CN111163441B - 一种双模车载电台系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种双模车载电台系统，包括：第一通信模块，用于实现GSM‑R网络通信；第二通信模块，用于实现LTE‑R网络通信；选择控制模块，用于控制所述系统选择第一通信模块或第二通信模块进行网络通信；所述第一通信模块与第二通信模块分别采用独立电源供电；所述第一通信模块和所述第二通信模块分别采用标准芯片，并结合外围电路实现GSM‑R和LTE‑R的网络通信；所述第一通信模块与所述第二信模块通过同一天线单元进行数据传输；所述外围电路包括设置在所述第二通信模块中的信号变换电路，所述信号变换电路用于将LTE‑R网络通信信号变频到指定范围，通过所述天线单元进行信号收发。本发明的双模电台适用范围广、成本低、灵活性大。

Description

一种双模车载电台系统

技术领域

本发明属于轨道交通通信领域，特别涉及一种双模车载电台系统。

背景技术

目前，高速铁路列车主要使用的是基于C3列控系统的车载电台，截至2016年底，时速300km/h动车组保有量有1200列。随着通信技术的发展，铁路数字移动通信系统由2G系统向4G系统发展的趋势越来越明显，原来的GSM-R电台已经不能适应这种变化趋势。高铁列车需要在一部分是GSM-R通信网一部分是LTE-R通信网组成的线路上运行，因此需要一种既能支持GSM-R通信又能支持LTE-R通信的电台来解决CTCS-3/4车载ATP通信问题。

现有技术中有同时安装GSM-R电台和LTE-R两个独立电台的技术方案。该方案存在以下问题：

1、要同时安装GSM-R电台和LTE-R电台，占用本来就已很紧张的ATP机柜空间。

2、ATP要分别和GSM-R电台和LTE-R电台用串口连接，要改变ATP原有硬件结构。

3、GSM-R电台和LTE-R电台切换麻烦。

支持GSM-R/LTE-R通信的双模电台MT（简称“双模电台”）是车载无线接入终端设备，是列控系统车载设备的一部分，它通过GSM-R网络或LTE-R网络与列控系统无线闭塞中心（RBC）建立起数据传输通道，用于传输车地的列车控制信息，通过Igsm-R接口与列控系统车载无线传输单元相连，用于传输车载无线传输单元与车载电台间的呼叫建立、数据传输、呼叫清除等信息。

采用两种电台进行通信，部件多、通信控制和切换过程复杂。因此，亟需一种能够监测双模电台通信过程的安全通信方案。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种双模车载电台系统，包括：

第一通信模块，用于实现GSM-R网络通信；

第二通信模块，用于实现LTE-R网络通信；

选择控制模块，用于控制所述系统选择第一通信模块或第二通信模块进行网络通信；

所述第一通信模块与第二通信模块分别采用独立电源供电。

进一步地，还包括跟踪记录模块，用于记录所述第一通信模块和所述第二通信模块的第一记录数据；

进一步地，所述第一通信模块、第二通信模块、选择控制模块、跟踪记录模块集成在专用PCB板上；

所述第一通信模块和所述第二通信模块分别采用标准芯片，并结合外围电路实现GSM-R和LTE-R两种制式的网络通信。

进一步地，所述第一通信模块与第二信模块通过同一天线单元进行数据传输。

进一步地，所述外围电路包括设置在所述第二通信模块中的信号变换电路；

所述信号变换电路用于将LTE-R网络通信信号变频到指定范围，通过所述天线单元进行信号收发。

进一步地，所述信号变换电路包括发送变换电路和接收变换电路；

所述发送变换电路包括依次连接的第一衰减电路、第一变频电路、PA、双工器；

所述接收变换电路包括依次连接的所述双工器、LNA、第二变频电路、第二衰减电路。

进一步地，所述跟踪记录模块包括存储单元和服务单元；

所述存储单元用于存储系统工作的记录数据；

所述服务单元基于所述记录数据提供web服务，所述web服务用于对所述系统工作状态提供查询服务。

进一步地，所述跟踪记录模块还用于记录所述选择控制模块的第二记录数据；

所述第一记录数据和所述第二记录数据用于共同确定系统工作状态。

进一步地，所述第二记录数据包括AT指令。

进一步地，控制所述系统选择第一通信模块或第二通信模块进行网络通信包括:

解析AT指令获得网络类型标识，根据所述网络类型标识确定采用第一通信模块或第二通信模块进行网络通信。

进一步地，ATP能够采用拨号方式经过第二通信模块与RBC建立连接。

进一步地，所述选择控制模块用于建立第二通信模块与ATP的PPP连接，并为ATP提供进行LTE-R网络通信所需的IP地址。

进一步地，所述系统通过串口与ATP连接，为ATP提供串口信号线和数据线，所述串口信号线用于建立系统与ATP的通信连接，所述数据线用于进行系统与ATP的数据传输。

本发明的双模车载电台系统具有以下优点：

双模电台实现了两种制式通信的支持，并通过选择控制模块实现通信控制，能够基于现有的车载通信装置实现双制式通信，并通过信号变换电路，将两种网络通信方式通过一个天线单元实现数据传输，避免了LTE-R通信、GSM-R通信各需一个天线接口的问题。采用变频方式调整LTE-R的信号传输，灵活性高，适用范围广，对现有的GSM-R的通信设备和方式改动小，适应性好。

双模电台自带跟踪记录功能，能够监测复杂的双模通信系统的工作状态，从而在遇到通信故障时，进行事件追踪，迅速判明故障点和故障原因。

将两个电台转化成一个双模电台，并将通信模块、电源模块和底板设计及外围接口电路模块集成在一个专用PCB板，方便安装，节省ATP机柜空间。同时，ATP可利用原来的串口线和双模电台连接，避免ATP硬件结构改动。最大限度保留ATP原来的通信机制。

跟踪记录模块可以对两种网络的通信模块进行记录跟踪，并能够对选择控制模块进行记录，从而对复杂通信控制的双模电台提供了全面的通信过程监测，方便定位故障点和后期做出改进。

跟踪记录模块的记录数据可以存储并提供web服务，方便相关工作人员通过浏览器实时查看跟踪系统的工作状态。采用web服务的方式，能够直观反馈多个部件、多种状态的综合工作状态、异常情况，并且不需要专业的、额外的记录数据处理与显示系统。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明实施例的GSM/R-LTE-R双模车载电台接口示意图；

图2示出了根据本发明实施例的双模车载电台系统结构示意图；

图3示出了根据本发明实施例的冗余设置的双模车载电台系统结构图；

图4示出了根据本发明实施例的信号变换电路结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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做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。

本发明实施例提供一种双模车载电台系统，实现车载设备与地面设备，如RBC的通信。双模车载电台系统与其他系统接口如图1所示：Igsmr接口采用26针D型连接器，Um接口为双模电台与GSM-R基站之间的接口，Uu接口为双模电台与LTE-R基站之间的接口。PRI接口为RBC与GSM-R网络MSC之间的接口。SGi接口为LTE-R网络的P-GW和RBC之间的接口。双模电台通信模块提供串口或USB口用于读取跟踪（Trace）记录数据。

下面对双模车载电台系统的具体结构做进一步介绍。如图2所示，系统包括第一通信模块、第二通信模块、选择控制模块、两个电源模块、一个跟踪记录模块（Trace记录模块）。

其中，第一通信模块，用于实现GSM-R网络通信；第二通信模块，用于实现LTE-R网络通信；选择控制模块，用于控制所述系统选择第一通信模块或第二通信模块进行网络通信；所述第一通信模块与第二通信模块分别采用独立电源即各自对应的电源模块供电；跟踪记录模块，用于记录所述第一通信模块和所述第二通信模块的第一记录数据。跟踪记录模块记录双模电台的数据传输，第一记录数据包括通过GSM-R网络、LTE-R网络接收和发送的数据。本发明实施例中，第一通信模块与第二通信模块通过同一天线单元进行数据传输。每个通信模块还设置有对应的射频接口。

本发明实施例中，上述第一通信模块、第二通信模块、选择控制模块、跟踪记录模块集成在专用PCB板上。所述第一通信模块和所述第二通信模块分别采用标准芯片，并结合外围电路实现对两种制式的网络通信，即GSM-R和LTE-R网络制式。本发明实施例中，为双模电台设计专门的PCB板，两个通信模块可对称集成在一个PCB板上，从而避免了为实现各个模块元件电气连接而带来的布线复杂的问题，使得整个双模车载电台系统体积小、安全性高、易于安装在现有的通信设备中。两个通信模块分别采用标准芯片，PCB板的设计与通信模块相适应，方便嵌入标准芯片，从而方便芯片升级、替换等。

双模电台系统架构采用无线通信终端芯片，搭配所需的外围电路，设计和实现LTE-R核心调制解调器并部署LTE-R协议栈，再结合部署了GSM-R协议栈的GSM-R核心调制解调器，将两块调制解调器同时部署在一块PCB（printed circuit board，即印制线路板)底板上，通过PCB底板供电和对外提供RS422、射频接口、网口、指示灯、SIM卡槽等以及这些相关接口的外围电路，以满足通过GSM-R/GPRS网络或LTE-R网络进行列控车地数据传输的要求。本发明所述的专用PCB板是能够集成上述两个调制解调器、外围电路的PCB板。车载电台使用标准19英寸的3U机笼，能同时部署LTE-R 调制解调器和GSM-R 调制解调器的PCB底板设计。具体地，终端芯片采用成熟的450MHz FDD-LTE Band31芯片。

由于现在市场上没有支持GSM-R/LTE-R双模的芯片，本发明实施例中的双模电台系统避免使用单个芯片解决GSM-R/LTE-R双模问题，而是采用成熟的现有芯片，配合外部电路实现双制式网络电台功能。这样成本低，芯片选型广泛易于替换，并降低研发难度，系统稳定。解决双模通信的传统方式是研发支持两种制式通信的芯片，如移动通信的双网通信芯片。如果针对轨道交通中两种网络通信研发新型芯片，则研发周期长、成本高，后期的芯片生产、维护、问题跟踪、升级都将会带来较大的成本支出，并且风险高、不宜直接投入使用。本发明实施例中，对两种制式的网络支持分别采用标准芯片，并通过软件和外围电路实现两种制式网络连接的控制，是基于轨道交通通信业务特点的巧妙设计，对于电路和控制软件的研究成本要远远低于芯片技术，从而产品能够快速投入使用，在使用过程中也方便跟踪问题。而各个模块的芯片仍然采用现有的成熟芯片技术，在芯片功能部分是安全可靠的。从而整体上提高了系统的安全性和可靠性。

对于单个电源模块及单个通信模块，面板指示灯及物理接口配置如下：

进一步地，双模电台还可以是冗余设置，如图3所示，以实现更加安全的连接切换和不同要求的连接及切换场景。以冗余设置的一个双模电台结构进行说明，双模电台包括：

第一通信模块，采用GSM-R modem（调制解调器）实现GSM-R网络通信；

第二通信模块，采用LTE-R modem（调制解调器）用于实现LTE-R网络通信；

选择控制模块，与第一通信模块或第二通信模块相连接，选择控制模块采用AP(Application Processor，应用处理器)进行逻辑处理，AP通过DB26接头和RSS422传输协议与ATP的CTCS-3级车载安全通信单元进行连接，传输通信指令和列控数据。

跟踪记录模块,即图中Trace记录模块。通信模块和选择控制模块都通过DB9接口和RS232协议与Trace记录模块连接，传输跟踪（Trace）记录数据。跟踪记录模块采用M8接口接收跟踪记录数据。并通过M8接口作为外部应用读取Trace数据的接口。

电源模块将110V直流（DC）电流转换为12V电流提供给通信模块（包括第一通信模块、第二通信模块）和Trace记录模块。进一步地，第一通信模块与第二通信模块也可以分别采用独立电源供电。

上述外围电路包括设置在第二通信模块中的信号变换电路，信号变换电路用于将LTE-R网络通信信号变频到指定范围后，通过所述天线单元进行信号收发，从而实现GSM-R和LTE-R两种网络通信采用统一天线单元发送和接收。如图4所示，信号变换电路包括发送变换电路和接收变换电路；发送变换电路包括顺次连接的第一衰减电路、第一变频电路、PA（功率放大器）、双工器；接收变换电路包括顺次连接的双工器、LNA（低噪声放大器）、第二变频电路、第二衰减电路。双工器是异频双工电台，保证接收和发射都能同时正常工作。

第二通信模块通过TX(发送端)发送信号时，经过衰减、变频、PA放大后通过双工器输出到双频天线；从双频天线接受信息后经双工器、LNA放大、变频、衰减后传输到RX（接收端）。对射频前端进行合路、滤波，将LTE公网1.8GHz芯片下变频到450MHz，使得能够只需对外提供一个双频段天线接口。其中，合路是指通过双工器将发射和接收信号合为一路，与天线连接，即接收和发射共用一个天线。本发明实施例中，采用开关作为合路器件。开关的优点是集成度高，可以大面积的缩小尺寸，而且能够直接把相关器件焊接到PCB上来实现。具体地，可以使用大功率集成开关或者使用PIN二极管进行设计和搭建。采用开关作为合路器件，方便集成在PCB板上，并能够更好地适用于有限的车载空间。滤波是指将有用信号留下，将无用信号滤除，本发明实施例中，可以在变频电路前后设计滤波电路，靠近LTE公网模块的有用信号为1.8GHz信号，而靠近天线侧的有用信号为450MHz信号。在信号输出过程中，通过变频将LTE公网模块的1.8GHz信号变化到450MHz频段内。变频有三个要素，输入频率、输出频率，本振频率，三者为和或差的关系。示例性的，采用高本振方式进行变频，本振频率为1.8G+450M=2.25GHz。则对于接收过程来说，输入信号为450M，经过混频器后，得到2.25GHz-450MHz=1.8GHz；对于发射过程来说，输入信号为1.8GHz，经过混频后，得到2.25GHz-1.8GHz=450MHz。在信号第一变频电路之前，还通过第一衰减电路将信号调整到合适的功率。对于TX来说，LTE公网输出功率约为24dBm左右，直接输入变频电路（混频器）会超出变频电路的输入范围，所以需要衰减后在进入变频电路，衰减的损耗以及变频的损耗由后面的PA补足。接收信号时，LTE公网输入信号要求是小信号，所以需要将接收变频电路的信号进行衰减，以免烧毁LTE公网模块的LNA。

本发明实施例中，信号变换电路中的PA可以根据不同的应用场合设计不同发射功率的产品，产品适应面广。对于LTE-R通信而言，车载端的发射功率是决定地面站覆盖距离的关键因素。由于LTE-R产品是双向通信的，地面基站可以采用较大发射功率，比如2W、5W、10W、20W等，而车载电台的发射功率一般不能太大，常见的为0.25W、0.5W。而地面基站和车载电台的接收灵敏度相近，车载的发射功率会最终影响的覆盖范围。因此，本发明实施例中，通过在变换电路中设置PA，提高车载电台发射端的覆盖范围。

同时，信号变换电路采用变频方案，可以适应不同的应用场景，甚至是在国外LTE-R频率受限时，频率大范围的改变，也能保证LTE-R制式通信正常工作。示例性地，一般的LTE-R产品，频段固定，比如400MHz频段，大概工作在400MHz-430MHz（通过设置不同的频点，可以在该范围内变化）。本发明实施例的电台系统的信号变换电路，通过配置不同的本振频率，可以将工作频率在相当大的范围内改变，比如更改为500MHz、600MHz，或者800MHz、900MHz，具体可根据当地频率规划的限制进行调制，灵活性大大提高。

本发明实施例中，通过采用信号变换电路，使得两种制式网络能够通过同一天线进行信号传输。天线结构可以与现有的电台系统一致，易于安装，节约天台系统的制造成本和天线维护成本。单独的电线单元仍然可以选择最优位置、最好角度进行布置。在通信过程中，单个天线单元能够满足轨道交通两种网络的通信过程和连接切换。避免了两个天线单元可能造成的相互影响。

双模电台软件系统包括Android操作系统，驱动程序，控制软件和TRACE监测记录软件等。控制软件包括设置在选择控制模块中的控制程序。TRACE监测记录软件包括设置在跟踪记录模块中的程序。

本发明实施例中，跟踪记录模块包括存储单元和服务单元。所述存储单元用于存储系统工作的记录数据；所述服务单元基于所述记录数据提供web服务，所述web服务用于对所述系统工作状态提供查询服务。

跟踪记录模块除了记录第一记录数据，还用于记录所述选择控制模块的第二记录数据，即对选择模块的数据处理过程进行记录。

通过第一记录数据和所述第二记录数据共同确定系统工作状态。下面对系统工作过程及工作过程中的跟踪监控过程做进一步说明。

本发明实施例中，选择控制模块能够将车载发送的GSM-R或LTE-R AT指令，分别传送到第一通信模块的GSM-R 调制解调器或第二通信模块的LTE-R调制解调器，并将调制解调器的AT指令响应返回给车载。

本发明实施例中，选择控制模块解析AT指令，根据所述网络类型标识确定采用第一通信模块或第二通信模块进行网络通信。通过在既有AT指令加上特定前缀，例如“LTE-R”，表示车载发送给LTE-R电台的AT指令，未设置前缀指令表示车载发送给GSM-R电台的AT指令。ATP实际并不和GSM-R电台也不和LTE-R电台直接交互，而是与双模电台控制软件交互。双模电台控制软件会根据有无特定前缀，将AT指令去除前缀后（如果有的话）发送给相应电台。这样，电台通信模块的AT指令处理逻辑可以不做任何变更。极大方便了电台的设计、选择和替换。避免了电台通信模块需要定制的需求，解决了车载电台通用性的问题。同时，双模电台控制软件会从GSM-R电台或LTE-R电台接收AT指令响应，并反馈给ATP。

对于GSM-R通信而言，在建立起网络连接后，双模电台控制软件会从ATP接收业务数据并转发到相应电台，也会从电台接收对端业务数据并转发到ATP。选择控制模块将车载发送的GSM-R 通信数据发送给GSM-R 调制解调器，并将RBC发送的GSM-R 通信数据从GSM-R调制解调器接收转发给ATP。

对于LTE-R通信而言，ATP采用拨号方式经过第二通信模块与RBC建立连接。选择控制模块实现了PPP协议处理，能够建立第二通信模块与ATP的PPP连接。当车载发起LTE-R数据传输呼叫时，控制软件能响应ATP发起的PPP连接请求，建立起PPP连接，为ATP分配LTE-R网络通信所需的IP地址，使得ATP能使用拨号方式通过LTE-R网络与RBC进行IP通信。采用PPP拨号上网的方式为有通信业务的ATP提供LTE-R网络通信，在不需要通信时通信链路可以释放，节约通信资源，符合高铁车地通信系统的要求。本发明实施例中的双模车载电台系统，通过选择控制模块提供对于车载设备的单一入口，并通过PPP实现ATP与LET-R的链接，能够适应原有的ATP和GSM-R电台的422串口连接方式，避免了对ATP硬件结构的改动，并最大限度保留ATP原来的通信机制，从而提高了系统的适用性，降低了现有轨道交通系统向双制式网络通信变迁的成本。

在进行切换前，ATP首先会发送给控制软件与新的网络建立连接的AT指令，在双模电台建立起新的连接前，原有网络的通信继续维持。新的连接建立后，电台会给ATP发出指示，这时候ATP才会向新的网络发送数据，然后电台才切断原有通信链路。这样ATP通信就不会因为切换中断。

所述系统通过串口与ATP连接，为ATP提供串口信号线和数据线，所述串口信号线用于建立系统与ATP的通信连接，所述数据线用于进行系统与ATP的数据传输，串口信号线包括DTR DCD DSR RTS CTS等。选择控制模块的控制软件还负责处理ATP通信所需要的电台串口线信号。

双模电台的Trace记录监测软件通过两个串口Trace1、Trace2接收双模电台通信模块发送的数据，将数据解析、处理、成帧后存成特定文件，在需要时，通过USB口下载文件供TRACE解析软件分析。

选择控制模块和跟踪记录模块均在电台上电后自动启动运行。

跟踪记录模块接收双模电台的Trace口（物理上为一串口）的输出数据，包括第一通信模块、第二通信模块、选择控制模块的输出数据。其中第一通信模块、第二通信模块的输出数据包括AT指令及响应、业务数据、小区信息、告警信息等，选择控制模块的输出数据，即第二记录数据包括AT指令，从而能够获得AT指令中的网络类型标识符。另外，第二记录数据还包括通信链路建立、维持、断链信息和信号线信息以及选择控制模块检测到的系统信息。跟踪记录模块通过第一记录数据和第二记录数据共同确定系统工作状态。示例性地，跟踪记录模块记录选择控制模块的AT指令中的网络类型标识符及其选择控制模块处理AT指令的时间戳。第一通信模块或第二通信模块接收AT指令并发送信号，该处理过程同样被跟踪记录模块记录，即跟踪模块实时记录第一通信模块、第二通信模块的信号发送的状态、内容及时间戳。从而，根据上述对三个模块信号处理过程的记录，可以分析车载命令或外部接收信号的处理时序，判断各个模块是否正常工作。例如，当网络类型标识符为“LTE-R”时，在下一时间节点应当获取到第二通信模块处理命令的记录。本发明实施例中，网络类型表示符一方面可以作为选择控制模块选择通信模块的依据，另一方面也能够是的跟踪记录模块对于通信模块和选择控制模块进行综合监测，从而提高安全性和可靠性。

跟踪记录模块的Trace记录板能解析并存储跟踪记录的信息。跟踪记录功能采用B/S架构设计来实现，Trace记录板为服务器端，在需要查询检索Trace信息时，只需用一台笔记本电脑通过网线与Trace记录板连接，就可以通过浏览器访问Trace记录板。从而进行数据检索、告警信息查询、日志文件下载等功能。本发明实施例中，采用选择控制模块进行网络连接控制，避免电台通信模块通过定制芯片来实现双模通信的高成本、风险高的问题，解决了车载电台通用性的问题。同时，针对增加模块和控制复杂度之后的系统，采用多模块监测、综合分析的方式监控系统工作状态，在监控内容较多且具有关联性，如果直接将模块的信息处理过程记录输出，则增加了通信成本和外部处理记录数据的成本，并且对于综合性的记录数据也不便于直观统一管理。因此，本发明实施例中，采用记录跟踪模块来跟踪系统工作过程，并存储系统工作的记录数据，实现了对记录数据综合汇总，并在记录跟踪模块集成web服务，用户只需要在浏览器中就可以实时查看系统工作状态，方便定位故障，避免了外部处理跟踪记录数据的成本投入，无论是对于双模电台运行监控还是故障排查和维修都发挥了重要作用。跟踪记录模块可以对关键数据进行周期性备份，而对于实时记录的数据只有根据用户页面访问需求才需要传输，从而大大降低了通信成本，提高了系统工作效率。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种双模车载电台系统，其特征在于，包括：

第一通信模块，用于实现GSM-R网络通信；

第二通信模块，用于实现LTE-R网络通信；

选择控制模块，用于控制所述系统选择第一通信模块或第二通信模块进行网络通信；

所述第一通信模块与第二通信模块分别采用独立电源供电；

所述第一通信模块和所述第二通信模块分别采用标准芯片，并结合外围电路实现GSM-R和LTE-R的网络通信；

所述第一通信模块与所述第二通 信模块通过同一天线单元进行数据传输；

所述外围电路包括设置在所述第二通信模块中的信号变换电路，所述信号变换电路用于将LTE-R网络通信信号变频到指定范围，通过所述天线单元进行信号收发；

所述信号变换电路包括发送变换电路和接收变换电路；

所述发送变换电路包括依次连接的第一衰减电路、第一变频电路、PA、双工器；第一衰减电路将信号调整到合适的功率，衰减的损耗以及变频的损耗由PA补足；

所述接收变换电路包括依次连接的所述双工器、LNA、第二变频电路、第二衰减电路；

所述双工器中的合路器件采用开关，所述开关集成在PCB板上，所述开关使用大功率集成开关或者使用PIN二极管进行设计和搭建；

还包括：跟踪记录模块，用于记录所述第一通信模块和所述第二通信模块的第一记录数据；

所述第一通信模块、第二通信模块、选择控制模块、跟踪记录模块集成在所述PCB板上；

所述跟踪记录模块包括存储单元和服务单元；

所述存储单元用于存储系统工作的记录数据；

所述服务单元基于所述记录数据提供web服务，所述web服务用于对所述系统工作状态提供查询服务；

跟踪记录模块通过Trace记录板解析并存储跟踪记录的信息；跟踪记录功能采用B/S架构设计来实现，Trace记录板为服务器端；

所述跟踪记录模块还用于记录所述选择控制模块的第二记录数据；

所述第一记录数据和所述第二记录数据用于共同确定系统工作状态；

跟踪记录模块接收双模电台的输出数据，包括第一通信模块、第二通信模块、选择控制模块的输出数据；其中，第一通信模块、第二通信模块的输出数据包括AT指令及响应、业务数据、小区信息、告警信息；第二记录数据还包括通信链路建立、维持、断链信息和信号线信息以及选择控制模块检测到的系统信息；

所述第二记录数据包括AT指令；

控制所述系统选择第一通信模块或第二通信模块进行网络通信包括:

解析AT指令获得网络类型标识，根据所述网络类型标识确定采用第一通信模块或第二通信模块进行网络通信；

对于GSM-R通信而言，在建立起网络连接后，双模电台控制软件从ATP接收业务数据并转发到相应电台，也从电台接收对端业务数据并转发到ATP；选择控制模块将车载发送的GSM-R通信数据发送给GSM-R 调制解调器，并将RBC发送的GSM-R通信数据从GSM-R调制解调器接收转发给ATP;控制软件包括设置在选择控制模块中的控制程序；ATP和GSM-R电台的422串口连接方式;

对于LTE-R通信而言，ATP采用拨号方式经过第二通信模块与RBC建立连接;选择控制模块实现了PPP协议处理，能够建立第二通信模块与ATP的PPP连接;当车载发起LTE-R数据传输呼叫时，控制软件能响应ATP发起的PPP连接请求，建立起PPP连接，为ATP分配LTE-R网络通信所需的IP地址，使得ATP能使用拨号方式通过LTE-R网络与RBC进行IP通信;

ATP与双模电台控制软件交互,双模电台控制软件会从GSM-R电台或LTE-R电台接收AT指令响应，并反馈给ATP；

所述系统通过串口与ATP连接，为ATP提供串口信号线和数据线，所述串口信号线用于建立系统与ATP的通信连接，所述数据线用于进行系统与ATP的数据传输;选择控制模块的控制软件还负责处理ATP通信所需要的电台串口线信号。

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