基于Duffing振子的應(yīng)答器上行鏈路信號(hào)解調(diào)方法的研究.pdf

1、隨著列車運(yùn)行速度的提高、運(yùn)行密度的加大,鐵路運(yùn)輸對(duì)列車控制系統(tǒng)安全性和可靠性提出了更高的要求。為了保證列車安全運(yùn)行,地面控制中心與車載必須實(shí)時(shí)互相傳輸可靠信息,而應(yīng)答器上行鏈路信號(hào)是地面應(yīng)答器向車載設(shè)備傳輸?shù)闹匾熊囆畔?對(duì)其實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地解調(diào)譯碼,是實(shí)現(xiàn)行車安全的前提。由于鐵路環(huán)境比較惡劣,應(yīng)答器上行鏈路信號(hào)傳輸過程中受到強(qiáng)烈噪聲的影響,導(dǎo)致車載設(shè)備接收到的應(yīng)答器上行鏈路信號(hào)比較微弱。目前對(duì)應(yīng)答器上行鏈路信號(hào)檢測方法的思想是在試圖濾除噪聲

2、的基礎(chǔ)上檢測有用信號(hào)。這些方法的缺點(diǎn)是在消除噪聲的同時(shí),削弱了有用信號(hào),且檢測精度很大程度上依賴于濾波器的性能,檢測精度隨著噪聲的增大而降低。
　　本文基于 Duffing振子系統(tǒng)對(duì)噪聲免疫以及對(duì)周期小信號(hào)敏感的優(yōu)良特性,將Duffing振子檢測系統(tǒng)應(yīng)用到應(yīng)答器上行鏈路信號(hào)解調(diào)中。以Matlab軟件為仿真平臺(tái)建立了雙Duffing振子解調(diào)模型,實(shí)現(xiàn)了對(duì)應(yīng)答器上行鏈路信號(hào)的解調(diào)仿真。
　　首先,闡述了應(yīng)答器系統(tǒng)的工作原理,分析

3、了應(yīng)答器上行鏈路信號(hào)的特點(diǎn),并對(duì)現(xiàn)有應(yīng)答器上行鏈路信號(hào)的解調(diào)方法進(jìn)行分析。根據(jù)應(yīng)答器上行鏈路信號(hào)的特點(diǎn),基于直接數(shù)字頻率合成法的原理,建立了應(yīng)答器上行鏈路信號(hào)的調(diào)制模型。
　　其次,介紹了Duffing振子的動(dòng)力學(xué)特性,對(duì)Duffing方程的一般模型進(jìn)行了改進(jìn),使之可以檢測任意頻率信號(hào),并分析了改進(jìn)后Duffing振子系統(tǒng)對(duì)微弱正弦信號(hào)的檢測原理。在對(duì)常用混沌系統(tǒng)相圖狀態(tài)判別方法闡述的基礎(chǔ)上,分析了各種判別方法的優(yōu)缺點(diǎn)。重點(diǎn)對(duì) L

4、yapunov指數(shù)判別法進(jìn)行了研究,并分別對(duì)已知?jiǎng)恿W(xué)方程和已知時(shí)間序列兩種條件下的Lyapunov指數(shù)的計(jì)算方法進(jìn)行了分析。
　　最后,結(jié)合Duffing振子發(fā)生相變的條件與應(yīng)答器上行鏈路信號(hào)的特點(diǎn),給出了應(yīng)答器上行鏈路信號(hào) Duffing振子解調(diào)法的步驟。利用 Matlab/Simulink仿真軟件建立雙Duffing振子解調(diào)模型,分別對(duì)在無噪聲背景、27.095MHz下行鏈路信號(hào)干擾、高斯白噪聲背景及有色噪聲背景下的應(yīng)答器上