鐵道訊號頻率的實時高精度檢測對於列車執行安全、繪製列車執行曲線圖有非常重要的作用。其中,基帶低頻和上下邊頻是鐵道訊號檢測主要的測量物件,是列車控制系統中主要的研究內容。中國鐵路訊號主要有兩種制式,從相容性方面來講,需要可以同時檢測兩種制式訊號低頻和邊頻的演算法；從實時高精度檢測來講,需要複雜度低,易於實現的演算法。但鐵道訊號頻率高精度檢測,尤其是上下邊頻的檢測尤為困難。目前對於鐵道訊號頻率檢測的檢測方法中,基於欠取樣技術的檢測方法雖能提高頻率解析度,但取樣波形失真度大,頻率檢測精度受到影響；基於數字正交I、Q雙通道處理並重取樣法,此法不能相容中國鐵路主要的兩種制式。而現有的FFT檢測方法,邊頻檢測沒有用到低頻檢測的結果,導致演算法複雜；低頻和邊頻的頻譜校正法不同,校正演算法不能通用；邊頻檢測時,採用相位不變性判斷邊頻邊界,抗噪聲效能太差。上述所有方法,基帶低頻與上下邊頻完全獨立檢測。針對以上演算法的相容性差、低頻和邊頻檢測獨立進行這兩個問題,本文提出了一種基頻和邊頻頻率檢測相結合的鐵道訊號檢測方法,演算法中邊頻的檢測充分利用低頻檢測結果。為提高檢測精度,在頻譜分析時,採用抑制頻譜洩露效能較高的全相位FFT。為簡化演算法的複雜度,選取了同時適用於基頻和邊頻的頻率校正方法,有利於實時檢測。低頻檢測時,針對取樣頻率增加了抽取演算法,保證低頻與邊頻在同一取樣頻率下檢測訊號頻率。該法可以滿足兩種制式,其實用價值較高。鐵道訊號邊頻檢測的難點是邊界點的判斷,針對這一問題,提出了一種新的邊界檢測演算法。本文利用基帶低頻的抽取序列,設計了根據低頻訊號幅值跳變來判斷鐵道訊號的上下邊頻的邊界。然後根據低頻的頻率檢測結果,計算出穩定的邊頻取樣序列。改進後的邊界判斷演算法,比基於“相位不變性”的邊界檢測演算法減少一次FFT變換,演算法複雜度明顯降低,且抗噪效能只受低頻幅值影響,邊界識別效能優良。在Matlab和Quartus平臺上模擬鐵道訊號,驗證上述設計算法的可行性,分析了影響頻率檢測精度的原因。實驗證明,在信噪比為8dB的情況下,仍能準確高精度的判斷低頻和載頻頻率,抗噪效能優越。

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