Procedimiento y sistema de medición del margen de un enlace de RF.

Un procedimiento para probar el margen de RF en un sistema de cobro electrónico de peaje que tiene una zona de captura,

comprendiendo el procedimiento:

construir un conjunto de identificadores almacenados de transpondedores candidatos que visitan la zona de captura múltiples veces;

detectar un transpondedor dentro de la zona de captura mediante la recepción de una señal de respuesta procedente del transpondedor que incluye un identificador del transpondedor;

determinar que el transpondedor es un transpondedor candidato comparando el identificador del transpondedor con el conjunto de identificadores almacenados de transpondedores candidatos para pruebas de margen;

si el transpondedor es un transpondedor candidato, realizar una prueba de margen mientras el transpondedor está dentro de la zona de captura que incluye enviar una señal de sondeo atenuada en una cantidad especificada al transpondedor, observar si el transpondedor responde a la misma, y almacenar el resultado de la prueba en asociación con dicho identificador del transpondedor;

en el que la cantidad de atenuación es variada durante por lo menos dos visitas del mismo transpondedor a través de la zona de captura, con el fin de identificar la atenuación a la que falla una prueba de margen, y, por lo tanto, el margen de RF.

Procedimiento y sistema de medición del margen de un enlace de RF

Campo de la invención [0001] La presente solicitud se refiere a sistemas de cobro electrónico de peaje (Electronic Toll Collection - ETC) y, en particular, a un procedimiento y sistema para la medición del margen de RF (Radio Frecuencia) en un sistema ETC.

Antecedentes de la invención [0002] En los sistemas de cobro electrónico de peaje (Electronic Toll Collection - ETC) , la Identificación Automática de Vehículos (Automatic Vehicle Identification - AVI) se logra mediante el uso de comunicaciones por radiofrecuencia ("RF") entre lectores en carretera y transpondedores (transponders) dentro de los vehículos. Cada lector emite una señal de identificación codificada, y cuando un transpondedor entra en el alcance de comunicación y detecta el lector, el transpondedor envía una señal de respuesta. La señal de respuesta contiene información de identificación del transpondedor, que incluye un ID único del transpondedor. En Estados Unidos, los sistemas actuales de comunicación AVI RF se autorizan bajo la categoría de Sistemas de Localización y Monitoreo (Location and Monitoring Systems - LMS) a través de las disposiciones del Código de Regulaciones Federales (Code of Federal Regulations - CFR) Título 47 Parte 90 Sub-parte M. US 2010/0237998 A1 describe el uso de parámetros de comunicación por RF dependientes del transpondedor para transpondedores particulares, almacenados en una base de datos del lector. Los parámetros son ajustados de acuerdo con resultados anteriores de comunicación.

Los sistemas ETC actuales pueden ser clasificados como basados en carriles o en carretera abierta.

En un sistema basado en carriles, los vehículos están limitados lateralmente por medios físicos, tales como barreras entre los carriles, a fin de impedir que un vehículo cambie de carril mientras está en la zona de comunicación. El lector controla los canales del lector, cada uno de los cuales corresponde a una cobertura de RF de un carril de vehículos en particular. En ciertos sistemas basados en carriles la zona de captura está típicamente diseñada para que tenga una longitud inferior a la longitud de un coche (por ejemplo, aproximadamente 2, 4 metros (8 pies de largo) y 3 metros (10 pies) de ancho. Así, cuando un vehículo con un transpondedor pasa a través de una zona de captura, la localización del vehículo es asociada fácilmente con el carril concreto en ese instante en el tiempo, y la corta longitud de la zona permite una alineación temporal exacta con los sistemas de formación de imágenes de detección de vehículos.

Los sistemas de carretera abierta, de lo contrario, permiten que el tráfico fluya libremente sin el obstáculo de las barreras de carril. Aunque muchos sistemas de carretera abierta tienen zonas de captura similares en tamaño a las utilizadas en los sistemas basados en carriles, los vehículos no están limitados a un carril en particular. Por ejemplo, pueden estar a medio camino entre dos carriles, y no es necesario que circulen en paralelo a los carriles. Por ejemplo, un vehículo puede cambiar de carril a su paso por la zona de peaje.

Los sistemas de carretera abierta pueden emplear más canales que carriles para proporcionar zonas de captura RF superpuestas o escalonadas sobre múltiples carriles. El lector analiza las detecciones procedentes de múltiples zonas de captura para determinar a qué zona asignar la ubicación del vehículo. Esto se denomina a veces como un algoritmo de "voto", ya que la zona de captura que recibe la mayoría de las respuestas de un transpondedor indica la ubicación probable del vehículo correspondiente. Un ejemplo de tal sistema ETC se describe en la Patente de EE.UU. Nº 6.219.613, que es de propiedad en común con la presente.

Cuando un sistema ETC se instala por primera vez, ya sea basado en carriles o en carretera abierta, las pruebas de margen del enlace de RF se realizan como parte de lo que se conoce como un proceso de "ajuste de carril". El ajuste de carril tiene como objetivo calibrar la potencia de RF transmitida por cada antena controlada por el lector. El margen del enlace de RF refleja la cantidad de atenuación adicional de RF que puede ser tolerada entre el lector y un determinado transpondedor antes de que las comunicaciones se conviertan en poco fiables. En un sistema ETC, se desea un margen de RF equilibrado para un rendimiento óptimo. Un margen de RF demasiado alto puede causar lecturas de "carriles cruzados" a través de las cuales un transpondedor es activado en un carril adyacente, lo que puede afectar a la precisión de la localización. Por otra parte, un margen de RF que es demasiado bajo provoca una comunicación poco fiable, y posiblemente una no comunicación, con algunas combinaciones de vehículo/transpondedor. Por lo tanto, se busca un margen de RF equilibrado cuando se instala por primera vez un sistema ETC.

El ajuste de carril típicamente incluye la generación de un mapa estático de margen de RF, por lo que el margen de RF se determina en múltiples puntos dentro de la zona de captura. El margen de RF puede ser determinado usando un atenuador variable físico, o un atenuador variable controlado digitalmente, con lo que la atenuación se incrementa hasta el punto en que cesa la comunicación entre una antena lectora y un transpondedor montado en un vehículo estacionario. Si el sistema ETC es de enlace de bajada (downlink) limitado (cuando hay un margen de enlace de subida de transpondedor a lector versus un margen de enlace de bajada de lector a transponedor) , según se supone en la descripción siguiente, un atenuador común que se aplica tanto a la trayectoria de la transmisión como de la recepción mide el margen del enlace de bajada. El ajuste de carril también puede implicar la determinación de un margen de RF pico dinámico, con lo que el margen de RF máximo es registrado cuando un vehículo circula por una zona de captura múltiples veces. El proceso requiere que un operador esté in situ con un vehículo de prueba y un transpondedor de referencia, y requiere que el carril que se está probando esté cerrado al tráfico.

Con el tiempo, el margen de RF puede cambiar (por lo general disminuye debido a la degradación de los componentes, al tiempo, u a otros factores) , lo que repercute negativamente en el enlace de comunicaciones entre el lector y el transpondedor. Una opción es volver a probar periódicamente el ajuste de carril mediante la repetición de la totalidad o parte de las actividades que se realizan cuando un carril es inicialmente puesto en marcha. Por ejemplo, se puede realizar de nuevo una prueba de margen dinámica; sin embargo, esto requiere que el carril correspondiente sea cerrado al tráfico durante la duración de la prueba, la cual en los procedimientos actuales puede tardar horas en completarse.

Algunos sistemas ETC pueden emplear una indicación de la intensidad de la señal recibida (Received Signal Strength Indication - RSSI) en el bloque receptor de un módulo lector de RF con el fin de estimar el margen del enlace de RF. La presente invención describe un procedimiento que no depende de la medición de la intensidad de la señal recibida por el lector.

Sería ventajoso proporcionar unos procesos y sistemas mejorados para probar el margen de enlace de RF en un sistema ETC, especialmente uno que se ajuste a vehículos que circulan a velocidades de autopista.

Breve descripción de los dibujos [0012] A continuación se hará referencia, a modo de ejemplo, a los dibujos adjuntos que muestran realizaciones de la presente invención, y en los que:

La figura 1 muestra, en forma de diagrama de bloques, un ejemplo de sistema de cobro electrónico de peaje (ETC) ;

La figura 2 ilustra esquemáticamente una serie de intercambios exitosos de señales de comunicación entre una antena lectora y un transpondedor montado en un vehículo dentro de una zona de captura;

La figura 3 muestra un ejemplo de gráfica de mapa estático de RF de la zona de captura, que muestra un margen de RF disponible a unas distancias de la antena lectora seleccionadas;

La figura 4 muestra, en forma de diagrama de bloques, los componentes de un ejemplo de lector ETC;

La figura 5 muestra unos protocolos de acuerdo de comunicación designados para la realización de unas muestras de prueba de margen;

La figura 6 muestra, en forma de diagrama de flujo, un procedimiento para realizar una prueba de margen a velocidad de autopista; y

La figura 7 muestra, en forma de diagrama de flujo, un procedimiento de generar la lista de transpondedores candidatos para una prueba de margen.

Se utilizan números de referencia similares en diferentes figuras para denotar componentes... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para probar el margen de RF en un sistema de cobro electrónico de peaje que tiene una zona de captura, comprendiendo el procedimiento: construir un conjunto de identificadores almacenados de transpondedores candidatos que visitan la zona de captura múltiples veces; detectar un transpondedor dentro de la zona de captura mediante la recepción de una señal de respuesta procedente del transpondedor que incluye un identificador del transpondedor; determinar que el transpondedor es un transpondedor candidato comparando el identificador del transpondedor con el conjunto de identificadores almacenados de transpondedores candidatos para pruebas de margen; si el transpondedor es un transpondedor candidato, realizar una prueba de margen mientras el transpondedor está dentro de la zona de captura que incluye enviar una señal de sondeo atenuada en una cantidad especificada al transpondedor, observar si el transpondedor responde a la misma, y almacenar el resultado de la prueba en asociación con dicho identificador del transpondedor; en el que la cantidad de atenuación es variada durante por lo menos dos visitas del mismo transpondedor a través de la zona de captura, con el fin de identificar la atenuación a la que falla una prueba de margen, y, por lo tanto, el margen de RF.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el sistema de cobro electrónico de peaje incluye un lector y una antena, y en el que realizar la prueba de margen incluye añadir atenuación a un enlace de RF entre el lector y la antena.

3. El procedimiento de la reivindicación 2, que comprende además recuperar información sobre pruebas de margen anteriores asociadas con el identificador de transpondedor, y en el que añadir la atenuación incluye determinar el nivel de atenuación en base a la información sobre pruebas de margen anteriores.

4. El procedimiento de la reivindicación 3, en el que la información sobre pruebas de margen anteriores incluye un último nivel de atenuación durante una prueba de margen exitosa más reciente, y en el que determinar el nivel de atenuación incluye incrementar el último nivel de atenuación en un tamaño de paso.

5. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en el que añadir atenuación incluye atenuar dinámicamente una señal de sondeo de acuerdo con una programación de pruebas de margen predefinida.

6. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que realizar la prueba de margen incluye programar la prueba de margen para un protocolo de acuerdo entre lector y transpondedor seleccionado dentro de la zona de captura.

7. El procedimiento de la reivindicación 6, que incluye además seleccionar el protocolo de acuerdo entre lector y transpondedor seleccionado en base a una velocidad estimada del vehículo y una ubicación del margen pico predeterminada.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, que comprende además determinar la ubicación del margen pico predeterminada en base a una visita previa del transpondedor a la zona de captura, y en el que determinar la ubicación del margen pico predeterminada incluye medir la intensidad de la señal recibida para cada señal de respuesta para una serie de señales de respuesta en la zona de captura procedentes del transpondedor previo, e identificar la ubicación del margen pico en base al protocolo de acuerdo correspondiente a la medición de la intensidad de la señal recibida más fuerte.

9. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que detectar el transpondedor incluye transmitir una señal de sondeo en respuesta a la cual se recibe la señal de respuesta.

10. El procedimiento de la reivindicación 9, en el que almacenar el resultado de la prueba incluye almacenar datos que indican si se ha recibido la respuesta.

11. El procedimiento de la reivindicación 10, en el que la respuesta no se recibe y en el que, como resultado, almacenar el resultado de la prueba incluye almacenar un valor de margen pico en base a un nivel de atenuación utilizado en una prueba de margen exitosa más reciente.

12. El procedimiento de la reivindicación 11, que comprende además calcular un margen promedio de RF para la zona de captura en base a un promedio de valores de margen pico almacenados recogidos durante un período de tiempo.

13. El procedimiento reivindicado en la reivindicación 1, en el que construir el conjunto incluye detectar transpondedores durante un período de tiempo y eliminar mediante filtrado transpondedores que se han detectado por debajo de un número umbral de veces durante el período de tiempo.

14. El procedimiento reivindicado en la reivindicación 1, en el que construir el conjunto incluye detectar transpondedores durante un período de tiempo y determinar un número promedio de protocolos de acuerdo por visita, y eliminar mediante filtrado un transpondedor con un recuento de protocolos de acuerdo que está por encima de una cantidad umbral diferente del número promedio.

15. Un sistema de cobro electrónico de peajes, que incluye un lector y una antena que definen una zona de captura en una carretera, en el que el lector está configurado para: construir un conjunto de identificadores almacenados de transpondedores candidatos que visitan la zona de captura múltiples veces; detectar un transpondedor dentro de la zona de captura mediante la recepción de una señal de respuesta procedente del transpondedor que incluye un identificador del transpondedor; determinar que el transpondedor es un transpondedor candidato comparando el identificador del transpondedor con un conjunto de identificadores almacenados de transpondedores candidatos para pruebas de margen; si el transpondedor es un transpondedor candidato, realizar una prueba de margen mientras el transpondedor está dentro de la zona de captura que incluye enviar una señal de sondeo atenuada en una cantidad especificada al transpondedor, observar si el transpondedor responde a la misma, y almacenar el resultado de la prueba en asociación con dicho identificador del transpondedor; en el que el lector está configurado para variar la cantidad de atenuación durante por lo menos dos visitas del mismo transpondedor a través de la zona de captura.

16. El sistema de la reivindicación 15, en el que el sistema incluye además un atenuador variable en un enlace de RF entre el lector y la antena, y en el que el lector está configurado para realizar la prueba de margen añadiendo atenuación mediante el atenuador variable.

17. El sistema de la reivindicación 16, en el que el lector incluye una memoria que almacena información sobre pruebas de margen previas asociada con el identificador del transpondedor, y en el que el lector está configurado para determinar un nivel de atenuación en base a la información sobre pruebas de margen previas.

18. El sistema de la reivindicación 17, en el que la información sobre pruebas de margen previas incluye un último nivel de atenuación durante una prueba de margen exitosa más reciente, y en el que el lector está configurado para determinar el nivel de atenuación incrementando el último nivel de atenuación en un tamaño de paso del atenuador variable.

19. El sistema de cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18, en el que el lector está configurado para llevar a cabo la prueba de margen programando la prueba de margen para un protocolo de acuerdo entre lector y transpondedor seleccionado dentro de la zona de captura y el lector está configurado para seleccionar el protocolo de acuerdo entre lector y transpondedor seleccionado en base a una velocidad estimada del vehículo y una ubicación del margen pico predeterminada.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es únicamente para la comodidad del lector. No forma parte del documento de la patente europea. A pesar del cuidado tenido en la recopilación de las referencias, no se pueden 5 excluir errores u omisiones y la EPO niega toda responsabilidad en este sentido.

Documentos de patente citados en la descripción • US 20100237998 A1 [0002] • US 6219613 B [0006]