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混沌振子与小波变换在应答器2FSK信号解调中的应用研究
| 论文题名： | 混沌振子与小波变换在应答器2FSK信号解调中的应用研究 |
| 关键词： | 应答器;上行链路信号;混沌振子;小波变换;功率谱熵;车地通信 |
| 摘要： | 近年来，随着列车运行速度的不断加快，铁路运输对行车安全性的要求也越来越高，对车—地之间可靠、完整的信息传输提出了更高的要求。应答器作为车—地之间信息通信的重要设备，为列车安全运行提供了很好的保障。BTM(Balise Transmission Module,应答器传输模块)作为应答器传输系统车载部分的重要组成设备，主要作用是对由地面应答器传输来的上行链路2FSK信号进行滤波、解调和译码，BTM性能的好坏对应答器报文的有效传输影响很大，因此有必要对BTM进行深入研究，而如何去除应答器上行链路信号在传输途中混入的噪声，并将应答器报文信息迅速精确地解调出来是提高BTM性能的重要途径。 本课题主要研究了利用混沌理论来解调强噪声背景下的应答器上行链路2FSK信号。而Duffing振子模型是研究最多的混沌振子模型，当噪声和有用信号通过混沌振子系统时会表现出很大的差异，因而可以利用该优点来检测信号，而小波变换具有多分辨率分析的特点，可以利用该特点有效地去除信号中混入的噪声。本论文将二者进行结合将其应用于应答器上行链路2FSK信号解调中，并对其抗干扰性能进行了研究分析。 首先，详细阐述了应答器传输系统的设备组成和工作原理，分析了应答器上行链路2FSK信号的特点，并对现有的2FSK信号调制、解调方法进行分析。由于应答器上行链路信号为相位连续的信号，因此确定采用直接频率合成法来调制应答器2FSK信号。其次，分析了Duffing振子系统的动力学特性，包括噪声免疫特性和对初值的敏感特性，用Duffing振子系统对微弱正弦信号进行检测，并分析了不同频率正弦信号和噪声对系统的影响。然后，结合小波阈值去噪的方法，搭建了基于小波去噪和混沌振子相结合的应答器上行链路2FSK信号的联合检测模型，对功率谱熵判别法进行了深入分析，并将功率谱熵判别法应用到混沌系统输出状态判别中。最后，利用搭建的Simulink模型实现了应答器上行链路信号解调的仿真，分别对噪声背景下、下行链路信号干扰下的应答器上行链路2FSK信号进行仿真分析，并与传统解调方法的误码率进行比较，验证了本文方法的优越性。该方法能够降低应答器信号检测的门限值，具有很好的抗干扰性。 |
| 作者： | 杨红强 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 米根锁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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