论文摘要
铁路通信关系着铁路运输的效率、安全和发展。铁路通信系统的安全十分重要。本文研究电气化铁路弓网离线噪声的频谱测量方法研究及幅度概率分布（Amplitude Probability Distribution,APD）分析,分析弓网离线噪声对铁路通信系统,如GSM-R的影响。目前对弓网系统的研究主要是弓网系统的设计和改进,弓网离线的检测系统,而对弓网离线产生的电磁干扰研究较少,且仅侧重于研究噪声的谱分量分析和骚扰场强的空间分布,其主要方式是以实测为主的定性研究。传统方法无法分析弓网放电过程骚扰频谱的分布、强度及其随时间变化的过程。弓网离线产生的电火花,为纳秒级的强脉冲信号,持续时间短,频谱范围宽,传统的扫频式频谱分析设备难以捕获完整的频谱,无法准确分析骚扰频谱的时空变化。传统测量设备的骚扰测量值以峰值、准峰值、平均值或有效值表示,但准峰值、平均值测量方法不适用于评价GSM-R等数字通信系统。针对目前的研究现状及其不足之处,本文将详细论述基于实时频谱分析设备的实时和全频段频谱测量方法,应用幅度概率分布APD干扰测量,分析电气化铁路对GSM-R数字通信系统的干扰。第一章叙述了弓网离线噪声对铁路通信的危害,分析了我国铁路的GSM-R系统电磁干扰状况。第二章在分析受电弓离线特点的基础上,建立受电弓离线对机车内设备的噪声干扰模型。第三章详细叙述了APD统计测量原理,用MATLAB仿真了GSM-R信道的误码率,分析误码率和APD统计值的相关性,用VHDL设计实现了一个高速数字APD测量系统。第四章采用实时频谱仪构建自动化测试平台,编写自动测试软件,测量GSM-R的APD统计值。第五章结论部分总结了课题研究过程的经验收获,给出了可以进一步研究的方向。