论文摘要
随着我国铁路事业的发展,在客运专线和高速铁路的建设中,同时在现有铁路线路的基础上,提高铁路运能,提升铁路运输效率一直是铁路系统最关心的问题。无论基于轨道电路的列车运行控制系统、还是在通信的列车运行控制系统中,应答器设备作为车—地间信息传输的一种方式被广泛的应用,并发挥重要作用。目前我国使用的应答器尚不能完全国产,从国外引进的应答器技术基本满足我国铁路建设发展的需求,但是其核心技术一直被国外公司所垄断,设计生产我国自主知识产权的点式应答器有着重要的现实意义和经济价值。本文通过对应答器的组成、分类和工作原理等进行分析,重点对应答器上行链路信号接收系统进行研究。结合我国高速铁路列车控制系统的现状,本文提出了一种新的应答器上行链路信号的接收设计方案。该方案共分为3个模块：数据采集模块、数据解调模块、译码模块。根据上行链路信号特点可确定该应答器的传输信息量、载波频率、解调方案、信息传输速率和传输带宽等参数。应答器接收系统信号外界干扰源较多,因此信息调制方式和载波频率的选择变得尤为重要。经过对几种解调算法的性能参数和运算复杂度等因素的综合考虑,本文将采用差分检波法进行解调。数字滤波器的设计是信号处理中非常重要的环节,在差分解调中涉及到带通、低通和延时滤波器的设计。通过MATLAB软件进行了算法实现,使用SIMULINK工具对差分检波解调方法进行仿真验证,并在加入噪声的情况下对仿真结果的影响进行分析。在硬件上应用数字信号处理技术完成对各个功能模块的设计,最终完成上行链路信号解调板的设计工作。通过对应答器报文编码原理的分析,在了解报文译码步骤的基础上,对应答器接收端的CRC校验和报文解扰算法两个关键步骤进行分析与研究。根据编码的原理,对接收端的CRC校验采用两种方法进行验证；根据加扰过程对接收端报文进行解扰运算。采用FPGA(?)：可编程逻辑器件)完成应答器报文译码的方案设计,对该方案进行各个功能模块的划分,并通过QuartusⅡ软件的设计平台对应答器报文译码过程中的CRC校验和解扰两个模块进行仿真验证。