基于EMD濾波及在工業無線通信中的應用
羅小元,賈靜雅,梁振虎,關新平
燕山大學電氣工程學院,河北秦皇島
摘 要:為了滿足高可靠的工業通信需求,基于軟件無線電的通訊模式成為工業無線通信的發展方向。針對工業的噪聲環境,提出了利用經驗模態分解對無線通信信號進行分解的濾波算法,利用CCSLink將該算法的Matlab程序傳到CCS中,通過編譯器生成滿足軟件無線電平臺所需的嵌入式代碼,在平臺的信號接收端,去除干擾分量,并對分段濾波后的信號進行重構。試驗結果表明,該算法有效地解決了工業干擾所造成的無線通信的不穩定性。
關 鍵 詞:可靠性;軟件無線電;工業無線通信;經驗模態分解(EMD);濾波
1 引 言
工業現場環境復雜,工業電網、高頻振動、電弧等噪聲是工業無線通信不穩定的主要原因[1]。可通過濾波算法分離有用信號和干擾信號提高通信的可靠性,因此,設計一個具有高性能濾波器的無線通信系統具有重要意義。軟件無線電概念和結構體系是由美國的JoeMitola明確提出的[23],現有軟件無線電的濾波方案多采用小波變換和傅里葉變換等時頻分析方法[4],然而由于工業環境噪聲的復雜性,無線通信信號具有非平穩特性,用傅立葉變換分析時變頻率的信號會出現虛假信號和假頻等缺陷,很難用于處理工業無線信號。而能夠表述出信號局部特征的經驗模態分解希爾伯特黃(EMDHHT)[56]算法則能夠更好地分析非平穩信號,其分解過程相當于用窄帶濾波器對信號進行自適應濾波[7],對于獲取精確頻譜、濾除噪聲[8],有著重要的意義。該算法已經廣泛應用于地震、機械故障診斷和檢測、醫學,海洋等領域[6],但據作者所知,在復雜的工業無線通信中并沒有其應用的報道。
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