基于PE-CEEMD-SVD的Φ-OTDR信号降噪方法
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作者:
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华北电力大学(保定)

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中图分类号:

TN911.6

基金项目:

国家自然科学基金(62205105)河北省自然科学(E2019502179)河北省省级科技计划(SZX2020034).


Φ-OTDR signal denoising method based on PE-CEEMD-SVD
Author:
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North China Electric Power University(Baoding)

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    摘要:

    为实现相位敏感光时域反射仪中相位信号的精确测量,提出了一种基于排列熵算法的互补集合经验模态分解联合奇异值分解的新型降噪方法(PE-CEEMD-SVD)。首先,对含有噪声的相位信号进行CEEMD分解,得到一系列频率不同的IMF分量;然后,将PE算法和相关系数机制相结合,保留较大相关的有用分量,对较小相关的噪声分量使用SVD算法进行二次降噪;最后将两次降噪后保留下来的有用分量进行重构。仿真和实验结果表明,相较于EMD、EEMD和CEEMD降噪方法,利用该方法可获得更高信噪比的信号,有利于相位信号的精确测量。

    Abstract:

    For precise measurement of phase signals in phase-sensitive optical time-domain reflectometers, a novel noise reduction method based on complementary ensemble empirical modal decomposition coupled with singular value decomposition (PE-CEEMD-SVD) based on permutation entropy algorithm is proposed. Initially, the phase signal containing noise is decomposed by CEEMD to obtain a series of components with different frequencies. Subsequently, the PE algorithm is combined with the correlation coefficient mechanism to retain the useful components with larger correlation, and the SVD algorithm is used to denoise the noise components with smaller correlation. Finally, the useful components retained after two denoising processes are reconstructed. Simulation and experimental results demonstrate that compared with EMD, EEMD and CEEMD, this method can achieve higher signal-to-noise ratio, which is beneficial for precise measurement of phase signals.

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  • 收稿日期:2024-01-19
  • 最后修改日期:2024-01-19
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