FR2836326A1

FR2836326A1 - Systeme de communication par radio de donnees a des objets mobiles sur une ligne de transport

Info

Publication number: FR2836326A1
Application number: FR0201953A
Authority: FR
Inventors: Jean Martin; Jean Francois Huet
Original assignee: CSEE TRANSPORT Ste; CSEE TRANSP SOC
Current assignee: Hitachi Rail STS France SAS
Priority date: 2002-02-15
Filing date: 2002-02-15
Publication date: 2003-08-22
Anticipated expiration: 2022-02-15
Also published as: FR2836326B1

Abstract

Système de communication par radio de données à destination d'objets mobiles se trouvant sur une ligne de transport comprenant une unité centrale (SCR) connaissant à tout instant la position de tous les objets mobiles et en charge de fournir des interrogations à destination de chaque objet mobile et une pluralité de station (UTS) disposées de façon adjacente le long de la ligne de transport et adaptées pour transmettre des données à un certain nombre d'objets mobiles. Chaque station transmet des données à un nombre prédéterminé d'objets mobiles susceptibles d'être atteints par les messages radio transmis par la station, et chaque objet mobile est associé à chaque instant à une macro-cellule formée de trois stations consécutives comprenant la station définie par l'unité centrale comme étant la station la plus proche de l'objet mobile et dont la zone de couverture radio englobe l'objet mobile (station nominale) et les deux stations adjacentes, chacune de ces trois stations transmettant un message radio identique à destination de l'objet mobile.

Description

La présente invention concerne les transmissions de données de façon continue entre des équipements au sol et des objets mobiles sur une ligne de transport, notamment des trains circulant sur une ligne telle qu'une ligne de métro et concerne en particulier un système de transmission de données à des objets mobiles se trouvant sur une même ligne de transport.

Dans les réseaux de transport en commun tels que le réseau des chemins de fer et le réseau de métro, la gestion et le contrôle des trains sont réalisés grâce à trois systèmes d'échange de données opérant simultanément. Un système de communication sol tel qu'un réseau de transmission selon le protocole TCP/IP permet l'échange des informations de l'unité centrale de gestion encore appelée unité de Contrôle Commande des Trains (CCT), un système de communication bord localisé à l'intérieur de chaque train véhicule les informations par voie filaire et un système de communication radio pour échanger des informations entre les équipements sols (CCT, stations) et les équipements à bord de chaque train.

Le système de communication radio entre les équipements au sol et les trains circulant dans un environnement de transports urbains doit répondre à des besoins particuliers tenant à l'environnement comme par exemple le problème de la propagation des ondes radio dans un tunnel (lorsqu'il s'agit du métro), à la vitesse de déplacement des trains, à la diffusion des données sur une zone géographique précise (broadcast) ou à destination d'un train déterminé (unicast), et à la communication continue vis-à-vis des couches protocolaires applicatives véhiculées par les ondes radio.

Les systèmes de communication radio couramment utilisés dans l'environnement métro permettent de transmettre de façon ponctuelle mais n'assurent pas de communication continue. Ces systèmes sont utilisés par exemple, afin de transmettre des informations aux trains à l'approche des gares.

La communication continue entre le sol et les trains a été rendue possible, entre autres, par le développement du système GSM-R, qui est une variante de la technologie GSM adaptée au domaine ferroviaire. Malheureusement, la solution GSM-R présente plusieurs inconvénients. Tout d'abord, alors qu'un émetteur GSM-R couvre en moyenne une quinzaine de km dans un espace ouvert, il n'en est pas de même dans les tunnels et il faut alors prévoir une plus forte densité d'émetteurs et/ou la mise en place de câbles rayonnants. La forte densité d'émetteurs entraîne un coût élevé et la pose de câbles rayonnants, en plus d'être onéreuse, oblige l'arrêt de l'exploitation ferroviaire pendant le temps de pose.

En outre, la solution GSM-R n'est intéressante que pour un réseau de chemin de fer national. Pour une ligne ferroviaire isolée, par exemple d'une centaine de km, l'investissement financier est démesuré par rapport aux besoins. Enfin, la technologie GSM a été initialement conçue pour le transport de la voix et le débit théorique des données par train (de 9600bps) reste très faible pour la communication avec les trains.

Cependant, le système de communication par cellules est préférable au système dans lequel le central de ligne diffuse tous les messages à destination des trains sur l'intégralité de la ligne quels que soient les emplacements géographiques des trains. Dans un tel système, la bande passante disponible pour chaque train est très faible en regard des performances demandées dans la mesure où, plus il y a de trains, moins chaque train dispose de bande passante dédiée.

Au contraire, dans un système de communication par cellules, seuls les trains présents dans une cellule sont adressés par l'émetteur associé à cette cellule. Mais avec la technologie actuelle utilisant des cellules fixes, un train ou, de façon générale, un objet mobile qui change de cellule doit négocier un accès au réseau de communication dans sa

nouvelle cellule, mécanisme connu sous le nom de handover .

La technologie actuelle n'est donc pas utilisable lorsque les objets mobiles ont des vitesses dépassant quelques dizaines de km/h attendu que les émetteurs des objets mobiles sont, dans ce cas, monopolisés par les handovers permanents et ne peuvent plus transmettre de données.

C'est pourquoi un premier but de l'invention est de fournir un système de communication par radio de données à des objets mobiles tels que des trains se trouvant sur une ligne de transport qui permette un échange continu de données entre le sol et les objets mobiles tout en évitant d'avoir à diffuser tous les messages à destination des trains sur l'intégralité de la ligne de transport.

Un deuxième but de l'invention est de fournir un système de communication par radio de données à des objets mobiles tels que des trains se trouvant sur une ligne de transport utilisant un découpage par cellules mobiles respectivement associées aux objets mobiles de façon à supprimer le mécanisme de changement de cellule (handover).

L'objet de l'invention est donc un système de communication par radio de données à destination d'objets mobiles se trouvant sur une ligne de transport à plusieurs voies comprenant une unité centrale connaissant à tout instant la position de tous les objets mobiles sur la ligne de transport et en charge de fournir des données ou des interrogations à destination de chaque objet mobile et une pluralité de station disposées de façon adjacente le long de la ligne de transport et adaptées pour transmettre des données à un certain nombre d'objets mobiles. Chacune des stations comprend des moyens de communication radio pour transmettre des données à un nombre prédéterminé d'objets mobiles susceptibles d'être atteints par les messages radio transmis par la station, et chaque objet mobile est associé à chaque instant à une macro-cellule formée de trois stations

consécutives comprenant la station définie par l'unité centrale comme étant la station la plus proche de l'objet mobile et dont la zone de couverture radio englobe l'objet mobile (station nominale) et au moins les deux stations adjacentes, chacune de ces trois stations transmettant un message radio identique à destination de l'objet mobile.

Les but, objets et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description qui suit en référence aux dessins dans lesquels : la figure 1 est un bloc-diagramme représentant le système de communication radio selon l'invention composé de deux systèmes autonomes, la figure 2 est un diagramme en fonction du temps représentant respectivement les trames transmises par l'unité centrale aux UTS, les trames transmises par les UTS aux UTT et les trames transmises en retour par les UTT, la figure 3 est un diagramme en fonction du temps représentant les trames transmises par des UTS adjacentes au cours de plusieurs TSLOT, les figures 4A et 4B représentent respectivement la composition des trames de données transmises par les UTS et des trames de données transmises en retour par les UTT, les figures 5A, 5B et 5C, sont des représentations schématiques d'une macro-cellule mobile lorsque l'UTT se déplace le long de la ligne de transport, la figure 6 représente schématiquement plusieurs macrocellules se superposant partiellement, la figure 7 représente schématiquement une macro-cellule associée à une UTT et le sens d'activation des UTS qui la composent, les figures 8A, 8B et 8C représentent schématiquement les différentes positions d'une UTT par rapport aux UTS composant la macro-cellule associée, et

la figure 9 est un organigramme représentant les différentes actions de l'unité centrale dans sa gestion des UTT.

ARCHITECTURE DU SYSTEME
Le système de communication par radio selon l'invention illustré sur la figure 1 est associé dans la description qui suit à une ligne de métro. Toutefois, un tel système pourrait être utilisé en association avec toute ligne de transport comportant des stations au sol situées tout le long de la ligne où peut circuler tout type d'objets mobiles qui sont généralement des trains sur une voie ferré mais pourraient être également des autobus sur une route.

Dans le mode de réalisation de la figure 1, il existe deux systèmes autonomes similaires. Dans chaque système autonome, une pluralité de trains tel que le train 10 équipé de deux Unités de Traitement Train (UTT), une par système autonome, circule sur la ligne de transport dans les deux sens. Un Système Central de gestion des communications Radio ou SCR 12 ou 14 centralise les fonctions d'adressage des UTT, et de la formation des messages qui doivent être transmis aux UTT dans le but de leur fournir des données, principalement des données de maintenance ou d'assurer le pilotage automatique du train.

La communication des messages de données entre le SCR et les UTT est assurée au moyen des Unités de Traitement Sol ou UTS 16,18 et 20 pour le premier système autonome, et 22,24 et 26 pour le deuxième système autonome. Dans chaque système autonome, la liaison entre le SCR et les UTS est assurée au moyen d'un système transmission sol ou réseau sol 28 pour le premier système autonome et un réseau sol 30 pour le deuxième système autonome. Le réseau sol est un réseau utilisant le protocole TCP/IP tel qu'un réseau Ethernet ou ATM. De façon générale, un tel réseau doit être dimensionné pour accepter

tout le trafic engendré pour assurer les communications de messages entre le SCR et les UTT de manière non bloquante. Pour cela, le réseau utilise le principe des classes de service afin de garantir que le trafic lié au système de communication par radio ne puisse pas être perturbé par toute autre donnée transmise à travers le réseau.

Les UTS sont situées dans chaque station le long de la ligne. Chaque UTS est couplée à deux modems, un modem pour l'émission et un modem pour la réception travaillant à des fréquences différentes. Tous les UTS d'un système autonome assurent la communication radio dans une direction donnée. Ainsi, les UTS 16,18 et 20 du premier système autonome assurent les communications dans le sens gauche-droite le modem d'émission travaillant à une fréquence F1 alors que le modem de réception travaille à une fréquence F2. De la même façon, les UTS 22,24 et 26 du deuxième système autonome assurent les communications dans le sens droite-gauche, le modem d'émission travaillant à une fréquence F3 alors que le modem de réception travaille à une fréquence F4. Chaque station comprend une UTS du premier système autonome et une UTS du deuxième système autonome. Par exemple, la station 32 représentée en traits pointillés comprend l'UTS 16 et l'UTS 22. Dans le mode de réalisation préférentiel, la puissance des modems équipant les UTS est calculée pour couvrir l'intégralité de la station ainsi que l'espace jusqu'à la station adjacente.

Chaque train est équipé de deux UTT situées aux extrémités du train, une UTT étant chargée d'assurer les communications radio avec les UTS du premier système autonome et une autre UTT étant chargée d'assurer les communications radio avec les UTS du deuxième système autonome. Chaque UTT comporte donc un modem d'émission et un modem de réception travaillant aux mêmes fréquences que les UTS du système autonome associé. Ainsi, dans le sens droite-gauche, le modem

de réception travaille à la même fréquence que les modems d'émission des UTS du premier système autonome, c'est à dire la fréquence Fl, alors que le modem d'émission travaille à la même fréquence que les modems de réception des UTS du premier système autonome, c'est à dire la fréquence F2. Dans le sens gauche-droite, le modem de réception travaille à la même fréquence que les modems d'émission des UTS du deuxième système autonome, c'est à dire la fréquence F3, alors le modem d'émission travaille à la même fréquence que les modems de réception des UTS du deuxième système autonome, c'est à dire la fréquence F4.

LES TRAMES DE DONNEES
Les messages de données transmis par le SCR aux UTS sont des trames de données synchronisées selon une période déterminée TSLOT comme illustré sur la figure 2. Les trames sont transmises à chaque TSLOT selon le protocole TCP/IP à travers le réseau sol selon une vitesse égale à par exemple 100 Mbits/s.

La trame reçue par l'UTS, après un temps de transit dans le réseau sol considéré comme négligeable, est retransmise par radio selon une vitesse égale par exemple à 1 Mbits/s pendant un temps TTRANS comme illustré sur le deuxième diagramme de la figure 2. Du fait de ce rapport élevé (100) dans le mode de réalisation préféré entre les taux de transmission, il est nécessaire de choisir TSLOT pour que le temps de transmission TTRANS d'une trame à partir de l'UTS soit inférieure à TSLOT comme le montre la figure 2.

Lorsqu'une UTT reçoit une trame qui lui est destinée, par exemple à la fréquence Fl, elle répond de façon synchrone à la fréquence F2. Chaque trame transmise par le SCR et retransmise par les UTS contient des données destinées à plusieurs UTT, 10 dans un mode de réalisation préféré. A la fin de la réception de la trame en provenance de l'UTS, chaque UTT destinataire analyse la trame reçue afin de déterminer si elle peut émettre

et quand. Comme illustré par le troisième diagramme de la figure 2, les UTT destinataires transmettent leurs messages de réponse pendant le temps de trame TSLOT qui suit la réception et après un temps de décalage ou offset qui est contenu dans le message reçu comme on le verra par la suite. Ces temps de décalage sont bien sûr différents pour les UTT destinataires d'une même trame de manière à éviter que plusieurs UTT transmettent en même temps.

Le système de communication selon l'invention est conçu de manière à ce que, lorsqu'une UTS émet, les UTS adjacentes restent inactives de façon à éviter le risque de diaphonie qui est fonction de l'espacement réservé entre deux UTS actives.

Pour ce faire, les émissions radio par les UTS sont périodiques sur 4TsLOT tel qu'illustré sur la figure 3. Ainsi, le pourcentage d'occupation de la fréquence d'émission est égal à TTRANs/4TsLOT. Comme on le voit sur la figure 3, les UTS 1 et 5 sont actives simultanément mais sont séparées par une zone muette (UTS 2,3 et 4) ce qui évite tout risque de diaphonie. A noter que la périodicité d'émission par chaque UTS est égale à N. TSLOT où N=4 est un cas particulier.

A titre indicatif mais sans être obligatoire, la trame transmise par l'UTS à destination de 10 UTT peut se présenter de la manière illustrée sur la figure 4. La trame débute par un champ de synchronisation SYNC, et comprend un champ UTS donnant l'adresse de l'UTS émettrice, un champ OFFSET indiquant les temps de décalage à respecter par chaque UTT destinataire après la réception de la trame pour émettre des données en réponse, un champ INVARIANTS qui contient les données destinées à toutes les UTT de la zone de réception, un champ LISTE UTT qui contient l'identification des UTT destinataires et pour chacune d'elles l'emplacement des informations dans la trame et les données destinées spécifiquement à chaque UTT dans des champs UTS 1,

UTS 2... UTS 10 dont la position est donnée dans le champ LISTE UTT.

La trame transmise par chaque UTT en réponse à la trame reçue de l'UTS est illustrée sur la figure 4B. Elle contient d'abord un champ de synchronisation SYNC, un champ UTS contenant l'adresse de l'UTS qui a transmis la trame reçue, un champ UTT qui donne l'adresse de l'UTT qui émet et enfin les données de l'UTT à destination du SCR.

LES MACRO-CELLULES MOBILES
La caractéristique essentielle de l'invention est d'associer chaque UTT à une macro cellule mobile formée à tout instant de l'UTS qui a été déterminée comme étant la plus proche de l'UTT et dont la zone de couverture englobe l'UTT et de une ou plusieurs UTS adjacentes de part et d'autre. Ce concept clé de l'invention repose sur la combinaison entre le principe de la cellule tel qu'on le retrouve dans le GSM afin d'optimiser la bande passante disponible et la caractéristique linéaire de la ligne de transport qui permet de connaître avec certitude la prochaine station (ou UTS) immédiatement atteinte par l'objet mobile se déplaçant le long de la ligne de transport.

Dans le mode de réalisation préféré qui fait l'objet de la description qui suit, la macro-cellule associée à une UTT est composée de l'UTS la plus proche et des deux UTS adjacentes, c'est à dire la zone de couverture dans laquelle une UTT donnée reçoit les informations qui lui sont adressées lorsque la puissance d'émission de chaque UTS s'étend à l'espace séparant deux UTS.

Les figures 5A, 5B et 5C illustrent la façon dont se déplace la macro-cellule au fur et à mesure qu'une UTT 40 avance le long de la ligne de gauche à droite. Sur la figure

5A, l'UTS la plus proche de l'UTT est l'UTS n+1 et la macrocellule 42-1 associée est formée des UTS n+2, n+1 et n. Sur la

figure 5B, l'UTS la plus proche n'est plus l'UTS n+1 mais l'UTS n et la macro-cellule 42-2 associée est formée des UTS n+1, n et n-1. Enfin, sur la figure 5C, l'UTT 40 a encore avancé le long de la ligne et se trouve maintenant à proximité de l'UTS n-1. La macro-cellule associée 42-3 est alors formée des UTS n, n-1 et n-2.

Comme illustré sur la figure 6, les macro-cellules correspondant à différentes UTT peuvent se superposer partiellement ou intégralement du fait que chaque UTS peut s'adresser à une pluralité d'UTT à chaque trame de données, 10 UTT dans le mode de réalisation préféré et qui sont les UTT associées à des macro-cellules englobant l'UTS concernée. Une UTS peut par conséquent appartenir à plusieurs macro-cellules différentes. Ainsi, pour la figure 6 la macro-cellule 44 associée à l'UTT 46 est formée des UTS n+3, n+2, n+ 1, la macro-cellule 48 associée à l'UTT 50 est formée des UTS n+ 1, n, n-1 et la macro-cellule 52 associée à l'UTT 54 est formée des UTS n-1, n-2, n-3. Par conséquent, l'UTS n+1 est commune aux macro-cellules 44 et 48 et l'UTS n-1 est commune aux macro-cellules 48 et 52. A noter qu'une UTS pourrait appartenir à plus de 10 macro-cellules, par exemple 20 macrocellules, si les trames sont entrelacées de telle sorte qu'une UTT ne soit adressée que par une trame sur deux.

Le principe de base qui constitue le lien entre les trois UTS formant une macro-cellule est qu'elles transmettent les mêmes données à l'UTT associée à la macro-cellule. Ainsi en supposant que les UTS 2,3 et 4 illustrées sur la figure 3 forment une macro-cellule pour une UTT déterminée, les trames transmises respectivement par ces UTS aux instants TSLOT, 2TSLOT et 3TsLOT contiennent les mêmes données à destination de l'UTT associée.

Dans chaque système autonome, le sens d'activation des UTS pour transmettre leurs trames est dans le sens contraire au sens de propagation des ondes radio. Ainsi, comme le montre

la figure 7, le sens d'activation des UTS n-I1 n, n+1 va de droite à gauche alors que les UTS transmettent de gauche à droite en utilisant la fréquence FI. L'objectif du système de communication est d'assurer la communication avec l'UTT malgré le déplacement de celle-ci. Si les trois UTS n-1, n, n+1 forment la macro-cellule 48 associée à l'UTT 50, les données à destination de cette dernière sont dupliquées dans la trame transmise par chacune des UTS n-1, n, n+l. En supposant que l'UTS n soit l'UTS nominale pour l'UTT 50 c'est à dire l'UTS considérée comme étant la plus proche de l'UTT et dont la zone de couverture englobe l'UTT 50, l'émission des mêmes données sur les deux UTS adjacentes permet de s'affranchir d'une erreur de localisation ou d'un déplacement de l'UTT en dehors de la zone de couverture de l'UTS nominale.

En reprenant l'exemple de l'UTT 50 associée à la macrocellule composée des UTS n-1, n et n+l, trois cas illustrés sur les figue 8A, 8B, 8C sont à considérer. Dans le cas où l'UTT se trouve seulement dans la zone de couverture de l'UTS

n+1 représenté sur la figure 8A, l'UTT capte la trame de données qui a été transmise par l'UTS n+1 mais ne capte pas la trame de données qui a été transmise auparavant aussi bien par l'UTS n que par l'UTS n-l.

Dans deux des cas où l'UTT se trouve dans la zone de couverture de l'UTS n représenté sur la figure 8B l'UTT capte la trame qui a été émise par l'UTS n, peut potentiellement capter la trame qui va être émise par l'UTS n et ne capte pas la trame qui a été émise auparavant par l'UTS n-1.

Dans le cas où l'UTT se trouve dans la zone de couverture de l'UTS n-1 représenté sur la figure 8C, l'UTT capte d'abord la trame qui est émise par l'UTS n-1 et peut seulement potentiellement capter la trame émise par chacune des deux UTS n et n+1.

Dans les exemples décrits ci-dessus, la macro-cellule associée à l'UTT devra être modifiée. Dans le cas de la figure

8A, LUTS nominale devient l'UTS n+ 1 et par conséquent, la macro-cellule devra être composée des UTS n, n+1, n+2. Dans le cas de la figure 8C, l'UTS nominale devient l'UTS n-1 et par conséquent, la macro-cellule devra être composée des UTS n-2, n-1, n. Dans les trois cas ci-dessus, on s'aperçoit que la

première trame que l'UTT reçoit est la trame transmise par l'UTS nominale de la macro-cellule associée ou la trame transmise par l'UTS adjacente qui devient alors l'UTS nominale de la nouvelle macro-cellule.

Comme décrit précédemment, lorsque l'UTT reçoit une trame valide, c'est à dire dont la somme de contrôle (FCS) a été validée, l'UTT passe en mode émission et inhibe la réception des trames ultérieures pendant une durée égale à 2TsLOT. Si la somme de contrôle de la trame reçue en premier n'est pas validée (trame défectueuse), la trame est détruite et l'UTT reste en mode réception. L'arrêt de la réception pendant 2TSLOT permet de s'affranchir de la double ou triple réception de la même trame. Les avantages de cette méthode sont une simplification des traitements par l'UTT et l'optimisation de l'utilisation de la bande passante.

GESTION DES OBJETS MOBILES
Comme mentionné précédemment, le central SCR de chaque système autonome prépare des trames synchronisées selon une période TSLOT qu'il transmet sur un réseau sol du type TCP/IP vers les stations ou UTS, et celles-ci retransmettent les données à destination des objets mobiles ou UTT par communication radio tel que décrit ci-dessus. Le SCR gère ainsi de façon autonome la localisation des UTT sans gérer leur sens de déplacement. Les données qu'il transmet aux UTT font suite à des messages reçus de façon asynchrone en provenance des différents équipements applicatifs voulant communiquer avec les UTT.

Le processus de gestion des UTT par le système central SCR est décrit en référence à la figure 9. Tout d'abord le SCR prépare un ordre d'émission à destination d'une UTT m (étape 52). A noter que le SCR interroge systématiquement toutes les UTT qui sont déclarées appartenir à la ligne bien que certaines trames transmises vers les UTT ne contiennent que des données sans l'obligation de répondre pour l'UTT. Le SCR est paramétré avec la liste des UTT pouvant circuler sur la ligne de transport, et plus particulièrement les adresses des UTT capables de s'insérer dans le réseau de communication radio.

L'ordre d'émission est inséré par le SCR dans les trames qui sont transmises respectivement aux trois UTS formant la macro-cellule associée à l'UTTm. Il s'agit de l'UTS nominale, c'est à dire de l'UTS la plus proche de l'UTTm et dont la zone de couverture englobe l'UTTTm, et les deux UTS adjacentes. Les trames sont ensuite retransmises par ondes radio ver l'UTTm comme expliqué précédemment (étape 54).

Ensuite, le système SCR attend la réception de la trame de réponse renvoyée par l'UTTm (étape 56). A noter que la trame émise par une UTT interrogée peut être reçue par plusieurs UTS, celles de la macro-cellule associée mais éventuellement des UTS hors de la macro-cellule. Quelle que soit la provenance de la trame reçue, l'UTS la retransmet au SCR. Le SCR gère une liste des trames reçues par UTT et supprime éventuellement des doublons en utilisant une mémoire tampon dont la durée de vie est égale à TSLOT.

Le système SCR gère une table de suivi d'état des UTT. A chaque instant, une UTT peut être soit connectée, c'est à dire qu'elle est associée à une macro-cellule et en particulier à l'UTS nominale, soit non connectée dans le cas où cette UTT correspond par exemple à un train non opérationnel sur la ligne de transport.

Tant qu'il n'y a pas réception d'une trame en réponse à un ordre d'émission, le processus d'attente de réception reboucle au point de départ (étape 52). Après réception de la trame attendue, le SCR vérifie si l'adresse de l'UTS qui a transmis la trame vers l'UTTm est l'UTS nominale de la macrocellule associée à l'UTTm (étape 58). Si c'est le cas, le processus est rebouclé à l'étape de création d'un ordre d'émission pour une autre UTT. Si ce n'est pas le cas, c'est à dire si l'UTS qui transmet la trame contenant l'ordre d'émission (une des UTS adjacentes) n'est pas l'UTS nominale de la macro-cellule associée, cela signifie que l'UTS dont la trame a été captée par l'UTT est devenue l'UTS nominale de la nouvelle macro-cellule. Le SCR procède alors à la modification de sa table en modifiant dans celle-ci la macro-cellule associée à l'UTT (étape 60).

Le SCR interroge toutes les UTT qui sont déclarées, quelles soient connectées ou non connectées. Les UTT non connectées sont interrogées afin de les insérer dans le réseau, mais toutefois avec une fréquence plus faible que les UTT connectées. Les UTT non connectées n'étant pas localisées, elles sont interrogées par toutes les UTS de façon cyclique.

Le système de communication radio qui vient d'être décrit présente de nombreux avantages. Il permet le suivi automatique des objets mobiles sur la ligne de transport, il est transparent vis-à-vis des applications transportées et l'impact de la vitesse et du sens de déplacement des objets mobiles sur le taux d'erreur des informations transmises est négligeable. Mais surtout, contrairement aux systèmes cellulaires existants qui utilisent des fréquences différentes afin d'assurer la continuité de la couverture (processus de handover entre cellules), le système selon l'invention n'utilise qu'une fréquence dédiée à l'émission vers les objets mobiles et qu'une fréquence dédiée à l'émission des objets mobiles vers le sol.

Claims

REVENDICATIONS 1. Système de communication par radio de données à destination d'objets mobiles (UTT) se trouvant sur une ligne de transport à plusieurs voies comprenant une unité centrale (SCR) connaissant à tout instant la position de tous les objets mobiles sur la ligne de transport et en charge de fournir des données ou des interrogations à destination de chaque objet mobile et une pluralité de stations disposées de façon adjacente le long de ladite ligne de transport et adaptées pour transmettre des données à un certain nombre d'objets mobiles ; ledit système étant caractérisé en ce que chacune desdites stations comprend au moins une unité de traitement sol (UTS) pour transmettre des données par radio à un nombre prédéterminé d'objets mobiles susceptibles d'être atteints par les messages radio transmis par ladite UTS, et en ce que chaque objet mobile est associé à chaque instant à une macro-cellule formée de trois UTS correspondant à trois stations consécutives comprenant la station définie par l'unité centrale comme étant la station la plus proche dudit objet mobile et dont la zone de couverture radio de l'UTS correspondante englobe ledit objet mobile (UTS nominale) et au moins les UTS des deux stations adjacentes, l'unité correspondant à chacune de ces trois stations transmettant un message radio identique à destination dudit objet mobile.
2. Système selon la revendication 1, dans lequel chacun des objets mobiles (UTT) comprend des premiers moyens de communication radio d'objet mobile pour transmettre un message radio en réponse audit message radio transmis par chacune des UTS formant la macro-cellule associée audit objet mobile.

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3. Système selon la revendication 2, dans lequel ladite UTS transmet les messages radio à destination des objets mobiles à une première fréquence d'émission (FI) alors que lesdits premiers moyens de communication radio d'objet mobile transmettent les messages radio en réponse à une première fréquence de réception (F2).
4. Système selon la revendication 3, dans lequel UTS émet des ondes radio se propageant seulement dans un premier sens de ladite ligne de transport et lesdits moyens de communication radio d'objet mobile ne reçoivent que des ondes radio propagées dans ledit premier sens de la ligne de transport.
5. Système selon la revendication 4, dans lequel la portée de ladite UTS couvre la station correspondante ainsi que l'espace compris entre ladite station et la station suivante dans le sens de propagation des ondes radio émises.
6. Système selon la revendication 4 ou 5, comprenant des UTS émettant des ondes radio se propageant seulement dans le deuxième sens de la ligne de transport à une deuxième fréquence d'émission (F3) et chacun desdits objets mobiles comprend des deuxièmes moyens de communication radio d'objet mobile ne recevant que des ondes radio propagées dans ledit deuxième sens de la ligne de transport et transmettant des messages radio en réponse à une deuxième fréquence F4.
7. Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, dans lequel ladite unité centrale (SCR) transmet des trames de données synchronisées selon une période TSLOT vers

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lesdites UTS en utilisant une première vitesse de transmission au moyen d'un réseau sol utilisant le protocole TCP/IP.
8. Système selon la revendication 7, dans lequel les trames de données en provenance de ladite unité centrale (SCR) sont retransmises par ondes radio à partir desdites UTS vers lesdits objets mobiles (UTT) en utilisant une deuxième vitesse de transmission telle que le temps de transmission d'une trame de données (TTRANS) soit inférieur à TSLOT.
9. Système selon la revendication 8, dans lequel une trame de données est transmise à chaque TSLOT par une UTS différente parmi un nombre déterminé N d'UTS correspondant à des stations consécutives, de sorte qu'une nouvelle trame est transmise par chaque UTS selon une périodicité égale à

N. TSLOT.
10. Système selon la revendication 9, dans lequel la trame transmise par chaque UTS contient des données ou des interrogations à destination d'un nombre prédéterminé d'objets mobiles (UTT).
11. Système selon la revendication 10, dans lequel un objet mobile (UTT) recevant une interrogation contenue dans la trame de données en provenance d'une UTS, transmet une trame de réponse dans le TSLOT consécutif au TSLOT au cours duquel il a reçu la trame contenant l'interrogation.
12. Système selon la revendication 11, dans lequel chacun des objets mobiles (UTT) dudit nombre prédéterminé d'objets mobiles transmet sa trame de réponse après un temps de décalage (OFFSET) déterminé qui est différent pour chacun desdits objets mobiles.

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13. Système selon la revendication 12, dans lequel chaque trame de réponse en provenance d'un objet mobile (UTT) contient l'identification de l'UTS en provenance de laquelle ledit objet mobile a reçu les données qui lui étaient destinées, ladite UTS étant l'UTS nominale de la macro-cellule associée audit objet mobile.
14. Système selon la revendication 13, dans lequel ladite unité centrale SCR contient une table de correspondance entre chacun desdits objets mobiles (UTT) et la macro-cellule associée à chacun desdits objets mobiles est modifiée lorsque ladite identification contenue dans ladite trame de réponse ne correspond plus à ladite UTS nominale mais à l'UTS d'une station adjacente qui devient l'UTS nominale de la nouvelle macro-cellule.
15. Système selon l'une quelconque des revendications 7 à 14, dans lequel chaque objet mobile (UTT) stoppe sa réception des données pendant 2TSLOT après la réception d'une trame de données valide en provenance d'une des UTS formant la macro-cellule associée audit objet mobile.