WO2003028243A1 - Systeme de communication utilisant une ligne de transmission a courant de fuite - Google Patents

Systeme de communication utilisant une ligne de transmission a courant de fuite Download PDF

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WO2003028243A1
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signal
transmission line
frequency band
communication system
leaky
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Inventor
Norihiro Tamiya
Tadamasa Fukae
Kenji Morihara
Takashi Kawakami
Original Assignee
Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Central Japan Railway Company
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/28—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium using the near field of leaky cables, e.g. of leaky coaxial cables
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/24—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts
    • H04B7/26—Radio transmission systems, i.e. using radiation field for communication between two or more posts at least one of which is mobile

Definitions

  • the present invention relates to a communication system using a leaky transmission line such as a leaky coaxial cable or a leaky waveguide, and in particular, a thin line that a leaky transmission line essentially has as a conductor line.
  • a leaky transmission line such as a leaky coaxial cable or a leaky waveguide
  • the present invention relates to a communication system that uses a pass frequency band for signal transmission.
  • L CX leaky coaxial cable
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a communication system using a conventional leaky transmission line disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-22207.
  • 100 is a base station installed at one end of LCX 102 A, and transmits a signal for train radio between the train and the ground via LC X 102 A, 102 B.
  • the control station (not shown) is notified that a protective alarm has been issued.
  • Reference numeral 101 denotes a relay station installed between the LCX 102A and the LCX 102B, which relays the train radio signal and transmits from the portable radio 103.
  • LCX102B Received the protection alarm signal via LCX102B, adds an identification signal to it, converts it to a signal in the frequency band in which the train radio signal is carried, and transmits it to the base station 100.
  • 102A and 102B are LCXs, which are transmission lines for train radio signals laid on roads and railway tracks. The transmission LCX that leaks and emits detection signals, and the side facing the transmission LCX. And a receiving LCX that receives the detection signal.
  • Reference numeral 103 denotes a portable wireless device possessed by the maintenance worker 104, which transmits a protective alarm signal for notifying an abnormality that has occurred on a road or a railway line.
  • the tracker 104 who found a problem while patroling the road or railroad track activates the portable radio 103 that he has and sends out a protective alarm signal in the audio frequency band.
  • This protective alarm signal is coupled to L C X 102 B and guided to the relay station 101.
  • the relay station 101 mixes the protective alarm signal received from the LCX 102B with the modulated wave modulated by the identification signal for identifying the same, and within the frequency band in which the train radio signal is carried. The frequency is converted to a signal.
  • the signal after the frequency conversion is relay-amplified by a relay amplifier (not shown) in the relay station 101, and transmitted to the LC 102A installed on the downstream side of the relay station 101.
  • the signal propagates through L C X 102 A and is received by base station 100.
  • the base station 100 recognizes the abnormality of the railway line from the protection warning signal received from the LCX 102A, and notifies the control station (not shown) that a protection warning has been issued.
  • a signal of 10 kHz or less (for example, a so-called 4 kHz band in a range of 300 kHz to 3.4 kHz) is used for a signal such as a report using the portable wireless device 103. )
  • a signal of 10 kHz or less for example, a so-called 4 kHz band in a range of 300 kHz to 3.4 kHz
  • a signal for notification is transmitted by converting the frequency into a signal in a frequency band for a train radio on the LCX102A and 102B, so that, for example, a road or a railway.
  • Problems occur when each image signal of the surveillance cameras arranged on the track is used for abnormality inspection. In other words, considering the bandwidth of the image signal (approximately 6 MHz), the number of channels that can be transmitted in the train radio frequency band is limited, and information from many points cannot be transmitted.
  • the leaky transmission line is used in an obstacle detection system that detects an obstacle on a road or a railway line as a radiation path of a detection signal, in addition to the train radio system described above.
  • VHF and UHF bands are used as the frequency band for this radiation path.
  • the applicable frequency is in a range of 400 to 470 MHz. That is, the frequency band that can be used for a signal such as a notification is about 70 MHz. For this reason, for example, a wideband signal is transmitted and received, as in a surveillance system that transmits and receives image signals from surveillance cameras.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and it is intended to transmit a wideband signal through multiple channels by using a pass frequency band which a leaky transmission line essentially has as a conductor line for signal transmission. It is an object of the present invention to provide a communication system using a leaky transmission path that can transmit a signal accurately and without error, while enabling the transmission. Disclosure of the invention
  • a communication system using a leaky transmission line is a system for transmitting and receiving signals within a pass frequency band that the leaky transmission line inherently has as a conductor line, and should be transmitted via the leaky transmission line.
  • the image signal can be transmitted because the signal generation unit is an imaging device that generates an image signal.
  • the signal generation means generates signals in a plurality of frequency bands
  • the relay means generates signals in a plurality of frequency bands. Is converted into signals whose frequencies are arranged in the pass frequency band of the leaky transmission line, so that multi-channel signal transmission via the leaky transmission line can be realized.
  • a communication system using a leaky transmission line includes a plurality of communication systems that use the leaky transmission line for signal transmission including the above communication system, and each system generates a signal in a different frequency band.
  • the relay means for relaying the signal transmission on the leaky transmission line is provided for each of a plurality of communication systems, so that signals related to a plurality of communication systems can be transmitted.
  • each relay means of the plurality of communication systems separates and combines a signal in a frequency band used by each communication system from a signal propagating through the leaky transmission line. Therefore, interference between the communication systems can be prevented.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a communication system using a conventional leaky transmission line.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a communication system using a leaky transmission line according to Embodiment 1 of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a relationship between frequency bands of transmission signals in a communication system using a leaky transmission line according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a communication system using a leaky transmission line according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of a communication system using a leaky transmission line according to Embodiment 1 of the present invention.
  • reference numeral 1 denotes a base station installed at one end of the LCX 3A, which transmits and receives a signal generated by the wideband signal generation means 4 via the coaxial cable 4a, the relay station 2, and the LCX 3A.
  • Reference numeral 2 denotes a relay station installed between the LCX 3A and the LCX 3B.
  • a relay unit (not shown) inside receives a signal generated by the wideband signal generation unit 4 via the coaxial cable 4a. Then, the signal is converted into a signal in a pass frequency band which LCX 3A, 3B essentially has as a conductor line, and transmitted to base station 1.
  • Reference numerals 3A and 3B denote LCXs (leakage transmission lines) serving as transmission lines for signals generated by the wideband signal generation means 4, which are basically configured by providing a plurality of slits in a coaxial cable shield. Generally, it is used as a radiation path for radio waves related to detection signals for detecting obstacles on roads and railway lines.
  • Reference numeral 4 denotes a wideband signal generating means connected to the relay station 2 via the coaxial cable 4a, and generates a signal having a wider bandwidth than the train radio signal.
  • the wideband signal generation means 4 is a monitoring camera that monitors roads and railroad tracks to monitor obstacles and abnormalities, and a signal having a wider bandwidth than a train radio signal is used as an image signal to be monitored.
  • Reference numeral 4a denotes a coaxial cable for connecting the relay station 2 and the surveillance camera which is the wideband signal generation means 4, and is used as a wired transmission line for transmitting an image signal captured by the surveillance camera to the relay station 2.
  • the surveillance camera which is the broadband signal generation means 4
  • the image signal thus obtained is guided to the relay station 2 via the coaxial cable 4a.
  • the signal generated by the wideband signal generation means 4 such as a monitoring camera is directly guided to the relay station 2 without passing through wireless communication.
  • the transmission can be reliably performed while maintaining the signal quality without being affected by the faging caused by the surrounding environment.
  • the coaxial cable 4a having a pass frequency band wider than the frequency band for wireless communication is used as the conductor line, signals with a large amount of information such as image signals can be easily communicated.
  • the unillustrated relay means in the relay station 2 receives the image signal, and the image signal causes a specific frequency within a pass frequency band that the LCXs 3A and 3B essentially have as a coaxial cable that is a conductor line. Modulates the carrier wave to generate a transmission signal.
  • the LCX 3A, 3B When viewed as a conductor line for transmitting a signal in a coaxial cable, the LCX 3A, 3B essentially has a pass frequency band from DC to a frequency at which the transmission loss of the cable can be tolerated.
  • the frequency (radiation It can be used up to the upper limit of the frequency that can be used as a channel, about 470 MHz, and has a frequency band of about 470 MHz.
  • LCX 3A and 3B which are primarily used for radiation paths, use only a narrow frequency band that is determined by radiation characteristics, out of the passband inherently possessed by coaxial cables that are conductor lines. Absent.
  • wideband signal transmission is performed by using a frequency band other than the frequency band applied to the train radio or the radiation line.
  • FIG. 3 is a diagram showing a relationship between frequency bands of transmission signals in a communication system using a leaky transmission line according to the first embodiment.
  • 6 is LC X3A, 3B, which corresponds to a range from DC to a frequency at which transmission loss of a cable can be tolerated, for example.
  • 7 1 to 7 N are frequency bands of transmission signals related to N image signals captured by the surveillance camera, and are assigned frequencies within the passing frequency band 6.
  • the relaying means in the relay station 2 that has input the N image signals first divides the pass frequency band 6 into N frequency bands so that the frequency allocation does not overlap, and sets the N frequency bands corresponding to each frequency band. Generate a carrier wave. These carriers are set, for example, at the respective center frequencies of N frequency bands arranged in the pass frequency band 6.
  • the relay means in the relay station 2 modulates each carrier with the N image signals input from the monitoring camera, and transmits the transmission signals 71 to 7 N having the bandwidth of the image signal at the center frequency of the carrier.
  • the wide pass frequency band 6 of L CX 3 A and 3 B it is possible to set the frequency arrangement of the wideband image signal so as not to overlap in the pass frequency band 6. It becomes possible. In other words, multi-channel signal transmission can be easily performed. Specifically, for example, taking LC CX using a frequency in the 400 MHz band as an example, the applicable frequency as the radiation path is in the range of 400 to 470 MHz, and the usable frequency band is approximately It is about 70 MHz.
  • the system according to the first embodiment uses a pass frequency band that LCX inherently has as a conductor line.
  • LCX using the frequency in the 400 MHz band, it can be used up to the range of 0 to 470 MHz, and has a frequency band of about 47 OMHz. That is, it is possible to use about 7 times the band as compared with 70 MHz when the LCX is used as the radiation line.
  • the relaying means in the relay station 2 relays and amplifies the transmission signals 71 to 7N generated as described above and sends out to the LCX 3A.
  • the base station 1 receives the transmission signals 71 to ⁇ N related to the image signal propagating through the LC3A, and can confirm obstacles and abnormalities from the image captured by the monitoring camera.
  • the relay unit in the relay station 2 inputs the wideband signal such as the image signal generated by the wideband signal generation unit 4 via the coaxial cable 4a, and Since the signal is converted into a signal in the pass frequency band that LCX inherently has as a conductor line and transmitted, accurate wideband signal transmission can be realized without being affected by the surrounding environment.
  • the relay means in the relay station 2 converts signals in a plurality of frequency bands into signals whose frequencies are arranged in the pass frequency band 6 of the LCX. Multi-channel signal transmission can be realized.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a communication system using a leaky transmission line according to Embodiment 2 of the present invention.
  • reference numeral 2A denotes a relay station of the communication system according to the second embodiment, which includes image relay means 8, train wireless relay means 9, obstacle detecting means 10 and its detection information transmitting means 11, and signal distribution and synthesis.
  • the method consists of 12-15.
  • 8 is an image relay means for relaying the transmission of an image signal, which is a wideband signal, and is a means for generating a wideband signal via a coaxial cable 4a.
  • the signal When an image signal captured by the surveillance camera as the stage 4 is input, the signal is converted into a signal in a pass frequency band that the LCX 3A, 3B essentially has as a conductor line and transmitted to the base station 1. . That is, the means combining the image relay means 8 and the signal distribution / synthesis means 12 and 14 corresponds to the relay means in the relay station 2 shown in the first embodiment.
  • the system including B corresponds to the communication system of the first embodiment.
  • Reference numeral 9 denotes a train radio relay unit of the train radio system that also serves as the communication system according to the first embodiment, using the LCX 3 A, 3 B as a signal transmission medium. Relay.
  • the system including the train wireless relay means 9, the signal distribution / combining means 12 to 15 and the LCX 3A, 3B corresponds to the train wireless system.
  • Reference numeral 10 denotes an obstacle detection means of the obstacle detection system, which uses the L CX 3 A and 3 B as a signal transmission medium, and also serves as the communication system of the first embodiment. Detects obstacles that have appeared between the device and the L CX 3B. 11 is detection information transmitting means for transmitting detection information of obstacles to the base station 1 via the L CX 3 A, 3 B, and other than the obstacle detection means 10 in the relay station 2 A, It relays the detection information from other obstacle detection means provided for each relay point of the LCX and transmits it to the base station 1.
  • a system including the obstacle detection means 10, the detection information transmission means 11, the signal distribution / combination means 12 to 15, and the LCXs 3 A and 3 B corresponds to an obstacle detection system.
  • Reference numerals 12 to 15 denote signal distribution / combining means for extracting a desired signal from a signal transmitted through the LCX 3A or 3B or for combining a desired signal with a transmission signal, and only for a signal frequency band of each system. It consists of a group of bandpass filters that serve as passbands.
  • the signal distributing / combining means 12 and 13 branch the input signal from the LCX3B for each system and extract the signal of each system via each bandpass filter.
  • the signal distribution and synthesis means 14 and 15 are The signal for each stem is superimposed after eliminating unnecessary waves at each bandpass filter.
  • the surveillance camera which is the broadband signal generation means 4, captures images of the section of the road or railroad where the LCX3B is laid.
  • the image signal thus obtained is guided to the image relay means 8 in the relay station 2A via the coaxial cable 4a.
  • the image relay means 8 also includes other signal separation / combining means 12 separated from the signal transmitted through the LCX 3B.
  • An image signal from the surveillance camera is input.
  • the image relay means 8 operates within the pass frequency band that LCX 3A, 3B essentially has as a coaxial cable, which is a conductor line, as in the first embodiment.
  • a carrier wave corresponding to these image signals is generated.
  • the image relay unit 8 modulates the carrier with the input image signal to generate a transmission signal, adjusts the level of the transmission signal and amplifies the transmission signal, and outputs the signal to the signal distribution / combination unit 14.
  • the combining means 14 superimposes these transmission signals and sends them to the LCX3A.
  • the signal distribution / combining means 12 extracts the train radio signal received by the LCX 3 B and inputs the extracted signal to the train radio relay means 9.
  • the train radio relay means 9 When these train radio signals are input, the train radio relay means 9 generates carrier waves corresponding to these train radio signals in the train radio frequency band. Subsequently, the train radio relay means 9 modulates the carrier with the input train radio signal to generate transmission signals, adjusts the levels of these transmission signals and relay-amplifies them, and then distributes the signals. Output. Signal distribution
  • the obstacle detection means 10 supplies the radio wave relating to the detection signal to the LCX 3B via the signal distribution / combination means 12.
  • the LCX 3B emits radio waves related to the detection signal from a plurality of slits provided on a shield. This radio wave is received by the LC 3B disposed at a position facing the LCX 3B via the slit.
  • the received signal returns from the LCX 3 B to the obstacle detection means 10 through the signal distribution • synthesis means 13. Obstacles in the LCX 3B section can be detected, for example, by a change in radio field intensity related to the detection signal.
  • the detection information indicating that the obstacle has been detected is sent to the detection information transmitting means 11.
  • the detection information from the obstacle detection means 10 and the detection information transmitted from the LCX 3B and separated by the signal distribution / combination means 12 are input to the detection information transmission means 11.
  • the detection information transmission means 11 Upon input of the detection information, the detection information transmission means 11 generates a carrier wave corresponding to the detection information within the frequency band used by the obstacle detection system.
  • the detection information transmitting means 11 generates a transmission signal by modulating the carrier with a signal relating to the input detection information, and performs level adjustment and relay amplification of the transmission signal. Output to 4.
  • Signal distribution ⁇ The combining means 14 superimposes these transmission signals and sends them to the LCX 3A.
  • the above-described system is based on the premise that the frequency bands of signals handled by the respective systems constituting the system do not overlap.
  • the transmission signal may have a signal component out of its own band, which causes signal interference between the systems.
  • the band-pass filters constituting the signal distribution / combining means 12 to 15 guarantee that the transmission loss in the pass band is the minimum loss value allowed in each system, and that the transmission loss is close to the adjacent band in the stop band. It is necessary to ensure the maximum attenuation that does not cause interference and does not receive interference from adjacent bands. Therefore, in the above system, for example, obstacle detection that requires reliability and high sensitivity, train radio that requires reliability, image transmission for surveillance, and detection information transmission that requires strong interference-resistant transmission In order, it is configured and optimized to enhance the performance of the bandpass filter.
  • relay means including signal distribution / synthesis means are individually provided. Signal transmission by multiple communication systems becomes possible.
  • signal distribution and synthesis means 12 to 15 are provided for each system to separate and synthesize signals corresponding to the respective pass frequency bands, thereby preventing signal interference between a plurality of systems. And accurate signal transmission can be realized.
  • the communication system using the leaky transmission line of the present invention is not limited to the above-described example, and is widely applied to signal transmission using LCX in railways, roads, power equipment, buildings, airports, and the like. Of course, various changes can be made without departing from the scope of the present invention. Industrial applicability
  • the communication system using the leaky transmission line according to the present invention transmits a wideband signal on multiple channels by using a pass frequency band that the leaky transmission line essentially has as a conductor line for signal transmission. In addition, it can transmit signals accurately and without errors.

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Description

漏洩伝送路を用いた通信システム
技術分野
この発明は漏洩同軸ケーブルや漏洩導波管などの漏洩伝送路を用いた 通信システムに係り、 特に漏洩明伝送路が導体線路として本質的に有する 細
通過周波数帯域を信号の伝送に利用する通信システムに関するものであ る。
背景技術
鉄道や道路における正常な車両運行や事故防止のために、 線路や道路 上の異常をいちはやく見つけて所定の統制局に通報する必要がある。 こ のような異常に係る防護警報信号を、 鉄道線路や道路に布設された漏洩 同軸ケーブルや漏洩導波管などの漏洩伝送路を介して上記統制局に通報 する通信システムがある。 ここで、 漏洩同軸ケーブルと漏洩導波管とで は原理的に同じ構成であることから、 以降、 漏洩導波管を含めた概念で 漏洩同軸ケーブル （以下、 L CXと略す） を定義することとする。
第 1図は、 例えば特開平 5— 2 2 2 0 7号公報に開示された従来の漏 洩伝送路を用いた通信システムの構成を概略的に示す図である。 図にお いて、 1 0 0は L CX 1 0 2 Aの一端に設置した基地局で、 列車と地上 との間の列車無線用の信号を L CX 1 0 2 A, 1 0 2 Bを介して送受信 すると共に、 上記列車無線用信号の周波数帯域で送出された防護警報信 号を受信して防護警報があった旨を不図示の統制局に通知する。 1 0 1 は L CX 1 0 2 Aと L CX 1 0 2 Bとの間に設置された中継局であって 、 上記列車無線用信号を中継すると共に、 携帯無線機 1 0 3から送出さ れた防護警報信号を L C X 1 0 2 Bを介して受信し、 これに識別信号を 付加して上記列車無線用信号が搬送される周波数帯域内の信号に変換し て基地局 1 0 0に送信する。 1 0 2 A， 1 0 2 Bは道路や鉄道線路に布 設した列車無線用信号の伝送路となる L C Xで、 検知用信号を漏洩して 放射する送信 L C Xと、 この送信 L C Xに対向する側に布設されて検知 用信号を受信する受信 L C Xとから構成される。 1 0 3は保線員 1 0 4 が所持する携帯無線機であって、 道路や鉄道線路に生じた異常を通知す る防護警報信号を送信する。
次に動作について説明する。
先ず、 道路や鉄道線路を巡回して不具合を発見した保線員 1 0 4は、 所持している携帯無線機 1 0 3を起動させて、 音声周波数帯域の防護警 報信号を送出する。 この防護警報信号は L C X 1 0 2 Bに結合し、 中継 局 1 0 1 に導かれる。 中継局 1 0 1では、 L C X 1 0 2 Bから受信した 防護警報信号と、 これを特定するための識別信号で変調した変調波とを 混合して、 列車無線用信号が搬送される周波数帯域内の信号に周波数変 換する。
この周波数変換後の信号は、 中継局 1 0 1内の不図示の中継増幅器に よつて中継増幅されて、 中継局 1 0 1の下り側に設置された L C X 1 0 2 Aに送出される。 当該信号は L C X 1 0 2 Aを伝搬して基地局 1 0 0 にて受信される。 基地局 1 0 0では、 L C X 1 0 2 Aから受信した防護 警報信号から鉄道線路の異常などを認識すると共に、 防護警報があった 旨を不図示の統制局に通知する。
従来の漏洩伝送路を用いた通信システムは以上のように構成されてい るので、 携帯無線機 1 0 3によって基地局 1 0 0に送信すべき信号を無 線で送出することから、 携帯無線機 1 0 3の周囲の地形や構造物などに おける反射によってフエ一ジングの影響を受ける可能性があった。 この ため、 フェージングに起因した通信品質の劣化によつて基地局 1 0 0ま で正確に信号が伝わらない可能性があるという課題があった。
また、 近年では、 保線員による道路や鉄道線路の巡回検査の他に、 道 路ゃ鉄道線路を常時監視する監視用カメラの画像信号から異常の有無を 認識するシステムの構築が求められている。
しかしながら、 従来の通信システムでは、 携帯無線機 1 03を用いて 通報などの信号用として 1 0 k H z以下 （例えば、 3 0 0 H z〜 3. 4 kH zの範囲のいわゆる 4 kH z帯域） の狭帯域な音声周波数帯域の信 号を使用することから、 一般的に情報量が多く 6 MH z程度まで （例え ば、 4MH z ) の広い帯域を有する画像信号を通信することができない という課題があつた。
さらに、 従来の通信システムでは、 L CX 1 0 2 A， 1 02 B上で列 車無線用の周波数帯域内の信号に周波数変換して通報用の信号を伝送す ることから、 例えば道路や鉄道線路に多数配置した監視用カメラの各画 像信号を異常検査に利用する場合に不具合が生じる。 つま り、 画像信号 が有する帯域幅 （およそ 6 MH z程度） を考慮すると、 列車無線用周波 数帯域で伝送可能なチヤンネル数が制限されて、 多数の地点からの情報 を伝送することができない。
さらに、 漏洩伝送路は、 上述したような列車無線システムの他に、 検 知用信号の放射線路として道路や鉄道線路における支障物を検知する支 障物検知システムに利用される。 この放射線路としての周波数帯域は、 一般的に VH F、 UHF帯が使用されている。 ここで、 4 00 MH z帯 の周波数を使用する L CXを例に挙げると、 その適用周波数は 40 0〜 470MH zの範囲となる。 即ち、 通報などの信号用に使用可能な周波 数帯域は、 約 7 0 MH z程度である。 このため、 例えば監視用カメラか らの画像信号を送受信する監視システムのよう に広帯域な信号を送受信 するシステムを、 信号伝送媒体として漏洩伝送路を使用する列車無線シ ステムや支障物検知システムと組み合わせて構築する場合に不具合が生 じる可能性がある。 つま り、 狭帯域の列車無線用周波数帯域や放射線路 の適用周波数帯域では、 各システムからの信号を同時に伝送することが できなくなる可能性があると共に、 各システム間での伝送信号の干渉が 発生し易くなる。
この発明は上記課題を解決するためになされたもので、 漏洩伝送路が 導体線路として本質的に有する通過周波数帯域を信号伝送に利用するこ とで、 広帯域な信号を多チヤンネルで伝送することを可能にする と共に 、 信号を誤りなく正確に伝送することができる漏洩伝送路を用いた通信 システムを得ることを目的とする。 発明の開示
この発明に係る漏洩伝送路を用いた通信システムは、 漏洩伝送路が導 体線路として本質的に有する通過周波数帯域内で信号を送受信するシス テムであって、 漏洩伝送路を介して伝送すべき信号を生成する信号生成 手段と、 漏洩伝送路の途上に設けられて信号伝送を中継すると共に、 有 線伝送路を介して信号生成手段が生成した信号を入力すると、 該信号を 漏洩伝送路が有する通過周波数帯域内の信号に変換して送出する中継手 段とを備えるので、 周囲環境の影響を受けずに、 正確な広帯域な信号伝 送を実現することができる。
この発明に係る漏洩伝送路を用いた通信システムは、 信号生成手段が 画像信号を生成する撮像装置であるので、 画像信号を伝送することがで きる。
• この発明に係る漏洩伝送路を用いた通信システムは、 信号生成手段が 複数の周波数帯域の信号を生成し、 中継手段が複数の周波数帯域の信号 を漏洩伝送路が有する通過周波数帯域内で各々周波数配置した信号に変 換するので、 漏洩伝送路を介した多チヤンネルの信号伝送を実現するこ とができる。
この発明に係る漏洩伝送路を用いた通信システムは、 上記通信システ ムを含んだ信号伝送に漏洩伝送路を使用する複数の通信システムからな り、 各システムが各々異なる周波数帯域の信号を生成 ·伝送するシステ ムであって、 漏洩伝送路の信号伝送を中継する中継手段を複数の通信シ ステムごとに設けたので、 複数の通信システムに係る信号を伝送するこ とができる。
この発明に係る漏洩伝送路を用いた通信システムは、 複数の通信シス テムが有する各中継手段が、 漏洩伝送路を伝搬する信号から各々の通信 システムが使用する周波数帯域の信号を分離 · 合成するので、 各通信シ ステム間の干渉を防止することができる。 図面の簡単な説明
第 1 図は従来の漏洩伝送路を用いた通信システムの構成を概略的に示 す図である。
第 2図はこの発明の実施の形態 1 による漏洩伝送路を用いた通信シス テムの構成を概略的に示す図である。
第 3図は実施の形態 1 による漏洩伝送路を用いた通信システムにおけ る伝送信号の周波数帯域の関係を示す図である。
第 4図はこの発明の実施の形態 2 による漏洩伝送路を用いた通信シス テムの構成を概略的に示す図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 この発明をよ り詳細に説明するために、 この発明を実施するた めの最良の形態について、 添付の図面に従ってこれを説明する。
実施の形態 1.
第 2図はこの発明の実施の形態 1による漏洩伝送路を用いた通信シス テムの構成を概略的に示す図である。 図において、 1は L CX 3 Aの一 端に設置した基地局で、 広帯域信号生成手段 4が生成した信号を同軸ケ 一ブル 4 a、 中継局 2、 及び L C X 3 Aを介して送受信する。 2は L C X 3 Aと L CX 3 Bとの間に設置された中継局であって、 内部の不図示 の中継手段が同軸ケーブル 4 aを介して広帯域信号生成手段 4が生成し た信号を入力すると、 該信号を L CX 3 A， 3 Bが導体線路として本質 的に有する通過周波数帯域内の信号に変換して基地局 1に送出する。
3 A, 3 Bは広帯域信号生成手段 4が生成した信号の伝送路となる L C X (漏洩伝送路） で、 基本的には同軸ケーブルのシ一ルドに複数のス リ ッ トを設けて構成され、 一般的に道路や鉄道線路における支障物を検 知するための検知用信号に係る電波の放射線路として使用される。 4は 同軸ケーブル 4 aを介して中継局 2と接続する広帯域信号生成手段であ つて、 列車無線信号より広い帯域幅を有する信号を生成する。 図示の例 では、 広帯域信号生成手段 4を道路や鉄道線路を撮像して支障物や異常 を監視する監視用カメラとし、 列車無線信号より広い帯域幅を有する信 号を監視対象の画像信号としている。 4 aは中継局 2と広帯域信号生成 手段 4である監視用カメラとを接続する同軸ケーブルで、 監視用カメラ が撮像した画像信号を中継局 2に伝送するための有線伝送路として使用 れる。
次に動作について説明する。
先ず、 広帯域信号生成手段 4である監視用カメラが、 道路や鉄道線路 における L CX 3 Bを布設した区間内を撮影する。 これによつて得られ た画像信号は、 同軸ケーブル 4 aを介して中継局 2に導かれる。 このように、 この実施の形態 1による通信システムでは、 監視用カメ ラなどの広帯域信号生成手段 4が生成した信号を、 無線通信を介すこと なく中継局 2に直接導く。 これによつて、 周囲環境に起因するフエ一ジ ングの影響を受けることがなく、 信号の品質を保ったまま確実に伝送す ることができる。 また、 導体線路として無線通信用の周波数帯域より広 い通過周波数帯域を有する同軸ケーブル 4 aを介すことから、 画像信号 のような情報量の多い信号も容易に通信することが可能となる。
中継局 2内の不図示の中継手段は、 画像信号を入力すると、 該画像信 号によって L CX 3A, 3 Bが導体線路である同軸ケーブルとして本質 的に有する通過周波数帯域内における特定の周波数の搬送波を変調して 伝送信号を生成する。
L CX 3 A, 3 Bは、 同軸ケーブル内を信号伝送する導体線路として みると、 本質的に直流からケーブルの伝送損が許容できる周波数までの 通過周波数帯域を有している。 つま り、 放射線路として約 400 MH z 〜470 MH zの適用周波数帯域を有する 40 0MH z帯の L CXであ るならば、 直流 （ 0 H z) からケーブルの伝送損が許容できる周波数 （ 放射線路として使用可能な周波数の上限値、 約 470 MH z ) まで使用 でき、 約 47 0 MH zの周波数帯域を有する。
このように、 本来、 放射線路が主な用途である L C X 3 A, 3 Bは、 導体線路である同軸ケーブルが本質的に有する通過周波数帯域のうち、 放射特性から決まる狭い周波数帯域しか使われていない。
そこで、 この実施の形態 1による通信システムでは、 列車無線や放射 線路で適用する周波数帯域以外の周波数帯域を利用することで、 広帯域 の信号伝送を行なう。
第 3図は実施の形態 1による漏洩伝送路を用いた通信システムにおけ る伝送信号の周波数帯域の関係を示す図である。 図において、 6は L C X 3 A, 3 Bの通過周波数帯域で、 例えば直流からケーブルの伝送損が 許容できる周波数までの範囲に相当する。 7 1〜7 Nは監視用カメラが 撮像した N個の画像信号に係る伝送信号の周波数帯域であって、 通過周 波数帯域 6内で各々周波数配置されている。
N個の画像信号を入力した中継局 2内の中継手段は、 先ず、 通過周波 数帯域 6を周波数配置が重ならないように N個の周波数帯域に分けて、 各周波数帯域に合わせた N個の搬送波を発生する。 これらの搬送波は、 例えば通過周波数帯域 6内に周波数配置した N個の周波数帯域の各中心 周波数に設定する。
続いて、 中継局 2内の中継手段は、 監視用カメラから入力した N個の 画像信号で各搬送波を変調して、 搬送波の中心周波数で画像信号の帯域 幅を有する伝送信号 7 1〜7 Nを生成する。
このように、 L CX 3 A, 3 Bの広い通過周波数帯域 6を利用するこ とによ り、 広帯域の画像信号の周波数配置を通過周波数帯域 6内で重な らないように設定することが可能となる。 即ち、 多チャンネルの信号伝 送を容易に行うことができる。 具体的には、 例えば 40 0 MH z帯の周 波数を使用する L CXを例に挙げると、 放射線路としての適用周波数は 40 0〜47 0MH zの範囲であり、 使用可能な周波数帯域が約 7 0 M H z程度である。
これに対して、 実施の形態 1によるシステムでは、 L CXが導体線路 として本質的に有する通過周波数帯域を使用する。 これにより、 40 0 MH z帯の周波数を使用する L CXでは、 0〜 47 0 MH zの範囲まで 使用でき、 約 47 OMH zの周波数帯域を有する。 即ち、 L CXを放射 線路として用いた場合の 7 0 MH zと比較して約 7倍の帯域を使用する ことができる。
ここで、 画像信号の帯域幅を 6 MH zとすると、 画像信号だけで設定 することができるチャンネル数は、 約 1 1チャンネル （放射線路の周波 数帯域 7 0 MH z /帯域幅 6 MH z ) から約 7 8チャンネル (通過周波 数帯域 4 7 0 MH z /帯域幅 6 MH z ) まで増加させることができる。 次に、 中継局 2内の中継手段は、 上述のようにして生成した伝送信号 7 1〜 7 Nを中継増幅して L C X 3 Aに送出する。
基地局 1は、 L C X 3 Aを伝搬する画像信号に係る伝送信号 7 1〜 Ί Nを受信し、 監視用カメラが撮像した画像より支障物や異常を確認する ことができる。
以上のように、 この実施の形態 1によれば、 中継局 2内の中継手段が 同軸ケーブル 4 aを介して広帯域信号生成手段 4が生成した画像信号な どの広帯域信号を入力すると共に、 これらの信号を L C Xが導体線路と して本質的に有する通過周波数帯域内の信号に変換して送出するので、 周囲環境の影響を受けずに、 正確な広帯域な信号伝送を実現することが できる。
また、 この実施の形態 1によれば、 中継局 2内の中継手段が複数の周 波数帯域の信号を L C Xが有する通過周波数帯域 6内で各々周波数配置 した信号に変換するので、 L C Xを介した多チヤンネルの信号伝送を実 現することができる。 実施の形態 2 .
第 4図はこの発明の実施の形態 2による漏洩伝送路を用いた通信シス テムの構成を示す図である。 図において、 2 Aは実施の形態 2による通 信システムの中継局で、 画像中継手段 8、 列車無線中継手段 9、 支障物 検知手段 1 0及びその検知情報伝送手段 1 1、 並びに信号分配 ·合成手 段 1 2〜 1 5から構成される。 8は広帯域信号である画像信号の伝送を 中継する画像中継手段で、 同軸ケーブル 4 aを介して広帯域信号生成手 段 4としての監視用カメラが撮影した画像信号を入力すると、 該信号を L CX 3 A， 3 Bが導体線路として本質的に有する通過周波数帯域内の 信号に変換して基地局 1に送出する。 即ち、 この画像中継手段 8及び信 号分配 ·合成手段 1 2， 14を組み合わせた手段が上記実施の形態 1で 示した中継局 2内の中継手段に相当し、 これらと L CX 3 A, 3 Bとを 含むシステムが上記実施の形態 1の通信システムに相当する。 9は L C X 3 A, 3 Bを信号伝送媒体として上記実施の形態 1の通信システムと 兼用する列車無線システムの列車無線中継手段であって、 L CX 3 A, 3 Bを伝搬する列車無線用信号を中継する。 この列車無線中継手段 9、 信号分配 ·合成手段 1 2〜 1 5、 及び L C X 3 A, 3 Bを含むシステム が列車無線システムに相当する。
1 0は L CX 3 A, 3 Bを信号伝送媒体として上記実施の形態 1の通 信システムと兼用する支障物検知システムの支障物検知手段で、 検知用 信号の送信用 L CX 3 Bと受信用 L CX 3 Bとの間に出現した支障物を 検知する。 1 1は L CX 3 A, 3 Bを介して支障物の検知情報を基地局 1に伝送する検知情報伝送手段であって、 中継局 2 A内の支障物検知手 段 1 0の他に、 L CXの中継点ごとに設けられた他の支障物検知手段か らの検知情報を中継して基地局 1に伝送する。 また、 支障物検知手段 1 0、 検知情報伝送手段 1 1、 信号分配 ·合成手段 1 2〜 1 5、 及び L C X 3 A, 3 Bを含むシステムが支障物検知システムに相当する。 1 2〜 1 5は L CX 3 A, 3 Bを伝送する信号から所望の信号を抽出したり、 伝送信号に所望の信号を合成する信号分配 ·合成手段で、 各システムの 信号周波数帯域のみを通過周波数帯域とする帯域通過フィル夕群から構 成される。 信号分配 '合成手段 1 2 , 1 3は、 L CX 3 Bからの入力信 号を各システムごとに分岐して各帯域通過フィル夕を介して各システム の信号を各々抽出する。 また、 信号分配 ·合成手段 1 4， 1 5は、 各シ ステムごとの信号を各帯域通過フィル夕で不要波を除いた後に重畳して
L CX 3 Aに送出する。 なお、 第 2図と同一構成要素には同一符号を付 して重複する説明を省略する。
次に動作について説明する。
広帯域信号生成手段 4である監視用カメラが、 道路や鉄道線路におけ る L CX 3 Bを布設した区間内を撮影する。 これによつて得られた画像 信号は、 同軸ケーブル 4 aを介して中継局 2 A内の画像中継手段 8に導 かれる。 このとき、 画像中継手段 8には、 広帯域信号生成手段 4である 監視用カメラから入力した画像信号の他に、 信号分配 ·合成手段 1 2が L CX 3 Bを伝送する信号から分離した他の監視用カメラからの画像信 号が入力する。 これらの画像信号を入力すると、 画像中継手段 8は、 上 記実施の形態 1と同様に L CX 3 A, 3 Bが導体線路である同軸ケ一ブ ルとして本質的に有する通過周波数帯域内で、 これらの画像信号に対応 する搬送波を生成する。 続いて、 画像中継手段 8は、 入力した画像信号 で上記搬送波を変調して伝送信号を生成し、 これら伝送信号をレベル調 整及び中継増幅した後、 信号分配 ·合成手段 1 4に出力する。 信号分配
•合成手段 1 4は、 これら伝送信号を重畳して L CX 3 Aに送出する。 また、 列車無線システムでは、 信号分配 '合成手段 1 2が L CX 3 B によって受信された列車無線信号を抽出し、 列車無線中継手段 9に入力 する。 列車無線中継手段 9は、 これらの列車無線信号を入力すると、 列 車無線用周波数帯域内で、 これらの列車無線信号に対応する搬送波を生 成する。 続いて、 列車無線中継手段 9は、 入力した列車無線信号で上記 搬送波を変調して伝送信号を生成し、 これら伝送信号をレベル調整及び 中継増幅した後、 信号分配 ■合成手段 14， 1 5に出力する。 信号分配
'合成手段 14 , 1 5では、 これら伝送信号を重畳して L CX 3 Aに送 出する。 さらに、 支障物検知手段 1 0は、 検知用信号に係る電波を信号分配 - 合成手段 1 2を介して L C X 3 Bに供給する。 L C X 3 Bは、 シール ド に設けた複数のス リ ッ トから検知用信号に係る電波を放射する。 この電 波は、 上記 L C X 3 Bに対向する位置に配置された L C 3 Bに上記ス リ ッ トを介して受信される。 受信された信号は L C X 3 Bから信号分配 • 合成手段 1 3 を通って支障物検知手段 1 0 に戻って く る。 L C X 3 B 区間における支障物は、 例えば検知用信号に係る電波強度の変化によつ て検知することができる。 このようにして、 支障物を検知した旨を示す 検知情報は、 検知情報伝送手段 1 1 に送られる。 この検知情報伝送手段 1 1 には、 支障物検知手段 1 0からの検知情報と、 L C X 3 Bから伝送 してきて信号分配 · 合成手段 1 2で分離された検知情報とが入力する。 検知情報伝送手段 1 1は、 これら検知情報を入力すると、 支障物検知シ ステムの使用周波数帯域内で、 これら検知情報に対応する搬送波を生成 する。 続いて、 検知情報伝送手段 1 1は、 入力した検知情報に係る信号 で上記搬送波を変調して伝送信号を生成し、 これら伝送信号をレベル調 整及び中継増幅した後、 信号分配 · 合成手段 1 4に出力する。 信号分配 ■ 合成手段 1 4は、 これら伝送信号を重畳して L C X 3 Aに送出する。 また、 上述したシステムでは、 これを構成する各システムが扱う信号 の周波数帯域がそれそれ重ならないことを前提としている。 しかしなが ら、 各システムの通過周波数帯域が重ならないように設定しても、 伝送 信号が自己の帯域外の信号成分を有する場合があり、 各システム間にお ける信号干渉の要因となる。 このため、 信号分配 · 合成手段 1 2〜 1 5 を構成する帯域通過フィル夕は、 通過帯域において伝送損失が各システ ムで許容される最小の損失値を保証し、 阻止帯域において隣接帯域に干 渉を及ぼさず、 且つ隣接帯域から干渉を受けない最大の減衰量を確保す る必要がある。 そこで、 上記システムでは、 例えば信頼性と高感度とが要求される支 障物検知、 信頼性が要求される列車無線、 監視用の画像伝送、 干渉に強 い伝送を要求される検知情報伝送という順で、 帯域通過フィル夕の性能 を強化するように構成して最適化する。
以上のように、 この実施の形態 2では、 画像伝送、 列車無線、 支障物 検知及び検知情報伝送といった異なる情報伝送に対しても、 個々に信号 分配 · 合成手段を含む中継手段を設けることによって、 複数の通信シス テムによる信号の伝送が可能となる。
さらに、 各システムごとに信号分配 · 合成手段 1 2〜 1 5を設けて、 それぞれの通過周波数帯域に対応する信号を分離 · 合成することで、 複 数のシステム間における信号の干渉を防く、ことができ、 正確な信号伝送 を実現することができる。
なお、 本発明の漏洩伝送路を用いた通信システムは、 上述した例にの み限定されるものではなく、 鉄道、 道路、 電力設備、 ビル、 空港などに おける L C Xを利用した信号伝送に広く適用可能であり、 本発明の要旨 を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 産業上の利用可能性
以上のように、 この発明に係る漏洩伝送路を用いた通信システムは、 漏洩伝送路が導体線路として本質的に有する通過周波数帯域を信号伝送 に使用することで、 広帯域な信号を多チャンネルで伝送すると共に、 信 号を誤りなく正確に伝送することができるものである。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 漏洩伝送路が導体線路として本質的に有する通過周波数帯域内で信 号を送受信するシステムであって、
上記漏洩伝送路を介して伝送すべき信号を生成する信号生成手段と、 上記漏洩伝送路の途上に設けられて信号伝送を中継すると共に、 有線 伝送路を介して上記信号生成手段が生成した信号を入力すると、 該信号 を上記漏洩伝送路が有する通過周波数帯域内の信号に変換して送出する 中継手段と '
を備えたことを特徴とする漏洩伝送路を用いた通信システム。
2 . 信号生成手段は、 画像信号を生成する撮像装置であるこ とを特徴と する請求の範囲第 1項記載の漏洩伝送路を用いた通信システム。
3 . 信号生成手段は、 複数の周波数帯域の信号を生成し、
中継手段は、 上記複数の周波数帯域の信号を漏洩伝送路が有する通過 周波数帯域内で各々周波数配置した信号に変換することを特徴とする請 求の範囲第 1項記載の漏洩伝送路を用いた通信システム。
4 . 請求の範囲第 1項記載の通信システムを含んだ信号伝送に漏洩伝送 路を使用する複数の通信システムからなり、 各システムが各々異なる周 波数帯域の信号を生成 ·伝送するシステムであって、
上記漏洩伝送路の信号伝送を中継する中継手段を上記複数の通信シス テムごとに設けたことを特徴とする漏洩伝送路を用いた通信システム。
5 . 複数の通信システムが有する各中継手段は、 漏洩伝送路を伝搬する 信号から各々の通信システムが使用する周波数帯域の信号を分離 ·合成 することを特徴とする請求の範囲第 4項記載の漏洩伝送路を用いた通信 システム。
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