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轨道信号同态去噪算法研究

作　者: 肖春梅
导　师: 杜普选
学　校: 北京交通大学
专　业: 电路与系统
关键词: 同态滤波乘性噪声轨道信号 FIR滤波器
分类号: TB53
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 71次
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内容摘要

随着轨道运输的高速发展,列车的速度和密度不断提高,因此车载设备需要更快、更可靠的接收轨道信息。而轨道信号传输信道所在环境是非常恶劣的,因此不可避免会混入各种噪声。我们在处理轨道信号时,总是假定这些干扰和信号是叠加的。对于非加性噪声,铁道信号领域至今还未采取相关的有效措施。论文基于同态滤波原理,针对常用的轨道FSK信号(移频信号和UM71信号)中乘性噪声的去除提出了三个可行的算法,即添加成份法、直接二分频法和最小点间隔翻转法。不同的算法对同态滤波器的要求是不同的,最小点间隔翻转法对滤波器选择要求最严格。在滤波方面,论文采用了两种方式,一是传统的FIR滤波器,二是利用FFT进行频域滤波。论文从单个乘性噪声、多个乘性噪声对三个算法进行了比较和检验,另外对接近载频的乘性噪声也进行了讨论。以上算法均通过仿真验证,通过频谱分析法得到轨道信号各参数,并且一一列表。结果显示,三个算法皆能去除加入的各种乘性噪声,并且能达到较高的精度。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 绪论  10-12
  1.1 轨道信号  10
  1.2 乘性噪声  10
  1.3 同态滤波技术  10-11
  1.4 问题的提出  11
  1.5 论文的组织结构  11-12
2 铁路轨道信号处理技术  12-19
  2.1 铁路FSK信号数学模型及其频谱  12-14
    2.1.1 铁路FSK信号数学模型  12-13
    2.1.2 铁路FSK信号频谱  13-14
  2.2 铁路信号噪声  14-16
    2.2.1 不平衡牵引电流的传导性干扰  15-16
    2.2.2 双线区段的邻线干扰  16
  2.3 轨道FSK信号频谱分析法  16-19
    2.3.1 栅栏效应  16-17
    2.3.2 窗函数  17
    2.3.3 频谱细化(ZFFT)  17-18
    2.3.4 频域分析的不足  18-19
3 轨道信号同态去噪算法原理  19-30
  3.1 同态滤波系统基本原理  19-20
  3.2 同态滤波器设计  20-21
    3.2.1 FIR滤波器设计  20-21
    3.2.2 频域滤波  21
  3.3 同态去除轨道乘性噪声算法  21-28
    3.3.1 添加成份法  22-24
    3.3.2 直接二分频法  24-27
    3.3.3 最小点间隔翻转法  27-28
  3.4 三个算法特点分析  28-30
4 同态滤波算法仿真分析  30-62
  4.1 原始信号与噪声频谱分析  30-31
    4.1.1 原FSK信号特征  30
    4.1.2 噪声及加噪后轨道信号频谱分析  30-31
  4.2 添加成份法  31-40
    4.2.1 移频信号  31-36
    4.2.2 UM71信号  36-40
  4.3 直接二分频法  40-48
    4.3.1 移频信号  40-44
    4.3.2 UM71信号  44-48
  4.4 最小点间隔翻转法  48-56
    4.4.1 移频信号  48-52
    4.4.2 UM71信号  52-56
  4.5 同态系统各环节参数选择对算法的影响  56-61
    4.5.1 FFT谱分析参数  56-57
    4.5.2 滤波器参数  57-59
    4.5.3 FSK信号差异  59-61
  4.6 本章小结  61-62
5 总结  62-63
参考文献  63-65
作者简历  65-67
学位论文数据集  67

轨道信号同态去噪算法研究

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