一种CTCS-3列控车载GSM-R无线通信电台的制作方法

本发明涉及一种ctcs-3列控车载gsm-r无线通信电台。

背景技术：

gsm-r无线通信电台是ctcs-3列车运行控制系统子系统atp(列车自动防护)的重要组成部分，是实现车地之间可靠、双向通信的核心部分。gsm-r无线通信电台承载的电路域数据业务实现了ctcs-3列控信息的接收与发送。目前中国ctcs-3列控车载gsm-r无线通信电台仅支持电路域数据(csd)业务，仅满足列车自动防护功能(atp)的需求，随着中国ctcs-3列控的发展，ctcs-3列控不仅要满足atp的电路域数据业务需求，还必须满足列车自动运行功能(ato)的分组域数据业务(gprs)。不仅如此，列控系统厂商还要求做到对列控车载gsm-r无线通信电台运营过程中的空口信令及用户的业务数据进行实时跟踪保存以及在保持gsm-r无线通信电台供电的情况下，可灵活的对其内部模块进行开/关电处理，ato与atp业务在运行过程中出现故障可再灵活配置，目前的gsm-r无线通信电台还不能满足以上需求。

技术实现要素：

本发明目的是为了解决现有技术中ctcs-3列控车载无线通信电台不能同时满足列车自动运行功能(ato)和列车自动防护功能(atp)的问题，提出一种ctcs-3列控车载gsm-r无线通信电台。

本发明提出的一种ctcs-3列控车载gsm-r无线通信电台，包括：三个独立的无线传输单元，每个所述无线传输单元包括电源模块、gsm-r通信模块、转换单元和背板，所述电源模块通过所述背板连接并供电给所述gsm-r通信模块和所述转换单元，所述转换单元通过所述背板连接并转换传送所述gsm-r通信模块与车载设备之间的信号；任意两个所述gsm-r通信模块被分别配置为支持csd方式的数据收发通道，其余一个所述gsm-r通信模块被配置为支持gprs方式的数据收发通道。

优选地，被配置为支持csd方式的数据收发通道的两个所述gsm-r通信模块，其中一个所述gsm-r通信模块被上位机设为主通信模块，另一个所述gsm-r通信模块为辅助通信模块，用于当所述主通信模块出现故障时，所述辅助通信模块自动转换为主通信模块；所述主通信模块和辅助通信模块均可通过at命令被配置为支持gprs方式的数据收发通道；被配置为支持gprs方式的数据收发通道的所述gsm-r通信模块可通过at命令被配置为支持csd方式的数据收发通道。

优选地，所述电源模块包括两路输出，一路输出通过背板连接并供电给所述gsm-r通信模块，另一路输出通过背板连接并供电给所述转换单元。

优选地，所述gsm-r通信模块包括无线通信处理单元、rf连接器、te接口连接器、维护接口和sim卡连接器；所述无线通信处理单元用于对收发信号进行处理，所述rf连接器用于连接天线以接收射频信号，所述te接口连接器用于将所述gsm-r通信模块与所述转换单元连接；所述维护接口用于升级gsm-r通信模块以及下载gsm-r通信模块运行的log信息；所述sim卡连接器用于安装gsm-rsim卡以将所述gsm-r通信模块与gsm-r网络连接。

优选地，所述无线通信单元包括电源管理芯片、基带处理芯片和射频处理模块，所述电源管理芯片用于所述无线传输单元的电源管理，所述基带处理芯片用于信息处理，所述射频处理模块用于信息发送及接收。

优选地，所述无线通信处理单元还包括mcp存储器和emmc，所述mcp存储器用于存储所述车载gsm-r无线通信电台正常运行的程序和中间数据；所述emmc用于存储所述gsm-r通信模块运行的实时log信息。

优选地，所述log信息包括所述gsm-r通信模块运行状态信息、所述ctcs-3列控车载gsm-r无线通信单元的用户数据以及gsm-r系统的空口信令。

优选地，所述转换单元包括96pin接口、数据接口和拨档开关，所述96pin接口用于转换及传送车载设备与所述gsm-r通信模块之间的信号；所述数据接口用于实现车载atp/ato系统和地面设备无线数据传输；所述拨档开关用于单独控制所述gsm-r通信模块的电源开关的开与关。

优选地，所述gsm-r通信模块还包括提升射频抗干扰性能的前端系统，用于提升ctcs-3列控车载gsm-r无线通信电台的抗阻塞、互调等射频抑制能力。

优选地，所述gsm-r通信模块还包括led指示灯，用于显示gsm-r通信模块的运行状态。

本发明提供的一种ctcs-3列控车载gsm-r无线通信电台，包括有三个独立的无线传输单元，通过将其中两个配置为支持csd方式的数据收发模式，其余一个配置为支持gprs方式的数据收发模式，实现无线通信电台可同时承载atp业务及ato业务的功能；每个无线传输单元均有独立的电源，可以单独对每个无线传输单元进行断电操作，方便日常维护。

附图说明

图1是本发明ctcs-3列车车载gsm-r无线通信电台的结构示意图。

图2是本发明实施例中的gsm-r通信模块的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明作进一步详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

参照以下附图，将描述非限制性和非排他性的实施例，其中相同的附图标记表示相同的部件，除非另外特别说明。

本实施例提出一种ctcs-3列控车载gsm-r无线通信电台(以下简称电台或无线通信电台)，包括三个独立的无线传输单元，如图1所示，每个无线传输单元均包括电源模块1、gsm-r通信模块2、转换单元3和背板；其中两个gsm-r通信模块被配置为支持承载列车自动防护功能(atp)的业务，即支持电路域数据业务(csd)方式的数据收发，其余一个gsm-r通信模块被配置为支持承载列车自动运行功能(ato)的业务，即支持分组域数据业务(gprs)方式的数据收发，上位机通过at命令进行上述不同业务的配置。背板用于为电源模块1、gsm-r通信模块2及转换单元3之间的数据交换提供交换通道。在三个独立的无线传输单元内，每个电源模块1均通过背板连接并供电给对应的gsm-r通信模块2和转换单元3，可以保证在电台不断电的情况下，可单独对任意一个无线传输单元进行断电操作，而不影响其他无线传输单元的工作。转换单元3通过背板连接并转换传送gsm-r通信模块2与车载设备之间的信号，即转换单元3可以实现车载atp/ato系统与gsm-r通信模块2接口之间的信号电平转换，将车载atp和/或ato系统的rs422接口转换成与gsm-r通信模块2正常通信的ttl串口。转换单元3对外通信接口包括数据接口31和96pin接口，gsm-r通信模块2上设有te接口连接器(96pin接口连接器)，gsm-r通信模块2通过96pin接口中的9线串口与转换单元3连接，并通过96pin接口中的12v和5v引脚从电源模块1获取工作电源；转换单元3设有拨档开关，用于单独控制上述gsm-r通信模块的12v和5v开关电源的开与关。车载atp/ato系统通过数据接口与地面设备实现无线数据传输，数据接口31为26pinhd-d-subfemale接口。

如图2所示，gsm-r通信模块包括无线通信处理单元、rf连接器、te接口连接器、sim卡连接器和维护接口等；无线通信处理单元用于对发射与接收到的信号进行处理，rf连接器用于连接天线以接收射频信号，te接口连接器用于将gsm-r通信模块与电源模块及转换单元连接；维护接口用于升级gsm-r通信模块以及下载gsm-r通信模块运行的实时log信息；sim卡连接器用于安装gsm-rsim卡以将gsm-r通信模块与gsm-r网络连接，实现电路域和分组域数据业务。其中，无线通信处理单元包括电源管理芯片、基带处理芯片和射频处理模块等；电源管理芯片用于无线传输单元的电源管理，基带处理芯片用于信息处理，射频处理模块用于信息发送及接收。无线通信处理单元还包括mcp存储器(norflash&sdarm)和emmc；mcp存储器用于存储车载gsm-r无线通信电台正常运行的程序和中间数据；emmc用于存储gsm-r通信模块2运行的实时log信息，可实时对车载gsm-r无线通信电台运行过程中的用户数据、gsm-r通信模块运行状态及gsm-r系统的um(空口)信令进行保存；当gsm-r通信模块2发生业务异常时，可将上述log信息通过调试接口导出，便于对故障进行准确定位和分析，极大方便了铁路gsm-r无线通信的维护工作。其中，gsm-r通信模块运行状态包括gsm-r通信模块的场强大小、小区切换是否成功、当前服务小区及邻区信息、gsm-rsim卡是否有效等；gsm-r通信模块运行的log信息包括物理层、数据链路层、移动管理、呼叫控制、无线资源、移动网络层、gsm-rsim卡和at层等信令信息。

进一步地，gsm-r通信模块还包括状态指示灯，用于显示gsm-r通信模块的运行状态。gsm-r通信模块还设有射频前端系统，可以提升gsm-r通信模块的阻塞抑制、互相抑制、宽带信号抑制能力，进而提升电台的抗干扰能力。

在本实施例中，两个支持csd方式的数据收发的gsm-r通信模块，一个为主通信模块，一个为辅助通信模块，主、辅通信模块的确定由上位机进行选择，选定一个主通信模块后另一个即为辅助通信模块，主、辅通信模块与上位机的接口完全一致，并同时建立连接并同时传输数据，当主通信模块发生故障时，上位机自动将辅助通信模块转为主通信模块。

电源模块1包括两路输出，即将外部66v-160v的直流电压转化为+12v和+5v的直流电压，一路输出通过背板连接并供电给gsm-r通信模块2，另一路输出通过背板连接并供电给转换单元3，两路电压均预留了连接。

车载atp系统通过在数据接口发送at命令及流控信号将gsm-r通信模块2配置为支持atp或ato业务，在atp或ato业务运行过程中出现故障时，可实现灵活配置。若支持ato业务的无线传输单元在运行过程中损坏，则上位机可将支持atp业务的两个无线传输单元中的任意一个通过at命令配置为支持ato业务。其操作为：车载atp/ato系统通过转换单元的数据接口上的流控信号将电路域数据业务断开，车载atp系统将dtr设为高电平，gsm-r通信模块检测到dtr的状态，自动挂断电路域数据业务，gsm-r通信模块退出数据模式，进入at命令模式，车载ato系统可通过配置ato业务的at命令，使gsm-r通信模块承载ato业务。其中，上位机将atp业务配置为ato业务的at命令为：

at+cgatt＝1

at+cgdcont＝1,"ip","bjthy",0,0

at+cgeqreq＝1,1,64,64,4,4,0,1500,"1e4","1e5",0,0,1

at+cgact＝1,1

at+cgreg？

at+cgdata＝"ppp",1

若支持atp业务的无线传输单元在运行过程中损坏，则上位机可将支持ato业务的无线传输单元通过at命令配置为支持atp业务。其操作为：车载atp系统断开tcp/ip连接，向gsm-r通信模块发起点对点协议(ppp)连接断开，ppp断开成功后，将流控信号dcd拉高，车载ato系统检测dcd的状态，gsm-r通信模块退出数据模式，进入at命令模式，此时，车载atp系统可通过配置atp业务的at命令，使得gsm-r通信模块承载atp业务。其中，上位机将ato业务配置为atp业务的at命令为：

at+cbst＝70,0,0

at+cops＝1,2,"46020"

atd*751#92410102

尽管已经描述和叙述了被看作本发明的示范实施例，本领域技术人员将会明白，可以对其做出各种改变和替换，而不会脱离本发明的精神。另外，可以做出许多修改以将特定情况适配到本发明的教义，而不会脱离在此描述的本发明中心概念。所以，本发明不受限于在此披露的特定实施例，但本发明可能还包括属于本发明范围的所有实施例及其等同物。