一種用于etc系統(tǒng)的fm0編碼數(shù)據(jù)的解碼裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于ETC系統(tǒng)中的FM0編碼數(shù)據(jù)的解碼裝置，該解碼裝置針對ETC系統(tǒng)中以碼元“1”開始FM0編碼數(shù)據(jù)，包括均采用本地時鐘并以FM0編碼數(shù)據(jù)的位速率為時鐘頻率的同步單元，延遲單元，相位檢測單元，捕獲單元和解碼單元，同步單元對接收到的FM0編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成同步數(shù)據(jù)，延遲單元對同步數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，形成延遲數(shù)據(jù)相位檢測單元，相位檢測單元對該兩數(shù)據(jù)進(jìn)行比較并判斷當(dāng)前所述編碼數(shù)據(jù)位于碼元位窗的部位，以便捕獲單元進(jìn)行捕獲，解碼單元對延遲單元和捕獲單元對應(yīng)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而獲得FM0編碼數(shù)據(jù)解碼后的輸出數(shù)據(jù)。優(yōu)點(diǎn)是可避免使用高倍頻率時鐘，降低芯片成本，解碼過程簡單且準(zhǔn)確可靠。
【專利說明】—種用于ETC系統(tǒng)的FMO編碼數(shù)據(jù)的解碼裝置
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及無線通信中數(shù)字信號編解碼【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于ETC系統(tǒng)中的FMO編碼數(shù)據(jù)的解碼裝置。
[0003]【背景技術(shù)】
[0004]電子不停車收費(fèi)(Electronic Toll Collection, ETC)系統(tǒng)采用專用短程通信(Dedicated Short Range Communication, DSRC)技術(shù)，在車載單兀(On-Board Unit, OBU)和路側(cè)單元(Road-Side Unit，RSU)間建立無線通信鏈路，在車輛行進(jìn)過程中通過無線方式進(jìn)行身份識別認(rèn)證和消費(fèi)扣款，實(shí)現(xiàn)不停車收費(fèi)，大大提高收費(fèi)道口的通行能力。
[0005]目前全國各地都在大力推廣ETC，為了實(shí)現(xiàn)ETC設(shè)備的互聯(lián)互通，RSU和OBU設(shè)備都必須滿足ETC標(biāo)準(zhǔn)(國標(biāo)GB/T 20851-2007《電子收費(fèi)專用短程通信》和交通運(yùn)輸部2011年第13號公告《收費(fèi)公路聯(lián)網(wǎng)電子不停車收費(fèi)技術(shù)要求》，簡稱ETC標(biāo)準(zhǔn))中的規(guī)定。ETC標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了通信的編碼方式為FM0，上行鏈路的位速率為512kbps，位時鐘精度為± 100 X 10_6，下行鏈路的位速率為256kbps，位時鐘精度為土 100 X 10_5，上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)幀的前導(dǎo)碼均為16位“I”加16位“0”，數(shù)據(jù)幀長度不超過128字節(jié)，誤碼率在10Χ10-6 以內(nèi)。
[0006]FMO碼是一種廣泛應(yīng)用于短程無線通彳目中的編碼。FMO碼全稱為雙相間隔碼(B1-Phase Space)，其工作原理是在一個位窗內(nèi)采用電平的變化來表示邏輯。如果電平只在位窗的起始處翻轉(zhuǎn)，則表示邏輯“I”；如果電平除了在位窗的起始處翻轉(zhuǎn)，還在位窗中間翻轉(zhuǎn)，則表示邏輯“O”。圖3為數(shù)據(jù)(碼元)流“01001011”經(jīng)FMO編碼后的波形，每個碼元位窗可以分成兩部分，碼元位窗前半部分記為phO，碼元位窗后半部分記為phi。從圖中可以看出，碼?！癘”經(jīng)FMO編碼后phO和phi的電平是相反的，而碼?！?I ”經(jīng)FMO編碼后phO和phi的電平是相同的。
[0007]目前FMO解碼主要有兩種方法，一是利用單片機(jī)微處理器通過軟件編程實(shí)現(xiàn)，功能靈活，但是占用處理器資源較多，只適用于低速信號處理。在ETC系統(tǒng)中，F(xiàn)MO編碼后的數(shù)據(jù)速率達(dá)到512Kbps，需要高性能的處理器才能完成解碼，增加成本。二是通過硬件電路實(shí)現(xiàn)，采用FMO編碼數(shù)據(jù)速率的高倍(一般采用16倍)時鐘對FMO編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣計(jì)數(shù)，產(chǎn)生同步時鐘信號，然后判斷在一個碼元位窗內(nèi)數(shù)據(jù)是否有跳變來決定該碼元是“ I”還是“O”。一般專用集成芯片都是通過此種方法來進(jìn)行FMO解碼的。此種方法通用性好，但是也比較復(fù)雜,增加了芯片成本。
[0008]
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明的目的是提供一種用于ETC系統(tǒng)的FMO編碼數(shù)據(jù)的解碼裝置，在實(shí)現(xiàn)FMO解碼時，可避免使用高倍頻率時鐘，從而降低芯片成本。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用這樣一種解碼裝置，該解碼裝置針對ETC系統(tǒng)的以碼元“I”開始的FMO編碼數(shù)據(jù)，包括均采用本地時鐘并以FMO編碼數(shù)據(jù)的位速率為時鐘頻率的下列各單元:
同步單元，用以對接收到的FMO編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行同步處理，并輸出對應(yīng)同步數(shù)據(jù)；
延遲單元，用以對接收的所述同步數(shù)據(jù)進(jìn)行延遲處理，并輸出對應(yīng)的延遲數(shù)據(jù)；
相位檢測單元，用以對接收到的同步數(shù)據(jù)和延遲數(shù)據(jù)進(jìn)行比較并判斷當(dāng)前所述編碼數(shù)據(jù)位于碼元位窗的前部或后部，并輸出對應(yīng)碼元位窗相位，使對碼元位窗相位自動校正；
捕獲單元，用以根據(jù)相位檢測單元發(fā)出的碼元位窗相位，捕獲并輸出FMO編碼數(shù)據(jù)的碼元位窗的前半部分?jǐn)?shù)據(jù)，；
解碼單元，用以對延遲單元和捕獲單元對應(yīng)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而獲得FMO編碼數(shù)據(jù)解碼后的輸出數(shù)據(jù)。
[0011]為了避免采樣數(shù)據(jù)出現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)，上述解碼裝置中的延遲單元采用二級延遲。
[0012]進(jìn)一步的，所述二級延遲包括:延遲一個elk時鐘周期輸出數(shù)據(jù)din_dl的一級延遲和延遲二個elk時鐘周期輸出數(shù)據(jù)din_d2的二級延遲。
[0013]上述相位檢測單元對接收到的同步數(shù)據(jù)和延遲數(shù)據(jù)進(jìn)行的比較是對該兩數(shù)據(jù)是否相同的比較。其所做的判斷是:若所述兩數(shù)據(jù)相同，判斷所述當(dāng)前數(shù)據(jù)是碼元位窗的前半部分?jǐn)?shù)據(jù)，則檢測出的碼元位窗相位為“O”;若兩所述數(shù)據(jù)不相同，則檢測出的碼元位窗相位翻轉(zhuǎn)一次。并且，在每當(dāng)出現(xiàn)一個碼元“1”，其檢測到的碼元位窗相位自動對準(zhǔn)到碼元位窗的前半部分，而后是碼元位窗的后半部分與前半部分交替出現(xiàn)，自動校正碼元位窗相位。
[0014]上述解碼單元對接收到的延遲單元和捕獲單元對應(yīng)輸出數(shù)據(jù)比較是該兩數(shù)據(jù)是否相同的比較。
[0015]進(jìn)一步的，獲得FMO編碼數(shù)據(jù)解碼后的輸出數(shù)據(jù)過程是:所述解碼單元根據(jù)所述的相位檢測單元檢測到的碼元位窗相位，將FMO編碼數(shù)據(jù)碼元位窗的后半部分?jǐn)?shù)據(jù)，與所述的捕獲單元輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果相同，則解碼輸出數(shù)據(jù)“ 1”，如果不同，則解碼輸出數(shù)據(jù)“0”，從而獲得FMO編碼數(shù)據(jù)的解碼輸出數(shù)據(jù)。
[0016]本發(fā)明首先采用與FMO編碼數(shù)據(jù)位速率相同頻率的本地時鐘，這為避免使用高倍頻率時鐘打下基礎(chǔ)，并且數(shù)據(jù)幀的前導(dǎo)碼以數(shù)據(jù)“I”開始，在解碼中為準(zhǔn)確斷出碼元位窗的前半部分和后半部分及正確檢測判斷出FMO編碼數(shù)據(jù)的相位提供了可靠保證，使得本發(fā)明的解碼裝置解碼過程簡單且準(zhǔn)確可靠。
[0017]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
圖2是本發(fā)明FMO編碼數(shù)據(jù)的解碼過程的時序圖。
[0019]圖3是FMO編碼的電平波形示意圖。
[0020]【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0022]本發(fā)明解碼裝置用以對ETC系統(tǒng)中FMO編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。ETC標(biāo)準(zhǔn)中明確規(guī)定了上行鏈路的位速率為512kbps，下行鏈路的位速率為256kbps，上行鏈路和下行鏈路數(shù)據(jù)幀的前導(dǎo)碼均為16位“I”加16位“0”，即數(shù)據(jù)幀以數(shù)據(jù)“I”開始，也就是FMO編碼數(shù)據(jù)以碼元“I”開始。
[0023]如圖1，本發(fā)明的解碼裝置主要由同步單元、延遲單元、相位檢測單元、捕獲單元和解碼單元組成，上述各單元都以FMO編碼數(shù)據(jù)的位速率為時鐘頻率。
[0024]同步單元:采用與接收到的FMO編碼數(shù)據(jù)rxd位速率相同頻率的本地時鐘clk，對輸入的FMO編碼數(shù)據(jù)rxd進(jìn)行同步采樣，輸出同步數(shù)據(jù)din，本實(shí)施例采用了二級同步采樣，避免采樣數(shù)據(jù)出現(xiàn)亞穩(wěn)態(tài)。
[0025]延遲單元:對同步單元輸出的同步數(shù)據(jù)din進(jìn)行延遲，為后面的相位檢測單元、捕獲單元、解碼單元準(zhǔn)備數(shù)據(jù)。本實(shí)施例采用二級延遲，延遲一個elk時鐘周期輸出數(shù)據(jù)din_dl，延遲二個elk時鐘周期輸出延遲數(shù)據(jù)din_d2。
[0026]相位檢測單元:判斷同步單元的輸出同步數(shù)據(jù)din與延遲單元輸出的延遲數(shù)據(jù)din_dl是否相同，只要din與din_dl電平相同，就輸出碼元位窗相位phase為“O”,正好對應(yīng)數(shù)據(jù)din_d2的前半碼元；否則,輸出碼元位窗相位phase每經(jīng)過一個elk時鐘周期翻轉(zhuǎn)一次，準(zhǔn)確判斷出碼元位窗的前半部分和后半部分；而且每當(dāng)出現(xiàn)一個碼元“I”就會自動校正碼元位窗的相位phase，如圖2所示。而ETC數(shù)據(jù)幀均以碼元“I”開始，因此相位檢測單元能正確檢測判斷出FMO編碼數(shù)據(jù)的相位。
[0027]相位檢測單元在檢測出碼元的相位后,在碼元位窗相位phase為O時捕獲碼元位窗的前半部分電平保存在din_ph0中，在碼元位窗相位phase為I時din_d2與din_ph0進(jìn)行比較，就可以根據(jù)FMO編碼的特點(diǎn)獲得FMO解碼輸出dout。
[0028]捕獲單元，在相位檢測單元輸出碼元位窗相位phase為“O”時，捕獲延遲單元輸出數(shù)據(jù)din_d2的碼元位窗的前半部分?jǐn)?shù)據(jù)，保存在數(shù)據(jù)din_ph0中。
[0029]解碼單元，在相位檢測單元輸出碼元位窗相位phase為“ I”時，判斷捕獲單元輸出數(shù)據(jù)din_ph0與延遲單元輸出數(shù)據(jù)din_d2是否相同，如果相同，則解碼輸出數(shù)據(jù)dout為“1”，否則解碼輸出數(shù)據(jù)dout為“O”。
[0030]本發(fā)明不限于上述給出的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員完全可以根據(jù)本發(fā)明所揭示的教導(dǎo)進(jìn)行各種相同功能作用的替換，然而這些都屬于本發(fā)明所要保護(hù)的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于ETC系統(tǒng)中FMO編碼數(shù)據(jù)的解碼裝置，其特征在于:所述解碼裝置針對ETC系統(tǒng)中以碼元“I”開始FMO編碼數(shù)據(jù)，包括均采用本地時鐘并以FMO編碼數(shù)據(jù)的位速率為時鐘頻率的下列各單元: 同步單元，用以對接收到的FMO編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行同步處理，并輸出對應(yīng)同步數(shù)據(jù)； 延遲單元，用以對接收的所述同步數(shù)據(jù)進(jìn)行延遲處理，并輸出對應(yīng)的延遲數(shù)據(jù)； 相位檢測單元，用以對接收到的同步數(shù)據(jù)和延遲數(shù)據(jù)進(jìn)行比較并判斷當(dāng)前所述編碼數(shù)據(jù)位于碼元位窗的前部或后部，并輸出對應(yīng)碼元位窗相位，使碼元位窗相位自動校正； 捕獲單元，用以根據(jù)相位檢測單元發(fā)出的碼元位窗相位，捕獲并輸出FMO編碼數(shù)據(jù)的碼元位窗的前半部分?jǐn)?shù)據(jù)； 解碼單元，用以對延遲單元和捕獲單元對應(yīng)輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而獲得FMO編碼數(shù)據(jù)解碼后的輸出數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于ETC系統(tǒng)中FMO編碼數(shù)據(jù)的解碼裝置，其特征在于:所述延遲單元采用二級延遲。
3.根據(jù)權(quán)利要求2述的一種用于ETC系統(tǒng)中FMO編碼數(shù)據(jù)的解碼裝置，其特征在于所述二級延遲包括:延遲一個elk時鐘周期輸出數(shù)據(jù)din_dl的一級延遲；和延遲二個elk時鐘周期輸出數(shù)據(jù)din_d2的二級延遲。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種用于ETC系統(tǒng)中FMO編碼數(shù)據(jù)的解碼裝置，其特征在于:所述相位檢測單元對接收到的同步數(shù)據(jù)和延遲數(shù)據(jù)進(jìn)行的比較是對該兩數(shù)據(jù)是否相同的比較。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于ETC系統(tǒng)中FMO編碼數(shù)據(jù)的解碼裝置，其特征在于:所述相位檢測單元所做的判斷是:若所述兩數(shù)據(jù)相同，判斷所述當(dāng)前數(shù)據(jù)是碼元位窗的前半部分?jǐn)?shù)據(jù)，則檢測出的碼元位窗相位為“O”;若兩所述數(shù)據(jù)不相同，則檢測出的碼元位窗相位翻轉(zhuǎn)一次。
6.根據(jù)權(quán)利要求5述的一種用于ETC系統(tǒng)中FMO編碼數(shù)據(jù)的解碼裝置，其特征在于:所述相位檢測單元在每當(dāng)出現(xiàn)一個碼元“1”，其檢測到的碼元位窗相位自動對準(zhǔn)到碼元位窗的前半部分，而后是碼元位窗的后半部分與前半部分交替出現(xiàn)，自動校正碼元位窗相位。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于ETC系統(tǒng)中FMO編碼數(shù)據(jù)的解碼裝置，其特征在于:所述解碼單元對接收到的延遲單元和捕獲單元對應(yīng)輸出數(shù)據(jù)比較是該兩數(shù)據(jù)是否相同的比較。
8.根據(jù)權(quán)利要求7述的一種用于ETC系統(tǒng)中FMO編碼數(shù)據(jù)的解碼裝置，其特征在于:獲得FMO編碼數(shù)據(jù)解碼后的輸出數(shù)據(jù)過程是:所述解碼單元根據(jù)所述的相位檢測單元檢測到的碼元位窗相位，將FMO編碼數(shù)據(jù)碼元位窗的后半部分?jǐn)?shù)據(jù)，與所述的捕獲單元輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果相同，則解碼輸出數(shù)據(jù)“1”，如果不同，則解碼輸出數(shù)據(jù)“0”，從而獲得FMO編碼數(shù)據(jù)的解碼輸出數(shù)據(jù)。
【文檔編號】H03M5/12GK104009825SQ201410269169
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】李躍輝, 殷曉敏, 陳海進(jìn), 彭飛, 金麗, 景為平 申請人:南通大學(xué)