摘要：介紹一套高速鐵路軌道信號模擬系統(tǒng)，討論了系統(tǒng)的硬件和軟件設計方法。系統(tǒng)以TMS320C6722浮點DSP為數據處理核心，ARM協處理器為控制核心，能夠模擬自主開發(fā)的、適合中國高速鐵路的改進型數字編碼和正交化FSK軌道信號的發(fā)送和解調過程。

鐵路信號的主要任務是保證行畫安全，提高運輸效率。隨著鐵路運輸向重載、高速、高密度方向發(fā)展，對直接指揮和控制列車運行機的鐵路信號提出了更高的要求。各國鐵路，特別是發(fā)達國家鐵路積極引進和采用新技術，加大研發(fā)力度，推動高速鐵路信號的發(fā)展。

我國目前運用的軌道信號主要是交流計數信號（解調是境大于4s，且抗干擾性能很弱）、移頻信號（頻點設置不合理，不滿足正交條件，占用頻帶寬，且抗干擾性能很弱，大部分頻率解調難度大，解調時間長，存在倍頻信號的隱患）、UM71信號、ZPW2000A信號（頻點不滿足正交條件，16.9HZ以下的調制頻率的調制系數大，對上下邊頻的漂移敏感，存在倍頻的隱患）、數字編碼信號（設備復雜昂貴，解調時間2.5s-3.0s）。但這些軌道信號存在的缺點，導致其完全不能適應當前國內高速鐵路的需要，因此急需研制新型國產軌道信號系統(tǒng)。新型軌道信號必須適應列車提高運行速度和運行密度的需要，適應重載運輸的需要，適應電氣化鐵路發(fā)展的需要。同時還不能脫離現在的基礎，要盡量利用現有的軌道電路信道，即在現有軌道電路的基礎上設計新型軌道信號。為此本文討論了自主開發(fā)的適應于高速鐵路的改進型數字編碼信號和正交化FSK信號，并研究了一套能夠模擬以上兩種高速鐵路信號發(fā)送和解調過程的硬件平臺。

1.系統(tǒng)分析

通過對原有的鐵路軌道信號進行國產化改進，提出了適合中國高速鐵路和改進數字編碼和正交化FSK信號，并開發(fā)了以TMS320C6722浮點 DSP為數據處理核心的高速鐵路信號的發(fā)送和接收模擬系統(tǒng)。該系統(tǒng)為通用型系統(tǒng)，不但可以實現改進型數字編碼和正交化FSK信號的發(fā)送和解調，而且預留了更多的擴展接口，可以應用于研究創(chuàng)新實驗。

本系統(tǒng)按其主要功能分為信號發(fā)送和信號解調兩部分，系統(tǒng)的整體結構如圖1所示。


圖1信號發(fā)送和解調整體結構圖