[发明专利]地铁CBTC跳频信号全频段同步差分检测方法

说明书

地铁CBTC跳频信号全频段同步差分检测方法，其特征在于包括以下步骤：高速ADC采样模块；通道滤波模块；差分检测模块；前导信号匹配模块；和PLCP头部检测模块。本发明用于CBTC通信系统跳频信号全频段快速定时同步，可有效提升定时同步的速度和准确度。其中跳频信号的全频段测试速度提升到50ms，并且测试精度可以达到1db。

技术领域

本发明涉及地铁CBTC跳频信号全频段同步差分检测方法，具体涉及一种面向地铁CBTC信号系统运维提出的一种CBTC跳频信号全频段同步差分检测方法，本发明属于轨道交通领域。

背景技术

地铁信号系统采用无线信道传输，主要使用2.4G频段，但是2.4G是开放频段，WiFi/蓝牙/无人机等设备都使用该频道，这些无线信号对于地铁信号传输构成干扰，干扰严重时，会影响地铁电客列车的运行安全。

地铁信号系统大都采用国外或者合资的CBTC信号系统，很多国外的信号设备采用了FHSS跳频信号等关键技术，无线信号每64ms跳频一次，因此信号测量和解析困难。目前只能利用国外的频谱分析仪器，进行人工测试。频谱仪主要在实验室和生产线应用，测量精度高，但是频谱仪仅能实现在频域上对CBTC跳频信号的无线场强进行测量，并不能实现对跳频信号的解析。

由于WiFi的普及，也相继出现了许多WiFi无线信号测量仪表。这些仪表能够测量2.4G和5.8G频段的WiFi无线信号。通过该仪表能够测量WiFi无线信号场强、信号覆盖、信号干扰等功能，完成对WiFi无线环境的质量检测。但是这些仪表测量的WiFi信号制式为仅限于直序扩频信号(DSSS)。

目前国内地铁关于针对CBTC系统2.4G无线环境的检测手段，多是利用国外的测试仪表进行人工测量和排障以及进行一些抗干扰的研究。这些仪表主要包括频谱仪、WiFi测量仪等，这些仪表主要是针对无线环境信号的直序扩频信号(DSSS)进行检测，而CBTC系统采用的是跳频扩频信号(FHSS)制式，通常，具有诸多缺点：

(1)这些仪表不具备对FHSS跳频信号检测的手段，无法有效的实行对无线环境的自动化巡检测量分析和故障定位。

(2)当无线环境异常时需要维护人员耗费大量的人力来进行故障查证，寻找故障原因，系统维护效率低。

发明内容

本发明的目的在于，提供地铁CBTC跳频信号全频段同步差分检测方法，以克服现有技术所存在的上述缺点和不足。本发明用于CBTC通信系统跳频信号快速定时同步，可有效提升定时同步的速度和准确度。

本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：

地铁CBTC跳频信号全频段同步差分检测方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)高速ADC采样模块；

(2)通道滤波模块；

(3)差分检测模块；

(4)前导信号匹配模块；

(5)PLCP头部检测模块。

其中，步骤(1)中，所述高速ADC采样模块用于对整个频段信号进行采样，输出高速采样信号。

考虑到系统实现的复杂度与性能的折衷，采样速率一般设置为频段宽度的2倍或者4倍。

其中，步骤(2)中，所述通道滤波模块用于对高速采样信号进行通道分离，根据CBTC规范，每个通道带宽为1MHz。

通道滤波模块通过带通滤波器将频段内所有的通道信号进行带通滤波，输出若干个通道信号X_k(n)，k∈[1，K],上式中，n表示采样点时刻，k表示通道号。

其中，步骤(3)中，所述差分检测模块用于对通道信号进行差分解调。