基于小波變換的電力線通信信號(hào)識(shí)別方法研究

毛曉冬

（國(guó)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(hào)可在較強(qiáng)噪聲干擾的環(huán)境下通信，對(duì)電力線通信信號(hào)系統(tǒng)的傳輸功能要求較高，需在接收端進(jìn)行去噪處理，并提取一些特征值來取代這些信號(hào)。電力線通信信號(hào)中的特征值是識(shí)別高質(zhì)量信號(hào)的關(guān)鍵。當(dāng)前，信號(hào)識(shí)別分類問識(shí)別和類內(nèi)識(shí)別。類問識(shí)別即識(shí)別不同類型所調(diào)制的信號(hào)。類內(nèi)識(shí)別是在同一信號(hào)中調(diào)制不同信號(hào)。小波變換算法的引入能成功識(shí)別出傳統(tǒng)算法無法識(shí)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(hào)識(shí)別方法，提高識(shí)別特征值的精準(zhǔn)性。

1 電力線通信信號(hào)識(shí)別方法

本文提出的基于小波變換的電力線通信信號(hào)識(shí)別方法，是利用小波變換算法提高電力線通信信號(hào)識(shí)別特征值的精準(zhǔn)性，具有一下優(yōu)點(diǎn)：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(huì)影響輸出數(shù)據(jù)產(chǎn)生較高誤碼率[2]。基于小波變換的電力線通信息信號(hào)識(shí)別方法能有效改善這一現(xiàn)象。

電力線通信信號(hào)識(shí)別方法在信號(hào)傳輸路徑上可憑借信號(hào)發(fā)送器和信號(hào)接收器，在通信信號(hào)進(jìn)行信道節(jié)點(diǎn)間發(fā)射和回波時(shí)以兩種路徑檢測(cè)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(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)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(hào)中，網(wǎng)絡(luò)傳輸會(huì)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(hào)強(qiáng)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(hào)傳輸參數(shù)；f表示信號(hào)傳輸路徑總數(shù)；m表示傳輸路徑長(zhǎng)度。當(dāng)結(jié)果在0.3～1.3時(shí)，說明信號(hào)傳輸路徑信號(hào)逐漸變短，信號(hào)強(qiáng)度在逐漸加強(qiáng)。電力線通信信號(hào)識(shí)別方法可以接收信號(hào)沒有發(fā)生變化時(shí)的狀態(tài)，根據(jù)接收信號(hào)對(duì)應(yīng)特征值轉(zhuǎn)換小波變換值，可以有效檢驗(yàn)出電力線通信信號(hào)中選取的特征值。該識(shí)別方法可在噪聲環(huán)境下調(diào)制信號(hào)特征，具有計(jì)算簡(jiǎn)單、操作性能較好的優(yōu)點(diǎn)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)論

為了驗(yàn)證基于小波變換電力線通信信號(hào)識(shí)別方法的有效性，在實(shí)驗(yàn)庫(kù)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(cè)該識(shí)別方法與傳統(tǒng)識(shí)別方法的精準(zhǔn)度，以此驗(yàn)證電力線通信信號(hào)識(shí)別方法的有效性和特征值的精準(zhǔn)度是否達(dá)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(shí)驗(yàn)中需選取多個(gè)特征值參數(shù)，來保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

圖1 對(duì)比結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，傳統(tǒng)識(shí)別方法在計(jì)算過程中過于復(fù)雜，無法識(shí)別計(jì)算量較大特征值。基于小波變換的電力線通信信號(hào)識(shí)別方法計(jì)算簡(jiǎn)單，可識(shí)別計(jì)算量較大特征值，不會(huì)產(chǎn)生誤碼率且精準(zhǔn)性高。

3 結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)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(shí)別特征值的精準(zhǔn)性。基于小波變換的電力線通信信號(hào)識(shí)別方法可以在不同環(huán)境下識(shí)別計(jì)算量較大的信號(hào)類型，具有操作性強(qiáng)的特點(diǎn)。希望該研究可以提供相應(yīng)的理論依據(jù)。