KR102546843B1 - Full-duplex communition system by controling amplitude and phase of transmitting and receiving signal for train protection - Google Patents

Full-duplex communition system by controling amplitude and phase of transmitting and receiving signal for train protection Download PDF

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Abstract

열차방호 송수신 신호의 위상과 진폭 제어를 통한 열차방호 중계기용 전이중 통신 시스템이 개시된다. 이러한 열차방호 중계기용 전이중 통신 시스템은, 송수신 안테나에 연결되고, 송신단으로부터의 열차방호 송신 신호를 송신 포트를 통해 수신하여 송수신 안테나 측으로 출력하고, 열차방호 수신 신호를 수신 포트를 통해 수신단으로 출력하는, 써큘레이터와, 송신단으로부터의 열차방호 송신 신호 중 써큘레이터를 통해 송수신 안테나 측으로 출력되지 않고 써큘레이터를 경유하여 수신 포트를 통해 출력되는 제1 불요 신호를 소거하기 위해, 열차방호 송신 신호의 위상을 변환하고 진폭을 조절하여 제1 불요 신호 소거용 신호를 생성하고, 제1 불요 신호와 제1 불요 신호 소거용 신호를 합성하여 제1 불요 신호를 제거하기 위한, 열차방호 송신 신호 제어부와, 열차방호 수신 신호 중 써큘레이터를 통해 수신단 측으로 출력되지 않고 써큘레이터를 경유하여 송신 포트를 통해 출력되는 제2 불요 신호를 소거하기 위해, 열차방호 수신 신호의 위상을 변환하고 진폭을 조절하여 제2 불요 신호 소거용 신호를 생성하고, 제2 불요 신호와 제2 불요 신호 소거용 신호를 합성하여 제2 불요 신호를 제거하기 위한, 열차방호 수신 신호 제어부를 포함한다.A full-duplex communication system for a train protection repeater through phase and amplitude control of a train protection transmission/reception signal is disclosed. This full-duplex communication system for a train protection repeater is connected to a transmission/reception antenna, receives a train protection transmission signal from a transmission end through a transmission port and outputs it to the transmission/reception antenna side, and outputs a train protection reception signal to a reception end through a reception port, Among the train protection transmission signals from the circulator and the transmitting end, the phase of the train protection transmission signal is converted in order to cancel the first unnecessary signal that is not output to the transmission/reception antenna side through the circulator but is output through the reception port via the circulator. A train protection transmission signal control unit for generating a first unwanted signal cancellation signal by adjusting the amplitude, synthesizing the first unwanted signal and the first unwanted signal cancellation signal to remove the first unwanted signal, and receiving the train protection Among the signals, in order to cancel the second unnecessary signal that is not output to the receiving end through the circulator and is output through the transmission port through the circulator, the phase of the train protection received signal is converted and the amplitude is adjusted to cancel the second unnecessary signal and a train protection reception signal controller for generating a signal and synthesizing the second unwanted signal and the second unwanted signal canceling signal to remove the second unwanted signal.

Description

열차방호 송수신 신호의 위상과 진폭 제어를 통한 전이중 통신 시스템{FULL-DUPLEX COMMUNITION SYSTEM BY CONTROLING AMPLITUDE AND PHASE OF TRANSMITTING AND RECEIVING SIGNAL FOR TRAIN PROTECTION}Full-duplex communication system through phase and amplitude control of transmission and reception signals for train protection

본 발명은 열차방호 중계시스템에서 전이중 통신이 기능하도록 하는 기술에 관한 것이며, 구체적으로는 열차방호 중계시스템에서 열차방호 송수신 신호의 위상과 진폭을 제어하여 동일한 주파수의 송신신호와 수신신호를 동시에 송수신하는 것이 가능하도록 구현하는 전이중 통신(full-duplex communition) 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a technology that enables full-duplex communication to function in a train protection relay system, and specifically, to simultaneously transmit and receive a transmission signal and a reception signal of the same frequency by controlling the phase and amplitude of a transmission/reception signal of the train protection system in a train protection relay system. It relates to a full-duplex communication system that implements this to be possible.

열차방호(Train Protection)는 철도사고 예방과 위험회피를 위한 시설 및 제도를 의미한다. 특히 열차표지(Train Marker는 전후방에 열차가 존재함을 알리는 최소한의 열차방호로서 전방 및 후방에 열차가 존재함을 알리는 시스템이며 이를 위해 각 터널의 입출구에 중계 장치(열차방호 중계 장치)가 사용되고 있다.Train Protection refers to facilities and systems for preventing railroad accidents and avoiding risks. In particular, Train Marker is a minimum train protection system that informs the presence of trains in front and rear, and is a system that informs that there are trains in front and rear. For this purpose, relay devices (train protection relay devices) are used at the entrance and exit of each tunnel. .

기존의 열차방호 중계 장치는, 열차방호 송수신신호를 감지한 후에 스위칭하여 동작하는 반이중 방식의 듀플렉서(Half-duplex)를 적용하여 중계하는 방식이 주로 사용된다. 이와 같이, 반이중 방식의 듀플렉서, 즉 입력신호를 감지한 후 동작하는 경우, 스위칭 동작에 있어서 지연이나 오류가 많이 발생하며 특히 신호 레벨이 일정 수준 이하로 낮을 경우에는 감지가 불가능하거나 오류가 빈번하게 발생하는 문제점이 있다.In the conventional train protection relay system, a method of relaying by applying a half-duplex duplexer that operates by switching after detecting a train protection transmission/reception signal is mainly used. As such, when a half-duplex type duplexer operates after detecting an input signal, a lot of delays or errors occur in the switching operation. In particular, when the signal level is below a certain level, detection is impossible or errors frequently occur. There is a problem with

대한민국등록특허 제10-1700814호(2017.01.23. 등록)Korean Registered Patent No. 10-1700814 (registered on January 23, 2017) 대한민국등록특허 제10-1859698호(2018.05.14. 등록)Korean Registered Patent No. 10-1859698 (registered on May 14, 2018)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 위상과 진폭 제어를 통해 송신신호와 수신신호를 분리함으로써 입력되는 신호의 세기와 상관없이 동작할 수 있도록 하며, 입력 신호를 감지한 후 동작하는 기존의 방식과 다르게 계속해서 실시간으로 송신신호와 수신신호를 중계함으로써 매우 높은 안정성과 정확한 송수신 분리도를 제공할 수 있도록 하는, 열차방호 송수신 신호의 위상과 진폭 제어를 통한 열차방호 중계기용 전이중 통신 시스템을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to separate the transmission signal and the reception signal through phase and amplitude control so that it can operate regardless of the strength of the input signal, unlike the conventional method of operating after detecting the input signal. It is to provide a full-duplex communication system for a train protection repeater through phase and amplitude control of a train protection transmission and reception signal, which can provide very high stability and accurate transmission and reception separation by continuously relaying transmission and reception signals in real time.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른, 열차방호 송수신 신호의 위상과 진폭 제어를 통한 열차방호 중계기용 전이중 통신 시스템은, 송수신 안테나에 연결되고, 송신단으로부터의 열차방호 송신 신호를 송신 포트를 통해 수신하여 상기 송수신 안테나 측으로 출력하고, 상기 송수신 안테나로부터의 열차방호 수신 신호를 수신 포트를 통해 수신단으로 출력하는, 써큘레이터, 상기 송신단으로부터의 상기 열차방호 송신 신호 중 상기 써큘레이터를 통해 상기 송수신 안테나 측으로 출력되지 않고 상기 써큘레이터를 경유하여 상기 수신 포트를 통해 출력되는 제1 불요 신호를 소거하기 위해, 상기 열차방호 송신 신호의 위상을 변환하고 진폭을 조절하여 제1 불요 신호 소거용 신호를 생성하고, 상기 제1 불요 신호와 상기 제1 불요 신호 소거용 신호를 합성하여 상기 제1 불요 신호를 제거하기 위한, 열차방호 송신 신호 제어부, 및 상기 송수신 안테나로부터의 상기 열차방호 수신 신호 중 상기 써큘레이터를 통해 상기 수신단 측으로 출력되지 않고 상기 써큘레이터를 경유하여 상기 송신 포트를 통해 출력되는 제2 불요 신호를 소거하기 위해, 상기 열차방호 수신 신호의 위상을 변환하고 진폭을 조절하여 제2 불요 신호 소거용 신호를 생성하고, 상기 제2 불요 신호와 상기 제2 불요 신호 소거용 신호를 합성하여 상기 제2 불요 신호를 제거하기 위한, 열차방호 수신 신호 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention for solving the above problems, a full-duplex communication system for a train protection repeater through phase and amplitude control of a train protection transmission and reception signal is connected to a transmission and reception antenna, and transmits a transmission port for a train protection transmission signal from a transmitting end. A circulator for receiving and outputting to the transmit/receive antenna and outputting a train protection reception signal from the transmit/receive antenna to a receiver through a receive port, among the train protection transmit signals from the transmitter, the transmit/receive through the circulator In order to cancel the first unwanted signal that is not output to the antenna and is output through the reception port via the circulator, the phase of the train protection transmission signal is converted and the amplitude is adjusted to generate a first unnecessary signal cancellation signal. and a train protection transmission signal control unit for synthesizing the first unwanted signal and the first unwanted signal canceling signal to remove the first unnecessary signal, and the circulator among the train protection reception signals from the transmission and reception antennas. In order to cancel the second unnecessary signal output through the transmission port via the circulator without being output to the receiving end through and a train protection reception signal controller for generating a signal and synthesizing the second unwanted signal and the second unwanted signal canceling signal to remove the second unwanted signal.

일 실시예에 따라, 상기 열차방호 송신 신호 제어부는, 상기 송신 포트에서 상기 열차방호 송신 신호를 추출하여 상기 열차방호 송신 신호의 위상을 180°로 변환하기 위한 송신 신호 위상 변환부와, 상기 송신 신호 위상 변환부에 의해 위상 변환된 열차방호 송신 신호의 진폭을 상기 제1 불요 신호의 진폭과 동일하게 조절하여 상기 제1 불요 신호 소거용 신호를 생성하기 위한 송신 신호 진폭 제어부와, 상기 제1 불요 신호와 상기 제1 불요 신호 소거용 신호를 합성하기 위한 송신 신호 제거용 합성부를 포함한다.According to an embodiment, the train protection transmission signal controller includes a transmission signal phase converter for extracting the train protection transmission signal from the transmission port and converting the phase of the train protection transmission signal to 180°, and the transmission signal A transmission signal amplitude control unit for generating a signal for canceling the first unwanted signal by adjusting the amplitude of the train protection transmission signal phase-converted by the phase conversion unit to be equal to the amplitude of the first unwanted signal; and a synthesizing unit for removing a transmission signal for synthesizing the first unwanted signal canceling signal.

일 실시예에 따라, 상기 열차방호 수신 신호 제어부는, 상기 수신 포트에서 상기 열차방호 수신 신호를 추출하여 상기 열차방호 수신 신호의 위상을 180°로 변환하기 위한 수신 신호 위상 변환부와, 상기 수신 신호 위상 변환부에 의해 위상 변환된 열차방호 수신 신호의 진폭을 상기 제2 불요 신호의 진폭과 동일하게 조절하여 상기 제2 불요 신호 소거용 신호를 생성하기 위한 수신 신호 진폭 제어부와, 상기 제2 불요 신호와 상기 제2 불요 신호 소거용 신호를 합성하기 위한 수신 신호 제거용 합성부를 포함한다.According to an embodiment, the train protection reception signal controller includes a reception signal phase converter for extracting the train protection reception signal from the reception port and converting the phase of the train protection reception signal into 180°, and the received signal a received signal amplitude controller for generating the second unwanted signal cancellation signal by adjusting the amplitude of the train protection received signal phase-converted by the phase converter to be equal to the amplitude of the second unwanted signal; and and a synthesizing unit for canceling a received signal for synthesizing the second unwanted signal canceling signal.

본 발명은 열차방호 송수신 신호의 위상과 진폭 제어를 통한 열차방호 중계기용 전이중 통신 시스템을 제공함으로써, 위상과 진폭 제어를 통해 송신신호와 수신신호를 분리함으로써 입력되는 신호의 세기와 상관없이 동작가능하며, 입력 신호를 감지한 후 동작하는 기존의 방식과 다르게 계속해서 실시간으로 송신신호와 수신신호를 중계함으로써 매우 높은 안정성과 정확한 송수신 분리도를 제공하는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 하드웨어의 부품 감소로 신뢰성을 향상시킬 수 있으며, 안정적인 철도방호 서비스를 제공하는 효과를 갖는다.The present invention provides a full-duplex communication system for a train protection repeater through phase and amplitude control of a train protection transmission and reception signal, so that it can be operated regardless of the strength of an input signal by separating a transmission signal and a reception signal through phase and amplitude control, , It has the effect of providing very high stability and accurate transmit-receive separation by continuously relaying the transmitted signal and the received signal in real time, unlike the conventional method that operates after detecting an input signal. In addition, the present invention can improve reliability by reducing hardware parts, and has an effect of providing a stable railroad protection service.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차방호 송수신 신호의 위상과 진폭 제어를 통한 열차방호 중계기용 전이중 통신 시스템(100)을 설명하기 위한 블록도이고,
도 2는 도 1의 열차방호 중계기용 전이중 통신 시스템(100)에서 열차방호 송신 신호 제어부(120)의 역할을 설명하기 위한 블록도이고,
도 3은 도 1의 열차방호 중계기용 전이중 통신 시스템(100)에서 열차방호 수신 신호 제어부(130)의 역할을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram for explaining a full-duplex communication system 100 for a train protection repeater through phase and amplitude control of a train protection transmission/reception signal according to an embodiment of the present invention;
2 is a block diagram for explaining the role of the train protection transmission signal control unit 120 in the full-duplex communication system 100 for the train protection repeater of FIG. 1;
FIG. 3 is a block diagram for explaining the role of the train protection reception signal control unit 130 in the full-duplex communication system 100 for the train protection repeater of FIG. 1 .

본 발명은 기본적으로 열차방호 중계 장치(열차 방호 중계기)에서, 반이중 방식의 듀플렉서를 적용하여 송수신 신호를 감지한 후에 스위칭하여 동작하던 기존의 방식에 있어서의 스위칭 동작시 지연이나 빈번한 오류 등을 개선하고자 써큘레이터(circulator)를 채용한다. 또한 써큘레이터를 채용하는 경우에 있어서 송신 포트에 열차방호 송신 신호와 함께 열차방호 수신 신호가 섞여서 중첩이 발생하는 문제, 또는 수신 포트에 열차방호 수신 신호와 함께 열차방호 송신 신호가 섞여서 중첩이 발생하여, 아이솔레이션(isolation)이 확보되지 않는 문제점을 해결한다.The present invention is basically intended to improve delays or frequent errors during switching operations in the conventional method in which a train protection repeater (train protection repeater) operates by switching after detecting a transmission and reception signal by applying a half-duplex duplexer. Adopt a circulator. In addition, in the case of adopting a circulator, overlapping occurs because the train protection reception signal is mixed with the train protection transmission signal at the transmission port, or the train protection reception signal and the train protection transmission signal are mixed at the reception port, resulting in overlapping , solves the problem that isolation is not secured.

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 열차방호 중계기용 전이중 통신 시스템에 관하여 설명한다. 첨부된 도면들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자로 하여금 이해를 쉽게 하기 위한 의도로 간략화되고 예시된 것임에 유의하여야 할 것이다.Hereinafter, a full-duplex communication system for a train protection repeater according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the accompanying drawings are simplified and illustrated with the intention of facilitating understanding by those skilled in the art to which the present invention pertains.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열차방호 송수신 신호의 위상과 진폭 제어를 통한 열차방호 중계기용 전이중 통신 시스템(100)을 설명하기 위한 블록도이고, 도 2는 도 1의 열차방호 중계기용 전이중 통신 시스템(100)에서 열차방호 송신 신호 제어부(120)의 역할을 설명하기 위한 블록도이고, 도 3은 도 1의 열차방호 중계기용 전이중 통신 시스템(100)에서 열차방호 수신 신호 제어부(130)의 역할을 설명하기 위한 블록도이다.1 is a block diagram illustrating a full-duplex communication system 100 for a train protection repeater through phase and amplitude control of a train protection transmission/reception signal according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is for the train protection repeater of FIG. 1 It is a block diagram for explaining the role of the train protection transmission signal control unit 120 in the full-duplex communication system 100, and FIG. 3 is a train protection reception signal control unit 130 in the train protection relay full-duplex communication system 100 of FIG. It is a block diagram to explain the role of

먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 열차방호 송수신 신호의 위상과 진폭 제어를 통한 열차방호 중계기용 전이중(full-duplex) 통신 시스템은, 써큘레이터(110), 열차방호 송신 신호 제어부(120) 및 열차방호 수신 신호 제어부(130)를 포함한다.First, referring to FIG. 1, a full-duplex communication system for a train protection repeater through phase and amplitude control of a train protection transmission/reception signal according to an embodiment of the present invention includes a circulator 110, a train protection transmission It includes a signal control unit 120 and a train protection reception signal control unit 130.

써큘레이터(110)는 송수신 안테나(ANT)에 연결되고, 송신단(140)으로부터 오는 열차방호 송신 신호를 송신 포트(P1)를 통해 수신하여 송수신 안테나(ANT) 측으로 출력하고, 송수신 안테나(ANT)로부터의 열차 방호 수신 신호를 수신 포트(P2)를 통해 수신단(150)으로 출력한다.The circulator 110 is connected to the transmission/reception antenna ANT, receives the train protection transmission signal from the transmission terminal 140 through the transmission port P1, outputs the signal to the transmission/reception antenna ANT, and transmits the signal from the transmission/reception antenna ANT. The train protection reception signal of is outputted to the reception terminal 150 through the reception port P2.

열차방호 송신 신호 제어부(120)는, 송신단(140)으로부터 오는 열차방호 송신 신호 중 써큘레이터(110)를 통해 송수신 안테나(ANT) 측으로 출력되지 않고 써큘레이터(110)를 경유하여 수신 포트(P2)로 넘어가는 제1 불요 신호를 소거하기 위한 것이다. 제1 불요 신호는 도 2에서 적색(적색 신호(S2) 및 적색 화살표)으로 표현되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 불요 신호(S2)를 소거하기 위해 열차방호 송신 신호의 위상을 변환하고 진폭을 조절하여 제1 불요 신호 소거용 신호(S4)를 생성한 후, 제1 불요 신호(S2)와 제1 불요 신호 소거용 신호(S4)를 합성하여 제1 불요 신호(S2)를 상쇄시킨다. 열차방호 송신 신호(S1)로부터 제1 불요 신호 소거용 신호(S4)를 생성하는 과정에서의 신호 흐름은 도 2에서 초록색으로 표시되어 있다.The train protection transmission signal control unit 120 does not output the transmission/reception antenna (ANT) side through the circulator 110 among the train protection transmission signals coming from the transmitting end 140, but through the circulator 110 to the receiving port (P2) It is for canceling the first unnecessary signal passed to . The first unwanted signal is represented by red (red signal S2 and red arrow) in FIG. 2 . As shown in FIG. 2, in order to cancel the first unnecessary signal S2, after converting the phase of the train protection transmission signal and adjusting the amplitude to generate the first unnecessary signal cancellation signal S4, the first unnecessary signal S4 is generated. The signal S2 and the first unwanted signal canceling signal S4 are synthesized to cancel the first unwanted signal S2. The signal flow in the process of generating the first unwanted signal cancellation signal S4 from the train protection transmission signal S1 is indicated in green in FIG. 2 .

도 2를 참조하여 열차방호 송신 신호 제어부(120)의 구체적인 구성 및 동작에 관하여 예를 들어 설명하면 이하와 같다.Referring to FIG. 2, the specific configuration and operation of the train protection transmission signal control unit 120 will be described as an example.

열차방호 송신 신호 제어부(120)는, 송신 신호 위상 변환부(121), 송신 신호 진폭 제어부(122), 및 송신 신호 제거용 합성부(123)를 포함한다.The train protection transmission signal control unit 120 includes a transmission signal phase conversion unit 121, a transmission signal amplitude control unit 122, and a transmission signal cancellation synthesizing unit 123.

송신 신호 위상 변환부(121)는, 송신 포트(P1; 도 1)의 중간에서 열차방호 송신 신호(S1)를 추출하여 열차방호 송신 신호(S1)의 위상을 180°변환한다. 청색으로 표현되어 있는 송신 포트(P1)에서의 열차방호 송신 신호(S1)는 송신 포트(P1)를 통해 송수신 안테나(ANT)를 통해 기지국 또는 열차 측으로 송신된다. 이러한 열차방호 송신 신호(S1)는 앞서 언급한 바와 같이 써큘레이터(110)를 거쳐 수신 포트(P2; 도 1) 측으로 넘어가서 열차방호 수신 신호와 중첩되게 되는데, 적색으로 표시된 신호(S2)가 이러한 신호이며, 이하에서는 S2를 제1 불요 신호로 지칭한다. The transmission signal phase conversion unit 121 extracts the train protection transmission signal S1 from the middle of the transmission port P1 (Fig. 1) and converts the phase of the train protection transmission signal S1 by 180°. The train protection transmission signal S1 from the transmission port P1 represented in blue is transmitted to the base station or the train side through the transmission/reception antenna ANT through the transmission port P1. As mentioned above, the train protection transmission signal S1 passes through the circulator 110 to the reception port P2 (FIG. 1) and overlaps with the train protection reception signal. signal, and hereinafter, S2 is referred to as a first unwanted signal.

송신 신호 진폭 제어부(122)는, 송신 신호 위상 변환부(121)에 의해 위상 변환된 열차방호 송신 신호(S3)에 대하여 그 진폭을 제1 불요 신호(S2)의 진폭과 동일하게 조절한 결과, 제1 불요 신호 소거용 신호(S4)를 생성한다. 따라서, 제1 불요 신호(S2)와 제1 불요 신호 소거용 신호(S4) 간의 관계는 진폭이 서로 동일하고 위상이 180°차이나는 신호들이다.As a result of the transmission signal amplitude control unit 122 adjusting the amplitude of the train protection transmission signal S3 phase-converted by the transmission signal phase conversion unit 121 to be the same as the amplitude of the first unnecessary signal S2, A signal S4 for canceling the first unwanted signal is generated. Accordingly, the relationship between the first unwanted signal S2 and the first unwanted signal cancellation signal S4 is that the amplitudes are the same and the phases are 180° apart.

송신 신호 제거용 합성부(123)는 제1 불요 신호(S2)와 제1 불요 신호 소거용 신호(S4)를 합성하여 서로 상쇄시킨다.The synthesizing unit 123 for removing the transmission signal synthesizes the first unwanted signal S2 and the first unwanted signal canceling signal S4 and cancels each other.

이와 같이, 제1 불요 신호(S2)를 열차방호 송신 신호 제어부(120)에서는 원 신호인 열차방호 송신 신호(S1)를 이용하여 상쇄시킴으로써, 기존의 반이중방식의 듀플렉스의 단점인 스위칭 동작의 지연 및 오류 발생 등의 문제를 해소하면서도 써큘레이터(110)로 인한 아이솔레이션 문제, 즉 아이솔레이션이 제대로 이뤄지지 않아 제1 불요 신호(S2)가 수신 포트(P2)를 통해 수신단(150) 측으로 넘어가게 되는 문제를 동시에 해결할 수 있게 된다.In this way, the train protection transmission signal control unit 120 cancels the first unnecessary signal S2 using the train protection transmission signal S1, which is the original signal, thereby delaying the switching operation, which is a disadvantage of the conventional half-duplex duplex, and While solving problems such as the occurrence of errors, the isolation problem caused by the circulator 110, that is, the problem that the first unnecessary signal S2 passes to the receiving end 150 side through the receiving port P2 because the isolation is not properly performed, is solved at the same time. be able to solve

이는 송신 포트(P1)에 대하여도 유사하게 적용될 수 있다. 즉, 열차방호 수신 신호 제어부(130)은, 송수신 안테나(ATN)로부터의 열차방호 수신 신호 중 써큘레이터(110)를 통해 수신 포트(P2)를 통해 수신단(150) 측으로 출력되지 않고 써큘레이터(110)를 경유하여 송신 포트(P1)로 넘어가는 제2 불요 신호를 소거하기 위한 것이다. 제2 불요 신호는 도 3에서 적색(적색 신호(S12) 및 적색 화살표)으로 표현되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 불요 신호(S12)를 소거하기 위해 열차방호 수신 신호의 위상을 변환하고 진폭을 조절하여 제2 불요 신호 소거용 신호(S14)를 생성한 후, 제2 불요 신호(S12)와 제2 불요 신호 소거용 신호(S14)를 합성하여 제2 불요 신호(S12)를 상쇄시킨다. 열차방호 수신 신호(S11)로부터 제2 불요 신호 소거용 신호(S14)를 생성하는 과정에서의 신호 흐름은 도 3에서 초록색으로 표시되어 있다.This can be applied similarly to the transmit port P1. That is, the train protection reception signal control unit 130 does not output the train protection reception signal from the transmission/reception antenna (ATN) to the receiving terminal 150 side through the reception port P2 through the circulator 110, but to the circulator 110 ) to cancel the second unnecessary signal passed to the transmission port P1. The second unwanted signal is represented by red (red signal S12 and red arrow) in FIG. 3 . As shown in FIG. 3, in order to cancel the second unnecessary signal S12, after converting the phase of the train protection received signal and adjusting the amplitude to generate the second unnecessary signal cancellation signal S14, the second unnecessary signal S14 is generated. The second unwanted signal S12 is canceled by synthesizing the signal S12 and the second unwanted signal canceling signal S14. The signal flow in the process of generating the second unwanted signal cancellation signal S14 from the train protection reception signal S11 is indicated in green in FIG. 3 .

도 3을 참조하여 열차방호 수신 신호 제어부(130)의 구체적인 구성 및 동작에 관하여 예를 들어 설명하면 이하와 같다.Referring to FIG. 3, the specific configuration and operation of the train protection reception signal control unit 130 will be described as an example.

열차방호 수신 신호 제어부(130)는, 수신 신호 위상 변환부(131), 수신 신호 진폭 제어부(132), 및 수신 신호 제거용 합성부(133)를 포함한다.The train protection received signal controller 130 includes a received signal phase converter 131, a received signal amplitude controller 132, and a synthesizer 133 for removing the received signal.

수신 신호 위상 변환부(121)는, 수신 포트(P2; 도 1)의 중간에서 열차방호 수신 신호(S11)를 추출하여 열차방호 수신 신호(S11)의 위상을 180°변환한다. 청색으로 표현되어 있는 수신 포트(P1)에서의 열차방호 수신 신호(S11)는 송수신 안테나(ANT)를 통해 수신 포트(P11)를 경유하여 수신단(150) 측까지 전달되게 된다. 이러한 열차방호 수신 신호(S11)는 앞서 언급한 바와 같이 써큘레이터(110)를 거쳐 송신 포트(P1; 도 1) 측으로 넘어가서 열차방호 송신 신호와 중첩되게 되는데, 적색으로 표시된 신호(S12)가 이러한 신호이며, 이하에서는 S12를 제2 불요 신호로 지칭한다.The received signal phase conversion unit 121 extracts the train protection reception signal S11 from the middle of the reception port P2 (FIG. 1) and converts the phase of the train protection reception signal S11 by 180°. The train protection reception signal S11 at the reception port P1 represented in blue is transmitted to the reception terminal 150 via the reception port P11 through the transmission/reception antenna ANT. As mentioned above, the train protection reception signal S11 passes through the circulator 110 to the transmission port P1 (FIG. 1) and overlaps with the train protection transmission signal. signal, and hereinafter, S12 is referred to as a second unwanted signal.

수신 신호 진폭 제어부(132)는, 수신 신호 위상 변환부(131)에 의해 위상 변환된 열차방호 수신 신호(S13)에 대하여 그 진폭을 제2 불요 신호(S12)의 진폭과 동일하게 조절한 결과, 제2 불요 신호 소거용 신호(S14)를 생성한다. 따라서, 제2 불요 신호(S12)와 제1 불요 신호 소거용 신호(S14) 간의 관계는 진폭이 서로 동일하고 위상이 180°차이나는 신호들이다.As a result of the received signal amplitude control unit 132 adjusting the amplitude of the train protection received signal S13 phase-converted by the received signal phase conversion unit 131 to be equal to the amplitude of the second unnecessary signal S12, A second unwanted signal cancellation signal (S14) is generated. Accordingly, the relationship between the second unwanted signal S12 and the first unwanted signal canceling signal S14 is that the amplitudes are the same and the phases are 180° apart.

수신 신호 제거용 합성부(133)는 제2 불요 신호(S12)와 제2 불요 신호 소거용 신호(S14)를 합성하여 서로 상쇄시킨다.The synthesizing unit 133 for canceling the received signal synthesizes the second unwanted signal S12 and the second unwanted signal canceling signal S14 and cancels each other.

이와 같이, 제2 불요 신호(S12)를 열차방호 수신 신호 제어부(130)에서는 원 신호인 열차방호 수신 신호(S11)를 이용하여 상쇄시킴으로써, 기존의 반이중방식의 듀플렉스의 단점인 스위칭 동작의 지연 및 오류 발생 등의 문제를 해소하면서도 써큘레이터(110)로 인한 아이솔레이션 문제, 즉 아이솔레이션이 제대로 이뤄지지 않아 제2 불요 신호(S12)가 송신 포트(P1)를 통해 송신단(140) 측으로 넘어가게 되는 문제를 동시에 해결할 수 있게 된다.In this way, the train protection reception signal control unit 130 cancels the second unnecessary signal S12 using the train protection reception signal S11, which is the original signal, thereby delaying the switching operation, which is a disadvantage of the conventional half-duplex duplex, and While solving problems such as error occurrence, the isolation problem caused by the circulator 110, that is, the problem that the second unnecessary signal S12 passes to the transmitting end 140 side through the transmission port P1 because the isolation is not properly performed, is solved at the same time. be able to solve

도면으로 표현되지는 않았으나, 송신 신호 진폭 제어부(122)와 수신 신호 진폭 제어부(132) 각각에서의 진폭을 조절하는 과정에서 각각 제1 불요 신호(S2)와 제2 불요 신호(S12)의 진폭을 검출하기 위해, 수신 포트(P2; 도 1)와 송신 포트(P1)에서, 예컨대, 커플러를 통해 제1 불요 신호(S2) 및 제2 불요 신호(S12)를 추출하여 이들로부터 각각 제1 불요 신호(S2)의 진폭 및 제2 불요 신호(S12)의 진폭을 검출해 낼 수 있으나, 이러한 방식으로 한정되는 것은 아니다.Although not represented in the drawing, in the process of adjusting the amplitudes of the transmission signal amplitude controller 122 and the received signal amplitude controller 132, respectively, the amplitudes of the first unwanted signal S2 and the second unwanted signal S12 are In order to detect, the first unwanted signal S2 and the second unwanted signal S12 are extracted from the receiving port P2 (Fig. 1) and the transmitting port P1, for example, through a coupler, and the first unwanted signal is extracted from them, respectively. The amplitude of (S2) and the amplitude of the second unwanted signal (S12) can be detected, but are not limited in this way.

이상과 같이, 본 발명은 열차방호 송수신 신호의 위상과 진폭 제어를 통한 열차방호 중계기용 전이중 통신 시스템을 제공함으로써, 송신 신호와 수신 신호를 분리하여 입력되는 신호의 세기와 상관없이 동작가능하며, 실시간으로 송신 신호와 수신 신호를 중계함으로써 매우 높은 안정성과 정확환 송수신 분리도를 제공할 수 있다.As described above, the present invention provides a full-duplex communication system for a train protection repeater through phase and amplitude control of a train protection transmission and reception signal, so that a transmission signal and a reception signal are separated and operated regardless of the strength of the input signal, real-time By relaying the transmit signal and the received signal, it is possible to provide very high stability and accurate transmit/receive separation.

100 : 본 발명의 열차방호 중계기용 전이중 통신 시스템
110 : 써큘레이터
120 : 열차방호 송신 신호 제어부
130 : 열차방호 수신 신호 제어부100: Full-duplex communication system for train protection repeater of the present invention
110: circulator
120: train protection transmission signal control unit
130: train protection reception signal control unit

Claims (3)

열차방호 송수신 신호의 위상과 진폭 제어를 통한 열차방호 중계기 - 상기 열차방호 중계기는 터널의 입출구에 설치되어 전방 및 후방에 열차가 존재함을 알리는 장치임 - 용 전이중(full-duplex) 통신 시스템으로서,
송수신 안테나(ANT)에 연결되고, 송신단(140)으로부터의 열차방호 송신 신호를 송신 포트(P1)를 통해 수신하여 상기 송수신 안테나 측으로 출력하고, 상기 송수신 안테나로부터의 열차방호 수신 신호를 수신 포트(P2)를 통해 수신단(150)으로 출력하는, 써큘레이터(110);
상기 송신단으로부터의 상기 열차방호 송신 신호 중 상기 써큘레이터를 통해 상기 송수신 안테나 측으로 출력되지 않고 상기 써큘레이터를 경유하여 상기 수신 포트를 통해 출력되는 제1 불요 신호를 소거하기 위해, 상기 송신 포트 측의 상기 열차방호 송신 신호를 검출하여, 위상을 변환하고 진폭을 조절하여 제1 불요 신호 소거용 신호를 생성하고, 상기 제1 불요 신호와 상기 제1 불요 신호 소거용 신호를 합성하여 상기 제1 불요 신호를 제거하기 위한, 열차방호 송신 신호 제어부(120); 및
상기 송수신 안테나로부터의 상기 열차방호 수신 신호 중 상기 써큘레이터를 통해 상기 수신단 측으로 출력되지 않고 상기 써큘레이터를 경유하여 상기 송신 포트를 통해 출력되는 제2 불요 신호를 소거하기 위해, 상기 수신 포트 측의 상기 열차방호 수신 신호를 검출하여, 위상을 변환하고 진폭을 조절하여 제2 불요 신호 소거용 신호를 생성하고, 상기 제2 불요 신호와 상기 제2 불요 신호 소거용 신호를 합성하여 상기 제2 불요 신호를 제거하기 위한, 열차방호 수신 신호 제어부(130);를 포함하며,
상기 열차방호 송신 신호 제어부(120)는, 상기 송신 포트에서 상기 열차방호 송신 신호를 추출하여 상기 열차방호 송신 신호의 위상을 180°로 변환하기 위한 송신 신호 위상 변환부(121)와, 상기 송신 신호 위상 변환부에 의해 위상 변환된 열차방호 송신 신호의 진폭을 상기 제1 불요 신호의 진폭과 동일하게 조절하여 상기 제1 불요 신호 소거용 신호를 생성하기 위한 송신 신호 진폭 제어부(122)와, 상기 제1 불요 신호와 상기 제1 불요 신호 소거용 신호를 합성하기 위한 송신 신호 제거용 합성부(123)를 포함하고,
상기 열차방호 수신 신호 제어부(130)는, 상기 수신 포트에서 상기 열차방호 수신 신호를 추출하여 상기 열차방호 수신 신호의 위상을 180°로 변환하기 위한 수신 신호 위상 변환부(131)와, 상기 수신 신호 위상 변환부에 의해 위상 변환된 열차방호 수신 신호의 진폭을 상기 제2 불요 신호의 진폭과 동일하게 조절하여 상기 제2 불요 신호 소거용 신호를 생성하기 위한 수신 신호 진폭 제어부(132)와, 상기 제2 불요 신호와 상기 제2 불요 신호 소거용 신호를 합성하기 위한 수신 신호 제거용 합성부(133)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 열차방호 중계기용 전이중 통신 시스템.
A train protection repeater by controlling the phase and amplitude of a train protection transmission/reception signal - The train protection repeater is a device installed at the entrance and exit of a tunnel to notify the presence of trains in front and rear - A full-duplex communication system for,
It is connected to the transmission/reception antenna (ANT), receives the train protection transmission signal from the transmission end 140 through the transmission port (P1) and outputs the transmission and reception signal to the transmission/reception antenna, and receives the train protection reception signal from the transmission/reception antenna through the reception port (P2). ), circulator 110 output to the receiving end 150 through;
Among the train protection transmission signals from the transmitting end, in order to cancel a first unnecessary signal that is not output to the transmitting and receiving antenna side through the circulator and is output through the receiving port through the circulator, A train protection transmission signal is detected, the phase is converted, and the amplitude is adjusted to generate a first unwanted signal cancellation signal, and the first unwanted signal is synthesized with the first unwanted signal cancellation signal to obtain the first unwanted signal. A train protection transmission signal controller 120 for removing; and
In order to cancel a second unnecessary signal that is not output to the receiving end side through the circulator and is output through the transmit port through the circulator among the train protection received signals from the transmit/receive antenna, A train protection received signal is detected, the phase is converted and the amplitude is adjusted to generate a second unwanted signal cancellation signal, and the second unwanted signal is synthesized with the second unwanted signal cancellation signal to obtain the second unwanted signal. Including; train protection reception signal control unit 130 for removing,
The train protection transmission signal controller 120 includes a transmission signal phase converter 121 for extracting the train protection transmission signal from the transmission port and converting the phase of the train protection transmission signal into 180°, and the transmission signal a transmission signal amplitude control unit 122 for generating a signal for canceling the first unwanted signal by adjusting the amplitude of the transmission signal to be phase-converted by the phase conversion unit to be equal to the amplitude of the first unwanted signal; 1 and a synthesizing unit 123 for removing a transmission signal for synthesizing an unwanted signal and a signal for canceling the first unwanted signal,
The train protection reception signal controller 130 includes a reception signal phase conversion unit 131 for extracting the train protection reception signal from the reception port and converting the phase of the train protection reception signal into 180°, and the reception signal a received signal amplitude controller 132 for generating the second unwanted signal cancellation signal by adjusting the amplitude of the train protection received signal phase-converted by the phase converter to be equal to the amplitude of the second unwanted signal; 2 A full-duplex communication system for a train protection repeater, characterized in that it includes a synthesizing unit 133 for removing the received signal for synthesizing the unwanted signal and the second unwanted signal canceling signal.
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