華北電力大學(xué)教授研發(fā)出智能信號(hào)處理系統(tǒng)：信號(hào)分析與處理技術(shù)的新突破

2015-01-26 22:05:18 大云網(wǎng)　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

如何發(fā)掘深藏地下的石油礦藏，又如何調(diào)度需求萬(wàn)變的電力能源?這些讓石油勘探行業(yè)和電力行業(yè)的專業(yè)人員都頗感困擾的問(wèn)題，在華北電力大學(xué)翟明岳多年的研究下取得了重大突破。近日，翟岳明教授向記者展示了由他研發(fā)

這些情況導(dǎo)致的結(jié)果就是遠(yuǎn)端收集到的寬帶電力線通信信號(hào)不完整或出現(xiàn)干擾。針對(duì)這些特點(diǎn)，SSP軟件中有專門的模塊分析與處理寬帶電力線通信系統(tǒng)中的脈沖噪聲、多徑干擾、信道估計(jì)和信號(hào)重建等問(wèn)題。

除此之外，翟明岳所帶領(lǐng)的研究小組深入細(xì)致地研究了我國(guó)低壓輸電網(wǎng)高頻信號(hào)傳輸特性，并利用多導(dǎo)體傳輸線理論建立了一整套寬帶電力線通信信號(hào)傳輸模型，徹底解決了寬帶電力線通信信號(hào)的功率計(jì)算問(wèn)題，為寬帶電力線通信系統(tǒng)物理層技術(shù)的開發(fā)與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃提供了重要的參考依據(jù)，而這一研究成果也成為SSP軟件中的一個(gè)功能模塊。

SSP背后的技術(shù)突破

為什么SSP軟件能夠在眾多商業(yè)軟件中獨(dú)辟蹊徑呢?翟明岳道出了深藏在信號(hào)處理背后的玄機(jī)。

經(jīng)過(guò)前期對(duì)信號(hào)處理領(lǐng)域多年的持續(xù)研究，翟明岳發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是石油勘探行業(yè)的地震勘探信號(hào)，還是智能電網(wǎng)中的寬帶電力線通信信號(hào)都具有一個(gè)共同特點(diǎn)——自相似性。何謂自相似性?翟明岳指出，一個(gè)物體的局部和整體完全或幾乎相似，就認(rèn)為它有自相似性。最簡(jiǎn)單的例子，一條直線狀的信號(hào)就具有自相似性。不管是5厘米長(zhǎng)的直線，還是1000米長(zhǎng)的直線信號(hào)，它們的形狀都是一樣的，這就是自相似性的最好體現(xiàn)。

2008年，翟明岳在著名的加州大學(xué)伯克利分校訪學(xué)期間，決定針對(duì)石油勘探行業(yè)和電力行業(yè)的需求研發(fā)一套信號(hào)處理系統(tǒng)。根據(jù)信號(hào)的自相似性，翟明岳提出用“分形(Fractal)”來(lái)描述和研究地震勘探信號(hào)和寬帶電力線通信信號(hào)。分形理論最早是由美籍?dāng)?shù)學(xué)家芒德勃羅(B.B.Mandelbrot)首先提出的。分形理論指出，一個(gè)粗糙或零碎的幾何形狀，可以分成多個(gè)部分，且每一部分都(至少近似地)是整體縮小后的形狀，即具有自相似的性質(zhì)。

有了分形理論的支撐還不夠，因?yàn)樗皇潜硎拘盘?hào)具有分形的特征，但是如何利用信號(hào)的自相似性來(lái)處理和分析信號(hào)呢?翟明岳表示，最難的是把信號(hào)規(guī)律抽象為一套數(shù)學(xué)模型即建模。而在此之前，還沒(méi)有人成功地把分形理論直接應(yīng)用在信號(hào)處理中。

最終，翟明岳研究出一套基于迭代函數(shù)系統(tǒng)的信號(hào)處理新方法。翟明岳發(fā)現(xiàn)，具有自相似性的信號(hào)會(huì)表現(xiàn)出一些特征參數(shù)，這些參數(shù)有助于構(gòu)建信號(hào)的數(shù)學(xué)模型。而這套數(shù)學(xué)模型可以快速地將目標(biāo)信號(hào)從噪聲中分離出來(lái)。有了這套信號(hào)處理的數(shù)學(xué)模型之后，翟明岳就像獲得了一個(gè)信號(hào)的“標(biāo)準(zhǔn)控件庫(kù)”，可以輕松地完成對(duì)信號(hào)的監(jiān)測(cè)、去噪、恢復(fù)和預(yù)測(cè)。

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責(zé)任編輯：葉雨田

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