DE102007034282A1 - Communication device and method for its operation - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich u.a. auf eine Kommunikationseinrichtung (60, 70, 80, 90, 100) zum Herstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Schienenfahrzeug (10) und einer streckenseitigen Zentraleinrichtung (50). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Kommunikationseinrichtung (60, 70, 80, 90, 100) eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung (110) mit einer verstellbaren Sende- und/oder Empfangscharakteristik sowie eine damit verbundene Steuereinrichtung (120) aufweist, die in Abhängigkeit von der jeweiligen Sende- und/oder Empfangssituation die Sende- und/oder Empfangscharakteristik ihrer Sende- und/oder Empfangseinrichtung (110) einstellt.The invention relates, inter alia. to a communication device (60, 70, 80, 90, 100) for establishing a communication connection between a rail vehicle (10) and a trackside central device (50). According to the invention, it is provided that the communication device (60, 70, 80, 90, 100) has a transmitting and / or receiving device (110) with an adjustable transmitting and / or receiving characteristic as well as a control device (120) connected thereto, which is dependent from the respective transmission and / or reception situation sets the transmission and / or reception characteristic of their transmitting and / or receiving device (110).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kommunikationseinrichtung zum Herstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Schienenfahrzeug und einer streckenseitigen Zentraleinrichtung.The The invention relates to a communication device for manufacturing a communication link between a rail vehicle and a trackside central facility.

Derartige Kommunikationseinrichtungen sind beispielsweise im Zusammenhang mit Zugbeeinflussungssystemen bekannt, die ein Steuern des Zuges von streckenseitigen Steuer- oder Leitzentralen aus ermöglichen.such For example, communication devices are related with train control systems known to control the train from trackside control or command centers.

Ausgehend von einer solchen Kommunikationseinrichtung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese derart weiterzuentwickeln, dass während des Betriebs des Schienenfahrzeugs Daten besser als bisher übertragen werden können, insbesondere mit einem höheren Signal-Rauschabstand und/oder mit einer geringeren Bitfehlerrate.outgoing from such a communication device is the invention the task of further developing these so that during the Operating the rail vehicle Transfer data better than before can be especially with a higher one Signal-to-noise ratio and / or with a lower bit error rate.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Kommunikationseinrichtung mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kommunikationseinrichtung sind in Unteransprüchen angegeben.These The object is achieved by a Communication device solved with the features of claim 1. advantageous Embodiments of the communication device according to the invention are in dependent claims specified.

Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Kommunikationseinrichtung eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung mit einer verstellbaren Sende- und/oder Empfangscharakteristik sowie eine damit verbundene Steuereinrichtung aufweist, die in Abhängigkeit von der jeweiligen Sende- und/oder Empfangssituation die Sende- und/oder Empfangscharakteristik ihrer Sende- und/oder Empfangseinrichtung einstellt.After that is inventively provided that the communication device is a transmitting and / or receiving device with an adjustable transmission and / or reception characteristic and a having associated control device, depending on from the respective transmission and / or reception situation, the transmission and / or receiving characteristic of their transmitting and / or receiving device established.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Kommunikationseinrichtung ist darin zu sehen, dass diese aufgrund der Einstellbarkeit der Sende- und/oder Empfangscharakteristik ein Anpassen an die jeweiligen örtlichen oder zeitlichen Sende- bzw. Empfangsbedingungen ermöglicht. Ein „Einstellen" im Sinne dieser Erfindung schließt insbesondere ein Regeln, ein Nachregeln, ein adaptives Stellen, ein adaptives Verstellen oder auch nur ein einfaches Stellen ein.One significant advantage of the communication device according to the invention can be seen in the fact that this is due to the adjustability of Transmitting and / or receiving characteristic adapting to the respective local or temporal transmission or reception conditions. A "setting" in the sense of this Invention includes in particular, rules, readjustment, adaptive placement, an adaptive adjustment or even a simple digits.

Beispielsweise kann vorgesehen werden, bei einem großen Abstand zwischen einer schienenfahrzeugseitigen Kommunikationseinrichtung und einer damit in Verbindung stehenden streckenseitigen Kommunikationseinrichtung die Sende- und/oder Empfangscharakteristik derart umzustellen, dass eine größere Richtwirkung erzielt wird, so dass auch bei einem großen Abstand eine relativ große Empfangsleistung und damit ein relativ großer Signal-Rauschabstand gewährleistet werden kann.For example can be provided at a large distance between a Rail vehicle side communication device and a so related trackside communication device to change the transmission and / or reception characteristic such that a greater directivity is achieved, so that even at a large distance, a relatively large reception power and thus a relatively large one Signal-to-noise ratio guaranteed can be.

Auch kann durch ein Verstellen der Sende- und/oder Empfangscharakteristik ermöglicht werden, etwaig vorhandene Störquellen, die aus bestimmten Winkeln auf die jeweiligen Sende- und/oder Empfangseinrichtungen einwirken, beim Senden und/oder Empfangen auszublenden, so dass sich diese im Signal-Rauschabstand weniger als vorher, vorzugsweise überhaupt nicht, niederschlagen.Also can by adjusting the transmission and / or reception characteristic allows be, any existing sources of interference, from certain angles to the respective transmitting and / or receiving devices act to hide when sending and / or receiving, so that These are less in the signal-to-noise ratio than before, preferably at all not, knock down.

Mitunter wird sich auch ein Abbrechen einer Kommunikationsverbindung vermeiden lassen: Ergibt sich nämlich, dass aufgrund der Position des Schienenfahrzeugs auf der Strecke eine Kommunikationsverbindung nur in ganz bestimmten Sende- oder Empfangswinkeln möglich ist, so kann beispielsweise die Sende- und/oder Empfangscharakteristik derart verändert werden, dass bevorzugt oder ausschließlich die für eine Kommunikation noch möglichen Sende- bzw. Empfangswinkel verwendet werden.from time to time will also avoid canceling a communication connection let: that is, that due to the position of the rail vehicle on the track a communication connection only in very specific send or Reception angles possible is, for example, the transmission and / or reception characteristics changed so be that preferred or exclusive for a communication still possible Sending or receiving angle can be used.

Auch kann durch ein Umstellen der Sendeleistung, der Empfangsempfindlichkeit, der Datenkodierung, der Signalmodulation, der Datenrate, der Wiederholrate, der Sendefrequenz, des Sendezeitschlitzes, des Sendekanals etc. die Sende- und/oder Empfangscharakteristik modifiziert werden.Also can by changing the transmission power, the reception sensitivity, the data coding, the signal modulation, the data rate, the repetition rate, the transmission frequency, the transmission time slot, the transmission channel, etc. the transmission and / or reception characteristics are modified.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Kommunikationseinrichtung ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung mit einer zur Bestimmung der Position des Schienenfahrzeugs auf der Strecke bestimmten Ortsbestimmungseinrichtung verbunden ist und darüber hinaus auch geeignet ist, in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Schienenfahrzeugs die Sende- und/oder Empfangscharakteristik der Sende- und/oder Empfangseinrichtung einzustellen. Durch ein Berücksichtigen der jeweiligen Position des Schienenfahrzeugs lässt sich nämlich erreichen, dass den jeweiligen örtlichen Begebenheiten Rechnung getragen wird. Ergibt sich beispielsweise, dass das Schienenfahrzeug durch eine Kurve fährt oder in einen Tunnel einfahren wird, so ist damit zu rechnen, dass sich die Sende- bzw. Empfangssituation ändern wird; durch ein Einstellen der Sende- und/oder Empfangscharakteristik in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Schienenfahrzeugs und der Streckentopologie lässt sich eine Verschlechterung der Übertragungsqualität vermeiden, zumindest reduzieren.According to one advantageous embodiment of the communication device is provided that the control means with a for determining the position of the rail vehicle on the route specific location determining device connected and above also suitable, depending from the respective position of the rail vehicle, the transmission and / or reception characteristic of the Set transmitting and / or receiving device. By taking into account The particular position of the rail vehicle can namely achieve that the respective local Events is taken into account. For example, it turns out that the rail vehicle drives through a bend or enters a tunnel it is to be expected that the transmission or reception situation will change; by adjusting the transmission and / or reception characteristic in dependence of the respective position of the rail vehicle and the route topology let yourself avoid a deterioration of the transmission quality, at least to reduce.

Die Ortsbestimmungseinrichtung zum Bestimmen der jeweiligen Position des Schienenfahrzeugs kann beispielsweise derart ausgestaltet sein, dass zur Ortsbestimmung die Lage streckenseitiger Balisen und/oder das zur Ortung bekannte GPS-System herangezogen wird.The Location determining means for determining the respective position of the rail vehicle, for example, be designed such that to determine the location of trackside balises and / or the used for locating known GPS system.

Um ein Einstellen der Sende- und/oder Empfangscharakteristik zu vereinfachen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Steuereinrichtung mit einer Topologiedatenbank in Verbindung steht, in der Topologiedaten, beispielsweise der Streckenverlauf, Berge oder Tunnel, eingetragen sind; eine solche Topologiedatenbank ermöglicht es, in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Schienenfahrzeugs besonders einfach zu bestimmen, in welcher Art auf die Sende- und/oder Empfangscharakteristik der Sende- und/oder Empfangseinrichtungen eingewirkt werden muss, um eine optimale Signalübertragung zu ermöglichen.In order to simplify setting of the transmission and / or reception characteristic, it is considered advantageous if the control device with a topology database in which topology data, for example the route, mountains or tunnels, are entered; Such a topology database makes it possible to determine in a particularly simple manner, depending on the respective position of the rail vehicle, in which way the transmitting and / or receiving characteristic of the transmitting and / or receiving devices has to be acted upon in order to enable optimal signal transmission.

Darüber hinaus wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Steuereinrichtung geeignet ist, die jeweilige Sende- und/oder Empfangssituation quantitativ zu messen und die Sende- und/oder Empfangscharakteristik der Sende- und/oder Empfangseinrichtung derart einzustellen, insbesondere adaptiv zu verstellen oder nachzuregeln, dass zu jedem Zeitpunkt eine optimale Sende- und/oder Empfangssituation erreicht wird. Ein solches Einstellen der Sende- und/oder Empfangscharakteristik kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die Steuereinrichtung die Bitfehlerrate und/oder das Signal-Rauschverhältnis der Datenübertragung quantitativ misst und die Sende- und/oder Empfangscharakteristik der Sende- und/oder Empfangseinrichtung derart einstellt, dass zu jedem Zeitpunkt eine minimale Bitfehlerrate und/oder ein optimales Signal-Rauschverhältnis erreicht wird.Furthermore it is considered advantageous if the control device suitable is, the respective transmission and / or reception situation quantitatively to measure and transmit and / or Receiving characteristic of the transmitting and / or receiving device such adjust, in particular adaptively adjust or readjust, that at any time an optimal transmission and / or reception situation is reached. Such setting of the transmission and / or reception characteristic can be done for example by the fact that the control device the bit error rate and / or the signal-to-noise ratio of the data transmission quantitatively measures and transmit and / or Receiving characteristic of the transmitting and / or receiving device such sets at any time a minimum bit error rate and / or achieved an optimal signal-to-noise ratio becomes.

Vorzugsweise verändert die Steuereinrichtung die Sende- und/oder Empfangscharakteristik dadurch, dass sie die räumliche Ausrichtung der Sende- und/oder Empfangseinrichtung verändert. Eine solche Veränderung der räumlichen Ausrichtung kann beispielsweise zweidimensional oder dreidimensional erfolgen. Das räumliche Ausrichten wird vorzugsweise derart durchgeführt, dass sich die Sende- und Empfangskeulen zweier miteinander kommunizierender Kommunikationseinrichtungen jederzeit zwei- bzw. dreidimensional optimal überlappen und sich die Sende- und/oder Empfangseinrichtungen räumlich betrachtet quasi ansehen. Bei einer räumlichen Überlappung der Sende- und Empfangskeulen wird nämlich eine optimale Übertragungsqualität erreicht.Preferably changed the control device the transmitting and / or Receiving characteristic by adjusting the spatial orientation of the transmitting and / or receiving device changed. Such a change the spatial Alignment can be, for example, two-dimensional or three-dimensional respectively. The spatial Alignment is preferably performed such that the transmit and Receiving lobes of two communicating communication devices optimally overlap two- or three-dimensional at any time and that the transmission and / or receiving facilities spatially Viewed, so to speak. With a spatial overlap of the send and receive lobes that is achieved an optimal transmission quality.

Ein Verändern der räumlichen Ausrichtung der Sende- und/oder Empfangseinrichtungen kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Beispielsweise kann die Sende- und/oder Empfangseinrichtung mechanisch beweglich, beispielsweise an einer von der Steuereinrichtung angesteuerten Schwenkeinrichtung montiert, sein, so dass die Steuereinrichtung die Sende- und/oder Empfangsrichtung mechanisch verstellen kann.One Change the spatial Alignment of the transmitting and / or receiving devices can be different Done way. For example, the transmitting and / or receiving device mechanically movable, for example at one of the control device controlled pivoting device mounted, so that the control device can mechanically adjust the transmission and / or reception direction.

Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei der Sende- und/oder Empfangseinrichtung um eine Antennenanordnung mit einer Mehrzahl an Antennen handeln, die von der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von der gewünschten Sende- und/oder Empfangscharakteristik ein- bzw. ausgeschaltet werden. Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Sende- und/oder Empfangseinrichtung um eine Phased-Array-Antenne, die eine Mehrzahl an zweidimensional angeordneten Antennenelementen umfasst und durch eine entsprechende Phasenansteuerung bezüglich ihrer Sende- bzw. Empfangsrichtung und/oder ihrer Antennenrichtwirkung einstellbar ist; eine solche Verstellbarkeit ermöglicht es nämlich, sowohl den Antennengewinn als auch die Sende- bzw. Empfangsrichtung im Hinblick auf eine minimale Fehlerrate und/oder ein optimales Signal-Rauschverhältnis jederzeit optimal einzustellen.alternative or additionally it may be the transmission and / or Receiving device to an antenna arrangement with a plurality to act on antennas, depending on the control device from the desired Transmission and / or reception characteristics are switched on or off. Especially Preferably, the transmitting and / or receiving device is concerned around a phased array antenna having a plurality of two-dimensionally arranged Includes antenna elements and by a corresponding phase control in terms of their transmitting or receiving direction and / or their antenna directivity is adjustable; Such adjustability makes it possible to obtain both the antenna gain as well as the transmitting or receiving direction with respect to a minimum Error rate and / or an optimal signal-to-noise ratio at any time optimally adjusted.

Als Erfindung wird darüber hinaus ein Schienenfahrzeug angesehen, das mit einer schienenfahrzeugseitigen Kommunikationseinrichtung ausgestattet ist, wie sie oben beschrieben ist.When Invention is about it also considered a rail vehicle, which with a rail vehicle side Communication device is equipped as described above is.

Auch wird eine streckenseitige Kommunikationseinrichtung als Erfindung angesehen, mit der sich eine Kommunikationsverbindung mit einer schienenfahrzeugseitigen Kommunikationseinrichtung herstellen lässt, soweit die streckenseitige Kommunikationseinrichtung wie eingangs beschrieben ausgestaltet ist.Also becomes a trackside communication device as an invention viewed, with which a communication connection with a rail vehicle-side communication device can produce, as far as the trackside communication device as described above is designed.

Auch ein Kommunikationssystem mit einer schienenfahrzeugseitigen Kommunikationseinrichtung und einer damit kommunizierenden streckenseitigen Kommunikationseinrichtung wird als Erfindung angesehen.Also a communication system with a rail vehicle side communication device and a link-side communication device communicating therewith is considered an invention.

Ebenfalls als Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Schienenfahrzeug und einer streckenseitigen Zentraleinrichtung angesehen. Dabei wird erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Sende- und/oder Empfangscharakteristik zumindest einer Sende- und/oder Empfangseinrichtung in Abhängigkeit von der jeweiligen Sende- und/oder Empfangssituation eingestellt wird. Ein „Einstellen" im Sinne dieser Erfindung schließt insbesondere ein Regeln, ein Nachregeln, ein adaptives Stellen, ein adaptives Verstellen oder auch nur ein einfaches Stellen ein.Also as an invention, a method for operating a communication link between a rail vehicle and a track-side central device considered. It is provided according to the invention that the transmitting and / or Reception characteristic of at least one transmitting and / or receiving device dependent on from the respective transmission and / or Receiving situation is set. A "setting" in the sense of this Invention includes in particular, rules, readjustment, adaptive placement, an adaptive adjustment or even a simple digits.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in der 1 gezeigt ist.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment which, in the 1 is shown.

In der 1 erkennt man ein Schienenfahrzeug 10, das auf einem Gleis 20 fährt. Das Gleis 20 ist mit Balisen 30 ausgestattet, die eine schienenfahrzeugseitige und eine streckenseitige Ortsbestimmung des Schienenfahrzeugs 10 ermöglichen.In the 1 you recognize a rail vehicle 10 that on a railway 20 moves. The track 20 is with balises 30 equipped, a rail vehicle side and a trackside location of the rail vehicle 10 enable.

In der 1 erkennt man darüber hinaus ein Kommunikationssystem 40, das eine Kommunikation zwischen dem Schienenfahrzeug 10 und einer streckenseitigen Zentraleinrichtung 50 er möglicht. Das Kommunikationssystem 40 umfasst zwei schienenfahrzeugseitige Kommunikationseinrichtungen 60 und 70 sowie eine Mehrzahl an streckenseitigen Kommunikationseinrichtungen, von denen in der 1 beispielhaft drei eingezeichnet sind. Die streckenseitigen Kommunikationseinrichtungen sind mit den Bezugszeichen 80, 90 und 100 gekennzeichnet.In the 1 Moreover, one recognizes a communication system 40 that a communication between the rail vehicle 10 and a trackside central facility 50 he allows. The communication system 40 includes two rail vehicle side communication devices 60 and 70 and a plurality of link-side communication devices, of which in the 1 three are shown by way of example. The track-side communication devices are denoted by the reference numerals 80 . 90 and 100 characterized.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 wird beispielhaft davon ausgegangen, dass die schienenfahrzeugseitige Kommunikationseinrichtung 60 mit der streckenseitigen Kommunikationseinrichtung 90 kommuniziert und die schienenfahrzeugseitige Kommunikationseinrichtung 70 mit der streckenseitigen Kommunikationseinrichtung 100. Die beiden schienenfahrzeugseitigen Kommunikationseinrichtungen 60 und 70 können beispielsweise baugleich sein; aus Gründen der Übersicht ist in der 1 lediglich die schienenfahrzeugseitige Kommunikationseinrichtung 60 näher im Detail gezeigt.In the embodiment according to 1 By way of example, it is assumed that the rail vehicle-side communication device 60 with the trackside communication device 90 communicates and the rail vehicle side communication device 70 with the trackside communication device 100 , The two rail vehicle-side communication devices 60 and 70 may be identical, for example; for the sake of clarity is in the 1 only the rail vehicle side communication device 60 shown in more detail in detail.

Die schienenfahrzeugseitige Kommunikationseinrichtung 60 umfasst eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung 110 in Form einer Antenne, bei der es sich beispielsweise um eine mechanisch verstellbare Richtantenne oder eine Phased-Array-Antenne handeln kann. Mit der Antenne 110 steht eine Steuereinrichtung 120 in Verbindung, die eine Antennenkontrolleinheit bildet und dafür sorgt, dass die Antenne 110 stets optimal eingestellt ist, um eine optimale Übertragungsqualität für die Kommunikation mit der zugeordneten streckenseitigen Kommunikationseinrichtung 90 zu ermöglichen. Mit der Antenne 110 steht darüber hinaus eine Signalverarbeitungseinrichtung 130 in Verbindung, die die von der Antenne 110 empfangenen Signale auswertet und eigene Signale über die Antenne 110 zur streckenseitigen Zentraleinrichtung 50 übermittelt.The rail vehicle side communication device 60 includes a transmitting and / or receiving device 110 in the form of an antenna, which may be, for example, a mechanically adjustable directional antenna or a phased array antenna. With the antenna 110 is a control device 120 which forms an antenna control unit and ensures that the antenna 110 is always optimally set to optimum transmission quality for communication with the associated trackside communication device 90 to enable. With the antenna 110 is beyond a signal processing device 130 in conjunction, that of the antenna 110 received signals and their own signals via the antenna 110 to the trackside central facility 50 transmitted.

Mit der Steuereinrichtung 120 mittelbar oder unmittelbar verbunden ist eine Topologiedatenbank 140, in der Topologiedaten abgespeichert sind. Die Topologiedatenbank 140 kann beispielsweise angeben, wie das geographische Umfeld um das Schienenfahrzeug 10 herum, und zwar nach dessen jeweiliger örtlichen Position, beschaffen ist: Beispielsweise kann die Topologiedatenbank 140 angeben, dass sich das Schienenfahrzeug 10 in einem Tunnel vor oder hinter einem Tunnel oder auch in einer Kurve befindet.With the control device 120 indirectly or directly connected is a topology database 140 in which topology data is stored. The topology database 140 For example, you can specify how the geographical environment around the rail vehicle 10 around, according to their respective local position: For example, the topology database 140 specify that the rail vehicle 10 in a tunnel in front of or behind a tunnel or in a curve.

Zur Feststellung der Position des Schienenfahrzeugs 10 ist die Steuereinrichtung 120 mittelbar oder unmittelbar mit einer Ortsbestimmungseinrichtung 150 verbunden, die eine Ortsbestimmung beispielsweise anhand der Balisen 30 im Gleis 20 durchführt. Hierzu steht die Ortsbestimmungseinrichtung 150 beispielsweise mit einer Balisenerkennungsvorrichtung 160 in Verbindung. Die Ortsbestimmungseinrichtung 150 kann einen Bestandteil der Kommunikationseinrichtung 60 oder eine davon separate Komponente bilden, die mit der Kommunikationseinrichtung 60 verbunden ist.To determine the position of the rail vehicle 10 is the controller 120 indirectly or directly with a location determining device 150 connected, a location determination, for example, based on the balises 30 in the track 20 performs. This is the location determination device 150 for example, with a balise detection device 160 in connection. The location device 150 may be part of the communication device 60 or one separate component associated with the communication device 60 connected is.

Die streckenseitigen Kommunikationseinrichtungen 80, 90 und 100 sowie die weitere schienenfahrzeugseitige Kommunikationseinrichtung 70 können ähnlich bzw. identisch zu der bereits erläuterten Kommunikationseinrichtung 60 aufgebaut sein. Dies bedeutet, dass diese Kommunikationseinrichtungen ebenfalls jeweils eine Antenne 110 als Sende- und/oder Empfangseinrichtung, eine Steuereinrichtung 120, eine Signalverarbeitungseinrichtung 130 sowie eine Topologiedatenbank 140 aufweisen können.The trackside communication facilities 80 . 90 and 100 as well as the further rail vehicle-side communication device 70 may be similar or identical to the previously described communication device 60 be constructed. This means that these communication devices also each have an antenna 110 as a transmitting and / or receiving device, a control device 120 , a signal processing device 130 as well as a topology database 140 can have.

Die streckenseitige Zentraleinrichtung 50 kann beispielsweise einen Network Switch 210 (Netzwerkknoten), einen Radio Server 220 (Funkzentraleinheit), eine Topologiedatenbank 140 sowie ein Steuermodul 230 umfassen.The trackside central facility 50 for example, a network switch 210 (Network node), a radio server 220 (Radio central unit), a topology database 140 and a control module 230 include.

Das Kommunikationssystem 40 gemäß 1 wird nun beispielsweise wie folgt betrieben:
Fährt das Schienenfahrzeug 10 über das Gleis 20, so werden die beiden schienenfahrzeugseitigen Kommunikationseinrichtungen 60 und 70 sowie die beiden streckenseitigen Kommunikationseinrichtungen 90 und 100 anhand des jeweiligen Orts des Schienenfahrzeugs 10 und ihrer jeweiligen in ihren Topologiedatenbanken hinterlegten Informationen feststellen, in welchem Raumwinkel, sei dies zweidimensional oder auch dreidimensional, die Sende- und Empfangskeule F ihrer jeweiligen Antenne 110 ausgerichtet sein muss, damit eine optimale Kommunikation zwischen Schienenfahrzeug 10 und streckenseitiger Zentraleinrichtung 50 ermöglicht wird. In entsprechender Weise werden die beiden streckenseitigen Kommunikationseinrichtungen 90 und 100 ihre jeweiligen Antennen 110 ausrichten, um eine optimale Übertragungsqualität zu ermöglichen.The communication system 40 according to 1 is now operated, for example, as follows:
Drives the rail vehicle 10 over the track 20 Thus, the two rail vehicle side communication devices 60 and 70 as well as the two trackside communication facilities 90 and 100 based on the location of the rail vehicle 10 and their respective information stored in their topology databases determine in which solid angle, be it two-dimensional or three-dimensional, the transmitting and receiving lobe F of their respective antenna 110 must be aligned, thus ensuring optimal communication between rail vehicle 10 and trackside central facility 50 is possible. In a corresponding manner, the two track-side communication devices 90 and 100 their respective antennas 110 Align for optimum transmission quality.

Das Ausrichten der Antennen 110 kann beispielsweise anhand der jeweiligen Position des Schienenfahrzeugs 10 und anhand der in den Topologiedatenbanken 140 abgespeicherten Topologiedaten erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Ausrichten der Sende- und Empfangskeulen der Antennen 110 auch anders erfolgen, und zwar in Abhängigkeit von der jeweils gemessenen Übertragungsqualität. Stellt beispielsweise eine Steuereinrichtung 120 fest, dass sich die Übertragungsqualität verschlechtert, so kann sie durch ein Nachjustieren der Sende- und Empfangskeulen ihrer zugeordneten Antenne 110 dafür sorgen, dass die Verschlechterung der Übertragungsqualität rückgängig gemacht wird und/oder, wenn eine Verbesserung der Übertragungsqualität nicht mehr möglich ist, eine solche Verschlechterung so gut wie möglich verlangsamt wird.Aligning the antennas 110 can, for example, based on the respective position of the rail vehicle 10 and based on the in the topology databases 140 stored topology data done. Alternatively or additionally, the alignment of the transmitting and receiving lobes of the antennas 110 also be different, depending on the respective measured transmission quality. Represents, for example, a control device 120 determines that the transmission quality deteriorates, it can by readjusting the transmit and receive lobes of their associated antenna 110 ensure that the deterioration of the transmission quality is reversed and / or, if an improvement in transmission quality is no longer possible, such a Ver deterioration is slowed down as much as possible.

Besonders bevorzugt wird die Steuereinrichtung 120 sowohl die in der Topologiedatenbank 140 vorhandenen Topologiedaten ausnutzen, um eine optimale Übertragungsqualität einzustellen, als auch anhand der jeweiligen Messergebnisse von Bitfehlerrate und Signal-Rauschverhältnis eine entsprechende Nachregelung durchführen.The control device is particularly preferred 120 both in the topology database 140 exploit available topology data to set an optimal transmission quality, as well as perform an appropriate readjustment based on the respective measurement results of bit error rate and signal-to-noise ratio.

Die Antenne 110 der schienenfahrzeugseitigen Kommunikationseinrichtungen 60 und 70 sowie der streckenseitigen Kommunikationseinrichtungen 90 und 100 kann beispielsweise durch eine mechanisch verstellbare Richtantenne oder eine elektronisch nachstellbare bzw. einstellbare Phased-Array-Antenne gebildet sein. Im Hinblick auf möglichst geringe Herstellungskosten wird im Allgemeinen eine Phased-Array-Antenne zu bevorzugen sein, da diese keine mechanische Verstellung der Antenne benötigt, sondern die Richtwirkung allein durch eine elektronische Ansteuerung bzw. Signalauswertung erfolgen kann.The antenna 110 the rail vehicle side communication devices 60 and 70 as well as the trackside communication facilities 90 and 100 can be formed for example by a mechanically adjustable directional antenna or an electronically adjustable or adjustable phased array antenna. With regard to the lowest possible production costs, a phased array antenna is generally to be preferred, since this requires no mechanical adjustment of the antenna, but the directivity can be achieved solely by an electronic control or signal evaluation.

Die beschriebene Steuereinrichtung 120 sowie die Signalverarbeitungseinrichtung 130 können beispielsweise durch Programmmodule gebildet sein, die in einer einzigen Datenverarbeitungsanlage oder auch in mehreren parallel arbeitenden Datenverarbeitungsanlagen implementiert sind. Die Topologiedatenbank 140 kann beispielsweise in Speicherbausteinen wie Flashbausteinen oder dergleichen hinterlegt sein.The described control device 120 and the signal processing device 130 may for example be formed by program modules that are implemented in a single data processing system or in several parallel-processing data processing systems. The topology database 140 For example, it can be stored in memory components such as flash modules or the like.

Claims (11)

Kommunikationseinrichtung (60, 70, 80, 90, 100) zum Herstellen einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Schienenfahrzeug (10) und einer streckenseitigen Zentraleinrichtung (50), dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung (60, 70, 80, 90, 100) eine Sende- und/oder Empfangseinrichtung (110) mit einer verstellbaren Sende- und/oder Empfangscharakteristik sowie eine damit verbundene Steuereinrichtung (120) aufweist, die in Abhängigkeit von der jeweiligen Sende- und/oder Empfangssituation die Sende- und/oder Empfangscharakteristik ihrer Sende- und/oder Empfangseinrichtung (110) einstellt.Communication device ( 60 . 70 . 80 . 90 . 100 ) for establishing a communication connection between a rail vehicle ( 10 ) and a trackside central facility ( 50 ), characterized in that the communication device ( 60 . 70 . 80 . 90 . 100 ) a transmitting and / or receiving device ( 110 ) with an adjustable transmission and / or reception characteristic and an associated control device ( 120 ), which in dependence on the respective transmission and / or reception situation, the transmission and / or reception characteristic of their transmitting and / or receiving device ( 110 ). Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (120) mit einer zur Bestimmung der Position des Schienenfahrzeugs (10) auf der Strecke vorgesehenen Ortsbestimmungseinrichtung (150) verbunden ist und geeignet ist, in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Schienenfahrzeugs (10) die Sende- und/oder Empfangscharakteristik der Sende- und/oder Empfangseinrichtung (110) einzustellen.Communication device according to claim 1, characterized in that the control device ( 120 ) with one for determining the position of the rail vehicle ( 10 ) location determining device ( 150 ) and is suitable, depending on the respective position of the rail vehicle ( 10 ) the transmitting and / or receiving characteristic of the transmitting and / or receiving device ( 110 ). Kommunikationseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (120) geeignet ist, die jeweilige Sende- und/oder Empfangssituation quantitativ zu messen und die Sende- und/oder Empfangscharakteristik der Sende- und/oder Empfangseinrichtung (110) derart einzustellen, dass zu jedem Zeitpunkt eine optimale Sende- und/oder Empfangssituation erreicht wird.Communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 120 ) is adapted to quantitatively measure the respective transmission and / or reception situation and the transmission and / or reception characteristic of the transmitting and / or receiving device ( 110 ) in such a way that an optimal transmission and / or reception situation is achieved at each time. Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (120) geeignet ist, als Sende- und/oder Empfangssituation die Fehlerrate und/oder das Signal-Rauschverhältnis quantitativ zu messen und die Sende- und/oder Empfangscharakteristik der Sende- und/oder Empfangseinrichtung (110) derart einzustellen, dass zu jedem Zeitpunkt eine optimale Datenrate und/oder ein optimales Signal-Rauschverhältnis erreicht wird.Communication device according to claim 3, characterized in that the control device ( 120 ) is suitable for quantitatively measuring the error rate and / or the signal-to-noise ratio as the transmission and / or reception situation, and the transmission and / or reception characteristic of the transmitting and / or receiving device ( 110 ) in such a way that an optimum data rate and / or an optimum signal-to-noise ratio is achieved at each time. Kommunikationseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (120) geeignet ist, als Sende- und/oder Empfangscharakteristik die räumliche Ausrichtung der Sende- und/oder Empfangseinrichtung (110) zu verändern.Communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the control device ( 120 ) is suitable, as a transmitting and / or receiving characteristic, the spatial orientation of the transmitting and / or receiving device ( 110 ) to change. Kommunikationseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und/oder Empfangseinrichtung (110) beweglich an einer von der Steuereinrichtung (120) angesteuerten Schwenkeinrichtung montiert ist und die Steuereinrichtung (120) geeignet ist, die Sende- und/oder Empfangscharakteristik durch ein Schwenken der Sende- und/oder Empfangseinrichtung (110) einzustellen.Communication device according to claim 5, characterized in that the transmitting and / or receiving device ( 110 ) movable on one of the control device ( 120 ) is mounted controlled pivoting device and the control device ( 120 ) is suitable, the transmission and / or reception characteristic by pivoting the transmitting and / or receiving device ( 110 ). Kommunikationseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und/oder Empfangseinrichtung (110) eine Antenne mit einem einstellbaren Antennengewinn und/oder einer einstellbaren Sende- bzw. Empfangsrichtung aufweist und die Steuereinrichtung (120) geeignet ist, den Antennengewinn und/oder die einstellbare Sende- bzw. Empfangsrichtung im Hinblick auf eine optimale Datenrate und/oder ein optimales Signal-Rauschverhältnis einzustellen.Communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the transmitting and / or receiving device ( 110 ) has an antenna with an adjustable antenna gain and / or an adjustable transmission or reception direction and the control device ( 120 ) is adapted to set the antenna gain and / or the adjustable transmission or reception direction with regard to an optimal data rate and / or an optimum signal-to-noise ratio. Kommunikationseinrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung eine streckenseitige Kommunikationseinrichtung (80, 90, 100) oder eine schienenfahrzeugseitige Kommunikationseinrichtung (60, 70) ist.Communication device according to one of the preceding claims, characterized in that the communication device is a track-side communication device ( 80 . 90 . 100 ) or a rail vehicle communication device ( 60 . 70 ). Schienenfahrzeug (10) mit einer Kommunikationseinrichtung (60, 70) nach einem der voranstehenden Ansprüche zum Herstellen einer Kommunikationsverbindung mit einer streckenseitigen Zentraleinrichtung (50).Rail vehicle ( 10 ) with a communication device ( 60 . 70 ) according to any one of the preceding claims for establishing a communication link with a trackside central direction ( 50 ). Kommunikationssystem mit einem Schienenfahrzeug (10) nach Anspruch 9 und einer streckenseitigen Kommunikationseinrichtung (80, 90, 100) nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 8.Communication system with a rail vehicle ( 10 ) according to claim 9 and a trackside communication device ( 80 . 90 . 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 8. Verfahren zum Betreiben einer Kommunikationsverbindung zwischen einem Schienenfahrzeug (10) und einer streckenseitigen Zentraleinrichtung (50), dadurch gekennzeichnet, dass die Sende- und/oder Empfangscharakteristik zumindest einer Sende- und/oder Empfangseinrichtung (60, 70, 80, 90, 100) in Abhängigkeit von der jeweiligen Sende- und/oder Empfangssituation eingestellt wird.Method for operating a communication connection between a rail vehicle ( 10 ) and a trackside central facility ( 50 ), characterized in that the transmitting and / or receiving characteristic of at least one transmitting and / or receiving device ( 60 . 70 . 80 . 90 . 100 ) is set depending on the respective transmission and / or reception situation.
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