面向应答器传输模块测试的上行链路信号模拟器研究

应答器传输模块高速通过地面应答器时的接收性能测试是我国目前客运专线列控系统运用中亟需解决的问题。针对该问题,本文提出一种面向应答器传输模块测试的上行链路信号模拟器。首先分析应答器传输模块高速过点时的工作机理,深入研究车速对应答器传输模块高速过点时接收到的上行链路信号的幅度、频率和相位的影响,推导出应答器传输模块高速过点时实际接收到的上行链路信号表达式,然后提出基于自动测试系统和虚拟仪器设计方法的上行链路信号模拟器的软硬件实现方案。实际应用和测试表明,上行链路信号模拟器产生的信号和理论分析相符,可以有效地实现对应答器传输模块接收性能的测试。     

基于Duffing振子的2FSK信号检测方法研究

针对在强噪声环境中传输的应答器上行链路2FSK信号的检测问题,本文基于混沌系统对初始条件敏感及对噪声免疫的特性,利用Duffing振子检测应答器2FSK信号.结合混沌系统产生相变的条件和2FSK信号的调制方式,给出利用Duffing振子检测微弱2FSK信号的方法和步骤,并利用功率谱熵对系统在策动力作用下所处的不同状态进行判别.在理论分析的基础上,利用Matlab/Simulink建立仿真模型.仿真结果表明,利用Duffng振子检测2FSK信号,及以功率谱熵为判据的方法是可行的,并且其性能优于传统的相干检测法.该方法具有较高的检测精度和很好的抗噪声性能.     

基于列控车载BTM设备的应答器误码处理研究

分析应答器传输系统的信号特点,搭建FSK信号解调的Simulink等仿真环境,结合应答器误码故障发生时列控车载BTM设备记录模块采集的数据,对应答器上行链路误码问题进行特征分析,得到信号的频谱、波形等特征,为现场的故障排查提供分析方法,对设备的优化提供指导。     

应答器安装角度偏差对传输性能的影响研究

应答器安装时的角度偏差影响射频能量信号的接收和上行链路信号的发送,因此有必要研究应答器角度偏差对其传输性能的影响。分析了应答器A接口传输过程,分别建立了应答器倾斜、俯仰和侧转时的上行链路发送模型和射频能量接收模型。确定了上行链路场和射频能量场一致性评估方法,利用模型对应答器角度偏差进行了一致性评估。建立了应答器A接口传输过程,计算出应答器的有效作用范围。研究结果表明,对于标准尺寸,应答器倾斜角在(-2°28′,+2°28′)范围内,俯仰角在(-4°40′,+4°40′)范围内,侧转角(-7°25′,+7°25′)范围内时,满足应答器A接口一致性要求;应答器安装倾斜角、俯仰角越大,应答器的有效作用距离越小。应答器安装侧转角越大,应答器的有效作用距离越大。     

应答器上行链路信号MTIE测试方法

应答器是列控系统里非常重要的设备,其上行链路信号的质量直接影响车载设备对数据的接收和解析。介绍了MTIE的定义及欧标的相关需求,对应答器上行链路信号MTIE测试的环境和方法进行阐述,并通过实际测试验证该方法的有效性。     

基于FPGA的应答器上传链路FSK数字信号解调

主要针对欧标应答器上传链路的FSK信号,提出了使用FPGA芯片,采用VHDL语言,来实现对FSK信号解调的具体方案。     

BTM智能检测系统设计思路

应答器传输系统是CTCS-2/3级列控车载系统中ATP设备的重要组成单元,BTM工作是否正常对动车组列控车载设备的运用有直接影响.研究BTM智能化检测系统的设计思路,如何采用较便利的测试方法,实现在列车动态运行条件下对BTM下行链路发射信号中心频率、下行链路信号发射能量、上行链路信号频偏的检测及上行链路信号I u1等性...     

安装高度及角度偏差对应答器作用距离影响研究

应答器报文传输的准确性直接影响行车安全，针对应答器传输系统作用过程，分析其工作原理，研究安装高度与角度偏差对应答器作用距离的影响。以应答器上行链路信息传输为研究对象，建立矩形天线空间磁场分布、BTM接收上行链路信号幅度及应答器角度偏差理论模型，仿真不同安装高度、角度偏差下车载天线接收上行链路信号幅度曲线，计算分析上述条件下应答器作用距离变化情况。研究表明：(1)车载天线与应答器间垂直距离为360 mm时，作用距离达到最大，为737.6 mm;(2)应答器发生倾斜对其作用距离影响较小，俯仰角越大，应答器两侧作用距离、磁场强度呈相反变化越明显，作用距离随偏转角增大呈线性递减，相比纵向安装，应答器横向安装平均作用距离减小114.4 mm;(3)车载天线与应答器间垂直距离越大，容许偏转角偏差越大。     

应答器传输单元关键解调技术研究

应答器传输单元（BTM）是车载设备的关键设备之一,用于解调地面应答器发送的应答器报文。对天线在恶劣工作环境下接收的FSK信号进行解调,FSK信号解调处理的精度和可靠性是保证BTM安全可靠运行的基础。在大量调研相关文献的基础上,给出了正交解调的解析原理,并提出了一种基于此解析原理的抗干扰的正交解调方法。仿真实验结果表明该方法具有较好的抗干扰效果。     

基于双链路监测的地面应答器健康状态动态检测与评估

为实现对地面应答器的故障预测与健康管理,提出了一种基于双链路监测的地面应答器健康状态动态检测与评估方法.首先,基于电子设备故障预测与健康管理实施过程,对地面应答器智能维护需求进行分析,提出将地面应答器工作过程中的传输性能作为系统健康状态的表征.其次,针对下行链路动态检测,提出将可供现场实时测量的车载天线输入阻抗作为健康...     

基于等效阻抗模型的应答器下行链路传输性能评估方法研究

为监测和分析应答器传输系统下行链路传输性能,提出一种适用于铁路现场的基于等效阻抗模型的性能评估新方法。对应答器传输系统下行链路传输过程进行建模分析,给出下行链路传输过程等效阻抗模型,提出评估下行链路传输性能的阻抗测量与误差校正方法,引入六项统计参数对阻抗测量结果进行分析。测试结果表明,静态测试时车载天线输入阻抗的模与下行链路信号磁感应强度为增函数关系,而动态测试由于误差校正方式的改变,使得两者变为减函数关系;仿真结果表明,六项统计参数能够用于分析不同列车运行条件和环境下应答器传输系统下行链路传输性能的变化,验证了本文所提方法的正确性与可行性。     

应答器在线检测分析系统的研究及应用

针对列车运行过程中偶发应答器信息收不到，且缺少有效测试手段的问题，研制了应答器在线检测分析系统。通过在应答器下方安装采集射频信号的检测天线，实现对应答器传输系统上/下行链路信号的实时采集；由安装在轨道旁的检测装置对采集信号解码，解析中心频率、振幅抖动、频率偏移、平均数据速率及最大时间间隔误差等指标；结合数据挖掘技术，采用同类分析法和多点对比法对数据进行处理，准确找出应答器信息丢失的原因及应答器传输系统的故障部位，达到提升应答器传输系统维护质量的目的。     

基于SVD降噪和STFT解调方法的轴承故障检测

针对目前振动信号STFT解调方法在轴承故障检测应用中存在的不足,提出奇异值分解降噪与STFT解调相结合的轴承故障检测新方法。利用振动测试响应信号重构系统的相空间,得到吸引子轨迹矩阵,然后对轨迹矩阵进行奇异值分解以剔除噪声,并利用STFT技术对降噪信号进行解调分析。对于轴承故障自动检测中如何准确选出1组含有丰富故障信息的解调信号序列用于解调谱分析这一难题,提出按修正的归一化峭度（MKv）最大化准则进行选择。仿真和实际轴承故障信号分析结果表明,与传统的基于STFT解调的检测方法相比,提出的改进方法可以更早地发现轴承早期故障,实用性更强。     

基于二次拟合的应答器谐振频率测试及优化方法

依据SUBSET-085标准,提出一种基于二次拟合的应答器谐振频率测试方法。该方法通过测试系统对应答器进行下行信号发送和上行信号接收的测试,并对上下行信号进行拟合计算,最终得出应答器的谐振频率。经验证,通过该测试方法进行谐振频率调整的应答器在标准测试环境下能量利用率更大,在SUBSET-085的I/O测试时性能表现更好。     

基于混沌多相序列的差分混沌键控方案

在差分混沌键控方案中，由于混沌信号是非周期的，因而相关解调时得到每信息比特的能量不是恒定值，即解调结果在无键声干扰情况下也会存在偏差，从而影响通信系统的抗噪声性能。本文提出将混沌多相序列引入到差分混沌键控方案中，利用混沌多相序列的统计特性可有效解决相关解调时的偏差问题。文中给出了一类混沌多相序列的生成方案，以及该通信系统的误码特性表达式。     

一种混沌扩频序列的相关解调研究

讨论了一种新型的混沌扩频序列的相关解调方案，通过利用混沌序列良好的统计特性可以有效地解调出信号。本文推导出该方案误码率的解析表达式，发现了混沌扩频序列码片数和信道噪声与误码性能的内在联系。仿真结果表明该相关解调方案对信道噪声有很好的鲁棒性。     

基于耦合混沌振子的微弱信号检测

传统的微弱信号检测方法在信噪比较低时检测效果并不理想,利用混沌振子检测微弱信号具有灵敏度高、抗噪性强的特点,信噪比门限也比传统方法检测到的低得多,基于此对Duffing振子和Van der Pol-Duffing振子进行了耦合,建立了非线性微弱信号检测系统,并通过分岔图和二分法确定了临界点阈值,提高了阈值的求解速度和精度,最后分别对单微弱正弦信号和混合微弱正弦信号进行了检测,检测系统取得了较好的效果。     

基于Duffing振子的轨道移频信号检测方法研究

针对电气化铁路中强干扰环境下ZPW-2000移频信号的检测问题,分析基于快速傅里叶变换方法的传统检测方法的不足。根据混沌系统对噪声免疫及对初始条件敏感的特性,选取Holmes型Duffing振子检测ZPW-2000移频信号。利用混沌系统输出信号的方差与内策动力频率之间的规律及对时域输出的过零点间距的判断检测出上下边频、载频以及低频。最后利用Matlab/Simulink建立仿真模型,仿真结果表明,利用该方法检测ZPW-2000移频信号较传统检测方法具有更好的抗干扰能力和较高的检测精度。     

点式应答器传输模块测试技术

点式应答器传输模块(balise transmission module, BTM)是中国列车控制系统(CTCS)车载子系统必不可少的设备,可实现车地间信息的传输。文章针对实际车地传输中偶尔会有"丢点"现象,即无法收到地面应答器的报文信号的问题,提出设计开发一套应答器车载设备测试系统,阐述了该系统的原理和软、硬件架构。试验表明,该测试系统较好地实现了对应答器传输过程中上下链路关键参数的考核。     

有源应答器下行链路信息传输研究

针对应答器系统中有源应答器不能进行双向传输的问题,对有源应答器系统进行修改,实现信息的顺利传输。首先通过建立各个接口的下行通道实现各自的信息传输,进而实现整个系统下行链路传输,并通过对"A"接口建模仿真验证该方法的有效性。具有下行链路信息传输功能的有源应答器系统保留了原有应答器的功能,避免了技术上的大幅度修改,而且能够实现信息的双向传输,也可以代替部分轨道电路的功能。当列车控制系统降级,C1和C2系统仍然能够通过有源应答器进行双向信息传输,保证列车的安全运行,同时为实现双向应答器的产品化提供理论基础。