HU219086B - Járművevő automatikus erősítésszabályozással - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya járművevő kétirányú adatátvitelre szolgáló, passzívtranszpondereljárás szerinti jeladóként kialakított, helyhez kötöttállomáshoz, amelynek vevőantennája, adóantennája, valamintvezérlőkapcsolása és adattárolója van. A találmány szerintijárművevőnél a vevőantenna (1a) és az adóantenna (1b) között kétszabályozható, egymással sorba kötött erősítőfokozat (7, 8) vanelrendezve, ahol az első erősítőfokozat (7) a kimenőjele és egy előírtérték összehasonlítása alapján szabályozott erősítőfokozatként vankialakítva, és az erősítést szabályozó vezérlőjel a másodikerősítőfokozat (8) vezérlőbemenetére (10) is rá van vezetve. Ezzel aszabályozással például gépjárművek úthasználati díjának automatikuskönyvelésekor lehet csak egyetlen nyomsávot észlelni. Ki vannakküszöbölve a szomszédos nyomsávon lévő más gépjárművek okozta hatások. ŕ

Description

A találmány tárgya járművevő automatikus erősítésszabályozással. A járművevő főként kétirányú adatátvitelre szolgál jeladóként (baké) kialakított helyhez kötött állomáshoz, a passzív transzpondereljárás szerint. A járművevő tartalmaz egy vevőantennát és egy adóantennát, valamint egy vezérlőkapcsolást és egy adattárolót. A Proceedings of the DRIVE Konference, 1991. február 4-6., „Advanced telematics in road transport (page 248-268.)” című közleményből már ismeretes egy gépjármű és egy helyhez kötött állomás (jeladó baké) közötti kétirányú adatátvitelre szolgáló járművevő, amely a félpasszív transzpondereljárás szerint működik. Itt az probléma jelentkezik, hogy a jeladó vételi tartományát például nem lehet elég pontosan egyetlen nyomsávra korlátozni, ezért automatikus díjmeghatározásra történő alkalmazás esetén előfordulhat, hogy a szomszédos nyomsávon haladó jármű a fedélzeti egységével (OBU, on board unit) az antenna alatt haladó jármű összeköttetését annyira zavarja, hogy a díjat nem lehet rendesen elkönyvelni.

Találmányunk célja a bevezetésben leírt jellegű járművevő olyan kialakítása, hogy ki legyen zárva a szomszédos nyomsávban lévő fedélzeti egységek által okozott zavarás.

Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a járművevő automatikus erősítésszabályozóval rendelkezik a helyhez kötött állomástól (baké) vett jel szintjének automatikus szabályozására.

A találmány szerinti járművevőnél a vevőantenna és az adóantenna között két szabályozható, egymással sorba kötött erősítőfokozat van elrendezve, ahol az első erősítőfokozat a kimenőjele és egy előírt érték összehasonlítása alapján szabályozott erősítőfokozatként van kialakítva, és az erősítést szabályozó vezérlőjel a második erősítőfokozat vezérlőbemenetére is rá van vezetve.

A találmány szerinti járművevőnek az az előnye, hogy a helyhez kötött állomásra (baké) vissza leadott jel automatikus szabályozása útján a jel csillapítása úgy van beállítva, hogy a helyhez kötött állomáshoz (baké) érkező jelszint egy szorosan határolt tartományon belül marad. A csillapítás úgy van szabályozva, hogy kiegyenlítődik mind a helyhez kötött állomástól (baké) a járműhöz menő, mind a fordított irányú jel csillapítása, és ez kizátja a szomszédos nyomsávrészekről eredő zavarási lehetőségeket. A szomszédos nyomsávokon lévő fedélzeti egységekhez (OBU) tartozó antennából érkezőjelek nagyobb hasznos jelszintjük alapján leszabályozódnak, és így nem zavarhatnak.

Különösen előnyös, hogy a lefelé irányuló jelet (downlink) egy első automatikusan szabályozható erősítőfokozat szabályozza. Ezáltal megy végbe a vett szint első mérése. A szint például különböző lehet az üveg beszennyeződése és más hatások miatt. A mért szint és egy előírt érték összehasonlításával egy szabályozójellemzőt kapunk, amelyet alapul veszünk az automatikus szabályozáshoz.

Előnyös továbbá, hogy az első mérésben kapott mennyiséget egy további erősítőfokozat vezérlésére használjuk, amely a felfelé irányuló jelet (uplink) ugyanazzal a tényezővel erősíti vagy csillapítja, majd leadja vissza a helyhez kötött állomásra (baké).

A gyakorlatban egy helyhez kötött állomás (baké) vételi tartományának hozzárendelése egy nyomsávhoz azzal az előnnyel jár, hogy a helyhez kötött állomás (baké) mindig csak egy járművet észlel. Ily módon - ha a járművevő egy gépjárművön van elhelyezve észlelhető egyetlen gépjármű. Ez különösen előnyös úthasználati díjak automatikus könyveléséhez vagy behajtási jogosultság vizsgálatához.

Találmányunkat annak példaképpeni kiviteli alakja kapcsán ismertetjük részletesebben ábráink segítségével, amelyek közül az

1. ábra a lefelé irányuló átvitel (DOWNLINK) vázlata, a

2. ábra a felfelé irányuló átvitel (UPLINK) vázlata, a

3. ábra egy kapcsolási tömbvázlat, a

4. ábra egy elrendezés a nyomsávokon.

Az 1. ábrán látható egy 2 gépjármű, amely egy 4 helyhez kötött állomással (baké) való digitális adatátvitelhez 1 antennával ellátott fedélzeti egységgel (OBU) rendelkezik. A fedélzeti egység 3 járművevőként működik, és a lefelé irányuló átvitel (DOWNLINK) során veszi az ASK amplitúdómodulált jeleket a 4 helyhez kötött állomástól. Mind a 3 járművevő, mind a 4 helyhez kötött állomás ismeretes a fentebb idézett közleményből, és ezért ezeket itt nem kell részletesebben ismertetni. Az adatjelek vételéhez vagy adásához a 3 járművevő egy vevőantennával és adáshoz egy adóantennával van ellátva. A vevőantenna és az adóantenna mikrohullámok alkalmazásakor a járművevő részét képezi.

A 2. ábrán látható a digitális adatátvitel felfelé irányuló (UPLINK) átviteli üzemmódja. Ekkor a 3 járművevő a 4 helyhez kötött állomás modulálatlan jeléből először saját tápfeszültséget képez, majd átviendő adatait FSK-modulációval (ffequency shift keying, frekvenciabillentyűzés) átviszi a 4 helyhez kötött állomásra. Az önmagában ismert passzív transzpondereljárásnál az a hátrány jelentkezik, hogy a felfelé irányú (UPLINK) adási energia az átviteli úton bekövetkező csillapítástól függ. Ezt részletesebben a 4. ábra kapcsán taglaljuk. A 4. ábrán látható két, 20 és 21 nyomsáv, amelyeken egy első 2 gépjármű és egy második 2 gépjármű halad. A 20,21 nyomsávok felett keresztben egy táblahídon 22,23 antennával ellátott 4 helyhez kötött állomás van elhelyezve. A 22,23 antennák úgy vannak elhelyezve, hogy a teljes 20, illetőleg 21 nyomsávot észlelni tudják, mégpedig úgy, hogy ugyan jóval kisebb antennanyereséggel, de a 22 antenna a 21 nyomsávot is, és fordítva, a 23 antenna a 20 nyomsávot is észleli. További nehézséget jelent, hogy a 4 helyhez kötött állomás és a 3 járművevő közötti szakaszcsillapítás különböző tényezőktől függ. Például az első 2 gépjármű a 22 antennához közel, és a második 2 gépjármű a 23 antennától távol van. Előfordulhat, hogy az első 2 gépjármű magas építésű tehergépkocsi, a második 2 gépjármű alacsony építésű személygépkocsi. Az első 2 gépjármű ablaka lehet tiszta, míg a második 2 gépjárműé pisz2

HU 219 086 Β kos. Ezekből a tényezőkből ered, hogy a 4 helyhez kötött állomás és az első 2 gépjármű közötti szakaszcsillapítás jóval kisebb, mint a második járműnél. Az első 2 gépjármű kis szakaszcsillapítása miatt a 23 antenna is veheti ennek jeleit.

Ezeknek a hiányosságoknak a kiküszöbölése végett a találmány értelmében a 3. ábra szerint az la vevőantenna és az lb adóantenna közé 12 erősítésszabályozó (automatic gain control, AGC) van beiktatva. A szabályozás első javítását már azzal elérjük, hogy a 3 járművevő kimenőjelét egy első 7 erősítőfokozattal állandó értéken tartjuk. Ezt az előre meghatározott kimeneti szinttel állandó értéken tartott jelet azután vissza lehet adni a 4 helyhez kötött állomásra.

A kimenőjel szabályozása még jobb lesz, ha a

3. ábra szerint az első 7 erősítőfokozat után egy második 8 erősítőfokozatot kapcsolunk, és ennek kimenetét összekötjük az lb adóantennával. A 12 erősítésszabályozóban ebből a célból van egy 5 detektor, amely az első 7 erősítőfokozat amplitúdóját észleli. Ezt a jelet a 6 szabályozóerősítőre adja, amely a referenciaértéket az előírt értékeket szolgáltató 11 jeladótól kapja. Az előírt értékeket szolgáltató 11 jeladó tárolóként van kialakítva. A 6 szabályozóerősítő az előre meghatározott előírt értékek és az 5 detektor jele alapján kimenőerősítését automatikusan szabályozza, és megfelelő szabályozott értéket ad az első és második 7 és 8 erősítőfokozat megfelelő 9,10 vezérlőbemenetére.

Ennek a szabályozási eljárásnak az az előnye, hogy csak az első 7 erősítőfokozatnál van szükség erősítésmérésre, amit az 5 detektorral könnyen el lehet végezni. Az 5 detektorként megfelelő diódakapcsolás alkalmas. A 6 szabályozóerősítőként a kereskedelmi forgalomban szokványos félvezetős szabályozókat lehet használni. Az első 7 erősítőfokozatnak és a második 8 erősítőfokozatnak minél jobban megegyező szabályozási jelleggörbével kell rendelkeznie. Ezzel a kettős erősítésszabályozással elérjük, hogy a 3 járművevő 4 helyhez kötött állomásra menő kimenőjele a felfelé irányú átvitel (UPLINK) csillapításingadozásait is kiegyenlíti. Ezáltal a 7, 8 erősítőfokozatok csillapítása úgy szabályozható, hogy a 3 járművevő kimenőjelének szakaszcsillapítása az első 7 erősítőfokozat bemenőjel-amplitúdója függvényében négyzetesen nő. A 3 járművevő kettős erősítésszabályozása révén így a lefelé és felfelé irányú adatátvitel (DOWN- és UPLINK) szakaszcsillapításait is kiegyenlítjük. Ez végül azt eredményezi, hogy a saját nyomsávnál távolabb lévő, szomszédos nyomsávon lévő jármű nem tud már zavarni. Az úthasználati díjat a kívánt nyomsávon így zavar nélkül és ezáltal megbízhatóan lehet könyvelni.

Claims (7)

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Járművevő automatikus erősítésszabályozással kétirányú adatátvitelre szolgáló, passzív transzpondereljárás szerinti jeladóként kialakított helyhez kötött állomáshoz, amelynek vevőantennája, adóantennája, valamint vezérlőkapcsolása és adattárolója van, azzal jellemezve, hogy a vevőantenna (la) és az adóantenna (lb) között két szabályozható, egymással sorba kötött erősítőfokozat (7, 8) van elrendezve, ahol az első erősítőfokozat (7) a kimenőjele és egy előírt érték összehasonlítása alapján szabályozott erősítőfokozatként van kialakítva, és az erősítést szabályozó vezérlőjel a második erősítőfokozat (8) vezérlőbemenetére (10) is rá van vezetve.

2. Az 1. igénypont szerinti járművevő, azzal jellemezve, hogy az első és második erősítőfokozat (7, 8) szabályozási jelleggörbéje lényegében egyforma.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti járművevő, azzal jellemezve, hogy a két erősítőfokozat (7, 8) a vezérlőbemenetén (9, 10) át egy előírt érték jeladóról (11) vezérelhető, ahol az előírt értékek egy tárolóban vannak eltárolva.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti járművevő, azzal jellemezve, hogy az erősítőfokozatok (7, 8) a járművevő (3) kimenőjelének szakaszcsillapítását az első erősítőfokozat (7) bemenőjel-amplitúdója függvényében előnyös módon négyzetesen növelő, szabályozható csillapítású erősítőfokozatok (7, 8).

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti járművevő, azzal jellemezve, hogy a járművevő (3) egy gépjárművön (2) van elhelyezve.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti járművevő, azzal jellemezve, hogy a járművevő (3) díjelszámoló rendszer részét képezi.

7. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti járművevő, azzal jellemezve, hogy a járművevő (3) a forgalomirányítási rendszer részét képezi.