JP4090824B2 - 軌道回路伝送装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、軌道回路伝送装置、特に、軌道回路を利用して列車を検知すると共に、列車に対して地上側からATC等の情報を伝送することができる列車制御用の軌道回路伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軌道回路を利用した列車位置検知装置は、レール（軌道）を所定長さ毎に区分して形成した閉塞区間のレールを軌道回路の一部とし、その軌道回路の列車の進出する側に、所定周波数の信号を送出する送信器を接続し、閉塞区間の列車が進入する側に信号を受信する受信器を接続して構成されている。
このような構成においては、閉塞区間内に列車が在線し、レールが列車の車軸（車輪）で短絡されたときは受信器の出力レベルが低下し、閉塞区間内に列車が存在しないときは、受信器の出力レベルが所定の高さに維持されることから、受信機の出力レベルによって軌道回路上の列車の有無を検知していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の軌道回路を利用した列車検知装置においては、軌道回路の一部を構成するレールが、雑音、特に周波数性雑音を受けやすい環境にあるため、特に雑音周波数と信号周波数とが一致した場合に、信号強度が雑音と比較して相対的に低下するため、列車検知性能が悪化するという問題点があった。
また、列車上に速度制限信号等を送るATC等の情報伝送は、列車検知用信号を矩形波変調し、これを列車上で受信して搬送波の変調波を検出することにより信号の区別をしていたため、列車検知用信号が共用できない場合には、別のATC周波数を設けて重畳し、軌道回路に送信していた。このため、列車検知用信号の受信回路と同様、妨害波の影響を受けやすいという問題点があった。
この発明は、これらの問題点を解決するためになされたもので、列車検知と共にATCなどの情報も伝送可能であり、列車検知の性能も向上させることができる軌道回路伝送装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、軌道回路に送信機、受信機を接続し、軌道回路上の列車在線の有無を検出すると共に、列車に対して信号を送信することができる軌道回路伝送装置において、送信機を、同期用疑似雑音（ＰＮ）符号を発生する同期用ＰＮ符号発生手段と、この同期用ＰＮ符号発生手段と同期をとって動作する伝送データ用ＰＮ符号発生手段と、同期用ＰＮ符号を送信する同期信号スペクトル拡散変調手段と、伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段とから構成し、受信機を、受信信号から同期用ＰＮ符号発生手段で発生するＰＮ符号を参照して同期用ＰＮ符号の受信強度と同期情報とを取り出す同期捕捉手段と、上記伝送データ用ＰＮ符号発生手段と同一のＰＮ符号を発生するデータＰＮ符号発生手段と、上記データＰＮ符号発生手段から発生されたＰＮ符号の符号位相を上記同期捕捉手段で得られた同期情報に一致させ、このＰＮ符号を参照信号として受信信号を逆拡散するスペクトル拡散復調およびデータ復調を行ない外部に出力するデータ復調手段とから構成したものである。
【０００５】
即ち、この発明は、在線検知用として妨害波に強いスペクトル拡散変調信号をデータで変調せずに送信し、これと同時に在線検知用信号とは直接関係ないデータをスペクトル拡散変調方式により送信するものである。一般にATC信号などのデータを重畳したスペクトル拡散変調信号の同期を得るのは難しいが、データの重畳されていないＰＮ符号の同期を捕捉するのは比較的容易であり、確実に受信強度を観測することができる。また、データの重畳されたスペクトル拡散変調波を直接復調することは難しいが、同期を得た状態ではスペクトル拡散復調によりデータを復調するのは容易であり、データを確実に取り出すことができる。
従って、この発明によれば、軌道回路を伝送路としたスペクトル拡散変調方式による信頼性の高い通信を実現することができる。
【０００６】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、軌道回路に送信機、受信機を接続し、軌道回路上の列車在線の有無を検出すると共に、列車に対して信号を送信することができる軌道回路伝送装置において、送信機を、在線検知用信号発生手段と、同期用ＰＮ符号発生手段と、この同期用ＰＮ符号発生手段と同期をとって動作する伝送データ用ＰＮ符号発生手段と、在線検知用信号を同期用ＰＮ符号で拡散して送信する同期信号スペクトル拡散変調手段と、伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段とから構成し、受信機を、受信信号から同期用ＰＮ符号発生手段で発生するＰＮ符号を参照して在線検知用信号と在線検知用信号の受信強度と同期用ＰＮ符号の同期情報とを取り出す同期捕捉手段と、上記伝送データ用ＰＮ符号発生手段と同一のＰＮ符号を発生するデータＰＮ符号発生手段と、上記データＰＮ符号発生手段から発生されたＰＮ符号の符号位相を上記同期捕捉手段で得られた同期情報に一致させ、このＰＮ符号を参照信号として受信信号を逆拡散するスペクトル拡散復調およびデータ復調を行ない外部に出力するデータ復調手段とから構成したものである。
【０００７】
即ち、この発明は、在線検知に使用する信号を妨害波に強いスペクトル拡散変調方式で送信し、これと同時に在線検知用信号とは直接関係ないデータをスペクトル拡散変調方式により送信するものである。在線検知に使用する信号は比較的簡単な信号を送信するため、これをスペクトル拡散変調した変調波を受信機によって同期を捕捉するのは比較的容易である。このため、この同期情報を利用してデータのスペクトル拡散復調を実施することによりデータを確実に取り出すことが可能である。従って、この発明においても、軌道回路を伝送路としたスペクトル拡散変調方式による信頼性の高い通信を実現することができる。
【０００８】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記送信機の同期用ＰＮ符号発生手段から複数のＰＮ符号を発生させ、各ＰＮ符号を一定周期で順次切り替えて送信すると共に、受信機は、同期用ＰＮ符号の切替順序を捕捉して同期情報を取り出すようにしたものである。即ち、複数の異なるＰＮ符号を周期的に切り替えて送信しているため、送信機固有のIDなどの付加的な情報を受信機に送ることができ、情報伝送をさらに有利にすることができる。
【０００９】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記送信機の同期用ＰＮ符号発生手段から複数のＰＮ符号を発生させ、各ＰＮ符号を可変周期で順次切り替えて送信すると共に、受信機は、同期用ＰＮ符号の切替順序を捕捉して同期情報を取り出すようにしたものである。即ち、複数の可変周期のＰＮ符号を順次切り替えることにより、さらに複雑な情報を同期信号を使用して送信することができ、多様な情報の利用を可能にするものである。
【００１０】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記送信機が複数の同期用ＰＮ符号発生手段を有し、外部に複数の同期用ＰＮ符号を同時に送信し得るようにしたものである。このように構成することにより、送信機の信号を複数の受信機で受信する場合などにおいて、個々の受信機に対してより優位な異なる送信条件を使用することにより受信機の利用効率、利用の多様性を高めることができる。
【００１１】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機が送信されたＰＮ符号を複数同時に復調して同期情報を取り出すようにしたものである。即ち、異なる送信条件の同期信号を同時に受信して受信状態の判定に使用しているため、同期信号の信頼性をより高めることができる。
【００１２】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機がＰＮ符号周期より十分長い時間送信波を受信し、これを一度に観測して同期用ＰＮ符号または在線検知用信号の受信強度および同期情報を取り出すようにしたものである。即ち、同期用ＰＮ符号の周期より十分長い時間観測した受信波を使用して同期判定を行なうものであるため、より雑音や妨害波に強い同期判定を行なうことができる。
【００１３】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記送信機が伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散変調して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段を複数備え、異なる伝送データ用ＰＮ符号を使用して、同時に異なるデータを送信するようにしたものである。即ち、同期ＰＮ符号に同期したスペクトル拡散データを複数送信しているため、周波数利用効率を高めることができる。
【００１４】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機が伝送データ用ＰＮ符号発生手段およびこの伝送データ用ＰＮ符号発生手段で発生したＰＮ符号により受信信号を逆拡散して送信されたデータを取り出すデータ復調手段を複数備え、各復調手段が送信機より送信されたデータ用ＰＮ符号に対応した異なるＰＮ符号を使用して同時にデータを復調するようにしたものである。このような構成とすることにより、伝送速度をさらに高めることができる。
【００１５】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、受信機で得られた同期用ＰＮ符号、または在線検知用信号の受信強度にもとづいて軌道回路上の列車の在線を判定する在線判定手段を設けたものである。即ち、スペクトル拡散変調された在線検知用信号を使用して在線検知を行なうものであるため、雑音、妨害波に強い在線検知性能を持つことになる。
【００１６】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機で得られた同期用ＰＮ符号、または在線検知用信号の受信強度と、送信機より送信されたデータが受信機で受信されていることを観測することにより軌道回路上の列車の在線を判定する在線判定手段を設けたものである。即ち、スペクトル拡散変調された在線検知信号と、より複雑な変化をする信号データを抽出し、これらを照合するものであるため、在線検知の信頼性をより高めることができる。
【００１７】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機でデータを取り出すデータ復調手段におけるスペクトル拡散復調の受信強度を観測し、この受信強度にもとづいて、あるいはこの受信強度と同期用ＰＮ符号、または在線検知用信号の受信強度とにもとづいて在線検知を行なう在線判定手段を設けたものである。
このような構成とすることにより、データもスペクトル拡散変調されるため、その受信強度が定義できる。このため、この信号を使用しても同様に在線検知は可能である。また、この情報を在線検知判定に追加することにより、在線検知の信頼性をさらに高めることができる。
【００１８】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、軌道回路に送信機を接続すると共に、受信機を列車上に設け、軌道回路上の列車在線の有無を検出すると共に、列車に対して信号を送信することができる軌道回路伝送装置において、送信機を、同期用ＰＮ符号発生手段と、この同期用ＰＮ符号発生手段と同期をとって動作する伝送データ用ＰＮ符号発生手段と、同期用ＰＮ符号を送信する同期信号スペクトル拡散変調手段と、伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段とから構成し、受信機を、受信信号から同期用ＰＮ符号発生手段で発生するＰＮ符号を参照して同期用ＰＮ符号の受信強度と同期情報とを取り出す同期捕捉手段と、上記伝送データ用ＰＮ符号発生手段と同一のＰＮ符号を発生するデータＰＮ符号発生手段と、上記データＰＮ符号発生手段から発生されたＰＮ符号の符号位相を上記同期捕捉手段で得られた同期情報に一致させ、このＰＮ符号を参照信号として受信信号を逆拡散するスペクトル拡散復調およびデータ復調を行ない外部に出力するデータ復調手段とから構成したものである。即ち、受信機は、軌道回路に固定されている必要はなく、軌道回路上の列車に設けても軌道回路に送信されている信号を取得する設備があれば、固定された受信機と同様にデータを受信することが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。この図において、１は送信機で、送信出力を軌道３に送信するようにされている。２は受信機で、上記軌道３を介して送信機１からの信号を受信するようにされ、送信機１および軌道３と共に軌道回路伝送装置を構成するものである。送信機１は以下に述べる各手段によって構成されている。即ち、１１は擬似雑音（ＰＮ）符号を生成する同期ＰＮ符号発生手段、１０は在線検知信号を出力する在線検知信号発生手段、１２は同期ＰＮ符号発生手段１１で生成されたＰＮ符号と、在線検知信号発生手段１０から出力された在線検知信号とを加算する加算手段、１３は搬送波発生手段、１４は加算手段１２からの加算信号によって搬送波発生手段１３で生成された搬送波を変調し出力する変調手段、１５は同期ＰＮ符号発生手段１１と同期を取った状態で異なるＰＮ符号を生成するデータＰＮ符号発生手段、１６はデータ発生手段で、外部から与えられたデータを、あるいは外部から与えられた情報に対応したデータを出力するものである。
【００２０】
１７はデータＰＮ符号発生手段１５で生成されたＰＮ符号とデータ発生手段１６から出力されたデータとを加算する加算手段、１８は加算手段１７の加算結果を使用して搬送波発生手段１３から発生される搬送波を変調する変調手段である。なお、搬送波発生手段１３から変調手段１８に供給される搬送波は変調手段１４に供給されるものと周波数、位相がそれぞれ同じであってもよいし、いずれか一方あるいは両方とも異なるようにすることも可能である。１９は変調手段１４および変調手段１８の出力を同時に軌道３に送信する送信手段である。
【００２１】
受信機２は以下に述べる各手段によって構成されている。即ち、２０は送信機１の同期ＰＮ符号発生手段１１と同一のＰＮ符号を発生する同期ＰＮ符号発生手段、２１は軌道３を介して受信した送信機１からの信号を同期ＰＮ符号発生手段２０で発生されたＰＮ符号を使用してＰＮ符号の同期を取る同期捕捉手段、２２は同期捕捉手段２１からの同期情報により、同期ＰＮ符号の受信強度を観測し、外部に出力する在線検知信号検出手段、２４は送信機のデータＰＮ符号発生手段１５と同一のＰＮ符号を発生するデータＰＮ符号発生手段、２３はデータＰＮ符号発生手段２４から発生されたＰＮ符号の符号位相を同期捕捉手段２１で得られた同期情報に一致させ、このＰＮ符号を参照信号として受信信号を逆拡散するスペクトル拡散復調およびデータ復調を行ない外部に出力するデータ復調手段である。
【００２２】
実施の形態１は以上のように構成されているため、送信機１からスペクトル拡散変調され送信されたデータを受信機２で確実に復調することができる。
なお、送信機１を構成する手段のうち、在線検知信号発生手段１０および加算手段１２は必須要素ではなく、同期ＰＮ符号発生手段１１のＰＮ符号を直接変調手段１４に入力し、搬送波発生手段１３で生成された搬送波を変調するようにしても同様な作用、効果を期待することができる。図示のように、在線検知信号発生手段１０の出力を加算した場合には、送信する情報量を増加させることが可能となる。
【００２３】
図２は、実施の形態１の異なる実施例を示すものである。図２において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、送信機の同期ＰＮ符号発生手段１１Ａがそれぞれ複数のＰＮ符号を発生させ、これらを一定周期で切り替えて同期用信号を送信するようにした点である。
また、受信機では、同期ＰＮ符号発生手段２０Ａが同様に複数のＰＮ符号を発生するようにされ、送信機１からの同期信号を受信して同期を得るようにされている。このような構成とすることにより、送信機固有のIDなどの付加的な情報を同期信号を使用して受信機に送ることが可能になり、情報伝送をさらに有利にすることができる。
【００２４】
図３は、実施の形態１の更に異なる実施例を示すものである。図３において、図２と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図２と異なる点は、送信機および受信機の同期ＰＮ符号発生手段１１Ａ、２０Ａからそれぞれ発生される複数のＰＮ符号の周期をデータの送信周期や外部の指令などの要件により可変となるように構成した点である。このような構成とすることにより、データ量は少ないが緊急を要する信号の伝送や可変長データの周期など、さらに複雑な情報を同期信号を使用して送信することができる。
【００２５】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図にもとづいて説明する。図４は、実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。この図において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、送信機１に同期用ＰＮ符号を送信する機能を複数組設け、それぞれを並列的に動かすことが出来るようにした点で、図４は２組設けた例を示している。即ち、１１Ｂは第２の同期ＰＮ符号発生手段、１０Ｂは第２の在線検知信号発生手段、１２Ｂは第２の加算手段、１４Ｂは第２の変調手段で、それぞれの機能は図１で説明したものと同様であるため説明を省略する。このように構成することにより、送信機１の信号を複数の受信機で受信する場合などで、個々の受信機に対応して、より優位な異なる送信条件を使用することにより受信機の利用効率、利用の多様性を高めることができる。
【００２６】
図５は、実施の形態２の異なる実施例を示すものである。この図において、図４と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図４と異なる点は、送信機１から送信された複数の同期信号を受信機２で同時に受信可能とした点である。このための構成として第２の同期ＰＮ符号発生手段２０Ｂ、第２の同期捕捉手段２１Ｂおよび第２の在線検知信号検出手段２２Ｂを受信機２に設けている。それぞれを複数組設けてもよいことは云うまでもない。異なる送信条件の同期信号を同時に受信して受信状態の判定に使用しているため、同期信号の信頼性をより高めることができる。
【００２７】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図にもとづいて説明する。図６は、実施の形態３の概略構成を示すブロック図である。この図において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、受信機の同期捕捉手段２１が、同期用ＰＮ符号の周期より十分長い時間観測した受信波を使用して同期用ＰＮ符号または在線検知信号の受信強度および同期情報を取り出し同期判定を行なうようにした点である。このような構成とすることにより、雑音や妨害波に強い同期判定を行なうことができる。
【００２８】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４を図にもとづいて説明する。図７は、実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。この図において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、送信機１にデータ送信部を複数設け、これらが同時に異なるデータを送信し得るようにした点で、図７は２組設けた例を示している。即ち、１５Ｂは第２のデータＰＮ符号発生手段、１６Ｂは第２のデータ発生手段、１７Ｂは第２の加算手段、１８Ｂは第２の変調手段で、それぞれの機能は図１で説明したものと同様であるため説明を省略する。このような構成とすることにより、周波数利用効率を高めることができる。
【００２９】
図８は、実施の形態４の異なる実施例を示すものである。この図において、図７と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図７と異なる点は、受信機２にデータの受信、復調手段を複数組設け、同時に送信された複数のデータを受信できるようにした点で、図８は２組設けた例を示している。
即ち、２３Ｂは第２のデータ復調手段、２４Ｂは第２のデータＰＮ符号発生手段で、それぞれの機能は図７で説明したものと同様であるため説明を省略する。
このような構成とすることにより、伝送速度をさらに高めることができる。
【００３０】
実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５を図にもとづいて説明する。図９は、実施の形態５の概略構成を示すブロック図である。この図において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、受信機２に在線判定手段を設けた点である。即ち、４は受信機２の在線検知信号検出手段に接続された在線判定手段で、受信機２の在線検知信号検出手段２２から出力される在線検知信号が正常な場合には列車非在線、異常な値を出力した場合には列車在線と判定する。この実施の形態は、スペクトル拡散変調波を使用して在線検知を行なうもので、高い信頼性を確保することができる。
【００３１】
図１０は、実施の形態５の異なる実施例を示すものである。図１０において、図９と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図９と異なる点は、在線判定手段にデータ復調手段２３の復調データをも与えるようにした点である。即ち、４Ａは受信機２の在線検知信号検出手段２２およびデータ復調手段２３に接続された在線判定手段で、受信機２の在線検知信号検出手段２２から出力される在線検知信号とデータ復調手段２３から出力される復調データが共に正常な場合には列車非在線、いずれかが異常な値を出力した場合には列車在線と判定するもので、在線検知に対する信頼性を更に向上することができる。
【００３２】
図１１は、実施の形態５の更に異なる実施例を示すものである。図１１において、図９と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図９と異なる点は、送信機１がデータもスペクトル拡散変調された状態で送信していて、その受信強度を定義できるため、この信号を在線判定手段４Ｂに与えて在線検知を行なうようにした点である。このような構成とすることにより、在線検知の信頼性を更に高めることができる。
【００３３】
実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６を図にもとづいて説明する。図１２は、実施の形態６の概略構成を示すブロック図である。この実施の形態は、受信機を列車に搭載し、送信機から軌道回路３に送信される信号を軌道回路上に在線する列車上において復調するようにしたものである。軌道回路３に送信されている信号は、信号受信手段５５を介して列車に搭載された受信機５に入力される。
受信機を構成する同期ＰＮ符号発生手段５０、同期捕捉手段５１、在線検知信号検出手段５２、データ復調手段５３、データＰＮ符号発生手段５４の機能はそれぞれ図１の同期ＰＮ符号発生手段２０、同期捕捉手段２１、在線検知信号検出手段２２、データ復調手段２３、データＰＮ符号発生手段２４の機能と同一であり、列車において軌道回路上の信号を受信した後は、図１に示す受信機２と同一の処理を行なうことにより軌道回路上に送信されたデータを取得する。
このような構成とすることにより、列車上においても地上に設置された送信機からスペクトル拡散変調されて送信されたデータを確実に復調することができる。
なお、同期捕捉用信号およびデータ信号を送信する周波数については、それぞれ同一の周波数を使用してもよいし、異なる周波数を使用してもよい。また、同期用あるいはデータ用ＰＮ符号を複数同時に送信する場合も、それぞれ同一周波数でもよいし、異なる周波数を使用してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、軌道回路に送信機、受信機を接続し、軌道回路上の列車在線の有無を検出すると共に、列車に対して信号を送信することができる軌道回路伝送装置において、送信機を、同期用疑似雑音（ＰＮ）符号を発生する同期用ＰＮ符号発生手段と、この同期用ＰＮ符号発生手段と同期をとって動作する伝送データ用ＰＮ符号発生手段と、同期用ＰＮ符号を送信する同期信号スペクトル拡散変調手段と、伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段とから構成し、受信機を、受信信号から同期用ＰＮ符号発生手段で発生するＰＮ符号を参照して同期用ＰＮ符号の受信強度と同期情報とを取り出す同期捕捉手段と、上記伝送データ用ＰＮ符号発生手段と同一のＰＮ符号を発生するデータＰＮ符号発生手段と、上記データＰＮ符号発生手段から発生されたＰＮ符号の符号位相を上記同期捕捉手段で得られた同期情報に一致させ、このＰＮ符号を参照信号として受信信号を逆拡散するスペクトル拡散復調およびデータ復調を行ない外部に出力するデータ復調手段とから構成したため、軌道回路を伝送路としたスペクトル拡散変調方式による信頼性の高い通信を実現することができる。
【００３５】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、軌道回路に送信機、受信機を接続し、軌道回路上の列車在線の有無を検出すると共に、列車に対して信号を送信することができる軌道回路伝送装置において、送信機を、在線検知用信号発生手段と、同期用ＰＮ符号発生手段と、この同期用ＰＮ符号発生手段と同期をとって動作する伝送データ用ＰＮ符号発生手段と、在線検知用信号を同期用ＰＮ符号で拡散して送信する同期信号スペクトル拡散変調手段と、伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段とから構成し、受信機を、受信信号から同期用ＰＮ符号発生手段で発生するＰＮ符号を参照して在線検知用信号と在線検知用信号の受信強度と同期用ＰＮ符号の同期情報とを取り出す同期捕捉手段と、上記伝送データ用ＰＮ符号発生手段と同一のＰＮ符号を発生するデータＰＮ符号発生手段と、上記データＰＮ符号発生手段から発生されたＰＮ符号の符号位相を上記同期捕捉手段で得られた同期情報に一致させ、このＰＮ符号を参照信号として受信信号を逆拡散するスペクトル拡散復調およびデータ復調を行ない外部に出力するデータ復調手段とから構成したため、この発明においても、軌道回路を伝送路としたスペクトル拡散変調方式による信頼性の高い通信を実現することができる。
【００３６】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記送信機の同期用ＰＮ符号発生手段から複数のＰＮ符号を発生させ、各ＰＮ符号を一定周期で順次切り替えて送信すると共に、受信機は、同期用ＰＮ符号の切替順序を捕捉して同期情報を取り出すようにし、複数の異なるＰＮ符号を周期的に切り替えて送信しているため、送信機固有のIDなどの付加的な情報を受信機に送ることができ、情報伝送をさらに有利にすることができる。
【００３７】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記送信機の同期用ＰＮ符号発生手段から複数のＰＮ符号を発生させ、各ＰＮ符号を可変周期で順次切り替えて送信すると共に、受信機は、同期用ＰＮ符号の切替順序を捕捉して同期情報を取り出すようにしたため、さらに複雑な情報を同期信号を使用して送信することができ、多様な情報の利用を可能にするものである。
【００３８】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記送信機が複数の同期用ＰＮ符号発生手段を有し、外部に複数の同期用ＰＮ符号を同時に送信し得るようにしたため、送信機の信号を複数の受信機で受信する場合などにおいて、個々の受信機に対してより優位な異なる送信条件を使用することにより受信機の利用効率、利用の多様性を高めることができる。
【００３９】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機が送信されたＰＮ符号を複数同時に復調して同期情報を取り出すようにし、異なる送信条件の同期信号を同時に受信して受信状態の判定に使用しているため、同期信号の信頼性をより高めることができる。
【００４０】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機がＰＮ符号周期より十分長い時間送信波を受信し、これを一度に観測して同期用ＰＮ符号または在線検知用信号の受信強度および同期情報を取り出すようにし、同期用ＰＮ符号の周期より十分長い時間観測した受信波を使用して同期判定を行なうものであるため、より雑音や妨害波に強い同期判定を行なうことができる。
【００４１】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記送信機が伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散変調して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段を複数備え、異なる伝送データ用ＰＮ符号を使用して、同時に異なるデータを送信するようにし、同期ＰＮ符号に同期したスペクトル拡散データを複数送信しているため、周波数利用効率を高めることができる。
【００４２】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機が伝送データ用ＰＮ符号発生手段およびこの伝送データ用ＰＮ符号発生手段で発生したＰＮ符号により受信信号を逆拡散して送信されたデータを取り出すデータ復調手段を複数備え、各復調手段が送信機より送信されたデータ用ＰＮ符号に対応した異なるＰＮ符号を使用して同時にデータを復調するようにしたため、伝送速度をさらに高めることができる。
【００４３】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、受信機で得られた同期用ＰＮ符号、または在線検知用信号の受信強度にもとづいて軌道回路上の列車の在線を判定する在線判定手段を設けたため、雑音、妨害波に強い在線検知性能を確保することができる。
【００４４】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機で得られた同期用ＰＮ符号、または在線検知用信号の受信強度と、送信機より送信されたデータが受信機で受信されていることを観測することにより軌道回路上の列車の在線を判定する在線判定手段を設け、スペクトル拡散変調された在線検知信号と、より複雑な変化をする信号データを抽出し、これらを照合するものであるため、在線検知の信頼性をより高めることができる。
【００４５】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機でデータを取り出すデータ復調手段におけるスペクトル拡散復調の受信強度を観測し、この受信強度にもとづいて、あるいはこの受信強度と同期用ＰＮ符号、または在線検知用信号の受信強度とにもとづいて在線検知を行なう在線判定手段を設けたため、データもスペクトル拡散変調され、その受信強度が定義できるため、この信号を使用しても同様に在線検知が可能である。また、この情報を在線検知判定に追加することにより、在線検知の信頼性をさらに高めることができる。
【００４６】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、軌道回路に送信機を接続すると共に、受信機を列車上に設け、軌道回路上の列車在線の有無を検出すると共に、列車に対して信号を送信することができる軌道回路伝送装置において、送信機を、同期用ＰＮ符号発生手段と、この同期用ＰＮ符号発生手段と同期をとって動作する伝送データ用ＰＮ符号発生手段と、同期用ＰＮ符号を送信する同期信号スペクトル拡散変調手段と、伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段とから構成し、受信機を、受信信号から同期用ＰＮ符号発生手段で発生するＰＮ符号を参照して同期用ＰＮ符号の受信強度と同期情報とを取り出す同期捕捉手段と、上記伝送データ用ＰＮ符号発生手段と同一のＰＮ符号を発生するデータＰＮ符号発生手段と、上記データＰＮ符号発生手段から発生されたＰＮ符号の符号位相を上記同期捕捉手段で得られた同期情報に一致させ、このＰＮ符号を参照信号として受信信号を逆拡散するスペクトル拡散復調およびデータ復調を行ない外部に出力するデータ復調手段とから構成したため、軌道回路に送信されている信号を取得する設備があれば、固定された受信機と同様にデータを受信することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１の異なる実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図３】 実施の形態１の更に異なる実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図４】 この発明の実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。
【図５】 実施の形態２の異なる実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図６】 この発明の実施の形態３の概略構成を示すブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。
【図８】 実施の形態４の異なる実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図９】 この発明の実施の形態５の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】 実施の形態５の異なる実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】 実施の形態５の更に異なる実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】 この発明の実施の形態６の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 送信機、 ２ 受信機、 ３ 軌道、 １０ 在線検知信号発生手段、 １１、２０ 同期ＰＮ符号発生手段、 １２、１７ 加算手段、 １３ 搬送波発生手段、 １４、１８ 変調手段、
１５、２４ データＰＮ符号発生手段、 １６ データ発生手段、
１９ 送信手段、 ２１ 同期捕捉手段、 ２２ 在線検知信号検出手段、
２３ データ復調手段。
【発明の属する技術分野】
この発明は、軌道回路伝送装置、特に、軌道回路を利用して列車を検知すると共に、列車に対して地上側からATC等の情報を伝送することができる列車制御用の軌道回路伝送装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、軌道回路を利用した列車位置検知装置は、レール（軌道）を所定長さ毎に区分して形成した閉塞区間のレールを軌道回路の一部とし、その軌道回路の列車の進出する側に、所定周波数の信号を送出する送信器を接続し、閉塞区間の列車が進入する側に信号を受信する受信器を接続して構成されている。
このような構成においては、閉塞区間内に列車が在線し、レールが列車の車軸（車輪）で短絡されたときは受信器の出力レベルが低下し、閉塞区間内に列車が存在しないときは、受信器の出力レベルが所定の高さに維持されることから、受信機の出力レベルによって軌道回路上の列車の有無を検知していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の軌道回路を利用した列車検知装置においては、軌道回路の一部を構成するレールが、雑音、特に周波数性雑音を受けやすい環境にあるため、特に雑音周波数と信号周波数とが一致した場合に、信号強度が雑音と比較して相対的に低下するため、列車検知性能が悪化するという問題点があった。
また、列車上に速度制限信号等を送るATC等の情報伝送は、列車検知用信号を矩形波変調し、これを列車上で受信して搬送波の変調波を検出することにより信号の区別をしていたため、列車検知用信号が共用できない場合には、別のATC周波数を設けて重畳し、軌道回路に送信していた。このため、列車検知用信号の受信回路と同様、妨害波の影響を受けやすいという問題点があった。
この発明は、これらの問題点を解決するためになされたもので、列車検知と共にATCなどの情報も伝送可能であり、列車検知の性能も向上させることができる軌道回路伝送装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、軌道回路に送信機、受信機を接続し、軌道回路上の列車在線の有無を検出すると共に、列車に対して信号を送信することができる軌道回路伝送装置において、送信機を、同期用疑似雑音（ＰＮ）符号を発生する同期用ＰＮ符号発生手段と、この同期用ＰＮ符号発生手段と同期をとって動作する伝送データ用ＰＮ符号発生手段と、同期用ＰＮ符号を送信する同期信号スペクトル拡散変調手段と、伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段とから構成し、受信機を、受信信号から同期用ＰＮ符号発生手段で発生するＰＮ符号を参照して同期用ＰＮ符号の受信強度と同期情報とを取り出す同期捕捉手段と、上記伝送データ用ＰＮ符号発生手段と同一のＰＮ符号を発生するデータＰＮ符号発生手段と、上記データＰＮ符号発生手段から発生されたＰＮ符号の符号位相を上記同期捕捉手段で得られた同期情報に一致させ、このＰＮ符号を参照信号として受信信号を逆拡散するスペクトル拡散復調およびデータ復調を行ない外部に出力するデータ復調手段とから構成したものである。
【０００５】
即ち、この発明は、在線検知用として妨害波に強いスペクトル拡散変調信号をデータで変調せずに送信し、これと同時に在線検知用信号とは直接関係ないデータをスペクトル拡散変調方式により送信するものである。一般にATC信号などのデータを重畳したスペクトル拡散変調信号の同期を得るのは難しいが、データの重畳されていないＰＮ符号の同期を捕捉するのは比較的容易であり、確実に受信強度を観測することができる。また、データの重畳されたスペクトル拡散変調波を直接復調することは難しいが、同期を得た状態ではスペクトル拡散復調によりデータを復調するのは容易であり、データを確実に取り出すことができる。
従って、この発明によれば、軌道回路を伝送路としたスペクトル拡散変調方式による信頼性の高い通信を実現することができる。
【０００６】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、軌道回路に送信機、受信機を接続し、軌道回路上の列車在線の有無を検出すると共に、列車に対して信号を送信することができる軌道回路伝送装置において、送信機を、在線検知用信号発生手段と、同期用ＰＮ符号発生手段と、この同期用ＰＮ符号発生手段と同期をとって動作する伝送データ用ＰＮ符号発生手段と、在線検知用信号を同期用ＰＮ符号で拡散して送信する同期信号スペクトル拡散変調手段と、伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段とから構成し、受信機を、受信信号から同期用ＰＮ符号発生手段で発生するＰＮ符号を参照して在線検知用信号と在線検知用信号の受信強度と同期用ＰＮ符号の同期情報とを取り出す同期捕捉手段と、上記伝送データ用ＰＮ符号発生手段と同一のＰＮ符号を発生するデータＰＮ符号発生手段と、上記データＰＮ符号発生手段から発生されたＰＮ符号の符号位相を上記同期捕捉手段で得られた同期情報に一致させ、このＰＮ符号を参照信号として受信信号を逆拡散するスペクトル拡散復調およびデータ復調を行ない外部に出力するデータ復調手段とから構成したものである。
【０００７】
即ち、この発明は、在線検知に使用する信号を妨害波に強いスペクトル拡散変調方式で送信し、これと同時に在線検知用信号とは直接関係ないデータをスペクトル拡散変調方式により送信するものである。在線検知に使用する信号は比較的簡単な信号を送信するため、これをスペクトル拡散変調した変調波を受信機によって同期を捕捉するのは比較的容易である。このため、この同期情報を利用してデータのスペクトル拡散復調を実施することによりデータを確実に取り出すことが可能である。従って、この発明においても、軌道回路を伝送路としたスペクトル拡散変調方式による信頼性の高い通信を実現することができる。
【０００８】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記送信機の同期用ＰＮ符号発生手段から複数のＰＮ符号を発生させ、各ＰＮ符号を一定周期で順次切り替えて送信すると共に、受信機は、同期用ＰＮ符号の切替順序を捕捉して同期情報を取り出すようにしたものである。即ち、複数の異なるＰＮ符号を周期的に切り替えて送信しているため、送信機固有のIDなどの付加的な情報を受信機に送ることができ、情報伝送をさらに有利にすることができる。
【０００９】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記送信機の同期用ＰＮ符号発生手段から複数のＰＮ符号を発生させ、各ＰＮ符号を可変周期で順次切り替えて送信すると共に、受信機は、同期用ＰＮ符号の切替順序を捕捉して同期情報を取り出すようにしたものである。即ち、複数の可変周期のＰＮ符号を順次切り替えることにより、さらに複雑な情報を同期信号を使用して送信することができ、多様な情報の利用を可能にするものである。
【００１０】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記送信機が複数の同期用ＰＮ符号発生手段を有し、外部に複数の同期用ＰＮ符号を同時に送信し得るようにしたものである。このように構成することにより、送信機の信号を複数の受信機で受信する場合などにおいて、個々の受信機に対してより優位な異なる送信条件を使用することにより受信機の利用効率、利用の多様性を高めることができる。
【００１１】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機が送信されたＰＮ符号を複数同時に復調して同期情報を取り出すようにしたものである。即ち、異なる送信条件の同期信号を同時に受信して受信状態の判定に使用しているため、同期信号の信頼性をより高めることができる。
【００１２】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機がＰＮ符号周期より十分長い時間送信波を受信し、これを一度に観測して同期用ＰＮ符号または在線検知用信号の受信強度および同期情報を取り出すようにしたものである。即ち、同期用ＰＮ符号の周期より十分長い時間観測した受信波を使用して同期判定を行なうものであるため、より雑音や妨害波に強い同期判定を行なうことができる。
【００１３】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記送信機が伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散変調して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段を複数備え、異なる伝送データ用ＰＮ符号を使用して、同時に異なるデータを送信するようにしたものである。即ち、同期ＰＮ符号に同期したスペクトル拡散データを複数送信しているため、周波数利用効率を高めることができる。
【００１４】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機が伝送データ用ＰＮ符号発生手段およびこの伝送データ用ＰＮ符号発生手段で発生したＰＮ符号により受信信号を逆拡散して送信されたデータを取り出すデータ復調手段を複数備え、各復調手段が送信機より送信されたデータ用ＰＮ符号に対応した異なるＰＮ符号を使用して同時にデータを復調するようにしたものである。このような構成とすることにより、伝送速度をさらに高めることができる。
【００１５】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、受信機で得られた同期用ＰＮ符号、または在線検知用信号の受信強度にもとづいて軌道回路上の列車の在線を判定する在線判定手段を設けたものである。即ち、スペクトル拡散変調された在線検知用信号を使用して在線検知を行なうものであるため、雑音、妨害波に強い在線検知性能を持つことになる。
【００１６】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機で得られた同期用ＰＮ符号、または在線検知用信号の受信強度と、送信機より送信されたデータが受信機で受信されていることを観測することにより軌道回路上の列車の在線を判定する在線判定手段を設けたものである。即ち、スペクトル拡散変調された在線検知信号と、より複雑な変化をする信号データを抽出し、これらを照合するものであるため、在線検知の信頼性をより高めることができる。
【００１７】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機でデータを取り出すデータ復調手段におけるスペクトル拡散復調の受信強度を観測し、この受信強度にもとづいて、あるいはこの受信強度と同期用ＰＮ符号、または在線検知用信号の受信強度とにもとづいて在線検知を行なう在線判定手段を設けたものである。
このような構成とすることにより、データもスペクトル拡散変調されるため、その受信強度が定義できる。このため、この信号を使用しても同様に在線検知は可能である。また、この情報を在線検知判定に追加することにより、在線検知の信頼性をさらに高めることができる。
【００１８】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、軌道回路に送信機を接続すると共に、受信機を列車上に設け、軌道回路上の列車在線の有無を検出すると共に、列車に対して信号を送信することができる軌道回路伝送装置において、送信機を、同期用ＰＮ符号発生手段と、この同期用ＰＮ符号発生手段と同期をとって動作する伝送データ用ＰＮ符号発生手段と、同期用ＰＮ符号を送信する同期信号スペクトル拡散変調手段と、伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段とから構成し、受信機を、受信信号から同期用ＰＮ符号発生手段で発生するＰＮ符号を参照して同期用ＰＮ符号の受信強度と同期情報とを取り出す同期捕捉手段と、上記伝送データ用ＰＮ符号発生手段と同一のＰＮ符号を発生するデータＰＮ符号発生手段と、上記データＰＮ符号発生手段から発生されたＰＮ符号の符号位相を上記同期捕捉手段で得られた同期情報に一致させ、このＰＮ符号を参照信号として受信信号を逆拡散するスペクトル拡散復調およびデータ復調を行ない外部に出力するデータ復調手段とから構成したものである。即ち、受信機は、軌道回路に固定されている必要はなく、軌道回路上の列車に設けても軌道回路に送信されている信号を取得する設備があれば、固定された受信機と同様にデータを受信することが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図にもとづいて説明する。図１は、実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。この図において、１は送信機で、送信出力を軌道３に送信するようにされている。２は受信機で、上記軌道３を介して送信機１からの信号を受信するようにされ、送信機１および軌道３と共に軌道回路伝送装置を構成するものである。送信機１は以下に述べる各手段によって構成されている。即ち、１１は擬似雑音（ＰＮ）符号を生成する同期ＰＮ符号発生手段、１０は在線検知信号を出力する在線検知信号発生手段、１２は同期ＰＮ符号発生手段１１で生成されたＰＮ符号と、在線検知信号発生手段１０から出力された在線検知信号とを加算する加算手段、１３は搬送波発生手段、１４は加算手段１２からの加算信号によって搬送波発生手段１３で生成された搬送波を変調し出力する変調手段、１５は同期ＰＮ符号発生手段１１と同期を取った状態で異なるＰＮ符号を生成するデータＰＮ符号発生手段、１６はデータ発生手段で、外部から与えられたデータを、あるいは外部から与えられた情報に対応したデータを出力するものである。
【００２０】
１７はデータＰＮ符号発生手段１５で生成されたＰＮ符号とデータ発生手段１６から出力されたデータとを加算する加算手段、１８は加算手段１７の加算結果を使用して搬送波発生手段１３から発生される搬送波を変調する変調手段である。なお、搬送波発生手段１３から変調手段１８に供給される搬送波は変調手段１４に供給されるものと周波数、位相がそれぞれ同じであってもよいし、いずれか一方あるいは両方とも異なるようにすることも可能である。１９は変調手段１４および変調手段１８の出力を同時に軌道３に送信する送信手段である。
【００２１】
受信機２は以下に述べる各手段によって構成されている。即ち、２０は送信機１の同期ＰＮ符号発生手段１１と同一のＰＮ符号を発生する同期ＰＮ符号発生手段、２１は軌道３を介して受信した送信機１からの信号を同期ＰＮ符号発生手段２０で発生されたＰＮ符号を使用してＰＮ符号の同期を取る同期捕捉手段、２２は同期捕捉手段２１からの同期情報により、同期ＰＮ符号の受信強度を観測し、外部に出力する在線検知信号検出手段、２４は送信機のデータＰＮ符号発生手段１５と同一のＰＮ符号を発生するデータＰＮ符号発生手段、２３はデータＰＮ符号発生手段２４から発生されたＰＮ符号の符号位相を同期捕捉手段２１で得られた同期情報に一致させ、このＰＮ符号を参照信号として受信信号を逆拡散するスペクトル拡散復調およびデータ復調を行ない外部に出力するデータ復調手段である。
【００２２】
実施の形態１は以上のように構成されているため、送信機１からスペクトル拡散変調され送信されたデータを受信機２で確実に復調することができる。
なお、送信機１を構成する手段のうち、在線検知信号発生手段１０および加算手段１２は必須要素ではなく、同期ＰＮ符号発生手段１１のＰＮ符号を直接変調手段１４に入力し、搬送波発生手段１３で生成された搬送波を変調するようにしても同様な作用、効果を期待することができる。図示のように、在線検知信号発生手段１０の出力を加算した場合には、送信する情報量を増加させることが可能となる。
【００２３】
図２は、実施の形態１の異なる実施例を示すものである。図２において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、送信機の同期ＰＮ符号発生手段１１Ａがそれぞれ複数のＰＮ符号を発生させ、これらを一定周期で切り替えて同期用信号を送信するようにした点である。
また、受信機では、同期ＰＮ符号発生手段２０Ａが同様に複数のＰＮ符号を発生するようにされ、送信機１からの同期信号を受信して同期を得るようにされている。このような構成とすることにより、送信機固有のIDなどの付加的な情報を同期信号を使用して受信機に送ることが可能になり、情報伝送をさらに有利にすることができる。
【００２４】
図３は、実施の形態１の更に異なる実施例を示すものである。図３において、図２と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図２と異なる点は、送信機および受信機の同期ＰＮ符号発生手段１１Ａ、２０Ａからそれぞれ発生される複数のＰＮ符号の周期をデータの送信周期や外部の指令などの要件により可変となるように構成した点である。このような構成とすることにより、データ量は少ないが緊急を要する信号の伝送や可変長データの周期など、さらに複雑な情報を同期信号を使用して送信することができる。
【００２５】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図にもとづいて説明する。図４は、実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。この図において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、送信機１に同期用ＰＮ符号を送信する機能を複数組設け、それぞれを並列的に動かすことが出来るようにした点で、図４は２組設けた例を示している。即ち、１１Ｂは第２の同期ＰＮ符号発生手段、１０Ｂは第２の在線検知信号発生手段、１２Ｂは第２の加算手段、１４Ｂは第２の変調手段で、それぞれの機能は図１で説明したものと同様であるため説明を省略する。このように構成することにより、送信機１の信号を複数の受信機で受信する場合などで、個々の受信機に対応して、より優位な異なる送信条件を使用することにより受信機の利用効率、利用の多様性を高めることができる。
【００２６】
図５は、実施の形態２の異なる実施例を示すものである。この図において、図４と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図４と異なる点は、送信機１から送信された複数の同期信号を受信機２で同時に受信可能とした点である。このための構成として第２の同期ＰＮ符号発生手段２０Ｂ、第２の同期捕捉手段２１Ｂおよび第２の在線検知信号検出手段２２Ｂを受信機２に設けている。それぞれを複数組設けてもよいことは云うまでもない。異なる送信条件の同期信号を同時に受信して受信状態の判定に使用しているため、同期信号の信頼性をより高めることができる。
【００２７】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図にもとづいて説明する。図６は、実施の形態３の概略構成を示すブロック図である。この図において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、受信機の同期捕捉手段２１が、同期用ＰＮ符号の周期より十分長い時間観測した受信波を使用して同期用ＰＮ符号または在線検知信号の受信強度および同期情報を取り出し同期判定を行なうようにした点である。このような構成とすることにより、雑音や妨害波に強い同期判定を行なうことができる。
【００２８】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４を図にもとづいて説明する。図７は、実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。この図において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、送信機１にデータ送信部を複数設け、これらが同時に異なるデータを送信し得るようにした点で、図７は２組設けた例を示している。即ち、１５Ｂは第２のデータＰＮ符号発生手段、１６Ｂは第２のデータ発生手段、１７Ｂは第２の加算手段、１８Ｂは第２の変調手段で、それぞれの機能は図１で説明したものと同様であるため説明を省略する。このような構成とすることにより、周波数利用効率を高めることができる。
【００２９】
図８は、実施の形態４の異なる実施例を示すものである。この図において、図７と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図７と異なる点は、受信機２にデータの受信、復調手段を複数組設け、同時に送信された複数のデータを受信できるようにした点で、図８は２組設けた例を示している。
即ち、２３Ｂは第２のデータ復調手段、２４Ｂは第２のデータＰＮ符号発生手段で、それぞれの機能は図７で説明したものと同様であるため説明を省略する。
このような構成とすることにより、伝送速度をさらに高めることができる。
【００３０】
実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５を図にもとづいて説明する。図９は、実施の形態５の概略構成を示すブロック図である。この図において、図１と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図１と異なる点は、受信機２に在線判定手段を設けた点である。即ち、４は受信機２の在線検知信号検出手段に接続された在線判定手段で、受信機２の在線検知信号検出手段２２から出力される在線検知信号が正常な場合には列車非在線、異常な値を出力した場合には列車在線と判定する。この実施の形態は、スペクトル拡散変調波を使用して在線検知を行なうもので、高い信頼性を確保することができる。
【００３１】
図１０は、実施の形態５の異なる実施例を示すものである。図１０において、図９と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図９と異なる点は、在線判定手段にデータ復調手段２３の復調データをも与えるようにした点である。即ち、４Ａは受信機２の在線検知信号検出手段２２およびデータ復調手段２３に接続された在線判定手段で、受信機２の在線検知信号検出手段２２から出力される在線検知信号とデータ復調手段２３から出力される復調データが共に正常な場合には列車非在線、いずれかが異常な値を出力した場合には列車在線と判定するもので、在線検知に対する信頼性を更に向上することができる。
【００３２】
図１１は、実施の形態５の更に異なる実施例を示すものである。図１１において、図９と同一または相当部分には同一符号を付して説明を省略する。図９と異なる点は、送信機１がデータもスペクトル拡散変調された状態で送信していて、その受信強度を定義できるため、この信号を在線判定手段４Ｂに与えて在線検知を行なうようにした点である。このような構成とすることにより、在線検知の信頼性を更に高めることができる。
【００３３】
実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６を図にもとづいて説明する。図１２は、実施の形態６の概略構成を示すブロック図である。この実施の形態は、受信機を列車に搭載し、送信機から軌道回路３に送信される信号を軌道回路上に在線する列車上において復調するようにしたものである。軌道回路３に送信されている信号は、信号受信手段５５を介して列車に搭載された受信機５に入力される。
受信機を構成する同期ＰＮ符号発生手段５０、同期捕捉手段５１、在線検知信号検出手段５２、データ復調手段５３、データＰＮ符号発生手段５４の機能はそれぞれ図１の同期ＰＮ符号発生手段２０、同期捕捉手段２１、在線検知信号検出手段２２、データ復調手段２３、データＰＮ符号発生手段２４の機能と同一であり、列車において軌道回路上の信号を受信した後は、図１に示す受信機２と同一の処理を行なうことにより軌道回路上に送信されたデータを取得する。
このような構成とすることにより、列車上においても地上に設置された送信機からスペクトル拡散変調されて送信されたデータを確実に復調することができる。
なお、同期捕捉用信号およびデータ信号を送信する周波数については、それぞれ同一の周波数を使用してもよいし、異なる周波数を使用してもよい。また、同期用あるいはデータ用ＰＮ符号を複数同時に送信する場合も、それぞれ同一周波数でもよいし、異なる周波数を使用してもよい。
【００３４】
【発明の効果】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、軌道回路に送信機、受信機を接続し、軌道回路上の列車在線の有無を検出すると共に、列車に対して信号を送信することができる軌道回路伝送装置において、送信機を、同期用疑似雑音（ＰＮ）符号を発生する同期用ＰＮ符号発生手段と、この同期用ＰＮ符号発生手段と同期をとって動作する伝送データ用ＰＮ符号発生手段と、同期用ＰＮ符号を送信する同期信号スペクトル拡散変調手段と、伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段とから構成し、受信機を、受信信号から同期用ＰＮ符号発生手段で発生するＰＮ符号を参照して同期用ＰＮ符号の受信強度と同期情報とを取り出す同期捕捉手段と、上記伝送データ用ＰＮ符号発生手段と同一のＰＮ符号を発生するデータＰＮ符号発生手段と、上記データＰＮ符号発生手段から発生されたＰＮ符号の符号位相を上記同期捕捉手段で得られた同期情報に一致させ、このＰＮ符号を参照信号として受信信号を逆拡散するスペクトル拡散復調およびデータ復調を行ない外部に出力するデータ復調手段とから構成したため、軌道回路を伝送路としたスペクトル拡散変調方式による信頼性の高い通信を実現することができる。
【００３５】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、軌道回路に送信機、受信機を接続し、軌道回路上の列車在線の有無を検出すると共に、列車に対して信号を送信することができる軌道回路伝送装置において、送信機を、在線検知用信号発生手段と、同期用ＰＮ符号発生手段と、この同期用ＰＮ符号発生手段と同期をとって動作する伝送データ用ＰＮ符号発生手段と、在線検知用信号を同期用ＰＮ符号で拡散して送信する同期信号スペクトル拡散変調手段と、伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段とから構成し、受信機を、受信信号から同期用ＰＮ符号発生手段で発生するＰＮ符号を参照して在線検知用信号と在線検知用信号の受信強度と同期用ＰＮ符号の同期情報とを取り出す同期捕捉手段と、上記伝送データ用ＰＮ符号発生手段と同一のＰＮ符号を発生するデータＰＮ符号発生手段と、上記データＰＮ符号発生手段から発生されたＰＮ符号の符号位相を上記同期捕捉手段で得られた同期情報に一致させ、このＰＮ符号を参照信号として受信信号を逆拡散するスペクトル拡散復調およびデータ復調を行ない外部に出力するデータ復調手段とから構成したため、この発明においても、軌道回路を伝送路としたスペクトル拡散変調方式による信頼性の高い通信を実現することができる。
【００３６】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記送信機の同期用ＰＮ符号発生手段から複数のＰＮ符号を発生させ、各ＰＮ符号を一定周期で順次切り替えて送信すると共に、受信機は、同期用ＰＮ符号の切替順序を捕捉して同期情報を取り出すようにし、複数の異なるＰＮ符号を周期的に切り替えて送信しているため、送信機固有のIDなどの付加的な情報を受信機に送ることができ、情報伝送をさらに有利にすることができる。
【００３７】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記送信機の同期用ＰＮ符号発生手段から複数のＰＮ符号を発生させ、各ＰＮ符号を可変周期で順次切り替えて送信すると共に、受信機は、同期用ＰＮ符号の切替順序を捕捉して同期情報を取り出すようにしたため、さらに複雑な情報を同期信号を使用して送信することができ、多様な情報の利用を可能にするものである。
【００３８】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記送信機が複数の同期用ＰＮ符号発生手段を有し、外部に複数の同期用ＰＮ符号を同時に送信し得るようにしたため、送信機の信号を複数の受信機で受信する場合などにおいて、個々の受信機に対してより優位な異なる送信条件を使用することにより受信機の利用効率、利用の多様性を高めることができる。
【００３９】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機が送信されたＰＮ符号を複数同時に復調して同期情報を取り出すようにし、異なる送信条件の同期信号を同時に受信して受信状態の判定に使用しているため、同期信号の信頼性をより高めることができる。
【００４０】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機がＰＮ符号周期より十分長い時間送信波を受信し、これを一度に観測して同期用ＰＮ符号または在線検知用信号の受信強度および同期情報を取り出すようにし、同期用ＰＮ符号の周期より十分長い時間観測した受信波を使用して同期判定を行なうものであるため、より雑音や妨害波に強い同期判定を行なうことができる。
【００４１】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記送信機が伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散変調して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段を複数備え、異なる伝送データ用ＰＮ符号を使用して、同時に異なるデータを送信するようにし、同期ＰＮ符号に同期したスペクトル拡散データを複数送信しているため、周波数利用効率を高めることができる。
【００４２】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機が伝送データ用ＰＮ符号発生手段およびこの伝送データ用ＰＮ符号発生手段で発生したＰＮ符号により受信信号を逆拡散して送信されたデータを取り出すデータ復調手段を複数備え、各復調手段が送信機より送信されたデータ用ＰＮ符号に対応した異なるＰＮ符号を使用して同時にデータを復調するようにしたため、伝送速度をさらに高めることができる。
【００４３】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、受信機で得られた同期用ＰＮ符号、または在線検知用信号の受信強度にもとづいて軌道回路上の列車の在線を判定する在線判定手段を設けたため、雑音、妨害波に強い在線検知性能を確保することができる。
【００４４】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機で得られた同期用ＰＮ符号、または在線検知用信号の受信強度と、送信機より送信されたデータが受信機で受信されていることを観測することにより軌道回路上の列車の在線を判定する在線判定手段を設け、スペクトル拡散変調された在線検知信号と、より複雑な変化をする信号データを抽出し、これらを照合するものであるため、在線検知の信頼性をより高めることができる。
【００４５】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、上記受信機でデータを取り出すデータ復調手段におけるスペクトル拡散復調の受信強度を観測し、この受信強度にもとづいて、あるいはこの受信強度と同期用ＰＮ符号、または在線検知用信号の受信強度とにもとづいて在線検知を行なう在線判定手段を設けたため、データもスペクトル拡散変調され、その受信強度が定義できるため、この信号を使用しても同様に在線検知が可能である。また、この情報を在線検知判定に追加することにより、在線検知の信頼性をさらに高めることができる。
【００４６】
この発明に係る軌道回路伝送装置は、また、軌道回路に送信機を接続すると共に、受信機を列車上に設け、軌道回路上の列車在線の有無を検出すると共に、列車に対して信号を送信することができる軌道回路伝送装置において、送信機を、同期用ＰＮ符号発生手段と、この同期用ＰＮ符号発生手段と同期をとって動作する伝送データ用ＰＮ符号発生手段と、同期用ＰＮ符号を送信する同期信号スペクトル拡散変調手段と、伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段とから構成し、受信機を、受信信号から同期用ＰＮ符号発生手段で発生するＰＮ符号を参照して同期用ＰＮ符号の受信強度と同期情報とを取り出す同期捕捉手段と、上記伝送データ用ＰＮ符号発生手段と同一のＰＮ符号を発生するデータＰＮ符号発生手段と、上記データＰＮ符号発生手段から発生されたＰＮ符号の符号位相を上記同期捕捉手段で得られた同期情報に一致させ、このＰＮ符号を参照信号として受信信号を逆拡散するスペクトル拡散復調およびデータ復調を行ない外部に出力するデータ復調手段とから構成したため、軌道回路に送信されている信号を取得する設備があれば、固定された受信機と同様にデータを受信することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１の異なる実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図３】 実施の形態１の更に異なる実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図４】 この発明の実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。
【図５】 実施の形態２の異なる実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図６】 この発明の実施の形態３の概略構成を示すブロック図である。
【図７】 この発明の実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。
【図８】 実施の形態４の異なる実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図９】 この発明の実施の形態５の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】 実施の形態５の異なる実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】 実施の形態５の更に異なる実施例の概略構成を示すブロック図である。
【図１２】 この発明の実施の形態６の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１ 送信機、 ２ 受信機、 ３ 軌道、 １０ 在線検知信号発生手段、 １１、２０ 同期ＰＮ符号発生手段、 １２、１７ 加算手段、 １３ 搬送波発生手段、 １４、１８ 変調手段、
１５、２４ データＰＮ符号発生手段、 １６ データ発生手段、
１９ 送信手段、 ２１ 同期捕捉手段、 ２２ 在線検知信号検出手段、
２３ データ復調手段。
Claims (13)
- 軌道回路に送信機、受信機を接続し、軌道回路上の列車在線の有無を検出すると共に、列車に対して信号を送信することができる軌道回路伝送装置において、送信機を、同期用疑似雑音（ＰＮ）符号を発生する同期用ＰＮ符号発生手段と、この同期用ＰＮ符号発生手段と同期をとって動作する伝送データ用ＰＮ符号発生手段と、同期用ＰＮ符号を送信する同期信号スペクトル拡散変調手段と、伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段とから構成し、受信機を、受信信号から同期用ＰＮ符号発生手段で発生するＰＮ符号を参照して同期用ＰＮ符号の受信強度と同期情報とを取り出す同期捕捉手段と、上記伝送データ用ＰＮ符号発生手段と同一のＰＮ符号を発生するデータＰＮ符号発生手段と、上記データＰＮ符号発生手段から発生されたＰＮ符号の符号位相を上記同期捕捉手段で得られた同期情報に一致させ、このＰＮ符号を参照信号として受信信号を逆拡散するスペクトル拡散復調およびデータ復調を行ない外部に出力するデータ復調手段とから構成したことを特徴とする軌道回路伝送装置。
- 軌道回路に送信機、受信機を接続し、軌道回路上の列車在線の有無を検出すると共に、列車に対して信号を送信することができる軌道回路伝送装置において、送信機を、在線検知用信号発生手段と、同期用ＰＮ符号発生手段と、この同期用ＰＮ符号発生手段と同期をとって動作する伝送データ用ＰＮ符号発生手段と、在線検知用信号を同期用ＰＮ符号で拡散して送信する同期信号スペクトル拡散変調手段と、伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段とから構成し、受信機を、受信信号から同期用ＰＮ符号発生手段で発生するＰＮ符号を参照して在線検知用信号と在線検知用信号の受信強度と同期用ＰＮ符号の同期情報とを取り出す同期捕捉手段と、上記伝送データ用ＰＮ符号発生手段と同一のＰＮ符号を発生するデータＰＮ符号発生手段と、上記データＰＮ符号発生手段から発生されたＰＮ符号の符号位相を上記同期捕捉手段で得られた同期情報に一致させ、このＰＮ符号を参照信号として受信信号を逆拡散するスペクトル拡散復調およびデータ復調を行ない外部に出力するデータ復調手段とから構成したことを特徴とする軌道回路伝送装置。
- 上記送信機は、同期用ＰＮ符号発生手段から複数のＰＮ符号を発生させ、各ＰＮ符号を一定周期で順次切り替えて送信すると共に、受信機は、同期用ＰＮ符号の切替順序を捕捉して同期情報を取り出すようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の軌道回路伝送装置。
- 上記送信機は、同期用ＰＮ符号発生手段から複数のＰＮ符号を発生させ、各ＰＮ符号を可変周期で順次切り替えて送信すると共に、受信機は、同期用ＰＮ符号の切替順序を捕捉して同期情報を取り出すようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の軌道回路伝送装置。
- 上記送信機は、複数の同期用ＰＮ符号発生手段を有し、外部に複数の同期用ＰＮ符号を同時に送信し得るようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項記載の軌道回路伝送装置。
- 上記受信機は、送信されたＰＮ符号を複数同時に復調して同期情報を取り出すようにしたことを特徴とする請求項５記載の軌道回路伝送装置。
- 上記受信機は、ＰＮ符号周期より十分長い時間送信波を受信し、これを一度に観測して同期用ＰＮ符号または在線検知用信号の受信強度および同期情報を取り出すようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項記載の軌道回路伝送装置。
- 上記送信機は、伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散変調して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段を複数備え、異なる伝送データ用ＰＮ符号を使用して、同時に異なるデータを送信するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項記載の軌道回路伝送装置。
- 上記受信機は、伝送データ用ＰＮ符号発生手段およびこの伝送データ用ＰＮ符号発生手段で発生したＰＮ符号により受信信号を逆拡散して送信されたデータを取り出すデータ復調手段を複数備え、各復調手段が送信機より送信されたデータ用ＰＮ符号に対応した異なるＰＮ符号を使用して同時にデータを復調するようにしたことを特徴とする請求項８記載の軌道回路伝送装置。
- 受信機で得られた同期用ＰＮ符号、または在線検知用信号の受信強度にもとづいて軌道回路上の列車の在線を判定する在線判定手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項記載の軌道回路伝送装置。
- 上記受信機で得られた同期用ＰＮ符号、または在線検知用信号の受信強度と、送信機より送信されたデータが受信機で受信されていることを観測することにより軌道回路上の列車の在線を判定する在線判定手段を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項記載の軌道回路伝送装置。
- 上記受信機でデータを取り出すデータ復調手段におけるスペクトル拡散復調の受信強度を観測し、この受信強度にもとづいて、あるいはこの受信強度と同期用ＰＮ符号、または在線検知用信号の受信強度とにもとづいて在線検知を行なう在線判定手段を設けたことを特徴とする請求項１０または請求項１１記載の軌道回路伝送装置。
- 軌道回路に送信機を接続すると共に、受信機を列車上に設け、軌道回路上の列車在線の有無を検出すると共に、列車に対して信号を送信することができる軌道回路伝送装置において、送信機を、同期用ＰＮ符号発生手段と、この同期用ＰＮ符号発生手段と同期をとって動作する伝送データ用ＰＮ符号発生手段と、同期用ＰＮ符号を送信する同期信号スペクトル拡散変調手段と、伝送データを伝送データ用ＰＮ符号でスペクトル拡散して送信する伝送データスペクトル拡散変調手段とから構成し、受信機を、受信信号から同期用ＰＮ符号発生手段で発生するＰＮ符号を参照して同期用ＰＮ符号の受信強度と同期情報とを取り出す同期捕捉手段と、上記伝送データ用ＰＮ符号発生手段と同一のＰＮ符号を発生するデータＰＮ符号発生手段と、上記データＰＮ符号発生手段から発生されたＰＮ符号の符号位相を上記同期捕捉手段で得られた同期情報に一致させ、このＰＮ符号を参照信号として受信信号を逆拡散するスペクトル拡散復調およびデータ復調を行ない外部に出力するデータ復調手段とから構成したことを特徴とする軌道回路伝送装置。
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