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Verfahren zum drahtlosen Übertragen von Informationen zwischen
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aktiven Abfrage- und passiven Antwortgeräten Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zum drahtlosen Übertragen von Informationen zwischen relativ
zueinander bewegbaren aktiven Abfrage- und passiven Antwortgeräten, insbesondere
für schienengebundene Transportmittel, bei denen jedes Antwortgerät eine Anzahl
von einstellbaren Resonatoren aufweist, die beim Passieren von Abfrage- und Antwortgerät
aus einem vom Abfragegerät ausgesandten periodisch durchstimmbaren Abfragesignal
eingeprägte Resonanzfrequenzen als numerische Informationen an das Abfragegerät
reflektieren.
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Im Eisenbahnwesen müssen bestimmte Informationen von der Strecke an
die Züge und von den Zügen an die Strecke übertragen werden.
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Dies geschieht beispielsweise über aktive Sende- und Empfangseinrichtungen
auf beiden Seiten der Ubertragungsstrecke. Insbesondere dort, wo für die Informationsübertragung
nicht auf eine ohnehin vorhandene Stromversorgungseinrichtung zurückgegriffen werden
kann, hat es sich als außerordentlich zweckmäßig erwiesen, anstelle von zwei aktiven
Ubertragungseinrichtungen eine aktive und eine passive Ubertragungseinrichtung zu
verwenden. Die aktive Ubertragungseinrichtung dient dabei als Abfrage- und die passive
Ubertragungseinrichtung als Antwortgerät. Die Informationen werden dadurch übertragen,
daß die Antwortgeräte bestimmte von den Abfragegeräten ausgesandte Frequenzen leistungsmäßig
bedämpfen oder verstärken und daß die dadurch bewirkten Pegel schwankungen im Abfragegerät
registriert und ausgewertet werden. So ist z.B. für die automatische Lesung von
Güterwagennummern ein Ubertragungssystem bekannt, bei dem an bestimmten Ubertragungspunkten
der Strecke Abfragegeräte angeordnet sind, die beim Vorüberlaufen von Güterwagen
Abfragesignale aussenden, deren Frequenzen im GHz-Bereich liegen und
periodisch
durchgestimmt werden. An den Fahrzeugen sind passive Antwortgeräte angeordnet, die
mit einer Reihe von Hohlraumresonatoren bestückt sind, deren Resonanzfrequenzen
auf ganz bestimmte Frequenzen des durchstimmbaren Abfragesignals abgestimmt sind.
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Je nach dem, auf welche Frequenzen die Resonatoren abgestimmt sind,
werden beim Passieren von Abfrage- und Antwortgerät ganz bestimmte Frequenzen des
Abfragesignals bedämpft, die für das jeweilige Antwortgerät typisch sind und die
zu übertragende Information darstellen. In entsprechender Weise lassen sich auch
Informationen von einem passiven Antwortgerät an der Strecke an ein bewegliches
Abfragegerät auf dem Zuge übertragen. Diese Art der Signalübertragung ist beispielsweise
für die genaue Farortbestimmung von Zügen entwickelt worden.
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Das für die Informa.tionsübertragung zur Verfügung stehende Frequenzband
ist aus verschiedenen Gründen eng begrenzt und läßt sich nicht beliebig erweitern.
Der Abstand zwischen den zu übertragenden Frequenzen darf einen vorgegebenen Minimalwert
nicht unterschreiten, weil sonst die Gefahr von Informationsverfälschungen zu groß
wird.
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Damit ist die Anzahl der übertragbaren Informationen nach oben hin
festgelegt. Für bestimmte Anwendungszwecke kann es jedoch durchaus erforderlich
sein, mehr Informationen zu übertragen, als durch den Mindestabstand zwischen den
einzelnen Frequenzen und dem zur Verfügung stehenden Frequenzband zugelassen werden.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum drahtlosen
Übertragen von Informationen zwischen relativ zueinander bewegbaren aktiven Abfrage-
und passiven Antwortgeräten der vorgenannten Art zu schaffen, das es ermöglicht,
mit den vorhandenen und bewährten Abfrage- und Antwortgeräten mehr Informationen
zu übertragen als bisher, ohne daß die Übertragungssicherheit in irgendeiner Weise
beeinträchtigt wird und das die Beibehaltung des bisherigen Ubertragungsverfahrens
für eine begrenzte Anzahl von Informationen gestattet.
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Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß für die
Übertragung von Informationen,dfflen Stellenzahl größer ist als die
Anzahl
der von jedem Antwortgerät übertragbaren Stellen, mindestens zwei räumlich benachbarte
Antwortgeräte verwendet werden, die im gleichen Frequenzbereich arbeiten, entsprechend
der zu übertragenden Information aber mindestens teilweise auf unterschiedliche
Resonanzfrequenzen abgestimmt werden und nacheinander abgefragt werden.
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Um die Zusammengehörigkeit der benachbarten Antwortgeräte zu kennzeichnen,
wird nach einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
vorgeschlagen, die durch die zu übertragende Information nicht beanspruchten Resonatoren
der zusätzlichen Antwortgeräte auf die Resonanzfrequenzen der entsprechenden Resonatoren
des ersten Antwortgerätes abzustimmen. Die Zuordnung der einzelnen Antwortgeräte
wird um so eindeutiger, wenn die von den zusätzlichen Antwortgeräten zu übertragenden
numerischen Informationen denjenigen Resonatoren dieser Antwortgeräte eingeprägt
werden, denen im ersten Antwortgerät häufig vorkommende numerische Informationen
zugeordnet sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachstehend an Hand eines in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt schematisch drei Eisenbahnfahrzeuge A, B und C, von denen
jedes mit zwei in Fahrrichtung hintereinanderliegenden passiven Antwortgeräten Al,
A2, B1, B2 bzw. C1, C2 ausgerüstet ist.
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An der Strecke befindet sich ein Abfragegerät L, das über seine Antenne
G Abfragesignale an die Antwortgeräte der vorüberlaufenden Fahrzeuge absetzt. Diese
Abfragesignale werden entsprechend der Codierung der Antwortgeräte unterschiedlich
bedämpft und hieraus die zu übertragende Information abgeleitet.
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In Fig. 2 sind in der Reihe a diejenigen Informationen angegeben,
die von den Antwortgeräten eines Fahrzeuges, beispielsweise dem Fahrzeug B, an das
Abfragegerät L übertragen werden sollen. Jede dieser durch eine fortlaufende Nummer
gekennzeichneten Informationen soll beispielsweise in einem5)-Code dargestellt sein.
Für die Informationsübertragung stehen beispielsweise 65 Resonanz-
frequenzen
zur Verfügung, d.h. bei dem so ausgebildeten Übertragungssystem können von einem
Antwortgerät insgesamt dreizehn numerische Informationen übermittelt werden. In
den Zeilen b und c ist die erfindungsgemäße Aufteilung der zu übertragenden Information
in zwei Teilinformationen angegeben, die von jeweils einem Antwortgerät an das Abfragegerät
übermittelt werden sollen. Die Antwortgeräte jedes Fahrzeuges arbeiten im gleichen
Frequenzbereich, sind jedoch entsprechend der jeweils zu übertragenden Information
mindestens teilweise auf unterschiedliche Frequenzen abgestimmt. So überträgt z.B.
das Antwortgerät B1 die in Zeile b angegebenen dreizehn numerischen Informationen.
In der Zeile c ist angegeben, welche Informationen von dem Antwortgerät B2 an das
Abfragegerät L übermittelt werden. Dies sind die Informationen "14" und "15". Diese
Informationen liegen im gleichen Frequenzbereich wie die Informationen 1 und "2"
des Antwortgerätes 31, werden jedoch durch andere Frequenzen dargestellt.
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Um nun eine eindeutige Zuordnung der vom Abfragegerät L empfangenen
Impulsfolgen der Antwortgeräte B1 und B2 zum Fahrzeug B zu erreichen, werden die
durch die zu übertragende Information nicht beanspruchten Resonatoren des zusätzlichen
Antwortgerätes B2 auf die gleichen Resonanzfrequenzen abgestimmt wie die entsprechenden
Resonatoren des Antwortgerätes B1. Das Abfragegerät erkennt aus der teilweisen Gleichheit
der ihm zugeführten Antwortsignale, daß beide Signalfolgen einem einzigen Fahrzeug
zugeordnet sind.
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Aus den von den beiden Antwortgeräten jedes Fahrzeugs an das Abfragegerät
übermittelten Teilinformationen läßt sich die insgesamt zu übermittelnde Information
nur dann ableiten, wenn zweifelsfrei festliegt, welche der Teilinformationen den
ersten und welche den zweiten Teil der Information bilden soll. Diese Zuordnung
läßt sich aus der zeitlichen Reihenfolge der empfangenen Teilinformationen nicht
herleiten, weil die zeitliche Reihenfolge abhängig ist von der jeweiligen Fahrrichtung
der Fahrzeuge. Um dennoch eine eindeutige Zuordnung zu erzielen, wird für die Anwendung
des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, bei der Verwendung von
n
Antwortgeräten für ein Fahrzeug mindestens (n-1) Antwortgeräten eine unveränderbare
numerische Information einzuprägen, die verschieden ist von den Informationen der
übrigen Antwortgeräte. Im angenommenen Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 soll beispielsweise
die Information "13*" diese Kennzeichnung beinhalten. Dies bedeutet, daß die Information
"13" nach Zeile b nur neun von insgesamt zehn numerischen Informationen beinhalten
darf. Bei Verwendung von beispielsweise drei Antwortgeräten für jedes Fahrzeug dürfte
diese Information "12" dann nur acht von zehn möglichen numerischen Informationen
beinhalten. Die Verwendung von Unterscheidungskennzeichen für die numerischen Informationen
eines ersten und evtl. folgender Antwortgeräte eines Fahrzeuges ist insbesondere
auch dann zweckmäßig, wenn die Anlage auch von Fahrzeugen mit nur einem einzigen
Antwortgerät befahren wird. Dann ist nämlich im Abfragegerät aus den empfangenen
Informationsfolgen nicht ohne weiteres erkennbar, ob diese von den Antwortgeräten
eines einzigen Fahrzeugs oder den Antwortgeräten verschiedener Fahrzeuge stammen.
Hier schafft die Unterscheidungskennziffer eine eindeutige Zuordnung.
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Bei Verwendung von mehreren Antwortgeräten für ein Fahrzeug läßt sich
die gegenseitige Zuordnung der übermittelten numerischen Informationsfolgen umso
eindeutiger treffen, je größer die zahlenmäßige Übereinstimmung der übermittelten
Informationsfolgen ist.
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Zweckmäßigerweise werden die von den zusätzlichen Antwortgeräten zu
übertragenden Informationen denjenigen Resonatoren dieser Antwortgeräte eingeprägt,
denen im ersten Antwortgerät häufig vorkommende numerische Informationen zugeordnet
sind. Wenn also beispielsweise die Güterwagennummer in den ersten Stellen das sogenannte
Austauschverfahren, das Eigentumsmerkmal und das Gattungsmerkmal des betreffenden
Fahrzeugs enthält, ist es eher wahrscheinlich, daß einander folgende Fahrzeuge in
den ersten als in den letzten Stellen übereinstimmen. Dann werden die vom zweiten,
dritten usw. Antwortgerät zu übermittelnden numerischen Informationen den Resonatoren
für die ersten Stellen der zu übertragenden Informationen eingeprägt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich nicht nur anwenden für Übertragungseinrichtungen,
bei denen die passiven Antwortgeräte mobil und die aktiven Antwortgeräte stationär
angeordnet sind.
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Vielmehr ist das erfindungsgemäße Verfahren auch anwendbar für Anlagen,
bei denen die passiven Antwortgeräte an der Strecke angeordnet und von einem beispielsweise
auf einem Triebfahrzeug eines Zuges angeordneten Abfragegerät abgefragt werden.
Die Erfindung ist -nicht beschränkt auf einen bestimmten Typ von- Ubertragungseinrichtungen
oder bestimmte Ubertragungsfrequenzen.
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L e e r s e i t e