[發明專利]一種連掛列車車廂之間通信數據鏈路建立系統

有效

• 申請號: 202010594409.6
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN111918413B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 朱濤;王瑤;陳玲;夏永文
• 申請（專利權）人: 徐州智谷光頻產業研究院有限公司
• 主分類號: H04W76/10
• 分類號: H04W76/10;H04B10/116;H04W4/42
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 俞璇

1.一種連掛列車車廂之間通信數據鏈路建立系統，其特征在于，包括第一車廂、第二車廂、車載交換機、調制解調模塊和無線光頻通信雙模裝置；

所述第一車廂和所述第二車廂之間通過風擋和車鉤進行連接，在一次數據鏈路建立過程中，當第一車廂、第二車廂中的一車廂為數據發送車廂時，另一車廂為數據接收車廂，其中，數據發送車廂為進行數據發送的車廂，數據接收車廂為進行數據接收的車廂，每節車廂能夠同時實現數據發送和數據接收；

所述車載交換機用于將數據信號通過調制解調模塊進行數據處理，并將數據發送至無線光頻通信雙模裝置；

所述無線光頻通信雙模裝置根據數據鏈路建立需求選擇數據發送方式是通過可見光或近紅外的方式進行發送，所述數據接收車廂根據數據發送方式選擇對應接收方式對數據進行接收，將接收到的數據進行解碼分析，將解碼分析獲得的數據發送給數據接收車廂的車載交換機，完成一次數據接收；

所述數據發送車廂與數據接收車廂間通過無線通信方式進行數據鏈路建立；

所述無線光頻通信雙模裝置包括：數據發送單元、數據接收單元和可見光通信設備；

所述數據發送單元包括：偏置單元、可見光通信單元和近紅外通信單元；

所述偏置單元用于將需要傳輸的數據經過偏置電路，并且根據數據鏈路建立的需求選擇通信方式為單模通信還是雙模通信，將數據發送；

所述可見光通信單元用于在有霧氣和灰塵的條件下，將數據通過長波和短波共用的方式進行穩定發送，設有可見光通信設備；

所述調制解調模塊包括調制解調單元、雙模發送雙模接收單元和轉發單元：

所述調制解調單元將需要發送的數據進行調制，并利用多種波段將數據傳輸至偏置單元；

所述雙模發送雙模接收單元用于進行數據的發送和收集，將收集的數據轉化為差分信號，將差分信號傳輸到轉發單元；

所述轉發單元用于對差分信號進行打包處理，并傳輸到數據接收車廂的車載交換機，完成一次數據接收；

所述可見光通信設備用于在車廂之間距離、轉彎角度在正常范圍內，不需要照明的數據傳輸，包括可見光束、二次光學和LED燈珠驅動電路；

數據發送車廂通過可見光束進行數據傳輸，所述二次光學用于調節光束角，得到最優通信數據鏈路，數據經調制解調模塊調制后加載到所述LED燈珠驅動電路，驅動燈珠發光，通過二次光學發射到數據接收車廂的接收裝置，數據接收車廂接收到數據后經過解調、編碼、轉發，完成數據通信；

每節車廂均設有所述可見光通信設備，進行無線數據發送，所述無線光頻通信雙模裝置設有雙模發送雙模接收單元，兩路使用不同波長光波的數據發送單元，所述偏置單元選擇通信方式為單模通信還是雙模通信，利用所述可見光通信設備在數據發送車廂和數據接收車廂之間進行數據通信；

調制解調單元將需要發送的數據調制后經過LED燈珠驅動電路將數據通過驅動燈珠發光得到多種波段傳輸至偏置單元，所述偏置單元根據數據通信的需求選擇通信方式為單通道還是雙通道發送方式，將數據通過通道發送至數據接收車廂；

列車在行駛過程中包括直線行駛和轉彎行駛兩種行駛狀態；

數據發送的最遠距離，根據公式：

其中，S_max為數據發送最遠距離，L為車鉤到車廂截面的距離，W為車廂寬度，A為數據接收車廂車鉤相對于數據發送車廂車鉤的旋轉角度，A/2為數據接收車廂相對于數據發送車廂的旋轉角度；

當符合可見光通信傳輸距離在±A/2的角度范圍內大于S_max值、可見光發送角度大于最大轉彎角度和可見光接收角度大于最大轉彎角度的條件時，數據傳輸最遠距離全面覆蓋直線行駛狀態和轉彎行駛狀態。

2.根據權利要求1所述的一種連掛列車車廂之間通信數據鏈路建立系統，其特征在于，所述可見光通信單元用于不同工作環境中大數據穩定發送和接收，所述可見光通信單元采用不同光波長的長波和短波共用的方式，對不同外部環境下的數據進行發送，包括紅外波段LED和LED燈珠；

所述紅外波段LED作為長波長鏈路發射源，其中LED燈珠選用藍光LED作為一種優選主波波段。