Comparative analysis of modulation and demodulation methods of the control signals of rail line

K. V. Goncharov

Abstract


Introduction: One of the ways of increasing the noise stability rail circuit is the use more informative waveform of control signal. Use in rail circuit modulated signals gives several informative selective traits in relatively narrow spectrum. The study of features of various modulation and demodulation methods with considering operating conditions of rail circuits is urgent. Purpose: the search for more informative forms of rail line control signal, the search for improved methods of signal processing of control current. Methods: For carrying out researches the method of signals decomposition in Fourier series and the simulation with the method of statistical tests have been  sed. Results: Spectrum of frequency shift signal is wider than the spectrum of amplitude shift and phase shift signals by an amount equal to twice the frequency deviation. The research of correlation coherent and incoherent reception methods of rail line control signal has been carried out. In this case, we used the following models of interferences: white Gaussian noise, random pulse sequence and sinusoidal interference. It has been found that the transition from amplitude to frequency shift keying reduces signal/noise ratio by 2...4 dB, depending from the signal level and the type of noise. Losing amplitude shift keying receiver compared with the phase shift keying receiver is 5...6 dB. Conclusions: The use of more advanced methods of modulation and demodulation improves noise stability of rail circuit. When using correlation methods reception phase shift keying provides the best noise stability, and amplitude – the worst.


Keywords


rail circuit; the control signal of rail line; modulation; noise; demodulation; correlation function; the coherent receiver

GOST Style Citations


1. Аркатов, В. С. Рельсовые цепи магистральных железных дорог [Текст] / В. С. Аркатов, А. И. Баженов, Н. Ф. Котляренко. – М. : Транспорт, 1992. – 384 с.


2. Блачев, К. Э. Имитационное моделирование цифрового приемника сигналов систем интервального регулирования движения поездов [Текст] / К. Э. Блачев // Вестник Самарского гос. техн. ун-та. – 2008. – № 2 (22). – С. 223-227.


3. Ермаков, С. М. Курс статистического моделирования [Текст] / С. М. Ермаков, Г. А. Михайлов. – М. : Наука, 1976. – 320 с.


4. Каллер, М. Я. Теоретические основы транспортной связи [Текст] / М. Я. Каллер, А. Ф. Фомин. – М. : Транспорт, 1989. – 383 с.


5. Кулик, П. Д. Практичний посібник з технічного утримання апаратури тональних рейкових кіл [Текст] : керівний нормативний документ «Укрзалізниці», ЦШ 0041 : Затв.: Наказ «Укрзалізниці» № 745-Ц3 від 26.12.2005 / П. Д. Кулик, О. О. Удовіков, В. І. Басов. – К. : Мінтрансзв’язку України, 2006. – 236 с.


6. Кулик, П. Д. Тональные рельсовые цепи в системах ЖАТ: построение, регулировка, обслуживание, поиск и устранение неисправностей, повышение эксплуатационной надежности [Текст] / П. Д. Кулик, Н. С. Ивакин, А. А. Удовиков. – К. : Изд. дом «Мануфактура», 2004. – 288 с.


7. Лисенков, В. М. Методы повышения безопасности функционирования рельсовых цепей [Текст] / В. М. Лисенков, А. Е. Ваньшин, М. В. Катков // Автоматика, связь, информатика. – 2010. – № 4. – С. 8-10.


8. Путевая блокировка и авторегулировка [Текст] / Н. Ф. Котляренко [и др.]. – М. : Транспорт, 1983. – 408 с.


9. Системы интервального регулирования движения поездов на перегонах [Текст] / А. Б. Бойник [и др.]. – Харьков : УкрГАЖТ, 2005. – 256 с.


10. Сперанский, В. С. Сигнальные микропроцессоры и их применение в системах телекоммуникаций и электроники [Текст] / В. С. Сперанский. – М. : Горячая линия-Телеком, 2008. – 168 с.


11. Теория электрической связи [Текст] / под ред. К. К. Васильева. – Ульяновск : УлГТУ, 2008. – 452 с.


12. Тихонов, В. И. Оптимальный прием сигналов [Текст] / В. И. Тихонов. – М. : Радио и связь, 1983. – 320 с.


13. Федоров, Н. Е. Современные системы автоблокировки с тональными рельсовыми цепями [Текст] / Н. Е. Федоров. – Самара : СамГАПС, 2004. – 132 с.
14. Чепцов, М. М. Методи синтезу сигнально-процесорної централізації стрілок і сигналів [Текст]: монографія / М. М. Чепцов, А. Б. Бой-нік, Д. М. Кузьменко. – Донецьк: ДонІЗТ, 2010. – 181 с.


15. Ifeachor, E. C. Digital signal processing. A practical approach [Text] / E. C. Ifeachor, B. W. Jervis. – Pearson Education Limited, 2002. – 933 с.
16. Smith, S. W. Digital signal processing [Text] / S. W. Smith. – California Technical Publishing, 1999. – 650 с.





Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN 2307–3489 (Print)
ІSSN 2307–6666 (Online)