JP2001138915A

JP2001138915A - 無線通信システム

Info

Publication number: JP2001138915A
Application number: JP32564699A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Muraishi; 明裕村石
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2001-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】防護無線信号を受信した際に返送するＡＣＫ
信号の送信タイミングを、輻輳し難い条件に制御するこ
とができる無線通信システムを提供する。【解決手段】無線通信システムの無線装置の送信部
に、自己ＩＤを解読するための自己ＩＤ識別部１４と、
ＡＣＫ信号の発信タイミングスロットを制御するための
送信タイミング制御部１３とを設け、前記自己ＩＤの下
位２ビットに対応したタイミングスロットにて前記ＡＣ
Ｋ信号を返送する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線伝送によって
デジタルデータの授受を行う無線通信システムに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、無線によるデジタルデータ伝送
システムにおいては、本来伝送を必要とするデータの授
受の他に、伝送を制御するための接続信号や伝送確認信
号などが授受される。

【０００３】その一例として、デジタルデータ伝送によ
る「列車防護無線システム」を挙げて説明する。

【０００４】「列車防護無線システム」とは、列車の運
行の安全確保を目的とする通信システムである。

【０００５】（Ａ）これは、主に列車の運転士が危険状
態に遭遇した場合に、近隣に位置する不特定複数の列車
に対して危険状態の発生を報知するものである。

【０００６】図４はかかる従来の列車防護無線システム
の概念図であり、路線Ｂに路線Ａとが接続されており、
路線Ｂと路線Ｃはクロスしている。そして、路線Ａには
列車Ａ１と列車Ａ２が走行しており、路線Ｂには列車Ｂ
１と列車Ｂ２が走行しており、路線Ｃには列車Ｃ１が走
行している。

【０００７】ここでは路線Ａを走行する列車Ａ１が危険
状態に遭遇し、防護無線信号を発信したものとする。

【０００８】図５に、この時の防護無線信号およびそれ
に対する伝達確認信号（以下「ＡＣＫ」信号と称する）
が授受されるタイミングが表されている。

【０００９】防護無線信号は、伝達の確実性を期する目
的で、図５に示すように「防護１」、「防護２」、「防
護３」・・・のように同一の信号を繰り返し断続的に送
信している。この防護無線信号を受信した他の列車で
は、伝達確認の意味合いの「ＡＣＫ信号」を決められた
タイミングスロットの間に返送するようになっている。

【００１０】図６は従来技術による列車防護無線システ
ムを構成する各列車に取り付けられる防護無線装置の構
成例である。

【００１１】この図６において、１はインタフェース
部、２は制御部であり、この制御部２には送信データ編
集部１１、受信データ処理部１２が備えられている。３
は無線送信部、４は無線受信部、５はアンテナインタフ
ェース部、６はアンテナ端子である。

【００１２】（Ｂ）次に、もう一つの問題について説明
する。

【００１３】ここで、防護無線装置の構成の例を図１５
に、また、従来方法による防護無線信号の近隣列車への
伝達の様子を表す図を図１６に示す。

【００１４】図１５において、１０１は操作部、１０２
は表示部、１０３は制御部、１０５は送信増幅部、１０
６は発振部、１０８は受信部、１０９はスイッチ、１１
０はアンテナ端子、１１１はキャリア検出部である。

【００１５】図１６においては、図４と同様に、路線Ｂ
に路線Ａとが接続されており、路線Ｂと路線Ｃはクロス
している。そして、路線Ａのある列車が他の列車に対し
て、防護無線信号を発信する様子が示されている。

【００１６】列車の運行には、安全確保を目的とする通
信システムが導入されている。代表的な通信システムの
一つとして、音声通話による無線通信システムがある。
これは、列車の運行を統括的に管理する集中指令所と各
列車との間で音声による無線通話を行い、いずれかの箇
所にて発生した危険情報を音声を介して伝達するシステ
ムである。

【００１７】更に、近年では上記の音声通話による無線
通信システムとは別に、危険情報を報知させることを専
用とした無線システムを導入するケースも多くなってい
る。

【００１８】これは、一般に「列車防護無線」と呼ば
れ、主に列車の運転士が危険状態に遭遇した場合に、こ
の防護無線を起動し、近隣に位置する不特定複数の列車
に対して危険状態の発生を報知するものである。

【００１９】この防護無線の原理は至って単純であり、
先に説明した音声通話による無線システムとは別な無線
装置を設置する。

【００２０】当然通信に使用される無線周波数も別の周
波数とする。

【００２１】その動作は、最初に危険状態に遭遇した運
転士が、この防護無線装置の起動用スイッチを操作する
と、無線装置から無線電波が発信され、この電波が到達
する範囲内に位置する他の列車においては、発信された
無線電波を受信することになる。

【００２２】また、この無線電波は、音声やデータなど
の情報を含まずに、キャリアだけを発信するのが通例で
あり、受信側では規定レベル以上の無線電波の入感をも
って防護無線信号感知と認識する。

【００２３】これにより、防護無線信号を感知した近隣
の他の列車では、非常停止などの措置を講じて事故を未
然に防止することができる。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
（Ａ）に対しては、上記した従来技術による列車防護無
線システムを例とする無線通信方式においては、図５に
示したように、防護無線信号を受信した複数の列車が発
信する「ＡＣＫ信号」が輻輳する場合が有り、この場合
には、防護無線信号発信側（列車Ａ１）においてＡＣＫ
信号が確認できず、防護無線信号の発信と、ＡＣＫ信号
の返送とを無意味に繰り返すという不都合が生じる可能
性が高かった。特に、システム内に存在する無線局の総
数が多い場合には、この問題は顕著なものであった。

【００２５】また、上記（Ｂ）に対しては、危険状態を
報知させるための防護無線信号として無線キャリアだけ
を発信する方法を採用しているため、危険状態の情報信
号などを含むことができず、無線電波を受信可能な近隣
の他の列車に対しては報知の必要の有無に関わらず、一
律に防護無線信号を伝達させるものであった。

【００２６】このため、例えば、防護無線信号を発信し
た列車と、これを受信した列車との路線が異なってい
て、防護無線信号による緊急停止の必要が無いにも関わ
らず、列車を緊急停止せざるを得なかったという問題が
生じていた（問題点１）。

【００２７】また、これら従来方法による防護無線シス
テムにおいては、防護無線信号の受信側が一旦防護無線
信号を受信すると、直ちに非常停止措置を講じるような
仕組みと連動させているケースが多く、防護無線信号を
発信した列車の運転士がこの信号を手動で解除しない限
り、列車の運行を再開できないなど、防護無線信号の解
除方法に関して大きな欠点を有していた（問題点２）。

【００２８】本発明の第１の目的は、上記問題点を除去
し、防護無線信号を受信した際に返送するＡＣＫ信号の
送信タイミングを、輻輳し難い条件に制御することがで
きる無線通信システムを提供することを目的とする。

【００２９】本発明の第２の目的は、受信側において、
発信された無線電波に含まれる列車の路線区分を識別す
るための信号、列車の上下線の区分を識別するための信
号、列車の個別番号を識別するための信号、危険状態の
種別を識別するための信号、およびこれらの情報を複合
させた信号などを適宜解析して判断することができる無
線通信システムを提供することを目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、〔１〕無線通信システムにおいて、無線通信システムの
無線装置の送信部に、自己ＩＤを解読するための自己Ｉ
Ｄ識別部と、ＡＣＫ信号の発信タイミングスロットを制
御するための送信タイミング制御部とを設け、前記自己
ＩＤの下位ビットに対応したタイミングスロットにて前
記ＡＣＫ信号を返送するようにしたことを特徴とする。

【００３１】〔２〕無線通信システムにおいて、無線通
信システムの無線装置の送信部に、擬似乱数を発生させ
るための擬似乱数発生部と、ＡＣＫ信号の発信タイミン
グスロットを制御するための送信タイミング制御部とを
設け、前記擬似乱数発生部が発生した擬似乱数の値によ
って決められたタイミングスロットにて前記ＡＣＫ信号
を返送するようにしたことを特徴とする。

【００３２】〔３〕上記〔１〕又は〔２〕記載の無線通
信システムにおいて、前記無線通信システムが、列車防
護無線システムであることを特徴とする。

【００３３】〔４〕上記〔３〕記載の無線通信システム
において、第１の防護無線信号に対しては、上記〔１〕
記載のＡＣＫ信号の返送を行い、ＡＣＫ信号の輻輳が発
生した場合には、第２の防護無線信号以降に対しては上
記〔２〕記載のＡＣＫ信号の返送を行うことを特徴とす
る。

【００３４】〔５〕無線通信システムにおいて、列車防
護無線システムを構成する防護無線装置において、防護
無線装置の送信部に制御部から送出されるデジタル符号
による防護無線信号を無線キャリアに変調するための変
調部を設け、防護無線装置の受信部にはデジタル符号に
よる変調信号を復調検波するための復調検波部とを設
け、制御部においてデジタル符号による防護無線信号の
送出を制御し、また受信されたデジタル符号による列車
防護無線信号の内容を解析判断し、その結果に応じた表
示や操作などの一連の動作を行うことを特徴とする。

【００３５】〔６〕無線通信システムにおいて、列車防
護無線システムを構成する防護無線装置において、防護
無線装置の送信部にトーン発信部を設け、このトーン発
信部の出力を変調し送信できる機能を有し、防護無線装
置の受信部には復調検波された信号の中からトーン信号
を検出するためのトーン検出部を設け、検出されたトー
ン信号の発振周波数を制御部において解析判断し、その
結果に応じた表示や操作などの一連の動作を行うことを
特徴とする。

【００３６】〔７〕上記〔５〕記載の無線通信システム
において、前記防護無線装置は、列車防護無線信号を受
信した列車では自動的にＡＣＫ信号を返送する方式を採
用し、ＡＣＫ信号を自動返送した後に受信側の運転士が
防護解除信号を手動送信し、先に列車防護無線信号を発
信した列車側において自動的に返送されたＡＣＫ信号の
受信数と受信側の運転士が手動により送信した防護解除
信号の受信数とが等しい値になった場合に、列車防護無
線信号の送信を自動停止するようにしたことを特徴とす
る。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。

【００３８】まず、本発明の第１実施例について説明す
る。

【００３９】図１は本発明の第１実施例を示す列車防護
無線通信システムの模式図、図２はその無線通信システ
ムを説明するための列車防護無線装置の構成図、図３は
その列車防護無線信号および伝達確認信号「ＡＣＫ」の
授受のタイミングを示す図である。ここでは、従来例を
示す図６と同一の構成部分には同一の符号を付して説明
する。

【００４０】まず、防護無線信号を発信する側から説明
する。

【００４１】図２において、１はインタフェース部であ
り、列車の運転士が防護無線信号を発信する時に操作す
るボタンや、防護無線信号が受信された時に表示するラ
ンプ類または鳴音ブザーなどがこれに相当する。

【００４２】２は防護無線装置全体の制御を司る制御部
であり、通常はマイクロプロセッサを中核とするデジタ
ル電子回路にて構成される。制御部２は送信データ編集
部１１、受信データ処理部１２、送信タイミング制御部
１３、自己ＩＤ識別部１４などから成る。

【００４３】３は送信すべきデジタルデータ信号を無線
周波数帯域の電波に変調し、規定の送信電力まで増幅す
るための無線送信部である。

【００４４】４はアンテナにおいて受信された無線電波
を増幅・周波数変換・検波などの処理を行い、受信デー
タに復調するための無線受信部である。

【００４５】５はアンテナ（図示なし）へ（又はから）
の接続を、無線送信部３からの信号、無線受信部４への
信号の双方に適宜切り替えるためのアンテナインタフェ
ース部である。これは、一般にリレー回路により成り立
っている。

【００４６】６はアンテナ（図示なし）へ接続するため
のアンテナ端子である。

【００４７】以下、図１〜図３を参照しながら、その動
作について説明する。

【００４８】列車Ａ１から発信された防護無線信号を受
信した列車（Ａ２，Ｂ１，Ｂ２，Ｃ１・・・）は、制御
部２の働きにより、受信確認のためのＡＣＫ信号を自動
的に返送する。この時、ＡＣＫ信号を送信すべきタイミ
ングスロットは、図３にて示すように第１から第４まで
の４スロットが用意され、割り当てられている。

【００４９】この「４」という数値は説明のための一例
であり、もちろん他の数値でも適用ができる。この数値
は、当該無線通信システムの構成規模により適宜決定す
ることが望ましい。ＡＣＫ信号を発信するタイミングス
ロットの選択は、自己ＩＤ識別部１４の識別結果によっ
て決定される。

【００５０】自己ＩＤとは、当該システム内に登録され
ている全ての列車に対してユニークに割り当てられてい
る数字で、通常は２進数にて扱われる。

【００５１】自己ＩＤ識別部１４においては、この自己
ＩＤ（２進数）の下位２ビットを解読し、この値により
ＡＣＫ信号を発信するタイミングスロットを決定する。

【００５２】すなわち、自己ＩＤの下位２ビットには、
「００」「０１」「１０」「１１」の４通りが存在する
から、この順に第１スロット、第２スロット、第３スロ
ット、第４スロットと割り当てる。

【００５３】これによって、ＡＣＫ信号を発信するタイ
ミングが４つに分散されたことになり、複数の列車が発
信するＡＣＫ信号が輻輳する確率も４分の１に低減し、
通信の混乱の可能性が低いものとなる。

【００５４】このように、第１実施例によれば、列車Ａ
１から発信された防護無線信号及びそれに対するＡＣＫ
信号が授受されるタイミングが、図３に示すように、従
来のように輻輳することなく行われる。

【００５５】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。

【００５６】図７は本発明の第２実施例を表す無線通信
システムを説明するための列車防護無線装置の構成図、
図８はその列車防護無線信号および伝達確認信号「ＡＣ
Ｋ」の授受のタイミングを示す図である。

【００５７】図６に示した従来例の防護無線装置、及び
図２に示した第１実施例の防護無線装置と同一の構成要
素には同一の説明符号を付して説明する。

【００５８】第２実施例においては、第１実施例の自己
ＩＤ識別部１４に代って、擬似乱数発生部１５が設けら
れている。

【００５９】第１実施例において、自己ＩＤの下位２ビ
ットを解読し、この値に応じたタイミングスロットにて
ＡＣＫ信号を返送していたのに対し、第２実施例では、
ＡＣＫ信号を返送する必要がある時毎に擬似乱数発生部
１５において擬似乱数を発生する。

【００６０】擬似乱数は、例えば４〜５桁の整数として
発生させ、これを「４」で除算する。このときの剰余
は、０から３の値のどれかになるから、この剰余の値に
従って、それぞれ第１スロット、第２スロット、第３ス
ロット、第４スロットと割り当てれば良い。

【００６１】第１実施例では、ある列車がＡＣＫ信号を
発信するタイミングスロットは、ＩＤによって、一律的
に固定された値になっていた。そのため、たまたまＩＤ
の下位２ビットが等しい列車が付近に複数存在していた
場合には、ＡＣＫ信号の輻輳問題が解決しきれない場合
もある。

【００６２】それに対して第２実施例では、ＡＣＫ信号
の発信タイミングスロットをその時その時において、フ
レキシブルに変更しているため、第１実施例の時よりも
輻輳の確率を更に低いものにすることができる。

【００６３】図８において、「列車Ｂ１」のＡＣＫと
「列車Ｂ２」のＡＣＫが、当初衝突している例が示され
ている。すなわち、列車Ｂ１が発生した乱数と、列車Ｂ
２が発生した乱数が１回目は偶然に一致した例となって
いる。しかしながら、この実施例により、収束しなかっ
たＡＣＫが２回目の乱数発生において異なる数値となる
ため、収束することができることになる。

【００６４】これにより、図８に示すように、第２実施
例による列車防護無線システムの防護無線信号およびそ
れに対するＡＣＫ信号が授受されるタイミングは、擬似
乱数の発生により、列車Ａにおける各々の列車からのＡ
ＣＫ信号は衝突することなく、受信することができる。

【００６５】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。

【００６６】図９は本発明の第３実施例を表す無線通信
システムを説明するための列車防護無線装置の構成図で
ある。

【００６７】図６に示す従来例の防護無線装置、図２に
示す第１実施例の防護無線装置、図７に示す第２実施例
の防護無線装置と同一の構成部分には同一の説明符号を
付して説明する。

【００６８】第３実施例においては、第１実施例の特徴
である自己ＩＤ識別部１４と第２実施例の特徴である擬
似乱数発生部１５の両方を有する。

【００６９】一連の防護無線信号（防護１、防護２、防
護３・・・）のうち、「防護１」に対するＡＣＫ信号の
返送に関しては、図３に示されるように、第１実施例に
よる方法を適用する。

【００７０】すなわち、自己ＩＤの下位２ビットに従っ
た送信タイミングスロットにてＡＣＫ信号を発信する。

【００７１】この時点で、複数の列車から発信されたＡ
ＣＫ信号が輻輳する確率は低いものになっているが、前
述した通り、周辺に自己ＩＤの下位２ビットが偶然等し
い列車が複数存在している場合には輻輳は避けられず、
以後「防護２」「防護３」・・・に対しても同じ条件で
輻輳してしまう。

【００７２】ここで、「防護１」に対するＡＣＫ信号が
低い確率ではあるが、偶然に輻輳した場合には、以降の
「防護２」「防護３」…に対するＡＣＫ信号の返送方法
として、第２実施例による擬似乱数の発生によるＡＣＫ
信号の返送を行う方法を適用すれば良い。

【００７３】第２実施例では、ＡＣＫ信号の返送タイミ
ングスロットを自己ＩＤの下位ビットとは関係なく擬似
乱数によって決定しているため、ＡＣＫ信号の輻輳が何
度も連続することは確率的に零に等しい。

【００７４】ここで、最初の「防護１」に対して第１実
施例の方法を適用し、以降の「防護２」「防護３」・・
・に対して第２実施例を適用した理由は、擬似乱数の発
生処理の方が複雑な演算を要するため、防護１として容
易な手段を優先させることにある。

【００７５】上記したように、本発明の第１〜第３実施
例によれば、防護無線信号に対するＡＣＫ信号の返送タ
イミングスロットを可変のものとしたので、ＡＣＫ信号
の輻輳確率が大幅に低減し、これに伴い防護無線信号の
発信とＡＣＫ信号の返送とを無意味に繰り返すという不
都合を回避できるようになった。

【００７６】なお、本発明に関しては、列車防護無線シ
ステムを例に説明したが、もちろんその他の無線による
デジタルデータ伝送システムにも適用が可能である。

【００７７】次に、本発明の第４実施例について説明す
る。

【００７８】本発明の第４実施例における列車防護無線
システムでは、上記した従来技術による問題点１を解決
するために、防護無線装置の送信部に、無線制御部から
発せられる列車路線区分などの各種情報信号を変調する
ための変調部を設けて、無線電波の中に列車路線区分な
どの各種情報信号を持たせるようにした。

【００７９】また、防護無線装置の受信部に、列車路線
区分などの各種情報信号を含む無線電波を復調して検波
するための復調検波部を設けるようにした。

【００８０】図１０は本発明の第４実施例を示す列車防
護無線システムを構成する列車防護無線装置の構成説明
図、図１１はその列車防護無線信号のフォーマット例を
示す図である。

【００８１】まず、防護無線信号を発信する場合につい
て説明する。

【００８２】例えば、列車の運転士が危険状態に遭遇し
た場合に、操作部１０１の中のスイッチにより防護無線
システムを起動する。

【００８３】スイッチ操作の起動を受けた制御部１０３
は、予めＲＯＭなどの記憶装置に格納されている防護無
線信号をデジタル信号のビット列として送出し、これを
変調部１０４に伝達する。

【００８４】制御部１０３から発せられる防護無線信号
の詳細として、図１１のフォーマット例を挙げて説明す
る。

【００８５】列車の路線区分を識別させるための信号
は、図１１（ａ）に示すように、ビット同期信号２０
１、フレーム同期信号２０２、列車路線区分識別信号２
０３、防護無線信号２０４からなり、例えば、列車路線
区分識別信号２０３を５ビットで構成するようにしてい
る。このように構成することにより、３２路線まで区分
可能である。

【００８６】また、列車の上下線の区分を識別するため
の信号は、図１１（ｂ）に示すように、ビット同期信号
３０１、フレーム同期信号３０２、上下線区分識別信号
３０３、防護無線信号３０４からなり、例えば、上下線
区分識別信号ビットが「０」の時は上り路線、「１」の
時は下り路線とする。

【００８７】更に、列車の個別番号を識別させるための
信号は、図１１（ｃ）に示すように、ビット同期信号４
０１、フレーム同期信号４０２、列車個別番号識別信号
４０３、防護無線信号４０４からなり、例えば、列車個
別番号識別信号４０３を１０ビットで構成するようにし
ている。なお、このような構成にすることにより、１０
２４列車までは区分可能である。

【００８８】また、危険状態の種別を識別させるための
信号は、図１１（ｄ）に示すように、ビット同期信号５
０１、フレーム同期信号５０２、危険状態報知情報信号
５０３、防護無線信号５０４からなり、例えば、危険状
態報知情報信号５０３を３ビットで構成するようにして
いる。このように構成することにより、８状態まで区分
可能である。

【００８９】更に、各種別信号のすべてを含む防護無線
信号は、図１１（ｅ）に示すように、ビット同期信号６
０１、フレーム同期信号６０２、列車路線区分識別信号
６０３、列車個別番号識別信号６０４、上下線区分識別
信号６０５、危険状態報知情報信号６０６、防護無線信
号６０７からなる。

【００９０】また、図１１中の「ビット同期信号」およ
び「フレーム同期信号」は、それぞれデジタル信号の１
ビットの区切り目を明確化させるための信号、受信側に
おいて有効な受信データの先頭ビットを認識させるため
の、信号である。

【００９１】また、「防護無線信号」は、ある決められ
たビットパターンにて構成されており、受信側にてこの
部分を検出した場合に初めて防護無線信号に対処すべき
であることを認識させるための信号である。

【００９２】これらのデジタル信号は、機器の構成を簡
略化させる目的と、無線電波の占有帯域幅を必要最小限
にする必要性から、通常はＮＲＺ（ＮｏｎＲｅｔｕｒ
ｎｔｏＺｅｒｏ）符号が用いられ、信号の送出速度は
一般に低速度である。具体的には、１２００ｂｐｓもし
くは、これに近い値の送出速度が適している。

【００９３】これらの防護無線信号を受ける変調部１０
４の構成は、ＮＲＺデジタル符号の変調に適したものな
らば何でも良く、これも機器の構成の簡略化を考慮し、
２値ＦＳＫ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｈｉｆｔＫｅｙ
ｉｎｇ）変調方式または、サブキャリアＭＳＫ（Ｍｉｎ
ｉｍｕｍＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）変調方式などを
採用することが適当である。

【００９４】変調部１０４では、発振部１０６にて発振
された無線キャリアと、制御部１０３から送出されたデ
ジタルの防護無線信号とによって、使用される無線周波
数帯域の変調信号を得る。これを、送信増幅部１０５に
て規定の送信電力まで増幅し、スイッチ１０９、アンテ
ナ端子１１０を介し、アンテナ（図示なし）から変調状
態の防護無線信号として空間に送出される。

【００９５】次に、空間に送出された防護無線信号を受
信した場合の一連の動作について説明する。

【００９６】アンテナ（図示なし）により受信された防
護無線信号は、アンテナ端子１１０、スイッチ１０９を
介し、受信部１０８に入力される。

【００９７】ここで、スイッチ１０９は、通常時は受信
部１０８と、アンテナ端子１１０とが接続するような状
態を保持していて、送信増幅部１０５からの無線信号が
印加された場合だけ、送信増幅部１０５とアンテナ端子
１１０とが接続するような構造になっている。

【００９８】受信部１０８に入力された防護無線信号
は、ここで増幅され、かつ発振部１０６の出力である無
線キャリアと混合され、中間周波信号に変換される。

【００９９】変換された中間周波信号は、さらに復調検
波部１０７において復調検波されて、送信側が制御部１
０３より送出したデジタルの防護無線信号が忠実に再現
されたことになる。

【０１００】再現されたデジタルの防護無線信号は、制
御部１０３に伝達され、ここで再現された防護無線信号
の内容が解析され、この内容に応じた表示が表示部１０
２において行われる。従来技術によれば、列車防護無線
信号の送信側においては、無線電波には一切の情報（変
調）が含まれておらず、受信側においては、受信部の出
力となる中間周波信号をキャリア検出部において解析
し、キャリアのレベルが決められた既定値以上かどうか
を判定するだけのものであった。

【０１０１】そのために、列車の路線区分を含む各種情
報を判断することができなかった。それに対して、本発
明による列車防護無線システムにおいては、受信側にお
いて、発信された無線電波に含まれる列車の路線区分を
識別させるための信号、列車の上下線の区分を識別する
ための信号、列車の個別番号を識別させるための信号、
危険状態の種別を識別させるための信号、およびこれら
の情報を複合させた信号などを適宜解析して判断するこ
とが可能であり、その内容に応じた表示を表示部１０２
において行うことができる。

【０１０２】次に、本発明の第５実施例について説明す
る。

【０１０３】本発明の第５実施例における列車防護無線
システムでは、上記した従来技術による問題点１を解決
するために、防護無線装置の送信部に、列車路線区分な
どの各種条件によって異なる周波数のトーン発振器と、
このトーン発振器の発振出力信号を無線電波に変調する
ための変調部を設けて、無線電波の中に列車路線区分な
どの各種条件によって異なる情報を持たせるようにし
た。

【０１０４】また、防護無線装置の受信部に、トーン発
振器の発振出力信号を含む無線電波の中からトーン信号
を検出し、このトーン信号の周波数を解析して列車路線
区分などの各種条件を識別させるためのトーン検出部と
を設けるようにした。

【０１０５】図１２は本発明の第５実施例を表す列車防
護無線システムを構成する列車防護無線装置の構成図で
あり、第４実施例を示す図１０と同一の構成部分には同
一の説明符号を付して説明する。

【０１０６】第５実施例においては、第４実施例の構成
要素に加え、トーン発振部１１２とトーン検出部１１３
を有する。

【０１０７】トーン発振部１１２は、通常の無線伝送で
扱われる音声の周波数帯域（４００Ｈｚ〜３ｋＨｚ）よ
りも低い周波数帯域を利用したトーン発振部であり、そ
の発振周波数は一般的にはおよそ７０Ｈｚから２５０Ｈ
ｚの範囲の値である。この７０Ｈｚ〜２５０Ｈｚの範囲
の値の中から、列車の路線区分、列車の上下線の区分、
危険状態の種別などの各種情報の種類に対応して、一義
的に決まるトーン発振周波数を予め定義するものであ
る。

【０１０８】例えば路線区分が「路線Ａ」であれば、ト
ーン発振周波数は、７０Ｈｚを使用し、「上り線走行列
車」であれば、トーン発振周波数は２４０Ｈｚを使用す
るなどの取り決めを行う。重複さえなければ複数のトー
ン周波数を組み合わせて使用しても良い。

【０１０９】これらトーン発振部１１２からの出力信号
は、変調部１０４に加えられ無線周波数帯域の変調信号
に変換され、以下は第１実施例と同様に防護無線信号と
して空間に送出される。受信側の作用は、復調検波部１
０７までは、第４実施例と同様である。

【０１１０】それ以降、復調検波部１０７にて復調検波
された防護無線信号は、トーン検出部１１３に入力され
る。トーン検出部１１３の構成は、第５実施例のシステ
ムにおいて使用されるトーン発振周波数のトーン信号を
検出するためのＢＰＦ（ＢａｎｄＰａｓｓＦｉｌｔ
ｅｒ）から成る。

【０１１１】ＢＰＦは、システムにおいて使用されるト
ーン発振周波数の数分だけ実装される。実装されたＢＰ
Ｆの出力において、それぞれトーン信号が存在するか否
かを検出し、その判定結果を制御部１０３に伝達するよ
うにする。

【０１１２】先述の例のように、路線区分が「路線Ａ」
で「上り線走行列車」であれば、送信側にて送出される
トーン発振周波数は、７０Ｈｚと２４０Ｈｚであるた
め、受信側においてもこれら２種類のトーン信号が検出
される。

【０１１３】受信した列車が同じ路線を走行する他列車
であれば、発信された防護無線信号を必要な情報と認識
し、異なる路線を走行する他列車であれば、不要な情報
と認識することができる。

【０１１４】トーン発振周波数は、上述した７０Ｈｚ〜
２５０Ｈｚの範囲に束縛されることは無く、更に高い周
波数領域（音声領域）を使用しても構わないので、使用
可能な周波数組み合わせは大きくすることができ、第４
実施例と同等の効果が期待できる。

【０１１５】次に、本発明の第６実施例について説明す
る。

【０１１６】上記した従来技術による問題点２を解決す
るために、本発明の第６実施例における列車防護無線シ
ステムでは、防護無線信号の受信側において警報を解除
するための操作スイッチを設けると共に、真に警報を解
除しても良いか否かを判断し、良い場合にのみ警報を解
除するための操作スイッチを操作可能にする警報解除判
断部とを設けるようにした。

【０１１７】つまり、第６実施例は、第４及び第５実施
例と目的が異なる。

【０１１８】従来の列車防護無線システムにおいては、
防護無線信号の受信側が一旦防護無線信号を受信する
と、直ちに非常停止措置を講じるような仕組みと連動さ
せているため、防護無線信号を発信した列車の運転士が
この信号を手動で解除しない限り列車の運行を再開でき
ないという問題点を有していた。

【０１１９】この問題点を除去するのが本発明の第６実
施例である。

【０１２０】列車の運行において防護無線信号を受信し
た場合、それを受信した列車は事故防止の目的で必ず一
旦は非常停止の措置を講じる。

【０１２１】ところが、周囲の状況を判断して自列車に
限り危険の可能性は無く、列車の運行を再開したい場合
がある。本実施例は、このような場合に有効な手法であ
る。第６実施例を適用するためには、図１２に示す第５
実施例と同じ構成の列車防護無線装置を使用する。

【０１２２】第５実施例に示したように、無線電波を利
用してデジタル符号の伝送を行うような通信システムに
おいては、符号の伝達が正常に行われているかどうかを
確認するための制御信号が自動的に送受される場合が多
い。

【０１２３】受信側において、例えば列車防護無線信号
を受信し、制御部１０３において、それが自列車に対し
ても必要な情報であると判断された場合には、列車の乗
務員の意志とは関係無く、防護無線装置の制御部１０３
の判断によって「ＡＣＫ信号」を送信側に対して返送す
る。

【０１２４】「ＡＣＫ信号」は正常に受信ができたとい
うことを送信側に伝えるための制御信号である。その
「ＡＣＫ信号」のフォーマット例を図１３に示す。この
図１３に示すように、その「ＡＣＫ信号」は、ビット同
期信号７０１、フレーム同期信号７０２、ＡＣＫ信号７
０３からなる。

【０１２５】ここで、列車から防護無線信号が発せられ
た時、無線電波の到達し得る範囲に位置する他の列車で
は、この列車防護無線信号を受信することになる。

【０１２６】ここで、複数の他列車がこの列車防護無線
を受信した場合、少なくとも列車の路線区分の異なる列
車では、発せられた列車防護無線信号が必要のない情報
であると判断できるため、この場合はＡＣＫ信号を返送
しない。

【０１２７】列車防護無線信号を必要であると判断した
列車、すなわち同一の路線に位置する他の列車が受信し
た場合には、列車防護無線信号を送信した列車に対して
ＡＣＫ信号を返送する。

【０１２８】今、ＡＣＫ信号を返送した列車が、３編成
存在していたとすると、列車防護無線信号の送信側の列
車では、ＡＣＫ信号を３回受信することになる。

【０１２９】列車防護無線信号を受信した他の列車で
は、緊急停止措置など必要な措置を講じ、列車の安全を
確保する。

【０１３０】安全な状態が確認できたこれらの列車（こ
こでは、３編成）では、図１４に示すようなフォーマッ
トの防護解除信号８０３を、運転士の手動操作により送
信する。

【０１３１】図１４は本発明の第６実施例を示す防護解
除信号のフォーマット例を示す図であり、８０１はビッ
ト同期信号、８０２はフレーム同期信号、８０３は防護
解除信号である。

【０１３２】列車防護無線信号を送信した列車において
は、３編成の列車から次々に、この防護解除信号が受信
されることになる。

【０１３３】列車防護無線信号送信側の列車において、
防護解除信号の受信数が先に受信したＡＣＫ信号の受信
数と等しくなった時に、列車防護無線信号を受信した全
ての列車が危険状態を認識し、列車防護無線信号を送信
し続ける必要がなくなったと判断できる。

【０１３４】この時、制御部１０３の判断により、列車
防護無線信号の送信を停止するようにする。

【０１３５】上記したように、受信した側の運転士の手
動操作の繰り返し積み上げにより、送信側の発信した列
車防護無線信号の送信を停止し、解除できるようにな
る。

【０１３６】このように、第４実施例、第５実施例及び
第６実施例によれば、防護無線信号による緊急停止の必
要が無い他の列車に対しての情報伝達をキャンセルさせ
ることができるようになり、路線が異なる列車を不必要
に停止させてしまうという問題を除去することができる
ようになった（問題点に対する効果）。

【０１３７】また、本発明の第６実施例によれば、これ
まで列車防護無線信号を発信した列車側でのみ解除が可
能であった操作を、受信した側の運転士においても行う
ことができるようになった（問題点に対する効果）。

【０１３８】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
であり、これらを本発明の範囲から排除するものではな
い。

【０１３９】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、以下のような効果を奏することができる。

【０１４０】（Ａ）防護無線信号を受信した際に返送す
るＡＣＫ信号の送信タイミングを輻輳しにくい条件に制
御することができ、通信の混乱を低減することができ
る。

【０１４１】（Ｂ）受信側において、発信された無線電
波に含まれる列車の路線区分を識別させるための信号、
列車の上下線の区分を識別するための信号、列車の個別
番号を識別させるための信号、危険状態の種別を識別さ
せるための信号、およびこれらの情報を複合させた信号
などを適宜解析して判断することができ、その内容に応
じた措置を講じることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す列車防護無線通信シ
ステムの模式図である。

【図２】本発明の第１実施例を示す無線通信システムを
説明するための列車防護無線装置の構成図である。

【図３】本発明の第１実施例を示す列車防護無線信号お
よび伝達確認信号「ＡＣＫ」の授受のタイミングを示す
図である。

【図４】従来の列車防護無線システムの概念図（その
１）である。

【図５】従来の列車防護無線信号および伝達確認信号
「ＡＣＫ」の授受のタイミングを示す図である。

【図６】従来の無線通信システムを説明するための列車
防護無線装置の構成図である。

【図７】本発明の第２実施例を示す無線通信システムを
説明するための列車防護無線装置の構成図である。

【図８】本発明の第２実施例を示す列車防護無線信号お
よび伝達確認信号「ＡＣＫ」の授受のタイミングを示す
図である。

【図９】本発明の第３実施例を示す無線通信システムを
説明するための列車防護無線装置の構成図である。

【図１０】本発明の第４実施例を示す列車防護無線シス
テムを構成する列車防護無線装置の構成説明図である。

【図１１】本発明の第４実施例を示す列車防護無線信号
のフォーマット例を示す図である。

【図１２】本発明の第５実施例を示す列車防護無線シス
テムを構成する列車防護無線装置の構成図である。

【図１３】本発明の第６実施例を示す列車防護無線シス
テムのＡＣＫ信号のフォーマット例を示す図である。

【図１４】本発明の第６実施例を示す列車防護無線シス
テムの防護解除信号のフォーマット例を示す図である。

【図１５】従来の列車防護無線システム（その２）の概
念図である。

【図１６】従来の列車防護無線システム（その２）によ
る列車防護無線通信の伝達の様子を示す図である。

【符号の説明】

１インタフェース部２，１０３制御部３無線送信部４無線受信部５アンテナインタフェース部６，１１０アンテナ端子１１送信データ編集部１２受信データ処理部１３送信タイミング制御部１４自己ＩＤ識別部１５擬似乱数発生部１０１操作部１０２表示部１０４変調部１０５送信増幅部１０６発振部１０７復調検波部１０８受信部１０９スイッチ１１２トーン発振部１１３トーン検出部２０１，３０１，４０１，５０１，６０１，７０１，８
０１ビット同期信号２０２，３０２，４０２，５０２，６０２，７０２，８
０２フレーム同期信号２０３，６０３列車路線区分識別信号２０４，３０４，４０４，５０４，６０７防護無線
信号３０３，６０５上下線区分識別信号４０３，６０４列車個別番号識別信号５０３，６０６危険状態報知情報信号７０３ＡＣＫ信号８０３防護解除信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】無線通信システムの無線装置の送信部
に、自己ＩＤを解読するための自己ＩＤ識別部と、ＡＣ
Ｋ信号の発信タイミングスロットを制御するための送信
タイミング制御部とを設け、前記自己ＩＤの下位ビット
に対応したタイミングスロットにて前記ＡＣＫ信号を返
送するようにしたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】無線通信システムの無線装置の送信部
に、擬似乱数を発生させるための擬似乱数発生部と、Ａ
ＣＫ信号の発信タイミングスロットを制御するための送
信タイミング制御部とを設け、前記擬似乱数発生部が発
生した擬似乱数の値によって決められたタイミングスロ
ットにて前記ＡＣＫ信号を返送するようにしたことを特
徴とする無線通信システム。
【請求項３】請求項１又は２記載の無線通信システム
において、前記無線通信システムが、列車防護無線シス
テムであることを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】請求項３記載の無線通信システムにおい
て、第１の防護無線信号に対しては、請求項１記載のＡ
ＣＫ信号の返送を行い、ＡＣＫ信号の輻輳が発生した場
合には、第２の防護無線信号以降に対しては請求項２記
載のＡＣＫ信号の返送を行うことを特徴とする無線通信
システム。
【請求項５】列車防護無線システムを構成する防護無
線装置において、防護無線装置の送信部に制御部から送
出されるデジタル符号による防護無線信号を無線キャリ
アに変調するための変調部を設け、防護無線装置の受信
部にはデジタル符号による変調信号を復調検波するため
の復調検波部とを設け、制御部においてデジタル符号に
よる防護無線信号の送出を制御し、また受信されたデジ
タル符号による列車防護無線信号の内容を解析判断し、
その結果に応じた表示や操作などの一連の動作を行うこ
とを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】列車防護無線システムを構成する防護無
線装置において、防護無線装置の送信部にトーン発信部
を設け、該トーン発信部の出力を変調し送信できる機能
を有し、防護無線装置の受信部には復調検波された信号
の中からトーン信号を検出するためのトーン検出部を設
け、検出されたトーン信号の発振周波数を制御部におい
て解析判断し、その結果に応じた表示や操作などの一連
の動作を行うことを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】請求項５記載の無線通信システムにおい
て、前記防護無線装置は、列車防護無線信号を受信した
列車では自動的にＡＣＫ信号を返送する方式を採用し、
ＡＣＫ信号を自動返送した後に受信側の運転士が防護解
除信号を手動送信し、先に列車防護無線信号を発信した
列車側において自動的に返送されたＡＣＫ信号の受信数
と受信側の運転士が手動により送信した防護解除信号の
受信数とが等しい値になった場合に、列車防護無線信号
の送信を自動停止するようにしたことを特徴とする無線
通信システム。