[發明專利]一種用于應答器上行鏈路信號處理的濾波方法

有效

• 申請號: 201510419261.1
• 申請日: 2015-07-16
• 公開（公告）號: CN104993807B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 呂城錦;趙會兵;朱林富
• 申請（專利權）人: 北京交大思諾科技股份有限公司
• 主分類號: H03H21/00
• 分類號: H03H21/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及鐵路通信信號領域列車運行控制系統的點式應答器傳輸系統，尤其涉及一種用于應答器上行鏈路信號處理的濾波方法。

背景技術

點式應答器傳輸系統是基于電磁耦合原理的高速率點式地-車數據傳輸設備，由安裝在鐵軌內的地面應答器向列控系統車載設備提供定位、線路參數、限速等信息，廣泛應用于高速鐵路和城市軌道交通控制系統中。車載設備接收到應答器傳輸數據后，在解調、解碼前，需進行濾波處理，以減少空間雜散電磁波的影響。目前，濾波處理一般采用帶通濾波器來濾除帶外噪聲，實現上行鏈路信號與噪聲分離。然而，由于應答器及BTM(應答器車載傳輸模塊，安裝在列車上用以接收地面應答器的報文信息)安裝、應用的電磁環境十分復雜，BTM接收到的上行鏈路信號時常包含有寬頻帶的噪聲干擾，無法通過現有的帶通濾波器有效去除，導致BTM接收性能下降，出現“丟點”、“全0報文”，“幽靈應答器”等現象，使得后級的列控車載核心設備無法正確獲取應答器報文信息，影響行車安全。在我國鐵路京津城際、武廣客專以及北京地鐵的一些線路中出現過這樣的現象。提高應答器上行鏈路信號信噪比并進一步提升BTM報文接收性能具有很重要的實際意義和應用價值。

發明內容

為了提高應答器上行鏈路信號的信噪比，減少寬頻帶的噪聲干擾，提升BTM報文接收性能，本發明提供了一種用于應答器上行鏈路信號處理的濾波方法。

一種用于應答器上行鏈路信號處理的濾波方法，包括如下步驟：

S10：BTM的車載天線持續接收外部模擬信號；

S20：將當前采樣時段內的外部模擬信號轉換為數字信號；

S30：識別所述數字信號中是否包含特征頻率；若所述數字信號中不包含所述特征頻率，則認為在所述當前采樣時段列車未經過地面應答器，稱為“未過點”時段，此時收集的數字信號是噪聲信號，執行步驟S40；若所述數字信號中包含所述特征頻率，則認為在所述當前采樣時段列車正經過地面應答器，稱為“過點”時段，此時收集的數字信號是包含噪聲信號的上行鏈路信號，執行步驟S50；

S40：存儲所述采樣時段內收集到的噪聲信號，并基于所述采樣時段內收集到的噪聲信號得到濾波算法的相應參數；在下一采樣時段跳轉至步驟S20；

S50：在“過點”時段，調用上一“未過點”采樣時段的噪聲信號經步驟S40得到的濾波算法的相應參數，利用所述濾波算法計算得到去噪的上行鏈路信號；將所述去噪的上行鏈路信號發送給BTM；在下一采樣時段跳轉至步驟S20。

優選的，所述“識別所述數字信號中是否包含特征頻率”是指：判斷所述外部模擬信號中代表邏輯0的頻率的波幅是否超過對應該頻率的第一預設門限，同時，判斷所述外部模擬信號中代表邏輯1的頻率的波幅是否超過對應該頻率的第二預設門限，如果所述外部模擬信號在上述兩個頻率的波幅均超過對應的所述第一、第二預設門限，則認為處于“過點”時段；否則，則認為處于“未過點”時段。

優選的，步驟S40如下：S40：存儲所述采樣時段內收集到的噪聲信號以替代前一采樣時段內收集到的噪聲信號，并基于所述采樣時段內收集到的噪聲信號得到濾波算法的相應參數；在下一采樣時段跳轉至步驟S20。

優選的，所述濾波算法是卡爾曼濾波算法，所述“濾波算法的相應參數”是R函數。

優選的，卡爾曼“濾波算法的相應參數”是R矩陣；所述“基于所述采樣時段內收集到的噪聲信號得到濾波算法的相應參數”包括如下過程：

設噪聲樣本長度為N，噪聲分別為x[0],x[1],...,x[N-1]，則自相關函數大小為：

設AR階數p＝1，則

其中a₁(1)為一階AR模型參數，則噪聲方差b為：

b即為R矩陣。

優選的，所述“利用所述濾波算法計算得到去噪的上行鏈路信號”包括如下步驟：

S51：根據上行鏈路信號特性，推導出卡爾曼濾波參數A、C矩陣；