基于TMS320C6722的高速鐵路信號發送與接收模擬系統

摘要：介紹一套高速鐵路軌道信號模擬系統，討論了系統的硬件和軟件設計方法。系統以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，特別是發達國家鐵路積極引進和采用新技術，加大研發力度，推動高速鐵路信號的發展。

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。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送和解調過程的硬件平臺。

1.系統分析

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，并開發了以TMS320C6722浮點 DSP為數據處理核心的高速鐵路信號的發送和接收模擬系統。該系統為通用型系統，不但可以實現改進型數字編碼和正交化FSK信號的發送和解調，而且預留了更多的擴展接口，可以應用于研究創新實驗。

本系統按其主要功能分為信號發送和信號解調兩部分，系統的整體結構如圖1所示。


圖1信號發送和解調整體結構圖