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基于TMS320C6720的轨道信号解调方案研究

王雪丽  
【摘要】: 随着列车速度不断提高,如何更快更准确地接收轨道信号,已成为列车提速和提高运营效率的关键问题。目前,车载系统方面,由于主处理器运算速率较低,列车提速空间较小;在频率检测方面,因为列车速度的提高,检测质量具有下降趋势。针对以上问题,本文提出了以下方案:(1)在系统方面,用解调速度更快的处理器来替代原有车载系统的处理器;(2)在算法方面,研究新的稳定、可靠性高的解调算法来提高铁路信号的检测质量和检测手段。 本文在TMS320C6720硬件平台上模拟了铁路现场信号,并基于该硬件平台实现了铁路FSK信号的常用解调算法,包括频谱分析法、频率推算法和相位推算法。与TMS320VC33硬件平台相比,C6720平台运算速度快、解调精度高,更能体现解调的实时性,因此用C6720芯片替代即将停产的VC33芯片是完全可行的。 在算法方面,目前铁路信号解调方法是用频率推算或相位推算解调出信号的上下边频,用FFT和ZFFT组合检测信号的调制频率,此方案的缺点是:只有在信噪比较高时才能达到精度要求。基于此本文研究了新的解调方案,即把HHT(Hilbert-Huang Transform,希尔伯特-黄变换)算法引入到铁路FSK信号的解调之中。本文还在HHT的基础上研究出改进算法,只需用IMF1的瞬时频率就可检测出铁路FSK信号的上下边频、载频和调制频率。仿真结果明,即使在带内(450Hz-2700Hz)信噪比为1:3甚至更低的情况下,HHT的解调精度仍然高于上面提到的三种算法的解调精度;特别是对调制频率的检测,其精度比频域分析法几乎高出两个数量级。因此,此改进算法可用于现场实际环境。


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