Паршина, Екатерина Валерьевна. Повышение помехоустойчивости передачи информации по рельсовой цепи в системах железнодорожной автоматики и телемеханики

brief description

Паршина, Екатерина Валерьевна. Повышение помехоустойчивости передачи информации по рельсовой цепи в системах железнодорожной автоматики и телемеханики : диссертация ... кандидата технических наук : 05.22.08 / Паршина Екатерина Валерьевна; [Место защиты: Ур. гос. ун-т путей сообщ.].- Екатеринбург, 2011.- 135 с.: ил. РГБ ОД, 61 11-5/2059

Федеральное агентство железнодорожного транспорта
Федеральное государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Уральский государственный университет путей сообщения" (УрГУПС)
Паршина Екатерина Валерьевна
ПОВЫШЕНИЕ ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТИ ПЕРЕДАЧИ
ИНФОРМАЦИИ ПО РЕЛЬСОВОЙ ЦЕПИ В СИСТЕМАХ
ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОЙ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ
Специальность 05.22.08 - Управление процессами перевозок
Диссертация на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Научный руководитель кандидат техн. наук, Михалев А.Н.
Екатеринбург - 201 I
ОГЛАВЛЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 7
1. Анализ проблем, связанных с применением рельсовых цепей в качестве канала
передачи информации, и постановка задачи исследования 11
1.1 Рельсовые цени как канал передачи информации в системе автоматической
локомотивной сигнализации 11
1.2 Объект диссертации и цель исследования 24
2. Способ повышения помехоустойчивости информации, передаваемой по
рельсовому каналу связи 28
2.1 Применение согласованной фильтрации для достижения потенциально
возможной помехоустойчивости информации, передаваемой по рельсовой цепи...28
2.2. Анализ сигналов, получаемых путем циклической перестановки сигнала
Баркера 40
2.3. Анализ применимости кодовых комбинаций, полученных путем циклической
перестановки сигнала Баркера 44
2.4 Выводы но второй главе:...: 50
3. Оценка параметров импульсных последовательностей сигналов, полученных
путем циклической перестановки сигнала Баркера 52
3.1. Выбор частоты несущей для передачи фазоманипулированных сигналов по
рельсовой линии 52
3.2. Расчет параметров рельсовой цени для обеспечения работы АЛС с
выбранными параметрами двоичных сигналов 56
3.3 Выводы по третье главе: 64
4. Разработка структурных и принципиальных схем микроэлектронных устройств,
обеспечивающих передачу и прием информации на релейном конце РЦ и на локомотиве 65
4.1. Общая структурная схема реализации способа передачи и приема сигналов с
использованием согласованной фильтрации 65
4.2. Разработка устройства передачи информации в рельсовую цепь 68
4.2.1. Кодер, формирующий сигналы, полученные путем циклической
перестановки основного сигнала Баркера: 69
4.2.2 Фазовый манипулятор передатчика двоичных сигналов 71
4.3. Приемник помехоустойчивых сигналов из рельсовой цепи 77
4.3.1. Схема подавления импульсных помех в приемнике 78
4.3.2 СФАПЧ и деманинулятор приемника 83
4.4. Выводы по четвертой главе 92
5. Оценка параметров достоверности обнаружения полезного сигнала в рельсовой
линии 93
э
5.1. Общий принцип оценки достоверности обнаружения полезного сигнала в
рельсовой линии 93
5.2. Моделирование оптимального обнаружителя для сигналов, полученных путем
циклической перестановки сигнала Баркера 98
5.3. Установление зависимости порога срабатывания от уровня помех в канале связи для обеспечения требуемых параметров безопасности (вероятность ложной
тревоги и вероятность правильного обнаружения полезного сигнала) 104
5.4. Выводы по главе 121
Заключение 123
Список литературы 124
Приложения 133

bibliography

Заключение
1. Предложен способ повышения помехоустойчивости информации, передаваемой по рельсовой цепи, за счет применения согласованной фильт¬рации сигналов с заранее известной структурой и характерной автокорреля¬ционной функцией, в которой амплитуда главного пика намного превышает амплитуду боковых лепестков.
2. Предложен и обоснован алгоритм получения сигналов для кодирова¬ния показаний путевого светофора на основе циклической перестановки ос¬новного 13-ти импульсного сигнала Баркера.
3. Обосновано использование фазовой манипуляции для повышения помехоустойчивости передаваемой информации с выбором несущей в диапа¬зоне свободном от гармоник тягового тока. Использование полосовых фильтров, пропускающих основной лепесток спектра фазоманипулированно- го сигнала, обеспечивает дополнительную защиту от гармоник тягового тока, а применение системы ШОУ на входе приемника защищает его от воздейст¬вия импульсных помех.
5. Разработаны структурные и принципиальные схемы основных функ-циональных узлов аппаратуры, реализующей предложенный способ.
6. Разработана имитационная модель для оценки помехоустойчивости предложенного способа. В результате моделирования установлены зависимо¬сти вероятности достоверного обнаружения сигнала от порога срабатывания решающего устройства. Показана эффективность предложенного способа по сравнению с АЛСН.
7. Предложен и разработан алгоритм повышения достоверности приня¬тия решения, основанный на выделении главного лепестка АКФ в момент окончания действия сигнала на входе решающего устройства и определены величины порога решающего устройства при различных уровнях сигнал/шум в рельсовой линии, обеспечивающие требуемые показатели безопасности.