列车无线系统和该系统的移动站

本发明涉及一种具有沿线路安排的各无线站的列车无线系统， 以及用于沿线路移动的车辆的移动站。

这样的一种列车无线系统和这样的一种移动站从DE 4222237 A1是公知的。该相应的列车无线系统被按照用于列车无线电的蜂 窝无线系统进行了描述，其中相邻的无线电站使用不同的无线频率 ，以便多个无线网孔被沿该路线排成一种无线网孔链的形式。其中所 描述的在车辆(列车)中的移动站被连接到其所知的无线网孔中的 无线站。正如在DE 4222237 A2所描述的那样，为了以简单方式实 现列车无线系统，是按照“GSM”(移动通信的全球系统)标准设计 的。当列车正在行进的时候，连接到各无线站的一个控制装置控制 从一个无线网孔到另一个无线网孔无线链路的建立。然而，原则上， 在一个蜂窝无线网中的过区切换要求一种经济的网络结构。在这个 举例的方法中，当建立无线链路时，该GSM网要求具有称为本地数 据库和访问者数据库的无线交换站登记该移动站，和当过区切换一 个无线链路时，确定当前的和下一个无线网孔(“正在服务的网孔” 和“目标网孔”)。此外，该公知的列车无线系统，其对应于GSM标准 的网络结构是不能防止在该移动站与不同无线站之间同时建立两个 或多个无线链路的无线传输。

本发明的任务是以这样一种方式提供一种列车无线系统的移动 站，即列车无线系统可以利用简单的网络结构建立并适合于防止 这种无线传输。

为此，根据本发明的一个方面，在这里提供一种列车无线 系统，包括沿线路安排的各无线站和安装在沿线路移动的车辆中 的和包括收发信机的一个移动站，该移动站还包括一个连接到收 发信机的数据库和在数据库中可以输入各无线站的识别码，和在 于提供至少一个信令信道，在该信令信道上每个无线站建立无线 通信，发送其识别码到移动站，用于登记到数据库。该收发信机 是含有一个无线信道控制器的多信道收发信机，该控制器分配至 少一个空闲通信业务信道登记到无线站，以便建立无线通信。该 收发信机被连接到一个交换装置上，该交换装置仅将具有预定的 最低传输质量的那些通信业务信道交换到车辆的终端设备上。各 无线站经由无线网络或有线网络被连接到一个主计算机，该主计 算机是由该列车无线系统的操作与维护中心可操作的，该操作与 维护中心根据时间表的数据建立无线通信和控制各无线站，以致 于每次至少两个无线站在无线通信中与移动站建立无线通信。移 动站在至少一个信令信道上发送一个同步信号，和在于各无线站 监视至少一个信令信道，和当接收到同步信号时，发送它的相应 识别码到移动站，以便与移动站建立无线通信。

根据本发明的另一方面，在这里提供一种用于沿线路移动 的车辆的移动站，所述移动站包括用于与沿该线路安排的各无线 站无线通信的收发信机，该移动站还包括与收发信机相连接和其 中可以输入各无线站的各识别码的数据库，和在于，该收发信机 接收在一个信令信道上由对应的一个无线站发送的识别码，登记 入该数据库。

因此，位于一个车辆中的移动站包括一个收发信机和与之相连 的一个数据库。沿该车辆的线路安排的各无线站发送识别码，以与该 移动站建立无线链路。每个识别码可以被输入数据库，使相应的无线 站登记。在这种方法中，移动站形成了一个单一的移动的无线网孔， 提供无线信号到位于这个无线网孔中的各无线站。这种实质上包括 各个无线站的基础结构是简单单地实现的。这种基础结构可以构成 和扩展，而不需要常规无线网孔网络所要求的昂贵的网络设计。此 外，两个或多个无线站可以同时登记在移动的无线网孔中，因此防止 无线传输的可能。

本发明还借助于下面的一个配置的例子和辅以示意性地表示用 于铁路移动无线通信的列车无线系统的结构的图予以描述的。

由图表示的列车无线系统包括一些无线站R，它们是沿线路安 排的和经由有线网络ISDN与一个主计算机CTR相连接。该主计算 机由一个操作员和维护中心OMC来操作。

除了上述命名的形成该列车无线系统的基础结构的各部件以外 ，该图表示出一个沿线路移动的车辆和包括具有收发信机TRX的 移动站MS，该收发信机与各无线站R中至少一个交换无线信号。

在这个例子中，移动站MS位于一个高速列车中。收发信机 TRX以及无线站R基本上是按照移动无线标准GSM(移动通信的 全球系统)构成的。因此，无线信号是在载波频率f＝900MHZ发送 的TDMA信号。8个TDMA信道的6个用于话音和/或数据信号的 无线通信的通信业务信道TCH。TDMA信道的两个用作信令信道 ACH，通过ACH各无线站R发送其相应的识别码(在这种情况 下，例如IDn或IDn+1)到移动站MS，以便登记到该移动的无线网 孔。

为了登记，移动站MS包括有连接到收发信机TRX的数据库 HLR，数据库中含有沿线路安排的所有无线站R的识别码ID1、 ……IDn、IDn+1……IDnz。在这个例子中，数据库HLR是连接到收 发信机TRX上控制交换装置SW的一个通信计算机的一部分。这 个交换装置用于交换各通信业务信道TCH到用于该高速列车的运 程监视的终端设备上，用于操作通信或用于公共通信。因此该列车无 线系统被用于操作该无线列车以及用于共用移动无线通信。在这种 情况下，该通信计算机是一个个人计算机，它还控制空闲通信业务 信道TCH到一个需求无线链路的信号的无线站R的分配。在这种 方法中，该通信计算机还被配置为用于无线信道的控制。由图表示列 车无线系统的操作的正确的方法下面将予的描述。

在该高速列车开始运行之前，无线站R的识别码ID1到IDz被 输入数据库HLR。意思是说，通信计算机从数据载体，诸如，软盘或 CD-ROM读该识别码。除识别码的外，这个数据载体还含有对于该 列车的时间表的数据，诸如或许停止、到达和出发的时间。

为了建立沿该线路上移动站MS和无线站R的无线连接，对在 频率双工和在按照GSM标准的TDMA模式的无线信号进行交换。 该图仅表示出对于从无线站R到移动站MS的无线链路的载波频 率。2个信令信道ACH和6个通信业务信道TCH被安排在这个载 波频率中。

所表示的列车无线系统是一个同频无线系统，即一个无线系统 仅利用一个f＝960MHZ下行载体频率和的仅利用一个(未表示出) f′＝915MHZ的上行载波频率。径由ISDN网互相连接的各无线站 R是同步的和被安排在相互为视线范围以内。这允许两个无线站R 与移动站MS具有视线距离的无线链路，这对于安全操作该无线列 车是必要的。主计算机CTR经径由ISDN网络控制无线站R，以便 两个相邻的无线站与移动站MS始终交换TDMA无线信号。这意 思是，两个无线站R的每个通过两个信令信道ACH之一和通过6 个业务信道TCH中的三个在下行方向进行发送。从而在上行方向 进行接收。一个无线链路的建立与释放进行如下：

当列车开始行进时，操作和维护中心OMC以一种方式操作主 计算机CTR，以便CTR控制与该列车(在出发站)最近的两个无线 站的交换。这些无线站发送其相应的识别码(在这种情况是ID1和 ID2)到移动站。通信计算机比较由移动站的收发信机TRX接收的 识别码与输入到数据库HLR中的识别码。如果通信计算机确定接 收的识别码与输入的码一致，通信计算机控制到各无线站的通信业 务信道TCH的分配。数据和话音信号经由这些通信业务信道在位 于列车上的终端和连接到ISDN网上的终端之间进行交换。

位于列车上的终端，诸如用于操作连络或用于乘客的电信终端 的单板计算机、电话站被连接到交换装置SW。连接到ISDN网(未 示出)的终端是例如用于操作列车的计算机，或公共电信网交换机。 主计算机CTR控制各无线站，以便用于操作该无线列车的数据经 由两个相邻的无线站R并行地与移动站MS进行交换。为此目的， 相同的数据信号是通过一个无线站R的一个通信业务信道TCH， 和通过另一无线站R的通信业务信道发送的。在这种方法下数据经 由两个独立的无线通路被发送，防止该无线列车的影响。对于不要求 安全防护的消息的发送，仅利用单一的其余通信业务信道。在接入每 个通信业务信道TCH之前，连接在交换装置SW的通信计算机测 试是否该通信业务信道具有最低传输质量，这是借助于一个预定误 码率来实现的。行进期间，列车的无线通信是按下述方式从一个无线 站列另一个进行交换的。

高速列车的车载通信计算机和主计算机CTR两者监视现存的 无线链路。如果主计算机CTR首先确定一个无线链路已经恶化(在 这种情况下，例如在移动站MS与具有识别码IDn的无线站之间的 无线链路)，主计算机CTR按照列车的运行方向交换到下一个无线 站，以便控制识别码的发送(在这种情况下是IDn+2)。然后通信计算 机通过改变两个识别码(即，在这个例子中从IDn到IDn+2)分配无 线信道给这个无线站。其他无线链路，(在这种情况下，是在移动站 和具有识别码IDn+1的无线站之间的)仍然有效。如果在通信计算机 在先检测到该无线链路的恶化，上述的交换可以从移动站MS启动。

所描述的无线链路交换发生在公共频率操作期间，这样不要求 改变载波频率。因此，省略了诸如常规蜂窝无线系统要求的无线通信 的另外的过区切换。因此，所谓批量过区切换的问题，即同时多个无 线链路的切换则不能发生。因此，移动站和无线站两者是以非常简 单的方式构成的。无线链路的交换还可以通过监视信号传输的时间 来预见，该时间还代表传输质量的度量。还能预见没有监视的交 换，从而主计算机基于在该线路的每个个别段该列车的已知停车时 间控制相应无线站的通和断的交换。为了建立和释放无线链路，还 可以通过各无线站监视一个通过其移动站发送同步信号的信令信道 来预见。当这个同步信号由一个无线站接收时，它自动发送其识别 码和从而对于移动站所希望的无线链路发送信号。在描述在这里的 列车无线系统中，公共频率无线信号是按照TDMA系统发送的。使 用其他传输模式，诸如CDMA，也可以被预见。另外，按照本发明的 列车无线系统的结构，利用蜂窝型，即多频网络结构也可以被预见。