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

2015-01-26 22:05:18 大云網(wǎng)　點擊量：評論 (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)果就是遠端收集到的寬帶電力線通信信號不完整或出現(xiàn)干擾。針對這些特點，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、信道估計和信號重建等問題。

除此之外，翟明岳所帶領(lǐng)的研究小組深入細致地研究了我國低壓輸電網(wǎng)高頻信號傳輸特性，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傳輸模型，徹底解決了寬帶電力線通信信號的功率計算問題，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)軟件中獨辟蹊徑呢?翟明岳道出了深藏在信號處理背后的玄機。

經(jīng)過前期對信號處理領(lǐng)域多年的持續(xù)研究，翟明岳發(fā)現(xiàn)，無論是石油勘探行業(yè)的地震勘探信號，還是智能電網(wǎng)中的寬帶電力線通信信號都具有一個共同特點——自相似性。何謂自相似性?翟明岳指出，一個物體的局部和整體完全或幾乎相似，就認為它有自相似性。最簡單的例子，一條直線狀的信號就具有自相似性。不管是5厘米長的直線，還是1000米長的直線信號，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，決定針對石油勘探行業(yè)和電力行業(yè)的需求研發(fā)一套信號處理系統(tǒng)。根據(jù)信號的自相似性，翟明岳提出用“分形(Fractal)”來描述和研究地震勘探信號和寬帶電力線通信信號。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，一個粗糙或零碎的幾何形狀，可以分成多個部分，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，因為它只是表示信號具有分形的特征，但是如何利用信號的自相似性來處理和分析信號呢?翟明岳表示，最難的是把信號規(guī)律抽象為一套數(shù)學(xué)模型即建模。而在此之前，還沒有人成功地把分形理論直接應(yīng)用在信號處理中。

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

責(zé)任編輯：葉雨田

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