DE2819093C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Funksystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie es aus der DE-OS 26 44 206 bekannt ist.

Bei dem bekannten Funksystem ist die Strecke in Übertragungsabschnitte mit jeweils einer Hauptstation und mehreren Zwischenstationen eingeteilt. Die Hauptstationen sind über Kabel mit einer Zentrale verbunden, die Zwischenstationen sind als Relaisstationen ausgeführt und bilden Signalübertragungsketten zu und von den Hauptstationen. Sämtliche Stationen an der Strecke sind in beiden Streckenrichtungen wirksam und machen innerhalb eines Übertragungsabschnitts von einem Frequenzpaar Gebrauch. Wie die Verbindung zwischen Haupt- und Zwischenstationen genau abläuft, ist nicht angegeben.

Der Bedarf nach einem Informationsaustausch zwischen sich längs linienförmiger Verkehrswege (Bahnlinien, Straßen, Schiffahrtswege) bewegenden Fahrzeugen und ortsfesten Stationen vornehmlich zum Zwecke der Verkehrssicherung nimmt ständig zu. Die Übertragungskapazität bekannter und bereits eingeführter Systeme ist demgegenüber bereits heute infolge der Frequenzknappheit beträchtlich beschränkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Funksystem der eingangs genannten Art zu schaffen, das eine noch effektivere Nutzung von Frequenzkanälen und eine im Sinne der Bundesbahn signaltechnisch sichere Übertragung gestattet.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet. Die weiteren Ansprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen bzw. Ausführungen der Erfindung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels und Figuren näher erläutert.

Die Nutzung von mm-Wellen für Funksysteme ist vornehmlich im Linienfunk möglich. Die ortsfesten Stationen sind hierbei in Sichtweite und linienförmig aneinandergereiht. Ihr Abstand ist im allgemeinen kleiner als 1 km.

Um nun bei den Fahrzeugen - die immer in der Funkreichweite mindestens zweier Überleit- oder Streckentransponder gleichzeitig sind - Empfangsstörungen zu vermeiden, müssen letztere entweder im Gleichwellenbetrieb oder auf unterschiedlichen Frequenzen oder im Zeitmultiplex nacheinander senden.

Das technisch einfachste und insbesondere billigste Verfahren ist die Zeitmultiplexsendung. Die hier beschriebene Linienfunkkette arbeitet nach diesem Prinzip. Die nebeneinanderliegenden Überleit- und Streckentransponder empfangen die Aussendungen der Nachbartransponder und strahlen sie nach einer vorzugebenden Verzögerungszeit T _V wieder ab. Die Information wird somit längs der Linie von Sender zu Sender weitergereicht. Eine Informationszuführung über Kabel zu den einzelnen Streckentranspondern ist nicht mehr erforderlich.

Da sehr viele Streckentransponder benötigt werden (Abstand kleiner 1 km), muß ihr technischer Aufwand minimiert werden. Da der entscheidende Aufwand im mm-Wellenteil des Gerätes liegt (die Informationsverarbeitung und Speicherung wird in LSI-Technik durchgeführt), muß dieser Geräteteil besonders gut genutzt werden. Der Empfänger wird deshalb auch gleichzeitig für die Informationsübertragung von den Fahrzeugen zu den Überleit- und Streckentranspondern benutzt. Für ein Linienfunksystem dieser Art reicht, unabhängig von dessen Länge, eine Trägerfrequenz aus.

Das Linienfunksystem läßt sich mit nur einer Type eines Sender/Empfängers (Transponder), der auch als Fahrzeuggerät Verwendung findet, aufbauen. Er enthält, wie aus Fig. 1 zu entnehmen ist, ein Antennensystem, einen Richtungsschalter, Empfänger, Speicher, Sender, eine Steuerung und eine Stromversorgung.

In absehbarer Zeit wird die Stromversorgung mittels einer Solarzelle und einer Pufferbatterie autonom erfolgen können, so daß der Transponder ohne aufwendige Stromversorgungszuführung installiert werden kann.

In Fig. 2 ist der schematische Aufbau des Linienfunksystems dargestellt. Es besteht aus beliebig vielen aneinandergereihten Linienfunkketten, die jeweils mit einer Streckenzentrale über Kabel in Verbindung stehen. Eine Streckenzentrale kann mehrere Linienfunkketten versorgen.

Die Informationen I₁ (Gespräch, Daten, Bilder) für die Fahrzeuge gelangen zur Streckenzentrale, wo sie in der Telegrammgenerierung zu einem Datentelegramm zusammengefaßt werden. Dieses wird einerseits im Telegrammspeicher gespeichert und andererseits mit einer fest vorgegebenen Taktzeit T _TA als Linientelegramm gleichzeitig an alle Überleittransponder der angeschlossenen Linienfunkketten über Kabel (Lichtleitkabel) weitergeleitet. Der Abstand zwischen den Überleittranspondern beträgt R₁ und entspricht der Länge der Linienfunkkette.

Aus Zuverlässigkeitsgründen sollte eine Linienfunkkette nicht mehr als 20 bis 50 Transponder enthalten (d. h. m=20 bis 50).

Der Transponder TR 2 empfängt nun das Linientelegramm mit der Information I₁ vom Transponder TR₁, speichert es und sendet es mit der Verzögerung T _V auf derselben Frequenz wieder aus. Dieser Vorgang setzt sich fort bis zum TR 3. Das von diesem ausgesandte Linientelegramm mit der Information I₁ gelangt sowohl zum Transponder TR 4 als auch zum Fahrzeugtransponder FTR 1 des Fahrzeuges 1. Die für das Fahrzeug bestimmte Information I₁ wird aus dessen Speicher zur Weiterverarbeitung ins Fahrzeug ausgegeben (Fig. 1). Die im Speicher stehende Information I₂ für die Streckenzentrale wird in einem Fahrzeugtelegramm zusammengefaßt und nach der Zeit T _K nach Eintreffen des Linientelegramms als Fahrzeugtelegramm mit der Information I₂ ausgesendet und vom Transponder TR 4 empfangen. Im Datenverarbeitungsteil des Transponders TR 4 wird nun das noch gespeicherte Linientelegramm und das Fahrzeugtelegramm zu einem neuen Linientelegramm mit der Information I₁+I₂ zusammengefaßt und ausgestrahlt.

Letztlich gelangt das Linientelegramm wiederum zu einem Überleittransponder TR 1, der es aus der Strecke ausgekoppelt und über Kabel zur Streckenzentrale zurücküberträgt. Dort wird im Telegrammvergleich die Information I₁ des ausgesandten Linientelegramms mit der Information I₁ aller ankommenden Linientelegramme verglichen.

Übersteigt die gemessene Fehlerhäufigkeit eines Streckenabschnittes ein vorgegebenes Maß, so meldet die Streckenüberwachung eine Störung, wodurch eine ständige und automatische Überwachung der gesamten Linienfunkkette gewährleistet ist.

Die Information I₂ (und I₃) wird im Linientelegrammdemodulator extrahiert und an die Zieladressen weitergeleitet.

Um eine hohe Zuverlässigkeit der Linienfunkkette sicherzustellen, darf bei Ausfällen von einzelnen Transpondern die Informationskette nicht unterbrochen werden. Hierzu ist erforderlich, daß das vom Transponder TRu ausgesandte Linientelegramm nicht nur vom nächsten TRu+1, sondern auch vom Transponder TRu+2, ggf. sogar vom Transponder TRu+3, allgemein vom Transponder TRu+n empfangen werden kann. Allerdings muß dann Sorge getragen werden, daß, wenn der Transponder TRu+1 funktionsfähig ist, die Transponder TRu+2 und TRu+3 das Linientelegramm nicht aussenden (Störung des Multiplexsystems durch Fruiting-Effekt).

Weiterhin muß damit gerechnet werden - insbesondere, wenn die Antennen Rundstrahlcharakteristik besitzen, was zumindest für die Fahrzeugantenne erforderlich ist -, daß das vom Transponder TRu ausgesandte Linientelegramm auch zu den Transpondern TRu-1 und u-2, ggf. auch u-3, gelangen kann. Für diesen Fall muß sichergestellt werden, daß der Empfang nachfolgender Linientelegramme nicht gestört wird und daß die "Rücklauftelegramme" nicht wieder ausgesandt werden.

Fahrzeugtelegramme dürfen nur von den nachfolgenden Transpondern in das Linientelegramm integriert werden.

Der Grundaufbau der Linien- und der Fahrzeugtelegramme ist identisch. In Fig. 3 ist ein Beispiel angegeben. Das Telegramm besteht aus insgesamt sechs Feldern. Die Felder 1 bis 4 und 6 werden zur Systemsteuerung benötigt. Das Feld 5 dient zur Informationsübertragung. Im Feld 1 befinden sich die Vorlaufimpulse, die zur Pegelregelung beim Empfänger benutzt werden (AM-Empfänger). Dies ist erforderlich, weil Empfangspegelunterschiede bis zu 80 dB auftreten können. Nach den Synchronisationsimpulsen (Feld 2) wird im Feld 3 die Nummer (und ggf. weitere Ortskennzeichen) des jeweils sendenden Transponders eingeschrieben. Die Nummer des Transponders, von dem das Telegramm empfangen wurde, wird hierbei "überschrieben" bzw. gelöscht. Damit kann jeder Transponder die Herkunft des Telegramms feststellen. Das Fahrzeugtelegramm erhält die Transpondernummer des dieses Fahrzeugtelegramm initiierenden Linientelegramms. Im Feld 4 steht im Linientelegramm die Kennziffer der Streckenzentrale und die Linientelegrammnummer. Die Numerierung der Linientelegramme ist durchlaufend bis mindestens zu der Anzahl Z von unterschiedlichen Telegrammen, die gleichzeitig in einer Funkkette sein können. Hierbei ist n ist dabei die Anzahl der Transponder, deren Sendungen von einer Seite der Kette her empfangen werden können, und m ist die Anzahl der Transponder einer Strecke. Handelt es sich um ein Fahrzeugtelegramm, so erhält es die Fahrzeugnummer und die fahrzeugspezifische Telegrammnummer, die ebenfalls bis Z läuft. Das Feld 5 ist der Informationsübertragung in beiden Richtungen (Zentrale/Fahrzeuge und Fahrzeuge/Zentrale) vorbehalten. Jeder darin enthaltene Übertragungskanal besteht aus einer Adresse, einem Absender, einer Nachricht und einem Ende-Signal. Die Länge des Feldes 5 hängt von der Anzahl der Übertragungskanäle und deren Bandbreite ab. Das Datentelegramm schließt mit Feld 6 mit dem "Telegrammende" ab, das gleichzeitig als Synchronisation für die Datenübertragung vom Fahrzeug zur ortsfesten Station dient.

In Fig. 4 ist der zeitliche Durchlauf der Linientelegramme durch eine Funkkette mit 8 Transpondern dargestellt. Es sollen jeweils n=3 nebenliegende Transponder das Sendesignal empfangen können. Beginnend links oben: Das vom Transponder TR 1 ausgesandte Telegramm T 1 wird nach der jeweiligen Laufzeit von den Transpondern TR 2, TR 3 und TR 4 empfangen. Nach einer Verzögerungszeit T _V nach Erhalt des Telegrammendes sendet nur der Transponder TR 2 das empfangene Telegramm T 1 aus, das nun von den Transpondern TR 1, TR 3, TR 4 und TR 5 empfangen wird. Das vom Transponder TR 2 ausgestrahlte Telegramm wird nur vom Transponder TR 3 wieder abgestrahlt und von TR 1, TR 2, TR 4, TR 5 und TR 6 empfangen. Auf diese Weise gelangt das Telegramm T 1 letztlich zum Transponder TR 7 (dessen ausgesandtes Telegramm T 1 unter anderem auch von TR 4 empfangen wird). Vom Transponder TR 1 darf nun das nächste Telegramm T 2 erst dann abgestrahlt werden, wenn das Telegramm T₁ am Transponder TR 4 eindeutig nach dem Telegramm T 1 vom Transponder TR 7 ankommt (Vermeidung von "Fruiting"). Damit ergibt sich für den Linientelegrammabstand T _TA :

Hierbei ist n die Anzahl von einer Seite störungsfrei zu empfangender Transponder, R der mittlere Transponderabstand, T _TL die Länge des Linientelegramms, T _V die Verzögerung zwischen Erhalt des Telegrammendes und Aussendung des Linientelegramms und V₀ die Lichtgeschwindigkeit.

Der in Fig. 4 dargestellte Telegrammabstand T _TA läßt von je n=3 vorangehenden und nachfolgenden Transpondern ungestörten Empfang zu. In den Transpondern TR 4 und TR 5 sind dann die vollständigen Empfangs- und Sendetelegramme vorhanden

Die Informationsübertragung von den Fahrzeugen zur Streckenzentrale erfolgt durch Fahrzeugtelegramme. Sie werden auf der gleichen Frequenz wie die Linientelegramme vom Fahrzeugtransponder ausgestrahlt und vom nächsten Streckentransponder empfangen. Dort werden sie in das noch gespeicherte Linientelegramm integriert. Dieses soll anhand von Fig. 5 erläutert werden:

Zwischen den Transpondern TRu und TRu+1 mögen sich die Fahrzeuge F 1 und F 2 mit den Transpondern FTR 1 und FTR 2 befinden. Nach dem Empfang des Telegramms T 1 vom Transponder TRu sendet das Fahrzeug 1 das Fahrzeugtelegramm FT 11 aus, das vom Transponder TRu+1 nach dem Telegramm T 1 empfangen wird. Das Fahrzeug F 2 darf nun sein Fahrzeugtelegramm FT 21 erst nach der Zeit T _K nach dem Linientelegrammende absetzen, um "Fruiting"-Effekte mit dem Fahrzeugtelegramm FT 11 zu vermeiden.

Befinden sich zwischen zwei Transpondern gleichzeitig K Fahrzeuge, die Informationen an die Streckenzentrale abzugeben haben, so ist die minimale Verzögerungszeit T _V zwischen dem Eintreffen eines Linientelegramms bei den Streckentranspondern und dem Aussenden des neuen Linientelegramms durch T _V K · T _TL bestimmt, wobei T _TL die zeitliche Länge der Telegramme ist.

Die Fahrzeuge setzen nur dann ein Fahrzeugtelegramm ab, wenn das zuletzt ankommende Linientelegramm die Nummer des zuletzt passierten Transponders besitzt. Im Fahrzeugtransponder wird zu diesem Zweck der augenblickliche Ort des Fahrzeuges - zumindest mit der Genauigkeit des Transponder- Abstands - gespeichert.

Besteht eine Linienfunkkette aus m Transpondern, so können theoretisch J=K · (m-1) Fahrzeuge, die sich im Bereich der Linienfunkkette befinden, gleichzeitig Informationen an die Streckenzentrale absetzen, unter der Voraussetzung, daß zwischen zwei Transpondern nicht mehr als K Fahrzeuge gleichzeitig sind.

Die Fahrzeuge suchen sich beim Beginn der Informationsabsetzung an die Zentrale jeweils einen freien Antwortkanal K.

Das vom nächsten Transponder abgestrahlte Linientelegramm enthält nun neben den Informationen der Streckenzentrale an die Fahrzeuge auch die Information des Fahrzeugs an die Streckenzentrale. Es gelangt einerseits zum nächsten Transponder und weiter zur Streckenzentrale, kann andererseits jedoch auch von dem Fahrzeugtransponder empfangen werden, der die Information ausgesendet hat. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Zuverlässigkeit des Übertragungsweges vom Fahrzeug zur Streckenzentrale zu messen.

Es werden drei Transponderarten verwendet:

• - Streckentransponder
• - Überleittransponder
• - Fahrzeugtransponder.

Sie bestehen jeweils aus einem mm-Wellenteil (Antenne, Sender, Empfänger) und einem Datenverarbeitungsteil (Speicher und Steuerungen) und sind in der Hardware (bis auf die Antennen) voll identisch. Kleinere Unterschiede sind in der (Fest-) Programmierung der Funktionen im Datenverarbeitungsteil erforderlich.

Die Funktion der Transponder soll anhand von Fig. 6 beschrieben werden.

Die Telegramme werden von der Antenne über das Filter und einen Richtungsschalter, der den Empfänger öffnet oder schließt, dem Empfänger zugeleitet.

Die Verstärkungsregelung sorgt dafür, daß mögliche Pegelunterschiede von 80 dB zwischen Telegrammen vom entfernten Transponder TRu-3 und Fahrzeugtelegrammen so ausgeregelt werden, daß dem Impulsregenerator Signale mit konstantem Pegel zugeführt werden. Im Pufferspeicher werden die ankommenden Telegramme auf Vollständigkeit und Richtigkeit überprüft und ggf. mittels einer FEC korrigiert. Jedes für richtig befundene Telegramm wird in einem gesonderten Telegrammempfangsspeicher eingelesen.

In Fig. 7 sind die bei geöffnetem Empfänger weiterzuverarbeitenden Telegramme dargestellt. Zum Zeitpunkt T₀ wird aus den in den Telegrammspeichern befindlichen Telegrammen (vgl. Fig. 7c) das neue Sendetelegramm (vgl. Fig. 7b) generiert.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 6 wird jedes im Speicher eingeschriebene Telegramm durch die Telegrammnummernüberprüfung auf die erwartete nächste Telegrammnummer überprüft. Ist die Telegrammnummer gleich oder kleiner der im Sendetelegrammspeicher gespeicherten Telegrammnummer, so wird das Telegramm gelöscht. Gleichzeitig wird in der Absenderüberprüfung aufgrund der im Transpondernummernspeicher unlöschbar eingeschriebenen Transpondernummer die Differenz D zwischen der eigenen Transpondernummer und der empfangenen Transpondernummer festgestellt. Ist 1D n, so wird das Telegramm gespeichert.

Jedes geprüfte Linientelegramm startet eine Laufzeitschaltung, die den Sendezeitpunkt T₀ (vgl. Fig. 7) nach folgender Beziehung festlegt:

T _VD = D · (T _V + T _TL ) -T _TL .

In Fig. 7a wird die Laufzeitschaltung 3mal gestartet. Das erste Mal nach Eintreffen des Linientelegramms vom Transponder TRu-3 mit der Laufzeit T _{V 3}.

Nach Eintreffen des gleichen Linientelegramms vom Transponder TRu-2 wird die Lautzeitschaltung wieder neu gestartet, nun mit der Laufzeit T _{V 2}. Schließlich startet das Linientelegramm vom Transponder TRu-1 die Laufzeitschaltung noch einmal, nun mit der Laufzeit T _{V 1}=T _V .

Damit wird zweierlei sichergestellt:

• - Alle Empfangstelegramme mit gleicher Nummer werden nur einmal und immer zum gleichen Zeitpunkt T₀ generiert und ausgesendet.
• - Aufeinanderfolgende Transponder senden niemals zur gleichen Zeit.
• - Selbst bei Ausfall eines oder zweier vorausgehender Transponder wird das Sendetelegramm immer zum selben Zeitpunkt T₀ generiert und ausgesendet.

Die Telegrammgenerierung erfolgt zum Zeitpunkt T₀ nach folgenden Kriterien:

• - Die im Feld 5 stehenden Informationen aller in den Empfangsspeichern befindlicher Telegramme (Linien- und Fahrzeugtelegramme) mit gleicher Telegrammnummer und
• - mit der höchsten Transpondernummer werden im Feld 5 des neuen Linientelegramms zusammengefaßt.
• - Die Linientelegrammnummer wird beibehalten.
• - Die Transpondernummer wird durch die Nummer des sendenden Transponders ersetzt.

Beim Transponder gemäß Fig. 6 erfolgt die Generierung des Linientelegramms im Telegramm-Sender-Speicher.

Nach erfolgter Generierung steuert das Telegramm mittels der Senderansteuerung den Sender an. Der Richtungsschalter sperrt nun den Empfänger und leitet die Sendeenergie über das Filter zur Antenne. Nach der Aussendung eines Linientelegramms werden alle Telegrammempfangsspeicher gelöscht.

Die Aussendungen der nachfolgenden n Streckentransponder oder ggf. nachfolgender Fahrzeugtransponder könnten vom Transponder TRu wieder empfangen werden. Um unnötige Empfangsspeicher-Kapazität zu vermeiden, wird der Empfänger mittels des Richtungsschalters, gesteuert durch den Zeitkonstanten- Speicher, ab der Aussendung des Linientelegramms für die Zeit T _S gesperrt (vgl. Fig. 7).

Nach dieser Zeit T _S wird das nächste Linientelegramm von dem Transponder TRu-3 erwartet. Der Empfänger wird dann mittels des Umschalters wieder geöffnet.

In den Empfangstelegrammspeichern sind zum Zeitpunkt T₀, wenn z. B. drei vorausgehende Streckentransponder ungestört arbeiten, die zu übertragenden Informationen gleichzeitig bis zu 3mal vorhanden. Es besteht somit die Möglichkeit, sie vor der Generierung mit einem Sendetelegramm zu vergleichen und ggf. eine 2 aus 3 Entscheidung herbeizuführen. Hiermit sind Informationen von nähergelegenen Transpondern (geringere Streckendämpfung) höher zu bewerten.

Der Aufbau des Überleittransponders entspricht demjenigen der Streckentransponder bis auf die Verbindung zwischen den Telegrammempfangsspeichern und dem Telegrammsendespeicher, die im Punkt A aufgetrennt ist (vgl. Fig. 6). Der Telegrammempfang, die Telegrammrücklaufsperre, der Telegrammvergleich erfolgen wie oben beschrieben. Auch die Telegrammgenerierung läuft nach den beschriebenen Kriterien ab, wobei das generierte Empfangstelegramm allerdings nicht zum Telegramm-Sendespeicher, sondern über Kabel zur Streckenzentrale geleitet wird.

Das Sendetelegramm kommt im allgemeinen Fall unsynchronisiert von der Streckenzentrale und wird in den Telegrammsendespeicher des Streckentransponders eingeschrieben. Es wird zum Zeitpunkt T₀, der von dem Telegrammempfang der vorherliegenden Strecke bestimmt wird, ausgesendet. Damit wird eine Störung nebeneinanderliegender Linienfunkketten vermieden.

Der Aufbau des Fahrzeugtransponders entspricht ebenfalls demjenigen der Streckentransponder, wobei die Verbindung zwischen den Telegrammempfangsspeichern und den Telegrammsendespeichern ebenfalls an der Stelle A unterbrochen ist. Der Fahrzeugtransponder besitzt zusätzlich die Schaltungsteile

• - Kanalsuchschaltung
• - Fahrortbestimmung.

Der Telegrammempfang erfolgt wie oben beschrieben. Das betrachtete Fahrzeug möge den Transponder TRu passiert haben. Weitere Fahrzeuge mögen sich bei den Transpondern TRu-1 und TRu-2 befinden. Die ankommenden Telegramme sind in Fig. 8 dargestellt.

In den Telegrammempfangsspeichern werden nur Linientelegramme, keine Fahrzeugtelegramme abgespeichert (vgl. Fig. 8b).

Im Transpondernummernspeicher (vgl. Fig. 6) des Fahrzeugtransponders ist nicht wie beim Streckentransponder die unlöschbare Transpondernummer, sondern die jeweils vom Fahrzeug zuletzt passierte Transpondernummer eingespeichert.

Die Absenderüberprüfung (vgl. Fig. 6) läßt eine Differenz G zwischen der gespeicherten Transpondernummer und der empfangenen Transpondernummer zu. Ist O G n, so wird das Linientelegramm gespeichert, wobei n die Anzahl der Transponder einer Strecke ist, die von einer Seite der Kette empfangen werden können.

Die Generierung des Empfangstelegramms (vgl. Fig. 8c) und des Fahrzeugtelegramms (vgl. Fig. 8) erfolgt zum Zeitpunkt T₁. Dieser wird durch eine Laufzeitschaltung festgelegt, die durch das Signal "Telegrammende" eines jeden eintreffenden Linientelegramms gestartet wird und für deren Verzögerung T _VG gilt:

T _VG = G · (T _V + T _TL ).

Hierdurch ist zweierlei sichergestellt:

• - Es wird aus allen Empfangstelegrammen mit gleicher Telegrammnummer nur ein Empfangstelegramm zum Zeitpunkt T₁ generiert und zur Auswerteschaltung gegeben.
• - Das Fahrzeugsendetelegramm wird unabhängig vom Ausfall vorhergehender Streckentransponder immer zum Zeitpunkt T₁ generiert und ausgesendet.

Im Fahrzeugtransponder werden zum Zeitpunkt T₁ zwei Telegramme generiert:

• - Empfangstelegramm
• - Fahrzeugtelegramm.

Die Empfangstelegrammgenerierung erfolgt nach folgenden Kriterien:

• - Dasjenige Linientelegramm, das die Laufzeitschaltung zuletzt gestartet hat, wird als Empfangstelegramm an die Auswerteschaltung weitergegeben.

Die Fahrzeugtelegrammgenerierung erfolgt nach folgenden Regeln:

• - Die zu übertragenden Informationen gelangen direkt in den Telegrammsendespeicher.
• - Als Transpondernummer wird die Nummer des Transponders des den Zeitpunkt T₁ bestimmenden Linientelegramms in das Feld 3 des Fahrzeugtelegramms (vgl. Fig. 3) eingeschrieben.
• - Die Telegrammnummer im Feld 4 des Fahrzeugtelegramms besteht aus der Telegrammnummer des den Zeitpunkt T₁ bestimmenden Linientelegramms und einer zusätzlichen durchlaufenden Nummer der Telegramme des jeweiligen Fahrzeugs.
• - Die Kanalsuchschaltung (vgl. Fig. 6) überprüft bei jedem Wechsel der Transpondernummer (Ort des Fahrzeugs), welcher Zeitkanal K frei ist. Die Fahrzeugaussendungen erfolgen dann bis zum Wechsel der Transpondernummer immer im selben Zeitkanal K.

Die Aussendung des Telegramms erfolgt wie bereits beschrieben. Die gespeicherten Linientelegramme werden zum Zeitpunkt T₁ - im Gegensatz zum Streckentransponder - noch nicht gelöscht. Eine Telegrammrücklaufsperre ist nicht vorgesehen.

Im Gegensatz zu den Streckentranspondern werden vom Fahrzeugtransponder auch die von nachfolgenden Transpondern ausgesandten Linientelegramme ausgewertet. Dieses geschieht wie folgt:

Ab dem Zeitpunkt T₁ werden Linientelegramme mit O G-n in den Telegrammempfangsspeichern eingelesen.

Zum Zeitpunkt T₂ trifft das erste Linientelegramm mit der höheren Telegrammnummer T 2 ein und veranlaßt dreierlei:

• - Rücklauftelegrammüberprüfung
• - Fahrortbestimmung
• - dadurch eine Löschung aller Linientelegramme mit niedrigerer Nummer, die noch im Empfangsspeicher stehen.

Zum Zeitpunkt T₂ wird aus allen Rücklauftelegrammen ein Rücklauftelegramm (vgl. Fig. 8c) generiert, das die vom Fahrzeug zur Zentrale zu übermittelnden Informationen enthält. Diese werden in der Fahrzeugauswerteschaltung mit der ausgesendeten Information verglichen. Überschreitet die Häufigkeit der Nichtübereinstimmungen ein vorgegebenes Maß, so gilt die Übertragungsstrecke am Fahrzeug als gestört.

Zum Zeitpunkt T₂ (vgl. Fig. 8) wird aus allen gespeicherten Telegrammen mit gleicher Telegrammnummer ein arithmetischer Mittelwert der Transpondernummern gebildet. Der auf- oder abgerundete Wert entspricht der Nummer des nächstliegenden Streckentransponders. Dieser wird im Transponder-Ortsnummern-Speicher zur Fahrortsbestimmung gespeichert. Diese Fahrortsbestimmung besitzt, selbst bei Ausfall eines Transponders, einen maximalen Fehler, der kleiner als ein Transponderabstand ist.

Mit jedem durchlaufenden Linientelegramm kann eine neue Ortsbestimmung durchgeführt werden. Gegebenenfalls kann eine Integration über alle Meßwerte vorgenommen werden.

Claims (17)

1. Funksystem zur Nachrichtenübertragung zwischen mit Fahrzeugtranspondern ausgestatteten Fahrzeugen und Überleit- und Streckentranspondern entlang einer Strecke, wobei Linientelegramme von einer Streckenzentrale über eine Kabelverbindung an Überleittransponder und von dort in einer Funkkette über Streckentransponder gesendet werden, wobei ferner Überleittransponder mit mehreren Streckentranspondern jeweils zu Übertragungsabschnitten zusammengefaßt sind und der Signalaustausch zwischen Fahrzeugen und Überleit- und Streckentranspondern im Zeitmultiplex stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Linientelegramm, ausgehend von einem ersten Überleittransponder, per Funk stets auf derselben Frequenz im Zeitmultiplex über eine Anzahl von Streckentranspondern bis zu einem zweiten Überleittransponder der Linienfunkkette weitergeleitet wird, wobei die Sendeleistungen und Abstände der Transponder derart bemessen sind, daß jeder Streckentransponder die Linientelegramme mindestens zweier vorausliegender Transponder empfängt, daß jeder Streckentransponder zu einer vorbestimmten Zeit nur ein Linientelegramm aussendet, daß die Linientelegramme vom zweiten Überleittransponder über die Kabelverbindungen an die Streckenzentrale zurückgeleitet werden und daß die Streckenzentrale eine Einrichtung zum Vergleich der empfangenen Linientelegramme mit den dem ersten Überleittransponder zugesandten Linientelegrammen aufweist.

2. Funksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Transponder eine Einrichtung zur Telegrammgenerierung aufweisen, daß durch das Linientelegramm im Fahrzeugtransponder, für den die Information des Linientelegramms bestimmt ist, die Aussendung eines Fahrzeugtelegramms ausgelöst wird und daß in einem dem Fahrzeugtransponder benachbarten Streckentransponder, vorzugsweise dem dem Fahrzeug nächstgelegenen Streckentransponder in Telegrammdurchlaufrichtung, das Linientelegramm und das Fahrzeugtelegramm zu einem neuen Linientelegramm vereint werden, das anstelle des ursprünglichen Linientelegramms über den in Telegrammdurchlaufrichtung verbleibenden Teil der Linienfunkkette der Streckenzentrale zugeleitet wird.

3. Funksystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Linientelegramme fortlaufende Nummern enthalten.

4. Funksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle Transponder eine Nummer oder eine sonstige Kennung aufweisen und diese in das von ihnen ausgesandte Telegramm einfügen.

5. Funksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Transponder Telegramm-Empfangs-Speicher aufweisen zur Speicherung von jeweils von zumindest zwei vorausgehenden Transpondern ausgesandten Linientelegrammen mit derselben Telegrammnummer.

6. Funksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß von den in einem Transponder empfangenen und gespeicherten Telegrammen jeweils nur dasjenige mit der höchsten Transpondernummer wieder ausgesendet wird.

7. Funksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß von den in einem Transponder empfangenen Telegrammen jeweils nur solche gespeichert und zur Wiederaussendung zugelassen werden, deren Transpondernummer kleiner ist als die Transpondernummer des betreffenden Transponders.

8. Funksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber dem Empfang eines Linientelegramms durch einen Transponder die Wiederaussendung des Linientelegramms derselben Telegrammnummer durch diesen Transponder dergestalt in Abhängigkeit von der Transpondernummer des empfangenen Linientelegramms verzögert wird, daß der Aussendezeitpunkt für alle empfangenen Linientelegramme mit derselben Telegrammnummer, aber mit verschiedenen Transpondernummern, derselbe oder nahezu derselbe ist und daß die Transponder einen Zeitkonstanten-Speicher aufweisen, in dem die benötigten Verzögerungszeiten gespeichert sind.

9. Funksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Fahrzeugtranspondern nur Linientelegramme gespeichert und weiterverarbeitet werden.

10. Funksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeugtransponder einen Nummernspeicher aufweisen zur Speicherung der Transpondernummer des jeweils passierten Strecken- oder Überleittransponders.

11. Funksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Fahrzeugtelegramm die Transpondernummer des Linientelegramms enthält, das die Generierung und Aussendung dieses Fahrzeugtelegramms ausgelöst hat, sowie die Telegrammnummer dieses Linientelegramms und eine fortlaufende Fahrzeugtelegrammnummer.

12. Funksystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach jedem Wechsel der Transpondernummer im Nummernspeicher eines Fahrzeugtransponders von diesem Fahrzeugtransponder jeweils ein freier Zeitkanal für die Aussendung seiner Fahrzeugtelegramme gesucht wird und daß die Fahrzeugtelegramme dieses Fahrzeugtransponders bis zum nächsten Wechsel der Transpondernummer in dem gefundenen Zeitkanal ausgesendet werden.

13. Funksystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß empfangene Telegramme einem Pufferspeicher zugeleitet werden, daß die im Pufferspeicher ankommenden Telegramme auf Vollständigkeit und Richtigkeit überprüft und ggf. korrigiert werden, daß jedes für richtig befundene Telegramm jeweils in den Telegramm-Empfangs-Speicher eingelesen wird und daß aus den eingelesenen Telegrammen zum Aussendezeitpunkt das auszusendende Telegramm generiert wird.

14. Funksystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jedes im Telegrammm-Empfangs-Speicher eingeschriebene Telegramm in einer Einrichtung für die Telegrammüberprüfung auf die erwartete nächste Telegrammnummer hin überprüft wird, daß das betreffende Telegramm gelöscht wird, falls seine Telegrammnummer gleich oder kleiner ist als die in einem Sendetelegrammnummernspeicher gespeicherte Telegrammnummer, daß gleichzeitig in einer Absendeüberprüfung aus der in einem Transpondernummernspeicher gespeicherten Transpondernummer und der Transpondernummer des Telegramms die Differenz bestimmt wird und daß das Telegramm nur dann gespeichert wird, falls diese Differenz D die Bedingung 1 D n erfüllt, wobei n die Anzahl der von einem Transponder einwandfrei zu empfangenden in der Linienkette vorangehenden Transponder ist.

15. Funksystem nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß durch jedes geprüfte und gespeicherte Telegramm eine Laufzeitschaltung gestartet wird, durch die der Aussendezeitpunkt festgelegt wird.

16. Funksystem nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Aussendung eines Telegramms alle Telegramm-Empfangs-Speicher des betreffenden Transponders gelöscht werden.

17. Funksystem nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Empfänger eines Transponders jeweils ab der Aussendung eines Linientelegramms mittels des Zeitkonstantenspeichers für eine Zeit T _s gesperrt wird, deren Ende gerade mit dem Ende der Sendezeit des in Telegrammdurchlaufrichtung entferntesten Transponders zusammenfällt, der von dem betreffenden Transponder noch empfangen werden kann.