本發(fā)明涉及一種用于在軌道網(wǎng)中運行的軌道車輛與地面終端之間的WiFi通信系統(tǒng)，其中，分配給該系統(tǒng)的頻帶被分為多個信道。

背景技術(shù)：

在本說明書的以下部分中，WiFi設(shè)備是符合IEEE 802.11標準的設(shè)備。

所述頻帶被分為多個信道Fi。優(yōu)選地，所述多個信道Fi彼此不相鄰且?guī)捪嗤?/p>

術(shù)語“軌道車輛”指能夠在軌道網(wǎng)中運行的任何車輛，諸如客運列車，貨運列車，有軌電車，地鐵列車等等。

通常，在WiFi通信系統(tǒng)中，蜂窩設(shè)施中每個接入點的工作信道在系統(tǒng)調(diào)度期間被分配，并且該工作信道在該系統(tǒng)運行期間不能修改。

但是，分配給該WiFi通信系統(tǒng)的頻帶還被其它無線設(shè)備使用，例如氣象衛(wèi)星裝備的雷達或用于跟蹤航空器的雷達。由這些系統(tǒng)外部的外部信源產(chǎn)生的無線電波能夠干擾與該系統(tǒng)進行中的通信，由此會導(dǎo)致車載和軌旁設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換質(zhì)量降低。另外，由WiFi通信系統(tǒng)產(chǎn)生的信號可能干擾這些其它設(shè)備的雷達。由于這些設(shè)備被視為該頻帶的主要用戶，因此必須避免對這些設(shè)備的干擾。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種用于在軌道網(wǎng)中運行的軌道車輛與地面終端之間的WiFi通信系統(tǒng)，其中，分配給該系統(tǒng)的頻帶被分為多個信道，所述系統(tǒng)包括：

列車車載移動單元，用于使用當前工作信道發(fā)送以及接收無線信號；以及

地面蜂窩設(shè)施，包括通過通信網(wǎng)絡(luò)彼此連接的以下裝置：

多個可調(diào)節(jié)的接入點，其中，每個接入點能夠發(fā)送以及接收無線信號。具體地，每個接入點能夠使用該接入點和移動單元之間的當前工作信道發(fā)送用于建立或保持通信鏈路的信標；

至少一個干擾檢測設(shè)備，用于檢測干擾，其能夠識別不可用的頻帶的信道；以及

至少一個頻率管理設(shè)備，用于管理頻率，其能夠根據(jù)所述不可用的信道為每個接入點分配當前工作信道。

在本說明書的以下部分中，WiFi設(shè)備是符合IEEE 802.11標準的設(shè)備。

所述頻帶被分為多個信道Fi。優(yōu)選地，所述多個信道Fi彼此不相鄰且?guī)捪嗤?/p>

術(shù)語“軌道車輛”指能夠在軌道網(wǎng)中運行的任何車輛，諸如客運列車，貨運列車，有軌電車，地鐵列車等等。

通常，在WiFi通信系統(tǒng)中，蜂窩設(shè)施中每個接入點的工作信道在系統(tǒng)調(diào)度期間被分配，并且該工作信道在該系統(tǒng)運行期間不能修改。

但是，分配給該WiFi通信系統(tǒng)的頻帶還被其它無線設(shè)備使用，例如氣象衛(wèi)星裝備的雷達或用于跟蹤航空器的雷達。由這些系統(tǒng)外部的外部信源產(chǎn)生的無線電波能夠干擾與該系統(tǒng)進行中的通信，由此會導(dǎo)致車載和軌旁設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換質(zhì)量降低。另外，由WiFi通信系統(tǒng)產(chǎn)生的信號可能干擾這些其它設(shè)備的雷達。由于這些設(shè)備被視為該頻帶的主要用戶，因此必須避免對這些設(shè)備的干擾。

為避免這種干擾，通常在WiFi通信系統(tǒng)中執(zhí)行動態(tài)頻率管理。具體地，這種系統(tǒng)包括干擾檢測設(shè)備，其能夠為分配給系統(tǒng)的頻帶中的每個信道測量系統(tǒng)中的和由系統(tǒng)外部信源產(chǎn)生的電磁信號的功率。當信道中的功率超過預(yù)設(shè)的閾值等級，在預(yù)設(shè)時間段內(nèi)系統(tǒng)的接入點不能夠使用相應(yīng)的信道。該系統(tǒng)包括頻率管理設(shè)備，該頻率管理設(shè)備根據(jù)由干擾檢測裝置發(fā)送的信息來更新頻率分配計劃。頻率分配計劃將系統(tǒng)的每個接入點的標識與當前工作信道相關(guān)聯(lián)，所述當前工作信道是從在被移除時不能使用的多個信道當中被分配給該系統(tǒng)的頻帶的信道當中選擇出來的。當在頻率分配計劃中修改與接入點相關(guān)聯(lián)的當前工作信道時，頻率管理設(shè)備向該接入點發(fā)送適當信息以通知該接入點其需要在剛為其分配的新信道中進行工作。

但是，這樣的系統(tǒng)有以下不足：

配置接入點的無線模塊的無線電波范圍定義了該接入點的覆蓋小區(qū)。

為保證蜂窩設(shè)施的覆蓋范圍的連續(xù)，接入點的覆蓋小區(qū)與一個或多個相鄰接入點的覆蓋范圍部分重疊。

在第一小區(qū)和第二小區(qū)的重疊區(qū)域，在與關(guān)聯(lián)第一小區(qū)的第一接入點的當前鏈路斷開之前，移動設(shè)備必須建立與關(guān)聯(lián)第二小區(qū)的第二接入點的鏈路。

為此，在第二接入點的工作信道由于被頻率管理設(shè)備根據(jù)受到的干擾修改而未知的情況下，移動設(shè)備必須經(jīng)過分配給系統(tǒng)的頻帶的全部信道，以便查找到當前第二接入點工作的工作信道。

一旦移動設(shè)備單元檢測到由第二接入點發(fā)射的信標，其仍必須在能夠?qū)⒄谶M行的通信從當前與第一接入點的鏈路切換到與第二接入點的新鏈路之前建立與該第二接入點的新鏈路。

在從第二接入點中搜索信標的過程中掃描頻帶所需的時間是非常重要的，它將顯著增加將進行中的通信切換到新鏈路所需的總傳送時間。因此，在新鏈路可以被建立之前，存在當前鏈路斷開的風險，從而導(dǎo)致車載以及軌旁設(shè)備之間通信的不連續(xù)。

在已知WiFi通信系統(tǒng)中的通信轉(zhuǎn)移總時長與這種系統(tǒng)在關(guān)鍵應(yīng)用中的使用情況不符合。例如，在以安全穩(wěn)定的方式管理軌道網(wǎng)中車輛的運行時，車載和軌旁設(shè)備之間的通信的不連續(xù)是不可接受的。

本發(fā)明旨在克服以上問題。

為此，本發(fā)明的目標是提供一種如權(quán)利要求所限定的增強型通信系統(tǒng)和一種如權(quán)利要求所限定的方法。

在結(jié)合實施例以及與其相關(guān)的附圖閱讀說明書以下部分之后，將更理解本發(fā)明以及優(yōu)點。

附圖說明

圖1是WiFi通信系統(tǒng)的總體示意圖；

圖2是圖1中的系統(tǒng)的車載設(shè)備單元的模塊化示意圖；

圖3是圖1中系統(tǒng)的蜂窩設(shè)施的接入點的模塊化示意圖；

圖4是圖1中系統(tǒng)的干擾檢測設(shè)備的模塊化示意圖；以及

圖5是圖1中系統(tǒng)的頻率管理設(shè)備的模塊化示意圖。

具體實施方式

系統(tǒng)

圖1示出了用于在軌道網(wǎng)中運行的列車與地面計算機之間的數(shù)據(jù)交換的WiFi通信系統(tǒng)2。

軌道網(wǎng)使用數(shù)字4表示。該軌道網(wǎng)實際上被分為多個連續(xù)的區(qū)間。例如，軌道網(wǎng)的第一區(qū)間對應(yīng)于列車維修車間，第二區(qū)間對應(yīng)于車站，第三區(qū)間對應(yīng)于隧道的通道等。在圖1中，Si-1、Si和Si+1代表三個連續(xù)的區(qū)間。

為了說明清楚，圖1僅示出了一輛列車，其由數(shù)字6表示。

在列車6上，各種計算機8被連接到局域網(wǎng)10。計算機8例如是用于執(zhí)行與列車控制相關(guān)的功能的計算機，其向地面終端12發(fā)送數(shù)據(jù)(位置，速度，狀態(tài)等)并從該終端12接收路線以及移動授權(quán)。

終端12由一個或多個能夠以安全穩(wěn)定的方式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)4中列車的運行的計算機組成。

列車6的車載計算機8通過系統(tǒng)2與終端12交換數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)2包括移動組件和固定組件。

移動組件由多個移動單元組成，其中，每個列車6配置一個移動單元14。列車6的車載移動單元14被連接到列車局域網(wǎng)10。

地面的固定組件由用于蜂窩無線通信的無線設(shè)施16組成。終端12被連接到設(shè)施16。

設(shè)施16包括多個接入點。圖1示出了幾十個接入點，其由數(shù)字20至22、30至34、40至43表示。

當該移動單元位于與該接入點關(guān)聯(lián)的覆蓋小區(qū)內(nèi)時，每個接入點能夠建立與移動單元14的臨時WiFi鏈路。

在指定時間，接入點在頻帶的工作信道Fi上工作，其中，該工作信道已經(jīng)被動態(tài)分配給該接入點。

設(shè)施16的不同接入點的覆蓋小區(qū)彼此重疊，在某種程度上逐步覆蓋整個軌道網(wǎng)4。因此，移動單元14能夠被連接到設(shè)施16的接入點，無論其在軌道網(wǎng)4的任何位置。當列車6移動時，移動單元14還能夠基本連續(xù)地通過以下方式與終端12交換數(shù)據(jù)：在與第一接入點的有效鏈路斷開前，建立與第二接入點的新鏈路，其中，第一和第二接入點相鄰。

當兩個接入點的小區(qū)覆蓋部分重疊時，這兩個接入點被稱作“鄰居”。

當一個接入點是第一接入點的鄰居或者是第二接入點的鄰居，而第二接入點本身是第一接入點的鄰居時，該接入點屬于第一接入點的鄰居。

其覆蓋小區(qū)主要覆蓋軌道網(wǎng)4的相同區(qū)間的接入點被劃入一個接入點組。因此，如圖1所示，其小區(qū)覆蓋區(qū)間Si-1的接入點20、21和22屬于組G-1，其小區(qū)覆蓋區(qū)間Si的接入點30、31、32、33、34屬于組Gi，其小區(qū)覆蓋區(qū)間Si+1的接入點40、41、42、43屬于組Gi+1。

從一個區(qū)間到另一區(qū)間，一組中接入點的數(shù)量基于例如該區(qū)間的長度、該區(qū)間上的平均列車頻率、以及沿著該區(qū)間的車上到地面的通信的希望的質(zhì)量等來變化。

所述基礎(chǔ)設(shè)施16包括多個干擾檢測設(shè)備。在圖1所示的實施例中，每個接入點與一個干擾檢測設(shè)備相關(guān)聯(lián)。

因此，所述接入點20、21、22分別與所述干擾檢測設(shè)備320、321、322相關(guān)聯(lián)；所述接入點30、31、32、33、34與所述干擾檢測設(shè)備330、331、332、333、334相關(guān)聯(lián)；并且所述接入點40、41、42、43與所述干擾檢測設(shè)備340、341、342、343相關(guān)聯(lián)。

所述基礎(chǔ)設(shè)施16包括多個頻率管理設(shè)備。在圖1所示的實施例中，一個頻率管理設(shè)備與每組接入點相關(guān)聯(lián)。

因此，所述組G-1包括所述頻率管理設(shè)備29；所述組Gi包括所述頻率管理設(shè)備39；并且所述組Gi+1包括所述頻率管理設(shè)備49。

與接入點相關(guān)聯(lián)的所述干擾檢測設(shè)備地理上位于該接入點的附近。

所述干擾檢測設(shè)備持續(xù)地測量其監(jiān)控的多個信道中每個信道所接收的無線信號的功率等級。將要被監(jiān)控的信道包括與考慮的干擾檢測設(shè)備相關(guān)聯(lián)的接入點的工作信道，以及最少其他3個信道。

在信道的功率等級大于閾值的情況下，所述干擾檢測設(shè)備能夠更新指示該信道不可用的干擾的報告。

接入點的干擾檢測設(shè)備能夠每隔一定間隔向負責接入點所屬的一組接入點的頻率管理設(shè)備發(fā)送干擾的報告。

接入點的干擾檢測設(shè)備能夠從負責接入點所屬的一組接入點的頻率管理設(shè)備接收將要被監(jiān)控的信道的清單。

一組接入點的頻率管理設(shè)備被設(shè)計為在系統(tǒng)2的操作過程期間動態(tài)地向該組接入點的每個接入點分配工作信道。為此，一組接入點的頻率管理設(shè)備能夠考慮到被所述組接入點的干擾檢測設(shè)備識別為不可用的信道。

基礎(chǔ)設(shè)施16還包括控制單元50，其功能在于監(jiān)督基礎(chǔ)設(shè)施16的行為并且允許操作者在需要時修改該行為。

基礎(chǔ)設(shè)施16包括有線局域通信網(wǎng)絡(luò)52，其支持TCP/IP協(xié)議(傳輸控制協(xié)議/因特網(wǎng)協(xié)議)并連接所述接入點、所述干擾檢測設(shè)備、所述頻率管理設(shè)備以及所述控制單元50，所述基礎(chǔ)設(shè)施16還包括路由器54，用于為與終端12的通信形成網(wǎng)關(guān)。

移動單元

現(xiàn)在將參考圖2詳細描述所述移動單元14

所述移動單元14為計算機，除了處理器60、存儲器62以及用于連接列車6的局域網(wǎng)絡(luò)10的輸入/輸出接口64之外，所述移動單元14還包括，用于發(fā)送接收射頻波的無線發(fā)送/接收裝置68。

所述存儲器62包括空間70，用于存儲由所述發(fā)送/接收裝置68使用的當前工作信道CC。在圖2中，所述當前工作信道為信道F7。

所述存儲器62包括車載關(guān)聯(lián)表72，其與N+2個虛擬信道的集合中的每個虛擬信道CVi以及所述頻段的信道Fi相關(guān)聯(lián)。N是預(yù)先確定的，以使得所述表72具有減小的長度。因此，N小于10，優(yōu)選地小于5，例如等于3。在優(yōu)選的實施例中，所述表72包括五列，對應(yīng)于五個虛擬信道CV1至CV5的集合，如圖2所示。下面將描述在列車6沿著網(wǎng)絡(luò)4移動過程期間對所述表72進行更新

所述存儲器62還包括存儲用于建立當前活動鏈路的虛擬信道CVU的區(qū)域74。在圖2中，所使用的虛擬信道為所述信道CV2。

所述發(fā)送/接收裝置68包括具有天線81的無線模塊80、信標模塊82、信道調(diào)整模塊84、用于檢測當前鏈路狀態(tài)的鏈路檢測模塊86、以及用于搜索在其上建立新鏈路的信道的信道搜索模塊88。

所述無線模塊80被設(shè)計為用于通過所述天線81發(fā)送以及接收其頻率位于所述無線模塊80的當前工作信道CC的無線通信信號。在所述存儲器62的空間70中指示該當前信道。

具體地，為了建立新的鏈路或者維持當前鏈路，所述無線模塊80能夠接收由接入點發(fā)送的信標。所述無線模塊80能夠向信標模塊82傳遞所接收的信標。

所述無線模塊80被設(shè)計為用于周期性地向所述鏈路檢測模塊86指示與之建立當前鏈路的接入點接收的信標的功率。

所述信標模塊82能夠提取由無線模塊80向其傳遞的信標中包含的數(shù)據(jù)項目。

所述信標模塊82能夠根據(jù)預(yù)先確定的協(xié)議管理與作為信標發(fā)送方的接入點的鏈路的建立或者維護。

此外，所述信標模塊82被設(shè)計為用于從信標提取與虛擬信道的分配相關(guān)的信息，并且用于基于該信息更新所述車載分配表72。

一旦新的鏈路建立，模塊82還能夠向負責搜索在其上建立新的鏈路的信道的信道搜索模塊88發(fā)送"連接已建立"消息。

所述信道調(diào)整模塊84被設(shè)計為用于調(diào)整存儲器62的空間70中指示的信道上的無線模塊80的工作信道。當用于修改其內(nèi)容的條目被寫入空間70時，以使得適當?shù)卣{(diào)整無線模塊80的方式執(zhí)行所述模塊84。

用于檢測當前鏈路的狀態(tài)的鏈路檢測模塊86被設(shè)計為用于檢測當前活動鏈路的即將到來的中斷(impending breaking)。模塊86能夠比較無線模塊80測量的功率與功率閾值，其中，在低于該閾值時模塊86被設(shè)計為發(fā)動執(zhí)行信道搜索模塊88。

當模塊86檢測當前鏈路的即將到來的中斷時，模塊88被設(shè)計為搜索在其上建立新的鏈路的信道。

模塊88能夠在存儲器62的區(qū)域74中讀取用于建立當前鏈路的虛擬信道CVU，即將要被中斷的鏈路。

模塊88被設(shè)計為從表72中提取信道Fi，信道Fi與虛擬信道CVi相關(guān)聯(lián)，虛擬信道CVi跟隨在區(qū)域74中指示的虛擬信道CVU(CVi＝CVU+1)。因此，提取了信道Fi并隨后寫入空間70。

這將具有發(fā)動執(zhí)行無線模塊80的當前工作信道的調(diào)整模塊84的效果。

模塊88被設(shè)計為等待接收由信標模塊82發(fā)送的"鏈路已建立"消息。

一旦接收到這樣的消息，模塊88被設(shè)計為將成功用于建立新的鏈路時使用的虛擬信道的標識符CVi寫入?yún)^(qū)域74。

然而，在預(yù)先確定的等待時間T之后，如果尚未接收到“鏈路已建立”消息，模塊88被設(shè)計為針對在表72中的后續(xù)虛擬信道，即CVi+1，重復(fù)前述步驟。

如果在表72中，沒有值與虛擬信道相關(guān)聯(lián)，模塊88立即傳遞到表72中的下一個虛擬信道。當?shù)竭_表72的末尾時，模塊88能夠返回至表72的開始。

因此，模塊88能夠遍歷表72，直至實現(xiàn)與接入點的新的鏈路的建立。

接入點

下面參考圖3說明接入點。更具體的說明將通過參考組Gi的接入點33的示例來給出。

接入點33是計算機，除了處理器90、存儲器92以及用于連接局域網(wǎng)絡(luò)52的輸入/輸出接口94之外，其包括用于發(fā)送/接收射頻波的發(fā)送/接收裝置98。

存儲器92包括存儲接入點33的標識符ID_PA的存儲器區(qū)域100。接入點，諸如接入點33，的標識符為在局域網(wǎng)絡(luò)52中的接入點的IP地址IP33。

存儲器92包括存儲用于接入點33所屬的組Gi的頻率管理設(shè)備39的標識符ID_DGF的存儲器區(qū)域102。頻率管理設(shè)備，諸如設(shè)備39，的標識符為在局域網(wǎng)絡(luò)52的該設(shè)備的IP地址IP39。

存儲器92包括存儲與接入點33相關(guān)聯(lián)的干擾檢測設(shè)備333的標識符ID-DDI的存儲器區(qū)域105。干擾檢測設(shè)備，諸如設(shè)備333，的標識符為局域網(wǎng)絡(luò)52中的該設(shè)備的IP地址，IP333。

存儲器92包括存儲接入點33的當前工作信道的標識符CC的空間104。例如，接入點33的當前工作信道為信道F7。

存儲器92包括虛擬信道關(guān)聯(lián)表106。表106與N+2個虛擬信道的集合的每個虛擬信道CVi、頻段的信道標識符Fi相關(guān)聯(lián)。表106在系統(tǒng)2的使用過程期間定期更新。下面將描述表106的生成。

裝置98包括具有天線111的無線模塊110，用于設(shè)置/調(diào)節(jié)無線模塊110的當前工作信道的信道調(diào)節(jié)模塊112，以及用于準備信標的模塊114。

無線模塊110能夠接收和發(fā)送無線信號。特別地，無線模塊110能夠周期性地發(fā)送信標，從而使得位于與接入點33相關(guān)聯(lián)的覆蓋小區(qū)中的移動單元14能夠使用該接入點建立或維持鏈接。

信標的發(fā)送與通過接入點33和移動單元14之間的現(xiàn)有鏈接進行的數(shù)據(jù)交換并行地進行。

無線模塊110工作在存儲器92的空間104中所指示的當前工作信道上。該當前工作信道可調(diào)節(jié)，并且通過頻率管理設(shè)備39被動態(tài)地分配給接入點33。

信道調(diào)節(jié)模塊112能夠調(diào)節(jié)無線模塊110的工作信道。為此，模塊112能夠讀取在存儲器92的空間104中涉及的當前工作信道CC。

此外，用于準備信標的模塊114能夠讀取表格106并且準備嵌入至從表格106中提取出的關(guān)聯(lián)信息之中的信標。該信標被轉(zhuǎn)發(fā)至無線模塊110，并且無線模塊通過信標信號周期性地發(fā)送信標。

干擾檢測設(shè)備

現(xiàn)將參考圖4詳細描述干擾檢測設(shè)備。更特別地，將通過實例考慮用于與接入點33相關(guān)聯(lián)的組Gi的設(shè)備333。

設(shè)備333為計算機。除了處理器120，設(shè)備333還包括存儲器122，用于連接至本地局域網(wǎng)52的輸入/輸出接口124，以及用于檢測干擾的裝置125。

存儲器122包括存儲干擾檢測設(shè)備333的標識符ID_DDI的區(qū)域130，該標識符包括設(shè)備的IP地址，即IP333。

存儲器122包括存儲用于設(shè)備333所屬的組Gi的頻率管理設(shè)備39的標識符ID_DGF的區(qū)域132，該標識符包括局域網(wǎng)52中的設(shè)備39的IP地址，即IP39。

存儲器122還包括存儲與設(shè)備333相關(guān)聯(lián)的接入點33的標識符ID_PA的區(qū)域133。

最后，存儲器122還包括將被監(jiān)測的信道的列表134。該列表134包括接入點33的當前工作信道F7以及三個其他的信道F1、F9和F5。

干擾檢測裝置126包括具有天線141的功率監(jiān)測模塊140以及用于更新和發(fā)送干擾報告的模塊142。

模塊140被設(shè)計用于針對列表134中的每個信道來測量入射至天線141上的信號的總功率，其頻率位于所考慮的信道之中。

在每個工作周期結(jié)束時，模塊140啟動模塊142的執(zhí)行。

模塊142被設(shè)計用于更新干擾報告。干擾報告包括其總功率大于預(yù)定閾值的每個被監(jiān)測信道的標識符，以及當前日期。

模塊142被設(shè)計用于將包括干擾報告的消息發(fā)送至該組中的頻率管理設(shè)備。

頻率管理設(shè)備

現(xiàn)將參考圖5詳細描述頻率管理設(shè)備。更特別地，將通過實例來考慮用于組Gi的設(shè)備39。

該頻率管理設(shè)備為計算機。除了處理器150，該頻率管理設(shè)備還包括存儲器152，用于連接至本地局域網(wǎng)52的輸入/輸出接口154，以及用于管理頻率的裝置156。

存儲器152包含列表160，該列表涉及設(shè)備39的標識符ID_DGFi，相鄰組Gi-1和Gi+1中的頻率管理設(shè)備29、49的標識符ID_DGFi-1和ID_DGFi+1，以及控制單元50的標識符ID_UC。

存儲器152包括頻率分配計劃162，其涉及：

-組Gi及其相鄰組Gi-1和Gi+1中的接入點的標識符；

-關(guān)于每個接入點的地理位置數(shù)據(jù)，其使得能夠確定接入點是否位于區(qū)間(Section)的最后，或者接入點是否與位于區(qū)間的最后的接入點相鄰(計劃162的排序方式即為此數(shù)據(jù)的提供方式)；

-在當前時間被分配至每個接入點的工作信道。

存儲器152包括不可使用的信道CIn的表格164。針對被識別為不可使用的每個信道，該表格涉及信道的標識符，其被檢測為不可使用的日期，以及進行此檢測的干擾檢測設(shè)備的標識符ID_DDI。

存儲器152還包括表格163。針對每個接入點ID_PA，該表格涉及將通過與所考慮的接入點相關(guān)聯(lián)的干擾檢測設(shè)備ID_DDI來監(jiān)測的信道CS，以及可使用的信道CU。在檢測干擾時，所述信道可以分配給所考慮的接入點。

用于動態(tài)地管理頻率的頻率管理設(shè)備156包括：用于收集與干擾報告有關(guān)的消息的模塊170，用于更新頻率分配計劃162的模塊172，用于為屬于由設(shè)備39管理的組Gi的不同接入點生成車載分配表格72的模塊174，以及用于與相鄰組Gi-1和Gi+1中的頻率管理設(shè)備29、49和控制單元50進行通信的通信模塊176。

模塊170根據(jù)接收自干擾檢測設(shè)備330-334的模塊142的消息來對涉及不可使用信道CIn的表格164進行更新。

更確切地說，模塊170能夠收集由組Gi的干擾檢測設(shè)備發(fā)送的消息。基于這些消息的有效負載，模塊170能夠更新不可使用信道CIn的表格164。如果不可使用信道的標識符已經(jīng)存在于表格164中，那么模塊170更新日期。相反，如果一個信道新近被識別為不可使用，那么模塊170能夠在表格164中增加一行，并在狀態(tài)警告消息中指示該信道的標識符和日期，以及干擾檢測設(shè)備的標識符。

模塊170能夠?qū)⑴c其日期值晚于預(yù)定值的信道相關(guān)的行從表格164中刪除。這使得在經(jīng)過一段等待時間而沒有進一步檢測到干擾后能夠重新使用信道。

模塊170還能夠基于表格164的內(nèi)容，對涉及可使用信道CU的表格163進行更新。

當對表格163進行修改時，用于更新計劃162的模塊172被執(zhí)行。

當信道的標識符從表格163中刪除時，模塊172能夠修改被分配至接入點的該信道。

模塊172能夠遍歷計劃162，并且根據(jù)表格163來驗證被分配至每個接入點的信道為“可用的”。

與之相反，模塊172能夠在可被接入點使用的信道的列表中，來識別在當前時間還沒有被分配至與所考慮的接入點的相鄰的一個接入點的信道。

此最后的條件使得能夠防止兩個相鄰的接入點工作在可能在系統(tǒng)2中導(dǎo)致干擾的相近的頻率上。

模塊172能夠在表格162中用被識別為空閑信道的信道來替換受到干擾影響的信道。

當在計劃162中對分配給接入點的信道進行修改時，模塊172能夠?qū)⒂糜谛鹿ぷ餍诺婪峙涞南l(fā)送至相應(yīng)的接入點。該消息使得能夠?qū)⑿路峙涔ぷ餍诺赖臉俗R符寫入該接入點的存儲器92的空間104中。

當對計劃162進行修改時，用于生成車載分配表格72的模塊174被執(zhí)行。

對于組Gi中的每個接入點，設(shè)備39的模塊174能夠基于計劃162，以下述方式生成針對此接入點的關(guān)聯(lián)表格106：

-前三個虛擬信道CV1-CV3指示所考慮的組中接入點的三個工作信道；

-當所考慮的接入點位于區(qū)間最后或者其與位于區(qū)間最后的接入點相鄰時，使用表格106中的第四和第五虛擬信道CV4和CV5。它們分別指示位于區(qū)間最后的接入點和與位于區(qū)間最后的接入點相鄰的接入點的工作信道；

-當所考慮的接入點并不是位于區(qū)間Si的最后，空值與虛擬信道CV4和CV5相關(guān)聯(lián)。

因此，對于接入點33的情況，在當前時間，表格106與信道CV1、CV2和CV3相關(guān)聯(lián)地包括信道F1、F7以及被接入點30-34所使用的信道F1。

此外，在接入點33為位于區(qū)間Si最后的接入點34的相鄰接入點的情況下，虛擬信道CV4和CV5被輸入進去。它們分別包括由位于相鄰區(qū)間Si+1最后的接入點40以及該接入點40的相鄰接入點41所使用的信道F5和F2。

模塊174能夠?qū)⒂纱松傻谋砀?06發(fā)送至相應(yīng)的接入點。

當對計劃162進行修改時，通信模塊176將用于修改所發(fā)送的計劃的計劃修改消息發(fā)送至控制單元50。該修改消息的有效負載包括與由設(shè)備39管理的組Gi有關(guān)的計劃162的信息。

控制單元

控制單元50使得操作者能夠?qū)υO(shè)施16的操作(特別是沿線的無線電頻譜的使用)的當前狀態(tài)進行概覽。

為了確保此任務(wù)的執(zhí)行，控制單元50通過鏈接從干擾檢測設(shè)備接收的干擾報告消息，周期性地接收與由頻率管理設(shè)備29、39、49生成的干擾報告相關(guān)的元消息。

由控制單元50接收的元消息的內(nèi)容被存儲在數(shù)據(jù)庫中。

控制單元50包括系統(tǒng)2的配置的配置文件和頻率分配的總體方案。

在設(shè)施16的上電之后的設(shè)施16的初始化階段，控制單元50使用配置文件來發(fā)現(xiàn)頻率管理設(shè)備。

控制單元50從每個頻率管理設(shè)備請求其維持的頻率分配計劃162。如果該頻率分配計劃162并不相同于在配置文件中定義的計劃，則控制單元50能夠發(fā)送在配置文件中定義的缺省的頻率分配計劃。

通過使用適當?shù)娜?機接口，單元50向操作者呈現(xiàn)系統(tǒng)2的概要框圖，并使得操作者可以驗證頻率管理設(shè)備的狀態(tài)。

通過控制單元50，操作者在系統(tǒng)2的操作的全部時間，都能夠向頻率管理設(shè)備發(fā)送消息，以修改其頻率分配計劃162來優(yōu)化頻段的使用。

控制單元50還使得操作者可以定義用于在特定信道中再次出現(xiàn)干擾的情況下自動修改頻率分配的規(guī)則。

系統(tǒng)可以在沒有控制單元50的情況下進行操作。使用控制單元50來以非侵入的方式執(zhí)行系統(tǒng)的控制處理。并不缺省地激活任何控制功能。

操作方法

在初始化階段，每個單元或設(shè)備基于在對其特定的配置文件中存儲的數(shù)據(jù)來發(fā)現(xiàn)其環(huán)境。

在上電之后，需要接入點來發(fā)現(xiàn)與其相關(guān)聯(lián)的頻率管理設(shè)備的存在，并向頻率管理設(shè)備告知其存在。

需要每個頻率管理設(shè)備發(fā)現(xiàn)相鄰組接入點的頻率管理設(shè)備。

每個頻率管理設(shè)備處理缺省的頻率分配計劃162，以使得其能夠向每個接入點發(fā)送缺省的當前工作信道。

頻率管理設(shè)備還向每個接入點發(fā)送關(guān)聯(lián)表格106，該關(guān)聯(lián)表格106是基于接入點的標識符和缺省的分配方案162而生成的。

表格106被存儲在接入點的存儲器92中。

在其上電階段，控制單元50基于在其配置文件中存儲的信息檢查哪些頻率管理設(shè)備處于操作中。

控制單元50從每個頻率管理設(shè)備請求計劃162的當前信道集合，并且在必要的情況下發(fā)送當前信道的新的集合。

在使用階段，當新分配的當前工作信道CC的標識符F7被寫入到空間104中時，諸如接入點33之類的接入點的調(diào)整模塊112進行操作。

隨后，模塊112相應(yīng)地調(diào)整無線模塊110的當前工作信道。

一旦當前工作信道被調(diào)整，無線模塊110就能夠發(fā)送和接收頻率在當前工作信道F7內(nèi)的無線電信號。特別是，無線模塊110發(fā)送用于與移動設(shè)備單元14建立或維持WiFi鏈路的信標。

為了生成這些信標，接入點33的模塊114進行操作。此時，接入點33的模塊114讀取在存儲器92中找到的表格106，并且生成信標，該信標的有效載荷包括與虛擬信道CVi的分配相關(guān)的信息等。

這樣生成的信標被發(fā)送到無線模塊110，以便被以規(guī)則間隔發(fā)射。

當位于接入點33的覆蓋小區(qū)內(nèi)的移動單元14的無線模塊80提取了由此接入點發(fā)射的信標信號時，無線模塊80將該信標信號發(fā)送到信標模塊82。

信標模塊82進行執(zhí)行，以從所接收到的信標中提取與虛擬信道CVi的分配相關(guān)的信息。因此，信標模塊82更新存儲器62中的表格72。

當模塊86檢測到與第一接入點(例如接入點33)的當前活動鏈路即將斷開時，模塊86啟動信道搜索模塊88的執(zhí)行，以搜索在其上建立與第二接入點的新鏈路的信道，該第二接入點(例如接入點34)鄰近第一接入點。

模塊88從存儲器62的區(qū)域74讀取信息，根據(jù)該信息，通過使用與第二虛擬信道CV2相關(guān)聯(lián)的信道已經(jīng)建立了當前活動的鏈路。

因此，模塊88查詢表格72，并且讀取與虛擬信道CV3相關(guān)聯(lián)的信道，該信道是表格72中虛擬信道CV2之后的虛擬信道。

模塊88讀取標識符F1，并且將該標識符F1寫入到空間70中作為當前工作信道CC的值。

這使得調(diào)整模塊84開始進行操作，該調(diào)整模塊84調(diào)整無線模塊80在值F1處的當前工作信道。

這樣設(shè)置的無線模塊80能夠接收由當前工作信道對應(yīng)于信道F1的接入點發(fā)射的信標。

在鄰近接入點33的接入點34發(fā)射信標時，屬于這種情況。

當無線模塊80接收到由接入點34發(fā)射的信標時，無線模塊80將該信標發(fā)送到管理與此接入點34建立新鏈路的信標模塊82。

一旦建立了此新鏈路，就將進程中的通信從與接入點33的鏈路切換到與接入點34的新鏈路。

此外，模塊82將“已建立鏈路”的消息發(fā)送到信道搜索模塊88。一旦接收到該消息，信道搜索模塊88就在區(qū)域74中放置使得建立了此新鏈路的虛擬信道的標識符CV3。

與此相反，當在預(yù)定的等待時間T之后信道搜索模塊88尚未接收到任何“已建立鏈路”的消息時，信道搜索模塊88再次查詢表格72，以便提取與后續(xù)虛擬信道相關(guān)聯(lián)的信道F5，其標識符CV4，并且將該標識符CV4放置在空間70中，以便搜索信道F5中的信標。

從而讀取表格72，以便調(diào)整無線電模塊來搜索由與其建立了新的WiFi的接入點發(fā)射的信標。

下述為出現(xiàn)干擾的情況下的操作。

在這種情況下，例如在與接入點34相關(guān)聯(lián)的干擾檢測設(shè)備334的功率檢測模塊140檢測到在信道F1中存在干擾時，檢測設(shè)備334的模塊142更新干擾報告。

將該干擾報告發(fā)送到頻率管理設(shè)備39。

頻率管理設(shè)備39的模塊170利用在所接收到的報告中包含的信息來更新不可使用信道的表格164，所述信息包括信道F1的標識符、此信道F1上的干擾的檢測日期和檢測到這些干擾的設(shè)備的標識符IP334。

如果不可使用信道F1已經(jīng)被存儲在該表格164中，則模塊170僅更新與不可使用信道相關(guān)聯(lián)的日期信息，否則，也就是說如果其是新近被識別為不可使用的信道，則模塊170就在表格164中增加一行來記錄與新的不可使用信道相關(guān)的信息。

模塊170隨后基于表格164執(zhí)行不可使用信道CU的表格163的更新。尤其是，從與接入點31和34分別相關(guān)聯(lián)的不可使用信道CU的表格中移除信道F1。

最后執(zhí)行模塊172。模塊172搜索計劃162，并驗證被分配給每個接入點的信道在表格163中被標記為可以使用。

模塊172識別出被分配給接入點34的信道F1不再被包括在可以由接入點34使用的可用信道CU的列表中，如表格163中所示。

在這些可用信道F7、F4、F3中，模塊172例如識別出信道F4沒有被分配給接入點33或接入點40。

在接入點34的表格162中，模塊172利用空閑信道F4來替換受干擾影響的信道F1。

類似地，在接入點31的表格162中，模塊172利用空閑信道F4來替換受干擾影響的信道F1。

在計劃162被修改之后，模塊172將分配消息分別發(fā)送到接入點31和34。

這樣的消息使得可以將信道F4作為當前工作信道寫入到接入點31和34中的每個的存儲器92的空間104中。隨后，設(shè)置接入點31和34中的每個的無線模塊110的工作信道。

在計劃162被修改之后，執(zhí)行模塊174，以便生成組Gi的接入點30到34的關(guān)聯(lián)表格106，以便考慮由信道F4來替代信道F1。模塊174輸出產(chǎn)生的每個表格106被發(fā)送到對應(yīng)的接入點。

接入點33由此接收更新的表格106，在該更新的表格106中，虛擬信道CV3當前關(guān)聯(lián)于信道F4。

隨即由接入點33使用該更新的表格106以生成更新的信標，該更新的信標的有效載荷包括虛擬信道CV3當前關(guān)聯(lián)于信道F4的信息。

與所述接入點22連接的移動單元14周期性地接收接入點33發(fā)送的信標。因此，在接收到更新的信標后，移動單元14被通知虛擬信道CV3現(xiàn)在與信道F4關(guān)聯(lián)。

信標模塊82通過針對虛擬信道CV3用信道F4T替換信道F1來更新移動設(shè)備單元14中的表格72。

當接入點33的當前鏈路即將斷開時，移動單元14使用更新的表格72在第一位置搜索與虛擬信道CV3關(guān)聯(lián)的信道F4中的信標。

由于信道F4與新分配給接入點34的當前工作信道對應(yīng)，因此，移動單元14檢測接入點34發(fā)射的信標。然后，可以執(zhí)行建立接入點34的新鏈路的步驟和將通信從接入點33的當前鏈路切換到接入點34的新鏈路的步驟。

通過信標傳輸位于發(fā)送該信標的接入點附近的接入點的當前工作信道的信息，移動單元在搜索以建立新的鏈路時遍歷頻帶的信道集合的一部分。

通過將虛擬信道的數(shù)量保持在較低的數(shù)值，減少了將實時通訊從當前鏈路轉(zhuǎn)移到新鏈路的轉(zhuǎn)移時間。

這允許為敏感的鐵路應(yīng)用如管理鐵路網(wǎng)的交通管理使用頻率動態(tài)管理。

可選實施例

上述系統(tǒng)的其他實施例及其使用是可以預(yù)知。

因此，每個接入點包括干擾檢測設(shè)備，其能夠測量入射到接入點的由系統(tǒng)外部的信號源產(chǎn)生的無線波束的功率。在基礎(chǔ)設(shè)施的初始配置階段，接入點被如此配置使得接入點將其干擾檢測設(shè)備處于活動狀態(tài)或非活動狀態(tài)。優(yōu)選地，為了能夠檢測每個接入點附近的干擾，在系統(tǒng)啟動和配置時，基礎(chǔ)設(shè)施的所有接入點的干擾檢測設(shè)備處于活動狀態(tài)。

優(yōu)選地，在簡化的實施例中，接入點的干擾檢測設(shè)備能夠測量該接入點的當前工作信道中入射波的功率。

在另一變形例中，與前一實施例無關(guān)的，每個接入點集成有頻率管理設(shè)備。在基礎(chǔ)設(shè)施的初始配置階段，接入點被如此配置使得接入點將其頻率管理設(shè)備處于活動狀態(tài)或非活動狀態(tài)。

在與網(wǎng)絡(luò)的一部分關(guān)聯(lián)的一組接入點中，只有被稱為主設(shè)備的第一接入點的頻率管理設(shè)備和被稱為輔設(shè)備的第二接入點的頻率管理設(shè)備處于活動狀態(tài)。該組中其他接入點的頻率管理設(shè)備處于非活動狀態(tài)。

輔設(shè)備保存包含在主設(shè)備的存儲器中數(shù)據(jù)的最新副本。因此，一旦主設(shè)備出現(xiàn)故障，輔設(shè)備以確保系統(tǒng)所有功能的連續(xù)性的方式立即代替主設(shè)備。