基于TMS320C6722的高速铁路信号发送与接收模拟系统

摘要：介绍一套高速铁路轨道信号模拟系统，讨论了系统的硬件和软件设计方法。系统以TMS320C6722浮点DSP为数据处理核心，ARM协处理器为控制核心，能够模拟自主开发的、适合中国高速铁路的改进型数字编码和正交化FSK轨道信号的发送和解调过程。

铁路信号的主要任务是保证行画安全，提高运输效率。随着铁路运输向重载、高速、高密度方向发展，对直接指挥和控制列车运行机的铁路信号提出了更高的要求。各国铁路，特别是发达国家铁路积极引进和采用新技术，加大研发力度，推动高速铁路信号的发展。

我国目前运用的轨道信号主要是交流计数信号（解调是境大于4s，且抗干扰性能很弱）、移频信号（频点设置不合理，不满足正交条件，占用频带宽，且抗干扰性能很弱，大部分频率解调难度大，解调时间长，存在倍频信号的隐患）、UM71信号、ZPW2000A信号（频点不满足正交条件，16.9HZ以下的调制频率的调制系数大，对上下边频的漂移敏感，存在倍频的隐患）、数字编码信号（设备复杂昂贵，解调时间2.5s-3.0s）。但这些轨道信号存在的缺点，导致其完全不能适应当前国内高速铁路的需要，因此急需研制新型国产轨道信号系统。新型轨道信号必须适应列车提高运行速度和运行密度的需要，适应重载运输的需要，适应电气化铁路发展的需要。同时还不能脱离现在的基础，要尽量利用现有的轨道电路信道，即在现有轨道电路的基础上设计新型轨道信号。为此本文讨论了自主开发的适应于高速铁路的改进型数字编码信号和正交化FSK信号，并研究了一套能够模拟以上两种高速铁路信号发送和解调过程的硬件平台。

1.系统分析

通过对原有的铁路轨道信号进行国产化改进，提出了适合中国高速铁路和改进数字编码和正交化FSK信号，并开发了以TMS320C6722浮点 DSP为数据处理核心的高速铁路信号的发送和接收模拟系统。该系统为通用型系统，不但可以实现改进型数字编码和正交化FSK信号的发送和解调，而且预留了更多的扩展接口，可以应用于研究创新实验。

本系统按其主要功能分为信号发送和信号解调两部分，系统的整体结构如图1所示。


图1信号发送和解调整体结构图