基于非线性最小二乘准则的ZPW-2000移频信号检测方法研究

发布时间：2024-04-18 22:42

　　ZPW-2000型轨道电路被广泛应用于我国既有线及客运专线。在ZPW-2000轨道电路区段,车载接收线圈持续感应钢轨上传输的ZPW-2000移频信号,车载主机利用感应电压采样值解析得载频、低频信息。依据载频、低频信息,车载设备及司机可获知前方区段空闲和占用情况。为保证基于轨道电路的地-车通信方式的可靠性,ZPW-2000移频信号检测方法须同时兼顾准确性、实时检测能力以及抗干扰能力。目前车载设备通常采用周期图法,该方法可同时兼顾准确度、实时性能和抗干扰能力,但在采样持续时间受实时检测要求限制的情况下,周期图法的检测准确度及抗带内干扰能力易受频谱泄漏等问题影响。为进一步提升ZPW-2000移频信号检测性能,依据现有文献,本文尝试探究基于非线性最小二乘准则的检测方法。为清晰描述ZPW-2000移频信号的典型特征,本文首先建立了车载设备接收信号模型,该模型由ZPW-2000信号理想模型、加性干扰模型、乘性干扰模型以及高斯白噪声构成。其次,为简化问题,建立了接收信号近似模型,并依据该近似模型推导得到载频、低频的极大似然估计准则,即非线性最小二乘准则,通过对周期图极大值准则进行推导分析,总结了周期...

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文的选题背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国内研究现状
        1.2.2 国外研究现状
    1.3 论文结构和主要研究内容
    1.4 小结
2 ZPW-2000移频信号数学模型
    2.1 ZPW-2000信号理想模型
    2.2 车载设备接收信号模型
        2.2.1 加性干扰模型
        2.2.2 乘性干扰模型
    2.3 高速运行状态下频率参数的变化
    2.4 小结
3 非线性最小二乘准则及周期图极大值准则
    3.1 ZPW-2000信号近似模型
    3.2 非线性最小二乘准则
    3.3 周期图极大值准则
        3.3.1 周期图极大值准则推导
        3.3.2 周期图极大值准则的局限性
    3.4 小结
4 基于非线性最小二乘准则的检测方法
    4.1 基于非线性最小二乘法的检测算法
        4.1.1 检测算法
        4.1.2 实时检测性能优化
    4.2 基于快速RELAX法的检测算法
        4.2.1 基于RELAX法的检测算法
        4.2.2 实时检测性能改进
    4.3 小结
5 仿真与分析
    5.1 实时性能分析与仿真测试
        5.1.1 时间复杂度分析
        5.1.2 运行时间仿真对比
    5.2 载频及低频估计的克拉美罗界
        5.2.1 近似模型下的克拉美罗界
        5.2.2 简化模型下的克拉美罗界
        5.2.3 克拉美罗界对比
    5.3 准确度仿真测试
        5.3.1 不同采样持续时间下准确度对比
        5.3.2 不同信噪比下准确度对比
    5.4 抗干扰能力仿真测试
        5.4.1 抗带内牵引谐波干扰能力测试
        5.4.2 抗暂态冲击干扰能力测试
        5.4.3 抗本制式轨道电路干扰能力测试
    5.5 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3957840