CN1115796C - 地下铁道通信系统的无线电话呼叫切换设备和方法 - Google Patents

地下铁道通信系统的无线电话呼叫切换设备和方法 Download PDF

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Abstract

用于地下铁道系统的无线电话设备包括分别位于相继的车站1，2的两个基站3，4。基站3馈送信号给隧道洞中向基站4延伸的辐射电缆7，基站4馈送信号给隧道洞中向基站3延伸的辐射电缆12。当列车由车站1向车站2运行时，列车上的移动电台实现呼叫切换，即转换与电缆7的通信到与电缆12的通信。为保证切换过程中呼叫没有中断，在电缆7邻近其末端处加入衰减器16，这样即使在列车以最大可能速度行进时移动电台也能在失去与电缆7的通信前实现到电缆12的呼叫切换。

Description

地下铁道通信系统的无线电话呼叫切换设备和方法
本发明涉及无线电话系统中实现呼叫切换的设备和方法，在该系统中移动电台相对于电缆移动，这些电缆为有泄漏或有损耗电缆，它们辐射被移动电台检测的无线电场。
当移动电台从一根电缆向另一根电缆转换通信时，便会发生呼叫切换。这样的一个已知系统的例子是在地下铁路中。每个车站都装配有服务于该车站的无线基站。而且，通过沿着隧道洞从基站向上一车站或向下一车站(这和列车穿过隧道洞运行的方向有关)延伸的电缆，每个基站还服务于隧道洞的邻近长度区，移动电台被列车携带，列车前端有天线可使与电缆的无线通信沿隧道洞延伸。因此，在从一个车站向下一个车站前进途中，移动电台必须从一根电缆向另一根电缆转换其通信(即实现呼叫切换)，这大约在两个车站间半程的地方发生，在那里一根电缆结束，而下一根开始。
在已知系统中，呼叫切换取决于移动电台到达电缆末端时移动电台对无线电场减弱的检测。这将触发移动电台搜寻位于列车运行前方车站的基站中可利用的新信道。在呼叫切换时，现有呼叫仅当移动电台可继续和即将终止的电缆通信时才不会被打断。呼叫切换一般需要四分之一秒或稍稍长些时间，当速度为每小时110公里时对应于行进距离约30米。列车的长度会在列车前端从电缆末端移离10多米后屏蔽天线，所以会有部分呼叫损失。本发明的目标就是提供解决这一问题的设备和方法。
按照本发明的一个方面，提供了一种无线电话设备，它包括辐射第一个无线电场的第一根电缆，辐射第二个无线电场的第二根电缆，以及在第一根电缆邻近其末端处加入的衰减器，以便当移动电台从第一个无线电场向第二个无线电场实现呼叫切换时，由衰减器产生的第一个无线电场强度的减小使移动电台在第一个无线电场强度减小到不可用电平前启动呼叫切换并完成呼叫切换。
按照本发明的另一个方面提供了一种无线电话设备，它包括第一个基站，从第一个基站延伸到远端的第一根辐射电缆，第二个基站，从第二个基站延伸并终止在远端的第二根辐射电缆，这两个远端位于移动电台从第一个基站向第二个基站实现呼叫切换的转换区内，还包括一个加入在第一根辐射电缆邻近其末端处的衰减器，这样便可使移动电台检测到由衰减器引起的辐射信号减小并由此开始从第一个基站到第二个基站的呼叫切换。
按照本发明的更进一步的一个方面，提供了无线电话系统中移动电台从第一根辐射电缆到第二根辐射电缆的实现呼叫切换的一种方法，它包括以下步骤：在第一根电缆邻近其末端处使用衰减器以使第一根电缆辐射的信号强度显著减小；并且移动电台检测到这一减小以促使移动电台启动从第一根电缆到第二根电缆的呼叫切换并维持其与第一根电缆的通信直至到第二根电缆的切换完成为止。
衰减器的位置决定了移动电台开始其呼叫切换程序的位置。通过将第一根电缆上衰减器和第一根电缆末端间的长度定为至少和移动电台以最大可能速度运行时行进的距离一样，便可保证无需中断的呼叫切换不受中断。
现在通过实例的方法描述本发明，同时参考附图，图中：
图1是依据本发明安装在地下铁路中的无线电话系统的示意图，以及
图2是列车所承载的移动电台检测的信号对列车前端位置的关系曲线图。
参考图1，地下铁路线上的两个相继车站用1和2表示。车站有各自的基站3和4，类似于蜂窝无线系统中的基站，每个基站通常用硬接线线路连接到电话交换机上。基站3和4分别有电缆环路5和6，它围绕着车站周围地区(如站台，地下道和中央大厅)延伸以使得有移动手机的人可以通过各自的基站3和4打出和接收电话。持有必要的移动手机的人预计是车站人员、保安人员或类似的指定人员，但持有常用蜂窝无线手机的公众成员也可能进入无线电话系统。
基站3还馈送信号给沿隧道洞延伸连接车站1和2的辐射电缆7。洞中有单线铁轨8，列车通常沿着它向同一方向运行，如箭头A所示。电缆7分为从车站1向上一个车站延伸的第一部分9和从车站1向下一个车站2延伸的第二部分10。同样地，基站4馈送信号给洞中的第二根电缆12，电缆12分为向车站1延伸的第一部分13和沿铁路线向下一个车站延伸的第二部分14。电缆7和12都有泄漏或有损耗，这样它们便辐射出对应于来自各自基站3和4的电信号的无线电场。电缆7和12由洞壁上的支架支撑，这样电缆7和12可以在洞中纵向延伸，洞中还可容纳铁轨8，列车可沿铁轨8从车站1向车站2(按方向A)运行。容纳有第二条铁轨15的第二个隧道洞可使列车按反方向B从车站2向车站1运行。
依照本发明，在第一根电缆邻近末端17处加入了一个衰减器16。在实际中，电缆7的末端部分，即衰减器16和最最末端17之间的长度可以是劣质电缆，其损耗远大于其余在基站3和衰减器16间的主要部分。衰减器16是一个电阻性网络。第二根电缆12的末端18的位置大致对应于衰减器16的位置，这样第一根和第二根电缆7和12在一个20米的重叠长度上并排延伸，20米的重叠长度对应于第一根电缆7的末端部分的长度。
沿铁路轨道8运行的列车上装备有移动电台，并且在列车前部装有天线，该天线可检测由附近的电缆7或12建立的无线电场。当列车由车站1向车站2运行时，电缆7辐射出的第一个无线电场强度(移动电台因此检测其信号大小)将如图2中20所示逐渐减小。当列车前端经过衰减器16时，信号强度将如22所示急剧下降。来自电缆7的无线信号的这一急剧下降被选定为穿过漫游阈值T1，即接收信号强度的大小低于这个值时移动电台将开始它的程序，启动向其它基站的呼叫切换。当列车向下一个车站2运行时，从第一根电缆接收的信号强度持续下降，最终降到不可用信号阈值T2，低于此值的信号可能会太弱以至不能使用。
一旦列车已通过对应于衰减器16的位置，接收到的来自电缆12的第二个无线电场的信号强度23会足够强，即它的大小将超过漫游阈值T1，如24所示。因此，列车上的移动电台将在第一个无线电场的信号强度降至低于可用信号阈值T2之前和第二个无线电场建立好连接。这就确保了移动电台在离开由电缆7和12重叠长度决定的转换区之前实现到第二根辐射电缆12上的呼叫切换。这一重叠长度选定为确保切换到列车最大速度时仍发生在重叠长度内。
因此，本系统的其它实施例可以有不同的重叠长度，例如其它的长度在15-25米的范围内。
在铁路轨道15旁也进行同样的安排，其中衰减器25加在由基站4馈送信号的辐射电缆26的邻近末端处。在这种情况下，呼叫切换是从电缆26到与基站3相连的电缆27。该无线电话设备的重要特征是：
1.通过选择衰减器从而提供所规定的信号减小以确保无线电台被触发登记(register)。
2.从衰减器到电缆末端的辐射电缆部分为登记期间提供了满意的无线电覆盖。
3.电缆末端部分提供的扩展的覆盖区域是可预测的并且和其它不确定的“自由空间”情况相比也很可靠。
采用这种方法必须满足下列要求：
1.基站间的各信号保持独立以使信道管理不降低。
2.成本不会有不利地影响，因为衰减器代替了电缆终端负载。

Claims (7)

1.一种地下铁道通信系统的无线电话呼叫切换设备，包括第一个基站，从第一个基站延伸到远端的第一根辐射电缆，第二个基站，从第二个基站延伸并终止在远端的第二根辐射电缆，这两个远端位于移动电台响应下降至漫游阈值以下的检测到的来自所述第一基站的信号强度从第一个基站向第二个基站实现呼叫切换的转换区内，还包括一个加入在第一根辐射电缆邻近其末端处的衰减器，从而使在衰减器区域检测到的由第一根辐射电缆辐射的信号强度急剧减小到穿越漫游阈值，使移动电台开始从第一个基站到第二个基站的呼叫切换。
2.按照权利要求1的设备，其特征在于，其中衰减器是一个电阻性网络。
3.按照权利要求1或2的设备，其特征在于，其中第一根电缆包括延伸到衰减器的主要部分和从衰减器延伸到第一根电缆末端的第二部分，第二部分具有比主要部分更高的损耗特性。
4.根据权利要求3的设备，其特征在于，其中第二部分长度在15米至25米之间。
5.根据权利要求4的设备，其特征在于，其中第二部分的长度为20米数量极。
6.一种用于地下铁道系统的无线电话设备，所述地下铁道系统具有至少两个由隧道洞互连的车站，
所述无线电话设备包括分别位于各自车站的第一个基站和第二个基站，沿隧道洞延伸的辐射电缆互连着各个车站，从位于其中一个车站的第一个基站沿着隧道洞延伸到远端的第一根辐射电缆，从位于另一个车站的第二个基站沿着隧道洞延伸并终止在远端的第二根辐射电缆，这两个远端位于移动电台响应下降至漫游阈值以下的检测到的来自所述第一基站的信号强度实现从第一个基站向第二个基站呼叫切换的隧道洞的转换区内，还包括一个加入在第一根辐射电缆邻近其末端处的衰减器，使移动电台在衰减器区域的由第一根辐射电缆辐射的信号强度急剧减小到穿越漫游阈值，从而使移动电台开始从第一个基站向第二基站的呼叫切换。
7.一种在无线电话系统中移动电台实现从第一根辐射电缆到第二根辐射电缆的呼叫切换的方法，包括：在第一根辐射电缆邻近其末端处使用衰减器以使第一根辐射电缆辐射的信号强度急剧减小到穿越漫游阈值，并且移动电台检测到这一减小以促使移动电台启动从第一根辐射电缆到第二根辐射电缆的呼叫切换且维持其和第一根辐射电缆的通信直至到第二根辐射电缆的切换完成为止。
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