引用本文：
江虹，郑晓丹，刘鹏辉，等. CEEMDAN和小波包降噪算法在光纤光栅复用传感网络中的应用[J]. 光通信技术，2022，46（1）：1-6.
江 虹1，郑晓丹1，2，刘鹏辉1，李 冬1，张笑鸣1
( 1.长春工业大学 电气与电子工程学院，长春 130012；2.国网蒙东赤峰供电公司 松山变电工区，内蒙古 赤峰 024000）
【下载PDF全文】 【下载Word】摘要：针对被采样的超弱光纤光栅反射光谱中含有干扰噪声的问题，提出一种应用于大容量超弱传感网络的混合组网去噪算法。该算法将具有自适应噪声的完整集成经验模态分解（CEEMDAN）与小波包降噪算法相结合，通过小波包阈值去噪对测量信号进行处理后，将初步处理过的信号进行CEEMDAN；再将分解得到的本征模态函数（IMF）分量和残余分量按照相关系数排列顺序叠加重构，从而获得去噪后的信号。实验结果表明：在4种不同信噪比且连续20次重复性试验的情况下，CEEMDAN与小波包降噪相结合的优化算法的信噪比最大程度可提升3.682 dB，均方根误差最多可降低0.245 dB，相关系数最多可提升0.0353，三大指标均得到明显改善。
关键词：自适应噪声；模态分解；小波包降噪；组网复用；超弱光纤光栅
中图分类号：TH9 文献标志码：A 文章编号：1002-5561（2022）01-0001-06
DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2022.01.001
0 引言
近年来，随着光信息技术的迅猛发展，基于超低反射率的光纤布喇格光栅（FBG）传感器越来越受到社会的广泛重视。与传统光纤光栅传感器相比，超弱光纤光栅传感器具有长距离、大容量和高空间分辨率等优点，在结构健康监测、机械设备状态检测等方面被广泛应用。
超弱光纤光栅的传感原理[1]是光纤光栅传感器随着外界压力、应变等各种环境因素的改变，其反射光谱信号的中心波长会同时发生偏移，经检测，便可得出被测量中心波长的变化。因此，超弱光纤光栅传感系统应用[2]的关键是精确地解调出中心波长。在大容量组网复用传感网络中，由于受到各种光噪声干扰，使得输出的光谱信号波形失真，中心波长的峰值位置出现误差，降低了后续解调系统的精确度。因此，选择一种合适的去噪算法对提高系统输出信号的精确度非常关键。本文提出一种自适应噪声的完整集成经验模态分解（CEEMDAN）与传统的小波包降噪相结合的算法。
4 结束语
本文提出了CEEMDAN与小波包降噪相结合的算法，经该算法处理后的实验信号较传统算法更为清晰平滑。实验结果表明：所提算法的SNR最大程度可提升3.682 dB，RMSE最大能够降低0.245 dB，相关系数R最多可提升0.0353，三大指标均得到明显改善。因此，本文提出的CEEMDAN与小波包降噪相结合的算法对光纤光栅组网复用系统去除噪声具有很好的应用价值，有利于提高后续解调系统的精准性。