JP4575898B2 - The communication system in trains and train communication method - Google Patents

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本発明は車両内への情報提供及び車両からの監視情報や保守データの送信又はこれらのいずれかを行う列車内通信装置に関する。 The present invention relates to in-train communication apparatus that performs any of the monitoring information and maintenance data from the information provided and the vehicle into the vehicle transmission or thereof.

近年、列車内の乗客に対し各種情報の提供サービスが行われるようになってきており、専用の通信ケーブルを新たに敷設して客車入り口の上部に設置したテロップ表示器に情報を通信して表示させたり、無線を利用した車両内からの情報通信などがなされている。 In recent years, come to provide service for various information is performed with respect to the passengers in the train, and communicate information to the telop display instrument installed on the top of the passenger entrance is newly laid dedicated communication cable Display or is, information communication from the vehicle using radio have been made. このような列車内の各種情報の提供について、従来技術としては次のものがある(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。 The provision of various information in such a train, are the following as the prior art (e.g., Patent Document 1, Patent Document 2). 特許文献1には、専用の通信ケーブルを利用して、各車両に動画像を配信する技術が開示されている。 Patent Document 1, by using a dedicated communication cable, a technique for distributing a moving picture is disclosed in each vehicle. また、特許文献2には、車両内の乗客が座ったまま所望の商品を無線通信により注文できる技術が開示されている。 Further, Patent Document 2, technology can be ordered has been disclosed by wireless communication desired products while passengers seated within the vehicle.
特開2002−209193号公報(段落〔0012〕−〔0017〕) JP 2002-209193 JP (paragraphs [0012] - [0017]) 特開2002−215914号公報(段落〔0005〕−〔0012〕) JP 2002-215914 JP (paragraphs [0005] - [0012])

しかしながら、従来技術においては、各車両に動画像を配信するために、専用の通信ケーブルを新たに敷設する必要がある。 However, in the prior art, in order to distribute the motion picture to each vehicle, it is necessary to newly lay a dedicated communication cable. ケーブルは、各車両の床下に敷設する構造となっており、狭隘部での敷設作業になり、その工事費が膨大になるという問題がある。 Cable has a structure laying under the floor of the vehicle, becomes laying work in the narrow portion, there is a problem that the costs would be enormous. さらに、各車両のケーブルは、車両連結部の各電気コネクタにより相互に接続されるが、空き端子がない場合には新たに敷設する専用の通信ケーブルを連結できなく、情報の配信ができないなどの問題が生じる。 Moreover, cables for each vehicle, the respective electrical connectors of the vehicle connecting portion is connected to each other, rather than to concatenate dedicated communication cable to be newly laid in the absence of free terminals, such as can not be delivery of information problems. また、前記車両の床下には、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る。 Also, the floor of the vehicle, for driving performance improvement and comfortable driving, a motor driving inverter of various capacities for various control is attached. この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、サイリスタなどの半導体スイッチング素子)からは、そのオン・オフ動作によって電磁ノイズが発生する。 Switching elements (e.g. IGBT, bipolar transistor, FET, semiconductor switching elements such as thyristors) constituting the inverter from, electromagnetic noise is generated by the on-off operation. 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 electromagnetic noise, when the switching element is turned on or off, a high frequency noise which is determined by the switching speed of the inductance and stray capacitance and the switching element due to the wiring in the circuit. 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まで及ぶことが分かった。 Results were evaluated by experiment this frequency, several hundred kHz several tens of MHz, in some cases was found to range up to several hundred MHz. さらに、車両は、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以下の電磁ノイズも発生する。 Furthermore, the vehicle has a frequency of the motor voltage for speed control becomes variable also occurs following electromagnetic noise tens kHz by the fundamental wave and its harmonics of this frequency occurs. 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以下が主体であることも分かった。 Noise power is higher as the low-frequency component, the electromagnetic noise during the train running was also found several MHz or less is mainly. さらに、列車走行中に、トロリー線(電車線とも言う)とパンタグラフ間の放電によって数MHz程度までの電磁ノイズ、場合によっては数百MHzまでの電磁ノイズが発生し、これが前記通信ケーブルを用いた通信に影響を及ぼすことがある。 Furthermore, in a train traveling, (also referred to as a train line) trolley wire and electromagnetic noise up to several hundred MHz is generated in some cases electromagnetic noise, up to several MHz by the discharge between the pantograph, which is using the communication cable it may affect the communication. このように、各車両の床下は、強い電磁ノイズ環境下であるため、前記専用ケーブルは耐ノイズ性を確保するためにツイストペア線、シールド付きツイストペア線、あるいは同軸ケーブルが必要となり、通信ケーブル自体が高価になる。 Thus, under the floor of the vehicle, because it is under strong electromagnetic noise environment, the dedicated cable twisted in pairs in order to ensure noise resistance, shielded twisted pair, or coaxial cable is required, the communication cable itself It is expensive.

また、無線による通信については、車両内での通信はあまり障害がなく通信することが可能であるが、車両自体が金属であるため電波が遮断され、車両間の通信ができなくなり、無線から有線による通信に変換して車両間を有線で通信し、再び無線に変換しなければならなく、無線通信機器及び有線通信機器の数が増え、通信システムが高価なものになるという問題が生じる。 Further, the communication by wireless, although communication in the vehicle is capable of communicating not very fault, Telecommunications since the vehicle itself is a metal that is cut off, will not be able to communicate between vehicles, wired from the radio is converted into communication by communicating between vehicles by wire, rather it must be converted back to the radio, increasing number of wireless communication devices and wired communication devices, a problem that the communication system is expensive results. 一方、各車両には昔から放送線が敷設されている。 On the other hand, each vehicle is laid broadcast line for a long time. 最近では、文字情報を表示するテロップ表示器に情報を通信するためのテロップ表示用通信線も敷設されている。 Recently, it is laid also ticker communication line for communicating information to the telop display for displaying character information. これらのケーブルをそのまま利用して情報を伝送することが実現できれば、新たなケーブル敷設工事が発生することもなく、各車両への情報配信を可能とするシステムを容易にかつ短時間で構築することが可能になる。 If implemented can be directly transmitted information using these cables, without a new cable laying occurs, to build a system capable of information delivery to the vehicle easily and in a short time It becomes possible.

そこで、本発明の課題は、車両に設置したスピーカへ音声信号を送信するための放送線あるいはテロップ情報を送信するためのテロップ表示用通信線を利用して、列車走行中にも、運転室あるいは乗務員室と各車両に設ける通信手段間で安定した通信が可能な列車内通信装置を提供することにある。 An object of the present invention utilizes the telop display communication line for transmitting a broadcast line or telop information for transmitting the audio signal to the installed speaker to the vehicle, even during the train running, the driver's cab or and to provide a stable communication is possible train communication devices between communication unit provided in the crew compartment and each vehicle.

なお、本発明における列車とは、電車及びディーゼル車などの鉄道列車に限らずモノレール車両、トロリー電車、タイヤ電車なども含む。 In addition, train and is in the present invention, train and diesel vehicles monorail vehicle is not limited to the railway train, such as the trolley train, also, such as tire train including.

前記課題を解決するために、列車内通信装置(第1の通信装置)は、運転室あるいは乗務員室と各車両に通信手段を設け、これらの通信手段を放送線あるいはテロップ表示用通信線で接続し、前記の放送線あるいはテロップ表示用通信線を通信線として通信を行う。 In order to solve the above problems, train communication apparatus (first communication device), a communication means to each vehicle and the cab or crew compartment is provided, connecting these communication means broadcasting line or ticker communication line and communicates the broadcast line or ticker communication line as a communication line. そしてこれら通信手段は、複数の搬送波信号(マルチキャリアともいう)を用い、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り、各搬送波信号に対してS/N(信号とノイズの強さの比)の値に応じて、送信データ割り付け量を変更して通信する。 And these communication means, using a plurality of carrier signals (also referred to as multi-carrier), which communicates by assigning transmission data to each carrier signal, S / N (signal and strength of the noise for each carrier signal depending on the value of the ratio), communicating by changing the transmission data assignment amount. また、前記第1の通信装置は、少なくとも変復調器及びプロトコール変換器を備え、各車両あるいは所定間隔の車両に設置される第2の通信装置は、少なくとも前記第1の通信装置の前記変復調器及び前記プロトコール変換器と同じ機能を有する変復調器及びプロトコール変換器を備える。 Further, the first communication device comprises a least strange demodulator and protocols converter also, the second communication device installed in a vehicle for each vehicle or a predetermined interval, wherein at least said first communication device Ru with a modem and a protocol converter having the same functions as modem and said protocol converter. そして同一の前記車両に設置される前記第1の通信装置と前記第2の通信装置とは、それぞれのプロトコール変換器で直結され、前記第1の通信装置が、前記ケーブルから前記変復調器を介して前記通信信号を受信し、その受信した前記通信信号を前記プロトコール変換器によってディジタル信号に変換して当該第2の通信装置のプロトコール変換器に送信し、当該第2の通信装置が、受信した前記ディジタル信号を前記変復調器を介して前記通信信号に戻し、当該通信信号を前記ケーブルを介して次の前記車両に伝搬することにより、安定した通信を行うものである。 Then, the are installed in the same of the vehicle and the first communication device and the second communication device, are directly connected with each protocol converter, the first communication device, the modem from the cable receiving the communication signals through, and converted into a digital signal and sends it to the protocol converter of the second communication device the communication signals that received by the protocol converter, the second communication apparatus, receiving and the digital signal back to the communication signal via the modem was, by the communication signals through said cable propagates to the next of the vehicle, and performs stable communication.

また、列車内通信装置は、スピーカへの音声信号やテロップ表示器への情報信号の通信帯域より高い周波数帯域を通信帯域として利用し、両周波数帯域を分離する周波数スプリッタを放送線あるいはテロップ表示用通信線に接続して通信する。 Moreover, in-train communication apparatus utilizes a higher frequency band than the communication band of the information signal to the audio signal and a telop display of the speaker as a communication band, for broadcasting line or ticker frequency splitter for separating the two frequency bands connecting to and communicating with the communication line.

そして、運転室あるいは乗務員室の通信手段(通信装置)と各車両との通信手段(通信装置)間での通信においては、車両内への情報提供及び車両からの情報送信又はこれらのいずれかを行う。 Then, in the communication between the communication means of the cab or crew compartment (communication apparatus) and the communication means (communication device) with each vehicle, one information transmission or of these from the information provided and the vehicle into the vehicle do.

本発明によれば、S/Nの高い搬送波信号による通信や、S/Nの高い周波数帯域での通信により、トロリー線とパンタグラフ間の放電によって電磁ノイズが発生したり、列車の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、既設の放送線あるいは既設のテロップ表示用通信線を用いて車両内への情報及び車両からの情報又はこれらのいずれかを安定して送信することが可能になる。 According to the present invention, high communication and by the carrier signal of S / N, Ri by the communication frequency band with high S / N, or electromagnetic noise is generated by the discharge between the trolley wire and the pantograph trains of the inverter even electromagnetic noise generated in operation, without greatly influenced by this, any information or of these from the information and the vehicle into the vehicle using existing broadcasting line or existing telop display communication line the it is possible to stably transmit. また、この通信のために新たなケーブル敷設工事を行う必要がない。 Further, there is no need to perform a new cable laying for this communication. さらに、乗客へ、広告情報、列車運行情報(現在の速度、次の停車駅、次の停車駅までの所要時間など)などの情報提供が可能になったり、乗客の状況(特に、マナーの悪い乗客の状況、盗難、セキュリティなど)を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、電流などの保守に必要な保守データを運転室あるいは乗務員室で収集したり、遠隔監視したり、集中管理することができるなどの効果がある。 In addition, to the passengers, advertising information, train service information may become possible to provide information (such as current speed, the next stop, the required time, etc. until the next stop), the passengers of the situation (in particular, bad manners passenger circumstances, theft, and image information monitor security, etc.) in a camera, motors, temperature of equipment such as an inverter, vibration, voltage, or to collect maintenance data necessary for the maintenance of such current in the cab or crew compartment , such an effect or remote monitoring can be centrally managed.

以上、本発明によれば、列車走行時に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、放送線やテロップ表示用通信線を用いて、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。 As described above, according to the present invention, without greatly influenced by this even if noise occurs during the train running, using a broadcasting line or the telop display communication line, Ya monitoring image from the provided information and vehicle to vehicle it is possible to communicate stable maintenance data. また、通信のために新たな通信線を敷設する工事を行う必要がない。 Moreover, it is not necessary to perform the work of laying a new communication line for communication. 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走行状態などを遠隔監視するために使用することができるなどの効果がある。 Furthermore, the monitoring image and maintenance data, such an effect can be used, such as security and the running state of a train to a remote monitoring.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。 It will be described below in detail embodiments of the present invention with reference to the drawings. なお、本発明の実施形態は、 図9に示す構成を特徴とするものであるが、実施形態の全体像を明確にするために、はじめに、列車内の放送線を利用して運転室あるいは乗務員室と各車両間で通信する列車内通信装置について第一の実施形態として説明する。 The embodiments of the present invention is characterized in the configuration shown in FIG. 9, in order to clarify the overall picture of an embodiment, initially, the cab or crew utilizing a broadcast line in the train for train communication apparatus for communicating between the chamber and the vehicle it will be described as a first embodiment. 次に、本発明の実施形態である図9に示す構成について、通信装置間で一度プロトコール変換された信号で相互にデータ授受を行い、列車内の放送線を利用して、運転室あるいは乗務員室と各車両間で通信する第二の実施形態として説明する。 Next, the configuration shown in FIG. 9 is an embodiment of the present invention, mutually perform data exchanged once the protocol converted signals between communication devices, by utilizing the broadcast line in the train, cab or crew compartment and it is described as a second embodiment for communicating between the vehicles. なお、本発明の実施形態における放送線は、車両に設置したスピーカへ音声信号を送信するための通信線であり、テロップ表示用通信線は、テロップ表示機にテロップ情報を送信するための通信線である。 Incidentally, the broadcast line in the embodiment of the present invention is a communication line for transmitting a voice signal to the installed speaker to the vehicle, telop display communication line is a communication line for transmitting telop information to the telop display device it is. また、本発明の実施形態における列車とは、電車及びディーゼル車などの鉄道列車に限らずモノレール車両、トロリー電車、タイヤ電車なども含む。 Moreover, the train A according to the embodiment of the present invention, monorail vehicle is not limited to railway trains, such as trains and diesel vehicles, trolley trains, even such a tire train including.

〔第一の実施形態〕 [First Embodiment
図1は、第一の実施形態の列車内通信装置の構成を示す図である。 Figure 1 is a diagram showing a configuration of a train communication apparatus of the first embodiment. 運転室あるいは乗務員室1には、放送装置2が設置されており、各車両9,10(N台の車両として図示している)に設置しているスピーカ12a,12bまでを放送線4で接続し、この放送装置2を利用して各車両の乗客や乗務員に音声による必要事項(次の停車駅の告知、呼び出しなど)の連絡がなされるが、この放送線4を共有して利用して、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の通信を運転室あるいは乗務員室1と各車両9,10間で行う。 The cab or crew compartment 1, the broadcasting system and 2 is installed, connected speaker 12a that is installed in each vehicle 9 and 10 (illustrated as N of vehicles), up to 12b in the broadcast line 4 and, (announcement of the next stop station, call, etc.) the broadcasting apparatus of 2 each vehicle using the passengers and crew required by the speech to the matters but contact is made of, by using share this broadcast line 4 performed in addition to transmission of voice signals providing information services to passengers, operating a communication monitoring image and maintenance data of the passenger situation compartment or crew chamber 1 and between the vehicles 9 and 10. 運転室あるいは乗務員室1の放送装置2は、後記する周波数スプリッタ3aを介して放送線4に接続されている。 Broadcasting apparatus 2 of the cab or crew compartment 1 is connected to the broadcast line 4 via a frequency splitter 3a to be described later. 放送線4は、各車両9,10の周波数スプリッタ3b,3cを介してアンプ11a,11bに接続される。 Broadcasting line 4, the frequency splitter 3b of each vehicle 9, the amplifier 11a through 3c, is connected to 11b. なお、放送線4は、2本の電線であるが、ここでは単線図で示している。 Incidentally, the broadcast line 4 is a two wire, denotes a single line diagram. アンプ11a,11bは、スピーカ12a,12bに接続される。 Amplifiers 11a, 11b are connected loudspeaker 12a, a 12b. さらに、運転室あるいは乗務員室1には、通信装置5aが設置され、通信装置5aは前記の放送線4に接続されている。 Furthermore, the cab or crew compartment 1, is installed communication device 5a is, the communication device 5a is connected to the broadcast line 4 of the. この通信装置5aは、情報提供装置6、監視装置7にも接続されている。 The communication device 5a, the information providing apparatus 6 is also connected to the monitoring device 7. 監視装置7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、電流などの保守に必要な保守データを通信装置5aから取り込み、監視画像情報は、画像蓄積サーバ8に出力される。 Monitoring device 7, image information monitored by the camera, motors, temperature of equipment such as an inverter, vibration, voltage, uptake from the communication device 5a maintenance data necessary for the maintenance of such current, the monitoring image information, the image storage server 8 It is output to.

情報提供装置6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、図示していないが、例えばニュース、野球などの実時間情報を無線受信機から取り込み、これを内部の記憶部に保存して、定期的に通信装置5aに出力したり、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通信装置5a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などを通信装置5aに出力する。 Information providing device 6 is for providing various information for each passenger vehicle, not shown, for example news, captures real-time information such as a baseball from a wireless receiver, which the interior of the storage unit Save to, or output on a regular basis communication device 5a, advertising information, event guide, movie, VTR and CDROM various types of data, such as recording information is recorded, a hard disk, the information from the recording medium such as a memory and outputs to the communication apparatus 5a reads, train operation information, such as stop station information and arrival time information, train location information indicating a travel distance from the current train position and starting station, door information and air conditioning in stop station and outputs such as a communication device 5a train information such as operating conditions. 一方、監視装置7は各車両に取り付けたカメラからの画像情報を後記するように通信装置5aで受信し、この受信した画像情報を表示したり、画像蓄積サーバ8に記録させる。 On the other hand, the monitoring device 7 is received by the communication apparatus 5a as described later image information from a camera attached to the vehicle, and displays the received image information, is recorded in the image storage server 8. 画像蓄積サーバ8は、所定時間分の画像情報を記録しており、例えば,必要に応じて記録媒体に書き込んで列車外に提供できるようにしてもよい。 Image storage server 8 keeps track of the image information of a predetermined time period, for example, it may be able to provide a train outside written into the recording medium as necessary.

各車両9,10においては、通信装置5b,5cは、放送線4に接続されていると共に、カメラ13a,13b、表示装置14a,14b、データ収集装置15a,15bにも接続されている。 In each vehicle 9, the communication device 5b, 5c, together with being connected to the broadcast line 4, the camera 13a, 13b, a display device 14a, 14b, the data acquisition device 15a, is also connected to 15b. 通信装置5b,5cは、通信装置5aから送信されてくる情報を受信し、表示装置14a,14bに出力する。 Communication device 5b, 5c receives information transmitted from the communication device 5a, and outputs a display device 14a, the 14b. この結果、前記した各種情報が表示装置14a,14bに表示される。 As a result, the above-mentioned various kinds of information display devices 14a, is displayed in 14b. 表示装置14a,14bは、各車両に取り付けられ、乗客に対して共通の情報が提供される。 Display device 14a, 14b is mounted on each vehicle, common information is provided to the passengers. また、表示装置14a,14bは、各車両ごとに、通信装置5aから分岐して前記提供情報を表示させるようにしてもよい。 Further, the display device 14a, 14b, for each vehicle, may be caused to display the advertisement branched from the communication device 5a. また、加速度振動計16a,16b、温度センサ17a,17b、図示していないが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データは、データ収集装置15で取り込まれ、保守データとして通信装置5b,5cに取り込まれる。 The acceleration vibrometer 16a, 16b, the temperature sensor 17a, 17b, data not shown, which is the output of various sensors such as a voltage sensor and a current sensor incorporated in the data collecting device 15, the communication device 5b as maintenance data , it is incorporated into the 5c. また、カメラ13a,13bで監視する監視画像情報も通信装置5b,5cに取り込まれる。 The camera 13a, also monitors the image information to be monitored by 13b captured communication device 5b, a 5c. これらの保守データ及び監視画像情報は、放送線4を介して通信装置5aに伝送され、監視装置7に出力される。 These maintenance data and monitoring image information is transmitted to the communication device 5a via the broadcast line 4, it is outputted to the monitoring device 7. カメラ13a,13bと通信装置5b,5cは、専用のケーブル、例えばイーサネット(登録商標)ケーブルや同軸ケーブルで接続される。 Camera 13a, 13b and the communication device 5b, 5c are connected dedicated cable, for example an Ethernet cable or a coaxial cable. 監視画像は動画あるいはこま落し画像で通信装置5b,5cから伝送されるが、カメラ13a,13bが例えばウエブカメラの場合には、カメラ13a,13b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通信装置5b,5cから伝送される。 While monitoring images are transmitted from the communication device 5b, 5c video or lapse image, when the camera 13a, 13b of the web camera for example, to the camera 13a, is 13b Karakoma dropped image is output, the frame dropping the image is transmitted communication device 5b, from 5c. また、ウエブカメラの場合には、イーサネット(登録商標)ケーブルでカメラ13a,13bと通信装置5b,5cで接続する。 In the case of web camera, Ethernet cameras 13a (R) cable, 13b and the communication device 5b, connected by 5c.

通信装置5aと通信装置5b,5c間で通信する情報は、前記監視画像や保守データを含んだ大容量の情報であるため、少なくとも通信速度は、1Mbps以上が要求される。 Communication device 5a and the communication device 5b, information to be communicated between 5c are the large amount of information including the monitoring image and maintenance data, at least the communication speed is higher 1Mbps is required. このため、通信装置5aと通信装置5b,5cは、後記するメガヘルツ(MHz)帯域を利用して大容量通信を行う。 Therefore, the communication device 5a and the communication device 5b, 5c performs high-capacity communication using the megahertz (MHz) band, which will be described later. 一方、音声信号は、約4kHz以下の信号であり、両者の周波数に大きな差がある。 On the other hand, the audio signal is approximately 4kHz following signals, there is a large difference in frequency therebetween. この周波数の差を利用し、通信装置5aと通信装置5b,5c間で通信するメガヘルツ(MHz)帯域の通信信号が放送装置2、アンプ11a,11bに通信されないように、周波数を分離して通信することにより、両者の信号を一本の放送線4を利用して通信することが可能になる。 Utilizing the difference of the frequencies, the communication device 5a and the communication device 5b, megahertz (MHz) band communication signal is broadcast device 2 for communicating between 5c, amplifier 11a, so as not to be communicated to 11b, the communication to separate the frequency by, it is possible to both signal communication using broadcast line 4 of one. この周波数分離のために周波数スプリッタ3a,3b,3cを放送線4に接続している。 Frequency splitter 3a because of this frequency separation, 3b, connecting the 3c to broadcast line 4. なお、アンプ11a,11bは、音声信号の減衰を補償するために設けている。 Incidentally, amplifiers 11a, 11b are provided to compensate for attenuation of the audio signal.
放送線4は各車両の床下に敷設する構造となっており、床下から分岐してアンプ11a,11bを介してスピーカ12a,12bに接続されている。 Broadcasting line 4 has a structure laying under the floor of the vehicle, is connected to the speaker 12a, 12b via an amplifier 11a, 11b branched from the floor. 各車両間は、車両連結部の各電気コネクタにより相互に接続されている。 Between each vehicle are connected to each other by respective electrical connectors of the vehicle connecting portion. 前記車両の床下には、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る。 Wherein the floor of the vehicle, for driving performance improvement and comfortable driving, a motor driving inverter of various capacities for various control is attached.

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、サイリスタなどの半導体スイッチング素子)は、そのオン・オフ動作によって電磁ノイズが発生する。 Switching elements constituting the inverter (e.g. IGBT, bipolar transistor, FET, semiconductor switching elements such as thyristors), the electromagnetic noise is generated by the on-off operation. 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 electromagnetic noise, when the switching element is turned on or off, a high frequency noise which is determined by the switching speed of the inductance and stray capacitance and the switching element due to the wiring in the circuit. 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まで及ぶことが分かった。 Results were evaluated by experiment this frequency, several hundred kHz several tens of MHz, in some cases was found to range up to several hundred MHz. さらに、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以下の電磁ノイズも発生する。 Furthermore, a frequency of the motor voltage for speed control becomes variable also occurs following electromagnetic noise tens kHz by the fundamental wave and its harmonics of this frequency occurs. 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以下が主体であることも分かった。 Noise power as the low-frequency component is high, the electromagnetic noise during the train running was also found several MHz or less is mainly. その一例を図3に示す。 An example thereof is shown in FIG. 図3では放送線4に重畳されるノイズと通信の送信信号及び受信信号を合わせて示している。 Figure 3, a noise superimposed on the broadcasting line 4 shows the combined transmit and receive signals of the communication. これらの関係については後記する。 It will be described later about these relationships. 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。 Noise, high of about 1MHz or less of the power, it can be seen that not very high at approximately 5MHz or more. 通信帯域としては1MHz以上及び30MHz以下が望ましいが、5MHz以上及び30MHz以下とすればさらに良い。 Although desirable 1MHz or more, and 30MHz or less as the communication band, even better if 5MHz or more and 30MHz or less. 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。 However, noise in both bands are overlapped, it becomes an obstacle for communication utilizing this band.

通信装置5a,5b,5cは、このような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、図2を参照して以下に説明する。 Communication device 5a, 5b, 5c is for enabling communication in a very reduce the effect of such noise will be described below with reference to FIG. 図1で示した通信装置5a,5b,5cは同一構成であり、図2に示す通信装置5aを基に説明する。 Communication device 5a, 5b shown in FIG. 1, 5c are the same configuration will be described based on the communication device 5a shown in FIG. 通信装置5aは、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/ディジタル変換器(A/D)52、ディジタル/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。 Communication device 5a includes a band-pass filter (BP filters) 50 and 60, the receiving amplifier 51, transmitting amplifier 59, an analog / digital converter (A / D) 52, digital / analog converter (D / A) 58, the equalization vessel 53, the demodulator 54, the modulator 57, the access controller 55, formed of a protocol converter 56.

通信装置5aは、情報提供装置6や監視装置7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。 Communication device 5a is to interface with the information providing apparatus 6 and the monitoring device 7 is provided with a protocol converter 56. 情報提供装置6や監視装置7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などが容易になるため、プロトコール変換器56は、例えばイーサネット(登録商標)やUSB(Universal Serial Bus)などのインタフェースとすることが有効である。 Information providing device 6 and the monitoring device 7 to constitute an apparatus-based PC can use various general purpose software, for such information management and data processing is facilitated, the protocol converter 56, for example an Ethernet (registered trademark) and a USB (Universal Serial Bus) is effective to an interface, such as. プロトコール変換器56は、情報提供装置6から車両の乗客に提供するためのデータを受け取ると、このデータを通信装置5aで扱う所定フォーマットの通信パケットに変換する。 Protocol converter 56 receives the data for providing the information providing apparatus 6 passengers of the vehicle, into a communication packet of a predetermined format to handle the data communication device 5a. 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。 Access controller 55 receives the communication packet from the protocol converter 56, and outputs the data to the modulator 57. 変調器57は、別途入力している搬送波ごとのデータ割り付け量情報55bに基づいて、各搬送波に前記データを割り付ける。 Modulator 57, based on the data allocation amount information 55b of each carrier are input separately, allocates the data to each carrier. このことをビット割り付けともいう。 This is also referred to as bit allocation a. 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を介して放送線4に出力され、通信装置5b,5cに送信される。 Signal data carrier is allocated is converted into an analog signal by D / A58, is amplified by the transmission amplifier 59, is output to the broadcast line 4 via a BP filter 60 is transmitting communication device 5b, a 5c.

一方、通信装置5b,5c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を抑制し通信帯域の信号を受信アンプ51に出力する。 Meanwhile, the signal transmitted communication device 5b, from 5c outputs a signal of a communication band to suppress signals other than communication band by BP filter 50 to the reception amplifier 51. 受信アンプ51は、受信信号を増幅してA/D52に出力し、A/D52によってディジタル信号に変換された信号が等化器53に出力される。 Reception amplifier 51 outputs the A / D52 amplifies the received signal, the signal which has been converted into a digital signal by the A / D52 is output to the equalizer 53. 等化器53は、放送線4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を行った信号が復調器54に出力される。 Equalizer 53 is for correcting the channel distortion of the broadcast line 4 (also referred to as a transmission channel distortion), the signal subjected to correction processing of the communication channel distortion is output to the demodulator 54. 復調器54では、別途入力している搬送波ごとのデータ割り付け量情報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。 The demodulator 54, based on the data allocation amount information 55a of each carrier are input separately, it takes out the data allocated to each carrier, and outputs to the access controller 55. 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。 The access controller 55, converts the extracted data into a communication packet of a predetermined format, and outputs the protocol converter 56. 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6や監視装置7とのインタフェース(例えばイーサネット(登録商標)やUSBなど)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6や監視装置7に情報を出力する。 Protocol converter 56, the communication packet, the information providing apparatus 6 and interface with the monitoring device 7 (e.g. an Ethernet or USB, etc.) by the conversion of the protocol so that take the information providing apparatus 6 and the monitoring device 7 to output the information.

アクセスコントローラ55は、復調器54及び変調器57にデータ割り付け量情報55a,55bを出力するが、この情報で示されるデータ割り付け量は常に一定ではなく、一定時間ごとに通信装置5aと5b間の通信特性に対して搬送波ごとにS/Nを推定(測定あるいは判定という)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り付け量を変更する。 Access controller 55, the data allocation amount information 55a to the demodulator 54 and modulator 57, but outputs the 55b, the data allocation amount indicated by this information is not always constant, between the communication devices 5a and 5b at predetermined time intervals or to estimate the S / N for each carrier for the communication characteristics (referred to measurement or determination), or to evaluate the transmission error rate at the time of communication, according to these results, the data allocation against the carrier or for each whole carrier to change the amount. またS/N(信号とノイズの強さの比)の推定と伝送誤り率の評価を併用してデータ割り付け量を変更しても良い。 Or may change the data allocation amount in combination with assessment of estimated that the transmission error rate of the S / N (the ratio of the signal and noise strength). このように、通信装置5aと5b,5c間で放送線4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(データ割り付け量の変更)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。 Thus, to evaluate the communication device 5a and 5b, the communication characteristics of the broadcast line 4 between 5c (the transmission error or S / N) dynamically change the processing of the modem (data allocation amount changes) on the basis of the result it is possible to ing to communicate so as not to generate a transmission error by.

図3に示したように、放送線4に重畳されるノイズは低周波ほどパワーが高い。 As shown in FIG. 3, noise superimposed on the broadcasting line 4 is the power the higher low frequency. 具体的には、1MHz以下が高く、7MHz近傍でノイズの部分的なピークがあるものの5MHz以上ではあまり高くない。 Specifically, high 1MHz or less, not so high above 5MHz although partial peaks of the noise at 7MHz vicinity. 通信装置5aから通信装置5bにデータを送信するとして、通信装置5aが放送線4に送信した信号の強さが図3に示したように一定であっても、放送線4の特性が周波数依存性を持っているため、通信装置5b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。 As data is transmitted from the communication device 5a to the communication device 5b, the communication device 5a is be constant as the strength of the signal transmitted to the broadcast line 4 shown in FIG. 3, the characteristics of a broadcast line 4 is frequency-dependent to have sex, strength of the signal received by the communication device 5b is reduced as the frequency and fluctuates. 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、放送線4の分岐点や端点での反射などによるものである。 This attenuation and a communication signal by the electrostatic capacitance between the forward path and backward path of the inductance and the communication line of the communication line, is due to such reflection at the branch point or an end point of a broadcast line 4. 安定した監視画像の通信(通信速度は1Mbps程度以上)のためには、受信信号とノイズの強さの比(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。 Stable communication of the monitoring image (communication speed than about 1 Mbps) for the need to S / N and a predetermined or a strength ratio of the received signal and the noise (the difference in dB representation), the received signal of the evaluating the attenuation in the high frequency band, it is desirable to use a frequency band below 30MHz as the communication bandwidth. 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、通信帯域としては少なくとも1MHz以上で30MHz以下が望ましい。 When a narrow band, because the communication speed is a problem that becomes lower, as the communication bandwidth 30MHz or less is desirable in at least 1MHz or more. さらに、通信帯域として5MHz以上で30MHz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。 Furthermore, the use of bandwidth less 30MHz above 5MHz as the communication band, the influence of noise is reduced, it is possible to more stable high-speed communication. 等化器53は、放送線4の通信路歪を補正し、復調器54が正しくデータを復調するために必要である。 Equalizer 53 corrects the channel distortion of the broadcast line 4, which is necessary for the demodulator 54 to demodulate the data correctly. 等化器53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、この評価の結果を用いて通信路歪を補正する。 Equalizer 53 evaluates the communication channel distortion by using a preamble signal in a communication, to correct the channel distortion using the results of this evaluation. 図3のように、等化器53は減衰した受信信号の通信路歪を補正するが、その際ノイズ成分も増幅されるためS/Nは改善されない。 As shown in FIG. 3, although the equalizer 53 corrects the channel distortion of the received signal attenuation, S / N is not improved since the amplified that time noise component. この等化器53がなければ、通信路歪の影響でデータの復元にエラーが生じる。 Without this equalizer 53, an error occurs in the restoration of data due to the influence of the channel distortion. つまり伝送エラーになってしまう。 That becomes a transmission error. この点についても後記する。 This point will be described later as well.

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を評価してデータ割り付け量を変更する仕組みについて以下に説明する。 As an example the case of using a plurality of carriers (multicarrier) within the operating band as the carrier wave, will be described below about how to change the data allocation amount by evaluating the S / N. 図4にマルチキャリアのスペクトルを示す。 It shows a spectrum of a multicarrier Figure 4. 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。 Carrier band Δf assigns multiple use bands, but in order to prevent overlap carrier and the carrier, it is common to take a predetermined band only spaces between carriers. 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。 Each carrier bit of predetermined transmission data is allocated. マルチキャリアの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。 OFDM is a special case of multicarrier (orthogonal frequency division multiplexing), as shown in FIG. 5, the peak of the carrier wave, the power of other carriers is arranged each carrier so that zero, of each carrier When the band to Delta] f, is aimed to maintain the orthogonality by inverse Fourier transform in the time 1 / (Δf / 2). 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るため、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。 Therefore, unlike the general multi-carrier, since even overlap each carrier signal can be recovered, often used bandwidth narrower than the general multi-carrier, characterized in that the frequency utilization efficiency is higher than the general multi-carrier it has. なお、OFDMもマルチキャリアの一種である。 Incidentally, OFDM is a kind of multi-carrier.

搬送波を用いて通信する方式として、前記のような複数の搬送波を用いて通信する方式(マルチキャリア通信方式という)と、単一の搬送波(単一キャリアともいう)を用いて通信する方式(単一キャリア通信方式という)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。 As a method of communication using a carrier wave, a method of communication using a plurality of carriers as described above (called multi-carrier communication system), a method of communication using a single carrier (also referred to as a single carrier) (Single There) is called primary carrier communication system, both transmitted by assigning data (bits) to the carrier (carrier). このように搬送波(キャリア)にデータを割り付けて伝送するわけであるが、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。 Thus although not transmitted by assigning data to a carrier (carrier), the data allocation amount by S / N for each carrier is limited. マルチキャリア通信方式は、使用帯域内で複数の狭帯域のキャリアを設けて通信する方式である。 Multicarrier communication method is a method of communicating by providing a carrier of a plurality of narrow band in the band used. このため、放送線4に重畳したノイズの内、特定の周波数のノイズのパワーが高いと、そのノイズの周波数に合致するキャリアのS/Nが他のキャリアよりも低くなり、そのキャリアへのデータ割り付け量が低くなるだけであり、全キャリアとして高いデータ割り付け量を維持できる。 Therefore, among the noise superimposed on the broadcasting line 4, when the power of a specific frequency noise high, is lower than the S / N other carriers of the carrier matches the frequency of the noise, the data for that carrier merely allocation amount decreases, thereby maintaining high data allocation amount as the total carrier. この結果、高い通信速度を確保することが可能である。 As a result, it is possible to secure the high communication speed. 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)に対してデータ割り付け量が低くなるだけである。 Thus, the multicarrier communication method, since the communication using a plurality of carriers, the data allocation amount is only lowered to the particular carrier wave is lower in S / N (carrier). これに対して、単一キャリア通信方式では、特定の周波数のノイズの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、かなり通信速度が低下する。 In contrast, in the single-carrier communication scheme, even higher levels of a particular frequency of noise, since the carrier is one, the data amount is reduced to be assigned to the carrier, and a multi-carrier communication system compared considerably communication speed decreases. 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以上の通信速度が必要であるために、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適している。 In particular, in order to transmit the monitoring image with motion of the vehicle is required 1Mbps or higher communication speed, than a single-carrier communication system, toward the multicarrier communication system is suitable.

各搬送波(キャリア)ごとに複数の波形(振幅と位相が異なる)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、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。 Using multiple waveforms for each carrier (carrier) (amplitude and phase are different), but transmits by assigning data (bits) to the waveform modulation in transmitting using multiple transmit waveform multilevel called modulation, the data allocation amount by S / N for each carrier (also referred to as a bit allocation amount) is limited, have a relationship as shown in Figure 6. 例えば、伝送誤り率を1/105に設定すれば、256QAM、64QAM、16QAM、QPSK、BPSKでは、S/Nがそれぞれ約22.5dB、約17.7dB、約13.5dB、約9.5dB、約6.3dB必要である。 For example, by setting the transmission error rate 1/105, 256QAM, 64QAM, 16QAM, QPSK, in BPSK, about S / N, respectively 22.5 dB, about 17.7dB, about 13.5 dB, about 9.5 dB, about 6.3dB is required. 256QAMでは8ビットの割り付けが可能であり、64QAMは6ビット、16QAMは4ビット、QPSKは2ビット、BPSKは1ビットの割り付けが可能であり、S/Nが約6.3dB未満であれば、ビットの割り付けをしない。 8-bit assignment in 256QAM are possible, 64QAM is 6 bits, 16QAM is 4 bits, QPSK is 2 bits, BPSK are possible allocation of 1 bit, it is less than S / N of about 6.3 dB, not the allocation of the bit. 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。 Incidentally, QAM is Quadrature Amplitude Modulation, QPSK is Quadrature Phase Shift Keying, BPSK is called Binary Phase Shift Keying, QAM amplitude modulation, QPSK and BPSK is a phase modulation. 前記例では128QAM、32QAMなどを示していないが、その他のQAMもある。 In the above example 128 QAM, are not shown, such as 32QAM, there are also other QAM. なお、誤り訂正機能を付加することにより、伝送誤り率を1/105から1/107程度にすることが可能である。 Incidentally, by adding an error correction function, it is possible to approximately 1/107 the transmission error rate from 1/105. 従って、例えば、通信速度が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あるいはパケット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。 Thus, for example, if the communication speed is a 1 Mbps, stochastically will be one error occurs in 10 seconds, by retransmitting the transmission frame or packet error has occurred, it can be stable communication without any problem become.

〔周波数スプリッタ〕 [Frequency splitter]
放送装置2から出力される音声信号は約4kHz以下の信号であり、図1で示した通信装置5a,5b,5c間の通信信号はメガヘルツ(MHz)帯域を利用した通信であり、両者の周波数に大きな差があり、周波数の差を利用し、周波数を分割して通信することにより、両者の信号を一本の放送線4を利用して通信している。 Audio signal output from the broadcast apparatus 2 is approximately 4kHz following signals, the communication device 5a, 5b, the communication signals between 5c shown in FIG. 1 is a communication using the megahertz (MHz) band, both frequency large difference may, by utilizing the difference in frequency, by communicating by dividing the frequency, and both the signal and communication using broadcast line 4 of one to. このために、図1で示したように周波数スプリッタ3a,3b,3cを用いているが、3aを例としてその構成を図7に示す。 For this, the frequency splitter 3a as shown in FIG. 1, 3b, is used to 3c, showing its configuration in Figure 7. 3a as an example. 放送線4は単線図でなく、2本の電線で示している。 Broadcasting line 4 is not one line diagram, it is indicated by two electric wires. 周波数スプリッタ3aは、放送線4の途中に高周波遮断フィルタ3a1を備え、高周波遮断フィルタ3a1を介して放送装置2に接続される。 Frequency splitter 3a is provided with a high-frequency cutoff filter 3a1 in the middle of the broadcast line 4 is connected to the broadcast device 2 via the high-frequency cutoff filter 3a1. 高周波遮断フィルタ3a1は、通信装置間で通信するメガヘルツ(MHz)以上の信号を遮断させ、約4kHz以下の音声信号を通過させることが目的である。 High-frequency cutoff filter 3a1 causes the blocking the megahertz (MHz) or more signals communicated between communication devices, it is an object passing the following audio signal approximately 4 kHz. このため、高周波遮断フィルタ3a1の代わりに低周波通過フィルタであってもよい。 Therefore, it may be a low pass filter instead of the high-frequency cutoff filter 3a1. 高周波遮断フィルタ3a1の遮断周波数は100kHzで十分である。 Cutoff frequency of the high-frequency cutoff filter 3a1 is sufficient 100kHz. 低周波通過フィルタの場合には遮断周波数は100kHzで十分であるが、不必要な高周波を抑制させるために40kHz程度(4kHzの10倍)で十分である。 Although the cutoff frequency in the case of the low-pass filter is sufficient 100kHz, it is sufficient in about 40 kHz (10 times the 4 kHz) in order to suppress the unwanted high. 通信装置5a,5b,5c間の通信は、各周波数スプリッタ3a,3b,3c間の高周波遮断フィルタ3a1間で挟まれる放送線4を利用して通信することになる。 Communication device 5a, 5b, the communication between 5c will communicate using the frequency splitters 3a, 3b, the broadcast line 4 sandwiched between the high-frequency cutoff filter 3a1 between 3c. 通信装置5a,5b,5cには、通信帯域のみを通過させるためのバンドパスフィルタ(BPフィルタ)50,60が設けられているため、音声信号が通信装置内に取り込まれることはない。 Communication device 5a, 5b, the 5c, since the bandpass filter (BP filters) 50 and 60 for passing only the communication band is provided, there is no possibility that the audio signal is taken into the communication device. 以上のように構成することにより、音声信号と、通信装置5a,5b,5c間の通信信号が混信することなく、周波数を分離して通信することが可能になる。 By the above configuration, the audio signal, the communication device 5a, 5b, without the communication signals between 5c is interference, it is possible to communicate by separating the frequency.

なお、放送装置2及びアンプ11a,11bは音声信号を通信するために、この音声信号の帯域のみを通過させるように、フィルタが組み込まれている場合がある。 Incidentally, broadcast device 2 and the amplifier 11a, 11b in order to communicate voice signals, to pass only the band of the audio signal, there is a case where the filter is incorporated. このフィルタは低周波通過、つまり高周波遮断フィルタであり、通信装置5aのBPフィルタ50及び60で示したように、放送線とのインタフェースをとるところに設置されることになる。 This filter low-pass, i.e. a high-frequency cutoff filter, as shown in BP filter 50 and 60 of the communication device 5a, will be positioned no interfaces with the broadcast line. 従って、 図7に示した高周波遮断フィルタ3a1の機能をこのフィルタによって達成することが可能になる。 Therefore, it is possible to the function of the high-frequency cutoff filter 3a1 shown in FIG. 7 achieved by this filter. この結果、 図7の高周波遮断フィルタ3a1は取り外すことが可能になる。 As a result, it becomes possible to high-frequency cutoff filter 3a1 in FIG. 7 is removed. つまり、周波数スプリッタ3aそのものが不要になり、通信装置5aのBPフィルタ50及び60を放送線4に接続するだけで、放送線4を利用して、通信装置5a,5b,5c間の通信が可能になる。 That eliminates the need for what its frequency splitter 3a, by simply connecting the BP filter 50 and 60 of the communication device 5a to the broadcast line 4, by utilizing the broadcast line 4, communication device 5a, 5b, allows communication between 5c become. 当然、図1に示す放送装置2及びアンプ11a,11b間で、通信装置5a,5b,5cの通信に何ら影響を受けることなく、音声通信が可能である。 Of course, the broadcasting device 2 and the amplifier 11a shown in FIG. 1, between 11b, communication device 5a, 5b, without receiving any influence on communication 5c, it is possible voice communication.

以上の実施形態では、放送線4を利用して通信装置5a,5b,5c間の通信を可能とした。 In the above embodiments, and it allows the communication device 5a by using the broadcast line 4, 5b, the communication between 5c. しかし、放送線4の代わりに、直流電圧や交流電圧を供給する電線を利用し、通信装置5a,5b,5c間で通信することが可能になる。 However, instead of the broadcast line 4, by using the electric wire supplying DC voltage or AC voltage, communication devices 5a, 5b, it is possible to communicate between 5c. この場合、通信装置5aと直流電圧や交流電圧を供給する電線とのインタフェースが異なるだけであり、その他は同一である。 In this case, the interface between the wire supplying the communication device 5a DC voltage or AC voltage is different. The other is the same. この直流電源線又は交流電源線での構成を図8に示す。 The structure of this DC power supply lines or the AC power supply line shown in FIG. 通信装置5aは結合器65を備え、この結合器65を介して直流電源線あるいは交流電源線41に接続される。 Communication device 5a comprises a coupler 65, is connected to the DC power supply line or the AC power supply line 41 via the coupler 65. 結合器65はコンデンサで直流電源あるいは商用周波数の交流電源の電圧をカットあるいは十分抑制させ、トランスのインダクタンスとこのコンデンサの静電容量の値で決まる高周波通過特性を持たせることにより、メガヘルツ(MHz)の高周波を減衰させることなしに直流電源線あるいは交流電源線41に重畳させるようにしている。 Coupler 65 is cut or sufficiently suppressed voltage of the AC power source of the DC power source or a commercial frequency by a capacitor, by providing a high-frequency pass characteristics determined by the value of the capacitance of the capacitor and transformer inductance, megahertz (MHz) and so as to be superimposed on the DC power supply line or the AC power supply line 41 without thereby damping the high frequency. 直流電源あるいは交流電源がメガヘルツ(MHz)帯域の通信信号に対して何ら影響されなければ、周波数スプリッタ3aが不要になり、通信装置5aを直流電源線あるいは交流電源線41に接続するだけで通信が可能となる。 To be any effect against DC power supply or AC power supply megahertz (MHz) band communication signal, a frequency splitter 3a is not required, the communication by simply connecting the communication device 5a to the DC power supply line or the AC power supply line 41 It can become. このように、直流電源線あるいは交流電源線41を利用して、通信装置5a,5b,5c間の通信が可能になり、新たなケーブルを敷設する必要がなく、安価な通信手段を提供できる。 Thus, by using a DC power supply lines or the AC power supply line 41, the communication device 5a, 5b, enables communication between 5c, there is no need to lay a new cable, can provide an inexpensive communication means.

最近では、車両でのテロップ表示がなされるようになっているが、情報の出力元である運転室あるいは乗務員室1からの各車両のテロップ表示まで専用のテロップ用通信線が敷設されている。 Recently, it has become as telop display in the vehicle is made, subtitle communication line dedicated to the telop display of each vehicle from the driver's cab or crew chamber 1 which is the output source of the information is laid. テロップ表示とは文字表示であり、時間当たりの情報量はあまり多くなく、例えば、9.6Kbps程度の通信速度でデータを送信している。 The telop display is a character display, not more much information amount per unit time, for example, transmits data at a transmission speed of about 9.6 Kbps. 通信信号としては、一般にパルスコード変調された通信信号である。 The communication signal is typically a pulse code modulated communication signals. 2値AMI符号やその他の符号を使用しても通信帯域は2倍の19.2KHz程度である。 Communication band be used binary AMI code or other code is about twice 19.2 KHz. 通信信号のパワースペクトルの96%はこの19.2KHzの帯域であり、残りの4%が側波帯であり、ほぼ通信帯域は19.2KHz程度と考えて良い。 96% of the power spectrum of the communications signal is a band of the 19.2 KHz, the remaining 4% is sideband, communication bandwidth substantially may be considered to approximately 19.2 KHz. 従って、音声信号の帯域4kHzと異なるものの、通信装置5a,5b,5cによる通信帯域であるメガヘルツ(MHz)帯域とは周波数帯域が大きく異なっている。 Thus, although different from the band 4kHz speech signal, the communication device 5a, 5b, the frequency band is quite different from the megahertz (MHz) band is a communication band by 5c. 従って、テロップ情報の通信信号と通信装置5a,5b,5c間の通信信号は図7に示す周波数スプリッタで分離することができる。 Therefore, the communication signal of the telop information and communication devices 5a, 5b, the communication signals between 5c can be separated in frequency splitter shown in FIG. 従って、テロップ用通信線を利用して、図1に示す構成で通信装置5a,5b,5c間の通信が可能になる。 Thus, by using a communication line for caption, communication device 5a in the configuration shown in FIG. 1, 5b, it is possible to communicate between 5c. ただし、この場合には、放送装置2がテロップ情報出力装置となり、放送線4はテロップ用通信線となり、アンプ11a,11bとスピーカ12a,12bがテロップ表示装置になり、その他は変更ない。 However, in this case, the broadcasting device 2 becomes the telop information output apparatus, the broadcast line 4 becomes a communication line for telop amplifier 11a, 11b and the speaker 12a, 12b becomes telop display device, others do not change. つまり、テロップ用通信線を利用して、通信装置5a,5b,5c間の通信が可能になり、新たなケーブルを敷設する必要がないという効果がある。 In other words, by using a communication line for caption, communication devices 5a, 5b, enables communication between 5c, there is an effect that it is not necessary to lay new cables.

〔第二の実施形態〕 [Second Embodiment
次に、列車内の放送線4を利用して、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の通信を運転室あるいは乗務員室1と各車両9,10間で通信する第二の実施形態について図9を用いて説明する。 Then, by using the broadcast line 4 in the train, the second communicating information providing service to the passengers, operating the communication of the monitoring image and maintenance data of the passenger situation room or a crew compartment 1 between the vehicles 9, 10 will be described with reference to FIG embodiment. 図9では車両9を示し、車両10を示していないが、同一構成である。 9 shows the vehicle 9 does not show the vehicle 10, but the same configuration. ただし、最終車両には、通信装置5b1は不要である。 However, the final vehicle, communication device 5b1 is unnecessary. 列車は新幹線に代表されるように多数の車両が連結されており、新幹線の場合には現状で最大16両編成であり、400mの長さになる。 The train number of the vehicle is coupled as represented by Shinkansen, the maximum 16-car train at present in the case of the Shinkansen, the length of 400 meters. 従って、放送線4も同等あるいはそれ以上の長さになる。 Therefore, it becomes equal to or more in length broadcast line 4. つまり、通信装置5a,5bとしては、通信距離が長く、通信信号の減衰が多くなり、かつインバータ機器からのノイズの影響を受けやすい環境である。 That is, the communication device 5a, as the 5b, the communication distance is long, the attenuation of the communication signals is increased, and an environment susceptible to noise from the inverter device. この結果、編成車両台数が多い場合には、通信エラーが発生する可能性が高い。 As a result, when the train number is large, there is a high possibility that a communication error occurs. この問題を解決するために、各車両、あるいは所定間隔の車両に対して、 図9の車両9に示すように、通信装置5bと5b1間で一度プロトコール変換された信号で相互にデータ授受を行い、再び放送線4を利用して通信するようにしている。 To solve this problem, the vehicle of the vehicle or a predetermined interval, as shown in the vehicle 9 in FIG. 9, mutually perform data exchanged once the protocol converted signals between the communication device 5b and 5b1 , and to communicate using a broadcast line 4 again. これにより、一度、通信信号がディジタル信号に変換され、S/Nが向上した後に、再び放送線4を利用して通信を行うことができ、前記問題を解決できる。 Thus, once it converted communication signal to a digital signal, after the improved S / N, it is possible to communicate using a broadcast line 4 again, can solve the problem. フィルタ18aは、例えば、放送線4を利用して通信装置5aから通信されてきた通信信号と通信装置5b1から出力される通信信号が衝突しないようにするために、通信信号を遮断するためのブロッキングフィルタである。 Filter 18a is, for example, in order to ensure that the communication signal output from the broadcast line 4 utilizing communication signal which has been communicated from the communication device 5a and the communication device 5b1 do not collide, blocking for blocking the communication signal it is a filter. つまり通信信号であるメガヘルツ(MHz)帯域の高周波のみを抑制し、音声信号はそのまま通過させるものである。 That suppressing only high frequency megahertz (MHz) band is a communication signal, audio signal and lets through as it is. 従って、このフィルタの特性としては、 図7に示した高周波遮断フィルタ3a1(低周波通過フィルタでも良い)と同じである。 Therefore, the characteristic of this filter is the same as the high-frequency cutoff filter 3a1 shown in FIG. 7 (may be a low pass filter).

以上説明した本発明は、前記した実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。 Above-described present invention can be widely modifications without being limited to the above embodiments. 例えば、電磁ノイズを発生するインバータが取り付けられた乗り物に限らず、外部からノイズが入ってくる環境、例えばインバータ機器の多い工場や地域などのノイズ源の近くを走行する乗り物などにも適用できる。 For example, the invention is not limited to the vehicle inverter that generates electromagnetic noise is attached, it can also be applied, such as a vehicle traveling environment that incoming noise from the outside, for example, the nearby noise sources, such as large factories and areas with inverter equipment.

本発明の第一の実施形態を説明する図である。 It is a diagram illustrating a first embodiment of the present invention. 図1の通信装置5aの構成図である。 It is a configuration diagram of a communication device 5a in FIG. 通信特性を説明する図である。 Is a diagram illustrating communication characteristics. 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。 Is a diagram illustrating the spectrum of a general multi-carrier. OFDMのスペクトルを説明する図である。 Is a diagram illustrating 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 diagram illustrating a communication error characteristics under Gaussian noise. 図1の周波数スプリッタ3aの構成例である。 It is a configuration example of a frequency splitter 3a in FIG. 直流電源線又は交流電源線との接続構成例である。 A connection configuration example of the DC power supply line or the AC power supply line. 本発明の第二の実施形態を説明する図である。 It is a diagram illustrating a second embodiment of the present invention.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1・・・運転室/乗務員室2・・・放送装置3a,3b,3c・・・周波数スプリッタ4・・・放送線5a,5b,5c・・・通信装置6・・・情報提供装置7・・・監視装置8・・・画像蓄積サーバ9,10・・・車両13a,13b・・・カメラ14a,14b・・・表示装置15a,15b・・・データ収集装置 1 ... cab / crew compartment 2 ... broadcast device 3a, 3b, 3c ... frequency splitter 4 ... broadcasting lines 5a, 5b, 5c ... communication device 6 ... information providing device 7, · monitoring apparatus 8 ... the image storage server 9,10 ... vehicle 13a, 13b ... camera 14a, 14b ... display device 15a, 15b ... data collection device

Claims (6)

  1. 運転室及び乗務員室の少なくとも一方と各車両とに第1の通信装置をそれぞれ設け、前記第1の通信装置を列車に敷設されているケーブルで接続し、前記ケーブルを通信線として車両内への情報提供及び車両からの情報送信又はこれらのいずれかを行う列車内通信システムであって、 Provided cab and crew compartment at least one and each vehicle and to the first communication device, respectively, said first communication device is connected by a cable which is laid the train, into vehicle the cable as a communication line an information transmission or communication system in trains do any of these from the information provided and the vehicle,
    前記第1の通信装置は、少なくとも前記ケーブルを伝搬する通信信号を生成分解する変復調器と、前記変復調器の入出力信号様式と前記入出力信号とは異なる信号様式を相互に変換するプロトコール変換器とを備え、 Wherein the first communication device, and generating at least degrade modem communication signals propagating through the cable, the protocol converter for converting a mutually different signal modes from the input signal and the output signal mode of the modem It equipped with a door,
    各車両あるいは所定間隔の車両に設置される第2の通信装置は、少なくとも前記第1の通信装置の前記変復調器及び前記プロトコール変換器と同じ機能を有する変復調器及びプロトコール変換器を備え、 Second communication device installed in a vehicle for each vehicle or a predetermined distance has a modem and a protocol converter has the same function as at least the said modem and said protocol converter of the first communication device,
    同一の前記車両に設置される前記第1の通信装置と前記第2の通信装置とは、それぞれのプロトコール変換器で直結され、 Wherein said first communication device installed in the same of the vehicle and the second communication device, are directly connected with each protocol converter,
    前記第1の通信装置は、前記ケーブルから前記変復調器を介して前記通信信号を受信し、その受信した前記通信信号を前記プロトコール変換器によってディジタル信号に変換して当該第2の通信装置のプロトコール変換器に送信し、 Wherein the first communication device, wherein the cable via the modem receives the communication signal, the protocol of the communication signal the received is converted into a digital signal by the protocol converter said second communication device transmitted to the transducer,
    当該第2の通信装置は、受信した前記ディジタル信号を前記変復調器を介して前記通信信号に戻し、当該通信信号を前記ケーブルを介して次の前記車両の前記第1の通信装置に伝搬すること、 The second communication device returns the digital signal received in the communication signal via the modem, to the communication signal through the cable propagates to the next of said first communication device of the vehicle ,
    特徴とする列車内通信システム。 Train communication system according to claim.
  2. 記プロトコール変換器で直結された前記第1の通信装置及び前記第2の通信装置が接続された前記ケーブルの、当該第1の通信装置及び当該第2の通信装置の接続点間に、前記通信信号を遮断するブロッキングフィルタを接続すること、 Of the cable that before Symbol protocol converter said directly connected with the first communication device and the second communication device is connected, between the connection point of the first communication device and the second communication device, connecting a blocking filter for blocking the communication signal,
    を特徴とする請求項1に記載の列車内通信システム。 Train communication system according to claim 1, wherein the.
  3. 前記ケーブルとは、前記車両内に設けられているスピーカに接続している放送線であること、 Said cable and is a broadcasting lines connected to the speaker provided in said vehicle,
    を特徴とする請求項1または請求項2に記載の列車内通信システム。 Train communication system according to claim 1 or claim 2, characterized in.
  4. 前記ケーブルとは、前記車両内に設けられているテロップ表示器に接続しているテロップ表示用通信線であること、 Said cable and is a telop display communication line connected to the telop display provided in said vehicle,
    を特徴とする請求項1または請求項2に記載の列車内通信システム。 Train communication system according to claim 1 or claim 2, characterized in.
  5. 前記ケーブルとは、前記車両内に設けられている直流電源や交流電源を供給する電線であること、 Said cable and is wire supplying DC power supply or AC power supply provided in said vehicle,
    を特徴とする請求項1または請求項2に記載の列車内通信システム。 Train communication system according to claim 1 or claim 2, characterized in.
  6. 運転室及び乗務員室の少なくとも一方と各車両とに第1の通信装置をそれぞれ設け、前記第1の通信装置を列車に敷設されているケーブルで接続し、前記ケーブルを通信線として車両内への情報提供及び車両からの情報送信又はこれらのいずれかを行う列車内通信システムで用いられる列車内通信方法であって、 Provided cab and crew compartment at least one and each vehicle and to the first communication device, respectively, said first communication device is connected by a cable which is laid the train, into vehicle the cable as a communication line information provided and a train communication method used in the information transmission or communication system in trains do any of these from the vehicle,
    前記第1の通信装置は、少なくとも前記ケーブルを伝搬する通信信号を生成分解する変復調器と、前記変復調器の入出力信号様式と前記入出力信号とは異なる信号様式を相互に変換するプロトコール変換器とを備え、 Wherein the first communication device, and generating at least degrade modem communication signals propagating through the cable, the protocol converter for converting a mutually different signal modes from the input signal and the output signal mode of the modem It equipped with a door,
    各車両あるいは所定間隔の車両に設置される第2の通信装置は、少なくとも前記第1の通信装置の前記変復調器及び前記プロトコール変換器と同じ機能を有する変復調器及びプロトコール変換器を備え、 Second communication device installed in a vehicle for each vehicle or a predetermined distance has a modem and a protocol converter has the same function as at least the said modem and said protocol converter of the first communication device,
    同一の前記車両に設置される前記第1の通信装置と前記第2の通信装置とは、それぞれのプロトコール変換器で直結され、 Wherein said first communication device installed in the same of the vehicle and the second communication device, are directly connected with each protocol converter,
    前記第1の通信装置は、前記ケーブルから前記変復調器を介して前記通信信号を受信し、その受信した前記通信信号を前記プロトコール変換器によってディジタル信号に変換して当該第2の通信装置のプロトコール変換器に送信し、 Wherein the first communication device, wherein the cable via the modem receives the communication signal, the protocol of the communication signal the received is converted into a digital signal by the protocol converter said second communication device transmitted to the transducer,
    当該第2の通信装置は、受信した前記ディジタル信号を前記変復調器を介して前記通信信号に戻し、当該通信信号を前記ケーブルを介して次の前記車両の前記第1の通信装置に伝搬すること、 The second communication device returns the digital signal received in the communication signal via the modem, to the communication signal through the cable propagates to the next of said first communication device of the vehicle ,
    を特徴とする列車内通信方法。 Train communication method according to claim.
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