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1、(10)申请公布号 CN 103023526 A (43)申请公布日 2013.04.03 CN 103023526 A *CN103023526A* (21)申请号 201210526201.6 (22)申请日 2012.12.10 H04B 1/59(2006.01) (71)申请人 北京交大思诺科技有限公司 地址 100081 北京市海淀区大柳树路富海中 心 2 号楼富海大厦 1608 (72)发明人 不公告发明人 (54) 发明名称 频分多路容量倍增型地面应答器 (57) 摘要 本发明公开了一种频分多路容量倍增型地面 应答器， 涉及铁路行车安全领域， 包括 ： 现有地面 应答器中的原通。
2、信信道以及至少一个新增加的通 信信道 ； 所述新增加的通信信道用于向车载接收 设备传输控车所需的数据， 提高地面应答器的数 据容量， 使地面应答器与车载接收设备间的通信 数据量倍增。本发明提供的频分多路容量倍增型 地面应答器中新增加了通信信道， 多个通信信道 独立的并联工作， 能够将地面应答器的数据量扩 大， 同时该地面应答器中新增加的通信信道的传 输速率大大地提高， 从而进一步提高地面应答器 与车载接收设备之间的通信数据量， 从而保证了 列车控制系统能够安全、 可靠、 精确地控车， 进一 步保障了行车安全。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中。
3、华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 1/1 页 2 1. 一种频分多路容量倍增型地面应答器， 其特征在于， 所述地面应答器包括 ： 现有地面应答器中的原通信信道 ； 以及至少一个新增加的通信信道， 所述新增加的通信信道用于向车载接收设备传输控 车所需的数据， 提高地面应答器的数据容量， 使地面应答器与车载接收设备间的通信数据 量倍增。 2. 如权利要求 1 所述的地面应答器， 其特征在于， 所述地面应答器还包括 ： 频率合成模 块， 用于对收到的 27.095MHz 能量信号进行处理， 输出所述原通信信道与新增加的通信信 道所需要。
4、的载频。 3. 如权利要求 1 所述的地面应答器， 其特征在于， 所述新增加的通信信道包括 ： 数据存储模块， 用于存储需要传输给车载接收设备的数据 ； 调制模块， 用于对将要传输给车载接收设备的数据与所述新增加的通信信道的载频进 行调制处理 ； 信号传输模块， 用于通过发送线圈将调制处理后的信号传输给所述车载接收设备。 4.如权利要求3所述的地面应答器， 其特征在于， 所述调制模块具体采用相位键控PSK 进行调制。 5. 如权利要求 3 所述的地面应答器， 其特征在于， 所述信号传输模块的传输速率为 1.12Mbit/s 或 564.48kbit/s。 6. 如权利要求 1 所述的地面应答器。
5、， 其特征在于， 所述地面应答器还包括 ： 电能提取模块， 用于从收到的 27.095MHz 能量信号中提取所述原通信信道与新增加的 通信信道正常工作所需的电量 ； 启动控制模块， 用于分步启动所述原通信信道与新增加的通信信道。 权 利 要 求 书 CN 103023526 A 2 1/4 页 3 频分多路容量倍增型地面应答器 技术领域 0001 本发明涉及铁路行车安全， 适用于列车自动控制领域， 特别涉及一种频分多路容 量倍增型地面应答器。 0002 背景技术 0003 目前我国高速铁路， 控制列车的基本方法是 ： 采用 “欧洲” 应答器技术。该技术的 简要原理是 ： 地面的各种线路数据均由。
6、地面应答器存储， 如线路长度、 坡度、 弯道、 公里标、 换相点等等， 当列车驶入地面应答器的作用区域时， 列车向地面辐射 27MHz 的能量， 地面应 答器得到能量后， 立即将地面存储的线路数据以载频4.23M的FSK调频方式向机车传送。 列 车接收到地面的信息后， 经过放大、 解调、 译码最后再由列车控制系统实现自动控车。 0004 因此， 要想实现列车控制系统自动控车就离不开地面应答器与车载接收设备的通 信， 而随着列车行车速度的提高， 目前的地面应答器与车载接收设备之间的通信数据量的 太小， 已不能满足需要， 从而可能影响到列车控制系统能否安全、 可靠、 精确的控车， 进一步 影响行车。
7、安全。 0005 发明内容 0006 为了解决上述问题， 本发明提供了一种频分多路容量倍增型地面应答器， 可提高 地面应答器的数据容量， 从而增大面应答器与车载接收设备之间的通信数据量。 0007 一种频分多路容量倍增型地面应答器， 所述地面应答器包括 ： 现有地面应答器中的原通信信道 ； 以及至少一个新增加的通信信道， 所述新增加的通信信道用于向车载接收设备传输控 车所需的信息， 提高应答器的数据量， 使地面应答器与车载接收设备间的数据量倍增。 0008 本发明的有益效果在于 ： 本发明提供的频分多路容量倍增型地面应答器中多个通 信信道独立的并联工作， 能够将地面应答器的数据量扩大， 同时该。
8、地面应答器中新增加的 通信信道的传输速率大大地提高， 从而进一步提高地面应答器与车载接收设备之间的通信 数据量， 从而保证了列车控制系统能够安全、 可靠、 精确地控车， 进一步保障了行车安全。 0009 附图说明 0010 图 1 为本发明实施例提供的频分多路容量倍增型地面应答器的结构框图 ； 图 2 为本发明实施例提供的系统结构图示意图 ； 图 3 为本发明实施例提供的频分多路容量倍增型地面应答器详细原理框图。 具体实施方式 说 明 书 CN 103023526 A 3 2/4 页 4 0011 为使本发明的目的、 技术方案和优点更加清楚明确， 下面结合实施方式和附图， 对 本发明做进一步详。
9、细说明。 在此， 本发明的示意性实施方式及其说明主要用于解释本发明， 但并不作为对本发明的限定。 0012 本发明实施例提供了一种频分多路容量倍增型地面应答器， 如图 1 所示， 包括 ： 现 有地面应答器中的原通信信道， 以及至少一个新增加的通信信道， 所述新增加的通信信道 用于向车载接收设备传输控车所需的数据， 提高地面应答器的数据容量， 使地面应答器与 车载接收设备间的通信数据量倍增。 0013 本发明通过新增加至少一个通信信道实现了地面应答器数据容量的倍增， 从而使 地面应答器与车载接收设备之间的通信数据量倍增， 从而保证了列车控制系统能够安全、 可靠、 精确地控车， 进一步保障了行车。
10、安全。 0014 当列车驶入本发明实施例所保护的频分多路容量倍增型地面应答器的作用区域 时， 列车上的车载接收设备通过车载天线向下辐射 27.095MHz 能量信号来激活该地面应答 器， 该地面应答器被激活后， 其内部的各个通信信道独立向车载接收设备传输控车所需的 数据， 车载接收设备中的各个通信信道对上述数据进行处理， 再发送给列车控制系统 ； 例 如， 若该地面应答器中包含有通信信道 A 与通信信道 B， 具体的， 如图 2 所示 ； 进一步的， 如图 3 所示， 本发明实施例中的地面应答器还包括频率合成模块， 用于对 收到的 27.095MHz 能量信号进行处理， 输出上述原通信信道与新。
11、增加的通信信道所需要的 载频 ； 其中由于原通信信道即为现有应答器中的通信信道， 因此原通信信道需要的载频为 4.23MHz ； 而由于具体是因为本发明所保护的地面应答器的能量是由车载接收设备辐射的 27.095MHz 的能量信号提供的， 因此 27.095MHz 即是能量又是标准时钟， 所以通过计算可以 知道新增加的通信信道可用的频点为 13.54MHz、 9.032MHz、 6.77MHz ； 具体的， 如果当该地 面应答器中只有一个新增加的通信信道时， 优选的该通信信道需要的载频为 9.032MHz， 这 是因为 13.5MHz 距离 27.095MHz 较近， 容易受到较强的 27.0。
12、95MHz 干扰， 而 6.77MHz 距离 4.23MHz 较近， 则两信道之间的间隔较小， 对车载接收设备会提出滤波器 “矩形系数” 的严格 要求， 会增加接收设备的难度和成本， 因此可知 9.032MHz 是最优的频点。 0015 进一步的， 本发明实施例中的新增加的通信信道具体包括 ： 数据存储模块， 用于存储需要传输给车载接收设备的数据 ； 调制模块， 用于对将要传输给车载接收设备的数据与所述通信信道的载频进行调制处 理 ； 信号传输模块， 用于通过发送线圈将所述经过调制处理后的信号传输给车载接收设 备 ； 具体的， 在本发明实施例中， 新增加的通信信道中的调制模块采用相位键控 PS。
13、K 进行 调制处理， 而原通信信道中仍采用频移键控 FSK 进行调制处理， 这样本发明实施例中的频 分多路容量倍增型地面应答器采用双制式的方式对传输给车载接收设备的数据进行调制 处理 ； 而新增加的通信信道中之所以采用相位键控 PSK 进行调制处理， 这是因为 PSK 与 FSK、 ASK 相比， 不仅具有较高的抗噪声性能， 并且其占用带宽较小， 能有效的利用信道的频 带资源 ； 若在相同误码率的条件下， 在信噪比的要求上 PSK 的抗干扰能力， 要优于 FSK2 倍， 优于 ASK 4 倍 ； 并且在 PSK、 FSK 与 ASK 这 3 种调制方式中， 从地面应答器这方面考虑， PSK 与。
14、 ASK 最简单、 单一频点、 占用带宽较小、 发射的能量集中、 功耗最小。若采用调频就需要两 说 明 书 CN 103023526 A 4 3/4 页 5 个频点占用较大的带宽， 功耗是 PSK 的 2 倍 ； 从车载设备这方面考虑， 实现的技术难度及成 本 PSK=FSK， 甚至比 FSK 略简单， ASK 和 FSK 禁用的理由主要是抗干扰能力不行， 制定标准必 须考虑未来 500km/h 条件下的应用 ； 具体的， 由于新增加的通信信道的载频为 9.032MHz， 且其采用相位键控 PSK 进行调制 处理， 因此可以大大地提高该通信信道的传输速率， 理论上的最高传输速率为 9.032M。
15、bit/ s， 而由于在实际应用中受到滤波器水平的限制， 本发明实施例中的信号传输模块使用的传 输速率为 1.12Mbit/s 或 564.48kbit/s， 比现有应答器中的通信信道的传输速率要快很多， 所以随着传输速率的提高， 该地面应答器传输的数据量也成倍的提高， 从而实现了地面应 答器与车载接收设备间的通信数据量的倍增。 0016 进一步的， 本发明实施例中的频分多路容量倍增型地面应答器还包括电能提取模 块与启动控制模块， 其中电能提取模块用于从收到的 27.095MHz 能量信号中提取原通信信 道与新增加的通信信道正常工作所需的电量， 启动控制模块用于分步启动上述原通信信道 与新增加。
16、的通信信道 ； 由于本发明中的地面应答器工作所需的电量是从车载设备辐射的 27.095MHz 能量信 号是获取的， 而由于新增加了通信信道后， 功耗会增加， 使原通信信道与新增加的通信信道 因为能量竞争而导致地面应答器的延迟启动， 导致不满足既有的技术条件， 因此为了避免 上述问题的产生， 本发明中的启动控制模块需要分步启动原通信信道与新增加的通信信 道， 即为先启动原通信信道， 待能量增加后再启动新增加的通信信道 ； 具体由于新增加的通 信信道采用低压、 高速、 微功耗器件， 因此根据不同的电路器件所需的工作电压高低不同来 进行能量分组供电， 从而合理分配资源， 例如 ： 本发明的新增加的通。
17、信信道采用 PSK 调相制 就比现有的通信信道的 FSK 调频制节省一倍的能量因此该地面应答器得到能量后先启动 原通信信道， 再启动新增加的通信信道不会对双方造成影响。 0017 进一步的， 本发明实施例中的新增加的通信信道还包括滤波模块， 用于加大对所 述原通信信道的信号衰减， 阻止信道之间工作时的相互串扰， 具体通过将新增加的通信信 道的接收滤波器的 “幅 - 频” 特性曲线设计成较陡峭的 “矩形系数” 来实现 ； 在本发明实施例中， 若本发明所述的地面应答器只新增一个通信信道， 则可以利用现 有地面应答器中的 A5 接口， 扩展 A5 接口向上通信的能力， 其中 A5 接口是指采用电磁感。
18、应 方式对无源应答器的报文编程写入或对有源应答器的默认报文编程写入时的接口 ； 而为了 保证该新增加的信道中的信号上行发送与既有的下行编程写入报文的相互不发生关系， 互 不影响， 所以在本实施例中， 当编程写入时， 编程线圈是小线圈接收， 当信号上行发射时， 是 大线圈发送， 两者一个是 “差模” 信号， 一个是 “共模” 信号， 彼此不发生电磁耦合， 一个是大 环， 另一个是小环 , 面积差别较大也不发生电磁耦合 ； 一个是上行信号， 一个是下行信号能 量级别相差较大无法耦合， 所以互无不影响。 0018 本发明所要求保护的频分多路容量倍增型地面应答器的工作原理具体为 ： 当机车 驶入该地面。
19、应答器的作用区域时， 车载接收天线发出的 27.095MHz 能量信号， 地面应答器 的接收线圈接收上述 27.095MHz 的能量信号， 通过电能提取模块获得地面应答器正常工作 所述的电量， 同时地面应答器中的频率合成模块依据上述 27.095MHz 的能量信号产生原 通信信道与新增加的通信信道所需的载频， 并且启动控制模块分步启动两个通信信道独立 的工作， 即先启动的通信信道， 再启动新增加的通信信道 ； 以新增加的通信信道为例进行说 说 明 书 CN 103023526 A 5 4/4 页 6 明 ： 读出新增加的通信信道的数据存储模块中存储的数据， 通过调制模块将读出的数据与 该通信信。
20、道的载频进行相位调制 (PSK) 处理， 最后通过信号传输模块和地面应答器的发送 线圈向车载接收设备辐射调制处理后的信号。 0019 本发明提供的频分多路容量倍增型地面应答器中多个通信信道独立的并联工作， 能够将地面应答器的数据量扩大， 同时该地面应答器中新增加的通信信道的传输速率大大 地提高， 从而进一步提高地面应答器与车载接收设备之间的通信数据量， 从而保证了列车 控制系统能够安全、 可靠、 精确地控车， 进一步保障了行车安全。 0020 总之， 对所公开的实施例的上述说明， 使本领域专业技术人员能够实现或使用本 发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的， 本文中所 定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。 因此， 本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特 点相一致的最宽的范围。 说 明 书 CN 103023526 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103023526 A 7 2/2 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 103023526 A 8 。