一种基于互联网的直序扩频车地通信控制系统的制作方法

技术特征：

1.一种基于互联网的直序扩频车地通信控制系统，包括轨旁主机控制器和车载主机控制器，其特征在于，所述轨旁主机控制器的输出端分别与存储器、声光控制器和屏蔽门控制器的输入端电性连接；所述轨旁主机控制器分别与第一无线射频收发模块和轨旁无线电台电性连接；所述第一无线射频收发模块通过GPRS网络与外部设备连接；所述轨旁无线电台通过2.4G扩频通信单元与车载无线电台连接；所述车载主机控制器分别与车载无线电台、RAM存储器、MRAM存储器、数据库和第二无线射频收发模块电性连接；所述第二无线射频收发模块通过GPRS网络与外部设备连接；所述第一无线射频收发模块通过GPRS网络与和第二无线射频收发模块；

所述轨旁主机控制器的输入端与第一供电模块的输出端电性连接；

所述声光控制器的输出端分别与警示灯、第一扬声器、照明灯和蜂鸣器的输入端电性连接；

所述屏蔽门控制器的输出端通过门控单元与屏蔽门驱动器的输入端电性连接；

所述车载主机控制器的输入端与第二供电模块的输出端电性连接；

所述车载主机控制器的输出端分别与LED显示屏和第二扬声器的输入端电性连接。

2.如权利要求1所述的基于互联网的直序扩频车地通信控制系统，其特征在于，所述车载主机控制器设置有同步正交跳频信号盲源分离模块，所述同步正交跳频信号盲源分离模块的同步正交跳频信号盲源分离方法包括以下步骤：

步骤一，利用含有M个阵元的阵列天线接收来自多个同步正交跳频电台的跳频信号，对每一路接收信号进行采样，得到采样后的M路离散时域混合信号

步骤二，对M路离散时域混合信号进行重叠加窗短时傅里叶变换，得到M个混合信号的时频域矩阵其中P表示总的窗数，N_fft表示FFT变换长度；(p，q)表示时频索引，具体的时频值为这里N_fft表示FFT变换的长度，p表示加窗次数，T_s表示采样间隔，f_s表示采样频率，C为整数，表示短时傅里叶变换加窗间隔的采样点数，C<N_fft，且K_c＝N_fft/C为整数，也就是说采用的是重叠加窗的短时傅里叶变换；

步骤三，对步骤二中得到的跳频混合信号时频域矩阵进行预处理；对进行去低能量预处理，即在每一采样时刻p，将幅值小于门限ε的值置0，得到门限ε的设定可根据接收信号的平均能量来确定；找出p时刻(p＝0,1,2,…P-1)非零的时频域数据，用表示，其中表示p时刻时频响应非0时对应的频率索引，对这些非零数据归一化预处理，得到预处理后的向量b(p,q)＝[b₁(p,q),b₂(p,q),…,b_M(p,q)]^T，其中

步骤四，利用聚类算法估计每一跳的跳变时刻以及各跳对应的归一化的混合矩阵列向量、跳频频率；

步骤五，根据步骤四估计得到的归一化混合矩阵列向量估计时频域跳频源信号；对所有采样时刻索引p判断该时刻索引属于哪一跳，具体方法为：如果则表示时刻p属于第l跳；如果则表示时刻p属于第1跳；对第l(l＝1,2,…)跳的所有时刻p_l，估计该跳各跳频源信号的时频域数据，计算公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}{\tilde{S}}_j\left(p_l,q\right)=\frac{1}{\left|\right|{\hat{a}}_j\left(l\right)|{|}^2}\&CenterDot;{\hat{a}}_j^H\left(l\right)\&times;\left[\begin{array}{c}{\tilde{X}}_1\left(p_l,q\right)\\ {\tilde{X}}_2\left(p_l,q\right)\\ \begin{array}{c}.\\ .\\ .\end{array}\\ {\tilde{X}}_M\left(p_l,q\right)\end{array}\right]\\ j=\underset{j_0=1,2,\mathrm{...},\hat{N}}{\arg \max }\left(|{\&lsqb;{\tilde{X}}_1\left(p_l,q\right),{\tilde{X}}_2\left(p_l,q\right),\mathrm{...},{\tilde{X}}_M\left(p_l,q\right)\&rsqb;}^H\&times;{\hat{a}}_{j_0}\left(l\right)|\right)\\ \begin{array}{cc}{\tilde{S}}_m\left(p_l,q\right)=0& m=1,2,\mathrm{...},M,m\&NotEqual;j\end{array}\\ q=0,1,2,\mathrm{...},N_{fft}-1\end{array}\right.$

步骤六，对不同跳频点之间的时频域跳频源信号进行拼接；估计第l跳对应的个入射角度，用表示第l跳第n个源信号对应的入射角度，的计算公式如下：

表示第l跳估计得到的第n个混合矩阵列向量的第m个元素，c表示光速，即v_c＝3×10⁸米/秒；判断第l(l＝2，3，…)跳估计的源信号与第一跳估计的源信号之间的对应关系，判断公式如下：

其中m_n^(l)表示第l跳估计的第m_n^(l)个信号与第一跳估计的第n个信号属于同一个源信号；将不同跳频点估计到的属于同一个源信号的信号拼接在一起，作为最终的时频域源信号估计，用Y_n(p,q)表示第n个源信号在时频点(p,q)上的时频域估计值，p＝0,1,2,....,P，q＝0,1,2,...,N_fft-1，即

步骤七，根据源信号时频域估计值，恢复时域跳频源信号；对每一采样时刻p(p＝0，1，2，…)的频域数据Y_n(p,q),q＝0,1,2,…,N_fft-1做N_fft点的IFFT变换，得到p采样时刻对应的时域跳频源信号，用y_n(p,q_t)(q_t＝0,1,2,…,N_fft-1)表示；对上述所有时刻得到的时域跳频源信号y_n(p,q_t)进行合并处理，得到最终的时域跳频源信号估计，具体公式如下：

$s_n\&lsqb;kC:(k+1)C-1\&rsqb;=\left\{\begin{array}{cc}\underset{m=0}{\overset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}}{y}_n\&lsqb;m,(k-m)C:(k-m+1)C-1\&rsqb;& k\&lt;K_c\\ \underset{m=k-K_c+1}{\overset{k}{\mathrm{\&Sigma;}}}{y}_n\&lsqb;m,(k-m)C:(k-m+1)C-1\&rsqb;& k\&GreaterEqual;K_c\end{array}\right.,k=0,1,2,\mathrm{...}$

这里K_c＝N_fft/C，C为短时傅里叶变换加窗间隔的采样点数，N_fft为FFT变换的长度。

3.如权利要求1所述的基于互联网的直序扩频车地通信控制系统，其特征在于，所述第一无线射频收发模块设置有信号检测模块，所述信号检测模块的信号检测方法包括以下步骤：

第一步，利用混频器将射频或者中频信号与单频混频获得信号x1；

第二步，利用低通滤波器A去除信号x1的高频分量，低通滤波器A的3dB带宽大于分析带宽Bs，获得信号x2，此时x2是零中频的信号，并且带宽为Bs的信号受到滤波器A的影响很小，可忽略不计；

第三步，将信号x2同时进行二步处理：先将x2通过低通滤波器B，通频带为0--PBs，P<1，获得信号的低频时域信号x2L带宽为PBs；再将x2通过高通滤波器，通频带为PBs－Bs，获得信号的高频时域信号x2H带宽为(1-P)Bs；

第四步，利用时域累计，即时域信号的模的平方和，求出信号x2L的能量值EL，以及信号x2H的能量值EH；

第五步，求得比值R＝EL/EH；

第六步，门限标定，首先对有信号和无信号的数据进行多次求R值，通过统计概率获得门限C1和C2，C2>C1，C2值的大小主要影响漏检概率，C1的大小主要影响误警概率，所选择的门限应保证以上两种不利因数可能的小；

第七步，标志位flag的更新，flag＝0，表示前一次检测结果为无信号，此种条件下，只有当R>C2时判定为当前检测到信号，flag变为1；当flag＝1，表示前一次检测结果为有信号，此种条件下，只有当R<C1时判定为当前未检测到信号，flag变为0；

第八步，根据标志位控制后续解调线程等是否开启：flag＝1，开启后续解调线程等，否则关闭后续解调线程。