CN109150232A - 应答器系统及其通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种应答器系统及其通信方法，该应答器系统包括：应答器主机，包括：第一信号发射模块，用于将查询信号调制到第一频率的载波信号上，得到调制后载波信号并作为第一载波信号，并对第一载波信号进行发射处理；第二信号接收模块，用于接收轨旁应答器发射的第二频率的载波信号并作为第二载波信号，并对第二载波信号进行模数转换，以及将模数转换得到的数字信号发送至控制模块，以使控制模块将数字信号发送至车载列车自动控制系统主机，其中，第一频率和第二频率不相同。通过本发明能够有效避免收发信号之间串扰，提升应答器系统电磁传输的抗干扰性能，且提升应答器系统的应答性能。

Description

应答器系统及其通信方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种应答器系统及其通信方法。

背景技术

根据应答器系统的工作原理，其用于向列车车载ATP主机提供列车运行控制信息。应答器系统一般包括：应答器主机、应答器天线，以及轨旁应答器，其中，轨旁应答器设置在铁路轨道上，而应答器主机和应答器天线为车载设备，应答器主机可以设置在车载机柜中，应答器天线放置在列车底部，与轨旁应答器正对。轨旁应答器和应答器主机的报文传输是通过空气中的磁场耦合完成的。

相关技术中，应答器系统的收发信号之间易产生串扰，电磁传输的抗干扰性能不佳。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种应答器系统，能够有效避免收发信号之间串扰，提升应答器系统电磁传输的抗干扰性能，且提升应答器系统的应答性能。

本发明的另一个目的在于提出一种应答器主机。

本发明的另一个目的在于提出一种轨旁应答器。

本发明的另一个目的在于提出一种应答器系统的通信方法。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的应答器系统，包括：应答器主机，所述应答器主机包括：控制模块，用于生成查询信号，所述查询信号用于对轨旁应答器进行激活；第一信号发射模块，用于将所述查询信号调制到第一频率的载波信号上，得到调制后载波信号并作为第一载波信号，并对所述第一载波信号进行发射处理；第二信号接收模块，用于接收所述轨旁应答器发射的第二频率的载波信号并作为第二载波信号，并对所述第二载波信号进行模数转换，以及将模数转换得到的数字信号发送至所述控制模块，以使所述控制模块将所述数字信号发送至车载列车自动控制系统主机；振荡器，用于产生所述第一频率的载波信号和/或所述第二频率的载波信号；所述轨旁应答器，用于在接收所述第一载波信号时触发进入激活状态，并在处于所述激活状态时，将其内存储的应答器报文调制到所述第二载波信号上，并对所述第二载波信号进行发射处理；其中，所述第一频率和所述第二频率不相同。

本发明第一方面实施例提出的应答器系统，应答器主机中的第一信号发射模块发射第一频率的载波信号，而第二信号接收模块接收轨旁应答器发射的第二频率的载波信号，由于第一频率和第二频率不相同，因此，能够有效避免收发信号之间串扰，提升应答器系统电磁传输的抗干扰性能，且提升应答器系统的应答性能。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的应答器主机，包括：第一方面实施例中的应答器主机。

本发明第二方面实施例提出的应答器主机，应答器主机中的第一信号发射模块发射第一频率的载波信号，而第二信号接收模块接收轨旁应答器发射的第二频率的载波信号，由于第一频率和第二频率不相同，因此，能够有效避免收发信号之间串扰，提升应答器主机电磁传输的抗干扰性能，且提升应答器主机的应答性能。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出的轨旁应答器，包括：第一方面实施例中的轨旁应答器。

本发明第三方面实施例提出的轨旁应答器，在接收第一载波信号时触发进入激活状态，并在处于激活状态时，将其内存储的应答器报文调制到第二载波信号上，并对第二载波信号进行发射处理，由于第一频率和第二频率不相同，因此，能够有效避免收发信号之间串扰，提升轨旁应答器电磁传输的抗干扰性能，且提升轨旁应答器的应答性能。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出的应答器系统的通信方法，包括：生成查询信号，所述查询信号用于对轨旁应答器进行激活；将所述查询信号调制到第一频率的载波信号上，得到调制后载波信号并作为第一载波信号，并对所述第一载波信号进行发射处理；在接收所述第一载波信号时触发进入激活状态，并在处于所述激活状态时，将其内存储的应答器报文调制到所述第二载波信号上，并对所述第二载波信号进行发射处理；其中，所述第一频率和所述第二频率不相同；接收所述轨旁应答器发射的第二频率的载波信号并作为第二载波信号，并对所述第二载波信号进行模数转换，以及将模数转换得到的数字信号发送至控制模块，以使所述控制模块将所述数字信号发送至车载列车自动控制系统主机。

本发明第四方面实施例提出的应答器系统的通信方法，通过发射第一频率的载波信号，而接收轨旁应答器发射的第二频率的载波信号，由于第一频率和第二频率不相同，因此，能够有效避免收发信号之间串扰，提升应答器系统电磁传输的抗干扰性能，且提升应答器系统的应答性能。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一实施例提出的应答器系统的结构示意图；

图2是本发明另一实施例提出的应答器系统的结构示意图；

图3是本发明一实施例提出的应答器系统的通信方法的流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。

图1是本发明一实施例提出的应答器系统的结构示意图。

参见图1，该系统包括：应答器主机101和轨旁应答器102。

其中，应答器主机101包括：

控制模块1011，用于生成查询信号，查询信号用于对轨旁应答器102进行激活。

根据应答器系统100的工作原理，当有列车经过轨旁应答器102上方时，列车上的应答器主机101通过应答器天线发出的一定频率的载波为轨旁应答器102提供产生电源的电磁场。轨旁应答器102接收到该一定频率的载波，通过电磁耦合将磁能转化为电能，进入激活状态。轨旁应答器102激活后向应答器主机101发送应答器报文，应答器报文中包括与列车的行车安全有关的安全信息，其报文内容具体包括：应答器链接信息、重定位信息、线路坡度、速度、等级转化、通信会话管理，以及无线网络注册信息等。应答器主机101接收到这些信息，通过车载ATP主机保证列车的行车安全。

在本发明的实施例中，该查询信号用于对轨旁应答器102进行激活，其中，应答器主机101通过该查询信号探测列车行驶轨道上的轨旁应答器102，具体地，应答器主机101可以以预设周期输出该查询信号，在探测到列车行驶轨道上的轨旁应答器102时，可以基于该查询信号对轨旁应答器102进行激活。

第一信号发射模块1012，用于将查询信号调制到第一频率的载波信号上，得到调制后载波信号并作为第一载波信号，并对第一载波信号进行发射处理。

可选地，一些实施例中，参见图2，第一信号发射模块1012，包括：

第一模数转换器10121，用于将查询信号转换为模拟信号。

第一混频器10122，基于第一混频器10122将模拟信号调制到第一频率的载波信号上，得到第一载波信号。

第一功率放大器10123，用于对第一载波信号的功率进行放大处理。

第一滤波器10124，用于对功率放大处理后的第一载波信号中的噪声信号进行滤除处理。

第一发射天线10125，用于对噪声滤除处理后的第一载波信号进行发射处理。

在本发明的实施例中，第一频率可以为125KHz，对此不作限制。

在本发明的实施例中，高频的载波信号在可导媒介中的穿透距离较长，数据传输速率高，环境敏感性弱，因此，通过将查询信号调制到125KHz高频的载波信号上，得到调制后载波信号并作为第一载波信号，并对第一载波信号进行发射处理，能够提升应答器系统100的整体工作性能。

进一步地，在本发明的实施例中，第一信号发射模块1012以预设周期对第一载波信号进行发射处理，在轨旁应答器102进入激活状态时，第一信号发射模块1012可以停止发射第一载波信号，有效节省应答器系统100的能量消耗，避免信号串扰。

第二信号接收模块1013，用于接收轨旁应答器102发射的第二频率的载波信号并作为第二载波信号，并对第二载波信号进行模数转换，以及将模数转换得到的数字信号发送至控制模块1011，以使控制模块1011将数字信号发送至车载列车自动控制系统Automatic Train Protection主机。

在本发明的实施例中，第二频率可以为27MHz，对此不作限制。

在本发明的实施例中，低频的载波信号在可导媒介中的信噪比较低，环境敏感性强，因此，第二信号接收模块1013接收轨旁应答器102发射的第二频率的载波信号并作为第二载波信号，其中，第二载波信号上调制有轨旁应答器102内存储的应答器报文，通过接收轨旁应答器102发射的低频的载波信号，且发射高频的载波信号，因此，能够有效避免收发信号之间串扰，提升应答器系统100电磁传输的抗干扰性能，进而，提升应答器系统100的应答性能。

可选地，一些实施例中，参见图2，第二信号接收模块1013，包括：

第一接收天线10131，用于接收轨旁应答器102发射的第二频率的载波信号并作为第二载波信号。

第二滤波器10132，用于对第二载波信号中的噪声信号进行滤除处理。

接收机放大器10133，用于对滤噪处理后第二载波信号的功率进行放大处理。

第二混频器10134，基于第二混频器10134对第二载波信号进行解调处理，得到与第二载波信号对应的应答器报文。

第二模数转换器10135，用于将应答器报文转换为数字信号，以及将模数转换得到的数字信号发送至控制模块1011。

可选地，一些实施例中，参见图2，轨旁应答器102，包括：

第二接收天线1021，用于接收第一载波信号。

电源管理电路1022，用于基于第一载波信号对轨旁应答器102的工作电源进行启闭控制，以触发轨旁应答器102进入激活状态。

第三混频器1023，在轨旁应答器102处于激活状态时，基于第三混频器1023将其内存储的应答器报文调制到第二载波信号上。

第二功率放大器1024，用于对第二载波信号的功率进行放大处理。

第二发射天线1025，用于对功率放大处理后的第二载波信号进行发射处理。

振荡器1014，用于产生第一频率的载波信号和/或第二频率的载波信号。

轨旁应答器102，用于在接收第一载波信号时触发进入激活状态，并在处于激活状态时，将其内存储的应答器报文调制到第二载波信号上，并对第二载波信号进行发射处理；其中，第一频率和第二频率不相同。

本实施例中，应答器主机中的第一信号发射模块发射第一频率的载波信号，而第二信号接收模块接收轨旁应答器发射的第二频率的载波信号，由于第一频率和第二频率不相同，因此，能够有效避免收发信号之间串扰，提升应答器系统电磁传输的抗干扰性能，且提升应答器系统的应答性能。

图3是本发明一实施例提出的应答器系统的通信方法的流程示意图。

参见图3，该方法包括：

S31：生成查询信号，查询信号用于对轨旁应答器进行激活。

S32：将查询信号调制到第一频率的载波信号上，得到调制后载波信号并作为第一载波信号，并对第一载波信号进行发射处理。

可选地，一些实施例中，将查询信号调制到第一频率的载波信号上，得到调制后载波信号并作为第一载波信号，并对第一载波信号进行发射处理，包括：

将查询信号转换为模拟信号；

基于第一混频器将模拟信号调制到第一频率的载波信号上，得到第一载波信号；

对第一载波信号的功率进行放大处理；

对功率放大处理后的第一载波信号中的噪声信号进行滤除处理；

对噪声滤除处理后的第一载波信号进行发射处理。

S33：在接收第一载波信号时触发进入激活状态，并在处于激活状态时，将其内存储的应答器报文调制到第二载波信号上，并对第二载波信号进行发射处理；其中，第一频率和第二频率不相同。

可选地，一些实施例中，在接收第一载波信号时触发进入激活状态，并在处于激活状态时，将其内存储的应答器报文调制到第二载波信号上，并对第二载波信号进行发射处理，包括：

接收第一载波信号；

基于第一载波信号对轨旁应答器的工作电源进行启闭控制，以触发轨旁应答器进入激活状态；

在轨旁应答器处于激活状态时，基于第三混频器将其内存储的应答器报文调制到第二载波信号上；

对第二载波信号的功率进行放大处理；

对功率放大处理后的第二载波信号进行发射处理。

S34：接收轨旁应答器发射的第二频率的载波信号并作为第二载波信号，并对第二载波信号进行模数转换，以及将模数转换得到的数字信号发送至控制模块，以使控制模块将数字信号发送至车载列车自动控制系统主机。

可选地，一些实施例中，接收轨旁应答器发射的第二频率的载波信号并作为第二载波信号，并对第二载波信号进行模数转换，以及将模数转换得到的数字信号发送至控制模块，包括：

接收轨旁应答器发射的第二频率的载波信号并作为第二载波信号；

对第二载波信号中的噪声信号进行滤除处理；

对滤噪处理后第二载波信号的功率进行放大处理；

基于第二混频器对第二载波信号进行解调处理，得到与第二载波信号对应的应答器报文；

将应答器报文转换为数字信号，以及将模数转换得到的数字信号发送至控制模块。

可选地，第一频率为125KHz，第二频率为27MHz。

需要说明的是，前述图1-图2实施例中对应答器系统100实施例的解释说明也适用于该实施例的应答器系统的通信方法，其实现原理类似，此处不再赘述。

本实施例中，通过发射第一频率的载波信号，而接收轨旁应答器发射的第二频率的载波信号，由于第一频率和第二频率不相同，因此，能够有效避免收发信号之间串扰，提升应答器系统电磁传输的抗干扰性能，且提升应答器系统的应答性能。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种应答器系统，其特征在于，包括：

应答器主机，所述应答器主机包括：

控制模块，用于生成查询信号，所述查询信号用于对轨旁应答器进行激活；

第一信号发射模块，用于将所述查询信号调制到第一频率的载波信号上，得到调制后载波信号并作为第一载波信号，并对所述第一载波信号进行发射处理；

第二信号接收模块，用于接收所述轨旁应答器发射的第二频率的载波信号并作为第二载波信号，并对所述第二载波信号进行模数转换，以及将模数转换得到的数字信号发送至所述控制模块，以使所述控制模块将所述数字信号发送至车载列车自动控制系统主机；

振荡器，用于产生所述第一频率的载波信号和/或所述第二频率的载波信号；

所述轨旁应答器，用于在接收所述第一载波信号时触发进入激活状态，并在处于所述激活状态时，将其内存储的应答器报文调制到所述第二载波信号上，并对所述第二载波信号进行发射处理；其中，所述第一频率和所述第二频率不相同。

2.如权利要求1所述的应答器系统，其特征在于，所述第一信号发射模块，包括：

第一模数转换器，用于将所述查询信号转换为模拟信号；

第一混频器，基于所述第一混频器将所述模拟信号调制到第一频率的载波信号上，得到所述第一载波信号；

第一功率放大器，用于对所述第一载波信号的功率进行放大处理；

第一滤波器，用于对功率放大处理后的第一载波信号中的噪声信号进行滤除处理；

第一发射天线，用于对噪声滤除处理后的第一载波信号进行发射处理。

3.如权利要求1所述的应答器系统，其特征在于，所述第二信号接收模块，包括：

第一接收天线，用于接收所述轨旁应答器发射的第二频率的载波信号并作为第二载波信号；

第二滤波器，用于对所述第二载波信号中的噪声信号进行滤除处理；

接收机放大器，用于对滤噪处理后第二载波信号的功率进行放大处理；

第二混频器，基于所述第二混频器对所述第二载波信号进行解调处理，得到与所述第二载波信号对应的应答器报文；

第二模数转换器，用于将所述应答器报文转换为数字信号，以及将模数转换得到的数字信号发送至所述控制模块。

4.如权利要求1所述的应答器系统，其特征在于，所述轨旁应答器，包括：

第二接收天线，用于接收所述第一载波信号；

电源管理电路，用于基于所述第一载波信号对所述轨旁应答器的工作电源进行启闭控制，以触发所述轨旁应答器进入激活状态；

第三混频器，在所述轨旁应答器处于所述激活状态时，基于所述第三混频器将其内存储的应答器报文调制到所述第二载波信号上；

第二功率放大器，用于对所述第二载波信号的功率进行放大处理；

第二发射天线，用于对功率放大处理后的第二载波信号进行发射处理。

5.如权利要求1-4任一项所述的应答器系统，其特征在于，所述第一频率为125KHz，所述第二频率为27MHz。

6.一种应答器系统的通信方法，其特征在于，包括：

生成查询信号，所述查询信号用于对轨旁应答器进行激活；

将所述查询信号调制到第一频率的载波信号上，得到调制后载波信号并作为第一载波信号，并对所述第一载波信号进行发射处理；

在接收所述第一载波信号时触发进入激活状态，并在处于所述激活状态时，将其内存储的应答器报文调制到所述第二载波信号上，并对所述第二载波信号进行发射处理；其中，所述第一频率和所述第二频率不相同；

接收所述轨旁应答器发射的第二频率的载波信号并作为第二载波信号，并对所述第二载波信号进行模数转换，以及将模数转换得到的数字信号发送至控制模块，以使所述控制模块将所述数字信号发送至车载列车自动控制系统主机。

7.如权利要求6所述的应答器系统的通信方法，其特征在于，所述将所述查询信号调制到第一频率的载波信号上，得到调制后载波信号并作为第一载波信号，并对所述第一载波信号进行发射处理，包括：

将所述查询信号转换为模拟信号；

基于所述第一混频器将所述模拟信号调制到第一频率的载波信号上，得到所述第一载波信号；

对所述第一载波信号的功率进行放大处理；

对功率放大处理后的第一载波信号中的噪声信号进行滤除处理；

对噪声滤除处理后的第一载波信号进行发射处理。

8.如权利要求6所述的应答器系统的通信方法，其特征在于，所述接收所述轨旁应答器发射的第二频率的载波信号并作为第二载波信号，并对所述第二载波信号进行模数转换，以及将模数转换得到的数字信号发送至控制模块，包括：

接收所述轨旁应答器发射的第二频率的载波信号并作为第二载波信号；

对所述第二载波信号中的噪声信号进行滤除处理；

对滤噪处理后第二载波信号的功率进行放大处理；

基于所述第二混频器对所述第二载波信号进行解调处理，得到与所述第二载波信号对应的应答器报文；

将所述应答器报文转换为数字信号，以及将模数转换得到的数字信号发送至所述控制模块。

9.如权利要求6所述的应答器系统的通信方法，其特征在于，所述在接收所述第一载波信号时触发进入激活状态，并在处于所述激活状态时，将其内存储的应答器报文调制到所述第二载波信号上，并对所述第二载波信号进行发射处理，包括：

接收所述第一载波信号；

基于所述第一载波信号对所述轨旁应答器的工作电源进行启闭控制，以触发所述轨旁应答器进入激活状态；

在所述轨旁应答器处于所述激活状态时，基于所述第三混频器将其内存储的应答器报文调制到所述第二载波信号上；

对所述第二载波信号的功率进行放大处理；

对功率放大处理后的第二载波信号进行发射处理。

10.如权利要求6-9任一项所述的应答器系统的通信方法，其特征在于，所述第一频率为125KHz，所述第二频率为27MHz。