基于emd-tfpf算法电力线通信噪声消除技术研究

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1、第43卷第7期电力系统保护与控制vo1．43No．72015年4月1日PowerSystemProtectionandControlApr．1，2015基于EMD—TFPF算法的电力线通信噪声消除技术研究翟明岳，苏岭东(华北电力大学电气与电子工程学院，北京102206)摘要：针对电力线通信系统中，发射端与接收端之间存在大量噪声严重影响通信质量的情况，引用时频峰值滤波算法(Time．FrequencyPeakFiltering，TFPF)作为噪声消除技术。考虑时频峰值滤波算法中窗长选择的严格限制，引用经验模态分解(EmpiricalModeDe

2、composition，EMD)方法对TFPF进行改进。将信号分解为不同模态，在不同模态采用不同窗长进行TFPF滤波，以在信号保真和噪声压制方面得到更好的权衡。实验证明，相对原始TFPF，该方法具有更好的信号保真和噪声压制作用，可以有效地消除电力线通信系统噪声，降低误码率(BER)，提高通信质量。关键词：电力线通信；低信噪LL；噪声消除；经验模态分解；时频峰值滤波AnoisemitigationmethodbasedonEMD-TFPFinpowerlinecommunicationsystemZHAIMingyue，SULingdong(S

3、choolofElectricalandElectronicEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity,Be0ing102206，China)Abstract：Inthepowerlinecommunicationsystem(PLC)．1argeamountofnoiseexistbetweentransmitterandreceiverwhichseriouslyafectsthereliabilityofthesignaltransmission．Thispaperpresentsanoi

4、semitigationmethodbasedontime—frequencypeakfiltering(TFPF)．However,thereisalargerestrictiontoTFPFbytheselectionofwindowlength．Inordertoobtainthegoodtrade·ofbetweennoisesuppressionandamplitudepreservation，thispaperadoptsEMDmethodtoassistTFPF．Itutilizesthedecompositioncharact

5、eristicofEMDwhichcaldecomposeasignaltoaseriesofintrinsicmodefunctions(IMFs)fromhighfrequencytolowfrequencyandselectdiferentwindowlengthforthesemodes．NumericalexperimentsshowthattheEMD-TFPFmethodCanefectivelyeliminatethepowerlinecommunicationsystemnoise，reducetheBitErrorRate

6、(BER)andimprovethequalityofcommunicationsystem．Moreove~itCanmakeabeRertradeofbetweennoisesuppressionandamplitudepreservation．ThisworkissuppoaedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．60972004)．Keywords：powerlinecommunicationsystem；lowSNR；noisemitigation；empiricalmodede

7、composition；timefrequencypeakfilter中图分类号：TM73文献标识码：A文章编号：1674—3415(2015)07—0051-06然而，电力线并不是专门为通信所设计，存在0引言很多不利于通信的因素L34J。信号传输过程中的多径电力通信网是保证电力系统安全稳定运行的重效应和频率选择性衰落，非线性和非平稳性特征，要基础设施，随着我国智能电网建设的大力推进，都严重阻碍着电力线通信系统的应用。而且，更重各电力公司纷纷将电力通信网的建设工作作为智能要的是，在电力线通信系统中，由于发射端和接收电网建设的一个重要环节。虽然

8、微波、光纤等通信端之间存在大量的分支和电力设备，导致电力线信技术已经应用于电力通信系统中，但是利用现有电道中存在大量的噪声。这些噪声严重影响系统的可力线进行通信的技