江海峰,姜海明,曹文峰,谢康.基于独立成分分析的拉曼光纤温度传感系统去噪算法研究[J].光电子激光,2016,27(8):809~813
基于独立成分分析的拉曼光纤温度传感系统去噪算法研究
Denoising algorithm of Raman distributed temperature sensor system by independent component analysis
投稿时间:2015-10-23  
DOI:
中文关键词:  拉曼光纤温度传感系统  去噪算法  独立成分分析(ICA)  前端校正
英文关键词:Raman distributed temperature sensor system  denoising algorithm  ind ependent component analysis (ICA)  prefix correction
基金项目:国家自然科学基金(60607005,60877033,11574070)资助项目
作者单位
江海峰 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院,安徽 合肥 230009 
姜海明 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院,安徽 合肥 230009 
曹文峰 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院,安徽 合肥 230009 
谢康 合肥工业大学 仪器科学与光电工程学院,安徽 合肥 230009 
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中文摘要:
      针对拉曼光纤温度传感系统中拉曼散射信号被噪声 淹没的问题,利用快速独立成分 分析(ICA)法对单模光纤(SMF)中红外激光产生的拉曼散射信号进行去噪处理,并在拉曼散射 信号前端添加一定幅值和 相位的正弦信号,根据正弦信号处理前后幅值和相位的变化校正拉曼散射信号的幅值和相 位,从而完全 恢复拉曼散射信号。在20km SMF拉曼温度传感仿真系统中,拉曼散 射信号的 信噪比(SNR)由14.90dB提高 到20.99dB,提高了6.09dB。结果表明,本 文方法能有效提高拉曼测温系统 的SNR,是一种针对拉曼光纤温度传感系统有效的去噪算法。
英文摘要:
      In the fiber Raman distributed temperature sensor system,the spontane ous Raman scattering signal is weak and easily lost within the background noise.To solve this proble m,an algorithm based on independent component analysis (ICA) is presented.First,add a sine signal in f ront of the spontaneous Raman scattering signal.Then the changes of the prefix sine signal′s amplitude and phase after fast ICA are used to correct the spontaneous Raman scattering signal′s amplitude and phase.Thus the Raman scattering signal is fully recovered from the background noise.In the sim ulation system of a 20-km-long fiber Raman distributed temperature sensor sys tem,the signal-to-noise ratio (SNR) of the Raman scatt ering signal can be increased by 6.09dB from 14.90dB to 20.99dB.The results s how that this method can effectively improve the SNR of Raman temperature measurement system.
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