JP2008245186A - Intra-train communication apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a highly reliable intra-train communication apparatus in which an existent or newly provided transmission line is adaptable to the division or joining of organized cars and high-quality moving picture information or audio information can be easily transmitted as digital data signals. <P>SOLUTION: The intra-train communication apparatus which is organized of a plurality of cars and comprises: a control data communication device 5 and an image data communication device 3 installed for each car for communicating control data and for communicating data containing image information; transmission lines 4, 15 connecting the control data communication devices 5 with each other and the image data communication devices 3 with each other; and a transmission line 8 for interconnecting each of the control data communication devices 5 and each of the image data communication devices 3, wherein training data are transmitted/received between the control data communication devices 5 and between the image data communication devices 3, thereby estimating communication path characteristics when dividing or joining the cars. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、列車内における情報通信を行うのに好適な列車通信装置に関する。   The present invention relates to a train communication apparatus suitable for performing information communication in a train.

近年、列車内においてLCD表示器等を用いた乗客案内サービスに対するニーズが高まっており、車上サーバから各車両の表示器へ様々なサービスコンテンツを配信する技術が必要になってきている。   In recent years, needs for passenger guidance services using an LCD display or the like in a train are increasing, and a technique for distributing various service contents from an on-board server to the display of each vehicle is required.

(特許文献1)に記載の従来の技術では、停車駅情報や到着時刻等の列車運行情報、始発駅からのキロ程を示す列車位置情報、ドア開閉指令等の車載機器情報等、列車情報の処理を行う列車情報装置を各車両に設置し、先頭車の列車情報装置は主幹制御器等各種制御操作装置と接続され、また、各車両に搭載された列車情報装置はデジタル伝送路を介して相互に接続され、互いに連携して上記各種列車情報の入出力処理を行っている。   In the conventional technology described in (Patent Document 1), train information such as stop station information and arrival time, train position information indicating the distance from the first station, in-vehicle device information such as a door opening / closing command, etc. A train information device for processing is installed in each vehicle, the train information device of the leading car is connected to various control operation devices such as a master controller, and the train information device mounted in each vehicle is connected via a digital transmission line. They are connected to each other and cooperate with each other to perform input / output processing of the various types of train information.

先頭車両に搭載された映像情報配信装置は、同車両の列車情報装置と接続され、列車情報を入力し、静止画情報を出力する。この静止画情報は、列車情報装置間を接続する第一の伝送路を通してデジタルデータ信号で出力され、各車両に搭載された列車情報装置を経て、各車両に搭載された受信表示装置に伝送される。また映像情報配信装置は、映像情報配信装置間を接続する第二の伝送路を介して、各車両に搭載された受信表示装置に接続され、動画情報をアナログデータ信号により伝送する。   The video information distribution device mounted on the leading vehicle is connected to the train information device of the vehicle, inputs train information, and outputs still image information. This still image information is output as a digital data signal through the first transmission path connecting the train information devices, and is transmitted to the reception display device mounted on each vehicle via the train information device mounted on each vehicle. The The video information distribution device is connected to a reception display device mounted on each vehicle via a second transmission path that connects the video information distribution devices, and transmits the moving image information as an analog data signal.

動画情報に比較してデータ容量の小さい静止画情報は、列車情報装置では従来から用いられているパケット方式で高解像度の静止画情報をデジタル伝送し、一方、静止画情報よりもデータ容量が大きい動画情報は、従来からテレビ受像機などで用いられているNTSC方式などによるアナログ伝送方式で伝送することで、動画と高画質な静止画を低コストで実現する列車搭載映像配信表示システムを可能にしている。また動画情報と静止画情報を別の経路で受信表示装置に伝送する方式を採用しているため、いずれか一方の伝送路に異常が発生した場合においても、正常な伝送路を使用した動画または静止画による映像情報の表示の継続が可能であり、表示機能の信頼性を向上している。   Still image information, which has a smaller data capacity compared to video information, is digitally transmitted with high resolution still image information using the packet system conventionally used in train information devices, while the data capacity is larger than still image information. Moving image information is transmitted using analog transmission methods such as the NTSC method that has been used in television receivers in the past, enabling a train-mounted video distribution display system that realizes moving images and high-quality still images at low cost. ing. In addition, since the video information and the still picture information are transmitted to the reception display device through different paths, even if any one of the transmission paths is abnormal, The display of video information by still images can be continued and the reliability of the display function is improved.

特開2002−209193号公報JP 2002-209193 A

しかしながら、(特許文献1)に記載の従来の技術では、動画情報をアナログデータ信号として伝送する場合、高画質な画像を伝送するには非常に広帯域な通信周波数帯域が必要となる。列車においては、複数の車両が連結されるため、増幅装置などを用いたアナログ信号の増幅中継などを行っても、信号劣化が発生し、また列車に設置されたインバータ装置などから発生する電磁ノイズがアナログ信号に重畳するため、高画質な画像を各車両に配信するのは難しいという問題がある。   However, in the conventional technique described in (Patent Document 1), when moving image information is transmitted as an analog data signal, a very wide communication frequency band is required to transmit a high-quality image. In trains, multiple vehicles are connected, so even when analog signals are amplified and relayed using an amplifier, etc., signal degradation occurs, and electromagnetic noise generated from inverter devices installed in the train However, it is difficult to distribute high-quality images to each vehicle.

また、アナログデータ信号による映像配信を行う場合、複数の動画情報や、電話などの音声回線を多重化したマルチチャンネル通信を1つの伝送路で行うため、さらに広帯域な周波数帯域が必要であり、実現が困難な点がある。また、列車では車両間における伝送線の断線や通信装置の故障などによって、表示器へ動画情報や静止画情報を伝送することができなくなり、表示ができないという問題がある。   Also, when video distribution using analog data signals is performed, multiple video information and multi-channel communication that multiplexes voice lines such as telephones are performed on a single transmission line, so a wider frequency band is necessary and realized. There is a difficult point. In addition, there is a problem that trains cannot transmit moving image information or still image information to a display due to disconnection of a transmission line between vehicles or a failure of a communication device, and display is impossible.

本発明の目的は、既設又は新設の伝送路を使用して、編成車両の分割,併合が対応可能であり、高画質の動画情報や音声情報をデジタルデータ信号として伝送することを容易に実現できる高信頼な列車内通信装置を提供することにある。   The object of the present invention is to enable splitting and merging of organized vehicles using existing or new transmission lines, and easily realizing transmission of high-quality moving image information and audio information as digital data signals. It is to provide a highly reliable in-train communication device.

上記目的を達成するために、本発明の列車内通信装置は、複数の車両で編成され、各車両に設置される制御情報を通信する制御データ通信装置と画像情報を含むデータを通信する画像データ通信装置と、該制御データ通信装置,画像データ通信装置を相互に接続する伝送路と、前記制御データ通信装置と画像データ通信装置を相互に接続する伝送路とを備え、前記制御データ通信装置間,画像データ通信装置間でトレーニングデータを送受信することにより車両の分割時,併合時に通信路特性を推定するものである。   In order to achieve the above object, the in-train communication device of the present invention is composed of a plurality of vehicles, and image data that communicates data including image information with a control data communication device that communicates control information installed in each vehicle. A communication path, a transmission path that interconnects the control data communication apparatus and the image data communication apparatus, and a transmission path that interconnects the control data communication apparatus and the image data communication apparatus. The communication path characteristics are estimated when the vehicle is divided and merged by transmitting and receiving training data between the image data communication apparatuses.

本発明によれば、編成車両の分割,併合が対応可能であり、デジタルデータ化された動画情報や静止画情報などを画像データ通信装置を用いて伝送し、画像データ通信装置と制御データ通信装置を分ける構成としているので、画像データ通信装置が故障などにより通信不能となった場合においても、制御データ通信装置によって列車制御情報を伝送することによって、予め表示器に保存してある複数の画像データを用いて表示を変更することができる。   According to the present invention, splitting and merging of organized vehicles can be handled, and moving image information and still image information converted into digital data are transmitted using the image data communication device, and the image data communication device and the control data communication device are transmitted. Therefore, even if the image data communication device becomes incapable of communication due to a failure or the like, the control data communication device transmits train control information, so that a plurality of image data stored in advance on the display The display can be changed using.

また、S/N向上を図った通信により、高速通信が可能であり、列車運転のために車両に取り付けられた各種インバータが動作して電磁ノイズが発生しても、これに大きく影響を受けることなく、通信線を用いて、車両への提供情報や車両からの監視画像や保守データを安定して通信することが可能になる。さらに、監視画像や保守データは列車内のセキュリティ及び聞き状態などの運用を遠隔監視するために使用することができる。   In addition, high-speed communication is possible by communication that improves S / N, and even if various inverters attached to the vehicle operate for train operation and electromagnetic noise is generated, it is greatly affected by this. In addition, it is possible to stably communicate information provided to the vehicle, monitoring images from the vehicle, and maintenance data using the communication line. Furthermore, monitoring images and maintenance data can be used to remotely monitor operations such as security and listening status in the train.

本発明の一実施例を図面により説明する。図1は、本実施例の列車内通信システムの構成図である。   An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of an in-train communication system according to the present embodiment.

運転室あるいは乗務員室である1号車1にはサーバ2が設置されており、1号車1,2号車9,N号車10の各車両には、制御データ通信装置5a,5b,5c,画像データ通信装置3a,3b,3c,表示装置6a,6b,6c,機器7a,7b,7c、が設置されている。   The first car 1 which is the driver's cab or the crew room is provided with a server 2, and each of the first car 1, the second car 9 and the Nth car 10 has control data communication devices 5a, 5b, 5c, image data communication. Devices 3a, 3b, 3c, display devices 6a, 6b, 6c, and devices 7a, 7b, 7c are installed.

制御データ通信装置5は、停車駅などを示す列車運行情報、起点からの走行距離を示す列車位置情報、ドア開閉など車載機器の制御指令などの制御情報を伝送するために用い、画像データ通信装置3は各車両に設置した画像データを表示するための表示器6や電話や空調などの機器7に対してコンテンツとなる動画や静止画などの画像情報や車内放送などの音声情報、テロップ表示するための文字情報、機器の動作ログ情報などを伝送するために用いる。   The control data communication device 5 is used to transmit control information such as train operation information indicating a stop station, train position information indicating a travel distance from the starting point, control commands for in-vehicle devices such as door opening and closing, and the image data communication device. 3 is a display 6 for displaying image data installed in each vehicle and a device 7 such as a telephone or an air conditioner, which displays image information such as moving images and still images as contents, audio information such as in-car broadcasts, and telop display. Is used to transmit character information and device operation log information.

制御データ通信装置5a,5b,5cは伝送路4により直列に接続され、画像データ通信装置3a,3b,3cは、伝送路5により直列に接続されている。制御データ通信装置5a,5b,5cと、画像データ通信装置3a,3b,3cは、それぞれ伝送路8a,
8b,8cにより相互に接続され、1号車1と各車両9,10間の通信を行う。ここで、伝送路4,5には、2本の電線が使用される。この電線は、既設のものであっても新設のものであってもよい。
The control data communication devices 5a, 5b, 5c are connected in series by the transmission line 4, and the image data communication devices 3a, 3b, 3c are connected in series by the transmission line 5. The control data communication devices 5a, 5b, 5c and the image data communication devices 3a, 3b, 3c are respectively connected to the transmission lines 8a,
8b and 8c are connected to each other to perform communication between the first car 1 and the vehicles 9 and 10. Here, two electric wires are used for the transmission lines 4 and 5. This electric wire may be an existing one or a new one.

画像データ通信装置3には、変調部9,変調部9に接続された制御部10,制御部10に接続されたハブ部11で構成され、変調部9は伝送路5に、制御部10は制御データ通信装置5に、ハブ部11はサーバ2、表示器6及び機器7に接続されている。   The image data communication apparatus 3 includes a modulation unit 9, a control unit 10 connected to the modulation unit 9, and a hub unit 11 connected to the control unit 10. The modulation unit 9 is connected to the transmission path 5, and the control unit 10 is connected to the control unit 10. The hub 11 is connected to the server 2, the display 6 and the device 7 in the control data communication device 5.

ハブ部11を有するため、表示器6や複数の機器7との間でEthernet(登録商標)プロトコルでの通信が可能であり、制御部10を設けているためハブ部11でのパケット転送処理を制御することが可能である。また伝送路5を画像データ通信装置内部で分岐して変調部9と接続しているので、画像データ通信装置3間では、一つの伝送路を共有するマルチドロップ方式による通信を行う。マルチドロップ方式を行うためのアクセス方式としては、ポーリング方式やCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision
Avoidance)方式などを用いれば良い。
Since the hub unit 11 is provided, communication using the Ethernet (registered trademark) protocol is possible between the display unit 6 and a plurality of devices 7, and since the control unit 10 is provided, packet transfer processing in the hub unit 11 is performed. It is possible to control. In addition, since the transmission path 5 is branched inside the image data communication apparatus and connected to the modulation unit 9, the image data communication apparatus 3 performs communication by a multi-drop method sharing one transmission path. As an access method for performing the multi-drop method, a polling method or CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision)
Avoidance) method may be used.

表示器6は、コントローラ12,メモリ13,画面14から構成される。表示器6への入出力信号はコントローラ12が制御し、メモリ13はコントローラ12の入出力信号を記録するために設置される。画面14はコントローラ12の指示に従ってメモリ13に保存された動画または静止画の画像データやテロップ表示のための文字情報を表示する。表示器6は画像データ通信装置3と接続され、例えばEthernetのプロトコルに従って通信する。サーバ2から表示器6のメモリ13へ画像データ通信装置3を用いて複数の画像データを伝送して保存し、表示器6は制御データ通信装置5で伝送された制御データに従ってコントローラ12がメモリ13に保存してある複数の画像データやテロップ表示用の文字情報のいずれかを画面14に表示する。   The display 6 includes a controller 12, a memory 13, and a screen 14. The controller 12 controls input / output signals to the display 6, and the memory 13 is installed to record the input / output signals of the controller 12. The screen 14 displays image data of moving images or still images stored in the memory 13 and character information for displaying a telop in accordance with instructions from the controller 12. The display 6 is connected to the image data communication device 3 and communicates in accordance with, for example, an Ethernet protocol. The image data communication device 3 is used to transmit and store a plurality of image data from the server 2 to the memory 13 of the display device 6. The display device 6 stores the memory 13 in accordance with the control data transmitted from the control data communication device 5. One of a plurality of image data and text information for displaying a telop is stored on the screen 14.

各車両の表示器6へ伝送される画像データは同一情報である場合や異なる情報である場合があるため、画像データ通信装置3内に設けた制御部10およびハブ部1において、画像データを含むパケットのアドレスをチェックし、伝送する方向を決定する。   Since the image data transmitted to the display 6 of each vehicle may be the same information or different information, the control unit 10 and the hub unit 1 provided in the image data communication device 3 include image data. Check the packet address and determine the direction of transmission.

また制御データ通信装置5から表示器6へ画像データ通信装置3を介して、画像表示のタイミング情報が流されている。タイミング情報は、起点からの走行距離を示すキロ程や通過駅名など、あるいは時刻情報などである。   In addition, image display timing information is passed from the control data communication device 5 to the display 6 via the image data communication device 3. The timing information is a kilometer indicating the travel distance from the starting point, a passing station name, or time information.

ここで仮に画像データ通信装置3bが故障したとすると、画像データ通信装置3aと画像データ通信装置3cの間は通信できなくなるため、サーバ2から表示器6cへ新たな画像データを伝送することはできなくなる。しかし、表示器6cのメモリ13には既に複数の画像データが保存されているため、制御データ通信装置5cからのタイミング情報を得ることで、表示器6cの画面14cを切替えることが可能である。   If the image data communication device 3b breaks down, communication between the image data communication device 3a and the image data communication device 3c cannot be performed, so that new image data can be transmitted from the server 2 to the display 6c. Disappear. However, since a plurality of image data is already stored in the memory 13 of the display device 6c, the screen 14c of the display device 6c can be switched by obtaining timing information from the control data communication device 5c.

また、表示器6には、各車両の乗客や乗務員に音声による必要事項、例えば次の停車駅の告知,呼び出しなどの連絡がなされるが、音声信号の伝送以外に乗客への情報提供サービス、乗客状況の監視画像や保守データが表示される。   In addition, the display 6 informs passengers and crew members of each vehicle of necessary information by voice, for example, notification of the next stop station, calling, etc. A monitoring image of passenger status and maintenance data are displayed.

機器7a,7b,7cには、他に情報提供装置,監視装置があり、監視装置は、カメラで監視した画像情報や、モータ,インバータなどの機器の温度,振動,電圧,電流等の保守に必要な保守データを画像データ通信装置3a,3b,3cから取り込み、サーバ2に出力する。   The devices 7a, 7b, and 7c include other information providing devices and monitoring devices. The monitoring devices are used for maintenance of image information monitored by a camera, temperature, vibration, voltage, current, etc. of devices such as motors and inverters. Necessary maintenance data is fetched from the image data communication devices 3 a, 3 b, 3 c and output to the server 2.

情報提供装置は、各車両の乗客に各種情報を提供するためのものであり、例えば無線受信機により受信したニュース,野球等の実時間情報を無線受信機から取込み、これをサーバ2に保存して、定期的に画像データ通信装置3aに出力する。又、広告情報,イベント案内,映画,録画情報などの各種データが記録されているVTRやCDROM,ハードディスク,メモリなどの記録媒体からの情報を読み出して画像データ通信装置3aに出力したり、停車駅情報や到着時間情報などの列車運行情報、現在の列車の位置や始発駅からの走行距離を示す列車位置情報,停車駅でのドア開閉情報や空調運転状況などの列車情報等を画像データ通信装置3aに出力する。一方、監視装置は、各車両に取り付けたカメラからの画像情報を画像データ通信装置3a,3b,3cで受信し、この受信した画像情報を表示する一方、サーバ2に記録させる。サーバ2は画像情報を記録し、必要に応じて列車外に提供する。   The information providing apparatus is for providing various information to passengers of each vehicle. For example, real-time information such as news and baseball received by the wireless receiver is taken from the wireless receiver and stored in the server 2. Thus, the data is periodically output to the image data communication device 3a. In addition, information from a recording medium such as a VTR, CDROM, hard disk, or memory in which various data such as advertisement information, event information, movies, and recording information are recorded is read out and output to the image data communication device 3a. Image data communication device such as train operation information such as information and arrival time information, train position information indicating the current train position and distance from the first station, train information such as door opening / closing information and air conditioning operation status at the stop station Output to 3a. On the other hand, the monitoring device receives image information from the cameras attached to each vehicle by the image data communication devices 3a, 3b, 3c, displays the received image information, and records it in the server 2. The server 2 records image information and provides it outside the train as necessary.

画像データ通信装置3b,3cは画像データ通信装置3aから送信されてくる情報を受信し、ハブ部11を介して表示器6a,6b,6cに出力して、前述した各種情報を表示器6a,6b,6cに表示し、乗客に対して共通の情報を提供する。各車両ごとに画像データ通信装置3から分岐して複数の表示器に提供情報を表示させるようにしても良い。   The image data communication devices 3b and 3c receive the information transmitted from the image data communication device 3a, and output the information to the display devices 6a, 6b, and 6c via the hub unit 11, and display the above-described various types of information on the display devices 6a, 6c. 6b and 6c, and provide common information to passengers. You may make it branch from the image data communication apparatus 3 for every vehicle, and display provision information on a some indicator.

また、加速度振動計、温度センサ、電圧センサや電流センサなどの各種センサの出力である保守データは、ハブ部11を介して保守データとして画像データ通信装置3a,3b,3cに取込まれる。また、カメラで監視する監視画像情報もハブ部11を介して画像データ通信装置3a,3b,3cに取込まれる。これらの保守データ及び監視画像情報は伝送路5又は伝送路4を介してサーバ2に出力される。   Also, maintenance data, which is the output of various sensors such as an acceleration vibrometer, a temperature sensor, a voltage sensor, and a current sensor, is taken into the image data communication devices 3a, 3b, and 3c as maintenance data via the hub unit 11. Monitoring image information monitored by the camera is also taken into the image data communication devices 3a, 3b, 3c via the hub unit 11. The maintenance data and monitoring image information are output to the server 2 via the transmission path 5 or the transmission path 4.

カメラと画像データ通信装置3a,3b,3cは専用のケーブル、例えばイーサー(商標登録)(R)ケーブルや同軸ケーブルで接続される。監視画像は動画あるいはこま落し画像で画像データ通信装置3a,3b,3cから伝送される。カメラが例えばウエブカメラの場合には、カメラからこま落し画像が出力されるために、このこま落し画像が画像データ通信装置3a,3b,3cから伝送される。また、ウエブカメラの場合には、イーサー(R)ケーブルでカメラと画像データ通信装置3a,3b,3cを接続する。   The camera and the image data communication devices 3a, 3b, 3c are connected by a dedicated cable, for example, an Ethernet (registered trademark) (R) cable or a coaxial cable. The monitoring image is transmitted from the image data communication devices 3a, 3b, 3c as a moving image or a dropped image. When the camera is a web camera, for example, a drop image is output from the camera, and thus the drop image is transmitted from the image data communication devices 3a, 3b, and 3c. In the case of a web camera, the camera and the image data communication devices 3a, 3b, and 3c are connected by an Ethernet (R) cable.

画像データ通信装置3aと画像データ通信装置3b,3c間で通信する情報は、前述したように、映像情報を含む各種情報、監視画像や保守データであるため、通信速度は1
Mbps以上が要求される。このため、画像データ通信装置3aと画像データ通信装置
3b,3cは、MHz帯域を利用して大容量通信を行う。
As described above, the information communicated between the image data communication device 3a and the image data communication devices 3b and 3c is various information including video information, monitoring images, and maintenance data.
Mbps or higher is required. For this reason, the image data communication device 3a and the image data communication devices 3b and 3c perform high-capacity communication using the MHz band.

伝送路4,5は各車両の床下に敷設され、各車両間は車両連結部の各電気コネクタによる相互に接続されている。車両の床下には、走行性能向上や快適な走行のために、モータ駆動用、各種制御用の各種容量のインバータが取り付けてあり、インバータを構成するスイッチング素子(例えばIGBT,バイポーラトランジスタ,FET,サイリスタ等の半導体スイッチング素子)のオン,オフ動作によって電磁ノイズが発生する。この電磁ノイズは、スイッチング素子がオンあるいはオフした際に、回路内の配線によるインダクタンスや浮遊容量及びスイッチング素子のスイッチング速度によって決まる高周波ノイズである。   The transmission lines 4 and 5 are laid under the floor of each vehicle, and the respective vehicles are connected to each other by the respective electrical connectors of the vehicle connecting portion. Under the vehicle floor, inverters with various capacities for driving the motor and various controls are mounted for improving driving performance and comfortable driving, and switching elements (eg, IGBTs, bipolar transistors, FETs, thyristors) constituting the inverters are installed. Electromagnetic noise is generated by the on / off operation of the semiconductor switching element. This electromagnetic noise is high-frequency noise that is determined by the inductance or stray capacitance due to the wiring in the circuit and the switching speed of the switching element when the switching element is turned on or off.

この周波数を実験により評価した結果、数百kHzから数十MHz、場合によっては数百MHzまで及び、速度制御のためにモータ電圧の周波数が可変になっており、この周波数の基本波やその高調波が発生することにより数十kHz以下の電磁ノイズが発生する。ノイズは低周波成分ほどパワーが高く、列車走行時における電磁ノイズは数MHz以下が主体である。   As a result of evaluating this frequency by experiment, the frequency of the motor voltage is variable for speed control ranging from several hundred kHz to several tens of MHz, and in some cases, several hundred MHz. When the wave is generated, electromagnetic noise of several tens of kHz or less is generated. Noise has a higher power as a low frequency component, and electromagnetic noise during train traveling is mainly several MHz or less.

その一例を図2に示す。図2には伝送路4,5に重畳されるノイズと通信の送信信号及び受信信号も合わせて示している。ノイズは約1MHz以下のパワーが高く、約5MHz以上ではあまり高くないことが分かる。通信帯域としては1MHz以上、30MHz以下が望ましいが、5MHz以上、30MHz以下がさらに望ましい。しかし、両帯域でもノイズは重畳しており、この帯域を利用する通信にとって障害になってしまう。   An example is shown in FIG. FIG. 2 also shows the noise superimposed on the transmission lines 4 and 5, the transmission signal and the reception signal of communication. It can be seen that the noise has a high power of about 1 MHz or less and is not so high at about 5 MHz or more. The communication band is preferably 1 MHz or more and 30 MHz or less, but more preferably 5 MHz or more and 30 MHz or less. However, noise is superimposed in both bands, which becomes an obstacle to communication using this band.

画像データ通信装置3a,3b,3cは、同様な構成であり、上述したノイズの影響を非常に低減した通信を可能にするものであり、変調部9及び制御部10は、図3に示すように、バンドパスフィルタ(BPフィルタ)50,60,受信アンプ51,送信アンプ
59,アナログ/デジタル変換器(A/D)52,デジタル/アナログ変換器(D/A)58,等化器53,復調器54,変調器57,アクセスコントローラ55,プロトコール変換器56からなっている。なお、制御データ通信装置5a,5b,5cは、画像データ通信装置3a,3b,3cと同様に構成してもよく、より簡易的に構成することもできる。
The image data communication apparatuses 3a, 3b, and 3c have the same configuration and enable communication with the above-described noise greatly reduced. The modulation unit 9 and the control unit 10 are as shown in FIG. Band-pass filters (BP filters) 50 and 60, reception amplifier 51, transmission amplifier 59, analog / digital converter (A / D) 52, digital / analog converter (D / A) 58, equalizer 53, It comprises a demodulator 54, a modulator 57, an access controller 55, and a protocol converter 56. The control data communication devices 5a, 5b, and 5c may be configured in the same manner as the image data communication devices 3a, 3b, and 3c, or may be configured more simply.

画像データ通信装置5には、情報提供装置や監視装置とのインタフェースをとるために、プロトコール変換器56を設けている。情報提供装置や監視装置は、パソコンをベースとした装置で構成すると各種汎用ソフトウェアを利用でき、情報管理やデータ処理等が容易になるため、プロトコール変換器56は、例えばイーサーやUSB等のインタフェースとしている。プロトコール変換器56が、情報提供装置から車両の乗客に提供するためのデータを受け取ると、画像データ通信装置3で扱うフォーマットの通信パケットに変換する。   The image data communication device 5 is provided with a protocol converter 56 for interfacing with an information providing device and a monitoring device. When the information providing device and the monitoring device are constituted by a personal computer based device, various general-purpose software can be used, and information management, data processing, and the like are facilitated. For this reason, the protocol converter 56 is used as an interface such as Ethernet or USB. Yes. When the protocol converter 56 receives data to be provided to the passengers of the vehicle from the information providing device, the protocol converter 56 converts the data into a communication packet in a format handled by the image data communication device 3.

アクセスコントローラ55は、プロトコール変換器56からの通信パケットを受信すると、このデータを変調器57に出力する。変調器57は、入力されている搬送波ごとのデータ割付量情報55bに基づいて、各搬送波にデータを割り付け(ビット割付をともいう)を行う。搬送波にデータが割り付けられた信号は、D/A58によりアナログ信号に変換され、送信アンプ59によって増幅され、BPフィルタ60を介して伝送路5に出力され、通信される。   When receiving the communication packet from the protocol converter 56, the access controller 55 outputs this data to the modulator 57. The modulator 57 assigns data to each carrier (also referred to as bit assignment) based on the input data allocation amount information 55b for each carrier. The signal in which data is assigned to the carrier wave is converted into an analog signal by the D / A 58, amplified by the transmission amplifier 59, output to the transmission line 5 via the BP filter 60, and communicated.

一方、他の画像データ通信装置3から送信されてきた信号は、BPフィルタ50によって通信帯域以外の信号が抑制され、通信帯域の信号を受信アンプ51に出力する。受信アンプ51は受信信号を増幅してA/D52に出力し、A/D52によってデジタル信号に変換された信号が等化器53に出力される。等化器53は、伝送路5の通信路歪(伝送路歪ともいう)を補正するためのものであり、通信路歪の補正処理が行なわれた信号が復調器54に出力される。復調器54では、入力されている搬送波ごとのデータ割付量情報
55aに基づいて、各搬送波に割り付けられているデータを取り出し、アクセスコントローラ55に出力する。アクセスコントローラ55では、この取り出したデータを所定フォーマットの通信パケットに変換し、プロトコール変換器56に出力する。プロトコール変換器56は、この通信パケットを、情報提供装置や監視装置とのインタフェース(例えばイーサーやUSB等)が取れるようにプロトコールの変換をして情報提供装置や監視装置に情報を出力する。
On the other hand, the signal transmitted from the other image data communication device 3 is suppressed by the BP filter 50 except for the communication band, and the signal in the communication band is output to the reception amplifier 51. The reception amplifier 51 amplifies the reception signal and outputs the amplified signal to the A / D 52, and the signal converted into a digital signal by the A / D 52 is output to the equalizer 53. The equalizer 53 is for correcting channel distortion (also referred to as transmission channel distortion) of the transmission path 5, and a signal subjected to the processing for correcting the channel distortion is output to the demodulator 54. The demodulator 54 extracts the data allocated to each carrier based on the input data allocation amount information 55 a for each carrier and outputs the data to the access controller 55. The access controller 55 converts the extracted data into a communication packet of a predetermined format and outputs it to the protocol converter 56. The protocol converter 56 converts the protocol of the communication packet so that an interface (for example, Ethernet or USB) with the information providing device or the monitoring device can be obtained, and outputs the information to the information providing device or the monitoring device.

アクセスコントローラ55は、復調器54及び変調器57にデータ割付量情報55a,55bを出力するが、この情報で示されるデータ割付量は一定ではなく、設定された時間ごとに画像データ通信装置3間の通信特性に対するトレーニング(学習ともいう)を行って搬送波ごとにS/Nを推定(測定あるいは判定ともいう)するか、あるいは通信時の伝送誤り率を評価し、これらの結果に応じて、搬送波ごとあるいは全搬送波に対してデータ割付量を変更する。またS/Nの推定と伝送誤り率の評価を併用してデータ割付量を変更しても良い。   The access controller 55 outputs data allocation amount information 55a and 55b to the demodulator 54 and the modulator 57, but the data allocation amount indicated by this information is not constant, and the image data communication device 3 is set at every set time. The S / N is estimated (also referred to as measurement or determination) for each carrier by performing training (also referred to as learning) on the communication characteristics, or the transmission error rate at the time of communication is evaluated. The data allocation amount is changed for each or all carriers. In addition, the data allocation amount may be changed by using both S / N estimation and transmission error rate evaluation.

このように、画像データ通信装置3間で伝送路5の通信特性(伝送誤りやS/N)をダイナミックに評価し、この結果に基づいて変復調の処理(データ割付量の変更)を変更することで伝送エラーを発生させないように通信することが可能になる。   As described above, the communication characteristics (transmission error and S / N) of the transmission path 5 are dynamically evaluated between the image data communication apparatuses 3, and the modulation / demodulation processing (change of the data allocation amount) is changed based on the result. Thus, communication can be performed without causing a transmission error.

図2に示したように、伝送路5に重畳されるノイズは低周波ほど高く、特に1MHz以下が高く、5MHz以上ではあまり高くない。画像データ通信装置3間で送信した信号の強さが図2のように一定であっても、伝送路5の特性が周波数依存性を持っているため、受信側の画像データ通信装置3で受信した信号の強さは高周波ほど低下し、かつ変動している。これは通信線のインダクタンスや通信線の往路及び復路間の静電容量により、通信信号の減衰や、伝送路5の端点での反射などによるものである。   As shown in FIG. 2, the noise superimposed on the transmission line 5 is higher as the frequency is lower, particularly 1 MHz or less, and not so high at 5 MHz or more. Even if the intensity of the signal transmitted between the image data communication apparatuses 3 is constant as shown in FIG. 2, the characteristics of the transmission path 5 have frequency dependence, so that the image data communication apparatus 3 on the receiving side receives the signal. The strength of the received signal decreases and fluctuates as the frequency increases. This is due to attenuation of the communication signal, reflection at the end point of the transmission path 5, and the like due to the inductance of the communication line and the capacitance between the forward path and the return path of the communication line.

通信速度が1Mbps以上で安定した監視画像の通信を行うためには、受信信号とノイズの比(dB表現では差)であるS/Nを所定以上とする必要があり、受信信号の高周波帯域での減衰を評価すると、30MHz以下の周波数帯域を通信帯域として使用することが望ましい。帯域を狭くすると、通信速度が低くなるという問題があるため、通信帯域としては1MHz以上で30MHz以下が望ましい。通信帯域として5MHz以上で30
MHz以下の帯域を利用すると、ノイズの影響が低くなり、より安定した高速通信が可能である。
In order to perform stable monitoring image communication at a communication speed of 1 Mbps or higher, it is necessary to set the S / N, which is the ratio of the received signal and noise (difference in dB), to a predetermined value or higher in the high frequency band of the received signal Is evaluated, it is desirable to use a frequency band of 30 MHz or less as a communication band. When the band is narrowed, there is a problem that the communication speed is lowered. Therefore, the communication band is preferably 1 MHz or more and 30 MHz or less. 30 for communication bandwidth of 5MHz or more
When a band of MHz or lower is used, the influence of noise is reduced, and more stable high-speed communication is possible.

等化器53は、伝送路5の通信路歪を補正し、復調する際に正しくデータを復元するために必要である。これは通信におけるプリアンブル信号を用いて通信路歪を評価し、この評価結果を用いて補正される。一般に、減衰した受信信号を増幅すると、ノイズ成分も増幅されるためS/Nは改善されないため、等化器53がなければ、通信路歪の影響でデータが復元できなく、伝送エラーになってしまう。   The equalizer 53 is necessary for correcting the channel distortion of the transmission path 5 and correctly restoring the data when demodulating. This is corrected using a preamble signal in communication to evaluate channel distortion and using this evaluation result. In general, when the attenuated received signal is amplified, the noise component is also amplified and the S / N is not improved. Therefore, without the equalizer 53, data cannot be restored due to the influence of channel distortion, resulting in a transmission error. End up.

搬送波として使用帯域内で複数の搬送波(マルチキャリア)を用いる場合を例に、S/Nの評価してデータ割付量を変更する仕組みについて以下説明する。図4にマルチキャリアのスペクトルを示す。帯域Δfの搬送波は使用帯域に複数割り当てるが、搬送波と搬送波が重ならないようにするために、搬送波間で所定帯域だけスペースを取るのが一般的である。各搬送波には所定の送信データのビットが割り付けられる。   A mechanism for evaluating the S / N and changing the data allocation amount will be described below, taking as an example the case where a plurality of carriers (multicarrier) are used in the use band as the carrier. FIG. 4 shows a multicarrier spectrum. A plurality of carriers in the band Δf are allocated to the use band, but it is general to take a predetermined band between the carriers in order to prevent the carriers from overlapping with each other. Each carrier wave is assigned a bit of predetermined transmission data.

マルチキャリアの一種であるが、特殊なケースであるOFDM(直交周波数多重分割)は、図5に示すように、搬送波のピーク点では、他の搬送波のパワーがゼロとなるように各搬送波が配置され、各搬送波の帯域をΔfとすると、時間1/(Δf/2)での逆フーリエ変換による直交性の維持を図っている。このため、一般のマルチキャリアとは異なって、各搬送波が重なり合っても信号が復元可能であり、かつ使用帯域が一般のマルチキャリアより狭くて良く、周波数利用効率が一般のマルチキャリアより高いという特徴をもっている。   As shown in FIG. 5, OFDM (orthogonal frequency division division), which is a type of multicarrier, is arranged in such a way that the power of other carriers is zero at the peak point of the carrier as shown in FIG. If the band of each carrier is Δf, the orthogonality is maintained by inverse Fourier transform at time 1 / (Δf / 2). For this reason, unlike a general multicarrier, the signal can be restored even if each carrier overlaps, and the use band may be narrower than that of a general multicarrier, and the frequency utilization efficiency is higher than that of a general multicarrier. Have

搬送波を用いて通信する方式として、マルチキャリア通信方式と、単一の搬送波(単一キャリアともいう)を用いて通信する単一キャリア通信方式があり、いずれも搬送波(キャリア)にデータ(ビット)を割り付けて伝送する。   There are multi-carrier communication methods and single-carrier communication methods that use a single carrier (also referred to as a single carrier) as communication methods using carrier waves, both of which are data (bits) on the carrier wave. Is assigned and transmitted.

データを割り付けて伝送するキャリアごとのS/Nによりそのデータ割り付け量には制限があるが、伝送路5に重畳したノイズの内、ノイズのレベルが高くS/Nが低い特定の周波数に合致するキャリアのデータ割付け量を他のキャリアのデータ割付量より低くするだけで、全キャリアとしては高いデータ割付け量を維持できる。この結果、高い伝送速度を確保することが可能である。   Although the data allocation amount is limited by the S / N for each carrier to which data is allocated and transmitted, the noise superposed on the transmission line 5 matches a specific frequency with a high noise level and a low S / N. A high data allocation amount can be maintained for all carriers simply by making the data allocation amount of the carrier lower than the data allocation amount of other carriers. As a result, it is possible to ensure a high transmission rate.

このように、マルチキャリア通信方式は、複数のキャリアを用いて通信しているため、S/Nの低くなった特定の搬送波(キャリア)のデータ割り付け量が低くなるだけであるが、単一キャリア通信方式では、特定周波数のノイズレベルが高いだけであっても、キャリアが一つであるため、そのキャリアに割り付けるデータ量が低くなり、マルチキャリア通信方式と比べ、かなり伝送速度が低下する。特に車両における動きのある監視画像を伝送するためには1Mbps以上の伝送速度が要求されるために、単一キャリア通信方式より、マルチキャリア通信方式の方が良い。   As described above, in the multi-carrier communication system, communication is performed using a plurality of carriers, so only the data allocation amount of a specific carrier wave (carrier) having a low S / N is reduced. In the communication system, even if the noise level at a specific frequency is only high, there is only one carrier, so the amount of data allocated to that carrier is low, and the transmission speed is considerably reduced compared to the multicarrier communication system. In particular, since a transmission speed of 1 Mbps or more is required to transmit a monitoring image with movement in a vehicle, the multicarrier communication method is better than the single carrier communication method.

各搬送波(キャリア)ごとに振幅と位相が異なる複数の波形を使用し、この波形にデータ(ビット)を割り付けて伝送するが、多数の送信波形を用いて伝送する際の変調は多値変調と呼ばれる。各キャリアごとのS/Nによりそのデータ割り付け量(ビット割り付け量ともいう)には制限があり、図6のような関係になっている。例えば、伝送誤り率を
1E−5に設定すれば、256QAM,64QAM,16QAM,QPSK,BPSKでは、それぞれS/Nは約22.5dB,約17.7dB,約13.5dB,約9.5dB,約6.3dB 以上必要である。この場合、256QAMでは8ビットの割付が可能であり、64QAMは6ビット、16QAMは4ビット、QPSKは2ビット、BPSKは1ビットの割付が可能であり、S/Nが約6.3dB未満であれば、ビットの割付をしない。
A plurality of waveforms with different amplitudes and phases are used for each carrier wave, and data (bits) are allocated to this waveform for transmission. Multi-level modulation is used for modulation using a large number of transmission waveforms. be called. The data allocation amount (also referred to as bit allocation amount) is limited by the S / N for each carrier, and the relationship is as shown in FIG. For example, if the transmission error rate is set to 1E-5, in 256 QAM, 64 QAM, 16 QAM, QPSK, and BPSK, the S / N is about 22.5 dB, about 17.7 dB, about 13.5 dB, about 9.5 dB, respectively. About 6.3 dB or more is required. In this case, 8 bits can be allocated in 256QAM, 6 bits in 64QAM, 4 bits in 16QAM, 2 bits in QPSK, 1 bit in BPSK, and S / N is less than about 6.3 dB. If there is, do not assign bits.

なお、QAMはQuadrature Amplitude Modulation、QPSkはQuadrature Phase
Shift Keying 、BPSKはBinary Phase Shift Keyingと呼ばれ、QAMは振幅変調、
QPSk及びBPSKは位相変調である。ここでは128QAM,32QAM等を示していないが、その他のQAMもある。
QAM is Quadrature Amplitude Modulation, QPSK is Quadrature Phase
Shift Keying, BPSK is called Binary Phase Shift Keying, QAM is amplitude modulation,
QPSK and BPSK are phase modulations. Here, 128 QAM, 32 QAM, etc. are not shown, but there are other QAMs.

なお、誤り訂正機能を付加することにより、伝送誤り率を1E−5から1E−7程度にすることが可能である。従って、例えば、伝送速度が1Mbpsであれば、確率的に10秒に1回誤りが発生することになり、誤りが発生した伝送フレームを再送することにより、何ら問題なく安定した通信が可能になる。   By adding an error correction function, it is possible to reduce the transmission error rate from 1E-5 to 1E-7. Therefore, for example, if the transmission rate is 1 Mbps, an error occurs probabilistically once every 10 seconds, and stable transmission can be performed without any problem by retransmitting the transmission frame in which the error has occurred. .

図7を用いて、S/Nの評価について説明する。このS/Nの評価、すなわち通信路特性の推定は、列車編成の分割,併合を行う時に行うのが効果的である。図7では、画像データ通信装置3aから画像データ通信装置3b,3cにS/Nを評価するためのトレーニングデータを送信してS/Nを算出する例を示している。S/Nを評価は、画像データ通信装置3aから画像データ通信装置3b,3cにトレーニングデータを送信する場合と、逆に画像データ通信装置3b,3cから画像データ通信装置3aにトレーニングデータを送信する場合とは同じようにして行われる。   The S / N evaluation will be described with reference to FIG. This S / N evaluation, that is, the estimation of the channel characteristics, is effective when the train formation is divided and merged. FIG. 7 shows an example in which S / N is calculated by transmitting training data for evaluating S / N from the image data communication device 3a to the image data communication devices 3b and 3c. In the evaluation of S / N, when the training data is transmitted from the image data communication device 3a to the image data communication devices 3b and 3c, the training data is transmitted from the image data communication devices 3b and 3c to the image data communication device 3a. It is done in the same way.

画像データ通信装置3aから通常のデータを送信する場合は、ステップ1からステップ5の手順により行なわれ、S/N評価のための処理は割込み処理によって実施される。ここでは、一定時間ごとに起動する割込み処理を例としている。   When normal data is transmitted from the image data communication device 3a, the procedure from step 1 to step 5 is performed, and the processing for S / N evaluation is performed by interrupt processing. Here, an example of interrupt processing that is activated at regular intervals is shown.

図7に示す処理はアクセスコントローラ55によってなされる。通常のデータ送信においては、ステップ1で、プロトコール変換器56から取込んだデータを基に通信装置内のパケットデータを作成する。ステップ2で、作成したパケットデータを変調器57に出力する。これによって、データが変調され画像データ通信装置3bに出力される。画像データ通信装置3bから送信されてくるデータについては、ステップ3に示すように復調器
54からのパケットデータを取込む。ステップ4で、CRC(Cycle Redundancy Check:巡回冗長検査)の評価を実施して、伝送誤り検出を行う。伝送誤りがあれば、ステップ5で、画像データ通信装置3bに再送要求をし、伝送誤りがなければ取り込んだデータをプロトコール変換器56に出力する。
The processing shown in FIG. 7 is performed by the access controller 55. In normal data transmission, in step 1, packet data in the communication apparatus is created based on the data fetched from the protocol converter 56. In step 2, the created packet data is output to the modulator 57. As a result, the data is modulated and output to the image data communication device 3b. For the data transmitted from the image data communication device 3b, the packet data from the demodulator 54 is taken in as shown in step 3. In step 4, CRC (Cycle Redundancy Check) is evaluated to detect transmission errors. If there is a transmission error, a retransmission request is sent to the image data communication device 3b in step 5, and if there is no transmission error, the captured data is output to the protocol converter 56.

このような通常のデータ通信処理を実施している状態で、S/N評価のための割込み処理を実施する。ステップ6に示すように、あらかじめ用意しているトレーニングデータを変調器57に出力すると、トレーニングデータが変調されて、画像データ通信装置3bに送信される。   Interrupt processing for S / N evaluation is performed in a state where such normal data communication processing is performed. As shown in step 6, when training data prepared in advance is output to the modulator 57, the training data is modulated and transmitted to the image data communication device 3b.

画像データ通信装置3bは、ステップ10で、トレーニングデータを受信し、ステップ11で後述するように搬送波ごとのS/Nを計算する。ステップ12で、搬送波番号とビット割付量をペアとしてパケットデータに変換し、変調器に出力する。この結果、画像データ通信装置3aから画像データ通信装置3bにビット割付情報が送信されてくる。ここで、搬送波番号とビット割付量のペアをビット割付情報とよぶ。   The image data communication device 3b receives the training data in step 10, and calculates the S / N for each carrier wave in step 11 as described later. In step 12, the carrier number and the bit allocation amount are converted into packet data as a pair and output to the modulator. As a result, the bit allocation information is transmitted from the image data communication device 3a to the image data communication device 3b. Here, a carrier number and bit allocation amount pair is referred to as bit allocation information.

自局である画像データ通信装置3bのビット割付情報を更新するためにビット割付情報テーブルの書き換えを実施する。このビット割付情報は、画像データ通信装置3aから伝送されてきたデータを画像データ通信装置3bの復調器で復調する際に使用する。   The bit allocation information table is rewritten in order to update the bit allocation information of the image data communication device 3b which is the local station. This bit allocation information is used when the data transmitted from the image data communication device 3a is demodulated by the demodulator of the image data communication device 3b.

ステップ7で、画像データ通信装置3aは、画像データ通信装置3bから送信されてくるビット割付情報を受信し、ステップ8でビット割付情報テーブルの書き換えを実施する。この処理が終了すると、ステップ9で、ビット割付情報テーブルの書き換え完了を示すACKを送信する。   In step 7, the image data communication device 3a receives the bit allocation information transmitted from the image data communication device 3b, and in step 8, rewrites the bit allocation information table. When this process ends, in step 9, an ACK indicating completion of rewriting of the bit allocation information table is transmitted.

画像データ通信装置3bでは、ステップ13でACKを受信し、処理を終了する。この処理が終了すると、画像データ通信装置3bから画像データ通信装置3aにトレーニング情報を送信し、画像データ通信装置3bから画像データ通信装置3aへの伝送に対するS/Nを評価する。これらのステップは、通信線のS/Nが対称になっていれば必要はないが、S/Nに対称性がないが場合には有効である。   In the image data communication device 3b, ACK is received in step 13, and the process is terminated. When this processing ends, the training information is transmitted from the image data communication device 3b to the image data communication device 3a, and the S / N for the transmission from the image data communication device 3b to the image data communication device 3a is evaluated. These steps are not necessary if the S / N of the communication line is symmetric, but are effective when the S / N is not symmetric.

列車の場合、ノイズ源であるインバータが画像データ通信装置3b側にあることが多く、インバータは画像データ通信装置3b側のノイズが画像データ通信装置3aのノイズより強いことが考えられる。この結果、画像データ通信装置3bにおけるS/Nが低くなるため、画像データ通信装置3aから画像データ通信装置3bにデータを送信する場合には、各搬送波に割り付けるビットをS/Nに応じて低くする必要が生じる。このように各通信装置でのS/Nに差がある場合には、双方向でのS/N評価を実施し、この結果得られるビット割付情報を各アクセスコントローラに記憶しておき、変調及び復調に対応して利用する。   In the case of a train, an inverter that is a noise source is often on the image data communication device 3b side, and it is conceivable that the noise on the image data communication device 3b side is stronger than the noise of the image data communication device 3a. As a result, since the S / N in the image data communication device 3b is lowered, when data is transmitted from the image data communication device 3a to the image data communication device 3b, the bit assigned to each carrier wave is lowered according to the S / N. Need to do. Thus, when there is a difference in S / N in each communication device, bidirectional S / N evaluation is performed, and bit allocation information obtained as a result is stored in each access controller, and modulation and Used in response to demodulation.

トレーニングデータを送信するか通常のデータを送信するかを区別する必要があるが、図8に示すように伝送フォーマットを構成することにより実現できる。この伝送フォーマットは、プリアンブル信号20,ヘッダー21,データ22,CRC23からなっており、ヘッダー21の中の情報でトレーニング情報か通常のデータ情報かを示すようになっている。ヘッダー21がトレーニング情報であれば、データの中にはトレーニング用データが入っており、ヘッダーがデータ情報であれば、データの中には通常の通信のデータが入っている。なお、プリアンブル信号はシンボル同期のために用いる。   Although it is necessary to distinguish between transmitting training data and normal data, this can be realized by configuring a transmission format as shown in FIG. This transmission format includes a preamble signal 20, a header 21, data 22, and a CRC 23, and information in the header 21 indicates training information or normal data information. If the header 21 is training information, training data is included in the data, and if the header is data information, normal communication data is included in the data. The preamble signal is used for symbol synchronization.

このトレーニングは、S/Nが悪化したときに行うすなわちイベント駆動のトレーニング)、つまり、を行ってもよく、一定時間毎にトレーニングを実施してもよいが、イベント駆動のトレーニングの方が伝送効率が高い。   This training may be performed when S / N deteriorates, that is, event-driven training), that is, training may be performed at regular intervals, but event-driven training is more efficient in transmission efficiency. Is expensive.

このように、OFDMを含むマルチキャリア通信方式を利用して通信することにより、十分なS/Nが確保できない周波数が存在し、この結果データの割付のできないキャリアが存在しても、その他の周波数のS/Nが高ければ、これらの周波数の搬送波に多くのデータ割付が可能になり、全体として1Mbps以上の十分な通信速度を確保できる効果がある。また、OFDMは周波数利用効率が高いため、一般のマルチキャリア通信方式より狭い帯域で同等の通信速度を確保することが可能になる。このため、インバータノイズによりS/Nが周波数によって変化するが、そのS/Nの変化がある程度の周波数範囲にわたっているために、OFDMでは比較的S/Nの高い周波数帯域を使用周波数帯域として設定しやすい。   As described above, there is a frequency at which sufficient S / N cannot be secured by performing communication using a multi-carrier communication system including OFDM, and as a result, there are other frequencies to which data cannot be allocated. If the S / N ratio is high, a large amount of data can be allocated to the carrier waves of these frequencies, and there is an effect that a sufficient communication speed of 1 Mbps or more can be secured as a whole. Also, since OFDM has high frequency utilization efficiency, it is possible to ensure the same communication speed in a narrower band than a general multicarrier communication system. For this reason, the S / N varies depending on the frequency due to the inverter noise. However, since the S / N variation extends over a certain frequency range, a frequency band having a relatively high S / N is set as a use frequency band in OFDM. Cheap.

単一キャリアを使用してもよく、単一キャリアを使用して、マルチキャリアと同一の伝送速度を実現するには単一キャリアの帯域を広くすることにより、伝送速度を速くすることが可能になる。変調方式としては、マルチキャリアと変わらないため、図7および図
11に示したトレーニングがそのまま適用できる。
A single carrier may be used, and to achieve the same transmission rate as a multicarrier using a single carrier, it is possible to increase the transmission rate by widening the band of the single carrier Become. Since the modulation method is the same as that of multi-carrier, the training shown in FIGS. 7 and 11 can be applied as it is.

また、スペクトル拡散通信方式を適用してもよく、OFDMを含めたマルチキャリア方式は各搬送波ごとにビット割付変更を行ったが、スペクトル拡散通信方式はこのような処理はなく、その代わりにベースバンドの帯域をより広い帯域に拡散して通信し、復調時に帯域をベースバンドの帯域に圧縮して、データを復元する方式である。このスペクトル拡散通信方式は、通信路上にランダムのノイズが重畳される状況下での通信に対してS/Nを高くでき、安定した通信が可能であり、インバータ機器から特定周波数帯域でのノイズ(周波数選択性ノイズという)のレベルが高くなるような場合の通信に好適である。   In addition, spread spectrum communication schemes may be applied. In multicarrier schemes including OFDM, bit allocation is changed for each carrier, but spread spectrum communication schemes do not have such processing, and instead baseband In this method, data is restored by spreading the communication bandwidth to a wider bandwidth and compressing the bandwidth to the baseband bandwidth during demodulation. This spread spectrum communication method can increase the S / N with respect to communication under the situation where random noise is superimposed on the communication path, enables stable communication, and allows noise (in a specific frequency band from an inverter device ( This is suitable for communication when the level of frequency selective noise is high.

スペクトル拡散通信方式を用いて通信することにより、マルチキャリア通信方式の時に必要であったビット割付量を決定するためのがトレーニングを実施する必要もないため、情報通信においてトレーニングのために一時的に伝送中断が発生することがない。   By communicating using the spread spectrum communication method, it is not necessary to carry out training to determine the bit allocation amount that was necessary in the multicarrier communication method. Transmission interruption does not occur.

本発明の一実施例である列車内通信システムの構成図である。It is a block diagram of the in-train communication system which is one Example of this invention. 通信特性を説明する図である。It is a figure explaining a communication characteristic. 通信装置の構成図である。It is a block diagram of a communication apparatus. 一般のマルチキャリアのスペクトルを説明する図である。It is a figure explaining the spectrum of a general multicarrier. OFDMのスペクトルを説明する図である。It is a figure explaining the spectrum of OFDM. ガウス雑音下での通信誤り特性を説明する図である。It is a figure explaining the communication error characteristic under Gaussian noise. 一定時間毎のS/N評価のための処理フロー図である。It is a processing flow figure for S / N evaluation for every fixed time. 伝送フォーマットを説明する図である。It is a figure explaining a transmission format.

符号の説明Explanation of symbols

1 1号車
2 サーバ
3a,3b,3c 画像データ通信装置
4,8,15 伝送路
5a,5b,5c 制御データ通信装置
6 表示器
7 機器
9 変調部
10 制御部
11 ハブ部
1 Car 1 Server 3a, 3b, 3c Image data communication device 4, 8, 15 Transmission path 5a, 5b, 5c Control data communication device 6 Display device 7 Device 9 Modulation unit 10 Control unit 11 Hub unit

Claims (6)

複数の車両で編成され、各車両に設置される制御情報を通信する制御データ通信装置と画像情報を含むデータを通信する画像データ通信装置と、該制御データ通信装置,画像データ通信装置を相互に接続する伝送路と、前記御データ通信装置と画像データ通信装置を相互に接続する伝送路とを備え、前記制御データ通信装置間,画像データ通信装置間でトレーニングデータを送受信することにより車両の分割時,併合時に通信路特性を推定する列車内通信装置。   A control data communication device that is composed of a plurality of vehicles and communicates control information installed in each vehicle, an image data communication device that communicates data including image information, and the control data communication device and image data communication device are mutually connected. A transmission path for connecting the data communication apparatus and the image data communication apparatus to each other, and dividing the vehicle by transmitting / receiving training data between the control data communication apparatuses and between the image data communication apparatuses An in-train communication device that estimates the channel characteristics when merging and merging. 前記制御データ通信装置間,画像データ通信装置間は、複数の搬送波信号を用いて各搬送波信号に送信データを割り付けて通信するものであって、各搬送波信号に対して信号とノイズの比であるS/Nを推定あるいは測定し、推定あるいは測定したS/Nの値に応じて、各搬送波信号への送信データ割り付け量を変更して通信を行う請求項1に記載の列車内通信装置。   The control data communication device and the image data communication device communicate with each other by allocating transmission data to each carrier signal using a plurality of carrier signals, and the ratio of signal to noise with respect to each carrier signal. The in-train communication device according to claim 1, wherein communication is performed by estimating or measuring S / N, and changing a transmission data allocation amount to each carrier signal according to the estimated or measured S / N value. 前記制御データ通信装置間,画像データ通信装置間は、複数の搬送波信号を用いて各搬送波信号に送信データを割り付けて通信するものであって、各搬送波信号に対して伝送誤り率を評価し、評価した伝送誤り率に応じて、各搬送波信号への送信データ割り付け量を変更して通信を行う請求項1に記載の列車内通信装置。   Between the control data communication devices, between the image data communication devices, the transmission data is assigned to each carrier signal using a plurality of carrier signals and communicated, and the transmission error rate is evaluated for each carrier signal, The in-train communication device according to claim 1, wherein communication is performed by changing a transmission data allocation amount to each carrier signal according to the evaluated transmission error rate. 前記複数の搬送波信号は、直交周波数多重分割通信方式によって通信を行う請求項2又は3に記載の列車内通信装置。   The in-train communication device according to claim 2 or 3, wherein the plurality of carrier signals are communicated by an orthogonal frequency division division communication system. 前記制御データ通信装置間,画像データ通信装置間は、少なくとも1本の搬送波信号を用い、搬送波信号に送信データを割り付けて通信するものであって、搬送波信号に対してあらかじめ定められている信号とノイズの比であるS/Nが得られるか否かを判定し、判定結果があらかじめ定めているS/N以下の場合に、あらかじめ定められている異なった周波数に搬送波信号の周波数を変更して通信を行う請求項1に記載の列車内通信装置。   The control data communication device and the image data communication device use at least one carrier wave signal and allocate transmission data to the carrier wave signal for communication. It is determined whether or not the S / N that is the noise ratio is obtained, and when the determination result is equal to or lower than the predetermined S / N, the frequency of the carrier signal is changed to a predetermined different frequency. The in-train communication device according to claim 1 which performs communication. 前記制御データ通信装置間,画像データ通信装置間は、通信信号をより広い帯域に拡散して通信するスペクトル拡散通信方式によって通信を行う請求項1に記載の列車内通信装置。   The in-train communication device according to claim 1, wherein communication between the control data communication devices and between the image data communication devices is performed by a spread spectrum communication method in which communication signals are spread and communicated in a wider band.
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