[发明专利]基于决策融合的电力线工频通讯信号检测算法

说明书

本发明涉及一种基于决策融合的电力线工频通讯信号检测算法，属于载波通信技术领域。本发明包括以下步骤：对实时的电力线工频通讯信号进行加权求和消除背景信号；对加权求和后的通信信号进行求导；对处理后的信号进行EEMD分解；测量各本征模函数频率；对保留的IMF进行阈值去噪，根据电网中的噪声有用信号和噪声信号能量分布,选择动态阈值对保留的阶数进行决策融合降噪处理；计算各阶IMF希尔伯特边际谱。本发明采用动态阀值进行决策融合降噪，同时能不断提高信号的检测性能，降低噪声干扰，提高信号传输进度。

技术领域

本发明涉及一种基于决策融合的电力线工频通讯信号检测算法，属于载波通信技术领域。

背景技术

双向工频通信系统是一种基于电力配电网络的通信系统，该系统以电力线为数据传输载体，利用过零调制原理实现信号的调制。

工频通信信号是通过晶闸管的开关控制在基波电压信号过零点附近处产生的畸变电流脉冲信号，是一种频谱随时间变化的时变信号。双向工频通信信号检测是在大背景下检测小信号，传统的检测方法是时域检测法，这种方法会损失大量有用的信息，对电网有一定要求，具有一定的局限性，现有的时域检测方法使用最普遍的小波变换信号检测发明，此方法对调制信号进行时频分析时会受到小波基选取的影响，导致无法进行精确的时频分析。

当配电网中存在强干扰信号和突发干扰噪声时，双向工频通信的系统误码率将很高，甚至足以使通信中断。另外，由于现有电力线工频通讯的信号检测大多基于固定阀值进行噪声去除，误差较大，影响信号的传输精度。

发明内容

针对现有技术存在的上述缺陷，本发明提出了一种基于决策融合的电力线工频通讯信号检测算法，采用动态阀值进行决策融合降噪，同时能不断提高信号的检测性能，降低噪声干扰，提高信号传输进度。

本发明所述的基于决策融合的电力线工频通讯信号检测算法，包括如下步骤：

S1.加权求和：由于电力线工频通信上行信号检测是在大背景中提取微弱电流，因此需要实时的电力线工频通讯信号进行加权求和抵消工频信号，利用下式计算：

其中,I_A、I_B、I_C是电网中的三相电流，同时使信号增强1倍；

S2.信号求导：经晶闸管的开关在工频电压过零点处产生的电流脉冲，每个脉冲含有一个极大值或一个极小值以及两个过零点，通过对其求导后，每个脉冲含有一个极大值，一个极小值和一个过零点；

S3.EEMD分解：在原信号中加入均匀分布的高斯白噪声，填补原始调制畸变电流中部分尺度缺失，使待测的调制电流在不同程度上连续；减小模态混叠的程度，包括如下小步：

S31：选定EEMD分解总次数与白噪声的幅值系数：

S32：EEMD分解：在原调制畸变电流信号中加入幅值系数为0.2的高斯白噪声，对所得信号进行EEMD，得到n个IMF记为imf_j；

S33：各自IMF获取：对原调制畸变电流信号添加的下一个白噪声序列重复上述步骤，获得各自的IMF；

S34：计算剩余信号R_i,1：

R_i,1＝x_i(t)-imf_i,1(t) (2)

其中，x_i(t)为原始信号，imf_i,1(t)为混入第i个白噪声序列分解得到的第一阶IMF；