華北電力大學教授研發出智能信號處理系統：信號分析與處理技術的新突破

2015-01-26 22:05:18 大云網　點擊量：評論 (0)

如何發掘深藏地下的石油礦藏，又如何調度需求萬變的電力能源?這些讓石油勘探行業和電力行業的專業人員都頗感困擾的問題，在華北電力大學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

這些情況導致的結果就是遠端收集到的寬帶電力線通信信號不完整或出現干擾。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，翟明岳所帶領的研究小組深入細致地研究了我國低壓輸電網高頻信號傳輸特性，并利用多導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物理層技術的開發與網絡規劃提供了重要的參考依據，而這一研究成果也成為SSP軟件中的一個功能模塊。

SSP背后的技術突破

為什么SSP軟件能夠在眾多商業軟件中獨辟蹊徑呢?翟明岳道出了深藏在信號處理背后的玄機。

經過前期對信號處理領域多年的持續研究，翟明岳發現，無論是石油勘探行業的地震勘探信號，還是智能電網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。

2008年，翟明岳在著名的加州大學伯克利分校訪學期間，決定針對石油勘探行業和電力行業的需求研發一套信號處理系統。根據信號的自相似性，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數學家芒德勃羅(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。

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，最難的是把信號規律抽象為一套數學模型即建模。而在此之前，還沒有人成功地把分形理論直接應用在信號處理中。

最終，翟明岳研究出一套基于迭代函數系統的信號處理新方法。翟明岳發現，具有自相似性的信號會表現出一些特征參數，這些參數有助于構建信號的數學模型。而這套數學模型可以快速地將目標信號從噪聲中分離出來。有了這套信號處理的數學模型之后，翟明岳就像獲得了一個信號的“標準控件庫”，可以輕松地完成對信號的監測、去噪、恢復和預測。