專利名稱：涉及用于車輛編組通信系統(tǒng)的車載消息轉(zhuǎn)發(fā)的方法和設(shè)備的制作方法
涉及用于車輛編組通信系統(tǒng)的車載消息轉(zhuǎn)發(fā)的方法和設(shè)備
背景技術(shù)：
分布式動カ鉄路列車運(yùn)行由引導(dǎo)機(jī)車(或引導(dǎo)單元)以及與列車中的引導(dǎo)單元分隔開的ー個或多個遠(yuǎn)程機(jī)車(或遠(yuǎn)程單元)供應(yīng)原動力和制動動作。在ー個配置中，分布式動カ列車包括在列車首端的引導(dǎo)機(jī)車、列車末端(EOT)位置處的遠(yuǎn)程機(jī)車和設(shè)置在列車首端和末端之間的ー個或多個列車中部機(jī)車。分布式列車運(yùn)行可優(yōu)選地用于長的列車編組來提高列車操控和性能，并且尤其是對于列車在山嶺地區(qū)運(yùn)行。在分布式動カ列車中，每個弓I導(dǎo)機(jī)車和遠(yuǎn)程機(jī)車向列車供應(yīng)原動カ和制動動作。發(fā)動命令消息和制動命令消息由引導(dǎo)機(jī)車中的操作員發(fā)出并且通過射頻通信系統(tǒng)(例如現(xiàn)有技術(shù)的L0C0TR0L 分布式動カ通信系統(tǒng)，從紐約州Schenectady的General Electric公司可獲得)供應(yīng)給遠(yuǎn)程機(jī)車，該射頻通信系統(tǒng)包括射頻鏈路(信道)以及引導(dǎo)單元和遠(yuǎn)程單元處的接收和傳送設(shè)備。接收遠(yuǎn)程機(jī)車對這些命令做出響應(yīng)以向列車施加牽引力或制動力，并且通知引導(dǎo)單元接收和執(zhí)行命令。引導(dǎo)單元還發(fā)送其他消息到遠(yuǎn)程單元，其包括狀 態(tài)請求消息。遠(yuǎn)程單元通過將狀態(tài)應(yīng)答消息發(fā)送回引導(dǎo)單元而做出響應(yīng)。在具有兩個或多個直接耦合的遠(yuǎn)程機(jī)車的列車中，耦合的機(jī)車經(jīng)由通過它們的連接MU (多個單元)線傳送的控制信號而一致地起作用。這些機(jī)車中的ー個指定為關(guān)于分布式動カ通信系統(tǒng)的控制遠(yuǎn)程單元。只有該控制遠(yuǎn)程單元配置成接收由引導(dǎo)單元傳送的命令并且通過適當(dāng)?shù)膽?yīng)答消息地對引導(dǎo)単元做出響應(yīng)。列車運(yùn)行的最關(guān)鍵方面之一是空氣制動系統(tǒng)的可預(yù)測和成功的運(yùn)行。空氣制動系統(tǒng)包括每個機(jī)車(其包括引導(dǎo)機(jī)車和所有遠(yuǎn)程機(jī)車)中的機(jī)車制動器和每個軌道車處的車廂制動器。引導(dǎo)單元機(jī)車制動器由機(jī)車操作員響應(yīng)于機(jī)車制動手柄的位置而進(jìn)行控制，并且軌道車制動器響應(yīng)于自動制動手柄的位置而受到控制。機(jī)車制動器還可以由自動制動手柄控制。自動制動手柄或控制器控制延伸列車長度的流體輸送制動管中的壓カ并且與車廂制動系統(tǒng)成流體連通用于響應(yīng)于制動管中的壓カ變化而在每個軌道車處應(yīng)用車廂制動器或解除車廂制動器。具體地，每個軌道車處的控制閥(典型地包括多個閥和互連管道)通過應(yīng)用制動器(響應(yīng)于制動管流體壓カ的減小)或通過解除制動器(響應(yīng)于制動管流體壓カ的増加)而對制動管流體壓カ中的變化做出響應(yīng)。制動管內(nèi)的流體常規(guī)地包括加壓空氣。引導(dǎo)機(jī)車中的自動制動手柄的操作員控制在引導(dǎo)單元處引發(fā)壓カ下降，其沿制動管傳播到列車末端。每個軌道車處的控制閥感測壓力下降并且響應(yīng)于此將來自局部軌道車儲存庫的加壓空氣供應(yīng)給車輪制動缸，其進(jìn)而對軌道車車輪拉動制動蹄(brake shoe)。軌道車儲存庫由在非制動運(yùn)行間隔期間退出制動管的空氣再裝填。制動解除也由引導(dǎo)操作員通過控制自動制動手柄來實(shí)現(xiàn)制動管中的壓カ增加而支配。在軌道車處感測壓カ增加并且作為響應(yīng)制動蹄從軌道車車輪解除。在分布式動カ列車中，除調(diào)節(jié)制動管壓力來實(shí)現(xiàn)軌道車制動器的應(yīng)用和解除外，引導(dǎo)單元經(jīng)由通信信道通過發(fā)送適當(dāng)?shù)男盘柕竭h(yuǎn)程單元而支配遠(yuǎn)程單元制動應(yīng)用和解除。如在下文進(jìn)ー步描述的，由于引導(dǎo)単元和遠(yuǎn)程單元都參與，制動應(yīng)用和解除從而沿列車長度更快速地受到影響。利用根據(jù)需要來維持列車控制的ー些限制，在分布式動カ列車中，制動命令或制動解除還可以由引導(dǎo)機(jī)車和遠(yuǎn)程機(jī)車支配?？梢圆捎脙煞N模式應(yīng)用軌道車制動器，即，服務(wù)制動應(yīng)用或緊急制動應(yīng)用。在服務(wù)制動應(yīng)用中，制動カ施加于軌道車以使列車減速或使列車停在沿軌道的前進(jìn)位點(diǎn)處的車站。在服務(wù)制動應(yīng)用期間，制動管壓力緩慢地降低并且響應(yīng)于此逐步應(yīng)用制動器。操作員通過操作自動制動控制手柄而控制壓カ降低的速率。懲罰制動應(yīng)用(penalty brakeapplication)是服務(wù)制動應(yīng)用的ー個形式，其中制動管降至零壓力，但以預(yù)定速率發(fā)生抽空，不像如下文描述的緊急制動應(yīng)用，并且軌道車在懲罰制動應(yīng)用期間不使制動管泄放。緊急制動應(yīng)用通過使引導(dǎo)單元(和分布式動カ車輛的遠(yuǎn)程単元)處的制動管立即抽空或泄放而命令軌道車制動器的立即應(yīng)用。當(dāng)軌道車感測到指示緊急制動應(yīng)用的預(yù)定壓力降低速率時，軌道車還使制動管泄放以加速制動管抽空沿列車傳播。遺憾地，因?yàn)橹苿庸艽┻^列車延伸(run)幾千碼，沿制動管的整個長度沒有立刻出現(xiàn)緊急制動應(yīng)用。從而制動カ不均一地施加在每個軌道車處來使列車停止。
在分布式動カ列車上，通過使引導(dǎo)機(jī)車和遠(yuǎn)程機(jī)車兩者處的制動管泄放而實(shí)現(xiàn)制動，從而加速制動管泄放以及每個軌道車處的制動器應(yīng)用，尤其對于接近列車末端的那些軌道車。如可以意識到的，在常規(guī)列車中只在引導(dǎo)單元處的制動管泄放需要沿列車長度傳播的制動管壓力降低，從而使遠(yuǎn)離引導(dǎo)單元的軌道車處的制動應(yīng)用減慢。對于在引導(dǎo)單元和遠(yuǎn)程單元之間具有操作的通信鏈路的分布式動カ列車，當(dāng)列車操作員通過操作引導(dǎo)單元處的自動制動控制手柄而給出制動應(yīng)用(例如，服務(wù)制動應(yīng)用或緊急制動應(yīng)用)命令時，制動管被泄放并且制動應(yīng)用命令通過射頻通信鏈路傳送到每個遠(yuǎn)程単元。作為響應(yīng)，每個遠(yuǎn)程単元也使制動管泄放。從而每個遠(yuǎn)程機(jī)車處的制動動作響應(yīng)于由通信系統(tǒng)傳輸?shù)男盘柖谝龑?dǎo)單元的制動動作之后。在引導(dǎo)單元處引發(fā)的制動解除還通過射頻鏈路傳送到遠(yuǎn)程單元，使得所有機(jī)車的制動管再裝填到標(biāo)稱壓力，從而降低制動管再裝填時間。如果緊急制動應(yīng)用由列車操作員或響應(yīng)于檢測的故障狀況而在引導(dǎo)機(jī)車處引發(fā)，射頻通信系統(tǒng)通過射頻鏈路發(fā)送緊急制動信號到遠(yuǎn)程機(jī)車中的每個。作為響應(yīng)，遠(yuǎn)程機(jī)車使制動管排空。該技術(shù)允許更快地執(zhí)行緊急制動應(yīng)用，因?yàn)闄C(jī)車中的全部機(jī)車的制動管被排空，而不是如在常規(guī)列車中的僅引導(dǎo)機(jī)車的制動管被排空。圖I和2示意地圖示示范性分布式動カ列車10，其在由箭頭I指示的方向行駛，其中從引導(dǎo)單元14(圖I)或控制塔16(圖2)控制ー個或多個遠(yuǎn)程單元12A-12C。機(jī)車15由引導(dǎo)單元14經(jīng)由連接這兩個単元的MU線17而控制。如在下文描述的，本發(fā)明的教導(dǎo)可以應(yīng)用于分布式動カ列車10以及由此操作的通信系統(tǒng)。應(yīng)該理解圖I和2的系統(tǒng)之間的唯一差異是從圖I的引導(dǎo)單元14的命令和消息的發(fā)出被圖2的控制塔16所取代并且圖I的系統(tǒng)的某些聯(lián)鎖被排除。典型地，控制塔16與引導(dǎo)單元14通信，該引導(dǎo)単元14進(jìn)而鏈接到遠(yuǎn)程單元12A-12C。在一個實(shí)施例中，通信系統(tǒng)的通信信道包括具有三kHz帶寬的單半雙エ通信信道，其中消息和命令包括在四個可用載波頻率中的ー個上使用頻移鍵控調(diào)制而編碼的串行ニ進(jìn)制數(shù)據(jù)流。多種比特位置輸送關(guān)于傳輸類型(例如，消息、命令、警報(bào))、實(shí)質(zhì)性消息、命令或警報(bào)、接收單元的地址、發(fā)送単元的地址、常規(guī)的起始和停止位以及錯誤檢測/校正位的信息。由系統(tǒng)提供的消息和命令的細(xì)節(jié)以及単獨(dú)消息和命令的傳輸格式在共同擁有的美國專利號4，582，280中詳細(xì)論述，其通過引用合并于此。圖I和2的分布式動カ列車10還包括介于遠(yuǎn)程単元12A/12B之間以及(圖I的)遠(yuǎn)程單元12C之間的多個軌道車20。在圖I和2中圖示的機(jī)車14和12A-12C以及軌道車20的設(shè)置只是示范性的，因?yàn)楸景l(fā)明可以應(yīng)用于其他機(jī)車/軌道車設(shè)置。軌道車20提供有空氣制動系統(tǒng)(未在圖I和2中示出)，其響應(yīng)于制動管22中的壓カ下降而應(yīng)用軌道車空氣制動器，并且當(dāng)制動管22中的壓カ上升時解除空氣制動器。制動管22延伸了列車長度用于輸送由引導(dǎo)單元14和遠(yuǎn)程單元12A、12B和12C中的單獨(dú)空氣制動控制24規(guī)定的空氣壓カ變化。在某些應(yīng)用中，車外中繼器26 (在下文進(jìn)ー步描述的)設(shè)置在列車10的無線電通信距離內(nèi)用于在引導(dǎo)單元14和遠(yuǎn)程單元12A、12B和12C之間轉(zhuǎn)發(fā)通信信號。引導(dǎo)單元14和遠(yuǎn)程單元12A、12B和12C提供有獨(dú)立收發(fā)器28A和28B，其用相應(yīng)的天線29A和29B操作用于通過通信信道接收和傳輸通信信號。車外中繼器26和控制塔16每個提供有收發(fā)器28，其用天線29操作用于通過通信信道接收和傳輸通信信號。引導(dǎo)單元收發(fā)器28與引導(dǎo)站30關(guān)聯(lián)，用于從引導(dǎo)單元14生成命令和消息并且將來自引導(dǎo)単元14的命令和消息發(fā)給遠(yuǎn)程単元12A-12C，并且從其處接收應(yīng)答消息。如在本文中的其他地方或根據(jù)需要自動描述的，在引導(dǎo)站30中響應(yīng)于引導(dǎo)單元14內(nèi)的原動カ和制動控制的操作員控制生成命令。每個遠(yuǎn)程単元12A-12C和車外中繼器26包括遠(yuǎn)程站32，用于處理、轉(zhuǎn)發(fā)來自引導(dǎo)単元14的傳輸和/或?qū)碜砸龑?dǎo)單元14的傳輸做出響應(yīng)并且用于發(fā)出應(yīng)答消息和命令。引導(dǎo)站30和遠(yuǎn)程站32響應(yīng)于來自收發(fā)器28A和28B兩者的獨(dú)立信號。由通信系統(tǒng)攜帶的無線電傳輸?shù)乃膫€主要類型包括(I)從引導(dǎo)単元14到遠(yuǎn)程單元12A-12C中的每個的鏈接消息，其“鏈接”引導(dǎo)單元14與遠(yuǎn)程單元12A-12C，即，配置或設(shè)置通信系統(tǒng)供引導(dǎo)單元14和遠(yuǎn)程單元12A-12C使用，(2)鏈接應(yīng)答消息，其指示鏈接消息的接收和執(zhí)行，⑶來自引導(dǎo)単元14的命令，其控制ー個或多個遠(yuǎn)程単元12A-12C的ー個或多個功能(例如，原動カ或制動的應(yīng)用)和⑷由一個或多個遠(yuǎn)程単元12A-12C傳輸?shù)臓顟B(tài)和警報(bào)消息，其用與一個或多個遠(yuǎn)程単元12A-12C有關(guān)的必要的操作信息更新引導(dǎo)單元14或使引導(dǎo)單元14提供有與一個或多個遠(yuǎn)程単元12A-12C有關(guān)的必要的操作信息。從引導(dǎo)単元14發(fā)送的每個消息和命令被廣播到遠(yuǎn)程單元12A-12C中的所有遠(yuǎn)程単元并且包括引導(dǎo)單元標(biāo)識符供遠(yuǎn)程單元12A-12C使用用于確定發(fā)送引導(dǎo)單元是相同列車的引導(dǎo)單元?？隙ǖ拇_定使遠(yuǎn)程單元12A-12C執(zhí)行接收的命令。從遠(yuǎn)程単元12A-12C中的一個發(fā)送的消息和警報(bào)還包括發(fā)送單元的地址。由于先前完成的鏈接過程，接收單元(即，引導(dǎo)機(jī)車或另ー個遠(yuǎn)程機(jī)車)，可以通過檢查消息中發(fā)送単元的標(biāo)識而確定其是否是接收的傳輸?shù)念A(yù)期接收者。這四個消息類型，其包括每個中包括的地址信息，確保安全的傳輸鏈接，其在列車10的無線電傳輸距離內(nèi)以低概率因干擾信號而中斷。消息允許從引導(dǎo)單元14控制遠(yuǎn)程單元12A-12C并且向引導(dǎo)單元14提供遠(yuǎn)程單元操作信息。如在上文描述的，盡管大部分命令由引導(dǎo)單元14發(fā)出并且傳輸?shù)竭h(yuǎn)程單元12A-12C用于執(zhí)行，但存在遠(yuǎn)程單元12A-12C向其他遠(yuǎn)程單元和引導(dǎo)單元14發(fā)出命令的一個情形。如果遠(yuǎn)程単元12A-12C檢測到授權(quán)緊急制動應(yīng)用的條件，該遠(yuǎn)程將緊急制動命令傳輸?shù)搅熊嚨乃衅渌麉g元。命令包括列車的引導(dǎo)機(jī)車的標(biāo)識并且因此將在每個遠(yuǎn)程単元處執(zhí)行，好像命令已經(jīng)由引導(dǎo)單元發(fā)出。在本發(fā)明的整個描述中，術(shù)語“無線電鏈路”、“RF鏈路”和“RF通信”以及相似的術(shù)語描述了在網(wǎng)絡(luò)中的兩個鏈路之間通信的方法。應(yīng)該理解根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)(機(jī)車)之間的通信鏈路不限于無線電或RF系統(tǒng)等并且意在涵蓋消息可通過其而從ー個節(jié)點(diǎn)傳遞到另ー個或復(fù)數(shù)個其他的節(jié)點(diǎn)的所有技術(shù)，其無限制地包括，磁系統(tǒng)、聲學(xué)系統(tǒng)、和光學(xué)系統(tǒng)。同樣，本發(fā)明的系統(tǒng)連同其中無線電(RF)鏈路在節(jié)點(diǎn)之間使用并且其中多種組件與這樣的鏈路兼容的實(shí)施例描述；然而，該描述不意在將本發(fā)明限制在該具體實(shí)施例。在分布式動カ列車中，響應(yīng)于操作員引發(fā)的命令，引導(dǎo)單元處的通信系統(tǒng)將代表命令的射頻(RF)消息傳輸?shù)矫總€遠(yuǎn)程単元。這樣的命令可以包括機(jī)車油門或牽引命令和空氣制動、動態(tài)制動和電制動命令。在空氣制動命令的情況下，當(dāng)接收消息時，在每個遠(yuǎn)程単元處執(zhí)行制動命令以加速軌道車處的命令響應(yīng)，因?yàn)檫h(yuǎn)程単元在它們感測到制動管壓力變化之前接收射頻消息。例如，如果操作員給出制動應(yīng)用命令，使引導(dǎo)單元處的制動管泄放 并且壓力降低沿列車長度傳播直到到達(dá)列車末端車廂。根據(jù)列車長度，在壓カ降低到達(dá)最后的軌道車之前可過去若干秒。使引導(dǎo)機(jī)車和遠(yuǎn)程機(jī)車處的制動管泄放(后者響應(yīng)于RF消息)加速了每個軌道車處的制動管泄放和制動器應(yīng)用，尤其是接近列車末端的軌道車。從而遠(yuǎn)程機(jī)車處的制動動作響應(yīng)于由通信系統(tǒng)傳輸?shù)腞F信號而在引導(dǎo)單元的制動動作之后。在引導(dǎo)單元處引發(fā)的制動解除還通過射頻鏈路傳送到遠(yuǎn)程單元以使得來自所有機(jī)車的制動管再裝填到其標(biāo)稱壓力，從而降低制動管再裝填時間。如果列車操作員在引導(dǎo)機(jī)車處引發(fā)緊急制動應(yīng)用，通信系統(tǒng)通過射頻鏈路發(fā)送緊急制動信號到遠(yuǎn)程機(jī)車中的每個。遠(yuǎn)程機(jī)車使制動管排空來提供緊急制動應(yīng)用的更快速執(zhí)行，因?yàn)闄C(jī)車中的全部機(jī)車的制動管被排空，而不是如在常規(guī)列車中的僅引導(dǎo)機(jī)車的制動管被排空。一般，通過通信系統(tǒng)發(fā)送的消息允許施加更加均勻的牽引力到軌道車并且因?yàn)槊總€機(jī)車可以以RF信號的速度而不是氣壓制動管信號沿列車傳播的較慢的速度實(shí)現(xiàn)制動應(yīng)用而提高制動性能。當(dāng)分布式動カ列車在每個遠(yuǎn)程単元被期望成接收由引導(dǎo)單元發(fā)送的命令消息的環(huán)境中運(yùn)行時，例如當(dāng)列車沿相對直的軌道長度行駛而沒有射頻信號的近端障礙物時，通信系統(tǒng)以正常模式操作。在該模式中，預(yù)計(jì)沒有通信損失、干擾或轉(zhuǎn)發(fā)消息(因?yàn)橄⒃诘谝淮蝹鬏敃r未到達(dá)其預(yù)期目的地)。以正常模式發(fā)出的大部分消息根據(jù)固定優(yōu)選級消息協(xié)議而受到控制，根據(jù)該協(xié)議，每個遠(yuǎn)程單元在傳輸命令的預(yù)定間隔后響應(yīng)于引導(dǎo)發(fā)出的命令消息而傳輸狀態(tài)消息。從而每個遠(yuǎn)程単元被指配時隙，從引導(dǎo)単元命令消息的傳輸測量該時隙，在這期間每個遠(yuǎn)程単元傳輸它的消息。圖3的時序圖(其中對包括引導(dǎo)單元和四個遠(yuǎn)程単元的鉄路列車描述系統(tǒng))圖示與用于正常通信的固定優(yōu)先級消息協(xié)議關(guān)聯(lián)的概念。結(jié)合圖3描述的概念可以應(yīng)用于包括多于或少于四個遠(yuǎn)程機(jī)車的列車。根據(jù)該方案，在時間t=650毫秒，引導(dǎo)單元傳輸命令消息(例如，制動命令、牽引命令、動態(tài)制動命令，等)，其被期望成由分布式動カ列車中的所有遠(yuǎn)程機(jī)車接收。如可以在圖3中看到的，每個收發(fā)器(也稱作無線電)分配了 30毫秒間隔來打開，并且示范性命令消息長度是193毫秒。在從引導(dǎo)傳輸經(jīng)過預(yù)定間隔后，例如如在圖3中指示的50毫秒后，第一遠(yuǎn)程機(jī)車重新傳輸命令消息和其狀態(tài)消息(例如，第一遠(yuǎn)程機(jī)車正響應(yīng)于制動命令使制動管泄放)。狀態(tài)消息意在針對引導(dǎo)機(jī)車使得將第一遠(yuǎn)程單元對命令的響應(yīng)通知列車操作員。還要注意每個遠(yuǎn)程単元重新傳輸具有其狀態(tài)消息的命令消息以最大化命令被所有遠(yuǎn)程機(jī)車接收的可能性。在圖3中圖示的打開時間、消息持續(xù)時間等只是示范性的并且可以根據(jù)包括通信系統(tǒng)的部件的應(yīng)用和規(guī)格而變化。第二遠(yuǎn)程機(jī)車轉(zhuǎn)發(fā)命令消息并且在從第一遠(yuǎn)程傳輸結(jié)束的預(yù)定延遲(例如50毫秒)后傳輸其狀態(tài)消息。命令轉(zhuǎn)發(fā)和狀態(tài)傳輸過程持續(xù)直到所有遠(yuǎn)程機(jī)車已經(jīng)轉(zhuǎn)發(fā)命令消息并且傳輸它們相應(yīng)的狀態(tài)消息。消息終止條件在最后的遠(yuǎn)程已經(jīng)傳輸其狀態(tài)時出現(xiàn)，在這之后引導(dǎo)單元自由傳輸另ー個命令消息到遠(yuǎn)程機(jī)車。在圖3實(shí)施例中，消息終止出現(xiàn)在引導(dǎo)單元的初始傳輸之后的t=2896毫秒或2271毫秒。
當(dāng)引導(dǎo)單元傳輸命令消息時，引導(dǎo)單元將不知道消息是否被列車中的所有遠(yuǎn)程單元接收直到從每個遠(yuǎn)程單元接收遠(yuǎn)程狀態(tài)消息(其中狀態(tài)消息指示命令消息的接收和執(zhí)行)或沒有從遠(yuǎn)程単元中的ー個或多個接收狀態(tài)消息(狀態(tài)消息缺乏指示未接收命令消息)。從而根據(jù)通信系統(tǒng)的ー個實(shí)施例，為了確保每個遠(yuǎn)程単元接收命令消息，其由每個遠(yuǎn)程單元轉(zhuǎn)發(fā)。注意ー個或多個遠(yuǎn)程狀態(tài)消息可未被引導(dǎo)單元接收，這是可能的。當(dāng)情況是這樣時，引導(dǎo)單元重新傳輸命令消息并且等候來自列車中的每個遠(yuǎn)程単元的應(yīng)答狀態(tài)消息。要在下文描述的本發(fā)明的一個特征増加了在引導(dǎo)單元處接收所有狀態(tài)消息的可能性，從而降低了重新傳輸?shù)母怕剩鴽]有明顯影響命令消息和狀態(tài)消息的整體傳輸時序。除上文描述的固定優(yōu)先級協(xié)議外，某些命令(例如，緊急制動應(yīng)用)，歸類為高優(yōu)先級命令消息并且根據(jù)與固定優(yōu)先級協(xié)議不同的優(yōu)先級協(xié)議傳輸。又ー些命令消息(例如，通信系統(tǒng)檢查)，根據(jù)控制這些命令的傳輸以及遠(yuǎn)程單元的應(yīng)答的其他優(yōu)先級協(xié)議運(yùn)行。當(dāng)分布式動カ列車穿過某些地形地貌或具有接近自然或人為障礙物的軌道段吋，發(fā)送單元和接收單元之間的視距通信鏈路可被中斷。從而命令和狀態(tài)消息可能未可靠地被接收單元接收，接收單元即引導(dǎo)機(jī)車針對從遠(yuǎn)程單元發(fā)送的消息，以及遠(yuǎn)程機(jī)車針對從引導(dǎo)單元發(fā)送的消息。盡管某些操作條件下高功率的魯棒性收發(fā)器可能夠成功地將信號傳輸?shù)浇邮諉卧?，但這樣的設(shè)備可以是相對昂貴的。此外，在ー些操作情景中，甚至高功率的收發(fā)器也無法成功地實(shí)現(xiàn)通信，例如當(dāng)長的列車行駛過鄰近例如山脈等天然障礙物的彎曲軌道段時，其中引導(dǎo)單元與一個或多個遠(yuǎn)程単元之間的通信路徑受到山脈的阻礙。而且，當(dāng)列車穿過隧道時，某些收發(fā)器可不能與機(jī)車上的其他收發(fā)器通信。為了提高系統(tǒng)可靠性，分布式動カ列車通信系統(tǒng)的ー個實(shí)施例包括車外轉(zhuǎn)發(fā)器26(參見圖I)，用于接收從引導(dǎo)単元14發(fā)送的消息并且轉(zhuǎn)發(fā)(重新傳輸)消息供遠(yuǎn)程單元12A-12C接收?？裳卮┻^例如隧道的軌道長度實(shí)踐該實(shí)施例。在這樣的實(shí)施例中，車外轉(zhuǎn)發(fā)器26包括天線29 (例如，沿隧道長度安裝的泄露同軸線纜)和遠(yuǎn)程站32，用于接收并且重新傳輸由轉(zhuǎn)發(fā)器天線29的RF通信范圍內(nèi)的所有遠(yuǎn)程單元12A-12C接收的引導(dǎo)消息。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個實(shí)施例，本發(fā)明包括用于包括引導(dǎo)動力車輛和遠(yuǎn)程動力車輛的車輛編組的通信方法，其中該引導(dǎo)動力車輛包括第一和第二分隔開的天線，每個天線與無線電關(guān)聯(lián)，并且遠(yuǎn)程動力車輛包括第三和第四分隔開的天線，每個天線與無線電關(guān)聯(lián)，該方法包括。該方法進(jìn)一步包括傳輸來自引導(dǎo)動力車輛的出站消息；在遠(yuǎn)程動力車輛處，在第三天線接收該出站消息并且將代表其的信號供應(yīng)給關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第一接收信號；以及在第四天線接收該出站消息并且將代表其的信號供應(yīng)給關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第二接收信號；確定第一接收信號的第一信號質(zhì)量度量；確定第二接收信號的第二信號質(zhì)量度量；響應(yīng)于第一信號質(zhì)量度量和第二信號質(zhì)量度量選擇第一接收信號或第二接收信號供遠(yuǎn)程動力車輛處理；傳輸來自遠(yuǎn)程動力車輛的進(jìn)站消息；在引導(dǎo)動力車輛處，在第一天線接收該進(jìn)站消息并且將代表其的信號供應(yīng)給關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第三接收信號；以及在第二天線接收該出站消息并且將代表其的信號供應(yīng)給關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第四接收信號；確定第三接收信號的第三信號質(zhì)量度量；確定第四接收信號的第四信號質(zhì)量度量；以及響應(yīng)于第三信號質(zhì)量度量和第四信號質(zhì)量度量選擇第三接收信號或第四接收信號供引導(dǎo)動力車輛處 理。根據(jù)另一個實(shí)施例，本發(fā)明包括用于具有引導(dǎo)動力車輛和遠(yuǎn)程動力車輛的車輛編組的通信系統(tǒng)，該引導(dǎo)動力車輛和遠(yuǎn)程動力車輛每個包括前方天線和后方天線。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括通信信道；引導(dǎo)動力車輛，用于通過該通信信道傳輸出站消息供遠(yuǎn)程動力車輛接收；第一無線電，其與遠(yuǎn)程動力車輛中的前方天線關(guān)聯(lián)用于響應(yīng)于出站消息接收第一接收信號；以及第二無線電，其與遠(yuǎn)程動力車輛中的后方天線關(guān)聯(lián)用于響應(yīng)于出站消息接收第二接收信號，其中第一無線電確定第一接收信號的第一信號質(zhì)量度量并且第二無線電確定第二接收信號的第二信號質(zhì)量度量；比較器，用于比較第一信號質(zhì)量度量和第二信號質(zhì)量度量；處理器，用于處理具有更好的信號質(zhì)量度量的第一接收信號或第二接收信號中的一個；遠(yuǎn)程動力車輛，用于通過通信信道傳輸進(jìn)站消息供引導(dǎo)動力車輛接收；第三無線電，其與引導(dǎo)動力車輛中的前方天線關(guān)聯(lián)用于響應(yīng)于進(jìn)站消息接收第三接收信號；以及第四無線電，其與引導(dǎo)動力車輛中的后方天線關(guān)聯(lián)用于響應(yīng)于進(jìn)站消息接收第四接收信號，其中第三無線電確定第三接收信號的第三信號質(zhì)量度量并且第四無線電確定第四接收信號的第四信號質(zhì)量度量；比較器，用于比較第三信號質(zhì)量度量和第四信號質(zhì)量度量；以及處理器，用于處理具有更好的信號質(zhì)量度量的第三接收信號或第四接收信號。根據(jù)另一個實(shí)施例，本發(fā)明包括用于車輛編組的通信方法，該車輛編組包括引導(dǎo)動力車輛，其具有與第一收發(fā)器關(guān)聯(lián)的第一天線和與第二收發(fā)器關(guān)聯(lián)的第二天線；以及遠(yuǎn)程動力車輛，其具有與第三收發(fā)器關(guān)聯(lián)的第三天線和與第四收發(fā)器關(guān)聯(lián)的第四天線。該方法進(jìn)一步包括經(jīng)由第一天線傳輸來自第一收發(fā)器的出站消息或經(jīng)由第二天線傳輸來自第二收發(fā)器的出站消息，該出站消息包括多個消息字節(jié)；在第三天線和第四天線以及關(guān)聯(lián)的第三收發(fā)器和第四收發(fā)器處接收該出站消息；當(dāng)在第三收發(fā)器處接收時確定出站消息中的正確字節(jié)和錯誤字節(jié)；當(dāng)在第四收發(fā)器處接收時確定出站消息中的正確字節(jié)和錯誤字節(jié)；以及使用來自在第三收發(fā)器處接收的消息和在第四收發(fā)器處接收的消息中的一個的正確字節(jié)組合重建的消息。
根據(jù)另一個實(shí)施例，本發(fā)明包括用于車輛編組的通信方法，該車輛編組包括引導(dǎo)動力車輛和多個遠(yuǎn)程動力車輛。該方法進(jìn)一步包括傳輸來自該引導(dǎo)動力車輛的出站消息，該出站消息包括多個消息字節(jié)，多個遠(yuǎn)程動力車輛中的一個或多個接收并且重新傳輸該出站消息；在多個遠(yuǎn)程動力車輛中的一個處接收首次出現(xiàn)的出站消息；在多個遠(yuǎn)程動力車輛中的一個處接收第二次出現(xiàn)的出站消息；確定首次出現(xiàn)的出站消息中的正確字節(jié)和錯誤字節(jié)；確定第二次出現(xiàn)的出站消息中的正確字節(jié)和錯誤字節(jié)；以及使用來自首次出現(xiàn)的或第二次出現(xiàn)的出站消息的正確字節(jié)在多個遠(yuǎn)程動力車輛中的一個處組合重建的消息。


當(dāng)結(jié)合下列圖閱讀并鑒于下列詳細(xì)描述而考慮時，可以更容易地理解本發(fā)明并且其另外的優(yōu)勢和使用更顯而易見，其中
圖I和2是本發(fā)明的教導(dǎo)可以應(yīng)用的分布式動力車輛的示意圖示。圖3是用于通信系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)的正常的消息優(yōu)先級的時序圖。 圖4是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)、用于與包括四個遠(yuǎn)程單元的列車一起使用的車載消息優(yōu)先級協(xié)議的時序圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)、圖示車載消息優(yōu)先級協(xié)議的時序參數(shù)的表格。圖6是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)、用于與包括四個遠(yuǎn)程單元的列車一起使用的車載消息優(yōu)先級協(xié)議的另一個實(shí)施例的時序圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)、用于與包括三個遠(yuǎn)程單元的列車一起使用的車載消息優(yōu)先級協(xié)議的時序圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)的車外消息轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)的時序圖。圖9是圖示正常的優(yōu)先級消息協(xié)議、車載轉(zhuǎn)發(fā)器消息優(yōu)先級協(xié)議和車外轉(zhuǎn)發(fā)器消息優(yōu)先級協(xié)議的時序參數(shù)比較的表格。圖10是根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施例的分布式動力列車的示意圖示。圖11和12是描繪根據(jù)本發(fā)明的兩個實(shí)施例的處理步驟的流程圖。根據(jù)共同實(shí)踐，多種描述的特征沒有按比例繪制，而是繪制成強(qiáng)調(diào)與本發(fā)明相關(guān)的特定特征。附圖標(biāo)記在附圖和文本中指示類似的元件。
具體實(shí)施例方式在詳細(xì)描述用于根據(jù)本發(fā)明的車載消息轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)的優(yōu)先級消息協(xié)議的具體方法和設(shè)備之前，應(yīng)該注意到本發(fā)明主要在于與所述方法和設(shè)備有關(guān)的硬件和軟件元件的新穎的組合。因此，這些硬件和軟件元件已經(jīng)由圖中的常規(guī)元件代表，其僅示出與本發(fā)明有關(guān)的那些具體細(xì)節(jié)，以便沒有用對于具有本文描述的權(quán)益的本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員將顯而易見的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)掩蓋本公開。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在分布式動力列車(例如圖I的分布式動力列車10)中包括用于車載消息轉(zhuǎn)發(fā)器系統(tǒng)的優(yōu)先級消息協(xié)議，當(dāng)每個連續(xù)遠(yuǎn)程單元12A-12C接收并且重新傳輸消息時，從引導(dǎo)單元14傳輸?shù)南氖锥搜亓熊囅蛳驴缭?leapfrog)到列車末端。此外，當(dāng)列車進(jìn)入其中引導(dǎo)機(jī)車單元可不成功地與每個遠(yuǎn)程單元直接通信的環(huán)境中時(例如，當(dāng)列車進(jìn)入隧道時)，通信系統(tǒng)可根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)自動切換到用于車載消息轉(zhuǎn)發(fā)(OBMR)的優(yōu)先級協(xié)議。例如，當(dāng)通信系統(tǒng)經(jīng)歷超出預(yù)定固定持續(xù)時間(例如一分鐘)的中斷時，出現(xiàn)這樣的切換。在一個實(shí)施例中，OBMR協(xié)議一旦被激活，其持續(xù)十五分鐘有效，這之后通信系統(tǒng)回到正常優(yōu)先級消息協(xié)議操作，即，如結(jié)合圖3描述的。在另一個實(shí)施例中，通信系統(tǒng)可以配置為連續(xù)OBMR操作或OBMR操作可以由引導(dǎo)機(jī)車操作員手動激活。圖4圖示用于包括引導(dǎo)單元和四個遠(yuǎn)程單元的列車的示范性O(shè)BMR協(xié)議。在該模式中，引導(dǎo)單元傳輸命令消息(即，在遠(yuǎn)程單元處給出新的功能的命令的消息或請求遠(yuǎn)程單元狀態(tài)信息并且還包括最近的先前傳輸?shù)拿畹臓顟B(tài)更新消息)。第一遠(yuǎn)程單元接收出站命令消息并且轉(zhuǎn)發(fā)該消息供由列車中的其他遠(yuǎn)程單元接收。如在圖4中圖示的，引導(dǎo)單元傳輸在時間t=0后的625毫秒處開始。該間隔只是示范性的并且代表在引導(dǎo)單元處接收消息和傳輸來自引導(dǎo)單元的隨后的命令之間的預(yù)定最小間隔。注意示范性50毫秒使消息傳輸結(jié)束和消息重新傳輸之間的間隔延遲，并且還使分配的示范性30毫秒無線電(收發(fā)器)打開時間延遲。一般，由引導(dǎo)單元發(fā)送的命令消息、由遠(yuǎn)程單元發(fā)送的消息以及消息傳輸之間的間隔在長度上是固定的。然而，這些長度可根 據(jù)需要對于本發(fā)明的具體應(yīng)用變化并且在不同的鐵路操作員之間可不同。與上文描述的正常通信模式不同，根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，第一遠(yuǎn)程在接收從當(dāng)時的引導(dǎo)機(jī)車發(fā)送的出站消息時不傳輸返回狀態(tài)消息。相反，第一遠(yuǎn)程單元(以及每個隨后的遠(yuǎn)程的單元)轉(zhuǎn)發(fā)出站消息，由此允許出站消息沿列車長度傳播，而不招致從每個遠(yuǎn)程單元的進(jìn)站(即，在朝引導(dǎo)機(jī)車的方向上)狀態(tài)消息傳輸?shù)臅r間懲罰。如可以從圖4看到的，每個遠(yuǎn)程單元在其相應(yīng)的預(yù)定義時隙(在接收出站消息之后的預(yù)定時間間隔，在另一個遠(yuǎn)程單元已經(jīng)傳輸傳輸?shù)某稣鞠⒅?，或在另一個遠(yuǎn)程單元已經(jīng)傳輸響應(yīng)之后)內(nèi)重新傳輸出站消息。從而消息沿列車向下跨越供每個遠(yuǎn)程單元接收。當(dāng)出站消息由最后的遠(yuǎn)程重新傳輸時，沒有狀態(tài)消息已經(jīng)回到引導(dǎo)機(jī)車。本發(fā)明的某些實(shí)施例的一個前提是列車的每個機(jī)車接收(例如，“聽見”)從引導(dǎo)機(jī)車以及從遠(yuǎn)程機(jī)車發(fā)送的消息，盡管這可由于干擾、低信號強(qiáng)度等而并不總是真實(shí)的。如上文描述的引導(dǎo)單元和遠(yuǎn)程單元處的信號時序參數(shù)和動作基于該前提。例如，如果遠(yuǎn)程單元未能接收引導(dǎo)消息，則在引導(dǎo)單元未能接收來自該遠(yuǎn)程機(jī)車的響應(yīng)時發(fā)現(xiàn)該情形。引導(dǎo)機(jī)車采取校正動作，其包括重新傳輸原始消息。而且，可以從圖4看到，每個遠(yuǎn)程機(jī)車自接收來自引導(dǎo)機(jī)車或來自之前的遠(yuǎn)程機(jī)車的消息(從接收出站消息或從接收進(jìn)站消息)等待預(yù)定時間，其中“之前”指較早接收到消息并且傳輸響應(yīng)消息或重新傳輸接收的消息的機(jī)車。然而，如果之前的遠(yuǎn)程機(jī)車未接收消息，其明顯地?zé)o法傳輸響應(yīng)消息或重新傳輸原始消息。在這些情況下，期望來自之前的機(jī)車的響應(yīng)的遠(yuǎn)程機(jī)車將不接收該響應(yīng)。期望該響應(yīng)的遠(yuǎn)程機(jī)車將因此自接收最后的消息等待預(yù)定時間直到發(fā)送其自身的消息或重新傳輸原始消息。當(dāng)如上文描述的那樣設(shè)置通信系統(tǒng)時，每個機(jī)車配置成反應(yīng)其在列車中的位置。從而由機(jī)車發(fā)送的每個消息包括傳輸機(jī)車的標(biāo)識符。每個接收消息的每個機(jī)車可以因此確定傳輸消息的機(jī)車并且可以確定列車中傳輸機(jī)車相對于接收機(jī)車的位置的位置。當(dāng)最后的遠(yuǎn)程(第η遠(yuǎn)程)接收命令消息時，最后的遠(yuǎn)程將其狀態(tài)消息(即，進(jìn)站消息)發(fā)送回先前的第(η-i)遠(yuǎn)程。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，當(dāng)配置通信系統(tǒng)或鏈接引導(dǎo)單元和遠(yuǎn)程單元時，離引導(dǎo)單元最遠(yuǎn)的遠(yuǎn)程單元配置為最后的遠(yuǎn)程，即，最后的遠(yuǎn)程“知道”其是列車中的最后的遠(yuǎn)程。從而當(dāng)最后的遠(yuǎn)程單元接收出站消息時，其用其狀態(tài)消息做出響應(yīng)。遠(yuǎn)程單元3(在n=4的情況下)接收來自遠(yuǎn)程單元4的狀態(tài)消息并且存儲接收的狀態(tài)消息直到其指定的時隙，在該時隙時間處遠(yuǎn)程單元3轉(zhuǎn)發(fā)遠(yuǎn)程單元4狀態(tài)消息并且附加其自身的狀態(tài)消息，在引導(dǎo)單元的方向上(即，到第二遠(yuǎn)程)傳輸這兩個狀態(tài)消息。在引導(dǎo)單元的方向上,遠(yuǎn)程單元2接收來自遠(yuǎn)程單元4和3的狀態(tài)消息，并且傳輸這些狀態(tài)消息,加上其自身的狀態(tài)消息。過程繼續(xù)直到每個遠(yuǎn)程單元的狀態(tài)消息到達(dá)引導(dǎo)單元作為級聯(lián)消息，其包括來自每個遠(yuǎn)程單元的狀態(tài)消息。如可以從圖4看到的，這發(fā)生在t=4377毫秒，或從開始傳輸出站命令消息到在引導(dǎo)單元處接收所有狀態(tài)消息的總耗時3752毫秒。根據(jù)分布式動力列車通信系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)操作程序，在最初從引導(dǎo)單元傳輸消息或在消息相繼由遠(yuǎn)程單元轉(zhuǎn)發(fā)時遠(yuǎn)程單元未接收出站消息的情況下，未接收遠(yuǎn)程單元將不向引導(dǎo)單元匯報(bào)狀態(tài)消息。引導(dǎo)單元期望來自遠(yuǎn)程單元中的每個的狀態(tài)消息并且如果遠(yuǎn)程單元中的任何遠(yuǎn)程單元未接收命令消息則可以從接收的狀態(tài)消息(每個遠(yuǎn)程單元狀態(tài)消息包 括遠(yuǎn)程單元標(biāo)識符)確定是哪個。從而如果引導(dǎo)單元未接收來自一個或多個遠(yuǎn)程的狀態(tài)消息，命令由引導(dǎo)單元重新傳輸。根據(jù)一個實(shí)施例，通過引導(dǎo)單元顯示器上適當(dāng)?shù)闹甘靖嬷龑?dǎo)操作員該遠(yuǎn)程單元缺少。如可以由本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員意識到的，除預(yù)期的接收遠(yuǎn)程單元外，由遠(yuǎn)程單元傳輸?shù)臓顟B(tài)消息還可由遠(yuǎn)程單元接收，即，在預(yù)期接收單元是在朝列車的引導(dǎo)單元的方向上鄰近傳輸遠(yuǎn)程單元的一個遠(yuǎn)程單元的地方。例如，在圖4的具有四個遠(yuǎn)程單元的分布式動力列車中，遠(yuǎn)程單元2和3都可接收由遠(yuǎn)程單元4傳輸?shù)臓顟B(tài)消息。遠(yuǎn)程單元2存儲遠(yuǎn)程4狀態(tài)消息直到其指定的傳輸時隙或直到從接收來自最后的遠(yuǎn)程的消息到傳輸消息的指定時間間隔。從而遠(yuǎn)程單元2可接收遠(yuǎn)程4狀態(tài)消息兩次(I)當(dāng)最初由遠(yuǎn)程單元4傳輸時，以及(2)當(dāng)由遠(yuǎn)程單元3重新傳輸時。多次接收狀態(tài)消息的能力提高引導(dǎo)單元接收來自接收命令消息的每個遠(yuǎn)程單元的狀態(tài)消息的概率。在一個實(shí)施例中，如在上文剛剛描述的，接收消息兩次的遠(yuǎn)程單元逐字節(jié)比較這兩個消息。消息的每個字節(jié)包括錯誤檢測代碼(例如，奇偶校驗(yàn))，從而允許確定每個字節(jié)是無錯誤的(奇偶校驗(yàn)指示沒有出現(xiàn)錯誤)或包含錯誤(奇偶校驗(yàn)指示出現(xiàn)至少一個錯誤)。如果第一消息中的字節(jié)未通過奇偶校驗(yàn)并且第二消息中相同的字節(jié)通過奇偶校驗(yàn)，則該第一消息中未通過的字節(jié)被來自該第二消息的正確字節(jié)所取代。在另一個實(shí)施例中，在天線29A和29B兩者接收消息并且通過遠(yuǎn)程機(jī)車15、12A、12B和12C以及引導(dǎo)機(jī)車14中的任何機(jī)車的關(guān)聯(lián)的收發(fā)器28A和28B處理該消息。參見圖I。根據(jù)情況，通過引導(dǎo)站30或遠(yuǎn)程站32處理這兩個消息，其中逐字節(jié)比較這兩個消息。每個消息的每個字節(jié)包括錯誤檢測代碼(例如，奇偶校驗(yàn))，從而允許確定字節(jié)是無錯誤的(奇偶校驗(yàn)指示沒有錯誤存在)或字節(jié)包含至少一個錯誤(奇偶校驗(yàn)指示存在至少一個錯誤)。如果第一消息中的字節(jié)未通過奇偶校驗(yàn)并且第二消息中相同的字節(jié)通過奇偶校驗(yàn)，則該第一消息中未通過的字節(jié)被來自該第二消息的正確字節(jié)所取代以組合校正的消息。然后通過關(guān)聯(lián)的引導(dǎo)站30或遠(yuǎn)程站32處理該校正的消息。圖5是指示對列車(其包括一個引導(dǎo)機(jī)車和四個遠(yuǎn)程機(jī)車，如在圖4中圖示的)轉(zhuǎn)發(fā)的車載消息的消息優(yōu)先級協(xié)議的相對傳輸順序、延遲時間、和消息內(nèi)容的表格。然而，當(dāng)遠(yuǎn)程單元傳輸時，從圖5的第三列開始的對于每個隨后傳輸?shù)倪h(yuǎn)程的時間延遲期間如下文解釋的那樣遞減。在圖示的實(shí)施例中，從一個單元傳輸?shù)慕Y(jié)束與從另一個單元傳輸?shù)拈_始之間的時間延遲是50毫秒。當(dāng)每個遠(yuǎn)程單元傳輸時，對于每個要傳輸?shù)碾S后的遠(yuǎn)程的時間延遲減少了 50毫秒，從而允許在維持每個單元的傳輸之間的50毫秒時每個遠(yuǎn)程單元按順序傳輸。如果遠(yuǎn)程單元在其限定的時間延遲之后未傳輸，則每個隨后的遠(yuǎn)程認(rèn)識到此并且在接收隨后的單元的傳輸時相應(yīng)地調(diào)整其自身的時間延遲。例如，如果遠(yuǎn)程單元I未傳輸，遠(yuǎn)程單元2在其傳輸之前自引導(dǎo)單元傳輸結(jié)束等待100毫秒。如果遠(yuǎn)程單元2傳輸，則每個隨后傳輸?shù)倪h(yuǎn)程單元認(rèn)識到這兩個遠(yuǎn)程應(yīng)該在該時間幀中傳輸并且從其時間延遲減去100毫秒；遠(yuǎn)程單元3在遠(yuǎn)程單元2傳輸結(jié)束之后50毫秒(150 — 100毫秒)傳輸,其中遠(yuǎn)程4傳輸延遲在遠(yuǎn)程2傳輸結(jié)束后調(diào)整到100毫秒(200 - 100 毫秒)，等。但如果遠(yuǎn)程單元2未傳輸(并且遠(yuǎn)程單元I未傳輸)則遠(yuǎn)程單元3設(shè)置成在引導(dǎo) 單元傳輸結(jié)束后150毫秒并傳輸且當(dāng)遠(yuǎn)程單元3傳輸時，每個隨后傳輸?shù)倪h(yuǎn)程單元認(rèn)識到三個遠(yuǎn)程單元應(yīng)該在該時間幀中傳輸并且從其時間延遲減去150毫秒。最終,如果遠(yuǎn)程單元1、2和3未傳輸,則遠(yuǎn)程單元4自引導(dǎo)單元傳輸結(jié)束等待200毫秒來傳輸并且當(dāng)遠(yuǎn)程4傳輸時，每個隨后傳輸?shù)倪h(yuǎn)程單元將認(rèn)識到四個遠(yuǎn)程單元應(yīng)該在該時間幀中傳輸并且每個因此從其時間延遲減去200毫秒。在另一個示例中，如果引導(dǎo)單元和第一遠(yuǎn)程單元傳輸，則第二遠(yuǎn)程單元在從第一遠(yuǎn)程傳輸結(jié)束的100 — 50=50毫秒處傳輸。第三和第四遠(yuǎn)程單元也從它們的延遲期間減去50毫秒并且它們分別被設(shè)置成如果遠(yuǎn)程單元2不傳輸則從第一遠(yuǎn)程傳輸結(jié)束的100毫秒和150毫秒處傳輸。當(dāng)?shù)诙h(yuǎn)程單元在第一遠(yuǎn)程傳輸結(jié)束后的50毫秒傳輸時,所有隨后的遠(yuǎn)程從它們先前調(diào)整的時間延遲(即，由于遠(yuǎn)程單元I傳輸而引起的先前減去50毫秒的調(diào)整)減去50毫秒并且第三遠(yuǎn)程單元在從第二遠(yuǎn)程傳輸結(jié)束的100 — 50=50毫秒處傳輸。第四遠(yuǎn)程單元也從其先前調(diào)整的延遲減去50毫秒并且設(shè)置成如果遠(yuǎn)程單元3不傳輸則在從第二遠(yuǎn)程傳輸結(jié)束的150-50毫秒=100毫秒處傳輸。當(dāng)?shù)谌h(yuǎn)程單元在第二遠(yuǎn)程傳輸結(jié)束后的50毫秒傳輸時，則所有隨后的遠(yuǎn)程再次從它們先前調(diào)整的時間延遲減去50毫秒并且第四遠(yuǎn)程單元在從第三遠(yuǎn)程傳輸結(jié)束的100~50=50暈秒處傳輸。一般，當(dāng)每個遠(yuǎn)程單元傳輸并且消息由所有其他遠(yuǎn)程單元接收時，則還未傳輸消息的每個遠(yuǎn)程單元從其指配的時間延遲期間減去50毫秒。時間延遲期間的該縮短減少了消息沿列車上下跨越所需要的時間?？紤]一個或多個遠(yuǎn)程單元不傳輸?shù)那榫?。例如假設(shè)引導(dǎo)單元傳輸命令消息并且遠(yuǎn)程單元I在命令消息結(jié)束后的50毫秒傳輸命令消息。在該時間點(diǎn)，每個遠(yuǎn)程單元聽到來自遠(yuǎn)程單元I的傳輸并且因此從其指配的時間延遲減去50毫秒。進(jìn)一步假設(shè)遠(yuǎn)程單元2在遠(yuǎn)程單元I結(jié)束其傳輸后的50毫秒未傳輸。遠(yuǎn)程單元3因此已經(jīng)將其時間延遲減少到150-50=100毫秒，其中減少5 O毫秒是由于遠(yuǎn)程單元I的傳輸。遠(yuǎn)程單元3將在最后的傳輸結(jié)束后的100毫秒傳輸，這在該情況下是來自遠(yuǎn)程單元I的傳輸。
相反假設(shè)遠(yuǎn)程單元I未傳輸來自引導(dǎo)單元的消息并且遠(yuǎn)程單元2未傳輸消息。遠(yuǎn)程單元3因此在自引導(dǎo)單元傳輸結(jié)束的150毫秒處傳輸。遠(yuǎn)程單元4從其指配的時間延遲減去150毫秒(由于認(rèn)識到遠(yuǎn)程1、2和3應(yīng)該在該時間幀中傳輸)；200-150=50毫秒。遠(yuǎn)程單元4將在遠(yuǎn)程單元3傳輸結(jié)束后的50毫秒傳輸。如可以看到的，50毫秒間隔是滑動間隔，使得遠(yuǎn)程單元無論何時傳輸信號，下一個遠(yuǎn)程在引發(fā)其傳輸之前自傳輸結(jié)束等待50毫秒。如果遠(yuǎn)程單元未傳輸信號則隨后的遠(yuǎn)程單元對傳輸或應(yīng)該傳輸信號的每個遠(yuǎn)程單元等待它們的小于50毫秒的指配時間延遲期間。根據(jù)結(jié)合圖4和5描述的OBMR協(xié)議的變化形式，在狀態(tài)消息由遠(yuǎn)程單元在引導(dǎo)單元的方向上傳輸?shù)钠陂g，出站命令消息也由遠(yuǎn)程單元傳輸來最大化每個遠(yuǎn)程單元接收命令消息的機(jī)會。該情景(其在圖6中圖示)使傳輸來自引導(dǎo)單元的命令消息與在引導(dǎo)單元處接收遠(yuǎn)程狀態(tài)消息之間的時間延長，有益于增加每個遠(yuǎn)程單元接收出站消息的概率。圖7是對于包括引導(dǎo)機(jī)車和三個遠(yuǎn)程機(jī)車的列車的車載消息轉(zhuǎn)發(fā)器的消息優(yōu)先級協(xié)議的時序圖。如結(jié)合圖4在上文描述的，包括三個遠(yuǎn)程單元的分布式動力列車的實(shí)現(xiàn)原則與四個遠(yuǎn)程單元分布式動力列車的實(shí)施相同。如可以由本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員意識到的，在圖6中圖示的實(shí)施例(其中遠(yuǎn)程單元重新傳輸命令消息)還可以應(yīng)用于包括引導(dǎo)單元和三個遠(yuǎn)程機(jī)車(或包括任何數(shù)量的遠(yuǎn)程單元的列車)的列車。圖8是當(dāng)用在上文結(jié)合圖I描述的車外消息轉(zhuǎn)發(fā)器26操作時正常通信時序協(xié)議的時序圖。引導(dǎo)單元在時間間隔200期間傳輸由消息轉(zhuǎn)發(fā)器26在時間間隔202期間接收并且重新傳輸?shù)拿钕?。四個遠(yuǎn)程單元中的每個在其分配的時隙期間接收轉(zhuǎn)發(fā)的命令消息并且用其狀態(tài)消息做出響應(yīng)。在時間間隔206期間，轉(zhuǎn)發(fā)器26接收所有的遠(yuǎn)程單元狀態(tài)消息并且重新傳輸它們用于由引導(dǎo)單元14接收，這之后消息間隔結(jié)束。圖8中引用的效用消息210是由轉(zhuǎn)發(fā)器26發(fā)送到在轉(zhuǎn)發(fā)器26的無線電范圍中的所有引導(dǎo)單元的消息，其使所有接收引導(dǎo)單元延遲傳輸。例如，該效用消息防止在隧道外部的引導(dǎo)單元與在隧道內(nèi)部的遠(yuǎn)程單元同時傳輸。圖9比較現(xiàn)有技術(shù)的正常消息協(xié)議、本發(fā)明的OBMR協(xié)議、和當(dāng)用車外消息轉(zhuǎn)發(fā)器操作時的正常消息時序協(xié)議的消息延遲時間。在其他實(shí)施例中，本發(fā)明的通信系統(tǒng)進(jìn)一步包括天線/無線電多樣性特征和/或信號選擇特征，其有利于克服例如由多路徑信號傳播、信號反射和信號阻塞(例如由于用于由架空線纜向機(jī)車供應(yīng)電功率的機(jī)車安裝的受電弓)引起的信號傳輸路徑故障。每個雙機(jī)車編組包括前方機(jī)車250A/250B/250C和后方機(jī)車252A/252B/252C (參見圖10)，每個機(jī)車進(jìn)一步包括前方無線電260A/260B/260C和后方無線電262A/262B/262C,每個前方無線電結(jié)合天線266A/266B/266C操作并且每個后方無線電結(jié)合天線268A/268B/268C操作，分別用于接收從列車270的其他機(jī)車發(fā)送的消息。編組機(jī)車由MU(多個單元)線纜253A/253B/253C耦合。根據(jù)常規(guī)的鐵路說法，前方機(jī)車250A/250B/250C被指定為“A”單元，其通過由“A”單元中的列車操作員引發(fā)并且通過MU線纜253A/253B/253C供應(yīng)給機(jī)車252A/252B/252C或“B”單元的控制信號控制該“B”單元。注意本文描述的概念還應(yīng)用于單個機(jī)車，其包括兩個無線電和關(guān)聯(lián)的兩個天線，一個位于機(jī)車的每個末端處，其中受電弓或另一個障礙物位于這兩個天線之間。
當(dāng)激活通信系統(tǒng)時，每個機(jī)車編組中的前方無線電260A/260B/260C和后方無線電262A/262B/262C被激活。從而每個編組中的兩個無線電都接收由列車270中的其他單元傳輸?shù)南ⅰＧ胺綗o線電260A/260B/260C和后方無線電262A/262B/262C都確定每個接收的消息的信號質(zhì)量度量(例如信號強(qiáng)度、誤碼率、或有效數(shù)據(jù)接收)。在比較器/處理器276A/276B/276C中比較信號質(zhì)量度量，并且具有更好的信號質(zhì)量度量的消息被選擇為操作消息供機(jī)車編組使用。根據(jù)實(shí)施例，對在前方無線電260A/260B/260C和后方無線電262A/262B/262C處接收的所有消息確定信號質(zhì)量度量來為該編組選擇操作消息。例如，每個接收的無線電消息可以通過使消息從屬于錯誤檢測和校正算法、之后根據(jù)本發(fā)明處理來確定在編組的每個無線電處接收的信號的信號質(zhì)量度量而被證實(shí)是正確的，從這為編組選擇操作消息。備選地，代替處理整個信號用于確定信號質(zhì)量度量，僅分析第一組消息位來確定消息的信號質(zhì)量度量。具有更好的信號質(zhì)量度量的消息被選擇為編組的操作消息。
典型地，出站消息從引導(dǎo)編組的天線/無線電268A/262A傳輸并且狀態(tài)消息從遠(yuǎn)程編組的天線/無線電266B/260B和266C/260C傳輸。在又一個實(shí)施例中，為了最小化可能中斷接收的信號的正確接收的干擾，天線266A/266B/266C (和對應(yīng)的無線電260A/260B/260C)中的一個或天線 268A/268B/268C (和對應(yīng)的無線電 262A/262B/262C)中的一個響應(yīng)于傳輸?shù)男盘柕钠谕较虮贿x擇為傳輸天線。注意天線266A/266B/266C靠近關(guān)聯(lián)的機(jī)車編組的前端設(shè)置(假設(shè)由箭頭11指示的行駛方向)并且天線268A/268B/268C設(shè)置在關(guān)聯(lián)的機(jī)車編組的后端。無線電260A/260B/260C/262A/262B/262C確定傳輸信號(例如，基于信號和/或信號中包含的信息的類型的進(jìn)站或出站)的預(yù)期方向并且選擇最接近預(yù)期的接收天線/無線電的傳輸天線/無線電。例如，如果包括機(jī)車250A和252A的機(jī)車編組是引導(dǎo)編組并且期望傳輸出站消息到包括機(jī)車250B和252B的機(jī)車編組，則天線/無線電268A/262A被選擇為操作天線。當(dāng)每個機(jī)車包括受電弓280用于從架空電流源(未在圖10中示出)向機(jī)車供應(yīng)電流時該特征可尤其有益。根據(jù)該實(shí)施例，選擇天線(和對應(yīng)的無線電)使得期望的信號方向遠(yuǎn)離受電弓。作為另外的示例，如果包括機(jī)車250B和252B的遠(yuǎn)程機(jī)車編組發(fā)送信號到包括機(jī)車250A和252A的機(jī)車編組，則天線/無線電266B/260B選為操作天線/無線電。圖11是圖示用于根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例實(shí)現(xiàn)信號選擇功能的方法的流程圖。在一個實(shí)施例中，圖11的方法在鐵路列車的機(jī)車內(nèi)(例如，在機(jī)車260A/260B/260C/262A/262B/262C內(nèi))的微處理器和關(guān)聯(lián)的存儲器元件中實(shí)施。在這樣的實(shí)施例中，圖11的步驟代表存儲在存儲器元件并且在微處理器中可操作的程序。當(dāng)在微處理器中實(shí)施時，程序代碼使微處理器配置成創(chuàng)建邏輯和算術(shù)運(yùn)算來處理流程圖步驟。本發(fā)明還可在用包含指令的已知計(jì)算機(jī)語言編寫的計(jì)算機(jī)程序代碼的形式中體現(xiàn)，該指令包含在例如軟盤、CD-ROM、硬驅(qū)動器、可移除介質(zhì)或任何其他計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)等有形介質(zhì)中。當(dāng)程序代碼裝載到由微處理器控制的通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)中并且由其執(zhí)行時，計(jì)算機(jī)變成用于實(shí)踐本發(fā)明的設(shè)備。例如，本發(fā)明還可以在計(jì)算機(jī)程序代碼的形式中體現(xiàn)，無論其是否通過光纖或經(jīng)由電磁輻射存儲在存儲介質(zhì)中或通過傳輸介質(zhì)傳輸(例如通過電布線或線纜)，該存儲介質(zhì)裝載到計(jì)算機(jī)和/或由計(jì)算機(jī)執(zhí)行，其中當(dāng)計(jì)算機(jī)程序代碼裝載到計(jì)算機(jī)中或由計(jì)算機(jī)執(zhí)行時，該計(jì)算機(jī)變成用于實(shí)踐本發(fā)明的設(shè)備。圖11的流程圖在步驟300開始，其中通信系統(tǒng)被激活，從而每個機(jī)車編組中的前方無線電(圖10中的260A/260B/260C)和后方無線電(圖10中的262A/262B/262C)被激活。如在步驟302指示的，每個編組中的無線電裝置(radios)都接收由列車270中的其他單元傳輸?shù)南ⅰＨ缭诓襟E304指示的，前方無線電和后方無線電都確定每個接收的消息的信號質(zhì)量度量(例如信號強(qiáng)度、誤碼率、或有效數(shù)據(jù)的接收)。在步驟306比較信號質(zhì)量度量并且具有更好的信號質(zhì)量度量的消息被選擇為(參見步驟310)操作消息供機(jī)車編組使用。圖12的流程圖描繪本發(fā)明的一個實(shí)施例的天線/無線電多樣性特征。在步驟330，產(chǎn)生信號用于傳輸?shù)搅熊囍械牧硪粋€機(jī)車。在步驟332，確定傳輸?shù)男盘?例如，基于信號和/或信號包含的信息的類型的進(jìn)站或出站)的預(yù)期方向。在步驟3 34，傳輸天線/無線電被選擇為最接近預(yù)期接收天線/無線電的天線/無線電。已經(jīng)關(guān)于鐵路列車描述本文的某些實(shí)施例。除非另外規(guī)定(例如在權(quán)利要求中)，這樣的實(shí)施例中的任何實(shí)施例也可適用于軌道車輛編組，或更一般地，可適用于其他車輛編組，“車輛編組”指沿路線一起行駛的一組鏈接車輛。例如，“軌道車輛編組”是沿一組軌道或其他導(dǎo)軌一起行駛的一組鏈接車輛。作為另一個示例，“海洋車輛編組”是鏈接在一起沿水路行駛的一組船舶。另外，已經(jīng)關(guān)于機(jī)車描述本文的其他實(shí)施例。除非另外規(guī)定(例如在權(quán)利要求中)，這樣的實(shí)施例中的任何實(shí)施例也可適用于動力軌道車輛，或更一般地，可適用于其他動力車輛?！皠恿囕v”是能夠自推進(jìn)的車輛(海洋、道路、越野的，等)?！皠恿壍儡囕v”是配置為沿一對軌道或其他導(dǎo)軌自推進(jìn)的車輛。盡管已經(jīng)參照多種實(shí)施例描述本發(fā)明，本領(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員將理解可做出多種改變并且其的元件可被等同元件所代替而不偏離本發(fā)明的范圍。本發(fā)明的范圍進(jìn)一步包括來自本文闡述的多種實(shí)施例的元件的任何組合。另外，可做出修改以使具體情況適應(yīng)于本發(fā)明的教導(dǎo)而不偏離其本質(zhì)范圍。因此，規(guī)定本發(fā)明不限于公開作為預(yù)期用于實(shí)施本發(fā)明的最佳模式的特定實(shí)施例，而本發(fā)明將包括落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于包括引導(dǎo)動カ車輛和遠(yuǎn)程動カ車輛的車輛編組的通信方法，其中，所述引導(dǎo)動カ車輛包括每個天線與無線電關(guān)聯(lián)的第一和第二分隔開的天線，并且所述遠(yuǎn)程動カ車輛包括每個天線與無線電關(guān)聯(lián)的第三和第四分隔開的天線，所述方法包括 傳輸來自所述引導(dǎo)動カ車輛的出站消息； 在所述遠(yuǎn)程動カ車輛處，在所述第三天線處接收所述出站消息并且將代表其的信號供應(yīng)給所關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第一接收信號，以及在所述第四天線處接收所述出站消息并且將代表其的信號供應(yīng)給所關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第二接收信號； 確定所述第一接收信號的第一信號質(zhì)量度量； 確定所述第二接收信號的第二信號質(zhì)量度量；響應(yīng)于所述第一信號質(zhì)量度量和第二信號質(zhì)量度量選擇所述第一接收信號或所述第二接收信號供所述遠(yuǎn)程動カ車輛處理； 傳輸來自所述遠(yuǎn)程動カ車輛的進(jìn)站消息； 在所述引導(dǎo)動カ車輛處，在所述第一天線處接收所述進(jìn)站消息并且將代表其的信號供應(yīng)給所關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第三接收信號，以及在所述第二天線處接收所述出站消息并且將代表其的信號供應(yīng)給所關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第四接收信號； 確定所述第三接收信號的第三信號質(zhì)量度量； 確定所述第四接收信號的第四信號質(zhì)量度量；以及 響應(yīng)于所述第三信號質(zhì)量度量和所述第四信號質(zhì)量度量選擇所述第三接收信號或第四接收信號供所述引導(dǎo)動カ車輛處理。
2.如權(quán)利要求I所述的通信方法，其中，所述第一信號質(zhì)量度量、第二信號質(zhì)量度量、第三信號質(zhì)量度量和第四信號質(zhì)量度量每個包括信號強(qiáng)度、誤碼率和信噪比中的ー個。
3.如權(quán)利要求I所述的通信方法，其中，確定所述第一信號質(zhì)量度量、第二信號質(zhì)量度量、第三信號質(zhì)量度量和第四信號質(zhì)量度量的所述步驟進(jìn)ー步包括確定所述相應(yīng)的第一接收信號、第二接收信號、第三接收信號和第四接收信號的段的所述第一信號質(zhì)量度量、第二信號質(zhì)量度量、第三信號質(zhì)量度量和第四信號質(zhì)量度量中的至少ー個。
4.一種用于包括引導(dǎo)編組和遠(yuǎn)程編組的車輛編組的通信方法，所述引導(dǎo)編組包括前方動カ車輛和后方動カ車輛，所述遠(yuǎn)程編組包括前方動カ車輛和后方動カ車輛，其中，所述引導(dǎo)編組和所述遠(yuǎn)程編組中的每個的所述前方動カ車輛和所述后方動カ車輛的每個都包括天線和關(guān)聯(lián)的無線電，所述方法包括 傳輸來自所述引導(dǎo)編組的出站消息； 在所述遠(yuǎn)程編組處，在所述前方動カ車輛的所述天線處接收所述出站消息并且將接收信號供應(yīng)給所關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第一接收信號，以及在所述后方動カ車輛的所述天線處接收所述出站消息并且將所述接收信號供應(yīng)給所關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第二接收信號; 確定所述第一接收信號的第一信號質(zhì)量度量； 確定所述第二接收信號的第二信號質(zhì)量度量； 響應(yīng)于所述第一信號質(zhì)量度量和所述第二信號質(zhì)量度量選擇所述第一接收信號或所述第二接收信號供所述遠(yuǎn)程編組處理； 傳輸來自所述遠(yuǎn)程編組的進(jìn)站消息； 在所述引導(dǎo)編組處，在所述前方動カ車輛的所述天線處接收所述進(jìn)站消息并且將接收信號供應(yīng)給所關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第三接收信號，以及在所述后方動カ車輛的所述天線處接收所述進(jìn)站消息并且將接收信號供應(yīng)給所關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第四接收信號； 確定所述第三接收信號的第三信號質(zhì)量度量； 確定所述第四接收信號的第四信號質(zhì)量度量；以及 響應(yīng)于所述第三信號質(zhì)量度量和所述第四信號質(zhì)量度量選擇所述第三接收信號或第四接收信號供所述引導(dǎo)編組處理。
5.如權(quán)利要求4所述的通信方法，其中，所述第一信號質(zhì)量度量、第二信號質(zhì)量度量、第三信號質(zhì)量度量和第四信號質(zhì)量度量每個包括信號強(qiáng)度、誤碼率和信噪比中的ー個。
6.如權(quán)利要求4所述的通信方法，其中，確定所述第一信號質(zhì)量度量、第二信號質(zhì)量度量、第三信號質(zhì)量度量和第四信號質(zhì)量度量的所述步驟進(jìn)ー步包括確定所述相應(yīng)的第一接收信號、第二接收信號、第三接收信號和第四接收信號的段的所述第一信號質(zhì)量度量、第二信號質(zhì)量度量、第三信號質(zhì)量度量和第四信號質(zhì)量度量。
7.一種用于包括引導(dǎo)動カ車輛和至少兩個遠(yuǎn)程編組的車輛編組的通信方法，每個遠(yuǎn)程編組包括前方動カ車輛和后方動カ車輛，其中，所述前方動カ車輛、所述后方動カ車輛和所述引導(dǎo)動カ車輛中的每個包括用于通過通信信道傳輸和接收信號的天線和關(guān)聯(lián)的無線電，所述方法包括 在所述遠(yuǎn)程編組中的ー個處 產(chǎn)生要通過所述通信信道傳輸?shù)南ⅲ? 確定用于接收所述信號的預(yù)期無線電；以及 響應(yīng)于所述確定步驟傳輸來自所述前方動カ車輛或所述后方動カ車輛的所述信號。
8.如權(quán)利要求7所述的通信方法，其中，傳輸?shù)乃霾襟E進(jìn)ー步包括從所述前方動カ車輛或所述后方動カ車輛中的一個傳輸，所述前方動カ車輛或所述后方動カ車輛中的所述ー個最接近與用于接收所述信號的所述無線電關(guān)聯(lián)的所述天線。
9.如權(quán)利要求7所述的通信方法，其中，確定的所述步驟進(jìn)ー步包括確定所述預(yù)期無線電是在自所述遠(yuǎn)程編組的進(jìn)站方向上還是出站方向上，并且所述傳輸?shù)乃霾襟E進(jìn)ー步包括選擇所述前方動力車輛來傳輸進(jìn)站信號以及選擇所述后方動力車輛來傳輸出站信號。
10.一種用于具有引導(dǎo)動カ車輛和遠(yuǎn)程動カ車輛的車輛編組的通信系統(tǒng)，所述引導(dǎo)動カ車輛和遠(yuǎn)程動カ車輛每個包括前方天線和后方天線，所述通信系統(tǒng)包括 通信信道；所述引導(dǎo)動カ車輛，用于通過所述通信信道傳輸出站消息供所述遠(yuǎn)程動カ車輛接收；第一無線電，其與所述遠(yuǎn)程動カ車輛中的所述前方天線關(guān)聯(lián)用于響應(yīng)于所述出站消息接收第一接收信號；以及第ニ無線電，其與所述遠(yuǎn)程動カ車輛中的所述后方天線關(guān)聯(lián)用于響應(yīng)于所述出站消息接收第二接收信號，其中，所述第一無線電確定所述第一接收信號的第一信號質(zhì)量度量并且所述第二無線電確定所述第二接收信號的第二信號質(zhì)量度量； 用于比較所述第一信號質(zhì)量度量和所述第二信號質(zhì)量度量的比較器； 用于處理具有更好的信號質(zhì)量度量的所述第一接收信號或所述第二接收信號中的一個的處理器； 所述遠(yuǎn)程動カ車輛，用于通過所述通信信道傳輸進(jìn)站消息供所述引導(dǎo)動カ車輛接收； 第三無線電，其與所述引導(dǎo)動カ車輛中的所述前方天線關(guān)聯(lián)用于響應(yīng)于所述進(jìn)站消息接收第三接收信號；以及第四無線電，其與所述引導(dǎo)動カ車輛中的所述后方天線關(guān)聯(lián)用于響應(yīng)于所述進(jìn)站消息接收第四接收信號，其中，所述第三無線電確定所述第三接收信號的第三信號質(zhì)量度量并且所述第四無線電確定所述第四接收信號的第四信號質(zhì)量度量； 用于比較所述第三信號質(zhì)量度量和所述第四信號質(zhì)量度量的比較器；以及 用于處理具有更好的信號質(zhì)量度量的所述第三接收信號或所述第四接收信號的處理器。
11.如權(quán)利要求10所述的通信系統(tǒng)，其中，所述信號質(zhì)量度量包括信號強(qiáng)度、誤碼率和信噪比中的ー個。
12.如權(quán)利要求10所述的通信系統(tǒng)，其中，從所述相應(yīng)的第一接收信號、第二接收信號、第三接收信號和第四接收信號的段確定所述第一信號質(zhì)量度量、第二信號質(zhì)量度量、第三信號質(zhì)量度量和第四信號質(zhì)量度量。
13.一種用于具有引導(dǎo)編組和遠(yuǎn)程編組的車輛編組的通信系統(tǒng)，所述引導(dǎo)編組和遠(yuǎn)程編組中的每個包括前方動力車輛和后方動カ車輛，所述通信系統(tǒng)包括 通信信道； 所述引導(dǎo)編組，用于通過所述通信信道傳輸出站消息供所述遠(yuǎn)程編組接收； 第一無線電，其與前方遠(yuǎn)程動力車輛中的前方天線關(guān)聯(lián)用于響應(yīng)于所述出站消息接收第一接收信號；以及第二無線電，其與所述后方遠(yuǎn)程動力車輛中的后方天線關(guān)聯(lián)用于響應(yīng)于所述出站消息接收第二接收信號，其中，所述第一無線電確定所述第一接收信號的第一信號質(zhì)量度量并且所述第二無線電確定所述第二接收信號的第二信號質(zhì)量度量； 所述遠(yuǎn)程編組中的比較器，用于比較所述第一信號質(zhì)量度量和所述第二信號質(zhì)量度量; 所述遠(yuǎn)程編組中的處理器，用于處理具有更好的信號質(zhì)量度量的所述第一接收信號或所述第二接收信號； 所述遠(yuǎn)程編組，用于通過所述通信信道傳輸進(jìn)站消息供所述引導(dǎo)編組接收； 第三無線電，其與前方引導(dǎo)動カ車輛中的前方天線關(guān)聯(lián)用于響應(yīng)于所述進(jìn)站消息接收第三接收信號；以及第四無線電，其與后方引導(dǎo)動カ車輛中的后方天線關(guān)聯(lián)用于響應(yīng)于所述進(jìn)站消息接收第四接收信號，其中，所述第三無線電確定所述第三接收信號的第三信號質(zhì)量度量并且所述第四無線電確定所述第四接收信號的第四信號質(zhì)量度量； 所述引導(dǎo)編組中的比較器，用于比較所述第三信號質(zhì)量度量和所述第四信號質(zhì)量度量；以及 所述引導(dǎo)編組中的處理器，用于處理具有更好的信號質(zhì)量度量的 所述第三信號或所述第四信號。
14.如權(quán)利要求13所述的通信系統(tǒng)，其中，所述信號質(zhì)量度量包括信號強(qiáng)度、誤碼率和信噪比中的ー個。
15.如權(quán)利要求13所述的通信系統(tǒng)，其中，從所述相應(yīng)的第一接收信號、第二接收信號、第三接收信號和第四接收信號的段確定所述第一信號質(zhì)量度量、第二信號質(zhì)量度量、第三信號質(zhì)量度量和第四信號質(zhì)量度量。
16.ー種用于車輛編組的通信方法，所述車輛編組包括引導(dǎo)動カ車輛、一個或多個分隔開的中間遠(yuǎn)程動カ車輛、和最后的遠(yuǎn)程動カ車輛，所述方法包括傳輸來自所述引導(dǎo)動カ車輛的出站消息； 在所述中間遠(yuǎn)程動力車輛的每個處，接收并且存儲所述出站消息、當(dāng)在所述中間遠(yuǎn)程動カ車輛處接收所述出站消息時自其結(jié)束等待第一時間并且然后重新傳輸所述出站消息，其中所述第一時間基于接收所述出站消息的所述中間遠(yuǎn)程動カ車輛在所述車輛編組內(nèi)的位置以及接收所述出站消息的所述中間遠(yuǎn)程動力車輛與所述引導(dǎo)動カ車輛之間的中間遠(yuǎn)程動カ車輛的數(shù)量； 在所述最后的遠(yuǎn)程動力車輛處，當(dāng)所述出站消息由所述中間遠(yuǎn)程動力車輛中的ー個重新傳輸時接收所述出站消息、當(dāng)重新傳輸時自所述出站消息結(jié)束等待第二時間并且然后響應(yīng)于所述出站消息傳輸進(jìn)站消息，其中所述中間遠(yuǎn)程動力車輛在響應(yīng)于所述出站消息傳輸進(jìn)站應(yīng)答消息之前傳輸所述出站消息； 在所述中間遠(yuǎn)程動力車輛的每個處，存儲接收的進(jìn)站消息、使本地應(yīng)答消息附加到所述接收進(jìn)站消息來形成新的進(jìn)站消息并且傳輸所述新的進(jìn)站消息； 在所述引導(dǎo)動カ車輛處接收所述新的進(jìn)站消息，其中所述新的進(jìn)站消息包括對來自所述中間動カ車輛的每個和所述最后的遠(yuǎn)程動力車輛的所述出站消息的響應(yīng)； 在所述引導(dǎo)動カ車輛處，確定是否從所述中間遠(yuǎn)程動力車輛的每個和所述最后的遠(yuǎn)程動カ車輛接收應(yīng)答，以及在未從所述中間遠(yuǎn)程動カ車輛中的一個或多個和所述最后的遠(yuǎn)程動カ車輛接收應(yīng)答的情況下再次傳輸所述出站消息。
17.如權(quán)利要求16所述的通信方法，其中，所述出站消息包括命令消息或狀態(tài)更新請求消息。
18.如權(quán)利要求16所述的通信方法，其中，所述第一時間和所述第二時間響應(yīng)于與所述中間遠(yuǎn)程動力車輛的每個和所述最后的遠(yuǎn)程動力車輛關(guān)聯(lián)的指配延遲期間并且響應(yīng)于所述中間遠(yuǎn)程動力車輛中的一個或多個是否重新傳輸所述出站消息。
19.ー種用于車輛編組的通信方法，所述車輛編組包括具有與第一收發(fā)器關(guān)聯(lián)的第一天線和與第二收發(fā)器關(guān)聯(lián)的第二天線的引導(dǎo)動カ車輛；以及具有與第三收發(fā)器關(guān)聯(lián)的第三天線和與第四收發(fā)器關(guān)聯(lián)的第四天線的遠(yuǎn)程動カ車輛，所述方法包括 經(jīng)由所述第一天線傳輸來自所述第一收發(fā)器的出站消息或經(jīng)由所述第二天線傳輸來自所述第二收發(fā)器的出站消息，所述出站消息包括多個消息字節(jié)； 在所述第三天線和所述第四天線以及所述關(guān)聯(lián)的第三收發(fā)器和第四收發(fā)器處接收所述出站消息； 當(dāng)在所述第三收發(fā)器處接收時確定所述出站消息中的正確字節(jié)和錯誤字節(jié)； 當(dāng)在所述第四收發(fā)器處接收時確定所述出站消息中的正確字節(jié)和錯誤字節(jié)；以及 使用來自在所述第三收發(fā)器處接收的所述消息和在所述第四收發(fā)器處接收的所述消息中的一個的正確字節(jié)組合重建的消息。
20.如權(quán)利要求19所述的通信方法，其中，每個消息字節(jié)包括數(shù)據(jù)部分和錯誤檢測部分。
21.如權(quán)利要求20所述的通信方法，其中，所述錯誤檢測部分包括奇偶校驗(yàn)部分。
22.如權(quán)利要求19所述的通信方法，其進(jìn)ー步包括經(jīng)由所述第三天線傳輸來自所述第三收發(fā)器的進(jìn)站消息或經(jīng)由所述第四天線傳輸來自所述第四收發(fā)器的進(jìn)站消息，所述進(jìn)站消息包括多個消息字節(jié)；在所述第一天線和所述第二天線以及所述關(guān)聯(lián)的第一收發(fā)器和第二收發(fā)器處接收所述進(jìn)站消息； 當(dāng)在所述第一收發(fā)器處接收時確定所述進(jìn)站消息中的正確字節(jié)和錯誤字節(jié)； 當(dāng)在所述第二收發(fā)器處接收時確定所述進(jìn)站消息中的正確字節(jié)和錯誤字節(jié)；以及在所述引導(dǎo)動カ里車輛處，使用來自在所述第一收發(fā)器處接收的所述消息和在所述第ニ收發(fā)器處接收的所述消息中的一個的正確字節(jié)組合重建的消息。
23.一種用于包括引導(dǎo)動カ車輛和多個遠(yuǎn)程動カ車輛的車輛編組的通信方法，所述方法包括 傳輸來自所述引導(dǎo)動カ車輛的出站消息，所述出站消息包括多個消息字節(jié)； 所述多個遠(yuǎn)程動力車輛中的一個或多個接收并且重新傳輸所述出站消息； 在所述多個遠(yuǎn)程動力車輛中的一個處接收首次出現(xiàn)的所述出站消息； 在多個遠(yuǎn)程動カ車輛中的所述ー個處接收第二次出現(xiàn)的所述出站消息； 確定所述首次出現(xiàn)的所述出站消息中的正確字節(jié)和錯誤字節(jié)； 確定所述第二次出現(xiàn)的所述出站消息中的正確字節(jié)和錯誤字節(jié)；以及使用來自所述首次出現(xiàn)的或所述第二次出現(xiàn)的所述出站消息的正確字節(jié)在所述多個遠(yuǎn)程動力車輛中的所述ー個處組合重建的出站消息。
24.如權(quán)利要求23所述的通信方法，其中，每個消息字節(jié)包括數(shù)據(jù)部分和錯誤檢測部分。
25.如權(quán)利要求24所述的通信方法，其中，所述錯誤檢測部分包括奇偶校驗(yàn)部分。
26.如權(quán)利要求23所述的通信方法進(jìn)ー步包括 傳輸來自所述多個遠(yuǎn)程動カ車輛中的ー個的進(jìn)站消息，所述進(jìn)站消息包括多個消息字節(jié); 所述多個遠(yuǎn)程動力車輛中的其他車輛接收并且重新傳輸所述進(jìn)站消息； 在所述多個遠(yuǎn)程動力車輛中的一個處或在所述引導(dǎo)動カ車輛處接收首次出現(xiàn)的所述進(jìn)站消息； 在多個遠(yuǎn)程動カ車輛中的所述ー個處或在所述引導(dǎo)動カ車輛處接收第二次出現(xiàn)的所述進(jìn)站消息； 確定所述首次出現(xiàn)的所述進(jìn)站消息中的正確字節(jié)和錯誤字節(jié)； 確定所述第二次出現(xiàn)的所述進(jìn)站消息中的正確字節(jié)和錯誤字節(jié)；以及使用來自所述首次出現(xiàn)的或所述第二次出現(xiàn)的所述出站消息的正確字節(jié)在所述多個遠(yuǎn)程動力車輛中的所述ー個處或在所述引導(dǎo)動カ車輛處組合重建的進(jìn)站消息。
27.如權(quán)利要求26所述的通信方法，其中，每個消息字節(jié)包括數(shù)據(jù)部分和錯誤檢測部分。
28.如權(quán)利要求27所述的通信方法，其中，所述錯誤檢測部分包括奇偶校驗(yàn)部分。
29.ー種用于車輛編組的通信方法，所述車輛編組包括引導(dǎo)動カ車輛編組，所述引導(dǎo)動カ車輛編組包括前方動カ車輛和后方動カ車輛，所述前方動カ車輛具有與第一收發(fā)器關(guān)聯(lián)的第一天線；所述后方動カ車輛包括與第二收發(fā)器關(guān)聯(lián)的第二天線，所述車輛編組進(jìn)一歩包括遠(yuǎn)程動カ車輛編組，所述遠(yuǎn)程動カ車輛編組包括具有與第三收發(fā)器關(guān)聯(lián)的第三天線的前方動カ車輛；和包括與第四收發(fā)器關(guān)聯(lián)的第四天線的后方動カ車輛，所述方法包括 經(jīng)由所述第一天線傳輸來自所述第一收發(fā)器的出站消息或經(jīng)由所述第二天線傳輸來自所述第二收發(fā)器的出站消息，所述出站消息包括多個消息字節(jié)； 在所述第三天線和所述第四天線以及所述關(guān)聯(lián)的第三收發(fā)器和第四收發(fā)器處接收所述出站消息； 當(dāng)在所述第三收發(fā)器處接收時確定所述出站消息中的正確字節(jié)和錯誤字節(jié)； 當(dāng)在所述第四收發(fā)器處接收時確定所述出站消息中的正確字節(jié)和錯誤字節(jié)；以及使用來自在所述第三收發(fā)器處接收的所述消息和在所述第四收發(fā)器處接收的所述消息中的一個的正確字節(jié)組合重建的消息。
30.如權(quán)利要求29所述的通信方法，其中，每個消息字節(jié)包括數(shù)據(jù)部分和錯誤檢測部分。
31.如權(quán)利要求30所述的通信方法，其中，所述錯誤檢測部分包括奇偶校驗(yàn)部分。
32.如權(quán)利要求29所述的通信方法進(jìn)ー步包括 經(jīng)由所述第三天線傳輸來自所述第三收發(fā)器的進(jìn)站消息或經(jīng)由所述第四天線傳輸來自所述第四收發(fā)器的進(jìn)站消息，所述進(jìn)站消息包括多個消息字節(jié)； 在所述第一天線和所述第二天線以及所述關(guān)聯(lián)的第一收發(fā)器和第二收發(fā)器處接收所述進(jìn)站消息； 當(dāng)在所述第一收發(fā)器處接收時確定所述進(jìn)站消息中的正確字節(jié)和錯誤字節(jié)； 當(dāng)在所述第二收發(fā)器處接收時確定所述進(jìn)站消息中的正確字節(jié)和錯誤字節(jié)；以及使用來自在所述第一收發(fā)器處接收的所述消息和在所述第二收發(fā)器處接收的所述消息中的一個的正確字節(jié)組合重建的消息。
全文摘要
一種用于包括引導(dǎo)(14)動力車輛和遠(yuǎn)程(12A/12B/12C)動力車輛的車輛編組(10)的通信方法，該引導(dǎo)(14)車輛包括每個與無線電關(guān)聯(lián)的第一(29A)天線和第二(29B)天線，該遠(yuǎn)程車輛(12A/12B/12C)包括每個與無線電關(guān)聯(lián)的第三(29A)天線和第四(29B)天線。該方法包括傳輸來自該引導(dǎo)(14)車輛的出站消息、在第三天線(29A)處接收該出站消息并且將信號供應(yīng)給關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第一接收信號，以及在第四天線(29B)處接收該出站消息并且將信號供應(yīng)給關(guān)聯(lián)的無線電用于產(chǎn)生第二接收信號、確定相應(yīng)的第一接收信號和第二接收信號的第一信號質(zhì)量度量和第二信號質(zhì)量度量；響應(yīng)于該第一信號質(zhì)量度量和第二信號質(zhì)量度量選擇第一接收信號或第二接收信號供遠(yuǎn)程車輛(12A/12B/12C)處理。
文檔編號H04B7/08GK102823158SQ201180015760
公開日2012年12月12日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者E.A.小史密斯, D.M.佩爾茨, R.C.帕蘭蒂 申請人:通用電氣公司