现代化铁路和高速铁路智能信息系统的发展,对铁路无线通信在安全性、可靠性、实时性、综合性等方面提出了更高的要求。目前我国铁路无线列调系统作为车地信息交互设备主要采用模拟调制方式,传输的主要是话务信息,因此无论从技术上,还是传输能力上,都远远不能成为构建铁路智能运输系统的车地信息通道。这就迫切需要建立一套高速、可靠、经济、能传输大数据量的新型的铁路无线通信系统。本课题的研究正是针对如何采用先进的软件无线电技术和数字信号处理技术来建立高速铁路无线传输通道,将铁路安全监控信息在列车和地面之间实现实时传输,为铁路行车指挥提供安全可靠、高性能的综合调度无线通信系统。使铁路专有(450MHz)VHF/UHF频段上传统的无线通信,由模拟方式过渡到数字方式、由传输单一话音信息过渡到话音、数据、与图像信息。本文所作的主要工作有: (1)概述了国内外软件无线电研究的背景,分析了国内外铁路无线通信系统的现状和存在的问题,并针对铁路无线通信种类繁多,通信制式不统一,功能单一的实际情况提出采用软件无线电技术发展铁路无线通信系统的观点。 (2)对实现软件无线电的理论基础与一些方法进行了探讨。着重分析了带通采样技术和多速率数字信号处理技术的原理和应用。通过欠采样技术可以实现低采样频率对高中频信号的不失真抽样;以及通过多速率数字信号处理技术对数字信号的抽样速率进行相应的上下变频转换,完成高速、宽带数据的处理。 (3)讨论了软件无线电的典型结构以及实现软件无线电的关键技术;给出了基于宽带中频软件无线电结构的铁路高速无线接入系统目标机的总体方案,并具体分析了其硬件构成和各模块的实现方法。 (4)针对中低频数字信号处理这一软件无线电的核心环节,提出了一种基于DSP的软件无线电硬件平台的实现方案。文中详细描述了通用硬件平台的软硬件设计与实现的方法和手段,并对硬件平台的性能进行了分析。 最后,对本论文的工作和存在的不足进行了总结,并提出了进一步研究的方向。