论文部分内容阅读
随着列车运行速度越来越快，对铁路安全也提出了更高的要求。轨道电路作为一种可靠较高的铁路基础设备，广泛的应用于各国铁路系统中。轨道电路FSK(Frequency ShiftKeying,频移键控)信号作为轨道电路中主要的传输信号，对该信号的准确的解调是保证行车安全的前提条件。目前对轨道电路FSK信号的解调主要利用基于快速傅立叶变换的频谱分析法来完成，但该方法对低频调制频率的解调精度不高，若提高精确度则会影响信号解调的实时性。因此需要研究一种可靠、准确并且抗干扰性好的解调方法来实时完成对轨道电路FSK信号高精度的解调。本文基于自适应滤波器对非期望信号不敏感的特点，将自适应滤波引入轨道电路FSK信号解调中。利用自适应滤波技术解调精度高、实时性好的优势以及频谱分析法抗干扰性强，并且能够准确得到FSK信号载频信息的优点，建立解调模型实现对轨道电路FSK信号的解调。首先，阐述了轨道电路FSK信号的原理和时频特性，分析现有解调技术的优势以及不足。通过分析自适应滤波技术的原理，针对传统LMS(Least Mean Square,最小均方)算法在迭代步长取值中的缺陷，引入VS-LMS(Variable Step-Least Mean Square,变步长最小均方)算法，并对比分析两种算法的滤波性能。其次，将频谱分析法与自适应滤波技术相结合，建立对轨道电路FSK信号的解调模型。利用频谱分析法得到系统输入信号的载频信息，并以其中一个边频作为自适应滤波系统的期望信号，通过提取输入信号的一个载频分量还原调制方波，经过计算后得出调制频率，实现信号的解调。最后，利用Matlab仿真平台，分别在高斯白噪声与正弦噪声情况下，实现对国产移频和ZPW-2000A两种制式轨道电路FSK信号的解调。分析解调结果，与铁路信号分级策略中的信号标准进行对比。仿真结果证明该方法实时性好、抗干扰能力强、解调精度高，对弥补现有解调技术的不足，实现对轨道电路FSK信号实时高精度的解调有一定的现实意义。