[发明专利]一种基于频谱分析的数字编码FSK轨道电路信息解调方法

说明书

本发明公开了一种基于频谱分析的数字编码FSK轨道电路信息解调方法，包括：通过前置电路对数字编码FSK轨道电路信息进行预处理；基于离散傅立叶变换对预处理后的数字编码FSK轨道电路信息进行频谱分析：对全部基本频点信息进行解调，并对解调出的码元信息流进行校验，对其中的有效帧信息进行频谱幅值计算，并对相应基本频点的上下边频幅值进行比较，依据轨道电路BFSK定义输出码元相应的码元值并记录。

技术领域

本发明涉及铁路信号频谱分析技术领域，尤其涉及一种基于频谱分析的数字编码FSK轨道电路信息解调方法。

背景技术

移频键控(FSK)是信息传输中使用较早的一种调制方式，它的主要优点是：实现较容易，抗噪声与抗衰减性能较好，在中低速数据传输中得到广泛的应用。FSK是用数字信号去调制载波的频率，如果是采用二进制调制信号，则称为BFSK。

数字编码FSK轨道电路是列车自动控制系统轨旁设备和车载设备之间主要的通信接口。该轨道电路从轨道逻辑处理器获得数据并进行编码，然后将编码数据帧以BFSK调制方式发送到钢轨上，列车自动控制系统通过感应器接收和解码该数据帧，完成列车控制功能。与常规BFSK不同，这种轨道电路在不同的轨道区段上的基本频率不同，而BFSK的信息是由该基本频率的上下边频构成，同时在列车跨越轨道区段间的电子绝缘节时，解调信息的基本频率会发生切换。因此该解调方法应具备快速解调不同基本频率上下边频的能力。

BFSK信号的解调大致可分为两大类，分别是相干方式解调和非相干方式解调。

由于相干数字解调需要恢复载波并同步载波相位，技术实现困难且成本较高，不适宜一般工程实现。

非相干数字解调方式则有较多的应用，在城市轨道交通领域，目前国内地铁线路轨道电路加载信息主要采用数字编码FSK技术，而解调基本采用模拟电路搭建的BFSK非相干解调方式，其设备构成比较复杂，任何一处电路出现故障或受扰都将影响信号的接收，从而影响行车。同时，目前的轨道电路编码解调基本在同一时间点只能解析一个基本频点上的信息，当设备初始化时，需要首先经过一段扫频过程，扫频结束后才能开始数字编码信息解调。当车辆经过轨道电路绝缘节时，基本频率发生跳转，此时经常需要重新扫频以继续编码信息解调，这种方式对最小区段长度及最大行车速度都存在一定的限制，当行车速度过高或岔区区段长度较短时，容易造成丢码，影响行车。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于频谱分析的数字编码FSK轨道电路信息解调方法，可以多基本频点信息同时解调，无需频点扫描，解调速度快。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于频谱分析的数字编码FSK轨道电路信息解调方法，包括：

通过前置电路对数字编码FSK轨道电路信息进行预处理；

基于离散傅立叶变换对预处理后的数字编码FSK轨道电路信息进行频谱分析：对所有基本频点信息均分别进行分组采样，并计算相应的频谱幅值，从而完成信息解调，对解调出的码元信息流进行校验，以提取有效帧信息，并将提取的有效帧信息通过通信方式将帧信息输出。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，其具有实现方式简单、实用性强、并能对多个基本频点的信息编码在同一时间点进行解调，并从中选出正确的信息。相比于传统方案，加快了解调速度，无需频点扫描，保障了行车安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本发明实施例提供的一种基于频谱分析的数字编码FSK轨道电路信息解调方法的硬件结构示意图；