ＢＴＭ报文解码方法、装置及基于应答器的列车控制系统制造方法及图纸

本申请公开了一种ＢＴＭ报文解码方法、装置及基于应答器的列车控制系统，该方法包括：对应答器发送的、且经过接收预处理后的两路报文数据分别进行缓冲；然后再从两路报文数据中依次选取固定长度的数据，并进行校验运算；将两路报文数据的报文头分别进行对齐；再分别进行有效字检验、替换、解扰、首字还原，得到两路用户数据；最后判断两路用户数据是否相同，如果是，则解码成功。本申请实施例在解码时采用１１位并行运算位宽对固定长度的数据进行校验，对长码报文来说，每校验一个报文只需要使用１０３个时钟周期，即在１００ＭＨｚ时钟下检错一个长码报文只需要１．０３μｓ，远小于一个报文位的发送时间（６５４．４８ｋｂｓ，约１．７７μｓ）。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及铁路通信领域，特别是涉及一种BTM报文解码方法、装置及基于应答 器的列车控制系统。
技术介绍
应答器用于向列车车载控制系统提供列车所需的各种点式信息，包括线路信息、 进站信息、定位信息、道岔信息及限速信息等信息。BTM(Balise Transmission Module，应 答器传输模块)的主要功能是在列车运行过程中发送下行信号激活地面应答器，并接收来 自应答器的上行链路信息，并对上行链路信息中的报文进行解码和转发。图1为报文接收滑动窗示意图。根据欧洲铁路运输管理系统编码标准UNISIG SUBSET-036的协议，接收机按照下述方法对报文进行处理在接收机中使用一个固定长度 的缓冲窗，再使用一个1100位的滑动窗进行一位或几位顺序滑动解码，直到提取出一帧正 确的报文，在误码率一定的情况下滑动窗每次滑动的位数越小，BTM需要的最小解码位数越 小，能正确解出用户数据的可能性越高，但越小的滑动距离，需要接收机的运算量越大，对 器件和解码单元的要求越高。由于列车运行过程中车速高，过应答器的时间较短，因此在应 答器与列车车载控制系统通信过程中BTM解码单元的解码能力至关重要。现有的BTM报文解码方法通常采用串行方式进行解码，其解码一次所需的时间为 1 5ms，而报文发送1位的时间仅为1. 77us,即每次解码过程中就会造成较多位的报文丢 失，如果要完成逐位滑动解码，则需要硬件具有较高的运算能力才可以实现按位移动实时 解码时,要求DSP的运行能力达到几千甚至上万MIPS (Million Instructions Per Second, 每秒百万条指令)以上才可以实现实时解码。因此现有的BTM报文解码系统存在解码速度 慢，不能实现较好地实时解码的缺点，而如要达到较好的实时性则对器件的性能要求很高， 必然会增加器件功耗和成本。
技术实现思路
有鉴于此，本申请实施例提供一种BTM报文解码方法、装置及基于应答器的列车 控制系统，采用该方法及装置对应答器发送的控制信号进行解码时，不仅解码速度快，能够 实现逐位移动的实时解码，而且对器件的性能要求不高，器件功耗和成本都比较低。为了实现上述目的，技术方案如下—种BTM报文解码方法，用于将应答器发送的数据进行解码，包括对所述应答器发送的、经过预处理后相异的两路报文数据分别使用FIFO进行缓 冲，所述两路报文数据中各包含有首尾相接连续的多条报文；分别使用线性移位寄存器LSR从所述两路报文数据中依次选取固定长度的数据， 并选择11位并行运算位宽对所述固定长度的数据进行校验运算；分别计算校验后所述两路报文数据的报文头位置，并将报文头部对齐到偏移位置 0 ；5分别对所述报文头对齐的两路报文数据进行有效字检验、替换、解扰、首字还原， 得到两路用户数据；判断所述两路用户数据是否相同，如果是，则解码成功，并将所述用户数据及相关 信息发送出去；如果否，则解码失败，并将解码失败信息发送出去。优选地，所述分别对所述报文头对齐的两路报文数据进行有效字检验、替换、解 扰、首字还原，得到两路用户数据具体为将所述报文头对齐的两路报文数据中的第一个报文的每11位分为一组，并将每 组按照预设字母表查表检验和替换为一个10位长的字；根据预设标准，使用32位线性移位寄存器LSR对所述多个10位长的字进行解扰；对所述多个10位长的字中的首个字进行还原，得到一条用户数据；得到一条用户数据之后，依次分别对所述两路报文数据中其它多个报文进行校 验，得到由多条报文组成的报文数据流的连续无错位数。优选地，所述预设定字母表为欧洲铁路运输管理系统编码标准UNISIGSUBSET-036 所规定的编码/解码字母表；所述预设标准为欧洲铁路运输管理系统编码标准UNISIG SUBSET-036。优选地，所述相关信息包括与解码相关的连续无错位信息、报文接收总位数、报 文接收时间戳、装置状态和错误信息。优选地，所述经过预处理后相异的两路报文数据具体为由所述应答器发送、且经过分波、滤波、放大、解调的相异的两路报文数据。优选地，所述分别使用线性移位寄存器LSR从所述每路报文数据中依次选取固定 长度的数据进行校验之前还包括分别对进入的所述两路报文数据进行全0和全1判断，如果接收到的所述两路报 文数据为全0或全1的数据流，则解码失败，且将解码失败信息发送出去。优选地，对所述报文头对齐的两路报文数据进行替换之前，该方法还包括分别判断所述两路报文是否发生了位反转，如果是，则将报文按位取反，得到正确 的报文数据。优选地，所述将该路报文数据的位全部取反之后，该方法还包括检查该路报文数据的控制位是否正确，如果否，则判定所述报文数据为不可识别 的格式，且解码失败，且将解码失败信息发送出去。一种BTM解码装置，包括缓冲单元用于对所述应答器发送的、经过预处理后相异的两路报文数据分别使 用FIFO进行缓冲，所述每路报文数据中包含首尾相接的连续的多条报文；逐位校验单元用于从所述两路报文数据中依次选取固定长度的数据，并选择11 位并行运算位宽对所述固定长度的数据进行校验运算；报文头同步单元用于分别计算校验后所述两路报文数据的报文头位置，并将报 文头部对齐到偏移位置0 ；报文数据处理单元用于分别对所述报文头对齐的两路报文数据进行有效字检 验、替换、解扰、首字还原，得到两路用户数据；用户数据判断单元用于判断所述两路用户数据是否相同，如果是，则解码成功，并将所述用户数据及相关信息发送出去，如果否，则解码失败，将解码失败信息发送出去；发送单元当解码成功时，将所述用户数据及相关信息出去；当解码失败时，将解 码失败的信息发送出去。优选地，所述报文数据处理单元具体为11-10替换单元用于将将所述报文头对齐的两路报文数据中的第一个报文的每 11位分为一组，并将每组按照预设字母表查表检验和替换为一个10位长的字；解扰单元用于根据预设标准，使用32位线性移位寄存器LSR对所述11_10替换 后的数据进行解扰；首字还原单元用于对所述解扰后的数据首个10位字进行还原，得到一条原始数 据。优选地，所述逐位校验单元还包括全0全1判断单元用于分别对进入的所述两路报文数据进行全0和全1判断， 如果接收到的所述两路报文数据为全0或全1的数据流，则解码失败，并将解码信息发送出去。优选地，所述报文数据处理单元还包括位反转判断单元，用于判断所述两路报文数据值的顺序是否发生了位反转，如果 是，则将该路报文数据的所有位取反；格式识别单元用于检查该路报文数据的控制位是否正确，如果否，则判定所述报 文数据为不可识别的格式，且解码失败，并将解码失败信息发送出去。一种基于应答器的列车控制系统，包括若干个应答器、应答器激活装置、预处理 单元、如权利要求9-12任一项所述的BTM报文解码装置和列车自动保护装置ATP，其中当所述应答器激活装置距离所述应答器预设距离时，将所述应答器激活；所述应答器被激活后将控制信息发送给所述预处理单元；所述BTM报文解码装置对所述预处理单元预处理后的相异的两路报文数据进行 解码，并将解码结果发送给列车自动保护装置ATP ；所述列车自动保护装置ATP根据解码结果对列车进行控制。优选地，所述BTM报文解码装置具体为现场可编程门阵列FPGA。优选地，所述应答器激活装置包括BT本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＢＴＭ报文解码方法，用于将应答器发送的数据进行解码，其特征在于，包括：对所述应答器发送的、经过预处理后相异的两路报文数据分别使用ＦＩＦＯ进行缓冲，所述两路报文数据中各包含有首尾相接连续的多条报文；分别使用线性移位寄存器ＬＳＲ从所述两路报文数据中依次选取固定长度的数据，并选择１１位并行运算位宽对所述固定长度的数据进行校验运算；分别计算校验后所述两路报文数据的报文头位置，并将报文头部对齐到偏移位置０；分别对所述报文头对齐的两路报文数据进行有效字检验、替换、解扰、首字还原，得到两路用户数据；判断所述两路用户数据是否相同，如果是，则解码成功，并将所述用户数据及相关信息发送出去；如果否，则解码失败，并将解码失败信息发送出去。

【技术特征摘要】
一种BTM报文解码方法，用于将应答器发送的数据进行解码，其特征在于，包括对所述应答器发送的、经过预处理后相异的两路报文数据分别使用FIFO进行缓冲，所述两路报文数据中各包含有首尾相接连续的多条报文；分别使用线性移位寄存器LSR从所述两路报文数据中依次选取固定长度的数据，并选择11位并行运算位宽对所述固定长度的数据进行校验运算；分别计算校验后所述两路报文数据的报文头位置，并将报文头部对齐到偏移位置0；分别对所述报文头对齐的两路报文数据进行有效字检验、替换、解扰、首字还原，得到两路用户数据；判断所述两路用户数据是否相同，如果是，则解码成功，并将所述用户数据及相关信息发送出去；如果否，则解码失败，并将解码失败信息发送出去。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别对所述报文头对齐的两路报文 数据进行有效字检验、替换、解扰、首字还原，得到两路用户数据具体为将所述报文头对齐的两路报文数据中的第一个报文的每11位分为一组，并将每组按 照预设字母表查表检验和替换为一个10位长的字；根据预设标准，使用32位线性移位寄存器LSR对所述多个10位长的字进行解扰； 对所述多个10位长的字中的首个字进行还原，得到一条用户数据； 得到一条用户数据之后，依次分别对所述两路报文数据中其它多个报文进行校验，得 到由多条用户数据组成的连续无错位数的两路用户数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设定字母表为欧洲铁路运输管理 系统编码标准UNISIG SUBSET-036所规定的编码/解码字母表；所述预设标准为欧洲铁路运输管理系统编码标准UNISIG SUBSET-036。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述相关信息包括与解码相关的连续无 错位信息、报文接收总位数、报文接收时间戳、装置状态和错误信息等。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述经过预处理后相异的两路报文数据 具体为由所述应答器发送、且经过分波、滤波、放大、解调的相异的两路报文数据。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分别使用线性移位寄存器LSR从所述 每路报文数据中依次选取固定长度的数据进行校验之前还包括分别对进入的所述两路报文数据进行全0和全1判断，如果接收到的所述两路报文数 据为全0或全1的数据流，则解码失败，且将解码失败信息发送出去。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，对所述报文头对齐的两路报文数据进行 替换之前，还包括分别判断所述两路报文是否发生了位反转，如果是，则将报文按位取反，得到正确的报 文数据。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将该路报文数据的位全部取反之后， 还包括检查该路报文数据的控制位是否正确，如果否，则判定所述报文数据为不可识别的格 式，且解码失败，且将解码失败信息发送出去。9.一种BTM解码装置，其特征在于，包括缓冲单元用于对所述应答器发送的、经过预处理后相异的两路报文数据分别使用 FIFO进行缓冲，所述每路报文数据中包...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨光伦，袁栩，宁鑫，
申请(专利权)人：北京全路通信信号研究设计院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]