原文传递
基于扩频技术的监测轨道电路共缆通信收发机的研究
| 论文题名： | 基于扩频技术的监测轨道电路共缆通信收发机的研究 |
| 关键词： | 监测轨道电路;共缆传输;信号监测;FPGA;扩频技术 |
| 摘要： | 铁路信号设备、系统的安全可靠运行，影响着旅客安全和行车效率。众所周知，铁路沿线环境复杂多样，比如潮湿、干燥、强电磁等情况。而在这样的环境下分布着各种信号设备，为对这些设备进行集中监测管理，现场引入信号监测系统。现有的信号监测系统监测的设备基本局限在站内，在信号传输过程中需要单独布置电缆或采用其它设备的备用电缆芯线。近年来，相关部门在运营维护过程中发现，区间信号设备发生故障后，由于没有对其纳入监测系统，在故障处理过程中将大多数时间浪费在判断故障点上。使得在区间信号设备的维护上浪费大量的时间和成本。因此，本文采用轨道电路数字电缆传输监测信号，可以有效的对沿线4km以内的设备纳入集中管理，通过研究扩频通信技术和数字通信技术，将其应用在铁路信号监测系统的信号传输中，采用数字通信和扩频通信技术，有效提高了传输系统的抗干扰能力。 首先，采用SPT数字轨道电路电缆对室外设备的监测信息进行传输。在该过程中对数字通信和扩频通信技术进行研究，并分析数字技术相较于模拟技术的优点，考虑到实现的难易程度，选择直接序列扩频通信方式来实现收发机的研究。为实现信号的远距离传输并提高信道利用率，选用的QPSK载波调制技术，与BPSK相比它的信道利用率提高了一倍。 其次，在前文研究基础上分析扩频通信系统同步机理。分析伪码同步技术，本文通过改变捕获和跟踪环路结构，缩短了捕获、跟踪过程所用时间，通过6个相关器互相配合，成功降低发生虚警的概率，使捕获过程高效可靠，并且算法简单。对松尾环结构做进一步改进，使其能适用于扩频解扩和载波同步，改进后的环路的硬件资源相较于Costas环减少了20%。再对符号同步技术进行系统分析，并说明其实现过程。然后对轨道电路电缆，以及扩频通信系统的特性进行分析。 最后，通对FPGA编程，实现通信系统的设计，并用4km轨道电路电缆对共缆系统进行试验。当信号在4km电缆传输后，能可靠接收到室外设备的状态信息。然后分析叠加监测和不加监测时的轨道电路部分节点电压值，以及分路状态下的参数值。试验结果表明，该收发机可以很好地实现监测信号的传输，且不影响GJ的正常吸起和落下。 |
| 作者： | 牛健飞 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 徐清;于树永 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
