JP2003341515A - 列車制御用通信装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 列車在線の誤検知を防止するには、在線判定
を行う区間と別の区間から信号が来ないように、区間毎
に絶縁を入れなければならない課題があった。また、在
線判定を行うことができない期間が長時間に及ぶことが
ある課題もあった。 【解決手段】 レール１の地点Ｂから受信された拡散信
号の中からＰＮ符号との相関値を抽出し、その相関値を
監視して列車の存在を検知するように構成した。これに
より、区間毎に絶縁を入れることなく、速やかに列車の
在線を正確に検知することができる効果を奏する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、列車の存線検知
や送信信号の復調処理を実施する列車制御用通信装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、特開平７−３２９７８２号公報
に示されている列車制御用通信装置は、ある区間におけ
る列車の存線を検知する場合、送信機側が所定の送信信
号をレールに向けて発信し、受信機側が所定の送信信号
をレールから受信する。そして、受信機側は、列車が存
在する場合、列車の車輪短絡によってレールを流れる送
信信号の信号レベルが低下するので、所定の送信信号の
信号レベルを監視して列車の在線を検知する。

【０００３】なお、送信機側は、耐ノイズ性能を高める
必要がある場合、所定の送信信号をスペクトル拡散して
から送信することがあるが、この場合、受信機側では、
スライディング相関方式を利用して拡散信号の同期を捕
捉し、ディレイ・ロックド・ループ方式を利用して同期
を追跡するようにしている。スライディング相関方式
は、サーチ中に最初に現れた相関の極大値にロックが掛
かる性質があるため、在線判定を行う区間と別の区間か
ら信号が発信されると、本来捕らえるべき相関値以外の
相関ピークを捕らえてしまうことがある。列車の在線位
置によっても本来捕らえるべき相関値以外の相関ピーク
を捕らえることがある。

【０００４】このように、本来捕らえるべき相関値以外
の相関ピークを捕らえると、間違った同期点でレベル検
出を実施することになるため、列車の在線を誤検知する
ことがある。このような誤検知を防止するためには、在
線判定を行う区間と別の区間から信号が来ないように、
区間毎に絶縁を入れる必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の列車制御用通信
装置は以上のように構成されているので、列車在線の誤
検知を防止するには、在線判定を行う区間と別の区間か
ら信号が来ないように、区間毎に絶縁を入れなければな
らない課題があった。なお、スライディング相関方式で
は、拡散信号の同期捕捉に要する時間が長く、また、デ
ィレイ・ロックド・ループ方式では、帰線ノイズによっ
て追跡ロックが外れると、再びスライディング相関方式
によって同期捕捉を実施しなければならないため、在線
判定を行うことができない期間が長時間に及ぶことがあ
る課題もあった。

【０００６】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、区間毎に絶縁を入れることなく、
速やかに列車の在線を正確に検知することができる列車
制御用通信装置を得ることを目的とする。また、この発
明は、区間毎に絶縁を入れることなく、速やかに送信信
号の復調処理を実施することができる列車制御用通信装
置を得ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る列車制御
用通信装置は、受信手段により受信された拡散信号の中
から疑似雑音符号との相関値を抽出し、その相関値を監
視して列車の存在を検知するようにしたものである。

【０００８】この発明に係る列車制御用通信装置は、受
信手段により受信された拡散信号の中から疑似雑音符号
の相関位置を抽出し、その疑似雑音符号の相関位置を参
照して送信信号を復調するようにしたものである。

【０００９】この発明に係る列車制御用通信装置は、送
信手段が拡散信号をレールに向けて発信する際、その拡
散信号に同期捕捉用の拡散信号を多重化して発信するよ
うにしたものである。

【００１０】この発明に係る列車制御用通信装置は、受
信手段により受信された拡散信号を周波数領域データに
変換して、その周波数領域データと疑似雑音符号の乗算
演算を実施するとともに、その乗算演算結果を時間領域
データに変換して、その時間領域データの最大値を抽出
するようにしたものである。

【００１１】この発明に係る列車制御用通信装置は、受
信手段により受信された拡散信号を周波数領域データに
変換して、その周波数領域データと疑似雑音符号の乗算
演算を実施するとともに、その乗算演算結果を時間領域
データに変換して、その時間領域データの最大値の位置
を抽出するようにしたものである。

【００１２】この発明に係る列車制御用通信装置は、周
波数領域データと疑似雑音符号の乗算演算を実施する
際、ＦＦＴ演算を実施して乗算演算を実施し、そのＦＦ
Ｔ長を疑似雑音符号長より長くするようにしたものであ
る。

【００１３】この発明に係る列車制御用通信装置は、受
信手段により受信された拡散信号を周波数領域データに
変換して、その周波数領域データと疑似雑音符号の乗算
演算を実施するとともに、その乗算演算結果を時間領域
データに変換して、その時間領域データの位相を計算
し、その位相反転からビットデータを生成するようにし
たものである。

【００１４】この発明に係る列車制御用通信装置は、受
信手段が多重化されている複数の拡散信号を受信する
と、複数の拡散信号を同時に周波数領域データに変換
し、その後、疑似雑音符号毎に別々に乗算演算を実施す
るようにしたものである。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による列
車制御用通信装置を示す構成図であり、図において、１
はレール、２はレール１の地点Ａから拡散信号を流し込
む送信部（送信手段）、３はレール１の地点Ｂから拡散
信号を受信して在線検知を行う在線検知受信部、４はレ
ール１を流れる拡散信号を受信して復調する車上受信部
である。

【００１６】１１はデータ（所定の送信信号）を発生す
るデータ発生器、１２はＰＮ符号（疑似雑音符号）を発
生するＰＮ符号発生器、１３はデータ発生器１１から発
生されたデータにＰＮ符号発生器１２から発生されたＰ
Ｎ符号を乗算して、そのデータをスペクトル拡散し、そ
の拡散信号を出力する乗算器、１４は乗算器１３から出
力された拡散信号に対して帯域制限を掛けるナイキスト
フィルタ（以下、ＦＬという）、１５は局部発振信号を
発生する信号発生器、１６はＦＬ１４から出力された拡
散信号に局部発振信号を混合して、その拡散信号の周波
数を変換する乗算器、１７は乗算器１６から出力された
拡散信号を増幅してレール１の地点Ａに供給する増幅器
である。なお、増幅器１７は拡散信号に含まれる不要な
帯域成分を除去するフィルタを搭載している。

【００１７】２１はレール１の地点Ｂから拡散信号を受
信して増幅する増幅器、２２は信号発生器１５と同一周
波数の局部発振信号を発生する信号発生器である。な
お、信号発生器１５と信号発生器２２が発生する局部発
振信号の周波数が微妙にずれることがあるが、データ発
生器１１から発生されるデータのビット周期を十分長く
取れば問題を生ずることはない。２３は増幅器２１によ
り増幅された拡散信号に局部発振信号を混合して、その
拡散信号の周波数を変換する乗算器である。なお、増幅
器２１、信号発生器２２及び乗算器２３から受信手段が
構成されている。２４は乗算器２３から出力された拡散
信号の中からＰＮ符号発生器１２より発生されたＰＮ符
号との相関値を抽出するＦＦＴ同期検出器（抽出手
段）、２５はＦＦＴ同期検出器２４により抽出された相
関値を監視して列車の存在を検知する在線判定器（在線
検知手段）である。

【００１８】３１はレール１を流れる拡散信号を受信す
る受電器、３２は受電器３１により受信された拡散信号
を増幅する増幅器である。受電器３１及び増幅器３２か
ら受信手段を構成している。３３は信号発生器１５と同
一周波数の局部発振信号を発生する信号発生器、３４は
増幅器３２により増幅された拡散信号に局部発振信号を
混合して、その拡散信号の周波数を変換する乗算器、３
５は乗算器３４から出力された拡散信号の中からＰＮ符
号発生器１２より発生されたＰＮ符号の相関位置を抽出
するＦＦＴ同期検出器（抽出手段）、３６はＦＦＴ同期
検出器３５により抽出されたＰＮ符号の相関位置を参照
して、データ発生器１１から発生されたデータを復調す
るデータ復調器（復調手段）である。

【００１９】図２はＦＦＴ同期検出器２４の内部構成を
示す構成図であり、図３はＦＦＴ同期検出器３５の内部
構成を示す構成図である。図において、４１は乗算器２
３又は３４から出力された拡散信号を周波数領域データ
に変換する逆ＦＦＴ演算器、４２は周波数領域に変換し
たＰＮ符号を初期値として発生する初期値発生器、４３
は逆ＦＦＴ演算器４１から出力された周波数領域データ
と初期値発生器４２から発生された初期値を乗算する乗
算器、４４は乗算器４３の乗算結果を時間領域データに
変換するＦＦＴ演算器、４５はＦＦＴ演算器４４から出
力された時間領域データの最大値を抽出し、その最大値
をＰＮ符号との相関値として在線判定器２５に出力する
ピーク値検出器、４６はＦＦＴ演算器４４から出力され
た時間領域データの最大値の位置を抽出し、その位置を
ＰＮ符号の相関位置としてデータ復調器３６に出力する
ピーク位置検出器である。

【００２０】図４は初期値発生器４２の内部構成を示す
構成図であり、図において、５１はＰＮ符号を生成する
ＰＮ符号生成器、５２はＰＮ符号生成器５１により生成
されたＰＮ符号を周波数領域のデータに変換する逆ＦＦ
Ｔ演算器である。

【００２１】図５はデータ復調器３６の内部構成を示す
構成図であり、図において、６１はＰＮ符号生成器５１
により生成されたＰＮ符号の位相から、ＦＦＴ同期検出
器３５により抽出されたＰＮ符号の相関位置分だけずれ
ているＰＮ符号を生成するＰＮ符号生成器、６２は乗算
器３４から出力された拡散信号にＰＮ符号生成器６１に
より生成されたＰＮ符号を乗算する乗算器、６３は乗算
器６２の乗算結果を積分する積分回路、６４は積分回路
６３の積分結果である逆拡散データを２ビットのデータ
に変換するビット判定器である。

【００２２】次に動作について説明する。まず、地点
Ａ，Ｂ間における列車の在線検知を行う場合、送信部２
のデータ発生器１１がデータを生成すると、乗算器１３
が当該データにＰＮ符号発生器１２から発生されたＰＮ
符号を乗算して、そのデータをスペクトル拡散し、その
拡散信号を出力する。

【００２３】送信部２の乗算器１６は、ＦＬ１４により
帯域制限が掛けられた拡散信号を受けると、その拡散信
号に信号発生器１５から出力された局部発振信号を混合
して、その拡散信号の周波数を変換する。送信部２の増
幅器１７は、乗算器１６から拡散信号を受けると、その
拡散信号を増幅してレール１の地点Ａに供給する。

【００２４】送信部２により供給された拡散信号がレー
ル１の地点Ａから地点Ｂまで到達すると、在線検知受信
部３の増幅器２１が、レール１の地点Ｂから拡散信号を
受信して増幅する。在線検知受信部３の乗算器２３は、
増幅器２１から増幅後の拡散信号を受けると、その拡散
信号に信号発生器２２から出力された局部発振信号を混
合して、その拡散信号の周波数を変換する。なお、乗算
器２３は、例えばＩＱ検波と呼ばれる手法を利用して、
互いに９０度位相の異なる２つの周波数で周波数変換を
実施し、周波数変換後の拡散信号として実部成分と虚部
成分から為る複素データを出力する。

【００２５】在線検知受信部３のＦＦＴ同期検出器２４
は、乗算器２３から周波数変換後の拡散信号を受ける
と、その拡散信号の中からＰＮ符号発生器１２より発生
されたＰＮ符号との相関値を抽出する。具体的には次の
通りである。

【００２６】ＦＦＴ同期検出器２４の逆ＦＦＴ演算器４
１は、乗算器２３から周波数変換後の拡散信号として図
６に示すような複素データを受けると、その複素データ
を周波数領域データに変換する。なお、逆ＦＦＴ演算器
４１は、データ周期に対応したＦＦＴ長を有し、例え
ば、ＰＮ符号の２周期に対してデータ１ビットを割り当
てる場合、ＦＦＴ長はＰＮ符号の２周期とするのが好ま
しい。直交系列のＰＮ符号は符号長が２のＮ乗の長さで
あるため、２のＮ乗の長さを必要とするＦＦＴと整合性
が良いが、Ｍ系列やＧＯＬＤ系列のように、２のＮ乗−
１の長さの系列の場合には余りが発生する。この余りは
ゼロ埋めすることで解決できる。

【００２７】ＦＦＴ同期検出器２４の乗算器４３は、逆
ＦＦＴ演算器４１から周波数領域データを受けると、そ
の周波数領域データと初期値発生器４２から発生された
初期値を乗算する。ここで、初期値発生器４２から発生
された初期値は、逆ＦＦＴ演算器５２がＰＮ符号生成器
５１により生成されたＰＮ符号を周波数領域のデータに
変換したものであり、逆ＦＦＴ演算器５２の演算バッフ
ァには逆順でＰＮ符号を入れるようにする。例えば、Ｆ
ＦＴバッファの後ろからデータを埋めていくようにす
る。なお、ＰＮ符号の系列が動的に変化しない場合は、
初期値を予め計算してメモリなどに保管しておくように
してもよい。

【００２８】ＦＦＴ同期検出器２４のＦＦＴ演算器４４
は、乗算器４３が周波数領域データと初期値を乗算する
と、図７に示すように、その乗算結果を時間領域データ
に変換する。なお、逆ＦＦＴ演算器４１からＦＦＴ演算
器４４までの動作は相関演算を周波数領域で実行してお
り、時間領域では相関演算が畳み込み積分で表される
が、周波数領域では積となる。ＦＦＴ同期検出器２４の
ピーク値検出器４５は、ＦＦＴ演算器４４から時間領域
データを受けると、図７に示すように、その時間領域デ
ータの最大値を抽出し、その最大値をＰＮ符号との相関
値として在線判定器２５に出力する。

【００２９】在線検知受信部３の在線判定器２５は、上
記のようにして、ＦＦＴ同期検出器２４がＰＮ符号との
相関値を抽出すると、その相関値を監視して列車の存在
を検知する。即ち、列車の車輪がレール１を短絡し、レ
ール１を流れる拡散信号が遮断されると、ＰＮ符号との
相関値が減少するので、その相関値が所定の閾値を下回
ると、列車の存在を認定する。なお、ＰＮ符号との相関
値を監視して列車の存在を検知する場合、ＰＮ符号の系
列の異なる他区間からの信号やノイズでは相関が一致し
ないので、誤動作を防止することができる。

【００３０】次に、送信部２からの送信データを車上受
信部４が受信して復調する場合について説明する。この
場合も、列車の在線検知を行う場合と同様に、送信部２
がデータ発生器１１により生成されたデータをスペクト
ル拡散して、その拡散信号をレール１の地点Ａに供給す
る。

【００３１】車上受信部４の受電器３１は、送信部２が
拡散信号をレール１の地点Ａに供給すると、レール１を
流れる拡散信号を受信する。車上受信部４の増幅器３２
は、受電器３１が拡散信号を受信すると、その拡散信号
を増幅する。車上受信部４の乗算器３４は、増幅器３２
から増幅後の拡散信号を受けると、その拡散信号に信号
発生器３３から出力された局部発振信号を混合して、そ
の拡散信号の周波数を変換する。なお、乗算器３４は、
例えばＩＱ検波と呼ばれる手法を利用して、互いに９０
度位相の異なる２つの周波数で周波数変換を実施し、周
波数変換後の拡散信号として実部成分と虚部成分から為
る複素データを出力する。

【００３２】車上受信部４のＦＦＴ同期検出器３５は、
乗算器３４から周波数変換後の拡散信号を受けると、そ
の拡散信号の中からＰＮ符号発生器１２より発生された
ＰＮ符号の相関位置を抽出する。即ち、ＦＦＴ同期検出
器３５のピーク位置検出器４６は、ＦＦＴ演算器４４か
ら時間領域データを受けると（ＦＦＴ同期検出器３５に
おける逆ＦＦＴ演算器４１からＦＦＴ演算器４４までの
動作は、ＦＦＴ同期検出器２４における逆ＦＦＴ演算器
４１からＦＦＴ演算器４４までの動作と同様であるため
説明を省略する）、図７に示すように、その時間領域デ
ータの最大値の位置を抽出し、その位置をＰＮ符号の相
関位置としてデータ復調器３６に出力する。

【００３３】車上受信部４のデータ復調器３６は、ＦＦ
Ｔ同期検出器３５がＰＮ符号の相関位置を抽出すると、
そのＰＮ符号の相関位置を参照して、データ発生器１１
から発生されたデータを復調する。具体的には次の通り
である。

【００３４】データ復調器３６のＰＮ符号生成器６１
は、ＦＦＴ同期検出器３５がＰＮ符号の相関位置を抽出
すると、ＰＮ符号生成器５１により生成されたＰＮ符号
の位相から、ＦＦＴ同期検出器３５により抽出されたＰ
Ｎ符号の相関位置分だけずれているＰＮ符号を生成す
る。なお、ＰＮ符号生成器６１により生成されたＰＮ符
号は、受電器３１により受信された拡散信号のＰＮ符号
と同期が取れており、下記に示すように、その拡散信号
からデータを取り出すことができるようになる。

【００３５】データ復調器３６の乗算器６２は、ＰＮ符
号生成器６１がＰＮ符号を生成すると、乗算器３４から
出力された拡散信号に当該ＰＮ符号を乗算する。データ
復調器３６の積分回路６３は、乗算器６２が拡散信号と
ＰＮ符号を乗算すると、その乗算結果を積分して平滑化
する。データ復調器３６のビット判定器６４は、積分回
路６３の積分結果である逆拡散データをＣＰＵが読み取
ることができる２ビットのデータに変換する。なお、信
号発生器１５と信号発生器３３の周波数が微妙にずれて
いると、ビット判定器６４の入力時点では、周波数のず
れ分だけ位相回転している。この位相回転を除去するた
めには、一般に通信で用いるＡＰＣ（自動位相補正回
路）やＡＦＣ（自動周波数補正回路）などが有効であ
る。

【００３６】以上で明らかなように、この実施の形態１
によれば、レール１の地点Ｂから受信された拡散信号の
中からＰＮ符号との相関値を抽出し、その相関値を監視
して列車の存在を検知するように構成したので、区間毎
に絶縁を入れることなく、速やかに列車の在線を正確に
検知することができる効果を奏する。また、この実施の
形態１によれば、レール１を流れる拡散信号の中からＰ
Ｎ符号の相関位置を抽出し、そのＰＮ符号の相関位置を
参照してデータを復調するように構成したので、区間毎
に絶縁を入れることなく、速やかにデータの復調処理を
実施することができる効果を奏する。

【００３７】なお、ＦＦＴを用いて相関演算を行うこと
により、全てのＰＮ符号の位相に対する相関を一度に計
算できるため、装置規模の縮小や計算時間の短縮を図る
ことができる。また、瞬時に同期点を抽出することがで
きるため、列車の在線、非在線の急激な変化にも対応す
ることができる。また、電源の瞬間停止など、何らかの
外部要因で拡散符号の同期点を見失った場合でも、ＦＦ
Ｔを用いることで瞬時に復帰することが可能になる。

【００３８】実施の形態２．図８はこの発明の実施の形
態２による列車制御用通信装置を示す構成図であり、図
において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すの
で説明を省略する。７１は同期捕捉用信号を発生する信
号発生器、７２はＰＮ符号を発生するＰＮ符号発生器で
ある。ただし、ＰＮ符号発生器７２が発生するＰＮ符号
は、ＰＮ符号発生器１２が発生するＰＮ符号と符号同期
が取られている。７３は信号発生器７１から発生された
同期捕捉用信号にＰＮ符号発生器７２から発生されたＰ
Ｎ符号を乗算して、その同期捕捉用信号をスペクトル拡
散する乗算器、７４はＦＬ１４から出力された拡散信号
と乗算器７３から出力された拡散信号を合成する合成器
である。

【００３９】上記実施の形態１では、ＦＦＴ同期検出器
２４，３５がデータ発生器１１により生成されたデータ
が変調されている拡散信号に対して同期検出を行うもの
について示したが、送信部２が当該拡散信号をレール１
に向けて発信する際、その拡散信号に同期捕捉用の拡散
信号を多重化して発信することにより、ＦＦＴ同期検出
器２４，３５が同期捕捉用の拡散信号（ＰＮ符号発生器
７２から発生されるＰＮ符号）に対して同期検出を行う
ようにしてもよい。これにより、データが変調されてい
ない拡散信号に対して同期検出が行えるので、より高精
度に同期の検出を行うことができる効果を奏する。

【００４０】実施の形態３．図９はＦＦＴ同期検出器２
４，３５の処理内容を示す説明図であり、図において、
図２及び図３と同一符号は同一又は相当部分を示すので
説明を省略する。８１はＰＮ符号の１周期、８２はゼロ
埋めされたデータ列、８３は逆ＦＦＴ演算器４１のＦＦ
Ｔバッファ、８４はＦＦＴ演算器４４のＦＦＴバッフ
ァ、８５はＰＮ１周期のデータ列、８６，８７は相関デ
ータである。

【００４１】上記実施の形態１では、特に言及していな
いが、この実施の形態３では、ＦＦＴバッファ８３に複
数のＰＮ符号の系列を入れるようにする。このときＦＦ
Ｔバッファ８３に入力するＰＮ符号は、データで変調さ
れていないか、全て同じデータで変調されている必要が
ある。図９では、ＰＮ符号に２のＮ乗−１の符号長を有
するＭ系列やＧＯＬＤ系列などを例に説明している。２
のＮ乗の長さを有するＦＦＴ長は、この系列では割り切
れないので、図９に示すように、ＰＮ符号を埋めていく
と余りが生じる。このあまり部分はゼロ埋めされたデー
タ列８２で埋める。

【００４２】逆ＦＦＴ演算器４１がＦＦＴバッファ８３
のデータ列を周波数領域データに変換し、乗算器４３が
周波数領域データに初期値を乗算した後に、ＦＦＴ演算
器４４が当該乗算結果を時間領域データに戻すようにす
る。ＦＦＴ演算器４４のＦＦＴバッファ８４は、図９に
示すように、左側（データ配列番号の小さい方）には相
関データ８６が得られ、右側（データ配列番号の大きい
方）には相関データ８７が得られる。ＦＦＴの演算特性
上、中心より右側（データ配列番号の大きい方）は負の
領域となり、相関データの向きが逆になる。また、中心
ほどゼロ埋めされたデータ列８２の演算誤差が出て相関
値が乱れる。よって、一番左側の相関データ８６を用い
て、上記実施の形態１と同様に最大値と最大位置を抽出
する。

【００４３】ここで、一番左側の相関データ８６であっ
ても相関特性がＰＮ符号の位相でフラットにならず、位
相が大きくなるにしたがって相関値が減少する。この減
少量は数学的に簡単に求められるので、相関値演算前に
補正する方法もある。このように、複数のＰＮ系列を用
いることにより、ノイズ成分や妨害、他符号干渉などの
影響を抑圧できるため、精度よく相関値と相関位置を検
出できて、信頼性の高い在線検知やＡＴＣ制御が可能と
なる。

【００４４】実施の形態４．図１０はこの発明の実施の
形態４による列車制御用通信装置のＦＦＴ同期検出器３
５の内部構成を示す構成図であり、図において、図３と
同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略す
る。４７はＦＦＴ演算器４４から出力された時間領域デ
ータの位相を計算する位相演算器、４８は時間領域デー
タの位相反転から２ビットのデータを生成するビット判
定器である。

【００４５】上記実施の形態１では、ピーク位置検出器
４６がＦＦＴ演算器４４から出力された時間領域データ
の最大値の位置を抽出し、その位置をＰＮ符号の相関位
置としてデータ復調器３６に出力するものについて示し
たが、その時間領域データの位相を計算すると、ＰＮ符
号に含まれるデータ成分が得られるので、位相演算器４
７がＦＦＴ演算器４４から出力された時間領域データの
位相を計算し、ビット判定器４８が時間領域データの位
相反転からＣＰＵが読み取ることができる２ビットのデ
ータを生成するようにする。これにより、データ復調器
３６を搭載しなくても、ＦＦＴ同期検出器３５でデータ
を復調することができるので、回路規模の縮小を図るこ
とができる効果を奏する。

【００４６】実施の形態５．上記実施の形態１〜４で
は、特に言及していないが、在線検知受信部３及び車上
受信部４が多重化されている複数の拡散信号を受信する
場合、ＦＦＴ同期検出器２４，３５では、複数の拡散信
号毎に周波数領域データに変換する必要があるので、逆
ＦＦＴ演算器４１等を複数個搭載する必要がある。しか
し、これでは回路規模が大きくなるので、例えば、図１
１に示すように、ＦＦＴ同期検出器３５の逆ＦＦＴ演算
器４１を統合するようにする。ＦＦＴ同期検出器２４の
逆ＦＦＴ演算器４１も同様に統合する。即ち、在線検知
受信部３及び車上受信部４が多重化されている複数の拡
散信号を受信する場合、逆ＦＦＴ演算器４１が複数の拡
散信号を同時に周波数領域データに変換し、その後、乗
算器４３やＦＦＴ演算器４４がＰＮ符号毎に別々に乗算
演算等を実施するようにする。これにより、回路規模の
縮小を図ることができる。

【００４７】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、受信
手段により受信された拡散信号の中から疑似雑音符号と
の相関値を抽出し、その相関値を監視して列車の存在を
検知するように構成したので、区間毎に絶縁を入れるこ
となく、速やかに列車の在線を正確に検知することがで
きる効果がある。

【００４８】この発明によれば、受信手段により受信さ
れた拡散信号の中から疑似雑音符号の相関位置を抽出
し、その疑似雑音符号の相関位置を参照して送信信号を
復調するように構成したので、区間毎に絶縁を入れるこ
となく、速やかにデータの復調処理を実施することがで
きる効果がある。

【００４９】この発明によれば、送信手段が拡散信号を
レールに向けて発信する際、その拡散信号に同期捕捉用
の拡散信号を多重化して発信するように構成したので、
同期の捕捉精度を高めることができる効果がある。

【００５０】この発明によれば、受信手段により受信さ
れた拡散信号を周波数領域データに変換して、その周波
数領域データと疑似雑音符号の乗算演算を実施するとと
もに、その乗算演算結果を時間領域データに変換して、
その時間領域データの最大値を抽出するように構成した
ので、構成の複雑化を招くことなく、拡散信号の中から
疑似雑音符号との相関値を抽出することができる効果が
ある。

【００５１】この発明によれば、受信手段により受信さ
れた拡散信号を周波数領域データに変換して、その周波
数領域データと疑似雑音符号の乗算演算を実施するとと
もに、その乗算演算結果を時間領域データに変換して、
その時間領域データの最大値の位置を抽出するように構
成したので、構成の複雑化を招くことなく、拡散信号の
中から疑似雑音符号の相関位置を抽出することができる
効果がある。

【００５２】この発明によれば、周波数領域データと疑
似雑音符号の乗算演算を実施する際、ＦＦＴ演算を実施
して乗算演算を実施し、そのＦＦＴ長を疑似雑音符号長
より長くするように構成したので、帰線ノイズの影響が
低減される結果、同期の捕捉精度を高めることができる
効果がある。

【００５３】この発明によれば、受信手段により受信さ
れた拡散信号を周波数領域データに変換して、その周波
数領域データと疑似雑音符号の乗算演算を実施するとと
もに、その乗算演算結果を時間領域データに変換して、
その時間領域データの位相を計算し、その位相反転から
ビットデータを生成するように構成したので、回路規模
の縮小を図ることができる効果がある。

【００５４】この発明によれば、受信手段が多重化され
ている複数の拡散信号を受信すると、複数の拡散信号を
同時に周波数領域データに変換し、その後、疑似雑音符
号毎に別々に乗算演算を実施するように構成したので、
回路規模の縮小を図ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による列車制御用通
信装置を示す構成図である。

【図２】 ＦＦＴ同期検出器２４の内部構成を示す構成
図である。

【図３】 ＦＦＴ同期検出器３５の内部構成を示す構成
図である。

【図４】 初期値発生器４２の内部構成を示す構成図で
ある。

【図５】 データ復調器３６の内部構成を示す構成図で
ある。

【図６】 乗算器２３による周波数変換後の拡散信号の
信号波形例を示す説明図である。

【図７】 相関値や相関位置を示す説明図である。

【図８】 この発明の実施の形態２による列車制御用通
信装置を示す構成図である。

【図９】 ＦＦＴ同期検出器２４，３５の処理内容を示
す説明図である。

【図１０】 この発明の実施の形態４による列車制御用
通信装置のＦＦＴ同期検出器３５の内部構成を示す構成
図である。

【図１１】 ＦＦＴ同期検出器３５の内部構成を示す構
成図である。

【符号の説明】

１ レール、２ 送信部（送信手段）、３ 在線検知受
信部、４ 車上受信部、１１ データ発生器、１２ Ｐ
Ｎ符号発生器、１３ 乗算器、１４ ＦＬ、１５ 信号
発生器、１６ 乗算器、１７ 増幅器、２１ 増幅器
（受信手段）、２２ 信号発生器（受信手段）、２３
乗算器（受信手段）、２４ ＦＦＴ同期検出器（抽出手
段）、２５ 在線判定器（在線検知手段）、３１ 受電
器（受信手段）、３２ 増幅器（受信手段）、３３ 信
号発生器、３４ 乗算器、３５ ＦＦＴ同期検出器（抽
出手段）、３６ データ復調器（復調手段）、４１ 逆
ＦＦＴ演算器、４２ 初期値発生器、４３ 乗算器、４
４ ＦＦＴ演算器、４５ ピーク値検出器、４６ ピー
ク位置検出器、４７ 位相演算器、４８ ビット判定
器、５１ ＰＮ符号生成器、５２ 逆ＦＦＴ演算器、６
１ ＰＮ符号生成器、６２ 乗算器、６３ 積分回路、
６４ ビット判定器、７１ 信号発生器、７２ＰＮ符号
発生器、７３ 乗算器、７４ 合成器、８１ ＰＮ符号
の１周期、８２データ列、８３ ＦＦＴバッファ、８４
ＦＦＴバッファ、８５ ＰＮ１周期のデータ列、８
６，８７ 相関データ。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の送信信号に疑似雑音符号を乗算し
   て拡散信号を生成し、その拡散信号をレールに向けて発
   信する送信手段と、上記送信手段により発信された拡散
   信号をレールから受信する受信手段と、上記受信手段に
   より受信された拡散信号の中から上記疑似雑音符号との
   相関値を抽出する抽出手段と、上記抽出手段により抽出
   された相関値を監視して列車の存在を検知する在線検知
   手段とを備えた列車制御用通信装置。
2. 【請求項２】 所定の送信信号に疑似雑音符号を乗算し
   て拡散信号を生成し、その拡散信号をレールに向けて発
   信する送信手段と、上記送信手段により発信された拡散
   信号をレールから受信する受信手段と、上記受信手段に
   より受信された拡散信号の中から上記疑似雑音符号の相
   関位置を抽出する抽出手段と、上記抽出手段により抽出
   された疑似雑音符号の相関位置を参照して上記送信信号
   を復調する復調手段とを備えた列車制御用通信装置。
3. 【請求項３】 送信手段が拡散信号をレールに向けて発
   信する際、その拡散信号に同期捕捉用の拡散信号を多重
   化して発信することを特徴とする請求項１または請求項
   ２記載の列車制御用通信装置。
4. 【請求項４】 抽出手段は、受信手段により受信された
   拡散信号を周波数領域データに変換して、その周波数領
   域データと疑似雑音符号の乗算演算を実施するととも
   に、その乗算演算結果を時間領域データに変換して、そ
   の時間領域データの最大値を抽出することを特徴とする
   請求項１記載の列車制御用通信装置。
5. 【請求項５】 抽出手段は、受信手段により受信された
   拡散信号を周波数領域データに変換して、その周波数領
   域データと疑似雑音符号の乗算演算を実施するととも
   に、その乗算演算結果を時間領域データに変換して、そ
   の時間領域データの最大値の位置を抽出することを特徴
   とする請求項２記載の列車制御用通信装置。
6. 【請求項６】 抽出手段は、周波数領域データと疑似雑
   音符号の乗算演算を実施する際、ＦＦＴ演算を実施して
   乗算演算を実施し、そのＦＦＴ長を疑似雑音符号長より
   長くすることを特徴とする請求項４または請求項５記載
   の列車制御用通信装置。
7. 【請求項７】 抽出手段は、受信手段により受信された
   拡散信号を周波数領域データに変換して、その周波数領
   域データと疑似雑音符号の乗算演算を実施するととも
   に、その乗算演算結果を時間領域データに変換して、そ
   の時間領域データの位相を計算し、その位相反転からビ
   ットデータを生成することを特徴とする請求項２記載の
   列車制御用通信装置。
8. 【請求項８】 抽出手段は、受信手段が多重化されてい
   る複数の拡散信号を受信すると、複数の拡散信号を同時
   に周波数領域データに変換し、その後、疑似雑音符号毎
   に別々に乗算演算を実施することを特徴とする請求項
   ４、請求項５または請求項７記載の列車制御用通信装
   置。