DK141426B - Transponderanlæg til overføring af signaleringsinformation mellem skinnebundne køretøjer og en station langs en jernbanelinie. - Google Patents

Description

(φ) \fia/ (11) FREMLÆGGELSESSKRIFT 1 if 1 26 Η OA B 1/69 DANMARK (SD int.ci.3e 01 s 13/80 β S1 I. 25/02 // H 04 Q 9/02 §(21) Ansøgning nr. 3681/75 (22) ln-teveretden 13. aug. 1975 (23) Løbedag 13· aug. 1975

(44) Ansøgningen fremlagt og oA

fremlæggelsesskriftet offentliggjort den 1 0 · ΙΒβΓ · 1 980

DIREKTORATET FOR

PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET (30) Prioritet begæret fra den

16. aug. 1974# 7410476, SE

(71) N.V. PHILIPS1 GLOEILAMPENPAERIEKEN, Emmasingel 29, Eindhoven, NL.

(?2) Opfinder: Kjell Olow Ingemar Qlsson, Fack, 17520 Jaerfaella, SE.

(74) Fuldmeegtig under sagens behandling:

Internationalt Patent-Bureau._ (54) Transponder anlæg til overføring af signalerings Infor mat ion mellem skin= nebundne køretøjer og en station langs en jernbanelinie.

Opfindelsen angår et transponderanlæg til overføring af signaleringsinformation mellem skinnebundne køretøjer og en station langs en jernbanelinie, indeholdende en afspørgestation og en passiv svarstation, hvoraf afspørgestationen er udstyret med en impulsgenerator til en kontinuerlig udsendelse af et pulserende afspørgesignal med en given bærefrekvens, og svarstationen er udstyret med et frekvenstransponeringsorgan til transponering af modtagne impulser med den givne bærefrekvens til impulser med en bærefrekvens, som er en harmonisk af denne frekvens samt en til transponeringsorganet koblet modulator til modulation af de frekvenstransponerende impulser i overensstemmelse med information fra en til modulatoren koblet informationskilde, hvorhos afspørgestationen indeholder en detektor 1A1A 2 6 2 til detektering af modtagne frekvenstransponerede impulser,

Et sådant transponderanlæg er almindeligt kendt. Et problem ved et sådant anlæg består i, at skinnebundne køretøjer frembringer et stort antal interferenssignaler med højt niveau. For at opnå en korrekt informationsoverføring er det et absolut krav, at der under informationsoverføringen opnås synkronisering mellem afspørgestationen og den passive svarstation.

Ved opfindelsen tilsigtes det at frembringe et pålideligt transponderanlæg med en forbedret synkronisering.

Transponderanlægget ifølge opfindelsen er ejendommeligt ved, at informationskilden er koblet til modulatoren over en koblerkreds over hvilken der endvidere til modulatoren er koblet en i svarstationen indeholdt kodegenerator til styring af modulatoren til udsendelse af en kontinuerlig sekvens af ensartet modulerede svarimpulser som svar på modtagne afspørge-impulser, hvorhos afspørgestationen indeholder en til detektoren forbundet dekoder til identifikation af en ubrudt sekvens af et forudbestemt antal af nævnte ensartet modulerede svarimpulser, hvilken dekoder er koblet til impulsgeneratoren til inføjning af et specifikt startsignal i afspørgesignalet efter detektering af det forudbestemte antal ensartet modulerede svarimpulser, medens svarstationen indeholder en til koblerkredsen koblet signaldetektor til detektering af, om det nævnte startsignal forekommer i det modtagne signal, og ved detektering heraf at omkoble koblerorganet til styring af modulatoren i overensstemmelse med den fra informationskilden afgivne information.

Ved at gøre informationskildens tilkobling til modulatoren betinget af det nævnte startsignals forekomst i afspørgeimpulserne og dermed af, at svarstationen har udsendt de nævnte ensartet modulerede svarimpulser opnås en fremragende synkronisering, som sikrer at informationsoverføringen fra svarstationen først påbegyndes når tilstrækkeligt gode transmissionsbetingelser er til stede.

I det følgende forklares opfindelsen nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser et blokdiagram for en afspørgestation i et transponderanlæg ifølge opfindelsen, og fig. 2 viser en svarstation i et transponderanlæg ifølge opfindelsen.

1A1426 3

Transponderanlægget indeholder en i fig. 1 vist afspørgestation og en i fig. 2 vist svarstation. Svarstationen antages at være installeret stationært langs en jernbanelinje, medens afspørgestationen antages at være monteret på et lokomotiv, som passerer svarstationen, og hvortil information, f.eks. om maksimumhastighed, stop m.v., skal overføres.

Anlægget arbejder med et højfrekvenssignal scan afspørgesignal, hvilket signal frembringes af en i afspørgestationen i fig. 1 indeholdt højfrekvens-impulsgenerator. En oscillator 2 frembringer et højfrekvenssignal med en frekvens fQ, der passende kan ligge i mikrobølgeområdet. Dette højfrekvenssignal moduleres til impulsform af en modulator 3, f.eks. en kobler. Kobleren åbnes og sluttes skiftevis i en af en multivibrator 4 fastlagt rytme. Hver gang kobleren 3 sluttes, føres effekt fra oscillatoren 2 til et filter 5, som vil undertrykke eventuelle frekvenser uden for fQ, og videre til en antenne 6 til udsendelse mod svarstationen. Oscillatoren 2 og mul-tivibratoren 4 arbejder kontinuerligt, således at der kontinuerligt udsendes et pulserende afspørgesignal, i hvilket impulslængden f.eks. er lig med impulsmellemrummet.

Når en svarstation kommer inden for afspørgesignalets raekkevidde, modtages dette signal af en i fig. 2 vist antenne 7 og føres til en enhed 8 indeholdende et frekvenstransponeringsorgan og en modulator, i hvilken afspørgesignalbærebølgens frekvens f.eks. fordobles. Endvidere moduleres de overførte afspørgesignalimpulser med til overføring bestemt information, der modtages ved en styreklemme 9. Dette modulerede impulssignal tilbagesendes til afspørgestationen med den dobbelte bærefrekvens 2fQ. Transponeringsorganet og modulatoren i enheden 8 kan være af den art, der er orahandlet i beskrivelsen til svensk fremlæggelsesskrift nr. 384.958.

Specielt kan transponeringsorganet indeholde to til antennen 7 koblede,, parallelforbundne seriesvingningskredse 10 og 11 og en af en diode 12 og en kondensator 13 bestående seriekreds, der er forbundet mellem forbindelsespunkter 14 og 15 henholdsvis mellem kapaciteten 16 og selvinduktionen 18 i den ene svingningskreds 10 og mellem kapaciteten 16 og selvinduktionen 19 i den anden svingningskreds 11. Svingningskredsen 10 er tæt afstemt til den indkomne frekvens f og svingningskredsen 11 tæt afstemt til den udvalgte harmoniske 2fQ. Modulatoren indeholder en seriesvingningskreds 20 med en variabel kapacitet 21, f.eks. i form af en varak- 4 141426 tor, hvilken seriesvingningskreds 20 er parallelforbundet med et element, f.eks. selvinduktionen 19, i svingningskredsen 11. Modula-toren indeholder yderligere en afbøjningsgenerator 22 med en til enheden 8's styreindgang 9 forbundet styreindgang 23. Afbøjningsgeneratoren 22's udgang 24 er forbundet til varaktoren 21.

Virkemåden er som følger.

Når der modtages en afspørgeimpuls, begynder den første svingningskreds 10 at oscillere. Som følge af dioden 12's ikke-lineære karakteristik begynder også den anden svingningskreds 11 at oscillere. Det således opnåede frekvenstransponerede impulssignal tilbagesendes af antennen 7. Når dette impulssignal skal moduleres, føres et jævnstrømssignal til styreindgangen 9, således som det senere vil blive beskrevet. Dette jævnspændingssignal føres til afbøjningsgeneratoren 22's styreindgang 23. Som svar på dette signal fører afbøjningsgeneratoren 22 over udgangen 24 en lineært tiltagende spænding til varaktoren 21. Frekvensen for svingningskredsen 20 opsøges ved hjælp af denne spænding i et frekvensbånd indeholdende frekvensen 2fQ. Når svingningskredsen 20's frekvens er lig med 2fQ, dæmpes svingningskredsen 11, hvorved den tilbagesendte impuls bibringes et dyk.

De til styreindgangen 9 førte impulser, som er bestemmende for modulationen af de tilbagesendte impulser, afgives af en koblerkreds 25, der indeholder et skifteregister 26 med en serieindgang 27, en skifte- eller taktimpulsindgang 28 og en parallelstyreindgang 29. Den til overføring bestemte information føres fra en informationskilde 30 til skifteregisteret 26 i form af jævnspændinger, som kan være af høj eller lav værdi, hvilke spændinger føres til et antal parallelle indgange 31. Informationsjævnspændingerne kan frembringes på kendt måde, f.eks. som angivet i beskrivelsen til svensk fremlæggelsesskrift nr. 380.769. Når en styreimpuls føres til indgangen 29, overføres alle spændinger på indgangene 31 øjeblikkeligt til de respektive trin i registeret 26 og indstiller trinnene til en tilstand svarende til den påtrykte spænding. Taktimpulser ved indgangen 28 sørger på sædvanlig måde for fremkobling af indholdet i registeret 26, således at den af skifteregistertrinnenes indhold repræsenterede information successivt afgives fra det sidste trins udgang 32. Til serieindgangen 27 er forbundet en kodegene-rator 33. I det foreliggende eksempel er denne kodegenerator 33 en jævnstrømskilde med højt potential, således at der ved fremkobling 5 141426 i skifteregisteret 26 altid vil blive indskrevet en impuls svarende til binært ét i registeret 26. Styreimpulsen på indgangen 29 tjener på kendt måde til parallel indføring af den ved spændingerne på indgangene 31 repræsenterede information og opnås fra en startsignaldetektor 34, der beskrives nærmere i det følgende.

Taktimpulserne og de nødvendige jævnspændinger aftages fra den i enheden 8 indgående diode 12. En del af effekten i de gennem dioden 12 passerende strømimpulser udtrækkes derfor og føres til en taktimpulsgenerator 35 indeholdende en detektorkreds 36 til højfrekvensdetektering af impulserne. Fra kredsen 36 opnås jævnspændingsimpulser i takt med afspørgeimpulserne fra afspørgestationen. Disse jævnspændings impulser benyttes som taktimpulser i svarstationen og føres til en OG-kreds 37, hvis udgang er forbundet til skifteregisteret 26's taktimpulsindgang 28. Jævnspændingsimpulserne for kredsen 36 føres også til et ensrettertrin 38, der udglatter impulserne til en kontinuerlig jævnspænding. Den ved trinnet 38's udgang 39 optrædende, kontinuerlige spænding V+, som amplitudebegrænses ved hjælp af en zenerdiode 40, føres til alle komponenter i svarenheden, som kræver forsyningsspænding. Spændingen fra ensrettertrinnet 38 føres endvidere til en tærskelværdikreds 41, hvis udgangsspænding føres til en anden indgang for portkredsen 37. Ved et niveau af spændingen fra ensrettertrinnet 38, som ligger lavere end tærskelværdien i kredsen 41, vil denne kreds afgive spændingen 0 til portkredsen 37, hvorved denne holdes lukket. Overskrider spændingen fra trinnet 38 tærskelværdien, vil spændingen passere gennem tærskelværdikredsen 41 til portkredsen 37 og herved åbne denne. Taktimpulserne fra detektorkredsen 36 vil herved passere gennem portkredsen 37 og bevirke fremkobling af indholdet i registeret 26.

De impulser, der successivt afgives fra sidste trin i skifteregisteret 26, føres til en som impulsformer virkende OG-kreds 42 i koblerkredsen 25. Ved en anden indgang af denne portkreds 42 tilføres taktimpulser fra portkredsen 37. Endelig føres impulserne fra portkredsen 42 til styreindgangen 9 i enheden 8 til modulation af de tilbagesendte Impulser i overensstemmelse med den fra koblerkredsen 25 opnåede information.

De ovenfor beskrevne dele af svaranlægget fungerer på følgende måde.

Inden der overføres information, udsendes der kontinuerligt et pulserende afspørgesignal fra afspørgestationen. Når en svarstation 6 141426 nærmer sig afspørgestationen og kommer inden for rækkevidde af det pulserende afspørgesignal, frembringes der i svarstationens taktim-pulsgenerator 35 taktimpulser, og en jævnspænding begynder at blive opbygget i ensrettertrinnet 38. Taktimpulserne spærres imidlertid af portkredsen 37, og der sker ingen fremkobling af skifteregisteret 26. Spændingen ved enheden 8's styreindgang er konstant, således at der optræder en modulation af de tilbagesendte impulser svarende til det binære ciffer 0. I denne situation vil det tilbagesendte impulssvar således svare til en række nuller.

Når afspørgestationen og svarstationen yderligere har nærmet sig hinanden, vil spændingen ved ensrettertrinnet 38's udgang være så høj, at tærskelværdien i tærskelværdikredsen 41 overskrides. Taktimpulserne vil herved blive ført til skifteregisteret 26. Efter en række skift registreres der kun 1-cifre i registeret 26, og disse 1-cifre føres til enheden 8's styreindgang 9. Efter i et første tidsrum kun at have tilbagesendt impulser med et af O-cifre bestående informationsindhold begynder svarenheden således at tilbagesende impulser med et af 1-cifre bestående informationsindhold. Herved tilkendegives det over for afspørgestationen, at en svarstation er kommet inden for afspørgesignalets rækkevidde, og at transmissionen er så effektiv, at en informationsoverføring kan begynde.

Svarimpulserne modtages af antennen 6 og føres til et filter 43, som er afstemt til frekvensen 2f . Fra dette filter 43 føres o impulserne til en detektor 44, der fastlægger, om informationsindholdet i indkommende impulser består af 0- eller 1-cifre. Impulser, der repræsenterer binære 1-cifre, føres til en separat udgang 45, og impulser, der repræsenterer binære O-cifre, føres til en anden udgang 46. Til vurdering af informationsindholdet føres impulserne fra detektoren 44 til en logisk enhed 47.

Impulserne fra detektoren 44 føres også gennem en ELLER-kreds 48 til en dekoder 51 indeholdende et skifteregister 49 og en dekodekreds 50. Skifteregisteret 49 fremkobles i takt med de indkomne impulser og vil således have et indhold, som til ethvert tidspunkt svarer til informationsindholdet i et antal umiddelbart forudgående svarimpulser. Dekodekredsen 50 er i dette tilfælde følsom over for den tilstand i registeret 49, at et forudbestemt antal trin, f.eks. otte trin, har et informationsindhold svarende til det binære ciffer 1. Når denne tilstand optræder, vil dekoderen 51 afgive et styresignal til impulsgeneratorens multivibrator 4. Når multivibra- 7 UU26 toren 4 modtager et styresignal fra dekoderen 51, vil den frembringe en ændring i det impulsmønster, den udsender, hvilken ændring er en startkommando for svarstationen og vil blive betegnet som startsignal. Ændringen i impulsmønsteret antages at bestå i, at de udsendte impulser ved modtagelse af et styresignal fra dekoderen 51 udvides og omfatter to normale impulsperioder plus den mellemliggende impulspause. Som en anden mulighed kan startsignalet bestå i, at en impuls i den normale impulsstrøm undertrykkes.

Denne startsignalet repræsenterende ændring i det udsendte impulsmønster vil også give sig til kende i det af detektorkredsen 36 i svarstationens taktimpulsgenerator 35 frembragte taktimpulssignal og vil blive detekteret af startsignaldetektoren 34. Denne detektor 34 kan være udformet som en reaktiverbar monostabil multivibrator med en så lang arbejdsperiode, at den kontinuerligt indstilles af den normale taktimpulsstrøm i afspørgesignalet. Ved ankomsten af den ovennævnte, startsignalet repræsenterende, udvidede impuls vil multivibra-toren imidlertid vende tilbage til udgangstilstanden tilnærmelsesvis efter halvdelen af den forlængede impulsperiode og blive trigget igen ved startsignalimpulsens bagflanke. Ved trigningen og indstillingen af den monostabile multivibrator frembringes en styreimpuls, der føres til skifteregisteret 26's styreindgang 29. Herved forbindes samtlige indgange 31 i et kort tidsrum til de respektive trin i skifteregisteret, og den af spændingerne på disse indgange repræsenterede information indskrives direkte i registeret 26. Umiddelbart herefter begynder informationen at blive koblet ud af skifteregisteret ved hjælp af taktimpulserne ved skifteindgangen 28.

For at opnå en kontinuerlig drift fyldes trinnene i skifteregisteret 26, når informationen fra informationskilden 30 kobles ud af skifteregisteret, med information fra kodegeneratoren 33. Det foran beskrevne funktionsforløb gentages herefter, og så fremdeles.

Hver gang et informationssignal detekteres og genkendes af den logiske enhed 47, oplagres denne information. Efter modtagelse af et antal sådanne informationssignaler træffer den logiske enhed en majoritetsbeslutning og sender over en udgang 52 informationsindholdet til en ikke vist indretning, der træder i funktion i overensstemmelse med den modtagne information.

For at muliggøre opdagelse af synkroniseringsfejl i svarstationen inden for selve registeret 26, f.eks. forårsaget af manglende taktimpulser i et eller flere trin, kan der i budskabet indføres 141426 8 kontrolbit. Eksempelvis kan foreslås følgende mønster af kontrolbit.

Det antages, at et budskab består af 24 bit, og at registeret 26 således indeholder 24 trin for den til overføring bestemte information. Ifølge forslaget kan der efter det ottende trin indføjes to ekstra trin, hvori der indskrives kontrolbit. Efter det sekstende trin i den informationsindeholdende del af registeret kan der indføjes to yderligere ekstra trin for kontrolbit, osv. De nævnte kontrolbit indskrives i registeret 26 samtidigt med den til overføring bestemte information. Kontrolbitindholdet kan ændres fra tid til anden og kan ydermere være forskelligt i de forskellige kontrolbitgrupper. Eksempelvis kan kontrolbitindholdet i de to første ekstra trin bestå i to O-cifre, medens kontrolbitindholdet i det næste par ekstra trin kan bestå af to 1-cifre. Ved næste udsendelse af budskabet kan kontrolbitindholdene være ombyttet, således at det første par ekstra trin indeholder to 1-cifre og det andet par ekstra trin to O-cifre. Som følge heraf kan der ikke opstå synkroniseringsfejl i form af f.eks. en af manglende taktimpuls forårsaget, cyklisk gentaget fejl, som ikke opdages i afspørgestationen.

Hvis skifteregisteret 26 er opdelt i et antal underregistre, kan de nævnte kontrolbit passende indskrives i ekstra trin, som anbringes mellem underregistrene. I dette tilfælde har kontrolbittene navnlig til formål at muliggøre opdagelse af fejl i den indbyrdes synkronisering mellem underregistrene som følge af en manglende taktimpuls i et af registrene. Antallet af kontrolbit kan være vilkårligt, og den af kontrolbittene dannede tegnkombination kan ligeledes være vilkårlig. For at opnå en god funktion er det imidlertid væsentligt, at indholdet i kontrolbitgrupperne ændres fra tid til anden.

I dette tilfælde må den logiske enhed 47 i afspørgestationen på kendt måde være indrettet til detektering af fejlagtige svarsignaler.

Claims (3)

9 141426

1. Transponderanlæg til overføring af signaleringsinformation mellem skinnebundne køretøjer og en station langs en jernbanelinie, indeholdende en afspørgestation og en passiv svarstation, hvoraf afspørgestationen er udstyret med en impulsgenerator (1) til kontinuerlig udsendelse af et pulserende afspørgesignal med en given bærefrekvens, og svarstationen er udstyret med et frekvenstransponeringsorgan (10, 11) til transponering af modtagne impulser med den givne bærefrekvens til impulser med en bærefrekvens, som er en harmonisk af denne frekvens samt en til transponeringsorganet koblet modulator (20, 22) til modulation af de frekvenstransponerede impulser i overensstemmelse med information fra en til modula-toren koblet informationskilde (30), hvorhos afspørgestationen indeholder en detektor (44) til detektering af modtagne frekvenstransponerede impulser, kendetegnet ved, at informationskilden (30) er koblet til modulatoren (20, 22) over en koblerkreds (25), over hvilken der endvidere til modulatoren (20, 22) er koblet en i svarstationen indeholdt kodegenerator (33) til styring af modulatoren (20, 22) til udsendelse af en kontinuerlig sekvens af ensartet modulerede svarimpulser som svar på modtagne afspørgeimpulser, hvorhos afspørgestationen indeholder en til detektoren (44) forbundet dekoder (51) til identifikation af en ubrudt sekvens af et forudbestemt antal af nævnte ensartet modulerede svarimpulser, hvilken dekoder (51) er koblet til impulsgeneratoren (1) til indføjning af et specifikt startsignal i afspørgesignalet efter detektering af det forudbestemte antal ensartet modulerede svarimpulser, medens svarstationen indeholder en til koblerkredsen (25) koblet signaldetektor (34) til detektering af, om det nævnte startsignal forekommer i det modtagne signal, og ved detektering heraf at omkoble koblerorganet (25) til styring af modulatoren (20, 22) i overensstemmelse med den fra informationskilden afgivne information.

2. Transponderanlæg som angivet i krav 1, kendetegnet ved, at koblerkredsen (25) er indrettet til umiddelbart efter udsendelse af et informationssignal igen at koble kodegeneratoren (33) til modulatoren (20,22) til udsendelse af den kontinuerlige sekvens af ensartet modulerede svarimpulser.

3. Transponderanlæg som angivet i krav 1, kendetegne t ved, at koblerkredsen (25) indeholder et skifteregister (26)