DE69826824T2

DE69826824T2 - Verfahren zur Sicherung einer Übertragung zwischen zwei Funkübertragungseinrichtungen

Info

Publication number: DE69826824T2
Application number: DE69826824T
Authority: DE
Inventors: Helène Papini; François Simon
Original assignee: Alcatel SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1998-01-06
Filing date: 1998-12-17
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2018-12-18
Also published as: ATE278589T1; JPH11275003A; EP0928732A1; DE69826824D1; EP0928732B1; US6337854B1; FR2773424B1; FR2773424A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherung der Zeitreferenz einer Nachricht, die in einem Funknetz insbesondere zwischen zwei mobilen Stationen oder zwischen einer mobilen und einer ortsfesten Station übertragen wird. Konkret findet die Erfindung Anwendung in Funknetzen, die hohe Anforderungen an die Sicherung der Übertragung stellen, wie dies etwa in Zugfunknetzen der Fall ist.
Diese Zugfunknetze gestatten den Austausch von Informationen zwischen zwei Zügen, die sich in geringer Entfernung voneinander befinden (beispielsweise dann, wenn sie sich begegnen), oder zwischen einem Zug und einer Feststation.
Die zwischen einem Zug und einer Feststation ausgetauschten Informationen können in zwei Richtungen befördert werden, nämlich

• vom Zug zur Feststation zur Übermittlung von Befehlen vom Zug an das Eisenbahnnetz (beispielsweise von Fernwirkbefehlen an ein Weichenstellwerk) oder
• von der Feststation zum Zug zur Übermittlung von Informationen über den Betriebszustand des Eisenbahnnetzes und insbesondere über besondere Vorkommnisse wie etwa die Sperrung eines Streckenabschnitts.

Die genannten Möglichkeiten bilden jedoch keine vollständige Zusammenstellung der Informationsarten, die über ein solches Netz übermittelt werden können.
Gleichwohl ist schon anhand dieser wenigen Beispiele die außerordentlich große Notwendigkeit einer Sicherung der über das Netz übermittelten Nachrichten offensichtlich. So kann beispielsweise bei Sperrung eines Gleisabschnitts nach einem unvorhergesehenen Halt eines anderen Zuges ein Fehler bei der Übermittlung der entsprechenden Nachricht an den nächsten Zug einen tödlichen Unfall auslösen.
Bei den Übertragungsfehlern, die in einem Funknetz entstehen können, kann man zwischen zwei Fehlerarten unterscheiden, nämlich zwischen Fehlern am Inhalt der Nachricht und Fehlern bei der Zeitreferenz.
Das Problem der Behebung von Fehlern am Inhalt einer Nachricht, die über irgendeinen Kommunikationskanal übermittelt wird, ist ein klassisches Problem, für das es eine Vielzahl von Lösungen gibt, insbesondere solche, die auf Fehlerkorrektur-Kodiertechniken basieren.
Zum Zeitreferenzproblem kommt es, wenn sich die Relevanz der Nachrichten mit der Zeit ändert.
Ein Fehler in der Zeitreferenzierung einer Nachricht kann durch eine Stauung in einer der Senderschaltungen hervorgerufen werden. So kann beispielsweise die zu sendende Nachricht für eine gewisse Zeitspanne in der Schaltung blockiert werden, mit der die Fehlerkorrektur-Kodierung bewerkstelligt wird.
Eine andere Ursache kann die Verzögerung sein, die auf dem Übertragungskanal zwischen Sender und Empfänger entsteht.
Um ein weiter oben erwähntes Beispiel aufzugreifen, sei der Fall betrachtet, daß eine Nachricht, die besagt, daß ein Streckenabschnitt für den Verkehr gesperrt ist, mit einer exakt definierten Datumsinformation versehen sein muß. Im Fall eines Zugfunknetzes ist somit offenkundig, daß die Nachrichten datiert sein müssen, da sie sich ja auf Ereignisse beziehen, die sich mit der Zeit verändern.
Das Sendedatum der Nachricht muß somit aus dem Inhalt der Nachricht hervorgehen und gegebenenfalls durch die oben erwähnten Fehlerkorrekturmechanismen gesichert sein.
Allerdings ist dieser Datierungsmechanismus insofern unzureichend, als Sender und Empfänger nicht mit einem gemeinsamen Taktgenerator arbeiten. Nun ist es aber in Funknetzen, zu denen mindestens eine Mobilstation gehört, nicht möglich, dafür zu sorgen, daß die verschiedenen Stationen einen gemeinsamen Taktgenerator nutzen.
Im Dokument ETCS SRS, ERRIA200, Band 1, wird zur Behebung dieses Problems eine Lösung beschrieben, bei der ein Mitteilungsdialog zwischen dem Sender und dem Empfänger erfolgt. Dabei enthält ein und dieselbe Nachricht eine Zeitsignatur sowohl des Senders als auch des Empfängers, was die Erkennung von Anomalien ermöglicht. Eine solche Lösung hat jedoch den Nachteil, daß dafür ein Dialog aufgebaut werden muß.
Mit der vorliegenden Erfindung soll ein Verfahren zur Sicherung der Übertragung einer Nachricht zwischen zwei Mobilstationen oder zwischen einer Mobil- und einer Feststation vorgeschlagen und die Unzulänglichkeit dieses Standes der Technik durch Diversifikation der Verfahren zur Übertragung der Datumsinformation zum Empfänger behoben werden.
Genauer gesagt, ist der Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Übertragung einer als anfängliche Nachricht (M_I) bezeichneten Nachricht zwischen zwei gegebenenfalls mobilen Funkstationen, das für eine erste Funkstation darin besteht, eine von einem Taktgenerator (H) gelieferte Datumsinformation in die besagte anfängliche Nachricht einzufügen, um so eine abgehende Nachricht (M) zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verfahren einen Schritt beinhaltet, der darin besteht, die besagte abgehende Nachricht (M) und die vom besagten Taktgenerator (H) gelieferten Datumsinformationen an die zweite Funkstation zu übertragen.
Des weiteren betrifft die Erfindung einen Sender, der die Durchführung dieses Verfahrens gestattet. Genauer gesagt, betrifft sie eine gegebenenfalls mobile Funkstation, beinhaltend einen Taktgenerator (H), eine Vorrichtung (C), welche es gestattet, von dem besagten Taktgenerator (H) gelieferte Datumsinformationen in anfängliche Nachrichten (M_I) einzufügen, um so abgehende Nachrichten (M) zu erzeugen, wobei die besagten Datumsinformationen diejenigen zur Erstellung der besagten abgehenden Nachrichten (M) sind, sowie eine Vorrichtung zum Senden der besagten abgehenden Nachrichten (M) über das besagte Funknetz, dadurch gekennzeichnet, daß dieses ferner über eine Vorrichtung verfügt, die es gestattet, die von dem besagten Taktgenerator (H) gelieferten Datumsinformationen zu senden.
Weitere Gegenstände und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden Beschreibung von Realisierungsbeispielen deutlich werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, in welchen
1 eine erste Realisierungsform der Erfindung veranschaulicht und
2 eine zweite Realisierungsform der Erfindung veranschaulicht.
1 zeigt eine erste Station S₁, welche einen Sendeteil E beinhaltet, und eine zweite Station T₂, welche einen Empfangsteil R beinhaltet.
Jede anfängliche Nachricht M_I, die zur zweiten Station zu übertragen ist, wird an eine Vorrichtung C für den Nachrichtenaufbau übermittelt. Die von dieser Vorrichtung erzeugte abgehende Nachricht M setzt sich aus der anfänglichen Nachricht M_I und der von einem Taktgenerator H gelieferten Datumsinformation zusammen.
Die abgehende Nachricht M wird auf klassische Weise erzeugt. Man kann schreiben: M = u(M_I, t), wobei t die vom Taktgenerator H gelieferte Datumsinformation ist. Klassischerweise ist u eine Funktion zur Fehlerkorrektur-Kodierung der weiter oben erwähnten Art. Die Art und Weise, wie diese Vorrichtung C für den Nachrichtenaufbau aufgebaut ist, ist für den Fachmann leicht erkennbar und nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Der Sender E beinhaltet außerdem eine Multiplexvorrichtung (MUX), die über den Kommunikationskanal abwechselnd den Versand der vom Taktgenerator H gelieferten Datumsinformationen und der aus der Vorrichtung C zum Nachrichtenaufbau stammenden abgehenden Nachrichten bewerkstelligt.
Die nachstehende Tabelle zeigt einen Auszug aus der Kommunikation zwischen dem Sender und dem Empfänger und veranschaulicht den Wechsel zwischen dem Versand der vom Taktgenerator H direkt gelieferten Datumsinformationen (t₁, t₃, t₄, t₆) und dem Versand der abgehenden Nachrichten (in denen die vom Taktgenerator H gelieferten Datumsinformationen t₂ und t₅ enthalten sind).
2 zeigt eine zweite Realisierungsform der Erfindung. Auch diese Realisierungsform beinhaltet einen Taktgenerator H und eine Vorrichtung C zum Nachrichtenaufbau.
Die abgehenden Nachrichten M werden von der Vorrichtung C aus anfänglichen Nachrichten M_I und aus den vom Taktgenerator H gelieferten Datumsinformationen gebildet, wie dies für die erste Realisierungsform weiter oben beschrieben wurde.
Im Gegensatz zu dieser ersten Realisierungsform jedoch ist hier keine Multiplexvorrichtung vorhanden. Vielmehr werden die abgehende Nachricht M und die vom Taktgenerator H gelieferten Datumsinformationen unabhängig und parallel zum Empfänger R einer zweiten Station S₂ übertragen.

Claims

Verfahren zur Übertragung einer als anfängliche Nachricht (M_I) bezeichneten Nachricht zwischen zwei gegebenenfalls mobilen Funkstationen, für eine erste Funkstation darin bestehend, eine von einem Taktgenerator (H) gelieferte Datumsinformation in die besagte anfängliche Nachricht einzufügen, um so eine abgehende Nachricht (M) zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Verfahren einen Schritt beinhaltet, der darin besteht, die besagte abgehende Nachricht (M) und die vom besagten Taktgenerator (H) gelieferten Datumsinformationen an die zweite Funkstation zu übertragen.
Verfahren gemäß vorgenanntem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte abgehende Nachricht und die besagten aufeinanderfolgenden Datumsinformationen im Zeitmultiplexverfahren übertragen werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die besagten abgehenden Nachrichten und die besagten aufeinanderfolgenden Datumsinformationen über das besagte Funknetz parallel auf zwei unterschiedlichen Übertragungskanälen übertragen werden.
Funkstation, gegebenenfalls mobil, beinhaltend einen Taktgenerator (H), eine Vorrichtung (C), welche es gestattet, von dem besagten Taktgenerator (H) gelieferte Datumsinformationen in anfänglichen Nachrichten (M_I) einzufügen, um so abgehende Nachrichten (M) zu erzeugen, wobei die besagten Datumsinformationen diejenigen zur Erstellung der besagten abgehenden Nachrichten (M) sind, sowie eine Vorrichtung zum Senden der besagten abgehenden Nachrichten (M) über das besagte Funknetz, dadurch gekennzeichnet, daß dieses ferner über eine Vorrichtung verfügt, die es gestattet, die von dem besagten Taktgenerator (H) gelieferten Datumsinformationen zu senden.
Station gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Sendevorrichtung ein Multiplexer ist, der am Eingang die besagten abgehenden Nachrichten und die besagten aufeinanderfolgenden Datumsinformationen empfängt.
Station gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die besagte Sendevorrichtung die Parallelübertragung der beiden besagten abgehenden Nachrichten (M) und der besagten aufeinanderfolgenden Datumsinformationen über zwei unterschiedliche Übertragungskanäle gestattet.