專利名稱：一種列車車載應(yīng)答器傳輸單元無線鏈路干擾監(jiān)測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種列車車載應(yīng)答器傳輸單元無線鏈路干擾監(jiān)測裝置。
背景技術(shù)：
應(yīng)答器傳輸單元(BTM)是現(xiàn)代列車車載列控系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一。由車載BTM模塊和應(yīng)答器天線以及地面應(yīng)答器，組成一個(gè)點(diǎn)式通信系統(tǒng)。BTM系統(tǒng)的工作原理是，在列車運(yùn)行中車載BTM天線不斷的向下發(fā)送27.095MHz的功率電磁波，當(dāng)列車通過應(yīng)答器上方時(shí)，此功率波激活應(yīng)答器開始工作，應(yīng)答器于是將可變信息(有源應(yīng)答器:如列車進(jìn)站的站臺(tái)數(shù)、股道數(shù)、停車位置等)或固定信息(無源應(yīng)答器:如地理位置、火車目的運(yùn)行信息、路線信息、固定限速信息等)通過編碼器編碼，經(jīng)FSK調(diào)制(中心頻率為4.23MHz，調(diào)制頻偏282kHz),以586kbps的速率通過應(yīng)答器的4.23MHz天線發(fā)送出去。車載BTM天線接收到此信號(hào)送往車載BTM模塊，經(jīng)過信號(hào)濾波、放大后，再進(jìn)行解調(diào)，解碼，最后將得到有用信息傳送給ATP等車載設(shè)備。在列車運(yùn)行過程中一直都會(huì)存在電磁噪聲發(fā)射，尤其在車底部位，大功率的牽引設(shè)備和電纜密集，電磁環(huán)境的噪聲水平較高。由于車載BTM天線的安裝位置者位于車底，所以環(huán)境中的電磁噪聲會(huì)疊加到應(yīng)答器的上行信號(hào)上被BTM天線所接收，并進(jìn)入車載BTM模塊，從而對(duì)BTM系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。實(shí)踐與試驗(yàn)均已證明，對(duì)BTM系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的電磁騷擾的主要傳輸途徑均是通過BTM系統(tǒng)的空中接口，即從BTM的天線侵入系統(tǒng)。所以騷擾的形式表現(xiàn)為差模干擾，即電磁干擾(噪聲或無用信號(hào)等)是與BTM的有用信號(hào)混疊在一起的。其主要表現(xiàn)在騷擾能量落入BTM上行信號(hào)接收頻帶以內(nèi)，導(dǎo)致BTM設(shè)備接收到的上行信號(hào)信噪比下降，或者在某些特殊情形下BTM設(shè)備直接將騷擾噪聲當(dāng)作有用信號(hào)而試圖進(jìn)行解調(diào)和解碼處理，從而導(dǎo)致信息傳輸錯(cuò)誤或者設(shè)備故障。由于對(duì)BTM系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的騷擾噪聲已存在于該系統(tǒng)的射頻鏈路中，所以，針對(duì)BTM設(shè)備的無線鏈路進(jìn)行噪聲監(jiān)測和記錄是一種行之有效的故障排查和診斷措施。目前，還沒有專門用于上述針對(duì)列車車載BTM設(shè)備的無線鏈路干擾監(jiān)測記錄的專用設(shè)備或裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是針對(duì)BTM設(shè)備的無線鏈路進(jìn)行噪聲故障排查和診斷。為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例公開了一種列車車載應(yīng)答器傳輸單元無線鏈路干擾監(jiān)測裝置，包括信號(hào)耦 合單元、信號(hào)檢波單元、模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元和采集控制與記錄單元；所述信號(hào)耦合單元包括至少一個(gè)用于從被測應(yīng)答器傳輸單元的信號(hào)鏈路耦合被測電信號(hào)的耦合網(wǎng)絡(luò)，并送往預(yù)處理模塊進(jìn)行預(yù)處理后送往信號(hào)檢波單元；
所述信號(hào)檢波單元用于檢出被測信號(hào)包絡(luò)，并將檢出后的包絡(luò)電壓連續(xù)信號(hào)送往所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元處理；所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元用于將連續(xù)的信號(hào)包絡(luò)通過A/D變換轉(zhuǎn)換成數(shù)字域的離散數(shù)字信號(hào)，并送往所述采集控制與記錄單元進(jìn)行處理；所述采集控制與記錄單元負(fù)責(zé)控制所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元的采樣操作，并對(duì)采樣所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和記錄。進(jìn)一步，作為優(yōu)選，還包括任務(wù)管理單元，用于根據(jù)列車的操作狀態(tài)，為所述采集控制與記錄單元提供監(jiān)測記錄任務(wù)的開始和終止信號(hào)。進(jìn)一步,作為優(yōu)選,還包括對(duì)時(shí)單元,所述對(duì)時(shí)單元受所述采集控制與記錄單元控制，在監(jiān)測記錄任務(wù)的開始階段，利用電波鐘技術(shù)，進(jìn)行系統(tǒng)對(duì)時(shí)操作。進(jìn)一步，作為優(yōu)選，對(duì)時(shí)單元內(nèi)置了電波鐘接收芯片，能夠?qū)崟r(shí)接收授時(shí)信息。進(jìn)一步，作為優(yōu)選，所述預(yù)處理模塊為信號(hào)帶通濾波和放大電路。進(jìn)一步，作為優(yōu)選，信號(hào)耦合單元和信號(hào)檢波單元之間還包括對(duì)數(shù)變換單，用于提高整個(gè)系統(tǒng)對(duì)被測信號(hào)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍。本發(fā)明通過應(yīng)用監(jiān)測裝置，能夠?qū)α熊嘊TM設(shè)備的無線鏈路中的信號(hào)和電磁騷擾噪聲進(jìn)行連續(xù)的在線監(jiān)測和記錄。該設(shè)備由于采用了插入耦合裝置，能夠保證監(jiān)測和記錄到的信息與被監(jiān)測系統(tǒng)的信號(hào)鏈路的信息完全一致，并且完全不會(huì)影響到被監(jiān)測對(duì)象的正常工作。應(yīng)用本發(fā)明的監(jiān)測裝置所獲取的測量結(jié)果，能夠?qū)σ螂姶鸥蓴_導(dǎo)致的BTM設(shè)備故障進(jìn)行有力的排查分析手段，并為客觀評(píng)價(jià)BTM系統(tǒng)的工作電磁環(huán)境提供現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)支持。


當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，通過參照下面的詳細(xì)描述，能夠更完整更好地理解本發(fā)明以及容易得知其中許多伴隨的優(yōu)點(diǎn)，但此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本發(fā)明的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定，其中:圖1是本發(fā)明實(shí)施例一種車載應(yīng)答器傳輸單元無線鏈路干擾監(jiān)測裝置示意圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說明。為使上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1所示，本發(fā)明提供一種列車車載應(yīng)答器傳輸單元無線鏈路干擾監(jiān)測裝置，包括信號(hào)耦合單元1、對(duì)數(shù)變換單元2、信號(hào)檢波單元3、模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元4、采集控制與記錄單元5、任務(wù)管理單元6和對(duì)時(shí)單元7。所述各功能單元之間通過電路拓?fù)溥B接，構(gòu)成一個(gè)完整的電路系統(tǒng)。下面具體說明各單元的具體結(jié)構(gòu)和功能。信號(hào)耦合單元I所述信號(hào)耦合單元I包括至少一個(gè)用于從被測應(yīng)答器傳輸單元8的信號(hào)鏈路耦合被測電信號(hào)的耦合網(wǎng)絡(luò)和相應(yīng)的信號(hào)帶通濾波/放大電路，能夠?qū)⒈粶y的電信號(hào)從被測應(yīng)答器傳輸單元8的射頻鏈路中耦合出來，進(jìn)行相應(yīng)的信號(hào)帶通濾波/放大處理，并將調(diào)理后的信號(hào)送入下一級(jí)對(duì)數(shù)變換單元2進(jìn)行處理。對(duì)數(shù)變換單元2所述對(duì)數(shù)變換單元2能夠?qū)⒕€性域的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換到對(duì)數(shù)域表示，即實(shí)現(xiàn)信號(hào)壓縮。借助此變換，可以在不更改其他單元性能參數(shù)的前提下，大幅度提高整個(gè)裝置對(duì)被測信號(hào)的響應(yīng)動(dòng)態(tài)范圍。并將處理后的信號(hào)送入下一級(jí)檢波單元3進(jìn)行處理。信號(hào)檢波單元3所述信號(hào)檢波單元3包括一個(gè)用于檢出被測信號(hào)包絡(luò)的電路裝置，能夠?qū)TM上行頻帶內(nèi)的調(diào)制信號(hào)包絡(luò)電壓檢出，而不產(chǎn)生信號(hào)帶寬損失或載頻泄漏。檢出后的包絡(luò)電壓連續(xù)信號(hào)送往下一級(jí)所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元4處理。模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元4所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元4的采樣率滿足信號(hào)的信號(hào)帶寬而且采樣分辨率滿足信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍要求，用于將連續(xù)的信號(hào)包絡(luò)通過A/D變換轉(zhuǎn)換成數(shù)字域的離散數(shù)字信號(hào)，并送往下一級(jí)所述采集控制與記錄單元5進(jìn)行處理；采集控制與記錄單元5所述采集控制與記錄單元5包含了一片嵌入式計(jì)算機(jī)(例如ARM或MCU)作為控制器，并運(yùn)行相應(yīng)的專用軟件，能夠控制所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元4的采樣操作，并將采樣數(shù)據(jù)與采樣時(shí)刻的時(shí)間信息加以組織，以文件的形式加以連續(xù)的記錄和存儲(chǔ)和顯示，并實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)裝置的任務(wù)調(diào)度和電路控制。任務(wù)管理單元6所述任務(wù)管理單元6能夠接收或感測列車的操作狀態(tài)(如車載列控系統(tǒng)的啟動(dòng)/隔離等)，并據(jù)此向所述采集控制與記錄單元5發(fā)出“啟動(dòng)記錄”或“停止記錄”的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測記錄裝置的任務(wù)調(diào)度。對(duì)時(shí)單元7所述對(duì)時(shí)單元7能夠利用電波鐘技術(shù)實(shí)時(shí)接收授時(shí)信息，并受所述采集控制與記錄單元5控制，在設(shè)備啟動(dòng)監(jiān)測記錄任務(wù)時(shí)，對(duì)本發(fā)明裝置進(jìn)行系統(tǒng)對(duì)時(shí)操作。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些具體實(shí)施方式
僅是舉例說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的情況下，可以對(duì)上述方法和系統(tǒng)的細(xì)節(jié)進(jìn)行各種省略、替換和改變。例如，合并上述方法步驟，從而按照實(shí)質(zhì)相同的方法執(zhí)行實(shí)質(zhì)相同的功能以實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)相同的結(jié)果則屬于本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1.一種列車車載應(yīng)答器傳輸單元無線鏈路干擾監(jiān)測裝置，其特征在于，包括信號(hào)耦合單元(I)、信號(hào)檢波單元(3)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元(4)和采集控制與記錄單元(5)； 所述信號(hào)耦合單元(I)包括至少一個(gè)用于從被測應(yīng)答器傳輸單元(8)的信號(hào)鏈路耦合被測電信號(hào)的耦合網(wǎng)絡(luò)，并送往預(yù)處理模塊進(jìn)行預(yù)處理后送往信號(hào)檢波單元(3)； 所述信號(hào)檢波單元(3)用于檢出被測信號(hào)包絡(luò)，并將檢出后的包絡(luò)電壓連續(xù)信號(hào)送往所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元(4)處理； 所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元(4)用于將連續(xù)的信號(hào)包絡(luò)通過A/D變換轉(zhuǎn)換成數(shù)字域的離散數(shù)字信號(hào)，并送往所述采集控制與記錄單元(5)進(jìn)行處理； 所述采集控制與記錄單元(5)負(fù)責(zé)控制所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元(4)的采樣操作，并對(duì)采樣所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和記錄。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述列車車載應(yīng)答器傳輸單元無線鏈路干擾監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括任務(wù)管理單元(6)，用于根據(jù)列車的操作狀態(tài)，為所述采集控制與記錄單元(5)提供監(jiān)測記錄任務(wù)的開始和終止信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述列車車載應(yīng)答器傳輸單元無線鏈路干擾監(jiān)測裝置，其特征在于，還包括對(duì)時(shí)單元(7 ),所述對(duì)時(shí)單元(7 )受所述采集控制與記錄單元(5 )控制,在監(jiān)測記錄任務(wù)的開始階段，利用電波鐘技術(shù)，進(jìn)行系統(tǒng)對(duì)時(shí)操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述列車車載應(yīng)答器傳輸單元無線鏈路干擾監(jiān)測裝置，其特征在于，所述對(duì)時(shí)單元(7)內(nèi)置了電波鐘接收芯片，能夠?qū)崟r(shí)接收授時(shí)信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述列車車載應(yīng)答器傳輸單元無線鏈路干擾監(jiān)測裝置，其特征在于，所述預(yù)處理模塊為信號(hào)帶通濾波和放大電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述列車車載應(yīng)答器傳輸單元無線鏈路干擾監(jiān)測裝置，其特征在于，所述信號(hào)耦合單元(I)和信號(hào)檢波單元(3)之間還包括對(duì)數(shù)變換單元(2)，用于提高整個(gè)系統(tǒng)對(duì)被測信號(hào)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)范圍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種列車車載應(yīng)答器傳輸單元無線鏈路干擾監(jiān)測裝置，包括信號(hào)耦合單元、信號(hào)檢波單元、模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元和采集控制與記錄單元；信號(hào)耦合單元包括至少一個(gè)用于從被測應(yīng)答器傳輸單元的信號(hào)鏈路耦合被測電信號(hào)的耦合網(wǎng)絡(luò)，并送往預(yù)處理模塊進(jìn)行預(yù)處理后送往信號(hào)檢波單元；信號(hào)檢波單元用于檢出被測信號(hào)包絡(luò)，并將檢出后的包絡(luò)電壓連續(xù)信號(hào)送往模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元處理；模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元用于將連續(xù)的信號(hào)包絡(luò)通過A/D變換轉(zhuǎn)換成數(shù)字域的離散數(shù)字信號(hào)，并送往采集控制與記錄單元進(jìn)行處理；采集控制與記錄單元負(fù)責(zé)控制模/數(shù)轉(zhuǎn)換單元的采樣操作，并對(duì)采樣所獲得的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和記錄。
文檔編號(hào)H04B17/00GK103078687SQ20121055981
公開日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者聞?dòng)臣t, 陳嵩, 周克生, 莫志松, 李凱, 朱云, 張金寶 申請(qǐng)人:北京交通大學(xué)