[發(fā)明專利]列車信號信道多碼率混合編譯碼硬件仿真驗證方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210544320.4
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN103067124A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發(fā)明（設計）人: 陳嵐
• 申請（專利權）人: 上海應用技術學院
• 主分類號: H04L1/00
• 分類號: H04L1/00;G06F17/50
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 吳寶根

技術領域

本發(fā)明涉及一種列車通信技術，特別涉及一種列車信號信道多碼率混合編譯碼硬件仿真驗證方法。

背景技術

自從1810年，英國人斯蒂芬森發(fā)明了世界第一輛火車以來，安全和高速一直是城市鐵路交通系統(tǒng)追求的兩大目標。而基于通信的列車控制系統(tǒng)，利用其不依賴于軌道電路的高精度的列車定位技術，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向連續(xù)、大容量的車-地數(shù)據(jù)通信，可信而高效的車-地通信系統(tǒng)是保證列車指揮調(diào)度、運行安全的關鍵。因此，車-地無線通信系統(tǒng)必須在干擾及衰落信道環(huán)境中實現(xiàn)可靠高效的實時數(shù)據(jù)傳輸。為了滿足列車控制指揮系統(tǒng)的苛刻要求，減少數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率，車-地通信系統(tǒng)必須采用特殊的安全控制方法以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕辉谥T多措施中，信道編碼技術是提高車-地數(shù)據(jù)傳輸可靠性的重要而有效措施之一。對于車地通信中的信道編碼，基于硬件仿真驗證是一種重要的研究方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是針對列車控制中數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼`碼率的重要性的問題，提出了一種列車信號信道多碼率混合編譯碼硬件仿真驗證方法，此方法可達到與實際狀態(tài)相近的仿真平臺，提高驗證的準確性，為模擬列車控制系統(tǒng)信息傳輸提供了很好的保證。

本發(fā)明的技術方案為：一種列車信號信道多碼率混合編譯碼硬件仿真驗證方法，采用車載收發(fā)器和地面控制中心收發(fā)器的結構，采用面向組件的設計雙向仿真驗證方法，由車載收發(fā)器將組包后的命令、數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)信息通過有線/無線網(wǎng)絡發(fā)送至地面控制中心，地面控制中心會將車載收發(fā)器的命令進行處理，調(diào)入調(diào)度管理器，進入等待序列，當命令達到開始約束條件以后，立即發(fā)送至硬件仿真器，并開始仿真，同時每隔一定時間，硬件仿真器發(fā)送回仿真狀態(tài)信息，直接仿真結束，地面控制中心將仿真結果發(fā)送給車載收發(fā)器顯示仿真結果，同樣可以由地面控制中心將數(shù)據(jù)組包后的命令、數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)信息通過有線/無線網(wǎng)絡發(fā)送至車載收發(fā)器，車載收發(fā)器將接收的組包進行比對后發(fā)回給地面控制中心。

所述車載收發(fā)器接收地面控制中心的組包經(jīng)過解包后將命令、數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)信息送客戶端信息處理，分配任務號和車載收發(fā)器內(nèi)客戶端信息被客戶端信息處理調(diào)用和接收的數(shù)據(jù)進行比對后，進行客戶端信息打包；數(shù)據(jù)配置文件對源數(shù)據(jù)進行處理打包；命令配置文件將命令文件打包；命令、數(shù)據(jù)和客戶端信息三種打包文件進行組包發(fā)送出。所述車載收發(fā)器接收端在組包分解后，還原成客戶端信息和數(shù)據(jù)以及命令三大類數(shù)據(jù)，逐一在客戶端信息處理模塊進行處理以后，與源數(shù)據(jù)進行比對，最終形成比對報告。所述在數(shù)據(jù)配置文件進行數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)打包時，采用了修正的最小和迭代算法進行數(shù)據(jù)壓縮，然后將該算法和調(diào)度策略結合起來，首先該算法在每次校驗節(jié)點的更新中只存儲兩個值：最小值、次小值的絕對值和最小值位置；然后再存儲每一符號位，大小等于校驗矩陣中“1”的總數(shù)。

所述地面控制中心接收車載收發(fā)器組包進行解包，并還原成客戶端信息和數(shù)據(jù)以及命令三大類數(shù)據(jù)，將客戶信息保存在客戶端隊列中，當所有數(shù)據(jù)被仿真好以后，仿真結果一起打包；將數(shù)據(jù)和命令裝入調(diào)度管理器中，等待任務分配；當任務被分配到相應硬件上進行仿真時，數(shù)據(jù)會反復在隊列和仿真設備間交互，以不斷收集仿真數(shù)據(jù)，最終仿真完畢，將結果放入結束隊列，等待數(shù)據(jù)、命令和客戶端信息打包發(fā)送回車載端收發(fā)器。

所述車載收發(fā)器和地面控制中心之間數(shù)據(jù)交換采用多時鐘，多碼率，多編譯方式切換方法，在編碼數(shù)據(jù)進入編解碼模塊前，先進入一個桶形緩沖模塊，該桶形緩沖模塊的高度可由碼率和編譯方式來決定，桶的溢出頻率由時鐘、碼率以及編譯碼方式共同決定，數(shù)據(jù)流速由時鐘頻率決定，這樣當桶滿時，將數(shù)據(jù)一起打包發(fā)送至編碼器。

本發(fā)明的有益效果在于：列車信號信道多碼率混合編譯碼硬件仿真驗證方法，應用數(shù)據(jù)傳輸過程和仿真過程相互隔離的方式，可以提高仿真平臺的仿真效果，已達到與實際狀態(tài)相接近的仿真平臺；仿真方案中提供了多時鐘，多碼率，多編譯方式混合組合的方法，在碼率，編譯碼，時鐘切換方面提出了相對應的方法；提供自動化統(tǒng)計比較的結果，提高驗證準確性；采用模塊化思想，降低各個模塊間的耦合性，提高模塊內(nèi)的內(nèi)聚性，提高仿真驗證方案的重用性和拓展性；采用軟硬件均衡降低硬件損耗，同時提高并行性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明車載端收發(fā)器架構圖；

圖2為本發(fā)明地面控制中心架構圖；

圖3為本發(fā)明多時鐘，多碼率，多編譯方式切換方法示意圖。

具體實施方式