專利名稱：一種嵌入式gsm-r接收解析裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)線電通訊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種嵌入式GSM-R信號(hào)接收解析裝置及方法。
背景技術(shù)：
GSM-R系統(tǒng)是專門(mén)為鐵路通信設(shè)計(jì)的綜合專用數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，承載了列車(chē)調(diào)度和列車(chē)控制系統(tǒng)中的關(guān)鍵指令，是非常有效的調(diào)度指揮通信工具。目前絕大多數(shù)GSM-R數(shù)據(jù)接收解析裝置都是基于PC機(jī)為控制器的，通過(guò)移動(dòng)的監(jiān)測(cè)車(chē)輛搭載復(fù)雜的監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)鐵路沿線的GSM-R信號(hào)進(jìn)行收集，還需要加上機(jī)車(chē)記錄裝置，這種裝置不但集成化程度低，體積龐大，不便于放置和移動(dòng)。目前基于GSM-R數(shù)據(jù)接收解析裝置的方法普遍存在著接收時(shí)間長(zhǎng)，提取信息冗余，數(shù)據(jù)的可讀性差，效率低等弊端，不能夠及時(shí)提取有效信息，并且占用大量的存貯空間，無(wú)法滿足當(dāng)前接收解析對(duì)于實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的要求。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種嵌入式GSM-R信號(hào)接收解析裝置及方法。本發(fā)明所采用的硬件平臺(tái)由數(shù)字接收機(jī)、GSM-R終端、雙核處理器、交換機(jī)以及數(shù)據(jù)處理中心(PC機(jī))組成。數(shù)據(jù)處理中心通過(guò)網(wǎng)口與交換機(jī)相連，控制雙核處理器進(jìn)行指令操作；雙核處理器通過(guò)網(wǎng)口與交換機(jī)相連，當(dāng)接收到數(shù)據(jù)處理中心的指令后，分別控制數(shù)字接收機(jī)、GSM-R終端進(jìn)行GSM-R上下行數(shù)據(jù)接收、GSM-R基站配置信息接收，存貯數(shù)據(jù)及上傳數(shù)據(jù)處理中心；數(shù)字接收機(jī)通過(guò)網(wǎng)口與交換機(jī)相連，當(dāng)接收到雙核處理器的指令后，接收GSM-R上下行頻段信號(hào)并輸出兩路數(shù)字中頻信號(hào)上傳給雙核處理器，雙核處理器對(duì)接收的兩路數(shù)字中頻信號(hào)進(jìn)行存貯或上傳數(shù)據(jù)處理中心；GSM-R終端通過(guò)串口與交換機(jī)相連，當(dāng)接收到雙核處理器指令后，解析GSM-R基站配置信息并上傳給雙核處理器，雙核處理器對(duì)接收的GSM-R基站配置信息進(jìn)行處理、存貯并上傳數(shù)據(jù)處理中心。所述的嵌入式GSM-R接收解析方法步驟如下:雙核處理器對(duì)數(shù)據(jù)處理中心發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進(jìn)行長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)校驗(yàn)位、標(biāo)識(shí)位的判定后，需要進(jìn)行以下三步:1.雙核處理器對(duì)數(shù)據(jù)處理中心發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進(jìn)行長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)校驗(yàn)位、標(biāo)識(shí)位的判定，如果發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)不正確，則雙核處理器向數(shù)據(jù)處理中心發(fā)送錯(cuò)誤警告信息，要求數(shù)據(jù)處理中心重新向雙核處理器發(fā)送指令，并清除剛剛接收的錯(cuò)誤網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，等待下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的到來(lái)，直到判定無(wú)誤，執(zhí)行下一步；2.如果雙核處理器接收到數(shù)據(jù)處理中心要求接收GSM-R上下行數(shù)據(jù)的指令時(shí)，則進(jìn)行如下步驟操作:(I)首先雙核處理器對(duì)數(shù)字接收機(jī)設(shè)置通道、增益、中頻帶寬、前置模式基本參數(shù)指令；(2)雙核處理器對(duì)數(shù)字接收機(jī)設(shè)置完成后，開(kāi)始接收數(shù)字接收機(jī)返回的數(shù)據(jù)包，根據(jù)返回的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度進(jìn)行相應(yīng)的操作，具體如下:如果BUFFER〈0，判定接收數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤，并舍去；如果0〈BUFFER〈LEN，判定接收數(shù)據(jù)包是指令數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)粘包，并舍去；如果BUFFER>LEN，繼續(xù)如下判定:如果BUFFER>LEN1，則存貯數(shù)據(jù)包，存貯長(zhǎng)度為N，如果BUFFER〈LEN1，則不符合存貯條件，并舍去。其中:BUFFER是雙核處理器接收數(shù)字接收機(jī)發(fā)送的整個(gè)數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度，且長(zhǎng)度大于O ;LEN是接收機(jī)正確收到雙核處理器發(fā)送的基本參數(shù)指令后發(fā)送到雙核處理器的字節(jié)長(zhǎng)度；LENl雙核處理器是否存貯數(shù)字中頻信號(hào)的閾值。3.如果雙核處理器接收到數(shù)據(jù)處理中心要求接收GSM-R基站配置信息的指令時(shí)，則進(jìn)行如下步驟操作:對(duì)雙核處理器收到基站信息的字符串提取有用數(shù)據(jù)，包括基站ID、基站識(shí)別碼，載波配置，這些數(shù)據(jù)更能準(zhǔn)確提供GSM-R基站配置情況，上傳數(shù)據(jù)處理中心或存貯。本發(fā)明的有益效果是:其一，本發(fā)明采用多線程同步技術(shù)對(duì)GSM-R數(shù)據(jù)，基站解析信息進(jìn)行接收處理，提高了系統(tǒng)效率；相對(duì)于以往的直接把接收數(shù)據(jù)放入數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)判定原則，增加了接收數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；相對(duì)于直接把基站信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)說(shuō)，本發(fā)明只提取了基站信息中的有效數(shù)據(jù)，增加了數(shù)據(jù)的可讀性，減少了信息的存貯空間。其二，本發(fā)明的接收解析裝置由數(shù)字接收機(jī)、GSM-R終端、雙核處理器、交換機(jī)以及數(shù)據(jù)處理中心(PC機(jī))組成，突破了以往基于PC機(jī)為控制器，搭載復(fù)雜的監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)GSM-R進(jìn)行數(shù)據(jù)接收解析，該接收解析裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，精確度高，降低了成本，提高了接收解析GSM-R數(shù)據(jù)效率。其三，本發(fā)明中所述的一種嵌入式GSM-R接收解析裝置，其特征在于:所述的雙核處理器、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)字接收機(jī)通過(guò)網(wǎng)口與交換機(jī)相連接，通過(guò)1000M網(wǎng)口發(fā)送數(shù)據(jù)，GSM-R終端通過(guò)串口與雙核處理器相連接，提高了數(shù)據(jù)傳輸速度。其四，本發(fā)明在Iinux操作系統(tǒng)中完成，可以對(duì)接收的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行權(quán)限設(shè)置，增加了數(shù)據(jù)的可靠性，借助于處理器的高速運(yùn)算來(lái)對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，提高了系統(tǒng)的效率。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中:1:數(shù)字接收機(jī)；2 = GSM-R終端3:交換機(jī)；4:雙核處理器；5:PC機(jī)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:本發(fā)明所述的嵌入式GSM-R信號(hào)接收解析裝置在武廣高鐵(湖南段)沿線區(qū)域進(jìn)行放置，其功能框圖如附圖1所示，具體由數(shù)字接收機(jī)、GSM-R終端、雙核處理器、交換機(jī)以及數(shù)據(jù)處理中心(PC機(jī))組成。
其中，數(shù)字接收機(jī)采用的是超短波數(shù)字接收機(jī)FGS10A，接收范圍應(yīng)能夠涵蓋GSM-R頻段，該數(shù)字接收機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)口與交換機(jī)相連。數(shù)字接收機(jī)由高頻接收模塊、數(shù)字下變頻模塊、計(jì)算機(jī)模塊和電源模塊組成。其中高頻接收模塊有兩部分組成，分別用于接收GSM-R上行885 889MHz頻段，GSM-R下行930 934MHz頻段，完成寬帶采樣輸出中頻信號(hào)，中頻信號(hào)經(jīng)數(shù)字下變頻模塊的變頻、濾波、和速率轉(zhuǎn)化處理后輸出數(shù)字中頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)模塊上傳到雙核處理器中，雙核處理器把接收到的數(shù)據(jù)上傳到數(shù)據(jù)處理中心。GSM-R終端采用GSM-R MODEM，通過(guò)串口與雙核處理器相連。雙核處理器通過(guò)Linux操作系統(tǒng)對(duì)GSM-R終端發(fā)送解析指令，對(duì)GSM-R下行頻段進(jìn)行解析，解析出GSM-R基站的配置信息，主要包括基站ID、基站識(shí)別碼，載波配置。雙核處理器采用的是合眾達(dá)公司的SEED-DEC138開(kāi)發(fā)板，通過(guò)以太網(wǎng)與交換機(jī)相連。交換機(jī)采用的是局域網(wǎng)交換機(jī)，分別將數(shù)字接收機(jī)、PC機(jī)、雙核處理器通過(guò)網(wǎng)線連接到交換機(jī)上，并設(shè)置不同的IP地址，分別為172.25.13.56 ；172.25.13.59 ；172.25.13.57。數(shù)據(jù)處理中心和雙核處理器傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包格式如下:
權(quán)利要求
1.一種嵌入式GSM-R接收解析裝置，包括數(shù)字接收機(jī)、GSM-R終端、雙核處理器、交換機(jī)以及數(shù)據(jù)處理中心；數(shù)字接收機(jī)、雙核處理器、以及數(shù)據(jù)處理中心均連接至交換機(jī)，所述的數(shù)據(jù)處理中心控制雙核處理器進(jìn)行指令操作并匯總上傳結(jié)果；所述的雙核處理器接收到數(shù)據(jù)處理中心的指令后，分別控制數(shù)字接收機(jī)、GSM-R終端進(jìn)行GSM-R上下行數(shù)據(jù)接收、GSM-R基站配置信息接收，雙核處理器把接收到的數(shù)據(jù)信息上傳數(shù)據(jù)處理中心并存貯；所述的數(shù)字接收機(jī)用于接收GSM-R上下行頻段信號(hào)并輸出兩路數(shù)字中頻信號(hào)上傳給雙核處理器；所述的GSM-R終端用于接收、解析GSM-R基站配置信息并上傳給雙核處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種嵌入式GSM-R接收解析裝置，其特征在于:所述的雙核處理器、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)字接收機(jī)通過(guò)網(wǎng)口與交換機(jī)相連接，GSM-R終端通過(guò)串口與雙核處理器相連接。
3.基于一種嵌入式GSM-R接收解析裝置的接收解析方法，其特征在于包括以下步驟: 雙核處理器對(duì)數(shù)據(jù)處理中心發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進(jìn)行長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)校驗(yàn)位、標(biāo)識(shí)位的判定后，需要進(jìn)行以下三步: 1)雙核處理器對(duì)數(shù)據(jù)處理中心發(fā)送的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包進(jìn)行長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)校驗(yàn)位、標(biāo)識(shí)位的判定，如果發(fā)現(xiàn)其中一個(gè)不正確，則雙核處理器向數(shù)據(jù)處理中心發(fā)送錯(cuò)誤警告信息，要求數(shù)據(jù)處理中心重新向雙核處理器發(fā)送指令，并清除雙核處理器剛剛接收的錯(cuò)誤網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，等待下一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的到來(lái)，直到判定無(wú)誤，執(zhí)行下一步； 2)如果雙核處理器接收到數(shù)據(jù)處理中心要求接收GSM-R上下行數(shù)據(jù)的指令時(shí)，則進(jìn)行如下步驟操作: (1)首先雙核處理器對(duì)數(shù)字接收機(jī)設(shè)置通道、增益、中頻帶寬、前置模式基本參數(shù)指令； (2)雙核處理器對(duì)數(shù)字接收機(jī)設(shè)置完成后，開(kāi)始接收數(shù)字接收機(jī)返回的數(shù)據(jù)包，根據(jù)返回的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度進(jìn)行相應(yīng)的操作，具體如下: 如果BUFFER〈0，判定接收數(shù)據(jù)包錯(cuò)誤，并舍去； 如果0〈BUFFER〈LEN，判定接收數(shù)據(jù)包是指令數(shù)據(jù)包，并舍去； 如果BUFFER>LEN，繼續(xù)如下判定: 如果BUFFER>LEN1，則存貯數(shù)據(jù)包，存貯長(zhǎng)度為N ； 如果BUFFER〈LEN1，則不符合存貯條件，并舍去。
其中: BUFFER是雙核處理器接收數(shù)字接收機(jī)發(fā)送的整個(gè)數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度，且長(zhǎng)度大于O ; LEN是接收機(jī)正確收到雙核處理器發(fā)送的基本參數(shù)指令后發(fā)送到雙核處理器的字節(jié)長(zhǎng)度； LENl是雙核處理器是否存貯數(shù)字中頻信號(hào)的閾值，其中LENl為寬帶數(shù)據(jù)包的長(zhǎng)度。
3)如果雙核處理器接收到數(shù)據(jù)處理中心要求接收GSM-R基站配置信息的指令時(shí)，則進(jìn)行如下步驟操作: 對(duì)雙核處理器收到基站信息的字符串提取有用數(shù)據(jù)，將有用數(shù)據(jù)上傳數(shù)據(jù)處理中心或存貯，所述的有用數(shù)據(jù)包括基站ID，基站識(shí)別碼，載波配置，其中基站ID包括移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)碼，移動(dòng)國(guó)家碼，位置區(qū)碼，小區(qū)識(shí)別碼四種。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種嵌入式GSM-R接收解析裝置及方法，包括數(shù)字接收機(jī)、GSM-R終端、雙核處理器、交換機(jī)以及數(shù)據(jù)處理中心；數(shù)字接收機(jī)、雙核處理器、以及數(shù)據(jù)處理中心均連接至交換機(jī)，數(shù)據(jù)處理中心控制雙核處理器進(jìn)行指令操作并匯總上傳結(jié)果；雙核處理器接收到數(shù)據(jù)處理中心的指令后，分別控制數(shù)字接收機(jī)、GSM-R終端進(jìn)行GSM-R上下行數(shù)據(jù)接收、GSM-R基站配置信息接收，雙核處理器把接收到的數(shù)據(jù)信息上傳數(shù)據(jù)處理中心并存貯；數(shù)字接收機(jī)用于接收GSM-R上下行頻段信號(hào)并輸出兩路數(shù)字中頻信號(hào)上傳給雙核處理器；GSM-R終端用于接收、解析GSM-R基站配置信息并上傳給雙核處理器。
文檔編號(hào)H04L1/18GK103117842SQ20131000127
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者賽景波, 褚丹丹, 劉杰, 劉瑞, 李志敏, 佟秋薇, 劉霄, 謝標(biāo), 宿玲玲, 江繼龍 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)