JP2014123798A

JP2014123798A - 受信装置

Info

Publication number: JP2014123798A
Application number: JP2012277660A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Akutsu; 浩行圷
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-07-03

Abstract

【課題】本発明は、ＬＣＸ境界においても通信品質を良好に保つことが可能な受信装置の提供を目的とする。
【解決手段】本発明に係る受信装置２００は、ＬＣＸを介して基地局と通信を行う移動局に搭載される受信装置であって、複数のアンテナ２１，２２，２３，２４と、信号判別部４と、信号合成部５とを備え、信号判別部４は、Ｄ／Ｕ比を判別する所定の基準に基づいて、アンテナ２１，２２，２３，２４の各々で受信した信号が電波干渉の少ない信号であるか否か判別し、信号合成部５は、信号判別部４の判別結果に基づいて、アンテナ２１，２２，２３，２４の各々で受信した信号についてダイバーシチ方式で合成を行うことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は受信装置に関し、特に、ＬＣＸを介して基地局と通信を行う移動局に搭載される受信装置に関する。

従来の列車無線システムは、線路沿いに漏洩同軸ケーブル（ＬＣＸ：ＬｅａｋｙＣｏａＸｉａｌＣａｂｌｅ）を敷設し、安定したレベルの電波を受信できるようにしている。

固定基地局の送信信号はある一定の区間、ＬＣＸにて伝送される。線路沿いの全てのＬＣＸに送信信号を伝送するために、複数の固定基地局を設置する。

しかし、異なる基地局に接続されたＬＣＸの切れ目（以下では、ＬＣＸ境界と呼ぶ）付近では、同一周波数にて電波干渉が発生し、無線通信品質（ビット誤り率等）の劣化を招いていた。

複数のアンテナを用いて、その受信レベル情報により重み付けを行い合成する最大比合成ダイバーシチ受信の場合、ＬＣＸ境界のような無線干渉がある区間では、あるアンテナにおける希望波対妨害波電力比（以下、Ｄ/Ｕ比と記述）が小さくなる場合があり、そのアンテナにおける受信レベルが高いと、重み付けも高くなり、最大比合成後の通信品質の劣化を招く問題があった。

上述したＬＣＸ境界における電波干渉の影響を、ダイバーシチ技術の工夫などにより低減する技術が知られている。例えば、特許文献１では、異なる基地局識別信号を送信する複数の基地局と、上記基地局と無線回線で接続される移動局にて構成され、移動局において受信した信号から基地局識別信号の検出を行い、基地局の識別結果に応じて、受信信号を選択する制御を行うことで、基地局ハンドオーバー時間を短縮する効果がある。

特開２００７−４３５８９号公報

特許文献１の方式では、同一の基地局からの信号についてのみダイバーシチ方式で合成を行うため、ＬＣＸ境界において、複数のアンテナがそれぞれ異なる基地局からの信号を受信している場合は、複数のアンテナから受信する信号を利用することができず、通信品質が劣化する問題があった。

本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、ＬＣＸ境界においても通信品質を良好に保つことが可能な受信装置の提供を目的とする。

本発明は、ＬＣＸを介して基地局と通信を行う移動局に搭載される受信装置であって、複数のアンテナと、信号判別部と、信号合成部とを備え、信号判別部は、Ｄ／Ｕ比を判別する所定の基準に基づいて、アンテナの各々で受信した信号が電波干渉の少ない信号であるか否か判別し、信号合成部は、信号判別部の判別結果に基づいて、アンテナの各々で受信した信号についてダイバーシチ方式で合成を行うことを特徴とする。

本発明によれば、ダイバーシチ方式で合成を行うときに、アンテナの各々で受信した信号が電波干渉の少ない信号であるか否かに基づいて合成を行うことにより、電波干渉の多寡に関係なく合成を行う場合に比べて、通信品質を向上させることが可能である。

実施の形態１に係るＬＣＸ通信システムの概要を説明する図である。実施の形態１に係る受信装置のブロック図である。実施の形態１に係る受信装置のＬＣＸ境界周辺における信号受信を説明する図である。実施の形態１に係る受信装置の信号判別部における判別結果を示す図である。実施の形態２に係る受信装置の信号判別部における判別結果を示す図である。

＜実施の形態１＞
＜構成＞
図１を用いて、本実施の形態におけるＬＣＸ通信システムの概要を説明する。移動局１００は軌道２上を移動する。軌道２の両側には、軌道２に沿って第１〜４のＬＣＸ１１，１２，１３，１４が延設されている。第１のＬＣＸ１１と第２のＬＣＸ１２は第１の無線セルに属する基地局１に繋がっており、第３のＬＣＸ１３と第４のＬＣＸ１４は第２の無線セルに属する基地局１に繋がっている。第１のＬＣＸ１１と第２のＬＣＸ１２、または第３のＬＣＸ１３と第４のＬＣＸ１４の境界領域３をＬＣＸ境界と呼び、この領域周辺において、後述する電波干渉が生じる。

図２に、本実施の形態における受信装置２００のブロック図を示す。受信装置２００は移動局１００に搭載されている。受信装置２００は、移動局１００の片側に２本ずつ、合計４本の第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４を備える。第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４は、第１〜４のＬＣＸ１１，１２，１３，１４からの電波を受信し易いように、移動局１００の車体側面の近傍に配置される。

受信装置２００は、さらに、第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４と接続された信号判別部４および信号判別部４と接続された信号合成部５を備える。信号判別部４は、第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４で受信した信号が、電波干渉の少ない信号であるか否かを、後述する基準によって判別する。信号合成部５は、信号判別部４の判別結果に基づいて、第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４で受信した信号をダイバーシチ方式で合成する。

このように、軌道２上を移動する移動局１００と、地上の基地局１は、軌道２の両側に沿って延設された第１〜４のＬＣＸ１１，１２，１３，１４を介して無線通信を行う。

＜動作＞
図３を用いて、境界領域３周辺において発生する電波干渉について説明する。なお、図３において、図の見易さのために、受信装置２００は一部のみを描いてある。

図３に示す信号強度は、軌道２に沿った位置ｘに位置する第１のアンテナ２１もしくは第２のアンテナ２２が第１のＬＣＸ１１および第２のＬＣＸ１２から受信する信号の強度を意味する。境界領域３の前後において、アンテナが、第１のＬＣＸ１１から受信する信号と第２のＬＣＸ１２から受信する信号の両方を受信する、電波干渉区間が存在する。

図３に示す様に、移動局１００が、第１のＬＣＸ１１の信号領域から第２のＬＣＸ１２の信号領域に向けて進行する場合について考える。このとき、移動局１００の後部側に設けられた第１のアンテナ２１において、第１のＬＣＸ１１から受信する信号（希望波）の強度に対して、第２のＬＣＸ１２から受信する信号（妨害波）の強度が非常に小さい。つまり、第１のアンテナ２１が受信する信号は、Ｄ／Ｕ比が大きいため、この信号を復号した場合、良好な通信品質が保たれている可能性が高い。

一方、移動局１００の前部側に設けられた第２のアンテナ２２において、第１のＬＣＸ１１から受信する信号（希望波）の強度と、ＬＣＸ１２からの受信する信号（妨害波）の強度は同程度である。つまり、第２のアンテナ２２が受信する信号は、Ｄ／Ｕ比が小さいため、この信号を復号したとしても、通信品質が劣化している可能性が高い。

なお、以上の説明では、移動局１００の片側に延設された第１および第２のＬＣＸ１１，１２と、第１および第２のＬＣＸ１１，１２側に設けられた第１および第２のアンテナ２１，２２の関係について述べたが、第３および第４のＬＣＸ１３，１４と、第３および第４のアンテナ２３，２４の関係についても同様に説明することができる。

次に、本実施の形態における受信装置２００に備わる信号判別部４の動作について説明する。信号判別部４は、後述する基準に基づいて、第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４で受信した信号が電波干渉の少ない信号であるか否かの判断を行う。

基地局１と移動局１００の間で送受信される信号は、一般に制御チャネルとデータチャネルから構成される。制御チャネルには、例えば、無線セルを識別するための識別信号などが含まれている。また、データチャネルには、通信情報本体が格納されている。

信号判別部４は、第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４で受信した信号の制御チャネルに含まれている、無線セルを判別するための識別信号を復調および復号する。そして、復号した信号から無線セルを識別可能であれば、そのアンテナにおいて受信した信号はＤ／Ｕ比が大きい、つまり電波干渉が少ないと判別する。一方、復号した信号から無線セルが識別不可能な場合、そのアンテナから受信した信号はＤ／Ｕ比が小さい、つまり電波干渉が多いと判断する。信号判別部４の判別結果の例を図４に示す。図４では、第１のアンテナ２１において受信した信号は電波干渉が多いと判別され、一方、第２〜４のアンテナ２２，２３，２４において受信した信号は電波干渉が少ないと判別されている。

次に、信号合成部５の動作について説明する。信号合成部５は、信号判別部４において電波干渉が少ないと判別された信号を受信するアンテナから受信する信号のみを選んでダイバーシチ方式で合成し、復号を行う。例えば、図４に示した判別結果に基づいて合成を行う場合は、アンテナ２２，２３，２４において受信した信号のみを選んで合成し、アンテナ２１で受信した信号は合成に使用しない。信号合成部５において、合成および復号された信号は、例えば、出力端子（図示せず）に出力される。

このように、電波干渉の少ない信号のみを選んで合成することで、境界領域３（即ちＬＣＸ境界）周辺の電波干渉領域において、良好な通信品質を維持することが可能である。

なお、本実施の形態において、受信装置２００が備えるアンテナ（即ち第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４）の本数を４本としたが、アンテナは複数本であれば、これに限らない。

なお、本実施の形態において、ＬＣＸ境界周辺における受信を問題としたが、ＬＣＸ境界周辺以外の領域においても、本実施の形態において述べた方法で受信を行うことにより、通信品質を良好に保つことが可能である。

また、一般に、ダイバーシチ方式で受信を行う場合、アンテナの設置間隔（例えば第１のアンテナ２１と第２のアンテナ２２の設置間隔）分だけ電波干渉区間が実質的に広くなる。本実施の形態の受信装置２００によれば、電波干渉の少ない信号を受信するアンテナを選択して信号の合成を行うため、上述のようにアンテナの設置間隔によって電波干渉区間が拡大する場合であっても、通信品質を良好に保つことが可能である。

＜効果＞
本実施の形態における受信装置２００は、ＬＣＸ（即ち第１〜４のＬＣＸ１１，１２，１３，１４）を介して基地局１と通信を行う移動局１００に搭載される受信装置２００であって、複数のアンテナ（即ち第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４）と、信号判別部４と、信号合成部５とを備え、信号判別部４は、Ｄ／Ｕ比を判別する所定の基準に基づいて、アンテナの各々（即ち第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４）で受信した信号が電波干渉の少ない信号であるか否か判別し、信号合成部５は、信号判別部４の判別結果に基づいて、アンテナの各々（即ち第１〜第４のアンテナ２１，２２，２３，２４）で受信した信号についてダイバーシチ方式で合成を行うことを特徴とする。

従って、ダイバーシチ方式で合成を行うときに、第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４で受信する信号が電波干渉の少ない信号であるか否かに基づいて合成を行うことにより、電波干渉の多寡に関係なく合成を行う場合に比べて、特に電波干渉区間において通信品質を向上させることが可能である。また、従来は例えば、移動局１００が複数の連結した車両から構成される場合、先頭車両と最後尾車両のそれぞれに受信装置を搭載して、電波干渉の少ない受信装置の信号を選択することにより通信品質を保っていたが、本実施の形態における受信装置２００は、移動局に搭載する個数が１つであっても、電波干渉区間において通信品質を向上させることが可能なため、従来と比較して受信装置の搭載個数を減らすことが可能であり、全体としての電力消費量を削減することが可能である。

また、本実施の形態における受信装置２００において、信号判別部４は、アンテナの各々（即ち第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４）で受信した信号が、どの無線セルから送信された信号であるか識別可能な場合に、この信号が電波干渉の少ない信号であると判別し、信号判別部４は、アンテナの各々（即ち第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４）で受信した信号が、どの無線セルから送信された信号であるか識別不可能な場合に、この信号が電波干渉の多い信号であると判別することを特徴とする。

従って、制御チャネルに含まれている無線セル識別データを利用して、Ｄ／Ｕ比を判別することが可能である。

また、本実施の形態における受信装置２００において、信号合成部５は、信号判別部４において電波干渉の少ない信号であると判別された信号のみについてダイバーシチ方式で合成を行うことを特徴とする。

従って、電波干渉の少ない信号であると判別された信号だけを用いて、ダイバーシチ方式で合成を行うことにより、電波干渉の多い信号であると判別された信号も用いて合成を行う場合と比較して、通信品質を向上させることが可能である。

＜実施の形態２＞
本実施の形態における受信装置２００は、実施の形態１における受信装置２００に対して、信号判別部４の動作が異なる。それ以外の構成、動作は実施の形態１と同じであるため、説明を省略する。

本実施の形態における信号判別部４は、以下で述べる基準に基づいて、第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４の各々で受信した信号が電波干渉の少ない信号であるか否か判別を行う。

本実施の形態において、基地局１から送信される信号の制御チャネルには、既知のデータパターンが含まれているとする。これは例えば、擬似ランダムデータ等である。

信号判別部４は、第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４で受信した信号の制御チャネルに含まれている、データパターンをＣＲＣ（ＣｙｃｌｉｃＲｅｄｕｎｄａｎｃｙＣｈｅｃｋ）復号する。そして、復号したデータパターンが、既知のデータパターンと完全一致するか、もしくは所定の条件以上に一致すれば、既知のデータパターンを復号可能であると判断して、その信号を電波干渉が少ないと判別する。

一方、復号したデータパターンと既知のデータパターンとの一致の程度が所定の条件を満たさない場合は、既知のデータパターンを復号不可能であると判断して、その信号を電波干渉が多いと判別する。信号判別部４の判別結果の例を図５に示す。図５では、第１のアンテナ２１において受信した信号は電波干渉が多いと判別され、一方、第２〜４のアンテナ２２，２３，２４において受信した信号は電波干渉が少ないと判別されている。

信号合成部５は、実施の形態１と同様に、信号判別部４の判別結果に基づいて、第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４で受信した信号の合成を行う。

＜効果＞
本実施の形態における受信装置２００において、信号には、既知のデータパターンが含まれており、信号判別部４は、アンテナの各々（即ち第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４）で受信した信号からデータパターンを復号可能な場合に、当該信号が電波干渉の少ない信号であると判別し、信号判別部４は、アンテナの各々（即ち第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４）で受信した信号からデータパターンを復号不可能な場合に、当該信号が電波干渉の多い信号であると判別することを特徴とする。

従って、制御チャネルに含まれている既知のデータパターンを利用して、受信信号のＤ／Ｕ比を判別することが可能である。

＜実施の形態３＞
本実施の形態における受信装置２００は、実施の形態１の受信装置２００に対して、信号合成部５の動作が異なる。それ以外の構成、動作は実施の形態１と同じであるため、説明を省略する。

実施の形態１で述べたように、信号判別部４は、基地局の識別結果に基づいて電波干渉の多寡を判別する。本実施の形態における信号合成部５は、信号判別部４において電波干渉の多い信号であると判別された信号よりも、信号判別部４において電波干渉の少ない信号であると判別された信号に大きな重みをつけて、ダイバーシチ方式で合成を行う。

例えば、信号判別部４において、図４に示す判別結果を得た場合、信号合成部５は、アンテナ２１で受信する信号よりも、第１〜４のアンテナ２２，２３，２４で受信する信号により大きな重みを付けて合成を行う。

なお、本実施の形態において、実施の形態２で述べたように、信号判別部４は、既知のデータパターンの復号結果に基づいて電波干渉の多寡を判別しても良い。

＜効果＞
本実施の形態における受信装置２００において、信号合成部５は、信号判別部４において電波干渉の多い信号であると判別された信号よりも、信号判別部４において電波干渉の少ない信号であると判別された信号に大きな重みをつけて、ダイバーシチ方式で合成を行うことを特徴とする。

従って、Ｄ／Ｕ比が小さい信号により小さな重み付けをし、Ｄ／Ｕ比が大きい信号により大きな重み付けをして合成を行うことで、Ｄ／Ｕ比に関わらず同じ重み付けで合成を行う場合に比べて、通信品質を良好に保つことが可能である。

また、第１〜４のアンテナ２１，２２，２３，２４のうち、電波干渉が少ないと判別された信号を受信するアンテナが１つしか存在しない場合であっても、複数のアンテナ２１，２２，２３，２４で受信した信号を利用してダイバーシチ方式で合成を行うことが可能なため、電波干渉が少ないか否かの判別結果が変化しても、通信品質の悪化を抑制することが可能である。

なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１基地局、２軌道、３境界領域、４信号判別部、５信号合成部、１１第１のＬＣＸ、１２第２のＬＣＸ、１３第３のＬＣＸ、１４第４のＬＣＸ、２１第１のアンテナ、２２第２のアンテナ、２３第３のアンテナ、２４第４のアンテナ、１００移動局、２００受信装置。

Claims

ＬＣＸを介して基地局と通信を行う移動局に搭載される受信装置であって、
複数のアンテナと、
信号判別部と、
信号合成部と、
を備え、
前記信号判別部は、Ｄ／Ｕ比を判別する所定の基準に基づいて、前記アンテナの各々で受信した信号が電波干渉の少ない信号であるか否か判別し、
前記信号合成部は、前記信号判別部の判別結果に基づいて、前記アンテナの各々で受信した信号についてダイバーシチ方式で合成を行うことを特徴とする、
受信装置。
前記信号判別部は、前記アンテナの各々で受信した信号が、どの無線セルから送信された信号であるか識別可能な場合に、当該信号が電波干渉の少ない信号であると判別し、
前記信号判別部は、前記アンテナの各々で受信した信号が、どの前記無線セルから送信された信号であるか識別不可能な場合に、当該信号が電波干渉の多い信号であると判別することを特徴とする、
請求項１に記載の受信装置。
前記信号には、既知のデータパターンが含まれており、
前記信号判別部は、前記アンテナの各々で受信した信号から前記データパターンを復号可能な場合に、当該信号が電波干渉の少ない信号であると判別し、
前記信号判別部は、前記アンテナの各々で受信した信号から前記データパターンを復号不可能な場合に、当該信号が電波干渉の多い信号であると判別することを特徴とする、
請求項１に記載の受信装置。
前記信号合成部は、前記信号判別部において電波干渉の少ない信号であると判別された信号のみについてダイバーシチ方式で合成を行うことを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかに記載の受信装置。
前記信号合成部は、前記信号判別部において電波干渉の少ない信号でないと判別された信号よりも、前記信号判別部において電波干渉の少ない信号であると判別された信号に大きな重みをつけて、ダイバーシチ方式で合成を行うことを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかに記載の受信装置。