机车综合无线通信设备G网通信常见故障及判定方法

■ 李世凯 罗统耀

机车综合无线通信设备（CIR）应用于铁路GSM-R无线列调通信系统，供列车司机使用。W TZJ-I型设备替代原有的无线列调通信机车台，为机车和地面之间提供语音和数据传输通道。该设备作为GSM-R系统终端，同时兼容支持原450 M Hz无线列调的话音和数据传输功能。设备内部采用模块化单元，集成度高，便于替换维修。

1 设备组成

W TZJ-I型设备由主机、操作显示终端（MM I）、送受话器、扬声器、打印终端、连接电缆、天线、馈线等构成。WTZJ-I型主机系统连接见图1。

2 主要功能

（1）具有GSM-R调度通信功能。

（2）具有GSM-R通用数据传输功能，根据承载业务的需要提供通用分组无线服务业务（GPRS）或电路方式数据传输链路。

（3）具有GSM-R工作模式与450 M Hz工作模式自动切换和手动切换功能。

（4）具有向用户提供GPS原始信息、公用位置信息的功能。

图1 WTZJ-I型主机系统连接

（5）操作显示终端具有调度通信、通用数据传输所需的操作、状态显示以及语音提示功能。

（6）具有主、副MM I之间通话功能。

（7）主机具备信息存储和导出功能。

（8）具有人工系统复位功能。

3 MMI单元

3.1 原理概要

MM I是CIR的人机交互接口，所有通话及对CIR的操作通过M M I完成。每套CIR设备可根据使用需求配置1个或2个MM I。MM I主要由工控机系统、控制单元、键盘和对外接口等部分组成。

3.2 故障处理

3.2.1 上电后LCD屏幕无显示

首先检查LCD背光有没有点亮，若背光没有点亮，则按以下次序进行检查：检查供电情况，用万用表测量控制单元电路板上的电源部分是否正常，若不符合正常指标，表明对应的供电没有输出，应检查电源转换芯片及其周边元件是否存在故障；如果控制单元的电源部分正常，则用万用表测量逆变器的输入输出电压是否正常。如果发现异常，应尝试更换逆变器。

如果LCD背光已经点亮，但屏幕无显示，按以下步骤检查：检查LCD到工控机之间的排线有无脱落或接触不良情况。检查控制单元电路板上的指示灯（工控机电源指示）是否点亮，若指示灯没有点亮，表明工控机没有上电，应检查给工控机供电的集成电路及其周边元件是否存在故障。尝试更换工控机，确认工控机是否存在故障。

若进行以上工作后故障仍然存在，最终尝试更换LCD显示屏。

3.2.2 MMI无法与主机握手成功

首先应确定主机工作正常及检查M M I与主机连接电缆，确定电缆是否有断线或松动。检查控制单元与控制电缆之间插座的插头是否插紧。检查插座附近的元器件有无异常或其他异物附着。如以上检查均无问题，则判定为工控机故障，更换工控机。

3.2.3 无法摘机或无法挂机

首先应确定送受话器及连接电缆正常。通过按键操作，确认工控机及控制单元（M CU）正常工作。检查摘挂机插座的插头是否插紧，及其附近的三端电容有无连焊。用万用表测量M CU摘挂机管脚电压，正常情况下摘机时应为高电平，挂机时应为低电平。若以上检查均无问题，则判定为MCU故障，尝试更换MCU。

3.2.4 对讲按键（PTT）失效

首先应确定送受话器及连接电缆正常。通过按键操作，确认工控机及控制单元M CU正常工作。检查摘挂机插座附近的三端电容有无连焊。用万用表测量MCU的PTT管脚电压，正常情况下未按下PTT时应为高电平，按下PTT时应为低电平。若以上检查均无问题，则判定为MCU故障，尝试更换MCU。

3.2.5 按键失效

首先确认是所有按键失效还是个别按键失效。如果是个别按键，则检查按键板上对应微动开关的焊点有无连焊。如果是所有按键均失效，检查按键板到控制板的FPC排线有无连接不良。通过摘机或挂机，观察显示屏状态，如状态无变化，表明M CU与工控机间的数据通道有问题或M CU故障。进一步观察控制单元电路板上的指示灯VD13，检查M CU是否正常工作，VD13正常情况下应闪亮，不亮或常亮表明MCU有故障，更换MCU。若MCU工作正常，尝试更换工控机。

3.2.6 按键背光不亮

首先应检查按键板与控制单元之间连接排线的接触情况，确认无接触不良。用万用表测量按键板插座各个管脚的电压，按键背光灯点亮时此引脚应为低电平，平时应为高电平，否则说明MOS管已损坏。

3.2.7 送话无声音或声音小

首先确认所使用的主机、送受话器及相关电缆正常。检查送受话器插座附近的三端电容及其附近的阻容器件有无损毁现象。

向控制板写入测试程序，通过M M I测试夹具向送受话器端口的2脚输入幅度为设备调制灵敏度的1 kHz标准信号，顺序测量此信号途径的所有器件，可能幅度会有所增减，但要特别关注信号是否发生了严重失真和噪声引入，确认可疑情况后，尝试更换相关器件。

3.2.8 扬声器无声音或声音小

首先确认所使用的主机及相关电缆正常。检查扬声器插座附近的三端电容金属异物或短路情况。

令控制单元进入测试状态，通过测试夹具向扬声器插座的5脚及6脚输入幅度为-4 dBm的1 kHz信号。检查变压器有无-10 d Bm信号输出，若无输出更换T1。测量运算放大器的输出脚，如没有信号或信号小于500 m V应检查运放及其周边器件；测量外置扬声器插座或内置扬声器插座的1脚和2脚，如没有信号或信号小于6 V应检查音频功率放大器及其周边器件。

3.2.9 耳机无声音或声音小

首先确认所使用的主机、送受话器及相关电缆正常。检查送受话器插座附近的三端电容是否损坏。

在测试状态下，通过测试夹具向扬声器插座的5脚及6脚输入幅度为-4 dBm的1 kHz信号。检查变压器有无-10 d Bm信号输出，若无输出更换T1。测量运算放大器的输出脚，如没有信号或信号小于500 m V，应检查运算放大器及其周边器件；将耳机音量调到最大，测量送受话器的6脚，如没有信号或信号小于1 V，应检查耳机音频放大器及其周边器件。

4 GSM-R语音单元

该单元采用法国生产的M RM模块（见图2）。最大功率支持8 W，支持GSM PHASE2+标准。模块的上行频率为876～915 M Hz，下行频率为921～960 M Hz。支持公用（P-GSM），扩展（E-GSM）及铁路（R-GSM）的各个频段。正常使用情况下，接收和发射时天线都使用插座TNC1。指示灯状态见表1。

主控单元通过AT命令对模块进行注册/注销、语音呼叫和数据传输的控制。AT命令接口的速率是9 600 b/s。该模块只支持3 V的SIM卡，拆装卡时，一定要先给模块断电，以保护SIM卡不被损坏。M RM模块的供电为12 V和5 V，当供电电压低于11.7 V和4.75 V时，模块将启动自保护电路，不能正常工作。

图2 GSM-R语音单元的MRM模块

表1 指示灯状态

5 GSM-R数据单元

5.1 工作原理

数据单元采用支持E-GSM频段的无线通信模块，可实现电路数据和GPRS的数据传输；该模块支持3 V的SIM卡，插拔卡时应先将本单元断电。

本单元通过AT命令串口与主控单元进行通信，通信速率为115 200 b/s。上电后，红色指示灯常亮，表示本单元电源供电正常，绿灯常亮表示无线通信模块内部CPU已经正常启动，并开始搜索网络信号，绿灯慢闪（约3 s一次）表示模块网络登陆正常并处于空闲状态，绿灯快闪（约1 s一次）表示模块此时正在传输数据。

5.2 故障处理

整机上电后，观察GSM-R数据单元前面板指示灯：若红色指示灯灭，表示电源供电异常，需检测电源相关电路。检测电源转换集成电路及周边器件有无烧毁或短路；若红色指示灯亮而绿色指示灯灭，表示无线通信模块内部CPU未正常启动，需检测96针插座的A10和C12是否为3.6 V；若红绿指示灯均正常闪亮，但主机自检时显示本单元故障，需检测串口收发电路，检查串口电平转换芯片是否损毁。