JP3210460B2 - 列車制御用通信装置 - Google Patents
列車制御用通信装置Info
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- JP3210460B2 JP3210460B2 JP35621692A JP35621692A JP3210460B2 JP 3210460 B2 JP3210460 B2 JP 3210460B2 JP 35621692 A JP35621692 A JP 35621692A JP 35621692 A JP35621692 A JP 35621692A JP 3210460 B2 JP3210460 B2 JP 3210460B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は列車制御用通信装置に係
り、特に、スペクトラム拡散通信方式を採用したものに
関する。
り、特に、スペクトラム拡散通信方式を採用したものに
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｓ／Ｎ比を改善し、高品質の通信
を行うためにスペクトラム拡散通信（以下、ＳＳ通信と
いう）方式を採用した通信装置が知られている。
を行うためにスペクトラム拡散通信（以下、ＳＳ通信と
いう）方式を採用した通信装置が知られている。
【０００３】図３は、従来のＳＳ通信方式を採用した通
信装置の一例の概略構成を示すブロック図であって、送
信部イには、搬送波発生器１と、拡散回路２と、送信器
３とが設けられている。
信装置の一例の概略構成を示すブロック図であって、送
信部イには、搬送波発生器１と、拡散回路２と、送信器
３とが設けられている。
【０００４】搬送波発生器１からは、所定周波数の搬送
波ｆｃ(t) が出力されて拡散回路２に送られ、ここで、
第１ＰＮ符号発生器４から発生されたＰＮ符号（ＰＮ
(t) ）で拡散変調されて送信器３に出力される。送信器
３はバンドパスフィルタ及び増幅回路を含んで形成さ
れ、拡散変調された信号をアンテナ５から受信部ロに向
けて送出するように構成されている。
波ｆｃ(t) が出力されて拡散回路２に送られ、ここで、
第１ＰＮ符号発生器４から発生されたＰＮ符号（ＰＮ
(t) ）で拡散変調されて送信器３に出力される。送信器
３はバンドパスフィルタ及び増幅回路を含んで形成さ
れ、拡散変調された信号をアンテナ５から受信部ロに向
けて送出するように構成されている。
【０００５】受信部ロは、受信器６と、一対の復調回路
７ａ，７ｂと、一対のローパスフィルタ８ａ，８ｂと、
一対の相関器９ａ，９ｂと、一対の２乗回路１０ａ，１
０ｂと、加算回路１１と、平方根回路１２とから構成さ
れている。
７ａ，７ｂと、一対のローパスフィルタ８ａ，８ｂと、
一対の相関器９ａ，９ｂと、一対の２乗回路１０ａ，１
０ｂと、加算回路１１と、平方根回路１２とから構成さ
れている。
【０００６】受信器６は、バンドパスフィルタ及び増幅
器を含んで形成されていて、アンテナ１３を介して受信
した送信部イからの信号を、一対の復調回路７ａ，７ｂ
にそれぞれ出力するように構成されている。
器を含んで形成されていて、アンテナ１３を介して受信
した送信部イからの信号を、一対の復調回路７ａ，７ｂ
にそれぞれ出力するように構成されている。
【０００７】一方の復調回路７ａは、復調信号発生器１
４から発生された上記搬送波ｆｃ(t) と同じ周波数を有
する復調信号ｆｃ(t+ θ) で復調処理して、受信信号中
からＰＮ符号（ＰＮ(t) ）を抽出するとともに、他方の
復調回路７ｂは、復調信号発生器１４からの復調信号ｆ
ｃ(t+ θ) を、π／２だけ位相を進ませる（又は遅らせ
る）移相器１５を介して復調信号ｆｃ(t+ θ) を入力し
て復調処理し、受信信号中からＰＮ符号（ＰＮ(t) ）を
抽出するように構成されている。
４から発生された上記搬送波ｆｃ(t) と同じ周波数を有
する復調信号ｆｃ(t+ θ) で復調処理して、受信信号中
からＰＮ符号（ＰＮ(t) ）を抽出するとともに、他方の
復調回路７ｂは、復調信号発生器１４からの復調信号ｆ
ｃ(t+ θ) を、π／２だけ位相を進ませる（又は遅らせ
る）移相器１５を介して復調信号ｆｃ(t+ θ) を入力し
て復調処理し、受信信号中からＰＮ符号（ＰＮ(t) ）を
抽出するように構成されている。
【０００８】各復調回路７ａ，７ｂから出力された信号
は、ローパスフィルタ８ａ，８ｂを介して一対の相関器
９ａ，９ｂにそれぞれ入力され、ここで、第２ＰＮ符号
発生器１６から発生された、上記第１ＰＮ符号発生器４
から発生されたＰＮ符号（ＰＮ(t) ）と同じＰＮ符号
（ＰＮ(t) ）を用いてそれぞれ相関が取られる。
は、ローパスフィルタ８ａ，８ｂを介して一対の相関器
９ａ，９ｂにそれぞれ入力され、ここで、第２ＰＮ符号
発生器１６から発生された、上記第１ＰＮ符号発生器４
から発生されたＰＮ符号（ＰＮ(t) ）と同じＰＮ符号
（ＰＮ(t) ）を用いてそれぞれ相関が取られる。
【０００９】一対の相関器９ａ，９ｂの出力は、それぞ
れ２乗回路で２乗された後、加算回路１１で加算され
る。次いで、平方根回路１２でその加算された値の平方
根が求められて所定の出力信号が得られる。
れ２乗回路で２乗された後、加算回路１１で加算され
る。次いで、平方根回路１２でその加算された値の平方
根が求められて所定の出力信号が得られる。
【００１０】したがって、上述の通信装置においては、
送信部イの搬送波ｆｃ(t) と受信部ロの搬送波（復調信
号）ｆｃ(t+ θ) の位相が１８０°異っていても、いず
れか一方の相関器９ａ（又は９ｂ）でＰＮ符号（Ｐ
Ｎ1 ）が抽出できるので、所定の出力を得ることが可能
となる。
送信部イの搬送波ｆｃ(t) と受信部ロの搬送波（復調信
号）ｆｃ(t+ θ) の位相が１８０°異っていても、いず
れか一方の相関器９ａ（又は９ｂ）でＰＮ符号（Ｐ
Ｎ1 ）が抽出できるので、所定の出力を得ることが可能
となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ＳＳ通信方式を採用した通信装置においては、ＰＮ符号
（ＰＮ(t) ）を直接抽出するために、受信部ロの構成を
二重化構造としているため、受信部構造が小型，軽量化
できずコスト高となり、列車制御用の通信装置に適用す
る場合は、フェールセーフ化するための回路の直列２重
系化、又は信頼度を上げるために、さらに並列２重系化
をすると、大きな問題点となる。
ＳＳ通信方式を採用した通信装置においては、ＰＮ符号
（ＰＮ(t) ）を直接抽出するために、受信部ロの構成を
二重化構造としているため、受信部構造が小型，軽量化
できずコスト高となり、列車制御用の通信装置に適用す
る場合は、フェールセーフ化するための回路の直列２重
系化、又は信頼度を上げるために、さらに並列２重系化
をすると、大きな問題点となる。
【００１２】そこで、本発明は、上記欠点を解決するた
めに成されたものであって、その目的は、構造が小型，
軽量であって、列車制御用通信装置として好適なＳＳ通
信方式の列車制御用通信装置を提供することにある。
めに成されたものであって、その目的は、構造が小型，
軽量であって、列車制御用通信装置として好適なＳＳ通
信方式の列車制御用通信装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係る列車制御用
通信装置は、上記目的を達成するためになされたもので
あって、所定の周波数を有する搬送波を所定のＰＮ符号
で拡散変調処理する第１の拡散変調手段と、前記搬送波
と同一の周波数を有するとともに、その搬送波とπ／２
位相の異なる搬送波を、上記ＰＮ符号と所定の位相差を
有するとともに、そのＰＮ符号と同一のＰＮ符号で拡散
変調処理する第２の拡散変調手段と、前記第１の拡散変
調手段及び第２の拡散変調手段からの出力を重畳して送
信する送信手段と、その送信手段からの送信信号を受信
する受信手段と、その受信手段で受信した信号を前記搬
送波と同一の周波数を有する復調信号を用いて復調処理
する復調手段と、その復調手段からの出力信号を前記Ｐ
Ｎ符号と同一のＰＮ符号を用いてその出力信号中からＰ
Ｎ符号を抽出する抽出手段と、その抽出手段で抽出され
たＰＮ符号の同期状態を位相差が０又はπ／２のときの
ＰＮ符号の出力レベルの約０．５の出力レベルを用いて
検出して所定の出力信号を得る検出手段とを有すること
を特徴としている。
通信装置は、上記目的を達成するためになされたもので
あって、所定の周波数を有する搬送波を所定のＰＮ符号
で拡散変調処理する第１の拡散変調手段と、前記搬送波
と同一の周波数を有するとともに、その搬送波とπ／２
位相の異なる搬送波を、上記ＰＮ符号と所定の位相差を
有するとともに、そのＰＮ符号と同一のＰＮ符号で拡散
変調処理する第２の拡散変調手段と、前記第１の拡散変
調手段及び第２の拡散変調手段からの出力を重畳して送
信する送信手段と、その送信手段からの送信信号を受信
する受信手段と、その受信手段で受信した信号を前記搬
送波と同一の周波数を有する復調信号を用いて復調処理
する復調手段と、その復調手段からの出力信号を前記Ｐ
Ｎ符号と同一のＰＮ符号を用いてその出力信号中からＰ
Ｎ符号を抽出する抽出手段と、その抽出手段で抽出され
たＰＮ符号の同期状態を位相差が０又はπ／２のときの
ＰＮ符号の出力レベルの約０．５の出力レベルを用いて
検出して所定の出力信号を得る検出手段とを有すること
を特徴としている。
【００１４】
【作用】上記構成において、送信部からは、２つの拡散
信号が重畳されて出される。つまり一つは所定の搬送波
を所定のＰＮ符号で拡散したものであり、他の一つは所
定の搬送波とπ／２位相差を有する搬送波を、所定のＰ
Ｎ符号と同一で、かつそのＰＮ符号と同期状態が異るＰ
Ｎ符号で拡散したものである。受信部の相関手段から
は、上記２つの拡散信号中から、常時、少なくとも、一
つのＰＮ符号が検出される。検出されたＰＮ符号は、検
出手段で同期状態が検出されて所定の出力信号を出力す
る。
信号が重畳されて出される。つまり一つは所定の搬送波
を所定のＰＮ符号で拡散したものであり、他の一つは所
定の搬送波とπ／２位相差を有する搬送波を、所定のＰ
Ｎ符号と同一で、かつそのＰＮ符号と同期状態が異るＰ
Ｎ符号で拡散したものである。受信部の相関手段から
は、上記２つの拡散信号中から、常時、少なくとも、一
つのＰＮ符号が検出される。検出されたＰＮ符号は、検
出手段で同期状態が検出されて所定の出力信号を出力す
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、一実施例装置の概略構成を示すブロック
図であって、上記図３と同一構成要素には同一符号が付
されている。この符号において、ａ又ｂの添字のない数
字は単一の構成を意味し、またａ又ｂの添字のある数字
は一対の構成であることを意味している。
する。図１は、一実施例装置の概略構成を示すブロック
図であって、上記図３と同一構成要素には同一符号が付
されている。この符号において、ａ又ｂの添字のない数
字は単一の構成を意味し、またａ又ｂの添字のある数字
は一対の構成であることを意味している。
【００１６】なお、同一構成要素については、説明が重
複するため、新規な部分のみについて異る符号を付して
説明する。
複するため、新規な部分のみについて異る符号を付して
説明する。
【００１７】図中、２０は移相器であって、一方の拡散
回路２ａに供給される搬送波発生器１からの搬送波ｆｃ
(t) の位相よりもπ／２だけ進ませて（又は遅らせて）
他方の拡散回路２ｂに供給できるように構成されている
（図２の(1),(2) 参照）。
回路２ａに供給される搬送波発生器１からの搬送波ｆｃ
(t) の位相よりもπ／２だけ進ませて（又は遅らせて）
他方の拡散回路２ｂに供給できるように構成されている
（図２の(1),(2) 参照）。
【００１８】図中、２１は移相器であって、一方の拡散
回路２ａに供給される第１ＰＮ符号発生器４からのＰＮ
符号（ＰＮ(t) ）よりも同期状態が所定時間だけ異なる
ように、例えばＰＮ符号（ＰＮ(t) ）の周期Ｔの１／２
だけ同期を異ならせて他方の拡散回路２ｂに供給できる
ように構成されている（図５の(3),(4) 参照）。
回路２ａに供給される第１ＰＮ符号発生器４からのＰＮ
符号（ＰＮ(t) ）よりも同期状態が所定時間だけ異なる
ように、例えばＰＮ符号（ＰＮ(t) ）の周期Ｔの１／２
だけ同期を異ならせて他方の拡散回路２ｂに供給できる
ように構成されている（図５の(3),(4) 参照）。
【００１９】図中、２３は周知の加算回路からなり、両
拡散回路２ａ，２ｂの出力を加算して、つまり重畳させ
て、送信器３へ出力するように構成されている。
拡散回路２ａ，２ｂの出力を加算して、つまり重畳させ
て、送信器３へ出力するように構成されている。
【００２０】図中、２４は、同期検出器であって、簡単
な論理回路から構成されていて、相関器９から出力され
る信号、つまり相関値出力信号から、所定のプログラム
に従って、ＰＮ符号の同期状態を検出するように構成さ
れている。なお、検出の仕方については後述する。
な論理回路から構成されていて、相関器９から出力され
る信号、つまり相関値出力信号から、所定のプログラム
に従って、ＰＮ符号の同期状態を検出するように構成さ
れている。なお、検出の仕方については後述する。
【００２１】次に本実施例装置の動作について説明す
る。搬送波発生器１から発生された搬送はｆｃ(t) は、
一方の拡散回路２ａで第１ＰＮ符号発生器４からのＰＮ
符号（ＰＮ(t) ）で拡散変調され加算器２３に送られ
る。また、この加算器２３には、他方の拡散回路２ｂで
拡散変調された拡散信号が入力される。この拡散信号２
ｂには、一方の拡散回路２ａと比べ、π／２位相が異な
る搬送波が供給されるとともに、Ｔ／２だけ周期の異な
るＰＮ符号が供給される。
る。搬送波発生器１から発生された搬送はｆｃ(t) は、
一方の拡散回路２ａで第１ＰＮ符号発生器４からのＰＮ
符号（ＰＮ(t) ）で拡散変調され加算器２３に送られ
る。また、この加算器２３には、他方の拡散回路２ｂで
拡散変調された拡散信号が入力される。この拡散信号２
ｂには、一方の拡散回路２ａと比べ、π／２位相が異な
る搬送波が供給されるとともに、Ｔ／２だけ周期の異な
るＰＮ符号が供給される。
【００２２】加算回路２３で重畳された信号は、送信器
３を経てアンテナ５から受信部ロ側へ送出される。受信
器６は、アンテナ１３を介して受信した信号を複調器７
に出力するが、この復調器７には復調信号発生器１４か
らの復調信号（搬送波ｆｃと同一で位相差θを有してい
る）が入力されている。したがって、復調器７からの出
力信号中には、上記２つの拡散回路２ａ，２ｂに起因す
る２つのＰＮ符号が含まれている。
３を経てアンテナ５から受信部ロ側へ送出される。受信
器６は、アンテナ１３を介して受信した信号を複調器７
に出力するが、この復調器７には復調信号発生器１４か
らの復調信号（搬送波ｆｃと同一で位相差θを有してい
る）が入力されている。したがって、復調器７からの出
力信号中には、上記２つの拡散回路２ａ，２ｂに起因す
る２つのＰＮ符号が含まれている。
【００２３】今、搬送波の周波数ｆｃ(t) を sinωt と
すると、復調器７の出力Ｘは下式によって示すことがで
きる。 Ｘ＝［ sinωt ・ＰＮ(t) ＋sin(ωt+π/2) ・ＰＮ(t+ T)］・sin(ωt+θ) ＝ sinωt ・sin(ωt+θ) ・ＰＮ(t) ＋sin(ωt+π/2) ・sin(ωt+θ) ・ ＰＮ(t+ T) ＝−1/2 ｛cos( 2ωt+θ) − cosθ｝・ＰＮ(F) −1/2 ｛cos( 2ωt+ π /2+ θ) − cos（π/2- θ）｝・ＰＮ(t+ T)
すると、復調器７の出力Ｘは下式によって示すことがで
きる。 Ｘ＝［ sinωt ・ＰＮ(t) ＋sin(ωt+π/2) ・ＰＮ(t+ T)］・sin(ωt+θ) ＝ sinωt ・sin(ωt+θ) ・ＰＮ(t) ＋sin(ωt+π/2) ・sin(ωt+θ) ・ ＰＮ(t+ T) ＝−1/2 ｛cos( 2ωt+θ) − cosθ｝・ＰＮ(F) −1/2 ｛cos( 2ωt+ π /2+ θ) − cos（π/2- θ）｝・ＰＮ(t+ T)
【００２４】上記出力Ｘは、ローパスフィルタ８により
高周波成分が除去され、下式に示される出力Ｙとなる。 Ｙ＝1/2cosθ・ＰＮ(t) ＋1/2cos( π/2- θ) ・ＰＮ(t+ T)
高周波成分が除去され、下式に示される出力Ｙとなる。 Ｙ＝1/2cosθ・ＰＮ(t) ＋1/2cos( π/2- θ) ・ＰＮ(t+ T)
【００２５】上記の式Ｙは、復調信号の位相θが０〜２
πまで変化しても、右辺のいずれかの項でＰＮ符号を検
出できることを意味している。
πまで変化しても、右辺のいずれかの項でＰＮ符号を検
出できることを意味している。
【００２６】さて、ローパスフィスタ８の出力は、相関
器９に入力されて、第２ＰＮ符号発生器１６から入力さ
れたＰＮ符号（ＰＮ(t) ）との相関が求められる。図２
の（５）は、求められた相関値を示していて、復調信号
ｆｃ(t+ θ) の位相差（搬送波に対する復調信号の位相
差）θ別に示されている。
器９に入力されて、第２ＰＮ符号発生器１６から入力さ
れたＰＮ符号（ＰＮ(t) ）との相関が求められる。図２
の（５）は、求められた相関値を示していて、復調信号
ｆｃ(t+ θ) の位相差（搬送波に対する復調信号の位相
差）θ別に示されている。
【００２７】この図２の（５）に示される波形は、例え
ば、突然に（ａ）から（ｃ）等へ変化することはなく、
位相差θはゆるやかに０〜π／２〜π〜２πと変化す
る。したがって、同期検出器２４においては、検出レベ
ルを例えば約０．５とすることにより、図２の(5)
（ｅ）のような受信同期信号を確実に抽出することがで
きる。
ば、突然に（ａ）から（ｃ）等へ変化することはなく、
位相差θはゆるやかに０〜π／２〜π〜２πと変化す
る。したがって、同期検出器２４においては、検出レベ
ルを例えば約０．５とすることにより、図２の(5)
（ｅ）のような受信同期信号を確実に抽出することがで
きる。
【００２８】本実施例装置は、送信部イで搬送波の位相
をπ／２異ならせて２つの拡散信号を作って受信部ロに
送るようにしたので、受信部ロ側では、単一の相関器９
でＰＮ符号を抽出でき、受信部ロの構造が小型，軽量化
でき、低コストに製造することが可能となる。したがっ
て、本実施例装置は、列車制御用通信装置に好適なもの
とすることができる。
をπ／２異ならせて２つの拡散信号を作って受信部ロに
送るようにしたので、受信部ロ側では、単一の相関器９
でＰＮ符号を抽出でき、受信部ロの構造が小型，軽量化
でき、低コストに製造することが可能となる。したがっ
て、本実施例装置は、列車制御用通信装置に好適なもの
とすることができる。
【００２９】
【発明の効果】本発明装置は、搬送波の位相をπ／２異
ならせて２つの拡散信号を作って受信側に送出し、受信
側では抽出されたＰＮ符号の同期状態を位相差が０又は
π／２のときのＰＮ符号の出力レベルの約０．５の出力
レベルを用いて検出するようにしたので、受信部側で
は、単一構成の機器でＰＮ符号を確実に抽出でき、受信
側の構造が小型，軽量化でき、低コストに製造すること
が可能となる。したがって、列車制御用通信装置に好適
なものとすることができる。
ならせて２つの拡散信号を作って受信側に送出し、受信
側では抽出されたＰＮ符号の同期状態を位相差が０又は
π／２のときのＰＮ符号の出力レベルの約０．５の出力
レベルを用いて検出するようにしたので、受信部側で
は、単一構成の機器でＰＮ符号を確実に抽出でき、受信
側の構造が小型，軽量化でき、低コストに製造すること
が可能となる。したがって、列車制御用通信装置に好適
なものとすることができる。
【図１】本発明の一実施例装置の概略構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】図１の（１）〜（５）に示される地点の波形図
である。
である。
【図３】従来装置の概略構成を示すブロック図である。
１ 搬送波発生器 ２ａ，２ｂ 拡散回路 ３ 送信器 ４ 第１ＰＮ符号発生器 ６ 受信器 ７ 復調器 ８ ローパスフィルタ ９ 相関器 １６ 第２ＰＮ符号発生器 ２４ 同期検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04J 13/00 - 13/06 H04B 1/69 - 1/713
Claims (1)
- 【請求項１】 所定の周波数を有する搬送波を所定のＰ
Ｎ符号で拡散変調処理する第１の拡散変調手段と、 前記搬送波と同一の周波数を有するとともに、その搬送
波とπ／２位相の異なる搬送波を、上記ＰＮ符号と所定
の位相差を有するとともに、そのＰＮ符号と同一のＰＮ
符号で拡散変調処理する第２の拡散変調手段と、 前記第１の拡散変調手段及び第２の拡散変調手段からの
出力を重畳して送信する送信手段と、 前記送信手段からの送信信号を受信する受信手段と、 前記受信手段で受信した信号を前記搬送波と同一の周波
数を有する復調信号を用いて復調処理する復調手段と、 前記復調手段からの出力信号を前記ＰＮ符号と同一のＰ
Ｎ符号を用いてその出力信号中からＰＮ符号を抽出する
抽出手段と、 前記抽出手段で抽出されたＰＮ符号の同期状態を位相差
が０又はπ／２のときのＰＮ符号の出力レベルの約０．
５の出力レベルを用いて検出して所定の出力信号を得る
検出手段と、 を有することを特徴とする列車制御用通信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35621692A JP3210460B2 (ja) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | 列車制御用通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35621692A JP3210460B2 (ja) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | 列車制御用通信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06188856A JPH06188856A (ja) | 1994-07-08 |
| JP3210460B2 true JP3210460B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=18447921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35621692A Expired - Fee Related JP3210460B2 (ja) | 1992-12-21 | 1992-12-21 | 列車制御用通信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3210460B2 (ja) |
-
1992
- 1992-12-21 JP JP35621692A patent/JP3210460B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06188856A (ja) | 1994-07-08 |
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