電力微波通信系統(tǒng)的小波降噪方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種電力微波通信系統(tǒng)的小波降噪方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電力通信網(wǎng)是為了保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行而應(yīng)運(yùn)而生的，是電網(wǎng)調(diào)度自動(dòng) 化、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)化和管理現(xiàn)代化的基礎(chǔ)；是確保電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要手段。目 前，電力通信網(wǎng)中主要的傳輸方式有電力線載波通信、數(shù)字微波通信、SDH光纖通信3種。 電力線通信作為電力系統(tǒng)中傳統(tǒng)的通信方式，在電力通信網(wǎng)中應(yīng)用廣泛，但隨著承載業(yè)務(wù) 和電力通信網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，電力線通信已不能滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)在運(yùn)行控制、保護(hù)信息 等方面對(duì)大容量、實(shí)時(shí)、可靠、安全傳輸?shù)确矫娴囊螅m合縣調(diào)、地調(diào)等信息需求量小的情 形。光纖通信傳輸容量大，損耗小，信號(hào)串?dāng)_小，已逐漸成為電力通信網(wǎng)的主流傳輸方式，但 是其缺點(diǎn)也尤為明顯，光纖通信的傳輸媒質(zhì)是光導(dǎo)纖維，長(zhǎng)距離光纜沿線任何一點(diǎn)斷裂，都 將導(dǎo)致通信中斷，而且光纜和電力線同桿架設(shè)，一旦中斷，需停電檢修。數(shù)字微波通信、衛(wèi)星 和光纖一起被稱(chēng)為現(xiàn)代通信傳輸?shù)娜笾е?，?shù)字微波應(yīng)用靈活、快速，組網(wǎng)方便，抗自然 災(zāi)害能力強(qiáng)，隨著先進(jìn)調(diào)制解調(diào)技術(shù)的不斷發(fā)展，微波傳輸容量也不斷提高，各國(guó)的經(jīng)驗(yàn)表 明，在不適合使用光纖或者發(fā)生自然災(zāi)害的情況下，總是首先靠無(wú)線通信方式恢復(fù)電信業(yè) 務(wù)，在電力通信網(wǎng)中，微波通信與光纖通信互為補(bǔ)充，將使電力通信網(wǎng)絡(luò)具有更強(qiáng)的生存性 和可靠性。但無(wú)線通信信號(hào)的相位失真度和誤碼率，對(duì)電力微波通信性能有很大影響，現(xiàn)有 技術(shù)中并沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì)電力通信電磁背景噪聲大、信號(hào)諧波分量多的問(wèn)題的解決方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種電力微波通信系統(tǒng)的小波降噪方法，以解決上述問(wèn)題。
[0004] 本發(fā)明提供的電力微波通信系統(tǒng)的小波降噪方法，包括
[0005] b.根據(jù)不同的通信信號(hào)，選取小波基函數(shù)并確定小波分解層次；
[0006] c.將信號(hào)進(jìn)行濾波處理，獲取小波系數(shù)；
[0007] d.根據(jù)預(yù)設(shè)的小波分解層次，對(duì)小波系數(shù)進(jìn)行閾值量化處理，獲取量化后的小波 系數(shù)；
[0008] e.通過(guò)小波重構(gòu)濾波獲取重構(gòu)信號(hào)。
[0009] 進(jìn)一步，所述步驟d還包括，根據(jù)如下公式進(jìn)行閾值量化處理，
[0011] 其中，σ為噪聲標(biāo)準(zhǔn)差，mid(|dlik|)為第一層高頻系數(shù)的絕對(duì)值中值，0.6745為 噪聲標(biāo)準(zhǔn)差的調(diào)整系數(shù)，N為信號(hào)的長(zhǎng)度，T為小波量化閾值。
[0012] 進(jìn)一步，所述步驟e之后還包括
[0013] f.對(duì)小波重構(gòu)層次進(jìn)行判定，所述小波重構(gòu)層次與小波分解層次相同。
[0014] 進(jìn)一步，所述步驟f還包括
[0015] 如果小波重構(gòu)層次未達(dá)到預(yù)設(shè)的小波分解層次數(shù)，則返回步驟e ;
[0016] 如果達(dá)到預(yù)設(shè)的小波分解層次數(shù)，則獲取的信號(hào)即為降噪后的信號(hào)；
[0017] 進(jìn)一步，步驟b中所述小波分解層次為3級(jí)分解。
[0018] 進(jìn)一步，步驟b中所述小波系數(shù)包括逼近系數(shù)和細(xì)節(jié)系數(shù)。
[0019] 進(jìn)一步，步驟c還包括
[0020] cl.輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波器，獲取的低頻系數(shù)即為逼近系數(shù)；輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)高 通濾波器，獲取的高頻系數(shù)即細(xì)節(jié)系數(shù)；
[0021] c2.對(duì)所述逼近系數(shù)和細(xì)節(jié)系數(shù)進(jìn)行偶數(shù)抽取。
[0022] 進(jìn)一步，步驟d還包括分別對(duì)量化后的逼近系數(shù)和細(xì)節(jié)系數(shù)的兩個(gè)小波系數(shù)序列 的兩個(gè)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行插值采樣。
[0023] 進(jìn)一步，步驟b之前還包括
[0024] a.將接收的信號(hào)經(jīng)變頻處理，轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)，并將所述中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信 號(hào)。
[0025] 進(jìn)一步，根據(jù)軟閾值函數(shù)對(duì)小波系數(shù)進(jìn)行閾值量化處理，所述軟閾值函數(shù)為
[0027] 式中，sgn( ·)為判斷正負(fù)號(hào)的函數(shù)，Wy為小波包分解的高頻系數(shù)，T為小波量化 閾值。
[0028] 本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供的電力微波通信系統(tǒng)的小波降噪方法，通過(guò)小波 分解將原始信號(hào)分解為一系列的近似分量和細(xì)節(jié)分量，經(jīng)過(guò)處理細(xì)節(jié)分量后，再經(jīng)過(guò)小波 重構(gòu)，從而提取出有用的通信信號(hào)；本發(fā)明對(duì)在強(qiáng)噪聲背景下提取微弱信號(hào)特征，可以有效 的減少甚至消除信號(hào)中的噪聲，能夠顯著提升無(wú)線通信解調(diào)信噪比和信號(hào)相關(guān)度，降低相 位失真度和誤碼率，改善電力微波通信性能，解決了電力通信電磁背景噪聲大、信號(hào)諧波分 量多的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：
[0030] 圖1是本發(fā)明的流程示意圖。
[0031] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例的性能仿真圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：圖1是本發(fā)明的流程示意圖；圖2 是本發(fā)明實(shí)施例的性能仿真圖。
[0033] 如圖1所述，本實(shí)施例中的電力微波通信系統(tǒng)的小波降噪方法，包括
[0034] a.將接收的信號(hào)經(jīng)變頻處理，轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)，并將所述中頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信 號(hào)；
[0035] b.根據(jù)不同的通信信號(hào)，選取小波基函數(shù)并確定小波分解層次；
[0036] c.將信號(hào)進(jìn)行濾波處理，獲取小波系數(shù)；
[0037] d.根據(jù)預(yù)設(shè)的小波分解層次，對(duì)小波系數(shù)進(jìn)行閾值量化處理，獲取量化后的小波 系數(shù)；
[0038] e.通過(guò)小波重構(gòu)濾波獲取重構(gòu)信號(hào)。
[0039] f.對(duì)小波重構(gòu)層次進(jìn)行判定，所述小波重構(gòu)層次與小波分解層次相同，
[0040] 如果小波重構(gòu)層次未達(dá)到預(yù)設(shè)的小波分解層次數(shù)，則返回步驟e ;
[0041] 如果達(dá)到預(yù)設(shè)的小波分解層次數(shù)，則獲取的信號(hào)即為降噪后的信號(hào)；
[0042] 在本實(shí)施例中，針對(duì)不同的通信信號(hào)，選取適合該類(lèi)信號(hào)特征的小波基，才 能取得更好的消噪效果。例如，針對(duì)電力微波通信系統(tǒng)的MPSK復(fù)信號(hào)，選擇Reverse Biorthogonal小波系中的rbio2. 2小波基，具有最優(yōu)的消噪效果，得出此小波基的低通濾 波器系數(shù)hi和高通濾波器系數(shù)gl。
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