CN114475713B - 高速磁悬浮车地通信系统多源数据融合分接系统和方法 - Google Patents
高速磁悬浮车地通信系统多源数据融合分接系统和方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114475713B CN114475713B CN202210076666.XA CN202210076666A CN114475713B CN 114475713 B CN114475713 B CN 114475713B CN 202210076666 A CN202210076666 A CN 202210076666A CN 114475713 B CN114475713 B CN 114475713B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- service
- speed
- time slot
- fpga
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 230000004927 fusion Effects 0.000 title claims abstract description 32
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000005339 levitation Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 77
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 70
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 10
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims description 8
- 238000013500 data storage Methods 0.000 claims description 7
- 238000007500 overflow downdraw method Methods 0.000 claims description 5
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 4
- 238000009432 framing Methods 0.000 claims description 4
- 238000007499 fusion processing Methods 0.000 claims description 2
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 37
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
- B61L15/0018—Communication with or on the vehicle or train
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
- B61L15/0018—Communication with or on the vehicle or train
- B61L15/0027—Radio-based, e.g. using GSM-R
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
本发明公开一种高速磁悬浮车地通信系统多源数据融合分接系统和方法,应用于多源数据收发处理领域,针对现有技术缺少研究多源异速数据融合和分接的问题;本发明提出了根据不同业务数据速率及周期合理设计双端口RAM内存储单元的分配方式;本发明采用多源异速数据融合分接系统和方法降低了高速磁悬浮车地通信系统的复杂度,提高了多业务数据传输的实时性,改善了业务设备接入的灵活性,在高速磁悬浮车地通信领域具有重要的应用价值和工程意义。
Description
技术领域
本发明属于多源数据收发处理领域,特别涉及一种高速磁悬浮车地通信系统的业务数据融合分接技术。
背景技术
为保障高速磁悬浮列车正常运行,车载设备需要与地面基站进行多种业务数据交互,包括对磁悬浮列车运行状态进行控制所需要的运控数据、车载设备状态监控所需要的列车诊断数据、列车调度所需要的语音业务数据以及用于旅客服务的PIS数据业务等等。
高速磁悬浮列车与地面基站的所有业务数据交互都需要通过38G无线射频系统实现,而且各种业务数据传输速率和周期存在很大差异,因此38G无线射频系统在传输多源异速的业务数据时需要对多源异速的业务数据进行融合和分接。
目前多源异速数据传输方法主要有以下三种:
方法一是利用多个无线端口收发多种业务数据,在数据传输过程中,各业务数据之间互不影响。虽然这种方法通过多源异速业务数据之间的并行收发能保证接收到数据的实时性,但是由于各业务数据传输都需要一条单独的路径,因此硬件成本和复杂度高;
方法二是多种业务数据插值和抽取方法,这种方法需要按最高速率进行插值后统一数据速率,再按照最高速率传输数据。在插值和抽取的过程中,传输数据对运算量和存储空间需求大,且存在实时性不足的问题;
方法三是多种业务数据冗余编码,这种方法通过对接收到的数据进行冗余编码来达到提高数据传输速率的目的,同样这种方法也需要按最高速率补齐数据,与方法二存在相同的问题,并且在选择冗余码元以及接收设备解码上具有一定的难度。
目前国内与国际上研究多源异速数据融合和分接的方法比较少。
发明内容
本发明针对高速磁悬浮列车通信系统上存在的系统设计复杂、多源异速数据传输实时性不足等问题,提出了一种高速磁悬浮车地通信系统多源数据融合分接系统和方法,降低了高速磁悬浮车地通信系统的复杂度,提高了多业务数据传输的实时性,改善了业务设备接入的灵活性,保证高速磁悬浮列车在运行过程中的安全与稳定。
本发明采用的技术方案为:一种高速磁悬浮车地通信系统的多源异速数据融合分接系统,所述系统包括:若干业务板卡、若干业务接口板、报文处理板以及38G无线射频系统,所述业务板卡产生的业务数据传输至对应的业务接口板进行数据融合处理,经业务接口板处理后的业务数据通过报文处理板进行组帧,组合后的数据帧通过38G无线射频系统发送出去;所述报文处理板还包括对38G无线射频系统接收到的数据进行分接处理后,分接的业务数据依次经业务接口板处理后发送给相应的业务板卡。
所述业务接口板包括:业务接口、信号处理模块、FPGA、双端口RAM以及高速串口,所述业务接口与信号处理模块相连,信号处理模块与FPGA相连,FPGA与双端口RAM相连,所述FPGA还与高速串口相连。
包括两个38G无线射频系统,其中一个设置于高速磁悬浮列车车头,另一个设置于高速磁悬浮列车车尾,将高速磁悬浮列车分为两个部分,具体为车头所在的前向部分,车尾所在的后向部分;
设置于高速磁悬浮列车车头的38G无线射频系统用于负责列车车头所在的前向部分的数据传输,设置于高速磁悬浮列车车尾的38G无线射频系统用于负责列车车尾所在的后向部分的数据传输。
所述双端口RAM包括第一缓存单元与第二缓存单元,第一缓存单元用于存储业务板卡产生的业务数据,第二缓存单元用于存储来自报文处理板接收38G无线射频系统发送的数据,将双端口RAM的第一缓存单元与第二缓存单元划分为前向存储部分与后向存储部分,第一缓存单元与第二缓存单元的前向部分用于存储高速磁悬浮列车前向部分的相关数据,第一缓存单元与第二缓存单元的后向存储部分用于存储高速磁悬浮列车后向部分的相关数据。
根据业务数据的传输速率以及传输周期对第一缓存单元与第二缓存单元进行时隙划分,第一缓存单元与第二缓存单元的前向存储部分与后向存储部分所划分的时隙数相同。
每个时隙设置有各业务的存储空间。
一种高速磁悬浮车地通信系统的多源异速数据融合方法,包括:
A1、业务板卡产生的业务数据通过业务接口板的业务接口发送给业务接口板的信号处理模块;
A2、信号处理模块根据业务数据对应的接口协议进行解帧处理,并对解帧后的数据进行数据类型、时隙和前向后向标记;
A3、信号处理模块对标记后的业务数据重新编码,加入数据起始和结束标记;
A4、信号处理模块通过低速串口将重新编码后的数据发送给业务接口板内的FPGA;
A5、FPGA中业务数据存储模块根据步骤A2中的标记控制双端口RAM将数据写入第一缓存单元的时隙中,存储完成后设置时隙有效标志位;
A6、FPGA中业务数据读取模块根据步骤A5中的时隙有效标志位控制双端口RAM将数据读取出来通过高速串口发送到报文处理板;
A7、报文处理板收到FPGA发送的时隙数据后,将其进行组帧处理,并通过38G无线射频系统将业务数据发送出去。
步骤A5具体包括以下分步骤:
A51、FPGA内部检测串口是否接收到数据,若没有接收到则等待直到接收到数据,接收到数据后通过步骤A2中的标记判断接收到的数据类型;
A52、根据数据类型设置业务数据存储地址,使能双端口RAM的端口A开始存储数据;
A53、在存储过程中不断检测存储是否完成,若没有完成则等待存储完成,若存储完成则设置时隙有效标志位;
A54、判断业务数据是否需要继续接收,若业务数据不需要接收则FPGA控制双端口RAM停止写入数据,若业务数据需要继续接收,则返回到判断串口是否接收到数据并开始下一次循环。
步骤A6具体包括以下分步骤:
A61、FPGA查询各时隙标志位,若各时隙标志位均为无效,则等待标志位变为有效,若存在时隙标志位为有效,则根据对应有效时隙设置读出地址将对应有效时隙内的数据由端口B读出并增加前向或后向标记后通过高速串口发送给报文处理板;
A62、在发送过程中不断检测发送是否完成,若没有完成则等待发送完成,若发送完成则设置时隙无效标志位;
A63、判断业务数据是否需要继续发送,若业务数据不需要发送则FPGA控制双端口RAM停止读出数据,若业务数据需要继续发送,则继续查询时隙有效标志位,并开始下一次循环。
一种高速磁悬浮车地通信系统的多源异速数据分接方法,包括:
B1、地面基站将需要发送给高速磁悬浮列车的数据帧通过38G无线射频系统发送给报文处理板;
B2、报文处理板接收38G无线射频系统发送过来的数据帧并对其进行解帧处理;
B3、报文处理板对解帧后的数据进行数据类型、时隙和前向或后向标记;
B4、报文处理板将需要发送到同一业务接口板内的数据进行组合后重新编码,加入数据起始和结束标记;将重新编码的数据发送给相应业务接口板内的FPGA;
B5、FPGA中业务数据存储模块根据步骤B3中的标记控制双端口RAM将数据写入第二缓存单元的对应时隙中,并在写入完成后设置时隙有效标志位;
B6、FPGA中业务数据读取模块根据步骤B5中设置的时隙有效标志位控制双端口RAM将数据读取出来并发送到信号处理模块;
B7、信号处理模块根据数据类型将接收到的数据进一步分接处理,通过各数据对应的业务接口发送给相应的业务板卡。
本发明的有益效果:本发明的多源异速数据融合分接系统和方法,提出了根据不同业务数据速率及周期合理设计双端口RAM内存储单元的分配方式;具体通过FPGA对多源异速数据进行收发缓存,并对双端口缓存RAM进行不同速率的读写控制来改变数据传输速率,进而实现多源异速数据的融合和分接;本发明解决了当前高速磁悬浮通信系统中多源异速数据通信存在的系统结构复杂,实时性不足等问题,通过使用此系统和方法可以保证磁悬浮列车在运行过程中,车载设备和轨道两旁沿线的地面基站能够实时稳定的进行数据交互。同样,本发明所介绍的多源异速数据融合分接系统和方法并不仅仅局限于使用在高速磁悬浮列车上,在任何需要处理多种信号,且各路信号由于传输速率不同在收发时需要进行速率变换及数据融合和分接时都可以运用此系统和方法对通信数据进行处理。
附图说明
图1为本发明所涉及的高速磁悬浮通信系统数据传输示意图。
图2为本发明所涉及的双端口RAM外部端口示意图。
图3为本发明所涉及的双端口RAM内部存储分配示意图。
图4为本发明所涉及的FPGA控制双端口RAM接收数据流程图。
图5为本发明所涉及的FPGA控制双端口RAM发送数据流程图。
图6为本发明所涉及的报文处理板分接数据流程图。
具体实施方式
为便于本领域技术人员理解本发明的技术内容,首先对以下技术术语进行说明:
1、业务板卡
业务板卡用于产生旅服业务PIS,列车诊断,运控,语音,无线诊断等业务的板卡。
2、业务接口板
用于处理旅服业务PIS,列车诊断,运控,语音,无线诊断等业务数据。
下面结合附图对本发明内容进一步阐释。
本发明主要是利用FPGA对多源异速数据进行收发缓存,并对双端口缓存RAM进行不同速率的读写控制来改变数据传输速率,进而实现多源异速数据的融合和分接。如图1所示,所述系统包括以下组成部分:各业务板卡、各业务接口板、报文处理板、38G无线射频系统,所述业务接口板包括:业务接口、信号处理模块、FPGA、双端口RAM、高速串口。双端口RAM的地址、数据与控制接口如图2所示。要达到对业务数据的融合和分接,其关键在于根据不同业务数据速率及周期合理设计双端口RAM内存储单元的分配方式。双端口RAM内的存储单元由第一缓存单元和第二缓存单元构成,第一缓存单元和第二缓存单元的前向存储部分和后向存储部分的结构与工作机制均相同,其中第一缓存单元用来存储业务板卡产生的业务数据,第二缓存单元存储来自报文处理板接收38G无线射频系统发送的数据。因为每辆高速磁悬浮列车在车头和车尾都装备有38G无线射频系统,因此第一缓存单元和第二缓存单元均由前向存储部分和后向存储部分组成,每个存储部分内又包括存储多源异速业务数据的多个时隙。
如图2所示,双端口RAM的端口A包括:ADDR_A、DATA_A、W/R_A、EN_A、CLK_A;双端口RAM的端口B包括:ADDR_B、DATA_B、W/R_B、EN_B、CLK_B。
业务板卡与业务接口板之间的分配方式根据业务要求的通信方式和传输速率来确定;比如用以太网传输的业务数据共用一块业务接口板,用RS485传输的业务数据又共用一块业务接口板等;各业务数据所使用的通信方式和传输速率根据工程实际中对各业务数据的实时性,稳定性要求来确定;比如所有数据中PRW定位业务数据的实时性要求最高,所以它用RS485的通信协议进行传输,而像旅服业务和列车诊断业务对实时性要求没有这么高就用以太网的方式进行传输。
在高速磁悬浮列车运行过程中需要对PRW定位业务数据、列车诊断业务数据、操作语音业务数据、无线电诊断业务数据、PIS旅服业务数据等进行传输以保证磁悬浮列车的稳定运行。其中各业务数据之间的传输速率、单次传输数据量以及传输周期均存在较大差异。比如PRW定位业务数据以256kbps的传输速率每20ms传输64byte;列车诊断业务数据以10M/100M的传输速率每100ms传输40byte;操作语音业务数据以50kbps的传输速率通过事件触发的方式每次传输300byte;无线电诊断业务数据以75kbps的传输速率每100ms传输30kbyte;PIS旅服业务数据通过事件触发的方式传输,其中视频数据以5Mbps的速率传输,而语音和文本数据均以75kbps的速率传输。
1.高速磁悬浮车地通信系统内多源异速数据融合的具体实施方式为:
本发明中每个业务板卡产生一种业务数据,即包括:PRW定位业务数据业务板卡、列车诊断业务数据业务板卡、操作语音业务数据业务板卡、无线电诊断业务数据业务板卡、PIS旅服业务数据业务板卡等;本发明中每个业务接口板传输一种业务数据或者同时传输多种业务数据。
11、以无线电诊断业务与列车诊断业务为例,对业务数据的具体传输过程进行说明:
根据这两种业务数据在高速磁悬浮列车运行过程中的要求,分别设置无线电诊断业务为单向发送业务,列车诊断业务为双向传输业务,在图1中用业务板卡与对应业务接口之间的单双向箭头表示。
111、由于每次传输,各业务板卡传输的数据量相同,在本发明所述系统中,列车诊断业务的数据量是40byte,无线电诊断业务的数据量是30kbyte,FPGA每一次往双端口RAM内对应时隙中存入的业务数据量是相同的,如图3所示,根据业务数据的传输速率以及传输周期将双端口RAM划分为16个时隙。整个双端口RAM内数据发送的周期为20ms,每个发送周期中各时隙占用的时间为1.25ms。如图3所示,这16个时隙各自均设置有不同业务数据的存储位置。
112、这两种业务数据的传输周期均是100ms,所以在FPGA控制双端口RAM发送五个周期,这两种业务数据才变化一次。而其他业务数据,比如对实时性要求较高的PRW定位数据,它的传输周期与双端口RAM的传输周期一致,即PRW定位业务数据在每个双端口RAM的传输周期更新一次。
113、由无线电诊断业务板卡产生的业务数据以75kbps的传输速率和100ms的传输周期通过业务接口发送给业务接口板N上的信号处理模块;由列车诊断业务板卡产生的业务数据以10M/100M的传输速率和100ms的传输周期通过业务接口发送给业务接口板1上的信号处理模块。
114、业务接口板N和业务接口板1上的信号处理模块根据不同业务的接口协议进行解帧处理,标记数据类型、时隙和前后向,在标记后对其进行重新编码,加入数据起始和结束标记,然后通过多个低速串口以1Mbit/s~5Mbit/s的速度发送给FPGA。FPGA根据数据类型及时隙标记确定其在双端口RAM中写入的地址,本实施例中的时隙标记是为了FPGA能够将数据定位到对应的时隙中;标记数据类型是为了FPGA能够将数据定位到具体时隙内的某个业务位置。具体流程如图4所示:
首先,FPGA内部检测串口是否接收到数据,若没有接收到则等待直到接收到数据,接收到数据后通过标记判断接收到的数据类型;然后根据数据类型设置业务数据存储地址,使能双端口RAM的端口A开始存储数据。在存储过程中不断检测存储是否完成,若没有完成则等待存储完成,若存储完成则设置时隙有效标志位;最后判断业务数据是否需要继续接收,若业务数据不需要接收则FPGA控制双端口RAM停止写入数据,若业务数据需要继续接收,则返回到判断串口是否接收到数据并开始下一次循环。
1141、比如在业务接口板N内的FPGA接收到信号处理模块传输过来的无线电诊断业务数据后,在双端口RAM的ADDR_A地址端口写入0x0000,将接收到的无线电诊断业务数据存储到双端口RAM第一缓存单元前向存储部分时隙1的业务1处,并设置时隙1有效标志位。在下一个数据传输周期,FPGA在双端口RAM的ADDR_A地址端口写入0x0010,无线电诊断业务数据将被存储到下一个时隙2内,并设置时隙2有效标志位,然后在时隙1到时隙16内依次循环进行。
1142、比如在业务接口板1内的FPGA接收到信号处理模块传输过来的列车诊断业务数据后,在双端口RAM的ADDR_A地址端口写入0x0082,将接收到的列车诊断业务数据存储到双端口RAM第一缓存单元前向存储部分时隙9的业务3处,并设置时隙9有效标志位。在下一个数据传输周期,FPGA在双端口RAM的ADDR_A地址端口写入0x0092,列车诊断业务数据将被存储到下一个时隙10内,并设置时隙10有效标志位,然后在时隙9到时隙16内依次循环进行。
115、FPGA中业务数据读取模块根据步骤114中的时隙有效标志位控制双端口RAM将数据读取出来并发送到报文处理板,具体流程如图5所示。
首先,FPGA查询各时隙标志位,若各时隙标志位均为无效,则等待标志位变为有效,若存在时隙标志位为有效,则根据对应有效时隙设置读出地址将对应有效时隙内的数据由端口B读出并增加前向标记后通过高速串口发送给报文处理板;然后在发送过程中不断检测发送是否完成,若没有完成则等待发送完成,若发送完成则设置时隙无效标志位;最后判断业务数据是否需要继续发送,若业务数据不需要发送则FPGA控制双端口RAM停止读出数据,若业务数据需要继续发送,则继续查询时隙有效标志位,并开始下一次循环。在执行步骤114的同时,利用FPGA并行性特征,本步骤中表述的读并发送双端口RAM内的数据与上一步骤中表述的对双端口RAM进行写入是同步进行的操作。
116、报文处理板收到FPGA高速串口发送的时隙数据后,将其进行组帧处理,并通过38G无线射频系统将业务数据发送出去。至此,前向多源异速业务数据融合发送完成。
通过低速串口向双端口RAM写入数据,然后通过高速串口从双端口RAM中读取数据,实现了通过不同速率的读写控制来改变数据传输速率的效果。
后向多源异速业务数据融合发送的过程与前向数据融合发送过程类似,其区别在于采用了不同的RAM存储和读取地址,以及方向标记。
本领域技术人员应知本实施例中所述的前向、后向,是由于两个分别设置于列车的车头车尾,分别负责车头所在的列车前向部分数据传输与接收、列车车尾所在的后向部分的数据传输与接收。
12、对于业务接口板内需要同时传输多种业务数据的这一情况,进行说明:
以业务接口板1为例,当旅服业务和列车诊断业务同时传输时,信号处理模块根据它们的优先级分别对这两种信号进行处理后再通过低速串口发送给FPGA。优先级的确定由业务数据的要求所决定,比如这里举例的旅服业务和列车诊断业务,在优先级上列车诊断业务>旅服业务。
13、多源异速数据的融合体现:
多源异速数据的融合在整个系统中具体有两次表现,第一次融合发生在双端口RAM中,FPGA将接收到的各业务数据存储到双端口RAM中第一缓存单元的对应时隙内,各业务数据在时隙中达到融合的目的。在业务数据存储的同时,FPGA不断查询时隙有效位,将融合后时隙内的数据读出来以10Mbit/s的速度通过高速串口发送给报文处理板,并设置时隙无效标志位。第二次融合表现在报文处理板中,报文处理板对各业务接口板上FPGA发送过来的经过第一次融合后的业务数据进行组帧处理,将多个数据帧组合为一个数据帧再通过38G无线射频系统发送出去。
2.高速磁悬浮车地通信系统内多源异速数据分接的具体实施方式为:
高速磁悬浮车地通信系统多源异速数据分接处理主要是针对列车运行过程中需要双向传输的业务数据,在高速磁浮列车运行过程中,需要双向传输的业务数据有列车诊断业务、旅服业务、操作语音业务等。本领域技术人员应注意,这里的操作语音业务不等同于图1中的语音,其实质上属于另一种业务数据,且操作语音业务在图1中未示出。
地面基站将需要发送给高速磁悬浮列车的数据帧通过38G无线射频系统发送给报文处理板,在报文处理板中将各业务数据从接收到的数据帧中分解出来,然后发送给对应业务接口板,具体流程如图6所示。比如在图1的表述中列车诊断业务和旅服业务由同一块业务接口板传输,所以在报文处理板中将这两种业务数据发送给业务接口板1。
以列车诊断业务数据为例,多源异速数据分接具体表现如下:
业务接口板1内的FPGA接收到报文处理板传输的业务数据后,在双端口RAM的ADDR_A地址端口写入0x0100,将接收到的列车诊断业务数据存储到双端口RAM第二缓存单元前向存储部分时隙1的业务1处,并设置时隙1有效标志位。在下一个数据传输周期,FPGA在双端口RAM的ADDR_A地址端口写入0x0110,列车诊断业务数据将被存储到下一个时隙2内,并设置时隙2有效标志位,然后在时隙1到时隙16内依次循环进行,具体流程如图4所示。
以旅服业务数据为例,多源异速数据分接具体表现如下:
在双端口RAM的ADDR_A地址端口写入0x0183,将接收到的旅服业务数据存储到双端口RAM第二缓存单元前向存储部分时隙9的业务4处,并设置时隙9有效标志位。在下一个数据传输周期,FPGA在双端口RAM的ADDR_A地址端口写入0x0193,旅服业务数据将被存储到下一个时隙10内,并设置时隙10有效标志位,然后在时隙9到时隙16内依次循环进行。
FPGA中业务数据读取模块根据设置的时隙有效标志位控制双端口RAM将数据读取出来并发送到信号处理模块,具体流程如图5所示。
在信号处理模块中将从FPGA控制双端口RAM发送的时隙数据进行再次分解得到各业务数据,比如图1中业务接口板1内的信号处理模块将接收到的数据帧分解为旅服业务数据和列车诊断业务数据,然后将这两种业务数据分别通过业务接口1和业务接口2发送给对应业务板卡。
本领域的普通技术人员将会意识到,这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理,应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (9)
1.高速磁悬浮车地通信系统的多源异速数据融合方法,其特征在于,所基于的高速磁悬浮车地通信系统多源数据融合分接系统,包括:若干业务板卡、若干业务接口板、报文处理板以及38G无线射频系统,所述业务板卡产生的业务数据传输至对应的业务接口板进行数据融合处理,经业务接口板处理后的业务数据通过报文处理板进行组帧,组合后的数据帧通过38G无线射频系统发送出去;所述报文处理板还包括对38G无线射频系统接收到的数据进行分接处理后,分接的业务数据依次经业务接口板处理后发送给相应的业务板卡,所述融合方法包括以下步骤:
A1、业务板卡产生的业务数据通过业务接口板的业务接口发送给业务接口板的信号处理模块;
A2、信号处理模块根据业务数据对应的接口协议进行解帧处理,并对解帧后的数据进行数据类型、时隙和前向后向标记;前向和后向分别指列车车头和车尾传输与接收的数据;
A3、信号处理模块对标记后的业务数据重新编码,加入数据起始和结束标记;
A4、信号处理模块通过低速串口将重新编码后的数据发送给业务接口板内的FPGA;
A5、FPGA中业务数据存储模块根据步骤A2中的标记控制双端口RAM将数据写入第一缓存单元的时隙中,存储完成后设置时隙有效标志位;
A6、FPGA中业务数据读取模块根据步骤A5中的时隙有效标志位控制双端口RAM将数据读取出来通过高速串口发送到报文处理板;
A7、报文处理板收到FPGA发送的时隙数据后,将其进行组帧处理,并通过38G无线射频系统将业务数据发送出去。
2.根据权利要求1所述的高速磁悬浮车地通信系统的多源异速数据融合方法,其特征在于,步骤A5具体包括以下分步骤:
A51、FPGA内部检测串口是否接收到数据,若没有接收到则等待直到接收到数据,接收到数据后通过步骤A2中的标记判断接收到的数据类型;
A52、根据数据类型设置业务数据存储地址,使能双端口RAM的端口A开始存储数据;
A53、在存储过程中不断检测存储是否完成,若没有完成则等待存储完成,若存储完成则设置时隙有效标志位;
A54、判断业务数据是否需要继续接收,若业务数据不需要接收则FPGA控制双端口RAM停止写入数据,若业务数据需要继续接收,则返回到判断串口是否接收到数据并开始下一次循环。
3.根据权利要求1所述的高速磁悬浮车地通信系统的多源异速数据融合方法,其特征在于,步骤A6具体包括以下分步骤:
A61、FPGA查询各时隙标志位,若各时隙标志位均为无效,则等待标志位变为有效,若存在时隙标志位为有效,则根据对应有效时隙设置读出地址将对应有效时隙内的数据由双端口RAM的端口B读出并增加前向或后向标记,然后通过高速串口发送给报文处理板;
A62、在发送过程中不断检测发送是否完成,若没有完成则等待发送完成,若发送完成则设置时隙无效标志位;
A63、判断业务数据是否需要继续发送,若业务数据不需要发送则FPGA控制双端口RAM停止读出数据,若业务数据需要继续发送,则继续查询时隙有效标志位,并开始下一次循环。
4.根据权利要求1所述的高速磁悬浮车地通信系统的多源异速数据融合方法,其特征在于,所述业务接口板包括:业务接口、信号处理模块、FPGA、双端口RAM以及高速串口,所述业务接口与信号处理模块相连,信号处理模块与FPGA相连,FPGA与双端口RAM相连,所述FPGA还与高速串口相连。
5.根据权利要求4所述的高速磁悬浮车地通信系统的多源异速数据融合方法,其特征在于,包括两个38G无线射频系统,其中一个设置于高速磁悬浮列车车头,另一个设置于高速磁悬浮列车车尾,将高速磁悬浮列车分为两个部分,具体为车头所在的前向部分,车尾所在的后向部分;
设置于高速磁悬浮列车车头的38G无线射频系统用于负责列车车头所在的前向部分的数据传输,设置于高速磁悬浮列车车尾的38G无线射频系统用于负责列车车尾所在的后向部分的数据传输。
6.根据权利要求5所述的高速磁悬浮车地通信系统的多源异速数据融合方法,其特征在于,所述双端口RAM包括第一缓存单元与第二缓存单元,第一缓存单元用于存储业务板卡产生的业务数据,第二缓存单元用于存储来自报文处理板接收38G无线射频系统发送的数据,将双端口RAM的第一缓存单元与第二缓存单元划分为前向存储部分与后向存储部分,第一缓存单元与第二缓存单元的前向部分用于存储高速磁悬浮列车前向部分的相关数据,第一缓存单元与第二缓存单元的后向存储部分用于存储高速磁悬浮列车后向部分的相关数据。
7.根据权利要求6所述的高速磁悬浮车地通信系统的多源异速数据融合方法,其特征在于,根据业务数据的传输速率以及传输周期对第一缓存单元与第二缓存单元进行时隙划分,第一缓存单元与第二缓存单元的前向存储部分与后向存储部分所划分的时隙数相同。
8.根据权利要求7所述的高速磁悬浮车地通信系统的多源异速数据融合方法,其特征在于,每个时隙设置有各业务的存储空间。
9.一种高速磁悬浮车地通信系统的多源异速数据分接方法,其特征在于,包括:
B1、地面基站将需要发送给高速磁悬浮列车的数据帧通过38G无线射频系统发送给报文处理板;
B2、报文处理板接收38G无线射频系统发送过来的数据帧并对其进行解帧处理;
B3、报文处理板对解帧后的数据进行数据类型、时隙和前向或后向标记;
B4、报文处理板将需要发送到同一业务接口板内的数据进行组合后重新编码,加入数据起始和结束标记;将重新编码的数据发送给相应业务接口板内的FPGA;
B5、FPGA中业务数据存储模块根据步骤B3中的标记控制双端口RAM将数据写入第二缓存单元的对应时隙中,并在写入完成后设置时隙有效标志位;
B6、FPGA中业务数据读取模块根据步骤B5中设置的时隙有效标志位控制双端口RAM将数据读取出来并发送到信号处理模块;
B7、信号处理模块根据数据类型将接收到的数据进一步分接处理,通过各数据对应的业务接口发送给相应的业务板卡。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210076666.XA CN114475713B (zh) | 2022-01-24 | 2022-01-24 | 高速磁悬浮车地通信系统多源数据融合分接系统和方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210076666.XA CN114475713B (zh) | 2022-01-24 | 2022-01-24 | 高速磁悬浮车地通信系统多源数据融合分接系统和方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114475713A CN114475713A (zh) | 2022-05-13 |
CN114475713B true CN114475713B (zh) | 2023-07-25 |
Family
ID=81471660
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210076666.XA Active CN114475713B (zh) | 2022-01-24 | 2022-01-24 | 高速磁悬浮车地通信系统多源数据融合分接系统和方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114475713B (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050070666A (ko) * | 2003-12-30 | 2005-07-07 | 엘지전자 주식회사 | 듀얼 포트 램을 이용한 피포 수행 시스템 및 그 방법 |
CN106850288A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-06-13 | 中国电子科技集团公司第三十四研究所 | 基于fpga的多业务高速光纤传输系统 |
KR101872648B1 (ko) * | 2017-08-08 | 2018-06-28 | 주식회사 자이솜 | 고속통신을 위한 scada 시스템의 디바이스 연결 방법 및 그 장치 |
CN113489565A (zh) * | 2021-08-09 | 2021-10-08 | 四川灵通电讯有限公司 | 基于同步时分复用体制的多路业务共享信道传输系统 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU1616597A (en) * | 1996-02-14 | 1997-09-02 | Olivr Corporation Ltd. | Method and systems for progressive asynchronous transmission of multimedia data |
DE60239475D1 (de) * | 2001-08-22 | 2011-04-28 | Tekelec Calabasas | Verfahren zur Verbesserung der Ausnutzung einer Zeitmultiplex-Kommunikationsstrecke eines Signalisierungstransferpunktes, und entsprechender Signalisierungstransferpunkt |
CN101499997B (zh) * | 2008-01-29 | 2013-06-05 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种多路低速业务复用及解复用装置及其方法 |
CN101799678B (zh) * | 2009-12-30 | 2011-09-21 | 北京宇航系统工程研究所 | 一种三路异步串口数据实时同步发送系统 |
CN202261319U (zh) * | 2011-10-26 | 2012-05-30 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种异步数据速率自适应复接装置 |
CN102514576B (zh) * | 2011-11-28 | 2015-06-03 | 浙江网新技术有限公司 | 一种高速列车车载智能设备 |
CN110233708B (zh) * | 2019-07-12 | 2023-12-29 | 中国电子科技集团公司第三十四研究所 | 一种数据收发速率调整装置及其运行方法 |
CN111130691B (zh) * | 2019-11-13 | 2022-08-12 | 航天东方红卫星有限公司 | 一种星载异步速率通信匹配装置 |
CN111452835A (zh) * | 2020-04-24 | 2020-07-28 | 洪清喜 | 用于列车多网融合通信传输的车载设备及实现方法 |
CN113660640B (zh) * | 2021-08-18 | 2023-03-31 | 电子科技大学 | 高速磁浮列车车载同步通信探测一体化系统及方法 |
CN113872730B (zh) * | 2021-09-26 | 2023-12-29 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种多速率多模式的星载发射装置 |
-
2022
- 2022-01-24 CN CN202210076666.XA patent/CN114475713B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050070666A (ko) * | 2003-12-30 | 2005-07-07 | 엘지전자 주식회사 | 듀얼 포트 램을 이용한 피포 수행 시스템 및 그 방법 |
CN106850288A (zh) * | 2017-01-20 | 2017-06-13 | 中国电子科技集团公司第三十四研究所 | 基于fpga的多业务高速光纤传输系统 |
KR101872648B1 (ko) * | 2017-08-08 | 2018-06-28 | 주식회사 자이솜 | 고속통신을 위한 scada 시스템의 디바이스 연결 방법 및 그 장치 |
CN113489565A (zh) * | 2021-08-09 | 2021-10-08 | 四川灵通电讯有限公司 | 基于同步时分复用体制的多路业务共享信道传输系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114475713A (zh) | 2022-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101866328B (zh) | 一种自动访问的串行总线读写控制方法 | |
US5517505A (en) | Synchronization method and apparatus for a wireless packet network | |
US5475681A (en) | Wireless in-building telecommunications system for voice and data communications | |
CN101473617B (zh) | 10千兆位/秒接口上的多信道和流控制 | |
CN101860467B (zh) | 一种专用绞线式列车总线控制装置 | |
CN107202977A (zh) | 一种基于vpx平台的综合处理系统及软件设计方法 | |
CN103229469B (zh) | 一种以太网设备处理方法和装置 | |
CN102983884B (zh) | 一种通过磁信道传输数据的方法 | |
CN104980224A (zh) | Fc-ae-1553数据交换模式设计、网络控制及节能方法 | |
CN102932261A (zh) | 一种基于智能型高速路由器的星上载荷信息流管理系统 | |
CN110798818B (zh) | 一种用于城市轨道交通的列车信息传输方法及系统 | |
CN108519857B (zh) | 多源非格式化宽带数据高速海量格式化存储与特征保全方法 | |
CN109560858A (zh) | 高速实时数据采集传输模块 | |
CN108199941A (zh) | 一种基于can2.0b的can总线通信方法 | |
CN114475713B (zh) | 高速磁悬浮车地通信系统多源数据融合分接系统和方法 | |
CN109710550B (zh) | 一种基于双缓存的帧长度不固定rs422数据通信系统 | |
CN101170484A (zh) | 一种基于非压缩传输协议的交换芯片及交换设备 | |
CN106502953A (zh) | 提高1553总线传输带宽的方法 | |
CN111211863A (zh) | Mac发射端、mac接收端及电路、fpga芯片及数据传输系统 | |
WO2024041008A1 (zh) | 一种车地通信的车载通信系统及方法 | |
CN1917519B (zh) | 高级数据链路控制协议串行数据的并行传输方法及其系统 | |
CN113885461B (zh) | 一种串并转换模块、设备、方法、装置和工业控制系统 | |
CN100563378C (zh) | 在帧结构上实现时分复用交换的电路及其交换方法 | |
CN207603655U (zh) | 一种异步通信传输装置 | |
CN101149725B (zh) | 一种串行总线数据传输的方法和装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |