混沌振子與小波變換在應(yīng)答器2FSK信號(hào)解調(diào)中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，隨著列車運(yùn)行速度的不斷加快，鐵路運(yùn)輸對(duì)行車安全性的要求也越來越高，對(duì)車—地之間可靠、完整的信息傳輸提出了更高的要求。應(yīng)答器作為車—地之間信息通信的重要設(shè)備，為列車安全運(yùn)行提供了很好的保障。BTM(Balise Transmission Module,應(yīng)答器傳輸模塊)作為應(yīng)答器傳輸系統(tǒng)車載部分的重要組成設(shè)備，主要作用是對(duì)由地面應(yīng)答器傳輸來的上行鏈路2FSK信號(hào)進(jìn)行濾波、解調(diào)和譯碼，BTM性能的好壞對(duì)應(yīng)答器報(bào)文的有效傳輸影響很大，因

2、此有必要對(duì)BTM進(jìn)行深入研究，而如何去除應(yīng)答器上行鏈路信號(hào)在傳輸途中混入的噪聲，并將應(yīng)答器報(bào)文信息迅速精確地解調(diào)出來是提高BTM性能的重要途徑。
　　本課題主要研究了利用混沌理論來解調(diào)強(qiáng)噪聲背景下的應(yīng)答器上行鏈路2FSK信號(hào)。而Duffing振子模型是研究最多的混沌振子模型，當(dāng)噪聲和有用信號(hào)通過混沌振子系統(tǒng)時(shí)會(huì)表現(xiàn)出很大的差異，因而可以利用該優(yōu)點(diǎn)來檢測(cè)信號(hào)，而小波變換具有多分辨率分析的特點(diǎn)，可以利用該特點(diǎn)有效地去除信號(hào)中混入的噪聲

3、。本論文將二者進(jìn)行結(jié)合將其應(yīng)用于應(yīng)答器上行鏈路2FSK信號(hào)解調(diào)中，并對(duì)其抗干擾性能進(jìn)行了研究分析。
　　首先，詳細(xì)闡述了應(yīng)答器傳輸系統(tǒng)的設(shè)備組成和工作原理，分析了應(yīng)答器上行鏈路2FSK信號(hào)的特點(diǎn)，并對(duì)現(xiàn)有的2FSK信號(hào)調(diào)制、解調(diào)方法進(jìn)行分析。由于應(yīng)答器上行鏈路信號(hào)為相位連續(xù)的信號(hào)，因此確定采用直接頻率合成法來調(diào)制應(yīng)答器2FSK信號(hào)。其次，分析了Duffing振子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性，包括噪聲免疫特性和對(duì)初值的敏感特性，用Duffing

4、振子系統(tǒng)對(duì)微弱正弦信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并分析了不同頻率正弦信號(hào)和噪聲對(duì)系統(tǒng)的影響。然后，結(jié)合小波閾值去噪的方法，搭建了基于小波去噪和混沌振子相結(jié)合的應(yīng)答器上行鏈路2FSK信號(hào)的聯(lián)合檢測(cè)模型，對(duì)功率譜熵判別法進(jìn)行了深入分析，并將功率譜熵判別法應(yīng)用到混沌系統(tǒng)輸出狀態(tài)判別中。最后，利用搭建的Simulink模型實(shí)現(xiàn)了應(yīng)答器上行鏈路信號(hào)解調(diào)的仿真，分別對(duì)噪聲背景下、下行鏈路信號(hào)干擾下的應(yīng)答器上行鏈路2FSK信號(hào)進(jìn)行仿真分析，并與傳統(tǒng)解調(diào)方法的誤碼率進(jìn)