基于小波變換的電力線通信信號識別方法研究

毛曉冬

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司靖江市供電分公司，靖江 214500）

高質(zhì)量信號可在較強噪聲干擾的環(huán)境下通信，對電力線通信信號系統(tǒng)的傳輸功能要求較高，需在接收端進行去噪處理，并提取一些特征值來取代這些信號。電力線通信信號中的特征值是識別高質(zhì)量信號的關(guān)鍵。當(dāng)前，信號識別分類問識別和類內(nèi)識別。類問識別即識別不同類型所調(diào)制的信號。類內(nèi)識別是在同一信號中調(diào)制不同信號。小波變換算法的引入能成功識別出傳統(tǒng)算法無法識別的較大特征值。且克服了算法復(fù)雜的弊端[1]。為此基于小波變換提出電力線通信信號識別方法，提高識別特征值的精準(zhǔn)性。

1 電力線通信信號識別方法

本文提出的基于小波變換的電力線通信信號識別方法，是利用小波變換算法提高電力線通信信號識別特征值的精準(zhǔn)性，具有一下優(yōu)點：第一，可在低壓電力線通信中輸入阻抗較大特征值，不受電力線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)影響，具有多樣性和信道輸入阻抗大的特性；第二，電力線多采用無屏蔽明線，易受外界噪聲干擾。如電力線信道噪聲中的背景噪聲和脈沖噪聲，這兩種噪聲會影響輸出數(shù)據(jù)產(chǎn)生較高誤碼率[2]?；谛〔ㄗ儞Q的電力線通信息信號識別方法能有效改善這一現(xiàn)象。

電力線通信信號識別方法在信號傳輸路徑上可憑借信號發(fā)送器和信號接收器，在通信信號進行信道節(jié)點間發(fā)射和回波時以兩種路徑檢測數(shù)據(jù)。該方法在參數(shù)選擇上結(jié)合了傳輸線理論，通過測量數(shù)據(jù)進行與電路諧振頻率相互同步的曲線擬合[3]。

在電力線通信信號中，網(wǎng)絡(luò)傳輸會出現(xiàn)過多反射、折射現(xiàn)象，利用小波變換算法，可將折射和反射次數(shù)控制在特征值最小范圍內(nèi)。傳輸路徑越短信號強度越大。小波變換算法如下：

式（1）中，a表示第i條傳輸路徑的因子；n表示信號傳輸參數(shù)；f表示信號傳輸路徑總數(shù)；m表示傳輸路徑長度。當(dāng)結(jié)果在0.3～1.3時，說明信號傳輸路徑信號逐漸變短，信號強度在逐漸加強。電力線通信信號識別方法可以接收信號沒有發(fā)生變化時的狀態(tài)，根據(jù)接收信號對應(yīng)特征值轉(zhuǎn)換小波變換值，可以有效檢驗出電力線通信信號中選取的特征值。該識別方法可在噪聲環(huán)境下調(diào)制信號特征，具有計算簡單、操作性能較好的優(yōu)點。

2 實驗結(jié)論

為了驗證基于小波變換電力線通信信號識別方法的有效性，在實驗庫中選取了不同調(diào)制方式的特征參數(shù)值，采用SVM分類器檢測該識別方法與傳統(tǒng)識別方法的精準(zhǔn)度，以此驗證電力線通信信號識別方法的有效性和特征值的精準(zhǔn)度是否達到規(guī)定的范圍內(nèi)。特征參數(shù)如下所示：

表1 不同調(diào)制方法的特征參數(shù)

從表1看出，在實驗中需選取多個特征值參數(shù)，來保證實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性。對比實驗結(jié)果如下：

圖1 對比結(jié)果

實驗結(jié)果表明，傳統(tǒng)識別方法在計算過程中過于復(fù)雜，無法識別計算量較大特征值?；谛〔ㄗ儞Q的電力線通信信號識別方法計算簡單，可識別計算量較大特征值，不會產(chǎn)生誤碼率且精準(zhǔn)性高。

3 結(jié)束語

實驗中要將特征參量設(shè)置在最小的范圍內(nèi)。依據(jù)小波變換算法提高識別特征值的精準(zhǔn)性?；谛〔ㄗ儞Q的電力線通信信號識別方法可以在不同環(huán)境下識別計算量較大的信號類型，具有操作性強的特點。希望該研究可以提供相應(yīng)的理論依據(jù)。