本發明涉及一種基于決策融合的電力線工頻通訊信號檢測算法，屬于載波通信技術領域。本發明包括以下步驟：對實時的電力線工頻通訊信號進行加權求和消除背景信號；對加權求和后的通信信號進行求導；對處理后的信號進行EEMD分解；測量各本征模函數頻率；對保留的IMF進行閾值去噪，根據電網中的噪聲有用信號和噪聲信號能量分布,選擇動態閾值對保留的階數進行決策融合降噪處理；計算各階IMF希爾伯特邊際譜。本發明采用動態閥值進行決策融合降噪，同時能不斷提高信號的檢測性能，降低噪聲干擾，提高信號傳輸進度。

技術領域

本發明涉及一種基于決策融合的電力線工頻通訊信號檢測算法，屬于載波通信技術領域。

背景技術

雙向工頻通信系統是一種基于電力配電網絡的通信系統，該系統以電力線為數據傳輸載體，利用過零調制原理實現信號的調制。

工頻通信信號是通過晶閘管的開關控制在基波電壓信號過零點附近處產生的畸變電流脈沖信號，是一種頻譜隨時間變化的時變信號。雙向工頻通信信號檢測是在大背景下檢測小信號，傳統的檢測方法是時域檢測法，這種方法會損失大量有用的信息，對電網有一定要求，具有一定的局限性，現有的時域檢測方法使用最普遍的小波變換信號檢測發明，此方法對調制信號進行時頻分析時會受到小波基選取的影響，導致無法進行精確的時頻分析。

當配電網中存在強干擾信號和突發干擾噪聲時，雙向工頻通信的系統誤碼率將很高，甚至足以使通信中斷。另外，由于現有電力線工頻通訊的信號檢測大多基于固定閥值進行噪聲去除，誤差較大，影響信號的傳輸精度。

發明內容

針對現有技術存在的上述缺陷，本發明提出了一種基于決策融合的電力線工頻通訊信號檢測算法，采用動態閥值進行決策融合降噪，同時能不斷提高信號的檢測性能，降低噪聲干擾，提高信號傳輸進度。

本發明所述的基于決策融合的電力線工頻通訊信號檢測算法，包括如下步驟：

S1.加權求和：由于電力線工頻通信上行信號檢測是在大背景中提取微弱電流，因此需要實時的電力線工頻通訊信號進行加權求和抵消工頻信號，利用下式計算：

其中,I_A、I_B、I_C是電網中的三相電流，同時使信號增強1倍；

S2.信號求導：經晶閘管的開關在工頻電壓過零點處產生的電流脈沖，每個脈沖含有一個極大值或一個極小值以及兩個過零點，通過對其求導后，每個脈沖含有一個極大值，一個極小值和一個過零點；

S3.EEMD分解：在原信號中加入均勻分布的高斯白噪聲，填補原始調制畸變電流中部分尺度缺失，使待測的調制電流在不同程度上連續；減小模態混疊的程度，包括如下小步：

S31：選定EEMD分解總次數與白噪聲的幅值系數：

S32：EEMD分解：在原調制畸變電流信號中加入幅值系數為0.2的高斯白噪聲，對所得信號進行EEMD，得到n個IMF記為imf_j；

S33：各自IMF獲取：對原調制畸變電流信號添加的下一個白噪聲序列重復上述步驟，獲得各自的IMF；

S34：計算剩余信號R_i,1：

R_i,1＝x_i(t)-imf_i,1(t) (2)

其中，x_i(t)為原始信號，imf_i,1(t)為混入第i個白噪聲序列分解得到的第一階IMF；