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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum direkten drahtlosen Datenaustausch zwischen sich bewegenden Verkehrsteilnehmern.
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Im Rahmen von Verkehrstelematiksystemen müssen Verkehrsteilnehmer auf zuverlässige Weise Daten austauschen. Dies geschieht in der Regel drahtlos über einen gemeinsam genutzten Übertragungskanal, auf den alle Verkehrsteilnehmer zugreifen.
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Bspw. kann ein Verkehrstelematiksystem verwendet werden, um Kollisionen zwischen Verkehrsteilnehmern, z.B. im Schienenverkehr zu vermeiden. Ein derartiges Kollisionsvermeidungssystem wurde von der Anmelderin unter der Bezeichnung RCAS (Railway Collision Avoidance System) entwickelt. Hierbei tauschen die sich zeitweise mit sehr hoher Geschwindigkeit bewegenden Verkehrsteilnehmer Informationen aus, die unter anderem die jeweilige Position und Geschwindigkeit des Verkehrsteilnehmers beinhalten. Basierend auf diesen Informationen sowie unter Berücksichtigung der Verkehrsstreckentopologie ist es möglich, Kollisionen zwischen den Verkehrsteilnehmern auf der Strecke zu erkennen und zu vermeiden.
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Hierzu ist es notwendig, Daten auch dann sicher übertragen zu können, wenn sich Verkehrsteilnehmer mit hohen Geschwindigkeiten, in großer Anzahl und/oder in großem räumlichem Abstand zueinander bewegen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum drahtlosen Datenaustausch zwischen sich bewegenden Verkehrsteilnehmern in einem Verkehrstelematiksystem bereitzustellen, wobei ein sicherer Datenaustausch auch dann gewährleistet werden kann, wenn sich die Verkehrsteilnehmer mit hohen Geschwindigkeiten, in großer Anzahl oder in großem räumlichen Abstand zueinander bewegen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruch 1.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt ein direkter drahtloser Datenaustausch zwischen sich bewegenden Verkehrsteilnehmern in einem Verkehrstelematiksystem. Der Datenaustausch erfolgt hierbei in einem Ad-hoc Modus. Dies bedeutet insbesondere, dass die Teilnehmer direkt Daten untereinander austauschen, ohne dass der Kanalzugriff über eine Basisstation hergestellt oder kontrolliert wird. Die Verkehrsteilnehmer übertragen ihre Daten über einen gemeinsam genutzten Übertragungskanal in einem Frequenzband zwischen 300 MHz und 1 GHz, vorzugsweise in einem Frequenzband zwischen 300 und 500 MHz und besonders bevorzugt zwischen 380 und 470 MHz. Die Übertragung der Daten der Verkehrsteilnehmer erfolgt in einem Mobile Ad-hoc Netzwerk (MANET), d.h. die Zusammensetzung des Netzwerkes ändert sich dynamisch vor allem durch die Mobilität der Verkehrsteilnehmer.
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Forschungsarbeiten der Anmelderin haben ergeben, dass das aus dem Stand der Technik als TETRA-DMO Standard bekannte Verfahren grundsätzlich dazu geeignet wäre, Daten in zuverlässiger Weise zwischen sich bewegenden Verkehrsteilnehmern auszutauschen, auch wenn diese eine hohe (absolute oder relative) Geschwindigkeit oder einen großen räumlichen Abstand zueinander aufweisen. Der TETRA-DMO Standard wird üblicherweise verwendet, um eine gelegentliche Kommunikation zwischen Teilnehmern unabhängig von einer bestehenden Infrastruktur, d.h. einem Netzwerk von Basisstationen zu gewährleisten. Beim TETRA-Standard wird großer Wert auf eine zuverlässige Übertragung der zu übermittelnden Daten gelegt. Diese Zuverlässigkeit wird insbesondere durch ein hohes Maß an Redundanz zu Lasten der Effizienz „erkauft“. Es werden somit die gleichen Datenpakete (Bursts) wiederholt übertragen für den Fall, dass sie von einem der Teilnehmer nicht korrekt empfangen wurden.
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Aufgrund der sich sehr schnell ändernden Informationen, die in einem Verkehrstelematiksystem übertragen werden sollen, ist eine wiederholte Übertragung von bereits gesendeten Daten wie beim TETRA DMO Standard jedoch nicht sinnvoll, da diese Daten bei der erneuten Übertragung möglicherweise nicht mehr gültig sind, d.h. mittlerweile aktuellere Information vorliegen. Gleichwohl werden in Verkehrstelematikanwendungen in regelmäßigen und zeitlich vergleichsweise engen Abständen (z.B. 1× pro Sekunde) neue Statusinformationen versendet. Eine Verwendung des TETRA-DMO Standards für das erfindungsgemäße Verfahren zum Datenaustausch in einem Verkehrstelematiksystem ist somit nicht in sinnvoller Weise möglich.
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Jedoch wird im erfindungsgemäßen Verfahren die Zeiteinteilung des TETRA-DMO Standards verwendet, indem ein Multi-Frame mit einer Länge von ca. 1s in 18 Frames mit jeweils vier Zeitschlitzen aufgeteilt wird.
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Jeder Verkehrsteilnehmer muss erfindungsgemäß seine Nachrichtenübertragung an den definierten Zeitschlitzen ausrichten. Hierdurch kann, wie aus dem Stand der Technik bekannt, die Wahrscheinlichkeit für Kollisionen verringert werden.
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Aufgrund der großen Menge an redundanten Daten, die im TETRA DMO Standard übertragen werden, würde eine Verwendung dieses Standards zu einer schlechten Ausnutzung der Kanalkapazität führen.
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Erfindungsgemäß übernimmt ein beliebiger Verkehrsteilnehmer, sofern er von einem freien Übertragungskanal ausgeht, die Rolle des Masters und versucht in einem Übertragungszyklus mit einer Länge von genau zwei Zeitschlitzen, seine Daten zu übertragen. Hierzu sendet er genau einen Synchronisierungsburst in einem Zeitschlitz. Es ist bevorzugt, dass der Synchronisierungsburst von mindestens einem erreichbaren Verkehrsteilnehmer empfangen wird. Sofern nicht anders angegeben wird im Folgenden immer davon ausgegangen, dass es mindestens einen erreichbaren Verkehrsteilnehmer gibt, der die übertragenen Daten empfangen und decodieren möchte. Der Synchronisierungsburst bereitet einen empfangenden Verkehrsteilnehmer auf den Empfang eines dem Synchronisierungsburst unmittelbar folgenden Nutzdatenbursts vor.
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Im Zeitschlitz, der direkt dem Synchronisierungsburst folgt, übermittelt der Master nun nach diesem genau einen Synchronisierungsburst seinen Nutzdatenburst (nämlich eine sog. SDS-Nachricht). Hiernach beendet der Master seine Übertragung dieses Nutzdatenbursts ohne einen weiteren Synchronisationsburst oder einen Nutzdatenburst in diesem Übertragungszyklus erneut zu senden.
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Eine zu übermittelnde Nachricht kann somit durch das erfindungsgemäße Verfahren innerhalb eines Übertragungszyklus, der aus zwei Zeitschlitzen besteht, nämlich dem ersten Zeitschlitz, in dem der Synchronisationsburst übertragen wird, und dem zweiten Zeitschlitz, in dem der Nutzdatenburst übertragen wird, übertragen werden. Sofern ein Empfänger diese beiden Datenbursts mit ausreichender Qualität empfängt, ist die Datenübertragung erfolgreich gewesen. Erfindungsgemäß ist es somit möglich, innerhalb eines Multi-Frames mit einer Länge von etwa 1s wesentlich mehr Daten als nach TETRA DMO Standard zu übertragen. Bspw. ist es möglich, innerhalb eines Multi-Frames bis zu 36 SDS-Nachrichten zu übertragen, während bei einer Übertragung nach dem TETRA DMO Standard maximal drei SDS-Nachrichten pro Multi-Frame versendet werden können.
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Dennoch können die grundsätzlich positiven Eigenschaften des TETRA DMO Standards genutzt werden. Unter anderem ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren durch das verwendete Frequenzband einen Datenaustausch bis zu Geschwindigkeiten der Verkehrsteilnehmer von über 400 km/h, insbesondere im Schienenverkehr. Ferner ist ein Datenaustausch bei entsprechender Sendeleistung bis zu einer Reichweite von 5 bis 10 km möglich. Hierdurch kann ein sicherer Datenaustausch sichergestellt werden, bei dem über eine große Entfernung mögliche betroffene Verkehrsteilnehmer eingebunden werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ferner eine hohe spektrale Effizienz und somit eine hohe Datenrate erreicht werden. Es ist eine Nettodatenrate von bis zum 28,8kbit pro Sekunde möglich. Weiterhin kann ein schneller Verbindungsaufbau (< 250ms) realisiert werden.
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Besonders bevorzugt, kann das erfindungsgemäße Verfahren in einem Kollisionsvermeidungssystem für Verkehrsteilnehmer bspw. in einem Railway Collision Avoidance System verwendet werden.
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Erfindungsgemäß werden unter Verkehrsteilnehmern jegliche Fahrzeuge oder Personen verstanden, die am Land-, Wasser -oder Luftverkehr teilnehmen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, dass ein Verkehrsteilnehmer, der normalerweise Daten nach dem TETRA DMO Standard austauscht, Daten die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren übertragen wurden, decodieren kann, sofern er während des Übertragungszyklus den Synchronisierungsburst und den Nutzdatenburst in ausreichend guter Qualität, insbesondere interferenzfrei empfangen hat.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit standardkompatibel mit dem TETRA DMO Standard, in dem Sinne, dass Kommunikationsteilnehmer, die für die Kommunikation gemäß dem TETRA DMO Standard konfiguriert sind, Nachrichten, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren versendet wurden, unter den genannten Voraussetzungen empfangen und auswerten können.
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Es ist bevorzugt, dass der genau eine Synchronisierungsburst der erfindungsgemäß gesendet wird als 8. von insgesamt 8 Synchronisierungsbursts kodiert wird. Wird dieser Synchronisierungsburst von einem Kommunikationsteilnehmer empfangen, der lediglich für die Kommunikation gemäß dem TETRA DMO Standard konfiguriert ist, so geht dieser Kommunikationsteilnehmer davon aus, dass er den 8. von 8 Synchronisierungsbursts gemäß dem TETRA DMO Standard empfangen hat und die ersten 7 Synchronisierungsbursts gemäß dem TETRA DMO Standard nicht empfangen wurden. Insofern wird der genau eine Synchronisierungsburst erfindungsgemäß im Regelfall dazu verwendet, die Standardkomptabilität mit dem TETRA DMO Standard zu gewährleisten.
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Im Idealfall, d.h. bei einem absolut störungsfreien Empfang kann der genau eine Synchronisierungsburst, der erfindungsgemäß übertragen wird, auch für eine Zeitsynchronisation zwischen den Kommunikationsteilnehmern verwendet werden. In der Realität, d.h. wenn ein störungsbehafteter Empfang vorliegt, ist es bevorzugt, die Zeitsynchronisation zwischen den Kommunikationsteilnehmern dadurch zu bewerkstelligen, dass ein gemeinsamer Referenzzeitpunkt festgelegt wird. Dies kann bspw. wie im weiteren Verlauf der vorliegenden Anmeldung beschrieben unter Verwendung eines hochgenauen GNSS-Zeitsignals erfolgen.
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Das Reduzieren der Anzahl von Synchronisationsbursts gegenüber dem TETRA DMO Standardverfahren und das Weglassen der Wiederholungen der Nutzdatenbursts geht zwar zu Lasten der Übertragungszuverlässigkeit einer einzelnen Nachricht. Betrachtet man allerdings die Verteilung der Zeit zwischen den erfolgreich empfangenen Nachrichten (Update Delay), so ist diese im Mittel kleiner als beim DMO Standard Verfahren. Dies bedeutet, dass ein Informationsupdate von anderen Verkehrsteilnehmern durch das erfindungsgemäße Verfahren im Mittel schneller vorliegt. Ferner ist, wie bereits dargestellt, eine Nachrichtenwiederholung aufgrund des sich sehr schnell ändernden Inhalts der zu sendenden Nachrichten in Verkehrstelematiksystemen nicht zweckmäßig.
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Es ist bevorzugt, dass der Synchronisationsburst die Nummer des aktuellen Frames und des aktuellen Zeitschlitzes beinhaltet. Ferner kann der Synchronisationsburst Angaben über die Länge und insbesondere die Art der zu sendenden Daten beinhalten.
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In einer bevorzugten Ausführungsform wird unter Verwendung jeweils eines GNSS-Empfängers bei mehreren Verkehrsteilnehmern ein gemeinsamer Referenzzeitpunkt festgelegt, der auf dem hochgenauen Zeitsignal des GNS-Systems basiert. Der gemeinsame Referenzzeitpunkt wird als Startpunkt für die Synchronisierung der folgenden Frames und/oder Zeitschlitze unter den Verkehrsteilnehmern verwendet. Beim TETRA DMO Standard wird dieser Referenzzeitpunkt nicht festgelegt, stattdessen fängt ein potentieller Master an, eine Sequenz von Synchronisierungsbursts zu senden, wenn er der Meinung ist, dass der Übertragungskanal hinreichend lange frei war.
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Viele Verkehrsteilnehmer weisen ohnehin einen GNSS-Empfänger auf, der über einen hochgenaues Zeitsignal verfügt. Dieser Empfänger wird erfindungsgemäß genutzt, indem auf Basis dieses hochgenauen Zeitsignals ein Referenzzeitpunkt definiert wird. Die zentralistische Synchronisation bspw. über eine Basisstation ist somit nicht erforderlich. Dennoch kann eine hochgenaue zeitliche Abfolge in der Kommunikation zwischen den Verkehrsteilnehmern sichergestellt werden.
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Es ist bevorzugt, dass der Nutzdatenburst Informationen über die Position und Geschwindigkeit des sendenden Verkehrsteilnehmers beinhaltet.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass die von den Verkehrsteilnehmern übermittelten Angaben über die jeweilige Position und Geschwindigkeit unter Berücksichtigung einer Verkehrsstreckentopologie dazu verwendet werden, Kollisionen zwischen den Verkehrsteilnehmern auf der Strecke zu erkennen und zu vermeiden. Weitere Informationen, die der Nutzdatenburst enthalten kann, sind z.B. Angaben über das Bremsvermögen oder den Bremsweg eines Fahrzeugs, insbesondere eines Zugs, Streckenvektoren, Gewicht und Länge eines Zuges usw. Auch diese Angaben können für die Kollisionsvermeidung verwendet werden.
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Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es auch möglich, solchen Verkehrsteilnehmern ein Senden von Daten zu erlauben, die nicht dazu konfiguriert sind, Daten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu übermitteln. Bspw. kann es sich hierbei um Verkehrsteilnehmer handeln, die dazu konfiguriert sind, Daten nach dem TETRA DMO Standard zu senden. Erfindungsgemäß ist es möglich, dass ein bestimmter Anteil der 18 Frames in einem Multi-Frame reserviert wird, damit solche Verkehrsteilnehmer, die nicht dazu konfiguriert sind, Daten gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zu übertragen, diese Daten, in diesen reservierten Frames gemäß dem TETRA DMO Standard übertragen. Bei diesem Standard werden typischerweise pro Übertragungszyklus zunächst acht oder mehr Synchronisierungsbursts gesendet, bevor der Nutzdatenburst in den nächsten Frames übertragen wird.
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Es ist bevorzugt, dass der Anteil der 18 Frames, der für die Übertragung nach dem TETRA DMO Standard reserviert wird, dynamisch angepasst wird. Bspw. kann der Anteil der Frames, die für die Übertragung nach dem TETRA DMO Standard reserviert werden (im Folgenden als Standardframes bezeichnet) in Abhängigkeit von der Last auf dem Übertragungskanal angepasst werden, indem z.B. bei einer höheren Last weniger Standardframes reserviert werden, da das erfindungsgemäße Verfahren eine effizientere Datenübertragung und damit eine optimalere Nutzung der verfügbaren Kapazitäten ermöglicht. Weiterhin kann eine Anpassung der Anzahl der Standardframes in Abhängigkeit der Anzahl der zu unterstützenden Standardempfänger erfolgen, nämlich in der Form, dass eine größere Anzahl an Standardempfängern auch zu einer Reservierung einer größeren Anzahl an Standardframes führt. Weiterhin können mögliche kritische Situationen, z.B. Kollisionen erkannt werden, in denen Verkehrsteilnehmer involviert sind, die lediglich über einen Standardempfänger verfügen. In einer solchen Situation können ebenfalls mehr Frames für die Übertragung nach TETRA DMO Standard reserviert werden.
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Auch ist es möglich, dass die Frames für die Übertragung nach dem TETRA DMO Standard nicht in jedem Multiframe reserviert werden. Zum Beispiel kann eine Reservierung in jedem zweiten, dritten etc. Multiframe erfolgen, wobei die Häufigkeit der Reservierung auch von den o.g. Kriterien abhängen kann.
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Eine unabhängige Erfindung betrifft ebenfalls ein Verfahren zum direkten drahtlosen Datenaustausch in einem Ad-hoc Modus zwischen sich bewegenden Verkehrsteilnehmern, dass dem bisher beschriebenen Verfahren entspricht. Allerdings werden in diesem Verfahren keine Synchronisationsbursts übertragen. Die Zeitsynchronisation zwischen den Verkehrsteilnehmern findet über die Definition eines Referenzzeitpunkts statt, der auf dem hochgenauen Zeitsignal jeweils eines GNSS-Empfängers bei jedem Verkehrsteilnehmer basiert. Dieser gemeinsame Referenzzeitpunkt wird als Startpunkt für die Synchronisierung der folgenden Frames und/oder Zeitschlitze unter den Verkehrsteilnehmern verwendet. Hierdurch ist es nicht notwendig, Synchronisierungsbursts zu übermitteln, sodass in jedem Zeitschlitz jeweils ein Nutzdatenburst übermittelt werden kann. Hierdurch ist es möglich, maximal 72 Nutzdatenbursts pro Multiframe zu übermitteln. Allerdings wird durch dieses Verfahren die Standardkompatibilität zum TETRA DMO Standard aufgegeben.
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Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von einer Figur erläutert.
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Die Figur zeigt ein vereinfachtes beispielhaftes Szenario, in dem das erfindungsgemäße Verfahren angewandt werden kann, nämlich einen Teil eines Schienennetzes, auf dem drei Schienenfahrzeuge 10a, 10b, 11 verkehren. Hierbei bewegen sich die beiden Schienenfahrzeuge 10a und 10b in der Figur nach rechts, sodass sie möglicherweise an der Kreuzung der beiden Schienen kollidieren könnten. Um dies zu vermeiden, tauschen die beiden Schienenfahrzeuge 10a, 10b unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahren Daten direkt untereinander aus. Hierbei sind beide Schienenfahrzeuge 10a, 10b in der Lage, Daten gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zu senden. Das Schienenfahrzeug 11 bewegt sich in der Figur ebenfalls nach rechts. Sofern es sich mit einer niedrigeren Geschwindigkeit als das Schienenfahrzeug 10b bewegt, könnte es mit diesem kollidieren. In dem dargestellten Beispiel ist das Schienenfahrzeug 11 nicht in der Lage, Daten gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auszutauschen, da es lediglich gemäß dem TETRA DMO Standard kommunizieren kann.
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Dennoch kann dieser Verkehrsteilnehmer 11 bspw. Daten empfangen, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren vom zweiten Verkehrsteilnehmer 10b gesendet wurden, sofern er während des einen Übertragungszyklus den Synchronisationsburst und den Nutzdatenburst des zweiten Verkehrsteilnehmers 10b in ausreichend guter Qualität empfangen hat. Es ist somit nicht notwendig, diesen Verkehrsteilnehmer 11 mit neuen technischen Komponenten auszurüsten, damit dieser von den anderen Verkehrsteilnehmern Daten empfangen kann.
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Auch kann dieser Verkehrsteilnehmer 11 im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens Daten an die anderen beiden Verkehrsteilnehmer 10a, 10b senden, sofern ein Teil der 18 Frames in einem Multi-Frame für TETRA DMO Standard Sender reserviert wird. In diesem Anteil der 18 Frames kann dieser Verkehrsteilnehmer 11 Daten gemäß dem TETRA DMO Standard übertragen. Hierzu können bspw. in einem Multi-Frame fünf Frames reserviert werden, während in den übrigen 13 Frames eine Datenübertragung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren stattfindet.
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Der untere Schienenstrang in der Figur kreuzt sich nicht mit den beiden oberen Schienensträngen. Das Schienenfahrzeug 10c, das in der Figur nach links fährt, kann somit nicht mit den anderen Schienenfahrzeugen 10a, 10b, 11 kollidieren.
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Im Folgenden werden der Rufaufbau und die Datenübertragung im TETRA DMO Standard kurz dargestellt. Im TETRA DMO Standard wird der Zugriff auf den Übertragungskanal durch ein Master-Slave (oder Master-Slaves) Verfahren realisiert. Hierbei erfolgt eine Synchronisierung aller Kommunikationsteilnehmer auf das Sendesignal des Masters. Wie der folgenden Darstellung entnommen werden kann, existieren vier physikalische Kanäle (Schlitz oder Slot 1–4), die jeweils einen Frame bilden. Ein Multi-Frame besteht aus 18 Frames und hat einer Dauer von etwa 1s. Der Rufaufbau und die Datenübertragung sind in der folgenden Darstellung skizziert:
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Bevor ein Teilnehmer eine Übertragung initiiert, muss im ersten Schritt überprüft werden, ob der Funkkanal frei, belegt oder reserviert ist. Bei einem freien Funkkanal übernimmt der sendewillige Verkehrsteilnehmer die Rolle des Masters und sendet gemäß dem TETRA DMO Standard eine Reihe von Synchronisationsbursts (insgesamt 8-mal „sdu“ in der dargestellten Tabelle). Mit diesen Bursts wird die notwendige zugrundeliegende dezentrale Framesynchronisation auf Empfängerseite ermöglicht.
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Im TETRA DMO Standard wird auch eine gewisse Priorisierung von Übertragungsversuchen unterstützt. Hierzu kann ein Slave einen Kontrollkanal (Slot 3) benutzen, um noch während der Übertragung eines anderen Teilnehmers ein „Preemption“ Signal zu senden („p?“ in der dargestellten Tabelle in Slot 3). Hiermit zeigt dieser Teilnehmer an, dass er als nächstes die Rolle des Masters übernehmen möchte. Die Kanäle 2 und 4 sind reserviert für eine potentiell gleichzeitig stattfindende Kommunikation zu Teilnehmern, die sich außerhalb der Funkreichweite befinden. Hierzu wird eine Repeater-Funktionalität verwendet.
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Wie bereits dargestellt, eignet sich die Datenübertragung gemäß dem TETRA DMO Standard für eine robuste und priorisierbare Übertragung bei geringer Last am Funkkanal. Es ist somit angepasst an typische DMO Anwendungen bspw. im Bereich Behördenfunk, z.B. bei gelegentlicher nachrichtenbasierter Kommunikation eines Einsatzleiters mit einer Gruppe von Feuerwehrmännern und Fahrzeugen, wobei bspw. in sehr zuverlässiger Weise einzelne Kurznachrichten versendet werden müssen.
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Im Folgenden wird nun kurz die Slot-Belegung im erfindungsgemäßen Verfahren dargestellt.
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In diesem Verfahren kann ein Verkehrsteilnehmer bspw. seine Daten im Broadcastmodus an die anderen Verkehrsteilnehmer senden. Die Nachrichtensenderate kann bspw. ein Hertz betragen.
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Auch im erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Synchronisation durch den Synchronisationsburst des aktuellen Masters. Zusätzlich wird wie bereits dargestellt ein Referenzzeitpunkt unter Verwendung des hochgenauen GNSS-Zeitsignals festgelegt. Hierdurch erfolgt die eigentliche Zeitsynchronisation zwischen den einzelnen Verkehrsteilnehmern. Das Übermitteln des genau einen Synchronisierungsbursts „sdu“ erfolgt im Regelfall, um eine Standardkompatibilität gegenüber dem TETRA DMO Standard zu gewährleisten. Nur im Idealfall, d.h. bei absolut störungsfreiem Empfang kann der genau eine Synchronisierungsburst „sdu“ auch für die eigentliche Zeitsynchronisierung verwendet werden. In diesem Fall ist es nicht notwendig, eine weitere Zeitsynchronisation bspw. über das Festlegen eines Referenzzeitpunktes unter Verwendung des hochgenauen GNSS-Zeitsignals vorzunehmen. An den Synchronisationsburst „sdu“ schließt sich ein Nutzdatenburst „sd“ an, der ebenfalls nur einmal gesendet wird. Die bedeutet, dass ein Übertragungszyklus genau zwei Schlitze lang ist. Während dieses Übertragungszyklus wird erfindungsgemäß genau ein Synchronisationsburst und ein Nutzdatenburst gesendet.
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Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es z.B. möglich, bis zu 36 SDS pro Sekunde zu versenden. Dies bedeutet bspw. in einem RCAS-System, dass 36 Züge jeweils einmal pro Sekunde ihre Daten versenden können, ohne dass sich Sendeversuche überlagern und dadurch Daten verloren gehen.
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Zur Verteilung der Sendebedarfe der einzelnen Verkehrsteilnehmer auf die Zeitschlitze können verschiedene Verfahren verwendet werden, welche einen höheren Datendurchsatz und geringere Datenkollisionswahrscheinlichkeiten ermöglichen. Besonders geeignet sind Verfahren zum Media Access Control wie bspw. das directed Slotted-Aloha-Verfahren, das in
DE 10 2008 034 271 beschrieben ist oder das COMB-Verfahren (Cell Based Orientation Aware MANET Broadcast). Diese Verfahren ermöglichen trotz des Hidden Terminal Problems und der hohen Fahrzeugdynamik bei moderaten Lasten am Funkkanal sogar eine kollisionsfreie Übertragung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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