混合ARO无线传输系统在多机牵引中的应用

4．2．1 选择混合ARQ系统类型

该系统设计的数据传输需满足要求：①高传输可靠性；②低误码率；③满足列车运行系统对信息吞吐量和实时性需求。I型混合ARQ系统、II型混合ARQ系统、III型混合ARQ系统、基于可信度的混合ARQ系统均满足以上3种要求。但在信道变化慢的场合中，III型混合ARQ系统的效率低于II型混合ARQ系统；I型混合ARQ系统复杂度低，可采用各种纠错编码，但效率很低，在信道条件不理想时，很难适应高速数据传输的要求；另外，基于可信度的混合ARQ系统对反馈信道的带宽要求高。因此，综合考虑列车信号无线传输的需求及系统实现的复杂程度，多机牵引无线同步控制系统选择II型混合ARQ作为其数据传输系统。

4．2．2 系统增量冗余方案

研究II型混合ARQ技术主要是寻找合适的增量冗余方案。增量冗余的基本思想是纠错码校验比特只在需要重传时才发送。重传时是重传信息比特还是校验比特取决于具体采用的重传合并方案。主要的重传方案有交叉重传II混合ARQ系统、多编码速率II型混合ARQ系统等。在交叉重传的II型混合ARQ系统方案中，重传过程是信息比特和校验比特的交叉重传。多编码速率II型混合ARQ系统的典型代表是基于码率兼容删除卷积码(Rate一Compatible Punctured Convolutional codes，RCPC codes)和码率兼容删除Turbo码(Rate一Compatible Punctured Turbo Codes，RCPT codes)，通过改变删余周期，可以获得各种所需编码速率，速率兼容的删余矩阵，一般都是通过计算机搜索得到。

多机牵引无线同步控制的混合ARQ系统数据传输系统可按需要选择不同的增量冗余方案。RCPC码和RCPT码是应用广泛的速率兼容码，卷积码和Turbo码是较成熟的编解码算法，建议多采用RCPC_ARQ或RCPT_ARQ方案。

4．2．3 重传次数的设定

机车信号的传输要求具有时效性，重传次数的增多必然增加时延，对机车的同步操作带来不良后果。因此，必须对重传次数加以严格控制。一般重载列车的运行速度为40～80km／h，为了满足对运行的列车控制，通常选择控制周期为200～600 ms，在200 ms内所造成的距离误差分别是2．22 m和4．44 m，在控制允许范围之内。重传次数应根据所需传递的信息量设定，并通过多次试验确定。

4．2．4 存在的问题

由于铁路沿线无线传输信道条件十分恶劣，且信号的重传次数有严格限制，可能在达到重传次数的上限时，接收端的信号仍然未能检错通过。其次，混合ARQ系统在发送端和接收端都需要较大的缓冲区，增加硬件成本。其接收端信号的检错、纠错及合并延时较多。因此，要寻找并综合运用其他无线电抗干扰措施，减少误码率，提高检错通过率，在多次重传仍未通过时，要启动异常处理措施。同时需要改进编码技术，简化算法，减少延时。

5 结语

随着无线通讯技术和编码技术的发展，混合ARQ技术将不断改进与创新，混合ARQ数据传输系统的可靠性与安全性得到进一步提高，为多机牵引无线同步控制系统的数据传输提供有力保障，从而实现从机的安全无人驾驶。