JPH05330427A - 地上車上間情報伝送装置 - Google Patents
地上車上間情報伝送装置Info
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- JPH05330427A JPH05330427A JP16699492A JP16699492A JPH05330427A JP H05330427 A JPH05330427 A JP H05330427A JP 16699492 A JP16699492 A JP 16699492A JP 16699492 A JP16699492 A JP 16699492A JP H05330427 A JPH05330427 A JP H05330427A
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Abstract
たって布設し、スペクトラム拡散通信により、品質の優
れた多量の情報伝送を地上、車上間で行う。 【構成】 地上送受信器aの地上情報伝送部は、地上か
ら車上への情報を拡散処理して同期拡散信号とともにレ
−ルR中央部に設けられた幅の狭い平行2線式のル−プ
Lへ印加する。また、地上情報受信部は、ル−プLを介
して受信した拡散情報を逆拡散処理して車上から地上へ
の情報を抽出する。他方、車上送受信器b1,b2の車
上受信部は、車上アンテナAを介してル−プから得た拡
散情報を、同期拡散信号に基づいて発生されたPN符号
で逆拡散処理して地上から車上への情報を抽出する。ま
た、車上情報伝送部は、地上で逆拡散処理するPN符号
と同期したPN符号を用いて車上から地上への情報を拡
散処理し、車上アンテナを介してル−プへ送出する。
Description
り地上に設けられている管理センタと列車側とで相互に
情報伝送ができるようにした地上車上間情報伝送装置に
関する。
は、地上から車上へのATC情報等の情報(以下、デ−
タというときもある)伝送は、地上側に設けられている
地上送信器からの信号をレ−ルに印加し、車上側では車
上子(アンテナ)を介してレ−ルから信号を入力すると
ともに、列車に搭載した車上受信器で受信するように構
成されている。
は、例えば駅部のレ−ルに沿って幅の広い平行2線ル−
プ(以下、ル−プという)を布設しておき、車上送信器
から送出された信号をそのル−プを介して入力し、地上
側に設けられている地上受信器で受信するように構成さ
れている。
一つの地上送受信器と一つの車上送受信器との間でデ−
タの授受が行われ、例えば、地上から車上へのATCの
デ−タ量は1秒間にほぼ10個程度である。
来の地上車上間情報伝送装置は、ル−プは駅部の限られ
た範囲にしか布設されないため、車上から地上へのデ−
タ伝送の種類は、列車種別選別情報等の限定されたもの
であった。
車の運行管理制御を精密にするために、地上車上間の情
報量を増加させることが望まれていた。
に、スペクトラム拡散通信方式(SS通信方式)を採用
して、地上車上間の情報量を多くすることのできる地上
車上間情報伝送装置を提供することを目的としている。
情報伝送装置は、上記目的を達成するために、地上送受
信器と車上送受信器とを有する地上車上間情報伝送装置
において、前記地上送受信器は、地上側に設けられた、
地上情報伝送部と、地上情報受信部とを有するものであ
り、前記地上情報伝送部は、所定周波数の搬送波を所定
の第1のPN符号で拡散処理して同期拡散信号を発生さ
せる同期拡散信号発生手段と、地上から車上への所定の
情報を上記第1のPN符号と同種のPN符号で、かつそ
の第1のPN符号と所定の位相差を有する第2のPN符
号、又はその第1のPN符号と種類の異なる第3のPN
符号で拡散処理する地上情報拡散手段と、上記同期拡散
信号発生手段及び上記地上情報拡散手段からの出力信号
を重畳してレ−ルに沿って布設された平行2線ル−プへ
印加する地上出力手段とを有するものであり、前記地上
情報受信部は、前記平行2線ル−プからの信号を入力す
る地上入力手段と、その入力した出力信号を前記第2の
PN符号と所定の位相差を有する第4のPN符号、又は
その第4のPN符号と種類の異なる第5のPN符号で逆
拡散処理する地上逆拡散手段と、その地上逆拡散手段の
出力信号から車上から地上への所定の情報を抽出する地
上抽出手段とを有するものであり、前記車上送受信器
は、前記レ−ルを走行する列車に搭載された、車上情報
受信部と、車上情報伝送部とを有するものであり、前記
車上情報受信部は、前記平行2線ル−プに対向して前記
列車に設けられた車上アンテナを介してその平行2線ル
−プから信号を入力する車上入力手段と、その車上入力
手段からの出力信号を前記地上情報伝送部と同じ周波数
の搬送波を用いて復調処理するとともに、その復調処理
された出力信号から前記第1のPN符号と同種のPN符
号の第6のPN符号を用いてその第1のPN符号と同期
した同期信号を発生させる同期信号発生手段と、その同
期信号発生手段からの同期信号に基づいて、前記第2の
PN符号と同期し、かつその第2のPN符号と同種のP
N符号の第7のPN符号、又はその第2のPN符号と同
期し、かつ前記第3のPN符号と同種のPN符号の第8
のPN符号を発生させる第1の車上PN符号発生手段
と、上記同期信号に基づいて、前記第4のPN符号と同
種のPN符号の第9のPN符号、又は前記第5のPN符
号と同種のPN符号の第10のPN符号を発生させる第
2の車上PN符号発生手段と、上記第7のPN符号、又
は上記第8のPN符号を用いて上記車上入力手段の出力
信号を逆拡散処理する車上逆拡散手段と、その車上逆拡
散手段の出力信号から前記地上から車上への所定の情報
を抽出する車上抽出手段とを有するものであり、前記車
上情報伝送部は、前記車上から地上への所定の情報を前
記第9のPN符号、又は前記第10のPN符号で拡散処
理する車上情報拡散手段と、その車上情報拡散手段の出
力信号を前記車上アンテナを介して前記平行2線ル−プ
へ向けて出力する車上出力手段とを有するものである、
ことを特徴としている。
送部は、地上から車上への情報を拡散処理して同期拡散
信号とともにル−プへ印加する。また、地上情報受信部
は、ル−プを介して受信した拡散情報を逆拡散処理して
車上から地上への情報を抽出する。
ナを介してル−プから得た拡散情報を、同期拡散信号に
基づいて発生されたPN符号で逆拡散処理して地上から
車上への情報を抽出する。また、車上情報伝送部は、地
上で逆拡散処理するPN符号と同期したPN符号を用い
て車上から地上への情報を拡散処理し、車上アンテナを
介してル−プへ送出する。
する。図1は、本発明装置を適用したときのレ−ルの平
面状態を示すもので、レ−ルRは、所定の区間毎に軌道
絶縁b,b…が設けられていて、レ−ルRを電気回路の
一部とする周知の軌道回路(図示せず)が形成されてい
る。
に対応した閉そく区間を示していて、各閉そく区間T,
T′,T″への列車イ(又はロ)の進入と進出は、各閉
そく区間の軌道回路により検知できるように構成されて
いる。
Rに沿って複数の閉そく区間(図示の例では3つの閉そ
く区間T,T′,T″)にわたって、ル−プLが布設さ
れている。このル−プは、図2に示されるように、従来
の駅部に設けられているル−プよりも充分に幅が狭く、
例えば10cm程度の幅となっている。したがって、砂
利面Gの保守作業時には、このル−プLが「マルタイ」
と呼ばれる砂利突き固め機械車両の障害となることがな
い。なお、ル−プ幅の小さいことに起因するS/N比の
劣化に対しては、後述のSS通信方式により解決してい
る。
を介して地上側の管理センタ(図示せず)に設けられた
地上送受信器aに接続されているとともに、他端部に
は、周知のル−プと同様に終端抵抗器rが設けられてい
て、ル−プLを無反射伝送路に形成している。
つの列車イ,ロが示されている)イ,ロには、車上送受
信器b1 ,b2 がそれぞれ搭載されていて、各車上送受
信器b1 ,b2 は、各列車イ,ロの前方下部で、かつル
−プLに対向して設けられた車上アンテナAにそれぞれ
接続されている。この車上アンテナAは、後述の図3に
示されるように、送信アンテナAT と受信アンテナAR
の機能を備えた枠形アンテナであってル−プLをまた
ぎ、かつそのル−プLから30〜40cm上方へ位置す
るように設けられている。
れる車上送受信器b1 の電気的構成を示すブロック図で
ある。なお、列車ロに搭載される車上送受信器b2 の構
成は、車上から地上へ送出する情報を拡散するためのP
N符号が列車イのものと相違するだけで、列車イと同一
であるから、以下、列車イを中心に説明する。
機構について説明する。
・PN1 )を発生させる回路が設けられている。すなわ
ち、この同期拡散信号(fc ・PN1 )の発生手段は、
ル−プLの周波数特性の安定した範囲の50KHz〜4
00KHzの帯域幅から選ばれた所定の周波数、例えば
200KHzの搬送波(fc )を発生させる搬送波発生
回路1と、拡散用PN符号として多用されているm系列
符号の63〜127チップのうちから選ばれた所定のP
N符号(PN1 )(本発明の第1のPN符号に該当す
る。)を発生させるPN1 ジェネレ−タ2と、周知の拡
散回路3とにより構成されていて、搬送波(fc )をP
N符号(PN1 )で拡散処理して得られる。
すべき情報を拡散処理する回路が設けられている。すな
わち、この拡散情報を得る回路は、図示しない軌道回路
や管理センタから送出されている情報、例えば列車イよ
りも先行する列車の位置情報や、列車イ内の案内放送制
御信号等の運行管理情報等をシリアル伝送デ−タフォ−
マット(DM1 )に変換する周知のコ−ダ4と、上記搬
送波発生回路1の周波数と異なる周波数、例えば190
KHzの搬送波を発生させる搬送波発生回路5からの搬
送波を、上記コ−ダ4の出力で周波数変調(FSK)処
理する変調回路6と、上記PN符号(PN1 )に所定の
位相差(θ1 )を付加する移相器7と、上記変調回路6
で変調された情報(fM1)を上記移相器7から得られた
PN符号(PN1 (θ1 ))(本発明の第2のPN符号
に該当する。)で拡散処理する拡散回路8とを含んでい
る。
調情報(fM1)は、拡散回路8で拡散処理されて拡散情
報(fM1・PN1 (θ1 ))となる。
上記同期拡散信号(fc ・PN1 )とは、加算回路9で
重畳された後、増幅回路10で増幅され、後述する分離
回路11を介してル−プLへ印加される。
(PN1 )に位相差(θ1 )を付加したPN符号(PN
1 (θ1 ))で変調処理された情報(fM1)を拡散処理
したが、ル−プLに係る列車数が少数で、PN符号の種
類を多数採用できるときは、PN符号(PN1 )と同期
し、かつそのPN符号(PN1 )と種類の異なるPN符
号(本発明の第3のPN符号に該当する。)を採用する
ようにしてもよい。
た拡散情報(fM1・PN1 (θ1 ))を逆拡散処理する
ための逆拡散回路と、その逆拡散処理するために用いる
PN符号を発生させるためのPN符号発生回路とを含ん
でいる。
AR を介して入力した信号を増幅回路20で増幅処理
し、この増幅信号を、上記搬送波発生回路1の周波数と
同じ周波数の信号を発生する信号発生回路21からの信
号で割算処理する復調回路22と、上記PN符号(PN
1 )と同種のPN符号を発生するPN1 ジェネレ−タ2
3と、このPN1 ジェネレ−タ23からのPN符号(P
N1 )を入力し、復調回路22の出力中にPN符号(P
N1 )が存在したときに同期信号を出力する相関マッチ
ドフィルタ24と、この相関マッチドフィルタ24から
同期信号を得たときに、上記PN1 ジェネレ−タ24か
ら出力されるPN符号(PN1 )に、上記地上側の移相
器7で付加したと同じ位相(θ1 )を付加したPN符号
(PN1 (θ1 ))(本発明の第7のPN符号に該当す
る。)を発生させる移相器25とから構成されている。
号(PN1 )と地上側の2つの搬送波(fc ),(fm
1)のビ−トの周波数Δfを係数とするPN符号(Δf
・PN1 (θ1 ))が相関マッチドフィルタ24に出力
される。
(PN1 )の位相0において大きなピ−ク値(相関値)
を示し、位相のズレた地点、例えばθ1 ,θ2 …等で
は、ほんのわずかの相関値しか得られない。したがっ
て、ピ−ク値を検知することにより、地上側のPN符号
(PN1 )と同期した信号を得ることができる。
らのPN符号(PN1 )に位相差(θ1 )を付加してP
N符号(PN1 (θ1 ))を発生させれば、このPN符
号(PN1 (θ1 ))は、地上側で情報を拡散した際の
PN符号(PN1 (θ1 ))と同期し、かつ同一のPN
符号とすることができる。
))と異なる種類のPN符号(第3のPN符号)を用
いて情報を拡散処理したときは、上記の同期信号を基
に、その異なる種類のPN符号と同種のPN符号(本発
明の第8のPN符号に該当する。)を発生させるように
する。
幅回路20の増幅信号(fM1・PN1 (θ1 ))を、上
記移相器25から出力されたPN符号(PN1 (θ1
))で逆拡散する逆拡散回路26から構成されてい
る。
側で変調処理された情報(fM1)が出力される。この出
力された信号(fM1)は、周知の信号処理と同様に、バ
ンドパスフィルタ27,復調回路を含む処理回路(DE
M)28を介してシリアルデ−タに復調された後、デコ
−ダ29により地上側の元のデ−タ形態のパラレルデ−
タに変換され、列車イの運転制御に供される。
いて説明する。基本的には、車上の情報伝送機構は上述
した地上の情報伝送機構と、地上の情報受信機構は、上
述の車上の情報受信機構と同一構成である。
送すべき情報を拡散処理する回路が設けられている。す
なわち、この拡散情報を生成する回路は、車上から管理
センタへ送出する情報、例えば列車イの位置情報や、列
車イの列車番号(列番)情報等をシリアル伝送デ−タフ
ォ−マット(DM2 )に変換する周知のコ−ダ30と、
上記搬送波発生回路21の周波数と異なる周波数の搬送
波を発生させる搬送波発生回路31からの搬送波を上記
コ−ダ30の出力で周波数変調(FSK)処理する変調
回路32と、上記変調回路32で変調された情報(fM
2)を上記移相器25から得られたPN符号(PN1
(θ2 ))(本発明の第9のPN符号に該当する。)で
拡散処理する拡散回路33とを含んでいる。なお、移相
器25には、上記デコ−ダ29から移相指示信号が入力
されて、PN符号(PN1 )に所定の位相差(θ2 )を
付加するように構成されている。すなわち、デコ−ダの
出力中には、PN符号(PN1 )よりも所定の位相差
(θ1 )を示す情報が含まれているので、移相器25
は、この位相差(θ1 )を入力し、さらにこれよりも所
定の位相差(θ2 )を有するPN符号(PN1 (θ2
))を出力することができる。
変調情報(fM2)は、拡散回路33で拡散処理されて拡
散情報(fM2・PN1 (θ2 ))となる。
は、増幅回路34で増幅された後、送信用車上アンテナ
AT を介してル−プLへ送信される。
(PN1 )に位相差(θ2 )を付加したPN符号(PN
1 (θ2 ))で情報(fM2)を拡散処理したが、PN符
号(PN1 )と同期し、かつそのPN符号(PN1 )と
種類の異なるPN符号(本発明の第10のPN符号に該
当する。)を採用するようにしてもよい。
る。地上送受信器aには、車上から送出された拡散情報
(fM2・PN1 (θ2 ))を逆拡散処理するための逆拡
散回路と、その逆拡散処理するためのPN符号を発生さ
せるためのPN符号発生回路とを含んでいる。
−タ2から出力されるPN符号(PN1 )に、上記地上
側の移相器7で位相(θ2 )を付加してPN符号(PN
1 (θ2 ))(本発明の第4のPN符号に該当する。)
を発生させることにより構成されている。したがって、
このPN符号(PN1 (θ2 ))は、車上側で情報を拡
散した際のPN符号(PN1 (θ2 ))と同期し、かつ
同一のPN符号とすることができる。
))と異なる種類のPN符号(第10のPN符号)を
用いて情報を拡散処理したときは、移相器7はPN符号
(PN1 )と同期し、かつその異なる種類のPN符号と
同種のPN符号(本発明の第5のPN符号に該当す
る。)を発生するようにする。
回路11を介して得た信号を増幅回路40で増幅処理
し、その増幅信号(fM2・PN1 (θ2 ))を上記の移
相器7から出力されたPN符号(PN1 (θ2 ))で逆
拡散する逆拡散回路41から構成されている。
側で変調処理された情報(fM2)が出力される。この出
力された信号(fM2)は、周知の信号処理と同様に、バ
ンドパスフィルタ42,復調回路を含む処理回路(DE
M)43を介してシリアルデ−タに復調された後、デコ
−ダ44により車上側の元のデ−タ形態のパラレルデ−
タに変換され、列車イの運転管理制御に供される。
(PN1 (θ3 ))は、図1に示される後続列車ロから
の情報を受信するためのもので、PN符号(PN1 (θ
3 ))は、列車イで用いたPN符号(PN1 (θ2 ))
と所定の位相差(θ3 )を有していて、列車イと区別さ
れている。なお、列車ロにおける同期信号処理は、列車
イと同様にPN符号(PN1 )が用いられる。
て逆拡散回路50で逆拡散処理し、その処理出力(fM
3)をバンドパスフィルタ51,DEM52及びデコ−
ダ53で処理することは、上述の列車イの時と同様であ
る。
一ル−プL上に複数の列車イ,ロ,…が存在していて
も、PN符号(PN1 )の位相差(θ1 ),(θ2 ),
(θ3 ),…を割り当てることにより地上と各列車との
間でデ−タの授受が効果的に行うことができる。
路11では、送信レベルが受信レベルに比べ非常に大き
い送信側の信号が受信側に迴わり込んでくる、いわゆる
遠近問題を生じる可能性がある。しかし、使用するPN
符号の自己相関特性が急峻で、かつ位相のズレたところ
で相関値0点の存在するものを使用することによって解
決することができる。図4は、各信号の使用位相点を自
己相関値が0となる点(θ1 ),(θ2 ),(θ3 ),
…(θr )で使用すれば、互いに全く干渉を及ぼさない
通信ができることを示している。
成により、すなわち、地上送受信器の地上情報伝送部
は、地上から車上への情報を拡散処理して同期拡散信号
とともにル−プへ印加する。また、地上情報受信部は、
ル−プを介して受信した拡散情報を逆拡散処理して車上
から地上への情報を抽出する。
ナを介してル−プから得た拡散情報を、同期拡散信号に
基づいて発生されたPN符号で逆拡散処理して地上から
車上への情報を抽出する。また、車上情報伝送部は、地
上で逆拡散処理するPN符号と同期したPN符号を用い
て車上から地上への情報を拡散処理し、車上アンテナを
介してル−プへ送出するようにしたので、列車がル−プ
上に存在するときは、デ−タの授受が可能で多量の通信
が可能である。また、PN符号を用いているので、PN
符号の位相差を割当てることにより、又は種類の異なる
PN符号を用いることにより、地上側は複数の列車と通
信を行うことが可能となる。さらに、SS通信方式を採
用しているため、耐雑音特性の良い高信頼度通信が可能
となる。
の平面図である。
示すブロック図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 地上送受信器と車上送受信器とを有する
地上車上間情報伝送装置において、 前記地上送受信器は、地上側に設けられた、地上情報伝
送部と、地上情報受信部とを有するものであり、 前記地上情報伝送部は、所定周波数の搬送波を所定の第
1のPN符号で拡散処理して同期拡散信号を発生させる
同期拡散信号発生手段と、地上から車上への所定の情報
を上記第1のPN符号と同種のPN符号で、かつその第
1のPN符号と所定の位相差を有する第2のPN符号、
又はその第1のPN符号と種類の異なる第3のPN符号
で拡散処理する地上情報拡散手段と、上記同期拡散信号
発生手段及び上記地上情報拡散手段からの出力信号を重
畳してレ−ルに沿って布設された平行2線ル−プへ印加
する地上出力手段とを有するものであり、 前記地上情報受信部は、前記平行2線ル−プからの信号
を入力する地上入力手段と、その入力した出力信号を前
記第2のPN符号と所定の位相差を有する第4のPN符
号、又はその第4のPN符号と種類の異なる第5のPN
符号で逆拡散処理する地上逆拡散手段と、その地上逆拡
散手段の出力信号から車上から地上への所定の情報を抽
出する地上抽出手段とを有するものであり、 前記車上送受信器は、前記レ−ルを走行する列車に搭載
された、車上情報受信部と、車上情報伝送部とを有する
ものであり、 前記車上情報受信部は、前記平行2線ル−プに対向して
前記列車に設けられた車上アンテナを介してその平行2
線ル−プから信号を入力する車上入力手段と、その車上
入力手段からの出力信号を前記地上情報伝送部と同じ周
波数の搬送波を用いて復調処理するとともに、その復調
処理された出力信号から前記第1のPN符号と同種のP
N符号の第6のPN符号を用いてその第1のPN符号と
同期した同期信号を発生させる同期信号発生手段と、そ
の同期信号発生手段からの同期信号に基づいて、前記第
2のPN符号と同期し、かつその第2のPN符号と同種
のPN符号の第7のPN符号、又はその第2のPN符号
と同期し、かつ前記第3のPN符号と同種のPN符号の
第8のPN符号を発生させる第1の車上PN符号発生手
段と、上記同期信号に基づいて、前記第4のPN符号と
同種のPN符号の第9のPN符号、又は前記第5のPN
符号と同種のPN符号の第10のPN符号を発生させる
第2の車上PN符号発生手段と、上記第7のPN符号、
又は上記第8のPN符号を用いて上記車上入力手段の出
力信号を逆拡散処理する車上逆拡散手段と、その車上逆
拡散手段の出力信号から前記地上から車上への所定の情
報を抽出する車上抽出手段とを有するものであり、 前記車上情報伝送部は、前記車上から地上への所定の情
報を前記第9のPN符号、又は前記第10のPN符号で
拡散処理する車上情報拡散手段と、その車上情報拡散手
段の出力信号を前記車上アンテナを介して前記平行2線
ル−プへ向けて出力する車上出力手段とを有するもので
ある、 ことを特徴とする地上車上間情報伝送装置。
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---|---|---|---|
JP16699492A JP3272771B2 (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 地上車上間情報伝送装置 |
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JP2002220053A (ja) * | 2000-11-24 | 2002-08-06 | Univ Nihon | 地上装置と車上装置間の情報伝送方法 |
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-
1992
- 1992-06-02 JP JP16699492A patent/JP3272771B2/ja not_active Expired - Fee Related
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