JP2004056697A

JP2004056697A - 列車無線通信システム

Info

Publication number: JP2004056697A
Application number: JP2002214738A
Authority: JP
Inventors: Yuji Matsumoto; 松本　裕治; Tatsuo Sakaguchi; 坂口　達夫; Shigemi Kobayashi; 小林　茂美; Keisuke Igarashi; 五十嵐　啓介
Original assignee: Kokusai Denki Engineering Co Ltd
Current assignee: Kokusai Denki Engineering Co Ltd
Priority date: 2002-07-24
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2022-07-24
Also published as: JP4050565B2

Abstract

【課題】前車両と後車両に搭載された移動局で位置ダイバーシチ受信を行うことにより、列車内の通信を確実に確保する列車無線通信システムを提供する。
【解決手段】前車両２のＡ移動局３は常に自己の受信状態の良否の判定を行っている。Ａ移動局３が受信不良エリアＡ１にあれば、Ａ移動局３は前後音声・信号ライン１４を介してＢ移動局８の受信状態信号を取り込む。さらに、Ａ移動局３は、自己の受信状態信号とＢ移動局８の受信状態信号とを比較し、Ａ移動局３の受信状態よりＢ移動局８の受信状態の方が良好であれば、ダイバーシチ切替え制御信号を用い、前後音声・信号ライン１２を介してＢ移動局８の受信復調信号を取得する。そして、Ｂ移動局８による受信復調信号に切替えて位置ダイバーシチ受信を行う。よって前車両２のＡ移動局３が受信不良エリアＡ１にあっても通信が途絶えることなく、確実に品質レベルの高い通信を継続することができる。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、最良の受信信号を選択するダイバーシチ受信方式を用いた列車無線通信システムに関し、特に、列車の先頭車両や末尾車両に搭載された送受信機（移動局）が位置ダイバーシチ受信を行うことにより、常に良好な通信品質を保持する列車無線通信システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、列車無線には種々の通信方式が実用化されている。例えば、通常の携帯電話機などで使われているような空間波を送受信する空間波無線方式、地下鉄などのように閉鎖空間で誘導電波を送受信する誘導無線方式、あるいは、ＬＣＸ（Ｌｅａｋａｇｅ　Ｃｏａｘｉａｌ：漏洩同軸ケーブル）を列車の線路に沿って張り巡らし、そのケーブルから漏洩された電波を用いて通信を行うＬＣＸ方式などが実用化されている。空間波無線方式は、トンネル内などにおいては電波が届かなかったり、地上空間においては電波障害の影響を受けやすいなどの問題があるため、その方式に種々の対策が採られている。ＬＣＸ方式は、トンネルなども含めた線路上の閉鎖空間においては確実に電波を送受信することができ、且つ、ノイズが少なく安定した通信を行うことができるなどの理由で、誘導無線方式と共に近年広く利用されている。
【０００３】
また、上記の何れの通信方式であるかに関わらず、常に最良の通信品質を確保するために空間ダイバーシチ制御を行う列車無線通信システムの技術が、例えば、特開平７−１６２３４９号公報などに開示されている。この技術は列車に搭載された移動局が複数のアンテナを備えていて、これらのアンテナの受信レベルをモニタしながら通信品質の基準値と比較し、常に最良なアンテナへ切り替えて通信品質の高い通信を行うものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の列車無線通信システムにおいては、列車に搭載された移動局毎に通信方式やダイバーシチ受信の最適化を行っている。例えば、先頭車両などの前車両と末尾車両などの後車両のそれぞれに移動局を搭載し、前車両の移動局は運転手が操作し、後車両の移動局は車掌が操作するというように、一列車内におけるそれぞれの車両に搭載された移動局は単独で操作され且つ使用されている。したがって、ダイバーシチ受信を行ったとしても、前車両や後車両のそれぞれのみでは、必ずしも良好な受信状態を得られない場合がある。しかし、一編成の列車における前車両と後車両とは、位置的に相当に離れており、相互にダイバーシチ受信が行えると、いずれか一方のみでは良好な受信状態を得られなくても他方においては、良好な受信状態を得られる場合も多く、相互に受信状態を改善することができる。
【０００５】
図４は、従来の列車無線通信システムにおける、一編成列車の前車両と後車両に搭載された移動局の受信状態を示す概念図であり、一編成列車の前車両と後車両の移動局が異なる受信状態となっている様子を示している。図４において、線路に沿って誘導線またはＬＣＸケーブル（誘導線／ＬＣＸケーブル１）が敷設されている。また、列車の前車両２にはＡ送受信機４とＡアンテナ５とＡ電話機６からなるＡ移動局３が搭載され、後車両７にはＢ送受信機９とＢアンテナ１０とＢ電話機１１からなるＢ移動局８が搭載されている。今、後車両７のＢ移動局８におけるＢアンテナ１０が降ろされ、前車両２のＡ移動局３におけるＡアンテナ５が誘導線／ＬＣＸケーブル１を介して送受信を行っているとき、前車両２を含むその近傍のエリアが受信不良エリアＡ１となり、後車両７を含むその近傍のエリアが受信良好エリアＡ２になっていたとする。このとき、列車は、何れの車両の移動局も電波を送受信することができないので、その列車内においては誘導線／ＬＣＸケーブル１からの通信は完全に途絶えてしまう。また、後車両７のＢアンテナ１０が受信可能な状態に立てられていればＢ移動局８は受信可能であるが、Ａ移動局３は依然として受信不可能な状態にある。
【０００６】
つまり、従来の列車無線通信システムにおいては、たとえ、移動局が車両の前後に搭載されている構成であっても、これらは別個独立に設けられ、列車の乗務員が、それぞれの管轄車両に搭載されている移動局を任意に操作できるように構成されている。したがって、操作されている移動局のアンテナ、例えば、前車両２のＡ移動局３の電波を送受信するＡアンテナ５が誘導無線方式やＬＣＸ方式で送受信しているとき、カーブなどにさしかかって、Ａアンテナ４が一時的に誘導線／ＬＣＸケーブル１から離れたりすると、前車両２を含むエリアは受信不良エリアＡ１となり、このとき、後車両７を含むエリアが受信良好エリアＡ２であっても、Ａ移動局３は通信不能状態となる。
【０００７】
また、空間波無線方式にあっては、前車両２のＡアンテナ５が空間的条件等で電波の結合が弱くなって受信レベルが低下した時には、通話信号の受信品質が劣化したり受信器のスケルチ回路（雑音抑制回路）が動作したりして、Ａアンテナ５からの受信レベルが低下したり受信が途絶えてしまい、前述と同様にＡ移動局３の周辺が受信不良エリアＡ１となることがある。この場合、操作されている前車両２のＡ移動局３とは反対側の後車両７のＢ移動局８が受信良好エリアＡ２であっても、Ｂアンテナ１０は送受信できない状態になっている。
【０００８】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、列車内の一部の車両に搭載された送受信機に受信不良エリアが生じても、他の車両に搭載されている送受信機が受信良好エリアであるときは位置ダイバーシチ受信を行い、通信品質のレベル確保を容易とし、信頼性を高めることができる列車無線通信システムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の列車無線通信システムは、一編成列車の前後少なくとも二つの車両のそれぞれに送受信機を備えた列車無線通信システムであって、前記少なくとも二つの車両に備えられた前記送受信機の受信状態を比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて、一つの送受信機を選択し、選択された送受信機からの受信信号を取得して位置ダイバーシチ受信を行うダイバーシチ切替え手段とを備えた特徴とするものである。
【００１０】
ここで、前記送受信機による送受信信号及び前記送受信機のダイバーシチ切替え制御信号とのいずれか一方又は双方は、車両間の引き通しケーブルを介して伝送されることができる。また、前記比較手段が比較する受信状態は各送受信機が受信する受信電界強度レベルであり、前記ダイバーシチ切替え手段は、受信電界強度レベルに基づいて、例えば最も高い送受信機の受信復調信号を選択することができる。さらに、前記比較手段が比較する受信状態は、各送受信機のそれぞれが有するスケルチ回路の動作状態の有無であり、前記ダイバーシチ切替え手段は、前記スケルチ回路が不動作状態にある移動局の受信復調信号を選択することを特徴とすることができる。
【００１１】
この構成によれば、列車内の一部の車両に搭載された送受信機に受信不良エリアが生じても、他の車両に搭載されている送受信機が受信良好エリアであるときは位置ダイバーシチ受信を行うことにより、通信品質のレベルが確保し易くなり、信頼性を高めることができる。
【００１２】
なお、本発明の実施の形態においては、一編成列車の前後の車両のそれぞれに送受信機としての移動局を備えた列車無線通信システムにおいて、複数の移動局は相互に通信ケーブルで接続され、それぞれの移動局は、自己の移動局の受信状態レベルと通信ケーブルを介して取得した他の移動局の受信状態レベルとを比較する比較手段と、比較手段の比較結果に基づいて最良の受信状態レベルの移動局を選択し、選択された移動局からの受信復調信号を取得して位置ダイバーシチ受信を行うダイバーシチ切替え手段とを備えた列車無線通信システムが記載されている。
【００１３】
この構成において、列車内の各車両に搭載されている移動局間は通信ケーブルで接続され、それぞれの移動局における受信状態が良好であるか否かを示す受信状態信号が相互の移動局に通知されている。そして、各移動局は、自己の移動局の受信状態レベルと通信ケーブルを介して取得した他の移動局の受信状態レベルとを常に比較しながら監視している。このような比較監視において、自己の移動局が受信不良エリアにあるときは、受信良好エリアにある移動局の受信復調信号を選択して位置ダイバーシチ受信を行う。したがって、列車内の一部の車両に搭載された移動局に受信不良エリアが生じても、他の車両に搭載されている移動局が受信良好エリアであるときは、その移動局からの受信復調信号を取得して通信を継続するので、列車内の通信は確保され易くなる。よって、列車無線における通話の劣化や受信断が発生する虞は軽減され、従来の列車無線通信システムに比べて通信品質のレベルは一段と改善される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明における列車無線通信システムの実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の列車無線通信システムの構成を示すブロック図であり、一編成列車の前車両と後車両に搭載された送受信機としての移動局が最良の受信信号を選択する位置ダイバーシチ受信を行う様子を示している。
【００１５】
図１において、本発明における列車無線通信システムは、線路に沿って誘導線／ＬＣＸケーブル１が敷設されており、この誘導線／ＬＣＸケーブル１から、所定の列車運行区間ごとに基地局装置１３が接続されている。さらに、この基地局装置１３から列車の運転指令などを行う中央制御装置１４および指令操作卓１５が接続されている。中央制御装置１４および指令操作卓１５は複数の列車運行区間の基地局装置１３を統括している。
【００１６】
また、一編成の列車における通信システムは、前車両２がＡ送受信機４、Ａアンテナ５およびＡ電話機６からなるＡ移動局３を搭載し、後車両７がＢ送受信機９、Ｂアンテナ１０およびＢ電話機１１からなるＢ移動局８を搭載した構成となっている。さらに、Ａ移動局３とＢ移動局８とは前後音声・信号ライン１２で接続されている。この前後音声・信号ライン１２を介して、それぞれの移動局が受信した復調信号（以下、受信復調信号という）とダイバーシチ切替え制御信号とを相互に伝送している。尚、前後音声・信号ライン１２は、メタルケーブルや光ケーブルなど、信号を伝送することのできるケーブルであればどのような信号ラインであっても構わない。
【００１７】
次に、図１の列車無線通信システムにおいて最良の受信信号を選択する位置ダイバーシチ受信の動作について説明する。図２は、本発明の列車無線通信システムにおいて、前車両のＡ移動局が受信不良のときに位置ダイバーシチ受信を行う処理の流れを示すフローチャートである。以下図１と図２を用いて、Ａ移動局３が行う位置ダイバーシチ受信の動作を説明する。
【００１８】
列車の前車両２に搭載されたＡアンテナ５が誘導線／ＬＣＸケーブル１を介して音声信号を受信しているとき、例えば、列車がカーブなどにさしかかってＡアンテナ５が一時的に誘導線／ＬＣＸケーブル１から離れたりすると、前車両２に搭載されているＡ移動局３は受信不良エリアＡ１となる。このとき、後車両７は未だカーブにさしかかっていないので、Ｂ移動局８においてはＢアンテナ１０が誘導線／ＬＣＸケーブル１から良好に音声信号を送受信している。したがって、Ｂ移動局８は受信良好エリアＡ２となっている。
【００１９】
このような受信状態の変化を考慮して、Ａ移動局３は、常に自己の受信状態が良好であるか否かを監視して受信状態の良否の判定を行っている（ステップＳ１）。ここで、Ａ移動局３の受信状態が不良であれば（ステップＳ１でＮｏの場合）、Ａ移動局３は、前後音声・信号ライン１２を介して、自己の受信状態を判定するための受信状態判定信号（つまり、ダイバーシチ切替え制御信号）を後車両７のＢ移動局８へ送信し、前後音声・信号ライン１２を通してＢ移動局８の受信状態信号を取り込む（ステップＳ２）。
【００２０】
さらに、Ａ移動局３は、自己の受信状態信号（つまり、受信不良の状態信号）とＢ移動局８の受信状態信号（つまり、受信良好の状態信号）とを比較し（ステップＳ３）、Ａ移動局３の受信状態よりＢ移動局８の受信状態の方が良好であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、Ａ移動局３の受信状態よりＢ移動局８の受信状態の方が良好であれば、つまり、Ａ移動局３よりＢ移動局８の通信品質レベルが高ければ（ステップＳ４でＹｅｓの場合）、Ａ移動局３は、ダイバーシチ切替え制御信号を用い、前後音声・信号ライン１２を介してＢ移動局８の受信復調信号（つまり、音声信号）を取得し、Ｂ移動局７による受信復調信号に切替えて位置ダイバーシチ受信を行う（ステップＳ５）。これによって、前車両２のＡ移動局３が受信不良エリアにあっても通信が途絶えることなく、確実に品質レベルの高い通信を継続することができる。
【００２１】
尚、ステップＳ１において、Ａ移動局３の受信状態が良好であれば（ステップＳ１でＹｅｓの場合）、Ａ移動局３は自己の受信復調信号を継続して取得する（ステップＳ６）。さらに、ステップＳ４で、Ｂ移動局８の受信状態がＡ移動局３の受信状態と比較して良好でなければ（ステップＳ４でＮｏの場合）、Ａ移動局３またはＢ移動局８の受信状態が良好になるまで待機し、受信状態が良好になった移動局の受信復調信号を取得する（ステップＳ７）。
【００２２】
ここで、ステップＳ３におけるＡ移動局３の受信状態とＢ移動局８の受信状態との比較判定は、Ａ移動局３の受信電界強度レベル（ＲＳＳＩ：Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）とＢ移動局３のＲＳＳＩとを比較して行い、ＲＳＳＩの高い方の移動局の受信復調信号を選択する。つまり、図１の例では、Ａ移動局３が受信不良エリアにあってＲＳＳＩが低く、Ｂ移動局８が受信良好エリアにあってＲＳＳＩが高いので、Ａ移動局３は、Ｂ移動局８からの受信復調信号に切替えて受信を行う。
【００２３】
また、前車両２と後車両８以外に、例えば、中間車両にも移動局が搭載されている場合は、Ａ移動局３は複数の移動局からの受信状態信号を取り込み、取り込んだ複数の移動局のＲＳＳＩが所定の閾値以上である場合は、ＲＳＳＩの値の最も高い移動局からの受信復調信号を取り込み位置ダイバーシチ受信を行う。
【００２４】
さらに、ステップＳ３におけるＡ移動局３の受信状態とＢ移動局８の受信状態との比較判定は、それぞれの移動局のスケルチ動作を比較して行い、スケルチ回路が不動作になっている方の移動局を選択してもよい。つまり、受信機に到来する電波が微弱なときはその受信機に大きな雑音が出るので、これらの雑音を抑制するためにスケルチ動作が行われている。したがって、スケルチが不動作である移動局は受信状態が良好であると判定できる。例えば、図２の例で、Ａ移動局３の受信レベルが低下して（つまり、受信不良エリアＡ１となっていて）スケルチ動作を行っているときは、受信良好エリアＡ２であってスケルチ動作を行っていないＢ移動局８の受信復調信号を選択して位置ダイバーシチ受信を行ってもよい。
【００２５】
上述した本発明における列車無線通信システムの構成をまとめると、図３に示されるようになる。図３は、本発明における列車無線通信システムの概念的構成図である。一編成列車の前車両と後車両には、それぞれ、Ａ移動局３とＢ移動局８が搭載されて通信ケーブル１８（つまり、図２における前後音声・信号ライン１２）で接続されている。そして、Ａ移動局３は、自己の移動局の受信状態レベルと通信ケーブル１８を介して取得したＢ移動局８の受信状態レベルとを比較する比較手段１６ａと、比較手段１６ａが比較した受信状態レベルの比較結果に基づいて最良の受信状態レベルの移動局を選択し、選択された移動局からの受信復調信号を取得して位置ダイバーシチ受信を行うダイバーシチ切替え手段１７ａとを備えている。同様に、Ｂ移動局８は、自己の移動局の受信状態レベルと通信ケーブル１８を介して取得したＡ移動局３の受信状態レベルとを比較する比較手段１６ｂと、比較手段１６ｂが比較した受信状態レベルの比較結果に基づいて最良の受信状態レベルの移動局を選択し、選択された移動局からの受信復調信号を取得して位置ダイバーシチ受信を行うダイバーシチ切替え手段１７ｂとを備えている。
【００２６】
このような構成により、本発明の列車無線通信システムは、Ａ移動局３とＢ移動局８との間で、通信ケーブル１８を介して、自己の受信状態レベルを相互に送受信している。そして、例えば、Ａ移動局３が比較手段１６ａによって自己の受信状態レベルとＢ移動局８の受信状態レベルとを比較し、Ｂ移動局８の受信状態レベルが良好なときは、ダイバーシチ切替え手段１７ａがＢ移動局８からの受信復調信号に切替えて位置ダイバーシチ受信を行い、Ａ移動局３は、Ｂ移動局８から最適な受信復調信号を取得する。このようにして通信品質の良い方の移動局の受信信号を選択することにより、常に受信信号の品質レベルを高い状態に保つことができる。もちろん、Ｂ移動局８が受信不良エリアであって、Ａ移動局３が受信良好エリアである場合についても、Ｂ移動局８はＡ移動局３の良好な受信復調信号を選択して位置ダイバーシチ受信を行うことができる。
【００２７】
以上述べた実施の形態は本発明を説明するための一例であり、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲で種々の変形が可能である。例えば、上記の実施の形態では一編成列車の先頭車両などの前車両と末尾車両などの後車両にそれぞれ移動局を搭載して位置ダイバーシチ受信を行うことによって通信品質レベルの劣化を防止する例を示した。しかし、本発明の列車無線通信システムは、一編成列車に２台の移動局を搭載する場合に限定されるものではなく、例えば、先頭車両、中間車両、および末尾車両など、一編成列車に３台以上の移動局を搭載しても、最良の受信状態信号の移動局を選択して位置位置ダイバーシチ受信を行うことができることは云うまでもない。
【００２８】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明によれば、列車内の一部の車両に搭載された送受信機に受信不良エリアが生じても、他の車両に搭載されている送受信機が受信良好エリアであるときは位置ダイバーシチ受信を行い、通信品質のレベル確保を容易とし、信頼性を高めることができる列車無線通信システムを提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の列車無線通信システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の列車無線通信システムにおいて、前車両のＡ移動局が受信不良のときに位置ダイバーシチ受信を行う処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態における列車無線通信システムを示す概念的構成図である。
【図４】従来の列車無線通信システムを示すブロック図である。
【符号の説明】
１…誘導線／ＬＣＸケーブル、２…前車両、３…Ａ移動局、４…Ａ送受信機、５…Ａアンテナ、６…Ａ電話機、７…後車両、８…Ｂ移動局、９…Ｂ送受信機、１０…Ｂアンテナ、１１…Ｂ電話機、１２…前後音声・信号ライン、１３…基地局装置、１４…中央制御装置、１５…指令操作卓、１６ａ，１６ｂ…比較手段、１７ａ，１７ｂ…ダイバーシチ切替手段、１８…通信ケーブル。

Claims

一編成列車の前後少なくとも二つの車両のそれぞれに送受信機を備えた列車無線通信システムであって、
前記少なくとも二つの車両に備えられた前記送受信機の受信状態を比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて、一つの送受信機を選択し、選択された送受信機からの受信信号を取得して位置ダイバーシチ受信を行うダイバーシチ切替え手段と
を備えた特徴とする列車無線通信システム。
前記送受信機による送受信信号及び前記送受信機のダイバーシチ切替え制御信号とのいずれか一方又は双方は、車両間の引き通しケーブルを介して伝送されることを特徴とする請求項１に記載の列車無線通信システム。
前記比較手段が比較する受信状態は各送受信機が受信する受信電界強度レベルであり、
前記ダイバーシチ切替え手段は、受信電界強度レベルに基づいて送受信機の受信復調信号を選択することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の列車無線通信システム。
前記比較手段が比較する受信状態は、各送受信機のそれぞれが有するスケルチ回路の動作状態の有無であり、
前記ダイバーシチ切替え手段は、前記スケルチ回路が不動作状態にある移動局の受信復調信号を選択することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の列車無線通信システム。