Page 41 - 网络电信2021年3月刊上
P. 41
图 3 白噪声信号和隔多点差分的信号频率响应 对中频部分增强明显,对频谱两端起抑制作用；隔2点差分对于
中频偏低以及高频区增强明显；隔3点差分有两个增强区域在频
谱中心两侧呈对称分布。抑制区和增强区的第一个交点向低频
移动。
利用式(1)~式(5)，可以得到隔多点差分处理方式对信噪比
提升的条件与直接差分方式相同。要求增强区的信噪比要高于
抑制区的信噪比。但是不同差分方式的增强区域和抑制区域频
谱位置各不相同，所以信号的频谱分布对差分方式是否能够改
善信噪比起到重要作用。这意味着信号频谱分布对差分方式的
选择有指导意义。当信号主要分布在高频阶段时，直接差分对
高频增强最大，对信噪比改善也最明显。当信号主要分布在中
频时，隔1点差分增强效果最好，信噪比改善最好。
二、灵敏度改善算法流程
差分后频谱如图3所示。 为了使系统探测灵敏度始终处于较高水平，需要对信号进
可以看到隔多点差分后不同差分的频率响应有不同的增强 行频率分析,不同的频率分布运用不同差分方式。根据图3,形成
区域和抑制区域：直接差分频响从低到高一直升高；隔1点差分 了在较高灵敏度下，峰值频率段和对应差分方式,如表1所示。
表 1 峰值频率范围及高灵敏度差分方式
灵敏度改善的算法流程如图4所示。原始数据里经过预处理 中的频率范围计算能量比重，计算得出比重最大的峰值频率范
降噪后，首先进行频谱分析，确定信号频域分布特点。按照表1 围,然后对应表1选择差分方法。
图 4 灵敏度提升流程
三、灵敏度改善算法实验效果 比了原算法和新算法的灵敏度。实验结果如图5~图7所示。
灵敏度改善算法完成后,在中俄东线光纤预警系统最北端， 图5~图7可以看出，3种类型信号通过新算法处理后幅值都
黑河分输站到3#阀室间进行了测试。针对光纤预警系统现场常 明显的提高。平均幅值提高一倍左右，但是本底噪声水平也有
见事件进行了实验和数据分析，实验分为人工挖掘、机械施 所上涨。以没有事件时的本底噪声作为样本，信号信噪比提高
工、高速过车3组，定义没有测试时的本底信号为噪声，分别对 情况如表2所示。
网络电信 二零二一年三月 67
