提升复杂环境下Φ-OTDR的干扰信号识别:有效时间分离与确定策略

3 下载量 143 浏览量 更新于2024-08-26 收藏 819KB PDF 举报
本文针对相位敏感光时域反射仪(Phase-Sensitive Optical Time Domain Reflectometry, Φ-OTDR)在复杂噪声环境中面临的挑战,提出了一种有效的时间信号分离和确定方法。Φ-OTDR是一种广泛应用于光纤通信系统中用于测量光纤链路性能的精密仪器,然而其对环境噪声的高度敏感性常常导致难以精确识别真实的人为入侵,进而引发高噪声报警率(Noise Alarm Rates, NARs),影响其在实际应用中的性能。 传统的Φ-OTDR分析侧重于横向空间信号处理,这种方法在面对复杂的随机干扰时显得力不从心。作者创新地采用了一种时间演化信号处理策略。首先,通过对不同时间点上OTDR轨迹的累积,每个空间点获取到其动态变化的时域信号。这种方法提高了对瞬息万变的信号动态的捕捉能力。 接着,作者引入了多尺度小波分解技术来分析这些纵向时间信号。小波分析的优势在于其局部化特性,能够对信号进行多尺度的精细分解,将时域信号拆解为一系列具有不同频率成分的子信号。通过选择合适的基函数,可以有效地分离出干扰信号与信号本身的贡献,使得信号特征得以清晰展现。 这种方法的关键步骤包括:选择适当的多尺度小波函数,设置合适的分解层次,以及利用阈值处理来区分有用信号和噪声。通过对分解后的信号进行重构和后处理,可以进一步提取出干扰信号的特性,并确定它们的存在位置和强度。这有助于降低误报率,提高检测精度,从而显著改善Φ-OTDR在嘈杂环境下的性能。 该研究为解决Φ-OTDR在复杂噪声背景下的性能优化问题提供了一个新的思路,通过结合时间演化信号处理和小波分析,有望提升设备在实际应用中的鲁棒性和可靠性,对于提升光纤通信系统的安全性具有重要意义。