ES2947948T3 - Red de comunicaciones ad-hoc - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una red de comunicación ad hoc que comprende al menos un dispositivo radioeléctrico (8) conectado al vehículo (2), una pluralidad de dispositivos radioeléctricos (4a...c) instalados en una vía (1) de el vehículo (2), y una unidad de seguimiento y control (3), que está conectada a al menos un dispositivo de radio de vía (4a...c) para comunicación. Los dispositivos de radio en tierra (4a…c) se comunican, sin conexión lógica, con otros dispositivos de radio en tierra (4a…c) ubicados dentro del alcance de la radio y con el dispositivo de radio en tierra (8) y reenvían los datos recibidos a otros dispositivos de radio en tierra (4a…c) ubicados dentro del alcance de la radio. Al menos otros dos dispositivos de radio de vía (4a…c) están ubicados en cada dirección a lo largo de la vía (1) dentro del alcance de radio de cada dispositivo de radio de vía (4a…c). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Red de comunicaciones ad-hoc

La presente invención hace referencia a un sistema para garantizar una comunicación continua en una red ad-hoc, en particular entre trenes y una infraestructura del lado de la vía.

Los sistemas modernos de control de trenes se basan en una comunicación continua entre los trenes y una infraestructura del lado de la vía. Dichos sistemas utilizan la comunicación inalámbrica para realizar una conexión de comunicaciones continua entre los trenes y la vía. La realización de la comunicación inalámbrica se basa aquí habitualmente en el estándar de red IEEE 802.11 (LAN inalámbrica). En los sistemas de esa clase, a lo largo de la vía ferroviaria están dispuestos puntos de acceso. Dichos puntos de acceso, con una red troncal de la red cableada, del lado de la vía, están conectados a una unidad de monitorización y de control, donde al menos un cable de red redundante está dispuesto a lo largo de la vía requerida, para posibilitar la comunicación con los participantes de la comunicación relevantes del lado de la vía, por ejemplo con un ordenador de control de trenes del lado de la vía. En una red de infraestructura de esa clase, entre los puntos de acceso (en inglés "access points"), que también se denominan estaciones base y que están diseñados como dispositivos de radio a lo largo de la vía, se diferencian "estaciones" (en inglés "stations"), que son dispositivos de radio en el tren.

Las estaciones, los dispositivos de radio en el tren, durante la marcha se mueven a lo largo de la vía, de punto de acceso a punto de acceso. De este modo, respectivamente se establece al menos una conexión lógica, así como un enlace lógico, entre el tren y un punto de acceso correspondiente del lado de la vía. Varias estaciones pueden estar conectadas de forma lógica a un punto de acceso, pero una estación siempre puede estar conectada sólo a precisamente un punto de acceso a lo largo de la vía. Los puntos de acceso en general no conforman conexiones lógicas hacia otros puntos de acceso. En general, las estaciones tampoco conforman conexiones hacia otras estaciones. Una conexión lógica significa aquí que por ejemplo un dispositivo de comunicaciones o de radio, conectado al tren, para el envío o la recepción de datos, está vinculado de forma fija a un punto de acceso del lado de la vía, o los mismos están asociados entre sí. Esto significa que posiblemente otros puntos de acceso de la red, distintos a los dos participantes de la conexión, igualmente puedan recibir un paquete de datos enviado, es decir, que en cierta medida exista una conexión física. Esos paquetes de datos recibidos, sin embargo, son rechazados por los puntos de acceso no asociados, así como no son procesados posteriormente. Sólo el punto de acceso conectado de forma lógica procesa los datos enviados.

Durante la marcha, una conexión lógica de esa clase, con los siguientes puntos de acceso a lo largo de la vía, siempre debe establecerse nuevamente. Un cambio de la conexión lógica o de la asociación de un punto de acceso al siguiente, se denomina como "roaming" (itinerancia). Esos procedimientos de traspaso/roaming son muy difíciles de realizar a altas velocidades, por ejemplo debido a handshake- periodos de latencia. Adicionalmente existe otro problema en la disposición antes descrita: La decisión de roaming se basa sólo en la intensidad de la señal de un punto de acceso, y no en si mediante ese punto de acceso es posible una comunicación exitosa. Con ello, es posible que se establezca una conexión hacia un punto de acceso defectuoso. La consecuencia sería una pérdida de la comunicación. Una comunicación en las redes de infraestructura del estado de la técnica sólo es posible con una conexión lógica existente de esa clase. Por ese motivo, este principio es propenso a errores, consume tiempo y no es flexible.

Por el documento WO 2005/020602 A2 se conoce un sistema para el roaming en áreas de acceso de redes de datos y/o de comunicaciones para la utilización en el caso de clientes que se mueven a alta velocidad, en donde a lo largo del trayecto de movimiento de los clientes están dispuestos puntos de acceso para proporcionar un acceso inalámbrico a redes de datos y/o de comunicaciones, por ejemplo a la Internet, donde al menos un punto de acceso, mediante una conexión de comunicaciones, está conectado directamente a la red de datos y/o de comunicaciones, y puntos de acceso sin una conexión directa hacia la red de datos y/o de comunicaciones, mediante conexiones de comunicaciones, están conectados a puntos de acceso con una conexión directa a la red de datos y/o de comunicaciones.

Por otra parte, son conocidas las redes de comunicaciones ad-hoc compuestas por una pluralidad de dispositivos de comunicaciones, llamados nodos. En una red de comunicaciones ad-hoc no se diferencia entre estaciones en el tren y puntos de acceso en la vía. Un nodo puede ser tanto un dispositivo de radio asociado al tren, como también un dispositivo de radio del lado de la vía. En una red de comunicaciones ad-hoc se prescinde de una conexión lógica de dos nodos. Cada nodo puede recibir datos desde otro nodo.

Por el documento US 2008/0095134 A1 se conoce una red ad-hoc inalámbrica con una unidad de red de carreteras y un grupo de pares local. El grupo de pares local se forma en base a varios vehículos en movimiento. El grupo de pares local contiene un nodo superior del grupo para la gestión del grupo de pares local. El nodo superior del grupo se selecciona de uno de los vehículos en marcha. El grupo de pares local, además, contiene nodos de grupos que están determinados por el resto de los vehículos en movimiento en un área dada. Cada uno de los vehículos en movimiento, ya sea nodos superiores de grupos o nodos de grupos, se comunica con otros utilizando rutas de enrutamiento que fueron creadas en base a un primer paquete de control que es enviado por el nodo superior de grupos, y a un segundo paquete de control que es enviado desde cada uno de los nodos de grupos. Cada vehículo en movimiento se comunica con la unidad de red de carreteras mediante rutas de enrutamiento que fueron creadas en base a una baliza enviada y a una señal de respuesta, desde cada uno de los vehículos en movimiento. La unidad de red de carreteras también puede formar parte del grupo de pares local y puede actuar como nodo de grupos o como nodo superior de grupos.

Además, por el documento US 2004/0230345 A1 se conoce un procedimiento para la comunicación entre elementos, en una red flotante de datos del vehículo, de forma jerárquica. En este caso, los vehículos participantes se comunican con otros vehículos participantes en un modo ad-hoc.

Sin embargo, en las redes de comunicaciones ad-hoc existe otro problema, el así llamado "problema del nodo oculto "("Hidden- Node-Problem"). En el caso del problema del nodo oculto se perjudica la detección mutua de una colisión de dos participantes de la comunicación en el alcance de radio con un tercer participante de la comunicación en común. El problema resulta del hecho de que el transporte de datos, en una red radioeléctrica, habitualmente debe controlarse mediante un procedimiento para evitar colisiones. Un procedimiento para evitar colisiones, del estado de la técnica, es el procedimiento CSMA/CA (acceso múltiple por detección de portadora y prevención de colisiones). El problema reside en el hecho de que dos nodos de la red que trabajan en el mismo canal de radio no pueden efectuar una emisión de radio al mismo tiempo, sin que se pierda la información de las emisiones debido a la superposición de las señales de radio. Esto se denomina una colisión. Para evitar que dos o más nodos envíen al mismo tiempo, los mismos, en el estado de la técnica, antes de una emisión intencional, controlan si ya envía otro nodo. Si es ése el caso, se espera un intervalo de tiempo aleatorio y se efectúa un nuevo control. Ese proceso se repite hasta que el nodo detecta que en un instante no tiene lugar una emisión de otro nodo. Sólo después de esto, el nodo comienza con su emisión. En el caso de un problema de nodo oculto, al menos tres nodos A, B y C participan en el mismo canal de radio, donde A y B, así como B y C, pueden recibir de forma mutua respectivamente con una intensidad similar, pero A y C no pueden recibir entre sí. En ese caso, A no puede determinar si C efectúa una emisión, y de forma inversa. Si A comienza ahora una emisión hacia B, mientras que C igualmente efectúa una emisión hacia B, se produce una colisión. En el área de B se superponen las dos señales y se pierde la información de ambas emisiones. Puesto que A y C, sin embargo, no pueden recibir, los dos nodos no tienen la posibilidad de evitar la colisión. Por tanto, en este caso el procedimiento CSMA/CA no es efectivo.

En este punto cabe señalar que el problema del nodo oculto en principio también puede presentarse en una red de infraestructura con una red troncal de la red cableada, como se describe en la introducción. En una red de esa clase, sin embargo, el problema ante todo se evita debido a que los alcances de radio del mismo canal, de los puntos de acceso del lado de la vía, no se superponen.

El objeto consiste en garantizar una conexión de comunicaciones continua entre los trenes y la infraestructura del lado de la vía, excluyendo las desventajas antes mencionadas.

Partiendo de una red de comunicaciones ad-hoc con las características del preámbulo de la reivindicación 1 (solicitud WO 2005/020602 A2), la invención soluciona el objeto mediante las características en la parte significativa de la reivindicación 1, a saber

- que tanto el dispositivo de radio del lado del vehículo, como también los dispositivos de radio del lado de la vía, están configurados para comunicar en al menos tres canales, distintos unos de otros, compuestos por un primer canal de radio, un segundo canal de radio y un tercer canal de radio,

- que los dispositivos de radio del lado de la vía respectivamente presentan dos unidades de emisión y de recepción y una unidad de recepción, donde la unidad de recepción está diseñada para la recepción de datos unidireccional desde los dispositivos de radio del lado de la vía, respectivamente directamente contiguos, en un primero de los canales, una de las dos unidades de emisión y recepción está diseñada para la comunicación bidireccional con el dispositivo de radio del lado de la vía, subsiguiente en una primera dirección a lo largo de la vía de circulación, en un segundo canal, y la otra de las dos segundas unidades de emisión y de recepción está diseñada para la comunicación bidireccional con el dispositivo de radio del lado de la vía, subsiguiente en una segunda dirección, a lo largo de la vía de circulación, en un tercero de los canales.

- y que la utilización de los tres canales de radio distintos, por dispositivo de radio del lado de la vía, a lo largo de la vía de circulación, tiene lugar en un orden alternado, que se repite.

Una red de comunicaciones ad-hoc que se toma de base para la invención se compone de un número de nodos o dispositivos de radio vinculados a modo de una malla, que pueden comunicarse entre sí.

Los nodos de la red de comunicaciones ad- hoc según la invención se forman mediante los dispositivos de radio del lado del vehículo y del lado de la vía.

En una red "de malla" o "red mallada" cada dispositivo de radio de la red no está conectado de forma permanente a todos los otros dispositivos de radio de la red, pero cada dispositivo de radio de la red está conectado a por lo menos otro dispositivo de radio de la red. Se transmiten mensajes desde un nodo inicial o un nodo terminal. Si el nodo terminal se encuentra por fuera del alcance del nodo inicial, los nodos situados en medio se utilizan para reenviar el mensaje. En las redes de comunicaciones ad-hoc que conectan dos o más objetos como nodos, formando una red móvil de malla, la red se adapta de forma estable cuando los nodos se mueven, se juntan o fallan. Una ventaja de la invención reside en el hecho de que en las redes de comunicaciones ad-hoc no se requieren conexiones lógicas y, con ello, tampoco un roaming. En una red de comunicaciones ad-hoc, todos los nodos pueden recibir datos desde otros nodos. No existe una asociación concreta. Los nodos, en una red de comunicaciones adhoc, se adaptan a condiciones modificadas, en donde éstos determinan qué nodos, en el instante real, pueden ser alcanzados mediante una emisión de radio, y en función de ello toman decisiones para el reenvío de datos.

Además, en las redes de esa clase no se diferencia entre trenes y dispositivos de radio a lo largo de la vía de circulación. Los datos se envían a todos los nodos en el alcance de radio. Esos nodos transmiten entonces los datos a uno o a otros varios nodos que se sitúan en el alcance de radio del nodo inicial. Esa etapa de reenvío o etapa de distribución de datos se repite hasta que los datos hayan alcanzado su lugar de destino definitivo. En lugar de los puntos de acceso del lado de la vía se utilizan los así llamados dispositivos de radio del lado de la vía, a lo largo de la vía. En los dispositivos de radio del lado de la vía ya no se necesita una conexión mediante cables, como entre los puntos de acceso en los sistemas anteriores.

En la red de comunicaciones ad-hoc según la invención se prescinde de una unidad de monitorización y de control (red troncal) conectada mediante cables. La propia unidad de monitorización y de control dispone de un dispositivo de radio y es un nodo de la red de comunicaciones ad-hoc. Los alcances de radio de los nodos de la red de comunicaciones ad-hoc se superponen, en particular de los dispositivos de radio del lado de la vía. El problema del nodo oculto, por tanto, no es una consecuencia del cambio de una red de infraestructura a una red de comunicaciones ad-hoc, sino más bien es consecuencia de la falta de la red troncal cableada de la red, en un caso de esa clase.

En una forma de ejecución preferente, la vía se trata de una vía ferroviaria. El vehículo preferentemente es un tren. Según la invención, se mejora la comunicación de un tren con los dispositivos de radio a lo largo de una vía ferroviaria. En ese caso, el dispositivo de radio del lado del vehículo puede estar integrado en un ordenador de control del tren, en el tren. La unidad de monitorización y de control puede ser un aparato de vía que gestiona información del tren o para el tren, a lo largo de su vía de circulación.

Cabe señalar que los dispositivos de radio del lado del vehículo y del lado de la vía son funcionalmente comparables entre sí y respectivamente pueden reenviar datos del mismo modo.

Debe mencionarse que varios dispositivos de radio del lado de la vía pueden conectarse a la unidad de monitorización y de control, lo cual ofrece una redundancia adicional.

La utilización de redes de comunicaciones ad-hoc para la comunicación del tren- vía (comunicación train-towayside) y el reenvío en varias etapas de datos mediante radio conducen a importantes mejoras en comparación con los sistemas anteriores.

Ya no se requiere un cable de transmisión para la conexión de los dispositivos de radio del lado de la vía, es decir que pueden ahorrarse los cables de fibra de vidrio requeridos hasta el momento, para la conexión de los puntos de acceso a lo largo de la vía. Además, ya no existe una limitación de la velocidad debido a roaming- periodos de latencia. Asimismo, el reenvío mediante dispositivos de radio del lado del tren soluciona el problema de la conexión cuando un vehículo, por ejemplo un tren, bloquea la señal de un dispositivo de radio del lado de la vía, en particular durante la marcha, en cuanto al aspecto electrónico, con periodos subsiguientes del tren reducidos, en un túnel (moving block driving).

La red de comunicaciones ad-hoc con su comunicación de un punto a varios puntos, de este modo, aumenta considerablemente la fiabilidad del sistema.

Las propiedades, características y ventajas de esta invención, descritas anteriormente, así como el modo de alcanzar las mismas, se aclaran y se vuelven más compresibles con relación a la siguiente descripción y a los dibujos. Muestran:

Figura 1 la topología de red para un sistema de control de trenes, como estado de la técnica.

Figura 2 una red de comunicaciones ad-hoc en un primer ejemplo de ejecución, no indicado en las reivindicaciones,

Figura 3 una red de comunicaciones ad-hoc en un segundo ejemplo de ejecución, no indicado en las reivindicaciones, y

Figura 4 una red de comunicaciones ad-hoc según la invención, en un tercer ejemplo de ejecución.

En la figura 1 se muestra la topología de red para una red de comunicaciones del estado de la técnica, con la inclusión de un vehículo 2, aquí de un tren. En este sistema, puntos de acceso S1 están dispuestos a lo largo de una vía de circulación 1 del vehículo 2, que están conectados a una red troncal cableada de la red S2, del lado de la vía, para posibilitar la comunicación con los participantes relevantes de la comunicación, del lado de la vía, por ejemplo con un ordenador de control del tren, como unidad de monitorización y de control 3. Cada vez debe restablecerse una conexión de la comunicación entre el vehículo 2 en movimiento y un punto de acceso de la vía S1. Para ello se necesitan procedimientos de traspaso/roaming que son muy difíciles de realizar a altas velocidades del vehículo 2, por ejemplo debido a handshake-periodos de latencia. Un sistema de esa clase es muy propenso a errores, y la comunicación consume mucho tiempo, ante todo porque ésta siempre sólo es posible mediante una conexión lógica S3. También pueden estar presentes varias conexiones S3 entre el vehículo 2 y la infraestructura de lado del vehículo, por razones de redundancia.

En la figura 2 se muestra un sistema para garantizar una conexión de comunicaciones continua en una red de comunicaciones ad-hoc inalámbrica, no indicada en las reivindicaciones, entre vehículos 2 que se desplazan a lo largo de una vía 1 y una infraestructura 6 del lado de la vía, en una primera forma de ejecución. La vía 1, a modo de ejemplo, pero no de forma limitativa, una vía ferroviaria, está configurada para el desplazamiento del vehículo 2, por ejemplo un tren, y el vehículo 2 representado está configurado para desplazarse a lo largo de la vía 1. Una pluralidad de dispositivos de radio 4a...c, 8 están dispuestos a lo largo de la vía 1 y en el vehículo 2. Al menos una unidad de monitorización y de control 3, para el control basado en las comunicaciones y la protección de la comunicación con el vehículo 2 o desde el mismo, está conectada a por lo menos un dispositivo de radio 4a...c del lado de la vía, de la infraestructura 6 del lado de la vía.

En el ejemplo de ejecución mostrado, el dispositivo de radio 4a...c del lado de la vía se compone de tres dispositivos de radio 4a, 4b, 4c del lado de la vía. De este modo, por ejemplo, cada dispositivo de radio 4a, 4b, 4c del lado de la vía puede comunicarse de forma inalámbrica con todos los otros dispositivos de radio 4a, 4b, 4c del lado de la vía, dentro de su respectivo alcance de radio 7a...c. Debido a esto, por ejemplo, el dispositivo de radio 4b del lado de la vía puede transmitir los datos recibidos por el dispositivo de radio 4a del lado de la vía al dispositivo de radio 4c del lado de la vía que no se encuentra en el alcance de radio 7a del primer dispositivo de radio 4a del lado de la vía. Cada dispositivo de radio 4a...c del lado de la vía, en el alcance de radio 7a...c de otro dispositivo de radio 4a...c del lado de la vía se encuentra en el alcance de radio de ese otro dispositivo de radio 4a...c del lado de la vía.

En la figura 3 se muestra un sistema para garantizar una conexión de comunicaciones continua en una red de comunicaciones ad-hoc inalámbrica, no indicada en las reivindicaciones, entre vehículos 2 que se desplazan a lo largo de una vía 1 y una infraestructura 6 del lado de la vía, en una segunda forma de ejecución, donde al menos una unidad de monitorización y de control 3 es un ordenador de control de trenes o un ordenador corriente en el comercio, que garantiza la conexión de comunicaciones continua en base a un algoritmo de transmisión. La red de comunicaciones ad-hoc se compone aquí del dispositivo de radio 8 del lado del vehículo, aquí por ejemplo de dos dispositivos de radio 8 del lado del vehículo, y de los dispositivos de radio 34a...c del lado de la vía, que se componen de tres dispositivos de radio 34a, 34b y 34c del lado de la vía. La unidad de monitorización y de control 3, conectada mediante cables, pero preferentemente sin cables, puede representar igualmente un nodo de la red de comunicaciones ad-hoc.

Los dispositivos de radio 34a...c del lado de la vía, en esta forma de ejecución, para la emisión y la recepción de datos presentan respectivamente una antena, así como una unidad de emisión y de recepción 10, orientada por separado. La comunicación y la transmisión de datos, para cualquier dirección a lo largo de la vía 1, tiene lugar mediante un canal 511, así como 512, separado. En el ejemplo de ejecución mostrado, el primer canal 511 envía desde el segundo dispositivo de radio 34b del lado de la vía, hacia el primer dispositivo de radio 34a del lado de la vía. El tercer dispositivo de radio 34c del lado de la vía envía en ese primer canal 511, hacia el segundo dispositivo de radio 34b del lado de la vía. Por tanto, el primer canal 511, en la figura 3, envía desde la derecha hacia la izquierda, a lo largo de la vía de circulación 1. Del modo mostrado, en la figura 3, el segundo canal 512 se utiliza en correspondencia con el envío de datos, de izquierda a derecha, a lo largo de la vía de circulación 1, por tanto, para el envío desde el primer dispositivo de radio 34a del lado de la vía hacia el segundo dispositivo de radio 34b del lado de la vía, y desde el segundo dispositivo de radio 34b del lado de la vía hacia el tercer dispositivo de radio 34c del lado de la vía, y así sucesivamente.

Además, los dispositivos de radio 34a...c del lado de la vía, aquí como en la figura 2, están configurados de manera que su alcance de radio (no mostrado aquí), en cualquier dirección a lo largo de la vía 1, llega hasta el segundo dispositivo de radio 34a...c consecutivo. Por tanto, el alcance de radio del primer dispositivo de radio 34a del lado de la vía llega hasta el tercer dispositivo de radio 34c del lado de la vía.

El problema del nodo oculto, en este ejemplo de ejecución de una configuración con dos canales 511, 512 diferentes, se soluciona de manera que una emisión de datos, mediante un canal determinado, de los dos canales de radio 511, 512, siempre tiene lugar solamente en una dirección física. Aquí también puede producirse una superposición de señales de radio cuando desde tres dispositivos de radio 34a...c del lado de la vía, consecutivos, compuestos por un primer dispositivo de radio 34a del lado de la vía, un segundo dispositivo de radio 34b del lado de la vía y un tercer dispositivo de radio 34c del lado de la vía, envían al mismo tiempo el primer dispositivo de radio 34a del lado de la vía y el segundo dispositivo de radio 34b del lado de la vía, en dirección del tercer dispositivo de radio 34c del lado de la vía. Sin embargo, la diferencia de las intensidades del campo de las dos señales, en el tercer dispositivo de radio 34c del lado de la vía, debido a la distancia que aumenta, es suficientemente grande, de modo que se mantiene la información de la emisión desde el segundo dispositivo de radio 34b del lado de la vía. La distancia de los dispositivos de radio 34a...c del lado de la vía, y la potencia de emisión, por tanto, puede dimensionarse de manera que puede recibirse una emisión desde el primer dispositivo de radio 34a del lado de la vía, hacia el segundo dispositivo de radio 34b del lado de la vía, contiguo, pero no se influye esencialmente en una emisión desde el segundo dispositivo de radio 34b del lado de la vía, hacia el tercer dispositivo de radio 34c del lado de la vía, contiguo al segundo.

En la figura 4 se muestra un sistema según la invención para garantizar una conexión de comunicaciones continua en una red de comunicaciones ad-hoc inalámbrica, entre un vehículo 2 que se desplaza a lo largo de una vía 1 y una infraestructura 6 del lado de la vía, en una tercera forma de ejecución. Los dispositivos de radio 44a...e del lado de la vía, por ejemplo, se componen de cinco dispositivos de radio 44a, 44b, 44c, 44d y 44e del lado de la vía. Cada dispositivo de radio 44a, 44b, 44c, 44d, 44e del lado de la vía, en este ejemplo de ejecución, presenta dos unidades de emisión y de recepción 10 para una comunicación bidireccional con el respectivamente segundo dispositivo de radio 44a...e consecutivo, así como una unidad de recepción 12 para la recepción de datos desde los dispositivos de radio 44a...e del lado de la vía, directamente contiguos. La comunicación y la transmisión de datos, en este ejemplo de ejecución, tienen lugar mediante tres canales de radio 521, 522, 523 diferentes, en un patrón que se alterna espacialmente.

Un primer dispositivo de radio 44a del lado de la vía está configurado para recibir datos desde sus dos dispositivos de radio 44a...e del lado de la vía directamente contiguos, mediante el tercer canal de radio 523, por medio de su unidad de recepción 12. Un segundo dispositivo de radio 44b del lado de la vía, que está dispuesto de forma directamente contigua en una primera dirección hacia el primer dispositivo de radio 44a del lado de la vía - en la figura 4 el vecino derecho - a lo largo de la vía de circulación 1, está configurado para recibir datos desde sus dos dispositivos de radio 44a, 44c del lado de la vía, directamente contiguos, mediante el segundo canal de radio 522, por medio de su unidad de recepción 12. Un tercer dispositivo de radio 44c del lado de la vía, que está dispuesto de forma directamente contigua en la primera dirección hacia el segundo dispositivo de radio 44b del lado de la vía, - en la figura 4 nuevamente el vecino derecho - a lo largo de la vía de circulación 1, está configurado para recibir datos desde sus dos dispositivos de radio 44b, 44d directamente contiguos, mediante el primer canal 521, por medio de su unidad de recepción 12.

Los datos, por tanto, según la invención, se transmiten de forma unidireccional a lo largo de la vía de circulación 1, en un patrón que se repite, de distintos canales 5 alternados. Expresado de otro modo, a lo largo de la vía de circulación 1, de forma unidireccional desde un dispositivo de radio 44a...e del lado de la vía hacia el dispositivo de radio 44a...e del lado de la vía, directamente contiguo, de forma alternada, se envía en distintos canales de radio, módulo del número de los distintos canales de radio utilizados. El orden de los canales de radio alternados, por tanto, se repite en correspondencia con el número de los canales de radio. El orden de la emisión unidireccional en la figura 4, de izquierda a derecha, es como se muestra: tercer canal 523 (hacia el dispositivo de radio 44a del lado de la vía), segundo canal 522 (hacia 44b), primer canal 521 (hacia 44c), tercer canal 523 (hacia 44d), segundo canal 522 (hacia 44e), y así sucesivamente.

Cada dispositivo de radio 44a...e del lado de la vía, según la invención, está configurado para recibir en un primer canal, de forma unidireccional, para comunicarse en un segundo canal, distinto del primer canal, de forma bidireccional, en una primera dirección a lo largo de la vía de circulación 1, y para comunicarse en un tercer canal, distinto del primer y del segundo canal, de forma bidireccional, hacia una segunda dirección, distinta de la primera, a lo largo de la vía de circulación 1.

En el ejemplo mostrado de la figura 4, el tercer dispositivo de radio 44c del lado de la vía se comunica con sus vecinos 44e derechos subsiguientes, de forma bidireccional, en el tercer canal 523. Además, se comunica con los vecinos izquierdos 44a subsiguientes, de forma bidireccional, en el segundo canal 522, y recibe desde su vecino directo izquierdo y derecho, de forma unidireccional, mediante el primer canal 521.

El segundo dispositivo de radio 44b del lado de la vía se comunica con su vecino derecho 44d subsiguiente, de forma bidireccional, en el primer canal 521, y se comunica con el vecino izquierdo subsiguiente, de forma bidireccional, en el tercer canal 523.

El cuarto dispositivo de radio 44d del lado de la vía se comunica con su vecino derecho subsiguiente, de forma bidireccional, en el segundo canal 522, y se comunica con el vecino izquierdo 44b subsiguiente, de forma bidireccional, en el primer canal 521.

Expresado de otro modo, cada dispositivo de radio 44a...e del lado de la vía recibe datos de sus dispositivos de radio 44a...e del lado de la vía, directamente contiguos, en un primer canal, se comunica de forma bidireccional con sus vecinos subsiguientes en una primera dirección a lo largo de la vía de circulación 1, en un segundo canal diferente, y se comunica con sus vecinos subsiguientes en una segunda dirección, opuesta a la primera dirección, en un tercer canal, distinto del primer y del segundo canal.

En esa configuración de varios canales, tres dispositivos de radio del lado de la vía, contiguos, compuestos por un primer dispositivo de radio 44a del lado de la vía, un segundo dispositivo de radio 44b del lado de la vía y un tercer dispositivo de radio 44c del lado de la vía, utilizan un segundo canal de radio 522, donde el primer dispositivo de radio 44a del lado de la vía y el tercer dispositivo de radio 44c del lado de la vía efectúan emisiones de datos en ese canal, mientras que el segundo dispositivo de radio 44b del lado de la vía recibe exclusivamente en ese canal. Puesto que en esa disposición sólo dos dispositivos de radio 44a...e del lado de la vía efectúan el envío de datos, puede no presentarse el problema del nodo oculto dentro de ese triplete de dispositivos de radio 44a, 44b, 44c del lado de la vía. Los tripletes consecutivos, de dispositivos de radio 44b, 44c, 44d y 44c del lado de la vía trabajan según el mismo esquema, pero utilizan respectivamente otro canal de radio 521, 523, de modo que los mismos, mediante su emisión, no pueden afectar a los dos tripletes anteriores y siguientes, de dispositivos de radio 44a...e del lado de la vía. En los tres canales de radio diferentes, el siguiente triplete 44d, 44e, 44f (no mostrado) utiliza nuevamente el mismo canal de radio que 44a, 44b, 44c. Sin embargo, se evita un fallo debido al alejamiento de los nodos unos con respecto a otros y, con ello, una reducción de la intensidad de la señal. Cuantos más canales de radio distintos puedan utilizarse, tanto mayor será el alejamiento, hasta que un canal de radio se utilice nuevamente. Es posible cualquier número de canales de radio mayor o igual a 3.

Si bien la invención fue ilustrada y descrita en detalle mediante ejemplos de ejecución preferentes, la invención no está limitada por los ejemplos descritos, y el experto puede deducir de éstos otras variaciones, sin abandonar el alcance de protección de las reivindicaciones.

Claims (4)

REIVINDICACIONES

1. Red de comunicaciones ad-hoc, que comprende:

- al menos un dispositivo de radio (8) del lado del vehículo, conectado a un vehículo (2), para la comunicación inalámbrica,

- una pluralidad de dispositivos de radio (4a...c, 34a...c, 44a...e) del lado de la vía, instalados en una vía de circulación (1) del vehículo (2), para la comunicación inalámbrica,

- una unidad de monitorización y de control (3) que está conectada a por lo menos uno de los dispositivos de radio (4a...c, 34a...c, 44a...e) del lado de la vía, para la comunicación, donde

- los dispositivos de radio (4a...c, 34a...c, 44a...e) del lado de la vía están configurados para comunicarse de forma inalámbrica con otros dispositivos de radio (4a...c, 34a...c, 44a...e) del lado de la vía, que se encuentran en alcance de radio, así como con el dispositivo de radio (8) del lado del vehículo, sin una conexión lógica (S3), y para reenviar datos recibidos a otros dispositivos de radio (4a...c, 34a...c, 44a...e) del lado de la vía que se encuentran en alcance de radio, y

- los dispositivos de radio (4a...c, 34a...c, 44a...e) del lado de la vía están dispuestos de manera que al menos otros dos dispositivos de radio (4a...c, 34a...c, 4a...e) del lado de la vía se encuentran en cualquier dirección a lo largo de la vía de circulación (1), en el alcance de radio de cada uno de los dispositivos de radio (4a...c, 34a...c, 44a...e) del lado de la vía, y

- los dispositivos de radio (4a...c, 34a...c, 44a...e) del lado de la vía están diseñados de manera que éstos transmiten datos recibidos a los dispositivos de radio (4a...c, 34a...c, 44a...e) del lado de la vía siguientes y subsiguientes, en una dirección a lo largo de la vía de circulación (1),

caracterizada porque

- tanto el dispositivo de radio (8) del lado del vehículo, como también los dispositivos de radio (44a, 44b, 44c, 44d, 44e) del lado de la vía, están configurados para comunicarse en al menos tres canales (521, 522, 523), distintos unos de otros, compuestos por un primer canal de radio (521), un segundo canal de radio (522) y un tercer canal de radio (523),

- los dispositivos de radio (44a, 44b, 44c, 44d, 44e) del lado de la vía respectivamente presentan dos unidades de emisión y de recepción (10) y una unidad de recepción (12), donde la unidad de recepción (12) está diseñada para la recepción de datos unidireccional desde los dispositivos de radio (44a, 44b, 44c, 44d, 44e) del lado de la vía, respectivamente directamente contiguos, en un primero de los canales (521, 522, 523) , una de las dos unidades de emisión y recepción (10) está diseñada para la comunicación bidireccional con el dispositivo de radio (44a, 44b, 44c, 44d, 44e) del lado de la vía, subsiguiente en una primera dirección a lo largo de la vía de circulación (1), en un segundo canal, distinto del primer canal, y la otra de las dos segundas unidades de emisión y de recepción (10) está diseñada para la comunicación bidireccional con el dispositivo de radio (44a, 44b, 44c, 44d, 44e) del lado de la vía, subsiguiente en una segunda dirección, distinta de la primera dirección, a lo largo de la vía de circulación (1), en un tercer canal, distinto del primer y del segundo canal.

- y porque la utilización de los tres canales de radio (521, 522, 523) distintos, por dispositivo de radio (44a, 44b, 44c, 44d, 44e) del lado de la vía, a lo largo de la vía de circulación (1), tiene lugar en un orden alternado, que se repite.

2. Red de comunicaciones ad-hoc según la reivindicación 1, donde

- en un primer triplete de dispositivos de radio (44a, 44b, 44c) del lado de la vía, contiguos, compuesto por un primer dispositivo de radio (44a) del lado de la vía, por un segundo dispositivo de radio (44b) del lado de la vía y por un tercer dispositivo de radio (44c) del lado de la vía, los tres dispositivos de radio (44a, 44b, 44c) del lado de la vía, contiguos, utilizan juntos el segundo canal de radio (522), donde sólo el primer dispositivo de radio (44a) del lado de la vía y el tercer dispositivo de radio (44c) del lado de la vía del primer triplete, mediante el segundo canal de radio (522), está configurado para el envío de datos, mientras que el segundo dispositivo de radio (44b) de lado de la vía, mediante el segundo canal de radio (522), está configurado exclusivamente para la recepción de datos, y

- en un segundo triplete de dispositivos de radio (44b, 44c, 44d) del lado de la vía, contiguos, que sucede directamente al primer triplete, y que se compone del segundo dispositivo de radio (44b) del lado de la vía, del tercer dispositivo de radio (44c) del lado de la vía y de un cuarto dispositivo de radio (44d) del lado de la vía, donde los tres dispositivo de radio (44b, 44c, 44d) del lado de la vía, contiguos, utilizan juntos el primer canal de radio (521), y donde sólo el segundo dispositivo de radio (44b) del lado de la vía y el cuarto dispositivo de radio (44d) del lado de la vía del segundo triplete, mediante el primer canal de radio (521), está configurado para el envío de datos, mientras que el tercer dispositivo de radio (44c) de lado de la vía, mediante el primer canal de radio (521), está configurado exclusivamente para la recepción de datos, y - en un tercer triplete de dispositivos de radio (44c, 44d, 44e) del lado de la vía, contiguos, que sucede directamente al segundo triplete, y que se compone del tercer dispositivo de radio (44c) del lado de la vía, del cuarto dispositivo de radio (44d) del lado de la vía y de un quinto dispositivo de radio (44e) del lado de la vía, donde los tres dispositivo de radio (44c, 44d, 44e) del lado de la vía, contiguos, utilizan juntos el tercer canal de radio (523), y donde sólo el tercer dispositivo de radio (44c) del lado de la vía y el quinto dispositivo de radio (44e) del lado de la vía del tercer triplete, mediante el tercer canal de radio (523), está configurado para el envío de datos, mientras que el cuarto dispositivo de radio (44d) de lado de la vía, mediante el tercer canal de radio (523), está configurado exclusivamente para la recepción de datos.

3. Red de comunicaciones ad-hoc según una de las reivindicaciones 1 ó 2, donde

- un primer dispositivo de radio (44a) del lado de la vía está configurado para recibir datos desde sus dos dispositivos de radio del lado de la vía directamente contiguos, mediante el tercer canal de radio (523), por medio de su unidad de recepción (12), y

- un segundo dispositivo de radio (44b) del lado de la vía, que está dispuesto de forma directamente contigua en la primera dirección hacia el primer dispositivo de radio (44a) del lado de la vía, a lo largo de la vía de circulación (1), está configurado para recibir datos desde sus dos dispositivos de radio (44a, 44c) del lado de la vía, directamente contiguos, mediante el segundo canal de radio (522), por medio de su unidad de recepción (12), y

- un tercer dispositivo de radio (44c) del lado de la vía, que está dispuesto de forma directamente contigua en la primera dirección hacia el segundo dispositivo de radio (44b) del lado de la vía, a lo largo de la vía de circulación (1), está configurado para recibir datos desde sus dos dispositivos de radio (44b, 44d) directamente contiguos, mediante el primer canal de radio (521), por medio de su unidad de recepción (12).

4. Red de comunicaciones ad-hoc según una de las reivindicaciones precedentes, donde al menos un vehículo (2) es un tren.