基于Duffing振子的應答器上行鏈路信號解調方法的研究.pdf

1、隨著列車運行速度的提高、運行密度的加大,鐵路運輸對列車控制系統(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行,地面控制中心與車載必須實時互相傳輸可靠信息,而應答器上行鏈路信號是地面應答器向車載設備傳輸?shù)闹匾熊囆畔?對其實時準確地解調譯碼,是實現(xiàn)行車安全的前提。由于鐵路環(huán)境比較惡劣,應答器上行鏈路信號傳輸過程中受到強烈噪聲的影響,導致車載設備接收到的應答器上行鏈路信號比較微弱。目前對應答器上行鏈路信號檢測方法的思想是在試圖濾除噪聲

2、的基礎上檢測有用信號。這些方法的缺點是在消除噪聲的同時,削弱了有用信號,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)對噪聲免疫以及對周期小信號敏感的優(yōu)良特性,將Duffing振子檢測系統(tǒng)應用到應答器上行鏈路信號解調中。以Matlab軟件為仿真平臺建立了雙Duffing振子解調模型,實現(xiàn)了對應答器上行鏈路信號的解調仿真。
　　首先,闡述了應答器系統(tǒng)的工作原理,分析

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

4、yapunov指數(shù)判別法進行了研究,并分別對已知動力學方程和已知時間序列兩種條件下的Lyapunov指數(shù)的計算方法進行了分析。
　　最后,結合Duffing振子發(fā)生相變的條件與應答器上行鏈路信號的特點,給出了應答器上行鏈路信號 Duffing振子解調法的步驟。利用 Matlab/Simulink仿真軟件建立雙Duffing振子解調模型,分別對在無噪聲背景、27.095MHz下行鏈路信號干擾、高斯白噪聲背景及有色噪聲背景下的應答器上