变尺度随机共振理论在应答器信号检测中的仿真研究

湖南铁道职业技术学院 蔡小成

中国铁路兰州局集团公司嘉峪关电务段 黄正红

应答器作为高速铁路列车运行控制系统中的重要基础设备，向列车传递线路速度、坡度、过分相以及定位信息，保证着列车运行的高效性和安全性。应答器向车载设备发送的上行链路信号较弱，加之列车运行环境复杂，精确的检测应答器向列车发送的上行链路信号对于保证列车安全运行非常重要。

目前车载查询器对于接收到的上行链路信息大多采用传统的非相干正交解调法、相干解调法、差分解调法以及离散短时傅里叶变换等方法，传统的检测方法都立足于对噪声信号的抑制或滤除，这些方法在抑制噪声信号的同时也在一定程度上削弱了有用的特征信号；本文提出利用混沌振子系统实现应答器信号的检测，但是该种方法的检测精度受系统临界阈值所限定。基于随机共振理论对微弱信号检测是一种新方法，该方法不采取直接降噪的方式，而是通过信号、非线性系统、噪声三者之间的最佳匹配使系统输出达到最优，实现噪声能量向信号能量的转换，并且在故障诊断、图像处理以及信号处理等领域得到了良好应用。

本文根据应答器上行链路2FSK信号的特征，进行归一化变尺度处理，使其满足随机共振系统对微弱信号检测的要求，利用MATLAB进行仿真，准确的获得了检测信号的频谱曲线。

1 随机共振理论检测微弱信号

利用随机共振理论实现信号检测不采取直接降噪方式，而是通过信号、非线性系统、噪声三者之间的最佳匹配使系统输出达到最优，实现噪声能量向信号能量的转化，从而增强或识别噪声背景下的微弱特征信息。……