JP4248904B2 - 列車検知通信システム及び列車検知通信方法 - Google Patents
列車検知通信システム及び列車検知通信方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4248904B2 JP4248904B2 JP2003078505A JP2003078505A JP4248904B2 JP 4248904 B2 JP4248904 B2 JP 4248904B2 JP 2003078505 A JP2003078505 A JP 2003078505A JP 2003078505 A JP2003078505 A JP 2003078505A JP 4248904 B2 JP4248904 B2 JP 4248904B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spreading code
- code
- train
- signal
- transmission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、列車検知通信システム及び列車検知通信方法に係り、更に詳しくは、レール上で信号伝送を行うことにより、列車を検知するとともに、列車への信号伝送を行う列車検知通信システムの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
在線検知システムを用いれば、所定の区間内に列車が存在することを検知することができる。列車が走行するレールを所定の軌道区間に区切り、各軌道区間の一端に送信点を設け、多端に受信点を設けることにより、軌道区間の両端点間でレールを介して信号を伝送する軌道回路が形成される。このとき、隣接する軌道区間は、互いに絶縁される場合と、絶縁されることなく単に信号の送受信点が各軌道区間ごとに配置される場合とがある。レール上を列車が走行している場合、列車の車軸によって2本のレールが短絡されるため、列車が存在している軌道区間では、受信点における信号レベルが低下する。在線検知システムは、この信号レベルの変化に基づいて、軌道区間内における列車の在線検出を行っている。
【0003】
また、列車通信システムを用いれば、軌道区間内を走行している列車に対し、制御情報を伝送することができる。レール上の送信点から制御信号を送出し、この制御信号を列車に取り付けられたアンテナで受信することにより、走行中の列車に対し、レールを介して制御情報を伝達することができる。この種の列車通信システムは、自動列車制御(ATC:Auto Train Control)などに利用されている。
【0004】
この様な列車検知システム、列車通信システムにおいて、耐ノイズ特性を向上させるため、スペクトル拡散通信方式を導入したシステムが従来から提案されている。例えば、特許文献1には、スペクトル拡散通信方式を採用した列車通信システムが開示され、特許文献2には、スペクトル拡散通信方式を採用した列車検知通信システムが開示されている。
【0005】
スペクトル拡散方式を導入した列車検知システムの場合、送信側では、拡散符号を用いて生成されたスペクトル拡散符号をレール上の送信点から送出している。受信側では、レール上の受信点で受信されたスペクトル拡散符号に対し、送信側と同じ拡散符号を用いて逆拡散を行うことにより、軌道区間を流れる信号レベルを検出し、列車の在線判定を行っている。なお、拡散符号は、予め送信側から受信側へ伝送される。
【0006】
スペクトル拡散方式を導入した列車通信システムの場合、送信側では、列車への伝送情報について拡散符号を用いた拡散処理を行い、生成されたスペクトル拡散符号をレール上の送信点から送出している。列車側では、列車に取り付けられたアンテナで受信されたスペクトル拡散符号に対し、送信側と同じ拡散符号を用いて逆拡散を行うことにより、元の情報を復元して列車制御に利用している。
【0007】
特許文献1では、各伝送情報ごとに異なる符号を用いて拡散処理を行い、生成された拡散符号を多重化してレールへ送出することにより、伝送情報量を増大させている。また、特許文献2では、全ての伝送情報に対し異なる拡散符号を予め対応づけておき、送信側では伝送したい情報に対応する拡散符号を拡散符号群から選択してレールに送信している。
【0008】
【特許文献1】
特開2002−220053号
【0009】
【特許文献2】
特許第3118069号
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1において伝送情報量を増大させようとすれば、多重化数を増やすか、あるいは、拡散符号の符号レートを上げる必要がある。しかしながら、それぞれの場合について、以下のような問題があり、伝送情報量を増大させることは容易ではなかった。
【0011】
多重化信号の送信電力は、多重化された信号数の比例する。例えば、10本の信号を多重化した場合、送信電力は10倍になる。送信電力が大きくなると、信号はレール上をより遠くまで伝搬するため、隣接する軌道区間が絶縁されていない無絶縁軌道回路の場合、他の軌道区間に妨害を与えるという問題がある。特に、既存設備と併用する場合に問題となる。逆に、送信電力を多重化前と同じレベルに抑えた場合、多重化された各信号ごとの電力レベルは小さくなる。例えば、10多重では1信号当たりの電力は1/10となる。そのため、S/N(Signal to Noise ratio)が劣化し、通信品質が低下するという問題が生ずる。
【0012】
また、符号レートを上げた場合、拡散後の信号帯域幅も広がる。ところが、伝送線路は、列車用の2本のレールであり、信号伝送が可能な帯域幅は限られている。このため、符号レートを上げることによって伝送情報量を上げるには限界がある。例えば、20kHzまでしか伝送できないレールもある。
【0013】
一方、特許文献2において伝送情報量を増大させようとすれば、拡散符号の種類を増やすか、あるいは、拡散符号の符号レートを上げる必要がある。符号レートを上げる問題については上述した通りである。また、拡散符号の種類を増やす場合には次のような問題があり、伝送情報量を増大させることは容易ではなかった。
【0014】
受信側では、受信信号がどの拡散符号を用いて生成された拡散符号であるのかを検出する必要がある。受信信号と拡散符号の照合はマッチドフィルタを用いて行われる。受信信号を全ての拡散符号と照合するために、各拡散符号ごとのマッチドフィルタが設けられ、1つの受信信号に対し、1つのマッチドフィルタのみが反応すれば、拡散符号が特定できる。ところが、各拡散符号の相互相関が大きいと、所望のマッチドフィルタ以外のマッチドフィルタが受信信号に反応し、誤った制御信号を復調してしまう。このため、相互相関特性の低い符号系列を使用する必要がある。
【0015】
ところが、拡散符号の相互相関が小さく、かつ、マッチドフィルタを用いて容易に受信符号を検出できる符号系列は非常に少ない。例えば、系列数の比較的多いGOLD系列を用いた場合、系列数を多くすると相互相関が悪くなり、マッチドフィルタで別のGOLD系列と誤認識するという問題がある。
【0016】
また、相互相関を低く抑えるために直交系列を用いた場合、同期点以外のタイミングでの相互相関と自己相関特性が共に悪くなる。自己相関特性が悪いと、受信した拡散符号について同期を取ることができず、マッチドフィルタがいつ反応するのかが不明となる。また、同期点以外での相互相関が悪いと、同期点以外のタイミングにおいてもマッチドフィルタが間違った出力を出すという問題が生ずる。
【0017】
さらに、特許文献2では、伝送情報としての制御信号に拡散符号が1対1に対応しているため、制御をきめ細かくしたい場合、制御信号が増大し、多くの拡散符号が必要となる。例えば、16通りの速度制御を行う場合であれば、16種類の拡散符号が必要である。そこに、2通りの別の制御信号を追加したい場合、全ての組合わせは2×16=32となり、32種類の拡散符号が必要となる。つまり、特許文献2では、伝送情報の種類に応じて、拡散符号が必要になるという問題がある。
【0018】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、伝送効率を向上させることができる列車検知通信システム及び列車検知通信方法を提供することを目的とする。特に、送信信号の総電力を増大させることなく、あるいは、通信品質を低下させることなく、伝送効率を向上させた列車検知通信システム及び列車検知通信方法を提供することを目的とする。
【0019】
また、本発明は、通信品質を向上させることができる列車検知通信システム及び列車検知通信方法を提供することを目的とする。特に、送信信号の総電力又はピーク電圧を増大させることなく、通信品質を向上させた列車検知通信システム及び列車検知通信方法を提供することを目的とする。
【0020】
さらに、本発明は、伝送誤り率を向上させることができる列車検知通信システム及び列車検知通信方法を提供することを目的とする。特に、受信信号の同期を容易に補足することができ、かつ、伝送誤り率を向上させた列車検知通信システム及び列車検知通信方法を提供することを目的とする。
【0021】
【課題を解決するための手段】
本発明による列車検知通信システムは、レール上の送信点へ送信信号を送出する信号送信装置と、レール上の受信点から上記送信信号を受信し、列車の在線を検知する列車検知装置と、列車上で上記送信信号を受信する列車通信装置とを備えた列車検知通信システムに関し、以下のように構成される。
【0022】
信号送信装置が、送信データを所定ビット長の符号語に区分し、符号語ごとに第1拡散符号に変換し、拡散符号列を生成する符号変換手段と、第2拡散符号を巡回させ、第1拡散符号と同期した巡回拡散符号を生成する符号発生手段と、拡散符号列及び巡回拡散符号を合成して送信信号を生成する信号合成手段とを有する。また、列車検知装置が、受信信号から第2拡散符号を検出する符号検出手段と、第2拡散符号の検出タイミングに基づいて第1拡散符号を抽出する符号抽出手段と、抽出された第1拡散符号を送信データに変換するデータ変換手段とを有する。そして、第2拡散符号は、第1拡散符号よりも周期の長い拡散符号からなり、上記信号合成手段は、巡回拡散符号よりも電力の大きな拡散符号列を巡回拡散符号と合成する手段であって、符号変換手段及び符号発生手段の出力を直交合成して送信信号を生成する。
【0023】
この様な構成により、送信データを所定ビット長ごとに符号変換することができ、第1拡散符号の種類を抑制することができる。このため、第1拡散符号の符号長を抑制し、伝送効率を向上させることができる。一般に、使用する拡散符号の種類が増大すれば、符号長の長い拡散符号を使用しなければならないため、1符号語あたりの伝送時間が長くなり、伝送効率が低下する。これに対し、例えば、符号語のビット長を送信データ(制御信号)のビット長よりも短くすれば、必要とされる第1拡散符号の種類を減少させ、その符号長を短くして伝送効率を向上させることができる。
【0024】
また、第1拡散符号に同期して第2拡散符号を巡回させ、第1拡散符号からなる拡散符号列と合成している。このため、列車検知装置では、第2拡散符号への同期をとれば、第1拡散符号に対し同期をとる必要がない。つまり、第1拡散符号は、その自己相関特性が問題とされず、第1拡散符号として、例えば、理論上の相互相関特性がゼロである直交符号を使用することができる。従って、受信信号への同期を容易に補足することができるだけでなく、大きなS/Nを確保することができるので、ノイズ耐性を向上させ、伝送誤り率を低減することができる。
【0025】
また、第2拡散符号の周期が第1拡散符号よりも長い場合、拡散符号列に比べ、巡回拡散符号の電力を低減することができる。従って、送信信号の総電力に対する拡散符号列の電力の割合を大きくすることができる。すなわち、送信電力を増大させることなく、S/Nを向上させることができる。さらに、信号合成手段が、符号変換手段及び符号発生手段の出力を直交合成して送信信号を生成するように構成されるので、拡散符号列及び巡回拡散符号の搬送波位相を直交させ、送信信号のピーク電圧を低減することができる。このため、ピーク電圧を増大させることなく、拡散符号列の電力を増大させ、S/Nを向上させることができる。
【0026】
また、本発明による列車検知通信システムは、第2拡散符号が、送信点及び受信点が配置された軌道区間ごとに予め定められた拡散符号からなる。この様な構成により、列車検知装置において、第2拡散符号に基づき、軌道区間ごとの送信データを識別することができる。
【0027】
また、本発明による列車検知通信システムは、符号変換手段が、送信データを符号語に区分する際、最後の符号語中の空きビットに次の送信データの一部を割り当てるように構成される。この様な構成により、異なる送信データの一部を組み合わせて、第1拡散符号に変換することができ、伝送効率を向上させることができる。
【0029】
また、本発明による列車検知通信システムは、上記列車検知装置が、直交検波手段を有し、符号抽出手段が、第2拡散符号の受信位相に基づいて、受信信号を移相回転させて第1拡散符号を抽出する様に構成される。直交検波により複素数としての受信信号が得られ、第2拡散符号が実部(又は虚部)となるように位相を回転させれば、その虚部(又は実部)として、第2拡散符号が除去された受信信号が得られる。従って、逆拡散処理における誤りを低減し、伝送誤り率を低減することができる。
【0030】
また、本発明による列車検知通信システムは、列車通信装置が、受信信号から第2拡散符号を検出する符号検出手段と、第2拡散符号の検出タイミングに基づいて第1拡散符号を抽出する符号抽出手段と、抽出された第1拡散符号を送信データに変換するデータ変換手段を有する。この様な構成により、列車通信装置においても、列車検知装置の場合と同様の作用効果が得られる。
【0031】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による列車検知通信システムの一構成例を示したブロック図である。この列車検知通信システムは、信号送信装置1、列車検知装置2及び列車通信装置3により構成される。信号送信装置1及び列車検知装置2は、固定的に設置されている。列車通信装置3は、レールRa上を走行する列車Trに搭載されている。
【0032】
レールRaは軌道区間に区分されており、図1は、1つの軌道区間が示されている。隣接する軌道区間は、互いに無絶縁、有絶縁のいずれであってもよい。各軌道区間内には、信号送信装置1が接続された送信点P1と、列車検知装置2が接続された受信点P2とが、互いに離れた位置に設けられている。信号送信装置1から送信信号は、送信点P1からレールRaへ送出され、受信点P2で列車検知装置2により受信される。
【0033】
なお、送信信号はレールRaの右方向及び左方向の両方に伝搬する。図1では、送信点P1の右方向のみに受信点P2が配置された例が示されているが、左右両方向に受信点P2を設置することもできる。その場合には、1台の信号送信装置1と2台の列車検知装置2によって、2つの軌道区間をカバーすることができる。
【0034】
列車検知装置2は、この受信信号に基づいて、軌道区間内における列車Trの在線を検知するとともに、当該システムの故障診断を行っている。また、列車通信装置3は、レールを介して当該送信信号を受信している。この受信信号は、例えばATCの制御信号として利用される。各装置1〜3の構成及び動作について以下に説明する。
【0035】
<信号送信装置>
図2は、図1の信号送信装置1の一構成例を示したブロック図である。この信号送信装置1は、データ生成器101と、シリアル/パラレル変換器(S/P変換器)102と、符号変換器103と、第1拡散符号記憶部104と、符号発生器105と、レベル調整器106と、合成器107と、送信器108とにより構成される。
【0036】
データ生成器101は、送信データを生成している。この送信データは、列車検知装置2又は列車通信装置3へ伝送されるデータであり、シリアルデータとして連続的に生成される。このシリアルデータは、レールRaを用いない通常の通信回線を介して列車検知装置2へ出力される。また、シリアル/パラレル変換器102へ順次に入力され、パラレルデータに変換される。このシリアル/パラレル変換器102は、入力信号を予め定められたビット単位で区切り、所定ビット長のパラレルデータを順次に出力している。
【0037】
符号変換器103は、このパラレルデータをPN(Pseudo Noise)信号である第1拡散符号に変換している。この符号変換は、第1拡散符号記憶部104に格納された第1拡散符号のいずれかを選択することにより行われる。第1拡散符号記憶部104には、複数の第1拡散符号からなる拡散符号群が予め格納されている。これらの第1拡散符号は、いずれも同一の符号長を有し、それぞれがパラレルデータに1対1に対応づけられている。従って、符号語としてのパラレルデータに基づいて、いずれか1つの第1拡散符号を選択することができる。
【0038】
例えば、パラレルデータが4ビット長の場合、4ビットのデータは0から15までの数値からなる。このため、第1拡散符号記憶部104に予め16種類の第1拡散符号を格納しておき、各第1拡散符号に番号0から15まで割り付けておけば、入力されたパラレルデータを第1拡散符号に対応づけることができる。符号変換器103は、この様にして入力されたパラレルデータを第1拡散符号に順次に変換して拡散符号列を生成し、合成器107へ出力する。
【0039】
符号発生器105は、予め定められたPN信号である第2拡散符号を巡回的に発生させている。この第2拡散符号は、第1拡散符号記憶部104に格納されている拡散符号とは別の符号であるが、符号変換器103から出力される第1拡散符号と、符号発生器105から出力される第2拡散符号は、同期がとれているものとする。
【0040】
ここで、同期がとれているとは、第1及び第2拡散符号のスタートビットが一致していることを意味する。拡散符号のスタートビットとは、第1拡散符号の場合、第1拡散符号記憶部104に格納された各第1拡散符号の先頭を意味する。一方、巡回的に発生される第2拡散符号のスタートビットとは、スタートビットとして受信側(列車検知装置2又は列車通信装置3)と予め申し合わせてあるビットタイミングである。例えば、メモリ上に予め記憶させた第2拡散符号の最初のビットから順に読み出し、最後まで読み出すと上記最初のビットに戻るという方法で、巡回的に拡散符号を生成する場合であれば、メモリ上の最初のビットがスタートビットとなる。受信側でも同じデータを予め記憶していれば、スタートビットを申し合わせたことになる。
【0041】
なお、第2拡散符号の周期は、第1拡散符号の周期と同一又は整数倍(2倍以上)であるものとする。つまり、両者のチップレートが同一であれば、第2拡散符号の符号長は、第1拡散符号の符号長と同一又は整数倍(2倍以上)になっている。このため、第2拡散符号の符号長を第1拡散符号の整数倍にした場合、両者の同期がとれているとは、全ての第2拡散符号のスタートビットが、いずれかの第1拡散符号のスタートビットのタイミングと一致していることを意味する。
【0042】
符号発生器105で生成された巡回拡散符号は、レベル調整器106を介して合成器107に入力される。このレベル調整器106は、合成器107に入力される拡散符号列及び巡回拡散符号に所定の電力差を設けるために、巡回拡散符号の信号レベルを予め定められた値に調整している。この電力差については更に後述する。
【0043】
合成器107は、レベル調整後の巡回拡散符号と拡散符号列とを合成し、合成信号を出力している。この合成処理は、加算合成であってもよいが、直交合成である方が望ましい。すなわち、合成器107として直交変調合成器を採用し、位相が90°異なる搬送波を用いて、レベル調整後の巡回拡散符号と拡散符号列を変調することが望ましい。
【0044】
直交合成を行う場合と、直交でない合成を行う場合を比較すれば、合成信号のピーク電圧に差が生じ、直交合成の方がピーク電圧がより低くできる。この種の列車検知通信システムでは、送信信号のピーク電圧の上限が規定されるため、直交合成を採用すれば、送信信号のピーク電力を増大させることなく、1信号当たりの電力を増大させることができ、通信品質を向上させることができる。従って、合成器107において、加算合成を行うよりも直交合成を行う方が望ましい。
【0045】
送信器108は、合成器107からの出力信号をレールRa上に送出するための適切な電力レベルに増幅し、インピーダンス整合を取った後、送信信号を送信点P1へ送信する。レールRaへの物理的な接続は通常のマッチングトランスを介してレールRaの両端に信号線が接続される。
【0046】
<列車検知装置>
図3は、図1の列車検知装置2の一構成例を示したブロック図である。この列車検知装置2は、受信器201と、第2拡散符号検出器202と、第1拡散符号抽出器203と、データ変換器204と、パラレル/シリアル変換器(P/S変換器)205と、比較器206と、レベル判定器207とにより構成される。
【0047】
信号送信装置1から送信点P1へ送出され、レールRaを伝搬し、受信点P2に達した信号は受信器201により受信される。受信器201は、レールとインピーダンス整合を取り、レールを流れる信号を効率良く受信するととともに、信号レベルを増幅する。更に、周波数変換により搬送波を除去し、ベースバンド信号に変換する。この過程は通常のデジタル変調信号からデジタル信号を取り出す過程と同様である。受信器201の出力は、第2拡散符号検出器202及び第1拡散符号抽出器203に供給される。
【0048】
第2拡散符号検出器202は、受信信号中の第2拡散符号を検出し、同期パルスを第1拡散符号抽出器203へ出力している。また、同期点における相関値をレベル判定器207へ出力している。この第2拡散符号検出器202は、受信信号の第2拡散符号に対する相関を求める相関器、例えば、デジタルマッチドフィルタを用いて構成される。
【0049】
デジタルマッチドフィルタ内の参照符号レジスタには、予め第2拡散符号が格納されている。受信信号を受信符号レジスタへ順次に入力していくと、参照符号と受信符号が一致した場合にのみ、デジタルマッチドフィルタは鋭いパルスを発生する。この鋭いパルスを整形して、同期パルスとして第1拡散符号抽出器203へ出力する。また、この鋭いパルスのレベルを同期点の相関値レベルとして、レベル判定器207に出力する。
【0050】
レベル判定器207は、第2拡散符号検出器202から出力される相関値レベルを所定の判定レベル(閾値)と比較し、相関値レベルの判定を行っている。列車Trが軌道区間内に入り、両側のレールを車輪で短絡すると、送信点P1から受信点P2への信号の伝達レベルが低下し、受信信号レベルが低下する。このため、受信信号を構成している第2拡散符号のレベルも低下し、第2拡散符号検出器202の出力レベルが低下する。このレベル低下をレベル判定器207において判別する。例えば、列車Trが在線している場合と在線していない場合のそれぞれの第2拡散符号検出器202の出力レベルの中間の値が判定レベルとして予め決定される。
【0051】
第1拡散符号抽出器203は、第2拡散符号検出器202から同期パルスが出力されるタイミングに基づいて第1拡散符号の抽出を行っている。この符号抽出は、同期パルスの出力タイミングを先頭とする第2拡散符号の1周期分の受信信号に含まれている第1拡散符号を切り出す処理である。抽出された第1拡散符号は、データ変換器204へ出力される。
【0052】
第1拡散符号と第2拡散符号の符号長が異なる場合、第2拡散符号検出器202から同期パルスが出力されるごとに複数の第1拡散符号が抽出される。例えば、第1拡散符号長が第2拡散符号長のn倍(nは2以上の整数)であれば、第1拡散符号抽出器203は、1つの同期パルスの出力により、第1拡散符号長ごとの切り出しを繰り返し、n個の第1拡散符号をデータ変換器204へ順次に供給する。
【0053】
ここでは、第1拡散符号長と第2拡散符号長が、列車検知通信システムごとに予め決定され、信号送信装置1、列車検知装置2及び列車通信装置3それぞれに予め与えられているものとする。なお、列車検知通信システムの動作中に、第1拡散符号長と第2拡散符号長を動的に変更させる場合には、別途、各装置1〜3に第1拡散符号長と第2拡散符号長を変更する手段を設ければよい。
【0054】
データ変換器204は、抽出された第1拡散符号を元の送信データ(パラレルデータ)に変換している。すなわち、抽出された拡散符号を符号変換器103における第1拡散符号のいずれかに分類し、更に、分類された第1拡散符号が1対1に対応づけられたパラレルデータへ変換する。この分類処理は、抽出された拡散符号を、符号変換器103の選択肢である全ての第1拡散符号と照合し、どの拡散符号に一致するのかを判別することにより行われる。
【0055】
データ変換器204は、例えば、符号変換器103において選択可能な第1拡散符号ごとのデジタルマッチドフィルタにより構成することができる。各デジタルマッチドフィルタは、対応する第1拡散符号が参照レジスタに予めセットされ、第1拡散符号抽出器203において抽出された拡散符号が入力レジスタへ順次にセットされる。同じ抽出符号が全デジタルマッチドフィルタにセットされると、抽出された拡散符号と、参照レジスタの拡散符号とが一致するデジタルマッチドフィルタのみがパルスを発生する。このため、抽出された拡散符号が、どの第1拡散符号であったのかが判別でき、符号変換器103において、その第1拡散符号が割り当てられた番号としてパラレルデータが得られる。
【0056】
パラレル/シリアル変換器205は、データ変換器204から出力されるパラレルデータを順次にシリアルデータに変換することにより、連続的なシリアルデータを生成し、比較器206へ出力している。この変換処理は、信号送信装置1のシリアル/パラレル変換器102における変換処理と逆の処理であり、元のシリアルデータが復元される。
【0057】
比較器206は、信号送信装置1においてデータ生成器101により生成されたシリアルデータと、パラレル/シリアル変換器205から出力されるシリアルデータを比較し、その一致、不一致を判定している。列車Trが軌道区間内に在線していない場合、データ生成器101で生成されたデータが、パラレル/シリアル変換器205から出力されるため、これらが一致することを比較器206において確認することができる。
【0058】
上述した通り、列車Trが軌道区間内に在線しているか否かはレベル判定器207により検知される。このため、列車Trが軌道区間内に在線していない場合に、比較器206において一致と判定されると、機器が正常に動いていることを確認することができ、レベル判定器207により判定結果の信頼性を向上させることができる。
【0059】
また、列車Trの在線により信号レベルが低下すると、比較器206において不一致と判定される。このため、比較器206において一致を確認できないことから列車Trが在線していると判定することもできる。但し、レベル判定器207が非在線と判定している場合に、比較器206が一致と判定しない場合には、機器の故障と判断される。
【0060】
<拡散符号>
ここで、第1拡散符号及び第2拡散符号について説明する。第1拡散符号は送信データに対応する拡散符号であり、第2拡散符号は軌道区間に対応する拡散符号である。第2拡散符号検出器202は、第2拡散符号を検出することにより、受信信号との同期をとっている。このため、第2拡散符号として自己相関特性の良好な符号が用いられる。これに対し、第1拡散符号は、第2拡散符号と同期がとれていることから、その自己相関特性は問題とされず、相互相関の良好な拡散符号群が用いられる。
【0061】
第2拡散符号検出器202において同期点を精度よく検出するためには、第2拡散符号として、自己相関の低い拡散符号が必要とされる。例えば、符号位相差がゼロの相関値が最も大きく、その他の符号位相では相関値が符号位相差がゼロの相関値の半分以下程度に抑えられる自己相関特性を有する符号が用いられる。この様な性質をもつ符号として、直交GOLD系列や直交M系列がある。これらの系列はアダマール系列符号の整数倍の符号長を持つ符号系列が存在するので、この装置には適している。
【0062】
データ変換器204において精度よく符号判別を行うためには、第1拡散符号として、相互相関がゼロのタイミングを持つ直交符号を用いるのが望ましい。この様な特徴を持つ直交符号として、例えば、ウォルッシュ−アダマール系列符号がある。この様な符号を第1拡散符号に用いた場合、データ変換器204において、相互相関がゼロとなるタイミングで符号判別を行えるように、第1拡散符号抽出器203における第1拡散符号の抽出タイミング、つまり、第2拡散符号検出器202からの同期タイミングを調整する必要がある。
【0063】
第1拡散符号と第2拡散符号の同期がとれていれば、列車検知装置2において、第2拡散符号への同期タイミングに基づいて第1拡散符号を抽出することによって、データ変換器204において、相互相関がゼロとなるタイミングで符号判別を行うことができる。
【0064】
また、第2拡散符号検出器202における同期補足性能は、第2拡散符号の符号長が長くなるに従って向上する。このため、第2拡散符号の符号長を長くすることによって、受信側における同期補足性能を低下させることなく、その電力を小さくすることができる。例えば、第2拡散符号の符号長を4倍にしたとすれば、その電力を1/4にしても、同じ同期補足性能を維持することができる。
【0065】
このため、第2拡散符号長を長くすることにより、レベル調整器106が、合成器107において合成される巡回拡散符号と拡散符号列について電力差を設けて、送信信号の総電力に占める拡散符号列の電力の割合を大きくすることができる。従って、送信電力を増大させることなく、S/Nを向上させることができる。なお、少なくとも第2拡散符号長を第1拡散符号長よりも長くすることにより、2つの送信データを多重化した場合の各送信データ当たりの電力に比べて、拡散符号列(送信データ)の電力を大きくすることができる。
【0066】
<第2拡散符号検出器202>
図4は、図3の第2拡散符号検出器202の一構成例を示したブロック図である。この第2拡散符号検出器202は、相関器501と、パルス発生器502と、レベル検出器503とにより構成される。
【0067】
相関器501は、受信器201から入力される受信信号について、入力された予め与えられた第2拡散符号との相関値を求めている。この相関器501は、入力レジスタ504と、相関演算器505と、参照レジスタ506により構成されるデジタルマッチドフィルタである。入力レジスタ504は、受信信号が順次に入力されるシフトレジスタであり、1ビットが入力されるごとに、全データが1ビットずつ右へシフトする。一方、参照レジスタ506には、507が先頭ビット、508が最終ビットとなる様に右から左の順に第2拡散符号が予め格納されている。ここでは、第2拡散符号長が16ビットの場合が示されている。
【0068】
相関演算器505は、入力レジスタ504に受信信号が入力されるごとに、入力レジスタ504及び参照レジスタ506の相関値を演算により求め、レベル検出器503及びパルス発生器502へ出力している。先に説明したような自己相関特性を持つ符号を第2拡散符号に使用すれば、シフトレジスタの一番右端に先頭ビットが到達したタイミングのみにおいて、相関演算器505から高い相関値が出力される。
【0069】
パルス発生器502は、この相関値について閾値判定を行って、相関値が閾値を越えた場合にのみパルス波を発生させ、同期パルスとして第1拡散符号抽出器203へ出力する。この閾値は最大の相関値の50%程度の値に予め設定される。レベル検出器503も、上記相関値について同様の閾値判定を行って、閾値を越えた相関値を相関値レベルとしてレベル判定器207へ出力する。ただし、第2拡散符号の周期以上にわたって相関値が閾値を超えない場合には、その周期内における最大の相関値を相関値レベルとして出力する。
【0070】
なお、同期パルスの発生タイミングと、後述する第1拡散符号抽出器203における相関演算器505による相関値演算との間に、タイムラグがある場合には、このタイムラグがキャンセルされるように、第2拡散符号検出器202の参照レジスタ506に格納される第2拡散符号の配列順序を適宜調節すればよい。具体的には、第2拡散符号をローテートシフトさせて格納すれば、シフト量に対応するタイムラグをキャンセルすることができる。
【0071】
<第1拡散符号抽出器203>
図5は、図3の第1拡散符号抽出器203の一構成例を示したブロック図である。この第1拡散符号抽出器203は、シフトレジスタ511と、符号抽出メモリ512〜515と、切替スイッチ516により構成される。
【0072】
シフトレジスタ511は、受信器201から受信信号が順次に入力されるシフトレジスタであり、1ビットが入力されるごとに、全データが1ビットずつ下へシフトする。符号抽出メモリ512〜515は、第2拡散符号検出器202から同期パルスに基づいて、シフトレジスタ511内の受信信号から第1の拡散符号を切り出し、それぞれを一時記憶する記憶手段である。
【0073】
ここでは、第1拡散符号長が4ビット、第2拡散符号長が16ビットの場合が示されており、各符号抽出メモリ512〜515がそれぞれ4ビット、シフトレジスタ511が16ビットからなる。また、第2拡散符号長は第1拡散符号長の4倍であり、第2拡散符号の1周期から4個の第1拡散符号が切り出されることから、4個の符号抽出メモリ512〜515が設けられている。
【0074】
第1拡散符号及び第2拡散符号は同期がとれているため、第2拡散符号の先頭ビットと、第1拡散符号の先頭ビットは一致している。また、同期パルスが入力された時点で、シフトレジスタ511には、第2拡散符号の1周期分が先頭ビットから順に格納されている。このため、同期パルスに基づいて、シフトレジスタ511に格納されているデータを先頭ビットから順に第1拡散符号長ごとに切り出せば、4個の第1拡散符号を抽出することができる。この様にして抽出された4個の第1拡散符号が、それぞれ符号抽出メモリ512〜515に格納される。
【0075】
切替スイッチ516は、符号抽出メモリ512〜515を順に読み取り、抽出された第1拡散符号として順次にデータ変換器204へ出力する。
【0076】
第1拡散符号には、相互相関の低い、若しくは、理論的にゼロとなる符号が用いられる。例えば、ウォルッシュ−アダマール系列が用いられる。このような系列は、自己相関特性が必ずしも良くないため、同期点以外でも高い相関値を持っている。このため、同期をとらずに受信信号を順次にデータ変換器204へ入力したとすれば、非同期点において別の第1拡散符号であると誤認識され、誤変換されるという問題が生じる。しかしながら、この列車検知装置2では、第2拡散符号の同期パルスに基づいて同期をとることにより、第1拡散符号の自己相関特性が悪いことによる影響を排除している。この結果、第1拡散符号の良好な相互相関特性により、データ変換器204における誤変換を低減することができ、伝送誤りを減らして通信品質を向上させることができる。
【0077】
<列車通信装置>
図6は、図1の列車通信装置3の一構成例を示したブロック図である。この列車通信装置3は、受信アンテナ301と、復調器302と、第2拡散符号検出器303と、レベル判定器304と、第1拡散符号検出器305と、データ変換器306と、パラレル/シリアル変換器(P/S変換器)307により構成される。
【0078】
レールRaに流れる信号は、列車Trに取り付けられた受信アンテナ301で受信される。受信アンテナ301で受信された受信信号は、復調器302で復調される。復調器302における処理は、通常のデジタル変調信号からデジタル信号を取り出す処理と同様である。復調器302の出力は、第2拡散符号検出器303及び第1拡散符号抽出器305に供給される。
【0079】
第2拡散符号検出器303、レベル判定器304、第1拡散符号抽出器305、データ変換器306、パラレル/シリアル変換器307は、列車検知装置2の対応する構成部分と同様に接続され、同様の動作を行っている。このため、レベル判定器304から相関レベルの判定結果が出力され、パラレル/シリアル変換器307からシリアルデータが出力される。この様にして、信号送信装置1のデータ生成器101において生成されたシリアルデータが、列車Tr上の列車通信装置3において得られ、このシリアルデータを用いて列車Trの制御が行われる。
【0080】
本実施の形態によれば、信号送信装置1において、シリアル/パラレル変換器102が、送信データを所定ビット長ごとに区分して符号語に変換し、符号変換器103が、各符号語を第1の拡散符号に変換している。このため、送信データの種類が増大したとしても、第1拡散符号の種類が増大しない。つまり、第1拡散符号の符号長を短くすることができるとともに、第1拡散符号として相互相関の良好な符号を用いることができる。従って、伝送効率を向上させることができる。
【0081】
また、本実施の形態によれば、信号送信装置1において、符号変換器103が、第1拡散符号に同期して第2拡散符号を巡回させ、合成器107が、この巡回拡散符号と、第1拡散符号からなる拡散符号列とを合成している。このため、列車検知装置2及び列車通信装置3において、第2拡散符号への同期をとれば、第1拡散符号に対し同期をとる必要がない。
【0082】
つまり、第1拡散符号は、その自己相関特性が問題とされず、第1拡散符号として相互相関特性の良好な符号を使用することができる。このため、受信側において受信信号への同期を容易に補足することができるとともに、大きなS/Nを確保することができる。従って、ノイズ耐性を向上させ、伝送誤り率を低減することができる。
【0083】
また、本実施の形態によれば、第2拡散符号を第1拡散符号よりも周期の長い拡散符号とし、信号送信装置1において、レベル調整器106が巡回拡散符号の電力を調整し、合成器107が、巡回拡散符号に比べて電力の大きな拡散符号列を巡回拡散符号と合成している。このため、送信信号の総電力に対する拡散符号列の電力の割合を大きくし、送信電力を増大させることなく、S/Nを向上させることができる。
【0084】
また、本実施の形態によれば、合成器107が、巡回拡散符号と、拡散符号列とを直交変調して送信信号を生成している。このため、ピーク電圧を増大させることなく、拡散符号列の電力を増大させ、S/Nを向上させることができる。
【0085】
実施の形態2.
本実施の形態では、信号送信装置1の符号変換器103において、第1拡散符号を選択する際、送信データのフレーム構成とは独立して第1拡散符号を選択させる動作について説明する。このような処理を行うことにより、送信データのフレーム間にギャップによる遅延を発生させず、高速なデータ伝送を行うことができる。
【0086】
図7は、本発明の実施の形態2による処理について説明するための図である。図中の(a)には、シリアル/パラレル変換器102における動作の一例が示され、(b)には第1拡散符号記憶部104に格納されているデータの一例が示されている。
【0087】
各ビットデータ601〜612は、送信データとしてのシリアルデータの構成要素であり、複数のビットデータからなるフレームに区分されている。例えば、所定ビットごとにフレームに区分され、1フレームが1つの制御信号に対応している。ここでは、ビットデータ601を先頭ビット、ビットデータ610を最終ビットとして、ビットデータ601〜610により1フレームを構成しているものとする。また、ビットデータ611,612,…は次のフレームを構成しているものとする。
【0088】
符号語621〜623は、シリアル/パラレル変換器102により得られるパラレルデータ、符号番号630〜632は、第1拡散符号に割り当てられた番号であり、それぞれ第1拡散符号640〜642に予め対応づけられている。なお、図7の(b)では、3本の第1拡散符号640〜642のみを示し、その他は省略している。先の2進数4ビットの例では、16本の第1拡散符号が必要となる。
【0089】
データ生成器101により生成されたデータビット601〜612は、シリアル/パラレル変換器102において、例えば、4ビット単位に区切られ、4ビットの符号語621〜623に変換される。データビット601〜612が、2進数であれば、符号語621〜623は16通りのビット列の組合わせが存在し、2進数の4ビットを0から15までの数値として読むことができる。
【0090】
符号語621〜623で示される数値は、符号番号630〜632のいずれかに対応し、符号番号630〜632は、第1拡散符号640〜642にそれぞれ対応づけられている。このため、符号変換器103は、各符号語621〜623ごとに第1拡散符号640〜642のいずれか1つを選択することができる。
【0091】
ここで、データビット609,610の取り扱いについて説明する。データビット610はフレームの終了ビットであり、送信データはここで一度区切られる。ところが、図7の場合のように4ビット単位で区切った場合、データビット609,610だけでは、4ビットの符号語を構成させるのに2ビット足りない。
【0092】
符号語として完成させる一つの方法としては、予め定められた固定データで残りを埋める方法がある。この場合、次フレームの先頭ビットであるデータビット611は4ビット区切りの先頭となる。このため、符号語の区切りとフレームの区切りが一致するのでフレームの区切りが受信側で見つけ易いという利点がある。しかし、符号語を構成するビット数が大きい場合、固定データで埋める量が大きくなり無駄が生じる。
【0093】
これに対し、シリアルデータを符号語に区分する際、データビット609、610に引き続いて、次フレームのデータビット611,612を用いれば、隣接フレームにわたるビットデータにより1つの符号語を構成することができる。この場合、固定データで埋める場合に比べて、データの伝送効率を向上させることができる。また、先頭フラグと呼ばれるフレームの先頭を示すデータビット列をフレーム間に配置すれば、符号語の先頭とフレームの先頭とを一致させなくとも、フレームの先頭を見つけることができる。
【0094】
本実施の形態によれば、送信データを符号語に区分する際、最後の符号語中の空きビットに次の送信データの一部を割り当てている。このため、異なる送信データの一部を組み合わせて、第1拡散符号に変換することができ、伝送効率を向上させることができる。
【0095】
実施の形態3.
実施の形態1では、受信側において直交検波を行っていない場合の例について説明した。これに対し、本実施の形態では、受信側において直交検波を行う場合について説明する。
【0096】
直交検波を用いない復調方法には、例えば、遅延検波やコスタスループがある。これらの方法は一般的な通信の復調に用いられるものであり、搬送波で変調された受信信号を入力すると、搬送波が除去され、元のデータが復調される仕組みである。実施の形態1の受信器201、復調器302は、この復調方法を用いた場合の例である。
【0097】
直交検波を採用した場合、搬送波で変調された受信信号を入力すると、搬送波が除去されるが、実部データと虚部データの2つの信号が出力される。すなわち、直交検波を用いない復調方法では復調されたデータの振幅成分のみが出力されるのに対し、直交検波では、実部データと虚部データの2つの信号が出力される。実部データと虚部データの二乗和の平方根が振幅成分に相当し、(虚部データ)/(実部データ)のアークタンジェント(逆正接)が位相成分に相当する。
【0098】
図8は、直交検波器を内蔵した受信器700の一構成例を示したブロック図である。この受信器700は、マッチングトランス701と、増幅器702と、発振器703と、90°移相器704と、乗算器705及び706と、合成器707により構成される。
【0099】
マッチングトランス701の入力側は、レールRaの受信点P2に接続され、レールRaからの入力信号は、マッチングトランス701でインピーダンス変換された後、増幅器702で信号レベルが増幅され、乗算器705及び706に入力される。
【0100】
発振器703は受信信号の搬送波と同じ周波数の信号を出力するローカル発振器であり、発振器703の出力信号は、乗算器705へ出力されるとともに、90°移相器704を介して乗算器706へ出力される。乗算器705及び706は、ともに2つの入力信号の乗算により得られた低域側の周波数成分を出力している。
【0101】
90°移相器704は信号位相を90°回転させるため、乗算器705及び706には、同一周波数の搬送波が90°の位相差を有して入力される。つまり、乗算器705が同相成分、乗算器706が直交成分を出力する。同相成分を実部成分、直交成分を虚部成分とすると、先に説明した方法で、振幅成分と位相成分が得られる。
【0102】
乗算器705の出力である実部成分と、乗算器706の出力である虚部成分は合成器707に入力される。合成器707は2つの成分を複素数として取り扱えるように、2つの信号を1つの単位としてまとめる。この処理は、例えて言えば、1つの大きな箱の中に2つの箱を用意し、それぞれに実部成分と虚部成分を格納する処理である。この場合、大きな箱を取り扱えば(1つの信号として取り扱えば)、それには実部成分と虚部成分の両方が含まれており、複素成分と見なせる。この箱は、マイクロコンピュータ内ではメモリとして扱っても良い。デジタル回路では2つのレジスタまたは信号線を用意し概念的に複素データと見なして取り扱ってもよい。複素データを取り扱う方法は多様に存在するため、その他さまざまな手段を講じても本質的な動作は変わらない。
【0103】
ここで、実部データをx(t)、虚部データをy(t)、iを虚数単位とすると、複素データz(t)は、数学的に式(1)で示される。
【数1】
【0104】
A(t),θ(t)を次のように定義すれば、式(1)は式(2)に変形することができる。
【数2】
【0105】
式(2)にオイラーの公式exp(i・θ(t))=cos(θ(t))+i・sin(θ(t))を代入すれば、次のようになり、式(1)と式(2)は等しいことがわかる。
【数3】
【0106】
受信信号の振幅A(t)は受信レベルEと第2拡散符号Pfix(t)と第1拡散符号Pdata(t)を使って式(3)で表される。この式(3)では、第2拡散符号Pfix(t)と、第1拡散符号Pdata(t)とは直交させているため、第1拡散符号Pdata(t)には虚数単位iが掛けられている。
【数4】
【0107】
図9は、実施の形態3による列車検知通信システムの要部の一構成例を示したブロック図であり、図1の列車検知装置3の他の構成例が示されている。この列車検知装置3は、受信器700と、相関器711と、位相検出器712と、パルス発生器713と、位相回転器714と、虚部抽出器715と、レベル検出器716とを備えている。
【0108】
また、第1拡散符号抽出器203と、データ変換器204と、パラレル/シリアル変換器205と、比較器206と、レベル判定器207も備えているが、これらは図3(実施の形態1)の場合と同様である。また、相関器711、パルス発生器713及びレベル検出器716が、図3における第2拡散符号検出器202に相当する。なお、信号送信装置1の合成器107では直交合成が行われているものとする。
【0109】
受信器700は、図8に示した直交検波を行う受信器であり、受信信号として複素信号を出力している。この複素信号は、相関器711及び位相回転器714に入力される。相関器711は、複素信号同士の相関演算を行う相関器であり、複素信号と第2拡散符号との相関演算を行い、相関値として複素数データを出力している。なお、参照レジスタに予め格納される第2拡散符号の虚数成分はゼロでよい。
【0110】
ここで、複素数の相関値が、どのような意味を有するのかを説明する。相関器711では、予め設定された第2拡散符号Pfix(t)と受信信号の複素データz(t)との相関演算を行う。出力の相関値をZcとすると、相関演算は式(4)で表される。
【数5】
【0111】
この相関値Zcは、受信信号の複素データに含まれる第2拡散符号と、相関器711に予め設定された第2拡散符号とが一致したことを表している。式(4)を展開すると次のようにしなる。
【数6】
【0112】
ここでは、θ(t)は相関演算の範囲ではほとんど変化しないと仮定して位相θという定数で扱っている。また、第2拡散符号Pfix(t)と第1拡散符号Pdata(t)は、次式の性質を有する符号を用いているため、先の式変形が成り立っている。すなわち、Pfix(t)の自己相関が低く、Pfix(t)及びPdata(t)の相関も低いことが前提となっている。
【数7】
【0113】
相関値の出力も複素データであり、装置内では2つのデータで扱われるため、相関値の実部をxc、虚部をycで表すと、相関値zcは式(5)で表すことができる。
【数8】
【0114】
従って、受信レベルEと位相θはそれぞれ式(6)、式(7)で表される。
【数9】
【0115】
位相検出器712は、閾値を越えた相関値の位相を式(7)を用いて求めている。閾値判定は式(6)の値が予め設定された閾値を超えたか否かを判定することによって行われる。この場合の閾値は同期点での相関値の50%程度の値に設定すればよい。
【0116】
パルス発生器713は、式(6)の値に基づいて閾値判定を行って、閾値を超えれば同期パルスを発生する。レベル検出器716は式(6)の値に基づいて閾値判定し、閾値を超えている場合には、その値を出力する。また、シフトレジスタの1周期にわたって閾値を越えない場合は、1周期内の最大値を出力する。
【0117】
さて、受信信号の複素データは、式(2)、式(3)より、次のように表される。
【数10】
【0118】
位相回転器714では位相検出器712で得られた位相θを用いて、式(9)の演算を行う。
【数11】
【0119】
虚部抽出器715では、位相回転器714の出力する複素信号の虚部を抽出する。抽出された虚部は式(10)のように表される。
【数12】
【0120】
式(10)より、虚部抽出器715において、第2拡散符号Pfix(t)が除去されていることが分かる。虚部抽出器715は第1拡散符号抽出器203に入力され、その後は実施の形態1の場合と同様にして処理が行われる。
【0121】
本実施の形態によれば、信号送信装置1において合成器107が第1拡散符号と第2拡散符号を直交合成し、列車検知装置2において受信器700が直交検波を行っている。このため、列車検知装置2において、受信信号の位相を回転させ、実部及び虚部の一方を第2拡散符号、他方を第1拡散符号とすることにより、受信信号から第2拡散符号を除去することができる。従って、データ変換器204は、第2拡散符号除去後の受信信号についてデータ変換を行なうことができる。すなわち、第2拡散符号による相互相関の影響を受けることなく、より精度の高いデータ変換が可能となり、ノイズ環境の大きい場所においても、高い品質で在線検知が可能となる。
【0122】
なお、本実施の形態では、列車検知装置2の場合について説明したが、列車通信装置3において同様の構成を採用すれば、同様の作用効果を得ることができる。すなわち、直交検波を行って第2拡散符号を除去することにより、高精度のデータ変換を行なうことができる。
【0123】
【発明の効果】
本発明によれば、伝送効率を向上させた列車検知通信システム及び列車検知通信方法を提供することができる。特に、送信信号の総電力を増大させることなく、あるいは、通信品質を低下させることなく、伝送効率を向上させた列車検知通信システム及び列車検知通信方法を提供することができる。
【0124】
また、本発明によれば、通信品質を向上させた列車検知通信システム及び列車検知通信方法を提供することができる。特に、送信信号の総電力又はピーク電圧を増大させることなく、通信品質を向上させた列車検知通信システム及び列車検知通信方法を提供することができる。
【0125】
さらに、本発明は、伝送誤り率を向上させた列車検知通信システム及び列車検知通信方法を提供することができる。特に、受信信号の同期を容易に補足することができ、かつ、伝送誤り率を向上させた列車検知通信システム及び列車検知通信方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1による列車検知通信システムの一構成例を示したブロック図である。
【図2】 図1の信号送信装置1の一構成例を示したブロック図である。
【図3】 図1の列車検知装置2の一構成例を示したブロック図である。
【図4】 図3の第2拡散符号検出器202の一構成例を示したブロック図である。
【図5】 図3の第1拡散符号抽出器203の一構成例を示したブロック図である。
【図6】 図1の列車通信装置3の一構成例を示したブロック図である。
【図7】 本発明の実施の形態2による処理について説明するための図である。
【図8】 直交検波器を内蔵した受信器700の一構成例を示したブロック図である。
【図9】 実施の形態3による列車検知通信システムの要部の一構成例を示したブロック図である。
【符号の説明】
1 信号送信装置、2 列車検知装置、3 列車通信装置、
101 データ生成器、102 シリアル/パラレル変換器、
103 符号変換器、104 第1拡散符号記憶部、105 符号発生器、
106 レベル調整器、107 合成器、108 送信器、201 受信器、
202 第2拡散符号検出器、203 第1拡散符号抽出器、
204 データ変換器、205 パラレル/シリアル変換器、
206 比較器、207 レベル判定器、301 受信アンテナ、
302 復調器、303 第2拡散符号検出器、304 レベル判定器、
305 第1拡散符号検出器、306 データ変換器、
307 パラレル/シリアル変換器、501 相関器、502 パルス発生器、
503 レベル検出器、504 入力レジスタ、505 相関演算器、
506 参照レジスタ、511 シフトレジスタ、516 切替スイッチ、
700 受信器、701 マッチングトランス、702 増幅器、
703 発振器、704 90°移相器、705,706 乗算器、
707 合成器、711 相関器、712 位相検出器、
713 パルス発生器、714 位相回転器、715 虚部抽出器、
716 レベル検出器、P1 送信点、P2 受信点、Ra レール
Claims (8)
- レール上の送信点へ送信信号を送出する信号送信装置と、レール上の受信点から上記送信信号を受信し、列車の在線を検知する列車検知装置と、列車上で上記送信信号を受信する列車通信装置とを備えた列車検知通信システムにおいて、
上記信号送信装置が、送信データを所定ビット長の符号語に区分し、符号語ごとに第1拡散符号に変換し、拡散符号列を生成する符号変換手段と、第2拡散符号を巡回させ、第1拡散符号と同期した巡回拡散符号を生成する符号発生手段と、拡散符号列及び巡回拡散符号を合成して送信信号を生成する信号合成手段とを有し、
上記列車検知装置が、受信信号から第2拡散符号を検出する符号検出手段と、第2拡散符号の検出タイミングに基づいて第1拡散符号を抽出する符号抽出手段と、抽出された第1拡散符号を送信データに変換するデータ変換手段とを有し、
上記第2拡散符号は、第1拡散符号よりも周期の長い拡散符号からなり、
上記信号合成手段は、巡回拡散符号よりも電力の大きな拡散符号列を巡回拡散符号と合成する手段であって、符号変換手段及び符号発生手段の出力を直交合成して送信信号を生成することを特徴とする列車検知通信システム。 - 上記第2拡散符号が、送信点及び受信点が配置された軌道区間ごとに予め定められた拡散符号からなることを特徴とする請求項1に記載の列車検知通信システム。
- 上記符号変換手段が、送信データを符号語に区分する際、最後の符号語中の空きビットに次の送信データの一部を割り当てることを特徴とする請求項1に記載の列車検知通信システム。
- 上記列車検知装置が、直交検波手段を有し、
上記符号抽出手段が、第2拡散符号の受信位相に基づいて、受信信号を移相回転させて第1拡散符号を抽出することを特徴とする請求項1に記載の列車検知通信システム。 - 上記列車通信装置が、受信信号から第2拡散符号を検出する符号検出手段と、第2拡散符号の検出タイミングに基づいて第1拡散符号を抽出する符号抽出手段と、抽出された第1拡散符号を送信データに変換するデータ変換手段を有することを特徴とする請求項1に記載の列車検知通信システム。
- 上記信号合成手段が、符号変換手段及び符号発生手段の出力を直交変調して送信信号を生成し、
上記列車通信装置が、直交検波手段を有し、
上記列車通信装置の符号抽出手段が、第2拡散符号の受信位相に基づいて、受信信号を移相回転させて第1拡散符号を抽出することを特徴とする請求項5に記載の列車検知通信システム。 - レール上の送信点から送出された送信信号をレール上の受信点で受信して列車の在線を検知するとともに、上記送信信号を列車上で受信する列車検知通信方法において、
送信データを所定ビット長の符号語に区分し、符号語ごとに第1拡散符号に変換し、拡散符号列を生成する符号変換ステップと、
第1拡散符号に同期して第2拡散符号を巡回させ、巡回拡散符号を生成する符号発生ステップと、
拡散符号列及び巡回拡散符号を合成して送信信号を生成する信号合成ステップと、
受信点における受信信号から第2拡散符号を検出する符号検出ステップと、
第2拡散符号の検出タイミングに基づいて第1拡散符号を抽出する符号抽出ステップと、
抽出された第1拡散符号を送信データに変換するデータ変換ステップとを有し、
上記第2拡散符号は、第1拡散符号よりも周期の長い拡散符号からなり、
上記信号合成ステップは、巡回拡散符号よりも電力の大きな拡散符号列を巡回拡散符号と合成するステップであって、拡散符号列及び巡回拡散符号を直交合成して送信信号を生成するステップであることを特徴とする列車検知通信方法。 - 列車上における受信信号から第2拡散符号を検出する第2の符号検出ステップと、
第2拡散符号の検出タイミングに基づいて第1拡散符号を抽出する第2の符号抽出ステップと、
抽出された第1拡散符号を送信データに変換する第2のデータ変換ステップとを有することを特徴とする請求項7に記載の列車検知通信方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003078505A JP4248904B2 (ja) | 2003-03-20 | 2003-03-20 | 列車検知通信システム及び列車検知通信方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003078505A JP4248904B2 (ja) | 2003-03-20 | 2003-03-20 | 列車検知通信システム及び列車検知通信方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004284480A JP2004284480A (ja) | 2004-10-14 |
JP4248904B2 true JP4248904B2 (ja) | 2009-04-02 |
Family
ID=33292968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003078505A Expired - Fee Related JP4248904B2 (ja) | 2003-03-20 | 2003-03-20 | 列車検知通信システム及び列車検知通信方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4248904B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4666506B2 (ja) * | 2006-02-23 | 2011-04-06 | 株式会社京三製作所 | 列車選別装置 |
JP4974825B2 (ja) * | 2007-09-26 | 2012-07-11 | 三菱電機株式会社 | 車載機器遠隔制御システム |
JP5823825B2 (ja) * | 2011-11-08 | 2015-11-25 | 日本信号株式会社 | 列車制御装置 |
WO2019041067A1 (zh) | 2017-08-26 | 2019-03-07 | 华为技术有限公司 | 极化译码的方法与装置 |
-
2003
- 2003-03-20 JP JP2003078505A patent/JP4248904B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2004284480A (ja) | 2004-10-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9705724B2 (en) | Preamble transmission and reception method and apparatus for OFDM system | |
KR100298565B1 (ko) | 스펙트럼확산신호수신방법및스펙트럼확산신호수신장치 | |
US6614864B1 (en) | Apparatus for and method of adaptive synchronization in a spread spectrum communications receiver | |
CN113242087B (zh) | 一种基于复合码的测距与通信融合传输方法 | |
US8218605B2 (en) | Preamble for synchronization | |
JP2007068237A (ja) | ランダムアクセスチャネルのプリアンブルに関連づけた符号を発生する方法 | |
US6674790B1 (en) | System and method employing concatenated spreading sequences to provide data modulated spread signals having increased data rates with extended multi-path delay spread | |
US7366227B2 (en) | Chip-to-symbol receiver despreader architectures and methods for despreading spread spectrum signals | |
JP4248904B2 (ja) | 列車検知通信システム及び列車検知通信方法 | |
CN1266557A (zh) | 码分多址发射机和接收机 | |
JP2006094455A (ja) | 定振幅多重符号双直交変調信号の復調方法 | |
JP2000091952A (ja) | スペクトラム拡散通信方法及びスペクトラム拡散通信装置 | |
JP2003532311A (ja) | 差分符号シフトキーイングを利用するスペクトラム拡散通信システム | |
KR980013162A (ko) | 간섭을 감소시킨 부호 분할 다중 접속 방식(cdma) 변.복조 방법 및 그 방법을 이용한 통신 시스템 | |
JP4053352B2 (ja) | 列車制御用通信装置 | |
JPH07107007A (ja) | 拡散符号生成方式 | |
JP2999368B2 (ja) | 同期装置 | |
JP3820395B2 (ja) | 無線受信装置及び無線通信方法 | |
US7092469B1 (en) | Synchronization signal detector and method of detection of synchronization signal | |
JP4410025B2 (ja) | シンボル同期装置 | |
JP4808017B2 (ja) | 列車検知装置 | |
JP3457099B2 (ja) | 並列組合せスペクトル拡散送受信システム | |
JP3432419B2 (ja) | スペクトル拡散通信システム | |
JP3280197B2 (ja) | スペクトラム拡散通信装置 | |
JP3245048B2 (ja) | スペクトル拡散通信装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051102 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080715 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080912 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090106 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090114 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120123 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120123 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130123 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130123 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |