用于鐵路車輛的通信設(shè)備和配備有該設(shè)備的鐵路車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于鐵路車輛(10)的通信設(shè)備(5)和配備有該設(shè)備的鐵路車輛，這種類型的通信設(shè)備(5)包括無線通信工作臺(tái)(30)，所述無線通信工作臺(tái)(30)在被細(xì)分為多個(gè)預(yù)定信道(CH1、CH6、CH11)的頻譜范圍中的至少一個(gè)通信頻譜帶(75、80)上與控制信標(biāo)(15)進(jìn)行通信，并且其特征在于，所述通信設(shè)備(5)還包括被鏈接到保護(hù)天線(40)上的保護(hù)工作臺(tái)(35)，所述保護(hù)工作臺(tái)(35)能夠在至少部分地覆蓋所述或每個(gè)通信頻譜帶(75、80)的預(yù)定信道(CH1、CH11)中的至少一個(gè)上生成信號(hào)，并且所述保護(hù)天線(40)能夠在所述鐵路車輛(10)的至少一個(gè)車廂(27、45)的方向上輻射出生成的信號(hào)。
【專利說明】
用于鐵路車輛的通信設(shè)備和配備有該設(shè)備的鐵路車輛

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于鐵路車輛的通信設(shè)備，這種類型的通信設(shè)備包括在被細(xì)分為多個(gè)預(yù)定信道的頻譜范圍中的至少一個(gè)通信頻譜帶上與控制信標(biāo)進(jìn)行通信的無線通信工作臺(tái)。
[0002]本發(fā)明適用于鐵路安全領(lǐng)域，并且更特別地而非特定地適用于城市運(yùn)輸?shù)陌踩?br>
【背景技術(shù)】
[0003]按照慣例，鐵路車輛配備有通信工作臺(tái)以與沿著鐵路側(cè)布置的控制信標(biāo)通信。這樣的信標(biāo)使得能夠?qū)玷F路交通進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。
[0004]信標(biāo)與通信工作臺(tái)之間的通信通常使用射頻電磁波作為支持，例如，頻率在2400MHz至2489.5MHz波段內(nèi)的波或者頻率高于5GHz的波。所述頻率范圍通常不是獨(dú)占地分配的并且不被自由地用于例如所有的公眾移動(dòng)設(shè)備，例如，移動(dòng)電話、平板電腦或手提電腦。
[0005]這樣的移動(dòng)設(shè)備在鐵路車輛上的大量存在，特別地在例如高峰期時(shí)靠近通信工作臺(tái)可能擾亂甚至中斷通信工作臺(tái)與控制信標(biāo)之間的通信。安全行駛的條件使得在列車-地面通信被中斷的情況下必須使鐵路車輛固定不動(dòng)。乘客使用的終端所造成的列車-地面通信的擾亂因而特別地具有隨時(shí)中斷鐵路車輛行駛的影響，其后果是提供給使用者的服務(wù)的質(zhì)量將被降低。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種通信設(shè)備，該通信設(shè)備使得能夠獲得列車-地面通信的更好的可靠性和更好的實(shí)用性。
[0007]為此，本發(fā)明的主題是一種用于鐵路車輛的通信設(shè)備，該通信設(shè)備為上述類型的，其特征在于，通信設(shè)備還包括鏈接到保護(hù)天線上的保護(hù)工作臺(tái)，保護(hù)工作臺(tái)能夠在至少部分覆蓋所述或每個(gè)通信頻譜帶的預(yù)定信道中的至少一個(gè)上生成信號(hào)，并且保護(hù)天線能夠在所述鐵路車輛的至少一個(gè)車廂的方向上輻射出生成的信號(hào)。
[0008]諸如上述的設(shè)備的第三方設(shè)備因而不再能夠?qū)ΡＷo(hù)工作臺(tái)發(fā)射信號(hào)的信道進(jìn)行占用。
[0009]根據(jù)特別的實(shí)施例，本發(fā)明具有單獨(dú)地或根據(jù)所有技術(shù)上可能的組合得到的以下特征中的一個(gè)或更多個(gè):
[0010]保護(hù)工作臺(tái)能夠在所述或每個(gè)預(yù)定信道上隨著時(shí)間不斷地發(fā)射信號(hào)；
[0011]所述或每個(gè)通信帶比所述多信道范圍中的預(yù)定信道更窄；
[0012]通信工作臺(tái)包括能夠?qū)ΡＷo(hù)天線發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行衰減的屏蔽裝置；
[0013]通信工作臺(tái)包括能夠?qū)︻l率屬于不覆蓋所述或每個(gè)通信帶的預(yù)定信道的信號(hào)進(jìn)行衰減的濾波裝置；
[0014]所述頻譜帶的特征由IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行限定；
[0015]保護(hù)工作臺(tái)能夠發(fā)射包含有處于OSI模型第2層等級(jí)上的數(shù)據(jù)幀的信號(hào)。
[0016]本發(fā)明的另一主題是一種鐵路車輛，其特征在于，該鐵路車輛包括如以上所限定的通信設(shè)備。
[0017]鐵路車輛可以包括單獨(dú)地或根據(jù)所有技術(shù)上可能的組合得到的以下特征中的一個(gè)或更多個(gè):
[0018]保護(hù)天線能夠在位于所述鐵路車輛所裝載的所述通信設(shè)備的所述通信工作臺(tái)的安裝點(diǎn)附近的車廂中的至少一個(gè)的方向上進(jìn)行輻射。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]借助于以下僅作為示例提供并參照附圖進(jìn)行的描述將更好地理解本發(fā)明，其中:
[0020]圖1為包括根據(jù)第一實(shí)施例的通信設(shè)備的鐵路車輛的示意圖；
[0021]圖2為包括根據(jù)第二實(shí)施例的另一個(gè)通信設(shè)備的鐵路車輛的示意圖；
[0022]圖3為頻譜，該頻譜示意性地示出了當(dāng)圖1或圖2中的通信設(shè)備的保護(hù)工作臺(tái)是非活動(dòng)的時(shí)在頻譜范圍的一些信道上輻射的功率；
[0023]圖4為當(dāng)保護(hù)工作臺(tái)是活動(dòng)的時(shí)給出的與圖3中的頻譜相似的頻譜；
[0024]圖5為根據(jù)本發(fā)明的通信設(shè)備的發(fā)射器的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025]圖1中所示的無線通信設(shè)備5被布置在鐵路車輛10上以與被布置在移動(dòng)的鐵路車輛10的軌道側(cè)17上的控制信標(biāo)15之間進(jìn)行非接觸通信。通信設(shè)備5與控制信標(biāo)15之間的通信通過經(jīng)由如圖1中所見的波導(dǎo)20的電磁耦合或通過經(jīng)由如圖2中所示的信標(biāo)天線25的空中通道來進(jìn)行。
[0026]控制信標(biāo)15限定了沿著鐵路軌道17的空間小區(qū)26，每個(gè)小區(qū)26與一個(gè)通信頻率相關(guān)聯(lián)。通信頻率例如是低頻Fl和高于低頻Fl的高頻F2，并且交替分配給沿著軌道側(cè)17的連續(xù)小區(qū)26。
[0027]通信頻率屬于由IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)所限定的頻譜。
[0028]鐵路車輛10包括容納乘客的車廂27，尤其是攜帶有移動(dòng)通信設(shè)備28的乘客。
[0029]通信設(shè)備5包括通信工作臺(tái)30、保護(hù)工作臺(tái)35和保護(hù)天線40。
[0030]保護(hù)天線40被布置在鐵路車輛10的車廂27中，尤其被布置在末端車廂45中。有利地，通信工作臺(tái)30被布置在與保護(hù)天線40所在的車廂相同的車廂27中。優(yōu)選地，鐵路車輛10中只有包括有通信工作臺(tái)30的車廂27才配備有保護(hù)天線40。
[0031 ] 保護(hù)天線40被布置在鐵路車輛10的末端車廂45中。
[0032]保護(hù)天線40是例如同軸電纜，該同軸電纜的屏蔽套已經(jīng)被更改以使得電纜能夠輻射出一些穿過該屏蔽套的電信號(hào)。
[0033]通信工作臺(tái)30包括發(fā)射器-接收器模塊50和通信天線55。通信工作臺(tái)還包括濾波裝置57和屏蔽裝置58。
[0034]通過通信天線55與圖1中所示的波導(dǎo)20之間的電磁耦合，或者通過通信天線55與圖2中所示的信標(biāo)天線25之間的自由傳播，發(fā)射器-接收器模塊50能夠通過通信天線55與控制信標(biāo)15通信。
[0035]濾波裝置57能夠?qū)耐ㄐ盘炀€55處接收的信號(hào)進(jìn)行頻譜濾波。
[0036]屏蔽裝置58是例如沉箱(caisson)以使通信工作臺(tái)30與保護(hù)天線40電隔離，同時(shí)使得通信工作臺(tái)30與控制信標(biāo)15之間能夠進(jìn)行通信。
[0037]保護(hù)工作臺(tái)35包括在第一頻譜帶BI上生成信號(hào)的第一發(fā)射器60以及在第二頻譜帶B2上生成信號(hào)的第二發(fā)射器65。保護(hù)工作臺(tái)35還包括耦合器70。
[0038]由第一發(fā)射器和第二發(fā)射器60、65生成的信號(hào)優(yōu)選地為比如在IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中所述的OSI (Open System Interconnect1n,開放系統(tǒng)互聯(lián))模型的層2上的巾貞。巾貞由信頭、有效載荷以及作為CRC(Cyclic Redundancy Check,循環(huán)冗余校驗(yàn))碼的信尾組成,接收器使用CRC碼來校驗(yàn)幀是否被正確接收。所述幀由發(fā)射器60和65依次不斷地生成。
[0039]第一發(fā)射器60和第二發(fā)射器65被鏈接到稱合器70的輸入端。
[0040]保護(hù)天線40被電連接到耦合器70的輸出端以將第一發(fā)射器60和第二發(fā)射器65施加在稱合器70的輸入端上的信號(hào)組合福射出。
[0041]例如，如圖5中所示，第一發(fā)射器和第二發(fā)射器60、65包括串聯(lián)鏈接的以太網(wǎng)接口100、基帶處理單元105和射頻模塊110。
[0042]以太網(wǎng)接口 100能夠接收與發(fā)射器60、65的配置有關(guān)的信息，例如來自地面上的鐵路交通管理系統(tǒng)的信息或者來自布置在鐵路車輛10上的計(jì)算機(jī)的信息。這樣的信息是例如低頻Fl的值、高頻F2的值、待生成的信號(hào)的功率或者待生成的幀的長度。
[0043]基帶處理單元105能夠提供包括基帶幀的信號(hào)。更加特別地，基帶處理單元105能夠提供一包括基帶幀的、其特征取決于由以太網(wǎng)接口 100所接收的配置信息的信號(hào)。
[0044]射頻模塊110能夠?qū)鶐幚韱卧?05提供的信號(hào)進(jìn)行移頻以生成射頻信號(hào)，該射頻信號(hào)包括幀并且具有與相應(yīng)發(fā)射器60、65相關(guān)聯(lián)的頻率F1、F2。
[0045]射頻模塊110的輸出端IlOS被連接到保護(hù)天線45以將所述射頻信號(hào)施加到所述保護(hù)天線45上。
[0046]有利地，基帶處理單元105還能夠從以太網(wǎng)接口 100接收與頻率F1、F2的值相關(guān)的信息。如圖5中所示，基帶處理單元105則包括輸出端105S，輸出端105S被連接到射頻模塊110的輸入端IlOE以用于對基帶處理單元105提供的信號(hào)的移頻頻率進(jìn)行控制，所述移頻頻率等于頻率Fl、F2。
[0047]在圖3和4中示出其功能的通信設(shè)備5工作在2400MHz-2489.5MHz范圍。該范圍被細(xì)分為遵循IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的多個(gè)預(yù)定信道。根據(jù)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)，2400MHz_2489.5MHz波段的信道具有20MHz的寬度。
[0048]通信工作臺(tái)30能夠在以低頻Fl = 2417MHz為中心的低通信頻譜帶75上以及在以高頻F2 = 2472MHz為中心的高通信頻譜帶80上發(fā)射和接收信號(hào)。每個(gè)頻譜帶75、80具有5MHz的寬度。
[0049]低頻Fl在此與依照IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的2400MHz_2489.5MHz波段的信道2的中心頻率對應(yīng)。
[0050]高頻F2在此與依照ΙΕΕΕ802.11標(biāo)準(zhǔn)的2400MHz_2489.5MHz波段的信道13的中心頻率對應(yīng)。
[0051]有利地，選擇頻譜帶75、80以使得對應(yīng)的信道不對多信道頻譜范圍的至少一個(gè)其它信道造成干擾。
[0052]通常，移動(dòng)設(shè)備28在依照IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的2400MHz_2489.5MHz波段的信道1、信道6和信道11上進(jìn)行發(fā)射，這三個(gè)信道在這些圖中分別由附圖標(biāo)記CH1、CH6和CHll標(biāo)出。
[0053]因而，信道I覆蓋低通信頻譜帶75并且信道11覆蓋高通信頻譜帶80。
[0054]保護(hù)工作臺(tái)35的第一發(fā)射器60的第一頻譜帶BI是依照ΙΕΕΕ802.11標(biāo)準(zhǔn)的信道ICHl。
[0055]保護(hù)工作臺(tái)35的第二發(fā)射器65的第二頻譜帶Β2是依照ΙΕΕΕ802.11標(biāo)準(zhǔn)的信道I ICHl I。
[0056]濾波裝置57是例如線性帶阻濾波器，線性帶阻濾波器的阻斷波段從2422MHz延伸到2462MHz并且在這些相同附圖中由附圖標(biāo)記BC標(biāo)出。
[0057]當(dāng)工作時(shí)，隨著鐵路車輛10沿著鐵路軌道17行駛，由于通信設(shè)備5從一個(gè)小區(qū)到下一個(gè)小區(qū)26連續(xù)通過，所以通信工作臺(tái)30交替地在頻率Fl和頻率F2上與連續(xù)的控制信標(biāo)15進(jìn)行通信。
[0058]由保護(hù)工作臺(tái)35和保護(hù)天線40形成的保護(hù)裝置在信道ICHl上和信道IlCHll上不斷地(即，以高的重復(fù)頻率以及沒有數(shù)據(jù)包之間的傳輸延遲以隨時(shí)間不斷地占據(jù)信道)發(fā)射幀以堵塞這兩個(gè)信道。
[0059]天線40優(yōu)選地能夠主要在鐵路車輛的末端車廂45的方向上輻射出信號(hào)，末端車廂45位于鐵路車輛10所裝載的天線40的安裝點(diǎn)附近。
[0060]因而為了通信，在末端車廂45中使用的任何移動(dòng)設(shè)備28能夠不再使用信道ICHl或信道11CH11。該移動(dòng)設(shè)備28僅能夠使用其它信道，例如，信道6CH6。
[0061]濾波裝置57對由移動(dòng)通信設(shè)備28在信道6CH6上發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行濾波。
[0062]另外，在信號(hào)被保護(hù)工作臺(tái)35發(fā)射并且被保護(hù)天線40輻射出之后，屏蔽裝置58對得到達(dá)通信工作臺(tái)30的信號(hào)進(jìn)行衰減。
[0063]因此，在低頻通信帶75和高頻通信帶80中的每一個(gè)上由控制信標(biāo)15發(fā)送并且由通信工作臺(tái)30接收的信號(hào)的功率比由移動(dòng)通信設(shè)備28在信道6CH6上發(fā)射的信號(hào)、或者由第一發(fā)射器60在信道ICHl上發(fā)射的信號(hào)、又或者由第二發(fā)射器65在信道IlCHll上發(fā)射的信號(hào)的功率更大。
【權(quán)利要求】
1.一種用于鐵路車輛(10)的通信設(shè)備(5)，這種類型的通信設(shè)備(5)包括無線通信工作臺(tái)(30)，所述無線通信工作臺(tái)(30)能夠在被細(xì)分為多個(gè)預(yù)定信道(CH1、CH6、CH11)的頻譜范圍中的至少一個(gè)通信頻譜帶(75、80)上與控制信標(biāo)(15)進(jìn)行通信， 其特征在于，所述通信設(shè)備(5)還包括被鏈接到保護(hù)天線(40)上的保護(hù)工作臺(tái)(35)，所述保護(hù)工作臺(tái)(35)能夠在至少部分地覆蓋所述或每個(gè)通信頻譜帶(75、80)的預(yù)定信道(CHU CH11)中的至少一個(gè)上生成信號(hào)，并且所述保護(hù)天線(40)能夠在所述鐵路車輛(10)的至少一個(gè)車廂(27、45)的方向上輻射出生成的信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(5)，其特征在于，所述保護(hù)工作臺(tái)(35)能夠在所述或每個(gè)預(yù)定信道(CHUCH11)上隨著時(shí)間不斷地發(fā)射信號(hào)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備(5)，其特征在于，所述或每個(gè)通信帶(75、80)比所述多信道頻譜范圍中的預(yù)定信道(CH1、CH6、CH11)更窄。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備(5)，其特征在于，所述通信工作臺(tái)(30)包括能夠?qū)λ霰Ｗo(hù)天線(40)發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行衰減的屏蔽裝置(58)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備(5)，其特征在于，所述通信工作臺(tái)(30)包括能夠?qū)︻l率屬于不覆蓋所述或每個(gè)通信帶(75、80)的預(yù)定信道(CH6)的信號(hào)進(jìn)行衰減的濾波裝置(57)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備(5)，其特征在于，所述頻譜范圍的特征由IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行限定。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備(5)，其特征在于，所述保護(hù)工作臺(tái)(35)能夠發(fā)射包含有處于OSI模型的等級(jí)2處的數(shù)據(jù)幀的信號(hào)。
8.一種鐵路車輛(10)，其特征在于，所述鐵路車輛(10)包括根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的通信設(shè)備(5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鐵路車輛(10)，其特征在于，所述保護(hù)天線(40)能夠在位于所述鐵路車輛(10)所裝載的所述通信設(shè)備(5)的所述通信工作臺(tái)(30)的安裝點(diǎn)附近的車廂(45)中的至少一個(gè)的方向上進(jìn)行輻射。
【文檔編號(hào)】H04B7/26GK104467949SQ201410484052
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月19日
【發(fā)明者】艾蒂安·安德烈·莫里斯·費(fèi) 申請人:阿爾斯通運(yùn)輸技術(shù)公司