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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101949977A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101949977A(43)申请公布日2011.01.19(21)申请号201010194287.8(22)申请日2010.06.02(71)申请人华南理工大学地址510640广东省广州市天河区五山路381号(72)发明人谢胜利傅予力方韶茂刘震宇(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245代理人李卫东黄磊(51)Int.Cl.G01R23/02(2006.01)G01R23/16(2006.01)G01R15/14(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图8页(54)发明名称基于盲源分离的铁路移频信号抗干扰装置及方法(57)摘要本发明涉及基于盲源分离的铁路移频信号抗干扰装置及方法,装置包括双通道采集及AD转换模块、时序控制模块、执行抗干扰方法处理的数字信号处理模块;所述双通道采集及AD转换模块采集铁路轨道信号并转换成数字信号;时序控制模块分别与双通道采集及AD转换模块、数字信号处理模块连接。本发明能够消除与移频信号时域频域都相互混叠的调幅信号的干扰,提高机车信号检测的信噪比;利用基于几何变换的盲源分离算法,能分离出混叠在移频信号中的调幅干扰信号或邻线干扰信号;在盲分离之前利用小波阈值去噪方法降低信号中包含的白噪声干扰,加强了盲分离算法的稳定性。CN10947ACCNN110194997701949980A权利要求书1/2页1.基于盲源分离的铁路移频信号抗干扰装置,其特征在于:包括双通道采集及AD转换模块、时序控制模块、执行抗干扰方法处理的数字信号处理模块;所述双通道采集及AD转换模块采集铁路轨道信号并转换成数字信号;时序控制模块分别与双通道采集及AD转换模块、数字信号处理模块连接。2.根据权利要求1所述的铁路移频信号抗干扰装置,其特征在于:所述时序控制模块为FPGA控制模块,且包括输入FIFO模块和输出FIFO模块;双通道采集及AD转换模块与输入FIFO模块、数字信号处理模块依次相连接;数字信号处理模块的输出端连接到FPGA控制模块中的输出FIFO模块,通过输出FIFO模块将处理后的移频信号输出到检测端。3.根据权利要求2所述的铁路移频信号抗干扰装置,其特征在于:所述双通道采集及AD转换模块包括两组采集及转换模块,每组采集及转换模块均包括依次连接的传感器、放大器、50Hz的工频陷波器以及AD转换器;AD转换器与输入FIFO模块连接。4.根据权利要求2所述的铁路移频信号抗干扰装置,其特征在于:所述数字信号处理模块包括依次相互连接的数据存储器、数字信号处理器以及程序存储器,数字信号处理器与FPGA控制模块相互连接。5.基于盲源分离的铁路移频信号抗干扰方法,其特征在于包括以下步骤:A、对n路采集信号采用小波去噪方法滤除白噪声;B、将步骤A得到的经小波去噪后的n路信号进行白化处理;C、将步骤B经白化处理后的n路信号采用基于几何变换的盲源分离算法,得出n路分离信号;D、对步骤C经过盲源分离算法得到的n路分离信号进行FFT变换求得各自的频谱,再结合移频信号的频谱特点得到铁路轨道移频信号。6.根据权利要求5所述的铁路移频信号抗干扰方法,其特征在于:所述n=2。7.根据权利要求6所述的铁路移频信号抗干扰方法,其特征在于步骤A包括如下步骤:A1、选取小波基和确定小波变换层数,对信号进行小波变换,得到信号的小波系数;A2、采用固定阈值准则确定去噪阈值,得到各层小波系数的阈值;A3、由步骤A2求取的各层小波系数的阈值,采用软阈值函数对小波系数进行处理,得到降噪后的小波系数;A4、根据步骤A3所得到的经过降噪后的小波系数,进行小波逆变换,重构得到滤除白噪声后的混叠信号。8.根据权利要求7所述的铁路移频信号抗干扰方法,其特征在于:所述小波基为正交小波基;所述小波变换层数为5层。9.根据权利要求6所述的铁路移频信号抗干扰方法,其特征在于步骤B包括如下步骤:B1、将两路信号分别作为输入信号矩阵的2行,构成一个2*N的矩阵,作为输入的混叠信号x(t);B2、求矩阵x(t)的相关矩阵Rx;2B3、将矩阵x(t)的相关矩阵Rx进行特征分解,求得对角矩阵Λ和正交矩阵Q,其中,2Λ中的对角元素是矩阵Rx的特征值,矩阵Q的列矢量是相关矩阵Rx的特征2CCNN110194997701949980A权利要求书2/2页值所对应的标准正交特征矢量;B4、由步骤B3求出的对角矩阵Λ2和正交矩阵Q,求得白化矩阵T;B5、根据步骤B4求得的白化矩阵T,对信号x(t)进行白化。10.根据权利要求9所述的铁路移频信号抗干扰方法,其特征在于步骤C包括如下步骤:C1、对白化处理后的信号的散点图进行平移,将其左下角的顶点移到原点处,使其为非负信号;C2、对步骤C1得到