3.3 功率谱估计法
信号功率谱分析法是现代的主要方法之一，采用Multitaper法，运用正交窗口获得相互独立的谱估计，然后组合生成最终的谱估计，通过仿真分析，这种方法的抗宽谱噪声性能优于能量法和离散傅里叶变换法。
仿真结果如下：采样样频率为Fs=40000 Hz，时间长度取10 ms，输入信噪比为-6 dB，输入信号为x=sin(2π×781.25t)+sqrt(2)rand(size(t))时，结果见图6。从图中可以看出在781 Hz处有的功率谱比其他频点的功率谱要高出2 dB以上，可以检测出信号。
这种算法的优点是抗白噪声性能好。这种算法的缺点是运算量大，算法实现非常复杂。通过计算，做一次功率谱分析需要DSP执行1万～2万次运算。每采样一块数据后进行一次分析运算。设取的一块100个数据，两块数据的间隔为2.5 ms，DSP芯片的运算速度为120MFLOPS(百万次浮点运算每秒)、60MIPS(百万条指令每秒)，在2.5 ms内可以执行0.3MFLOPS或0.15 MIPS。所以处理时间上是足够的。
从载波机采集的信号并不是完全的白噪声或脉冲干扰信号，而是还包含有正常语音信号和数据信号的复合信号。尤其是语音信号的能量有可能集中在某一频带内，在这种情况下，功率谱估计会在某个频点形成一个极大值，从而引起系统的误判。
为了解决低信噪比时功率谱估计法的误判问题，对其先进行类似离散傅里叶变换法的改进，即在运算前先通过带通滤波器，即4个命令的7个音频率信号及监护音频率滤波器。具体流程图如图7所示。
功率谱估计方法是对频域分析，所以对滤波器的延时并不敏感，加上一组滤波器后仍在10 ms内检测出信号，同时误报率性能得到了明显改善。-6 dB信噪比条件下，语音信号进行功率谱分析的结果见图8。
4 结束语
用DSP产生监护音频率信号和保护命令信号，通过PLC通道发送到远端；从电力载波机接收到的信号，用功率谱估计法检测，对检测时间、抗噪声能力、运算量这几个方面进行比较后，明显优于其他两种方法，满足系统安全性和可信赖性的要求，同时满足传输时间的要求。但随着电网的不断扩大，电网的结构日趋复杂，对远方保护系统的要求会更高，要进一步提高安全性、可信赖性及传输速度需要更深入的研究探讨。
