混合ARO無線傳輸系統在多機牽引中的應用
采用基于無線通信技術的列車控制系統,實現有效的運輸指揮及安全監控,是國際重載運輸技術的發展方向。中國大部分地區特別是山區鐵路沒有條件建立GSM―R(Global Standard for Mobile Communications―Railway)數據網絡。為了提高GSM―R網無法覆蓋地區的運輸能力,必須研制一種可靠、安全的列車無線同步控制的數據傳輸系統。混合ARQ技術是無線通信技術的研究熱點,兼顧了信息傳輸的可靠性和有效性,適用于信道惡劣條件下的無線數據傳輸,能保證機車信號傳輸的可靠性與安全性。
2 多機牽引無線同步控制系統
圖1給出多機牽引無線同步控制系統框圖。
各個模塊的具體功能闡述如下。
(1)控制信號檢測模塊 當整套系統作為本務機車控制系統時,用于檢測本務機車控制信號,并把檢測到的數據通過CAN(Controller Area Network)總線發送給“主控組”和“備份組”無線傳輸模塊。
(2)狀態信號檢測模塊 不論系統處于本務還是補機控制,該模塊均用于檢測機車狀態信號,并把檢測到的數據通過CAN總線發送給“主控組”和“備份組”無線傳輸及信息顯示模塊。
(3)無線傳輸模塊采用混合ARQ數據系統。作為本務控制系統時,將數據采集模塊的數據向下發送。作為補機控制系統時,接收來自本務機車無線傳輸模塊的數據,CAN總線將檢錯通過的數據發送給“主控組”和“備份組”機車控制信號執行模塊。
(4)機車控制信號執行模塊該模塊只在系統作為補機控制時工作。通過CAN總線接收來自“主控組”和“備份組”無線傳輸模塊的數據,并比較這兩組數據,若結果一致則控制啟動相應的繼電器、D/A轉換器工作;若結果不一致則暫不動作,啟動執行模塊數據接收異常處理。
(5)信息顯示模塊 通過CAN總線接收來自無線傳輸模塊、機車控制信號執行模塊的數據,并將接收到的數據進行分析和顯示。
3 混合ARQ
3.1 混合ARQ系統模型
圖2給出系統框圖,主要由信道編解碼、收發緩沖區和發送應答控制模塊組成。發送端先對信源信息檢錯和糾錯編碼,存入發送緩沖區,通過信道將全部或部分緩沖信息以數據包形式發送。接收端接到數據包后,先緩存再進行信道譯碼、檢錯。若正確,則向發送端發送ACK應答,表明發送成功,開始發送新的數據包;否則發送NAK應答,請求重發。發送端收到重發請求,根據一定策略重發有關信息。如此往復直到解碼成功或達到預先設定的最大重傳次數。通常,混合ARQ系統傳輸的信息包包括系統信息(信源原始信息)、糾錯信息和校驗信息。
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