CN105591731B - 一种有源应答器的dbpl解码方法 - Google Patents
一种有源应答器的dbpl解码方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种有源应答器的DBPL解码方法，涉及有源应答器的DBPL解码技术领域。包括以下步骤：1）根据系统时钟信号的上升沿，提取延时信号；2）提取DBPL码元的边沿采集信号；3）对边沿采集信号的边沿脉冲进行采集，提取单稳态信号；4）根据输出的单稳态信号，提取占空比为50%的同步时钟信号；5）在同步时钟信号的上升沿提取DBPL码元的一级延时L1和二级延时L2信号，再对一级延时L1和二级延时L2信号进行同或解码，从而提取出解码数据。本发明采用同或解码提取出解码数据，输出正确的可变报文信息，提高有源应答器的正确解码能力，进而提高抗干扰能力。
Description
技术领域
本发明涉及有源应答器的DBPL解码技术领域。
背景技术
为了保证我国铁路运输安全，满足互通运营需求，适应铁路建设发展战略的实施，铁路总公司颁发了中国列车运行控制系统CTCS技术规范，其中CTCS-1、CTCS-2、CTCS-3级均明确要求在地面设置点式应答器，在机车上安装查询装置BTM。应答器系统已经成为我国铁路改造和建设不可缺少的重要设备。
有源应答器作为应答器系统的重要组成部分，通过空气接口将地面实时信息传送给车载设备。有源应答器与地面电子单元（LEU）通过一对应答器专用屏蔽双绞线电缆连接，该电缆中传送的信号为8.82kHz正弦信号叠加DBPL编码的数据，8.82KHz由有源应答器硬件电路用于能量的提取，而DBPL编码数据则需进行报文解码输出可变报文。在干扰比较强的电气化铁路中，如何保证正确解码、输出正确报文信息在实际应用中起到至关重要的作用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有源应答器的DBPL解码方法，通过产生单稳态信号来提取码元同步时钟，输出解码数据，用于恢复可变报文信息，提高有源应答器的正确解码能力，进而提高抗干扰能力。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种有源应答器的DBPL解码方法，包括以下步骤：
1）根据系统时钟信号的上升沿，提取延时信号，即提取DBPL码元的一级延时S1和二级延时S2信号；
2）将上述两级延时信号S1、S2进行异或，从而提取DBPL码元的边沿采集信号；
3）对边沿采集信号的边沿脉冲进行采集，提取单稳态信号；
4）根据输出的单稳态信号，提取占空比为50%的同步时钟信号；
5）在同步时钟的上升沿提取DBPL码元的一级延时L1和二级延时L2信号，再对一级延时L1和二级延时L2信号进行同或解码，从而提取出解码数据。
进一步优化的技术方案为所述步骤3）中的单稳态信号的单稳态高电平保持时间为T1，且大于半个DBPL码元周期小于一个DBPL码元周期， DBPL码元的周期为T2。
进一步优化的技术方案为所述步骤4）中同步时钟信号与DBPL码元同步。
进一步优化的技术方案为所述步骤5）解码数据根据DBPL码元性质进行同或解码得出，即DBPL码元为0或1均是与前一个DBPL码元比较得出的，故DBPL解码先设定第一个DBPL码元为基准DBPL码元，定为X，其后DBPL码元跳变与其一致则为1，相反则为0。
进一步优化的技术方案为所述步骤1）中的系统时钟采用9MHz时钟。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过对DBPL码元跳变沿的采集，提取出单稳态信号，进而确定同步时钟，在同步时钟的上升沿提取DBPL码元的一级延时L1和二级延时L2信号，再对一级延时L1和二级延时L2信号进行同或解码，从而提取出解码数据，输出正确的可变报文信息，提高有源应答器的正确解码能力，进而提高抗干扰能力。
附图说明
图1是本发明原理框图；
图2是本发明边沿采集信号提取时序图；
图3是本发明单稳态信号提取时序图；
图4是本发明同步时钟提取时序图；
图5是本发明DBPL同或解码时序图；
图6是本发明DBPL编码原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明是一种有源应答器的DBPL解码方法，包括以下步骤：
1）根据系统时钟信号的上升沿，提取延时信号，即提取DBPL码元的一级延时S1和二级延时S2信号；
2）将上述两级延时信号S1、S2进行异或，从而提取DBPL码元的边沿采集信号；
3）对边沿采集信号的边沿脉冲进行采集，提取单稳态信号；
4）根据输出的单稳态信号，提取占空比为50%的同步时钟信号；
5）在同步时钟的上升沿提取DBPL码元的一级延时L1和二级延时L2信号，再对一级延时L1和二级延时L2信号进行同或解码，从而提取出解码数据。
进一步优化的技术方案为所述步骤3）中的单稳态信号的单稳态高电平保持时间为T1，且大于半个DBPL码元周期小于一个DBPL码元周期， DBPL码元的周期为T2。
进一步优化的技术方案为所述步骤4）中同步时钟信号与DBPL码元同步。
进一步优化的技术方案为所述步骤5）解码数据根据DBPL码元性质进行同或解码得出，即DBPL码元为0或1均是与前一个DBPL码元比较得出的，故DBPL解码先设定第一个DBPL码元为基准DBPL码元，定为X，其后DBPL码元跳变与其一致则为1，相反则为0。
进一步优化的技术方案为所述步骤1）中的系统时钟采用9MHz时钟。
如图2所示，边沿采集信号主要为DBPL编码数据跳变沿（上升沿和下降沿）采集，采集的结果为在DBPL的跳变沿输出高脉冲。
如图3所示，单稳态信号的产生即当单稳态信号在原态（逻辑0）时检测到DBPL边沿脉冲到来，则信号状态发生反转（由逻辑0变为逻辑1），保持一定时间后回到原态，在逻辑1保持期间不检测是否有DBPL边沿脉冲，其中逻辑1保持时间T1即为单稳态高电平保持时间，其大于半个DBPL码元周期小于一个DBPL码元周期；T2即为DBPL码元的周期。从而提取的单稳态信号与DBPL数据速率相同，占空比大于50%的周期性信号。
如图4所示，同步时钟信号的提取是根据单稳态信号的稳定频率，产生同频率但占空比为50%的信号，即DBPL数据的同步时钟信号。
如图5所示，DBPL解码部分主要采用的方法为同或解码，即在在同步时钟的上升沿提取DBPL码元的一级延时L1和二级延时L2信号，得到的两级延时信号进行同或完成解码。根据DBPL码元性质，码元为0或1均是与前一个码元比较得出的，故DBPL解码先设定第一个码元为基准码元，定为X，其后码元跳变与其一致则为1，相反则为0。图5中由于时序采集的原因，解码结果舍去基准码元X和其后第一个码元，但由于应答器报文发送是循环无缝发送的，解码也是在报文发送过程中一直进行的，故此舍去不会造成报文数据丢失，此解码方法通过FPGA实现。
如图6所示，DBPL码是由绝对双相码经差分变换得到的相对于输入的NRZ波形的差分码。 其编码原理如图6所示：每一个比特用两个状态表示，第一种状态表示的是码元内的相位变化，从‘1’到‘0’用‘A’表示，从‘0’到1’用‘B’表示；第二种状态用以比较当前码元与之前码元， 相等表示为‘1’，不等表示为‘0’。
Claims (5)
1.一种有源应答器的DBPL解码方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)根据系统时钟信号的上升沿，提取延时信号，即提取DBPL码元的一级延时S1和二级延时S2信号；
2)将一级延时S1和二级延时S2信号进行异或，并根据DBPL编码数据跳变沿提取DBPL码元的边沿采集信号；
3)对边沿采集信号的边沿脉冲进行采集，提取单稳态信号；其中，所述对边沿采集信号的边沿脉冲进行采集，提取单稳态信号，包括：当检测到边沿采集信号的边沿脉冲到来时，将单稳态信号的状态反转，并在预设时间内保持反转的状态，在预设时间后将单稳态信号的状态返回原态；
4)根据输出的单稳态信号的稳定频率，提取占空比为50％的同步时钟信号；
5)在同步时钟的上升沿提取DBPL码元的一级延时L1和二级延时L2信号，再对一级延时L1和二级延时L2信号进行同或解码，从而提取出解码数据。
2.根据权利要求1所述的一种有源应答器的DBPL解码方法，其特征在于：所述步骤3)中的单稳态信号的单稳态高电平保持时间为T1，且大于半个DBPL码元周期小于一个DBPL码元周期，DBPL码元的周期为T2。
3.根据权利要求1所述的一种有源应答器的DBPL解码方法，其特征在于：所述步骤4)中同步时钟信号与DBPL码元同步。
4.根据权利要求1所述的一种有源应答器的DBPL解码方法，其特征在于：所述步骤5)解码数据根据DBPL码元性质进行同或解码得出，即DBPL码元为0或1均是与前一个DBPL码元比较得出的，故DBPL解码先设定第一个DBPL码元为基准DBPL码元，定为X，其后DBPL码元跳变与其一致则为1，相反则为0。
5.根据权利要求1所述的一种有源应答器的DBPL解码方法，其特征在于：所述步骤1)中的系统时钟采用9MHz时钟。
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