(57)【要約】【課題】応答器へ書込波のデータを書き込むのと同時に該応答器から返信される応答波のデータを質問器で受信することを可能とする。【解決手段】書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を送信する送信機能を有すると共に返信された応答波Ｓ３を受信する受信機能を有するインタロゲータＱと、このインタロゲータＱから送信される書込波Ｓ１を受信してデータを書き込むと共に質問波Ｓ２を受信し応答データを読み出して拡散変調し応答波Ｓ３として上記インタロゲータＱへ返信するレスポンダＲとを備えて成るトランスポンダにおいて、上記インタロゲータＱの送信機能は同一の変調が掛けられた書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を同時にレスポンダＲへ送信するものとし、上記インタロゲータＱの送信機能側と受信機能側との間に、上記インタロゲータＱで受信した応答波Ｓ３のデータについて上記送信した質問波Ｓ２の変調成分を打ち消す手段を備えたものである。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
書込波及び質問波を送信する送信機能を有すると共に返信された応答波を受信する受信機能を有する質問器と、この質問器から送信される書込波を受信してデータを書き込むと共に質問波を受信し応答データを読み出して拡散変調し応答波として上記質問器へ返信する応答器と、を備えて成るトランスポンダにおいて、
上記質問器から同一の変調が掛けられた書込波及び質問波を同時に応答器へ送信し、上記応答器へ書込波のデータを書き込むのと同時に該応答器から返信される応答波のデータを質問器で受信することを特徴とするトランスポンダにおける通信方法。
【請求項２】
上記質問器で受信した応答波のデータについて、該質問器で変調を掛けて送信した質問波の変調成分を打ち消すことを特徴とする請求項１記載のトランスポンダにおける通信方法。
【請求項３】
書込波及び質問波を送信する送信機能を有すると共に返信された応答波を受信する受信機能を有する質問器と、
この質問器から送信される書込波を受信してデータを書き込むと共に質問波を受信し応答データを読み出して拡散変調し応答波として上記質問器へ返信する応答器と、
を備えて成るトランスポンダにおいて、
上記質問器の送信機能は同一の変調が掛けられた書込波及び質問波を同時に応答器へ送信するものとし、
上記質問器の送信機能側と受信機能側との間に、上記質問器で受信した応答波のデータについて上記送信した質問波の変調成分を打ち消す手段を備えたことを特徴とするトランスポンダ。
【請求項４】
上記変調成分打消し手段は、上記送信機能側に設けられ同一の変調が掛けられた書込波及び質問波を受信機能側に分配する分配回路と、受信機能側に設けられ上記分配された書込波及び質問波を取り込む混合回路とから成ることを特徴とする請求項３記載のトランスポンダ。
【請求項５】
上記混合回路は、応答器から返信された応答波を、上記変調が掛けられた質問波で混合検波するものであることを特徴とする請求項４記載のトランスポンダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、質問器と応答器との間でマイクロ波を利用して双方向に通信を行うトランスポンダに関し、詳しくは、応答器へ書込波のデータを書き込むのと同時に該応答器から返信される応答波のデータを質問器で受信することを可能とするトランスポンダにおける通信方法及びそれを実施するトランスポンダに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、列車運行の安全性を確保するために列車の位置情報や列車番号等の列車情報を収集する装置として、マイクロ波を利用して双方向に通信を行うトランスポンダが開発されている。従来のこの種のトランスポンダは、図２に示すように、書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を送信すると共に応答波Ｓ３を受信する質問器としてのインタロゲータＱと、このインタロゲータＱから送信される書込波Ｓ１を受信してデータを書き込むと共に質問波Ｓ２を受信し応答データを読み出して拡散変調し応答波Ｓ３として上記インタロゲータＱへ返信する応答器としてのレスポンダＲとを備えて成っている。
【０００３】
上記インタロゲータＱは、制御部１と、変調部２と、送信アンテナ３と、受信アンテナ４と、復調部５と、相関器６とを備えて成り、上記制御部１には外部装置７が接続されている。また、レスポンダＲは、第１の受信アンテナ８と、復調部９と、データ処理部１０と、拡散変調部１１と、変調部１２と、第２の受信アンテナ１３と、送信アンテナ１４とを備えて成り、上記データ処理部１０には他の外部装置１５が接続されている。そして、インタロゲータＱからレスポンダＲへ列車情報等のデータを書き込み、インタロゲータＱが上記レスポンダＲのデータを読み込むようになっている。
【０００４】
まず、レスポンダＲへのデータの書き込みにおいては、インタロゲータＱは、外部装置７からの送信データＤ１を受信し、制御部１でＴＴＬレベルのデータに変換して書込データとし、この書込データを変調部２で例えば２．４５ＧＨｚの搬送波で変調し、送信アンテナ３から書込波Ｓ１として送信する。レスポンダＲは、上記インタロゲータＱからの書込波Ｓ１を第１の受信アンテナ８で受信し、復調部９で復調して書込データとし、この書込データをデータ処理部１０に書き込む。その後、上記データ処理部１０に書き込まれたデータを他の外部装置１５へ送るようになっていた。
【０００５】
次に、上記レスポンダＲの応答データの読み込みにおいては、インタロゲータＱは、外部装置７からの送信データＤ１を受信し、制御部１でＴＴＬレベルのデータに変換し、変調部２では変調せずに例えば２．４５ＧＨｚの搬送波信号で送信アンテナ３から質問波Ｓ２として送信する。このとき、レスポンダＲでは、上記データ処理部１０の内部データを読み出し、拡散変調部１１で拡散変調し、この拡散変調されたデータを変調部１２にて第２の受信アンテナ１３で受信した質問波Ｓ２の搬送波信号で変調し、送信アンテナ１４から応答波Ｓ３として返信する。
【０００６】
上記送信アンテナ１４から返信された応答波Ｓ３は、インタロゲータＱの受信アンテナ４で受信され、復調部５で検波して拡散変調データが出力され、相関器６で相関され、その相関値を制御部１へ出力する。制御部１では、入力した相関値から“１”，“０”を判断してデータを再生する。その後、制御部１は、該再生されたデータを受信データＤ２として外部装置７へ出力するようになっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来のトランスポンダにおいては、インタロゲータＱからレスポンダＲへ書込データを送る場合には、該インタロゲータＱ内部の変調部２で変調した書込波Ｓ１を送信し、レスポンダＲからの応答データを要求する場合には、上記インタロゲータＱ内部の変調部２で変調しない状態の質問波Ｓ２を送信しており、書込波Ｓ１と質問波Ｓ２との２波を切り換えて送信していたので、インタロゲータＱからレスポンダＲへのデータの書き込みと、レスポンダＲの応答データの読み込みとを同時に行うことができなかった。したがって、インタロゲータＱとレスポンダＲとの間において、リアルタイムな双方向通信ができないことがあった。このことから、インタロゲータＱとレスポンダＲとの間の通信に時間がかかり、例えば列車検知システム等において、所定の短時間で列車通過の検知をすることができない場合があった。
【０００８】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、応答器へ書込波のデータを書き込むのと同時に該応答器から返信される応答波のデータを質問器で受信することを可能とするトランスポンダにおける通信方法及びそれを実施するトランスポンダを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明によるトランスポンダにおける通信方法は、書込波及び質問波を送信する送信機能を有すると共に返信された応答波を受信する受信機能を有する質問器と、この質問器から送信される書込波を受信してデータを書き込むと共に質問波を受信し応答データを読み出して拡散変調し応答波として上記質問器へ返信する応答器と、を備えて成るトランスポンダにおいて、上記質問器から同一の変調が掛けられた書込波及び質問波を同時に応答器へ送信し、上記応答器へ書込波のデータを書き込むのと同時に該応答器から返信される応答波のデータを質問器で受信するものである。
【００１０】
このような構成により、質問器から同一の変調が掛けられた書込波及び質問波を同時に応答器へ送信し、該応答器へ書込波のデータを書き込むのと同時に上記応答器から返信される応答波のデータを質問器で受信する。これにより、応答器へ書込波のデータを書き込むのと同時に該応答器から返信される応答波のデータを質問器で受信することを可能とする。
【００１１】
そして、上記質問器で受信した応答波のデータについては、該質問器で変調を掛けて送信した質問波の変調成分を打ち消すものである。これにより、応答波のデータが正しく再生される。
【００１２】
また、本発明によるトランスポンダは、書込波及び質問波を送信する送信機能を有すると共に返信された応答波を受信する受信機能を有する質問器と、この質問器から送信される書込波を受信してデータを書き込むと共に質問波を受信し応答データを読み出して拡散変調し応答波として上記質問器へ返信する応答器と、を備えて成るトランスポンダにおいて、上記質問器の送信機能は同一の変調が掛けられた書込波及び質問波を同時に応答器へ送信するものとし、上記質問器の送信機能側と受信機能側との間に、上記質問器で受信した応答波のデータについて上記送信した質問波の変調成分を打ち消す手段を備えたものである。
【００１３】
このような構成により、質問器の送信機能により、同一の変調が掛けられた書込波及び質問波を同時に応答器へ送信し、上記質問器の送信機能側と受信機能側との間に備えられた質問波の変調成分打消し手段により、上記質問器で受信した応答波のデータについて上記送信した質問波の変調成分を打ち消す。これにより、上記応答器へ書込波のデータを書き込むのと同時に該応答器から返信される応答波のデータを質問器で受信することを可能とする。
【００１４】
そして、上記変調成分打消し手段は、上記送信機能側に設けられ同一の変調が掛けられた書込波及び質問波を受信機能側に分配する分配回路と、受信機能側に設けられ上記分配された書込波及び質問波を取り込む混合回路とから成る。これにより、送信機能側の分配回路により、同一の変調が掛けられた書込波及び質問波を受信機能側に分配し、混合回路により、上記分配された書込波及び質問波を受信機能側に取り込んで、質問波の変調成分を打ち消す。
【００１５】
また、上記混合回路は、応答器から返信された応答波を、上記変調が掛けられた質問波で混合検波するものである。これにより、質問器で変調を掛けて送信した質問波の変調成分を打ち消して、応答波のデータが正しく再生される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明によるトランスポンダの実施の形態を示すブロック図である。このトランスポンダは、マイクロ波を利用して双方向に通信を行うもので、インタロゲータＱと、レスポンダＲとを備えて成る。
【００１７】
上記インタロゲータＱは、書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を送信する送信機能を有すると共に返信された応答波Ｓ３を受信する受信機能を有する質問器となるもので、制御部１と、変調部２と、送信アンテナ３と、受信アンテナ４と、復調部５と、相関器６とを有し、さらに分配回路１６と、混合回路１７とを備えて成る。なお、上記制御部１には、外部装置７が接続される。
【００１８】
上記制御部１は、インタロゲータＱ内の各構成要素を制御したり、外部装置７との間でデータを送受信すると共にそのデータを処理するもので、例えばＣＰＵなどの演算処理装置から成り、外部装置７からの送信データＤ１を受信しＴＴＬレベルのデータに変換して書込データとしたり、後述のレスポンダＲから送られる応答データを受信データＤ２として外部装置７へ出力するようになっている。
【００１９】
変調部２は、上記制御部１から出力される書込データを入力して、例えば２．４５ＧＨｚの搬送波で変調するもので、同一の変調が掛けられた書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を生成するようになっている。送信アンテナ３は、上記変調部２で生成され同一の変調が掛けられた書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を同時にレスポンダＲへ送信するものである。そして、上記制御部１と、変調部２と、送信アンテナ３とで、書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を送信する送信機能側を構成している。
【００２０】
また、受信アンテナ４は、後述のレスポンダＲから返信された応答波Ｓ３を受信するものである。復調部５は、上記受信アンテナ４で受信した応答波Ｓ３を取り込んで検波し、レスポンダＲから送られた応答データを再生するものである。相関器６は、上記復調部５で検波して再生された応答データを例えば“１”，“０”それぞれのＰＮ符号で相関しその相関値を求めるもので、この求めた相関値を前記制御部１へ出力するようになっている。そして、上記受信アンテナ４と、復調部５と、相関器６と、制御部１とで、応答波Ｓ３を受信する受信機能側を構成している。
【００２１】
一方、レスポンダＲは、上記インタロゲータＱから送信される書込波Ｓ１を受信してデータを書き込むと共に質問波Ｓ２を受信し応答データを読み出して拡散変調し応答波Ｓ３として上記インタロゲータＱへ返信する応答器となるもので、第１の受信アンテナ８と、復調部９と、データ処理部１０と、拡散変調部１１と、変調部１２と、第２の受信アンテナ１３と、送信アンテナ１４とを備えて成る。なお、上記データ処理部１０には、他の外部装置１５が接続される。
【００２２】
第１の受信アンテナ８は、上記インタロゲータＱから送信される書込波Ｓ１を受信するものである。復調部９は、上記第１の受信アンテナ８で受信した書込波Ｓ１を取り込んで検波し、インタロゲータＱから送られた書込データを再生するものである。データ処理部１０は、上記復調部９で検波して再生された書込データを処理したり、内部のＲＯＭ等に格納するものである。そして、上記書込データを他の外部装置１５へ送ったり、その外部装置１５から応答データを入力するようになっている。
【００２３】
拡散変調部１１は、上記データ処理部１０から読み出された内部データを入力して、例えば“１”，“０”に対応したＰＮ符号に変換して拡散変調するものである。変調部１２は、上記拡散変調部１１で拡散変調された応答データを入力すると共に、この応答データについて第２の受信アンテナ１３で受信した質問波Ｓ２で変調するものである。この場合、その質問波Ｓ２は前記インタロゲータＱ内の変調部２で既に変調されているので、上記変調部１２では信号が２重変調されて応答波Ｓ３が生成される。そして、送信アンテナ１４は、上記変調部１２で２重変調された応答波Ｓ３をインタロゲータＱへ返信するものである。
【００２４】
ここで、本発明においては、上記インタロゲータＱの送信機能は、同一の変調が掛けられた書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を同時にレスポンダＲへ送信するものとされ、上記インタロゲータＱの送信機能側と受信機能側との間には、上記インタロゲータＱで受信した応答波Ｓ３のデータについて上記送信した質問波Ｓ２の変調成分を打ち消す手段が備えられている。
【００２５】
すなわち、上記インタロゲータＱ内の変調部２は、前述のように、制御部１から出力される書込データを入力して、例えば２．４５ＧＨｚの搬送波により、同一の変調が掛けられた書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を生成するようになっている。また、上記インタロゲータＱ内の変調部２の後段に分配回路１６が設けられると共に、復調部５の前段に混合回路１７が設けられ、この分配回路１６と混合回路１７とを信号線１８で接続している。そして、上記分配回路１６と、混合回路１７と、信号線１８とで、質問波Ｓ２の変調成分打消し手段を構成している。
【００２６】
上記分配回路１６は、前記変調部２で同一の変調が掛けられた書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を受信機能側に分配するもので、送信アンテナ３側に進む信号と、混合回路１７側に進む信号とに分配するようになっている。また、混合回路１７は、上記分配された書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を受信機能側に取り込むもので、レスポンダＲから返信され受信アンテナ４で受信した応答波Ｓ３について、前記変調が掛けられた質問波Ｓ２で混合検波するようになっている。これにより、前記レスポンダＲ内の変調部１２で２重変調された応答波Ｓ３について、インタロゲータＱ内の送信アンテナ３から送信した質問波Ｓ２の変調成分を打ち消すことができる。
【００２７】
次に、このように構成されたトランスポンダの動作及びこのトランスポンダにおける通信方法について説明する。まず、インタロゲータＱからレスポンダＲへデータの書き込みをするには、インタロゲータＱは、外部装置７からの送信データＤ１を受信し、制御部１でＴＴＬレベルのデータに変換して書込データとする。次に、この書込データを変調部２で例えば２．４５ＧＨｚの搬送波で変調し、同一の変調が掛けられた書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を生成する。
【００２８】
次に、上記変調部２で生成された書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２は、分配回路１６へ入力し、この分配回路１６により上記同一の変調が掛けられた書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を、インタロゲータＱ内の送信アンテナ３側と混合回路１７側とに分配する。すると、上記送信アンテナ３側に分配された信号を用いて、該送信アンテナ３から、同一の変調が掛けられた書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２が同時にレスポンダＲへ送信される。
【００２９】
レスポンダＲは、上記インタロゲータＱからの書込波Ｓ１を第１の受信アンテナ８で受信し、復調部９で復調して書込データとし、この書込データをデータ処理部１０に書き込む。その後、上記データ処理部１０に書き込まれたデータを他の外部装置１５へ送る。
【００３０】
次に、上記レスポンダＲの応答データを読み込むには、レスポンダＲは、データ処理部１０が他の外部装置１５から入力した内部データを読み出し、拡散変調部１１へ送って拡散変調する。変調部１２は、上記拡散変調部１１で拡散変調された応答データを入力し、この応答データについて第２の受信アンテナ１３で受信した質問波Ｓ２で変調する。このとき、その質問波Ｓ２は前記インタロゲータＱ内の変調部２で既に変調されているので、上記変調部１２では信号が２重変調されて応答波Ｓ３が生成される。そして、送信アンテナ１４により、上記変調部１２で２重変調された応答波Ｓ３をインタロゲータＱへ返信する。
【００３１】
上記送信アンテナ１４から返信された応答波Ｓ３は、インタロゲータＱの受信アンテナ４で受信され、混合回路１７へ入力する。この混合回路１７には、前述の変調部２で同一の変調が掛けられた書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２が分配回路１６で分配されて入力している。この混合回路１７において、上記受信した応答波Ｓ３に対して、前記変調が掛けられた質問波Ｓ２で混合検波する。これにより、前記レスポンダＲ内の変調部１２で２重変調された応答波Ｓ３について、インタロゲータＱ内の送信アンテナ３から送信した質問波Ｓ２の変調成分を打ち消すことができる。
【００３２】
上記混合回路１７で質問波Ｓ２の変調成分が打ち消されたデータは、復調部５へ入力する。この復調部５では、混合回路１７から出力されたデータを検波して拡散変調データを取り出し、レスポンダＲから送られた応答データを再生する。この再生された応答データは相関器６へ入力し、例えば“１”，“０”それぞれのＰＮ符号で相関してその相関値を求める。そして、この求めた相関値は、制御部１へ出力される。制御部１では、入力した相関値から“１”，“０”を判断してデータを再生する。その後、該再生されたデータを受信データＤ２として外部装置７へ出力する。
【００３３】
このような動作により、インタロゲータＱから同一の変調が掛けられた書込波Ｓ１及び質問波Ｓ２を同時にレスポンダＲへ送信し、上記レスポンダＲへ書込波Ｓ１のデータを書き込むのと同時に該レスポンダＲから返信される応答波Ｓ３のデータをインタロゲータＱで受信することができる。したがって、インタロゲータＱとレスポンダＲとの間において、リアルタイムな双方向通信ができる。
【００３４】
なお、図１においては、レスポンダＲ内にデータ処理部１０を備えたものとしたが、本発明はこれに限らず、該データ処理部１０を外部装置１５内に移してもよい。また、レスポンダＲ内の第１の受信アンテナ８と第２の受信アンテナ１３とは、これを１個にまとめることもできる。この場合は、書込波Ｓ１用と質問波Ｓ２用とが共用化されるが、サーキュレータ等を用いて切り換えればよい。このようにすると、レスポンダＲ内の構成を簡略化できる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されたので、請求項１に係るトランスポンダにおける通信方法によれば、質問器から同一の変調が掛けられた書込波及び質問波を同時に応答器へ送信し、該応答器へ書込波のデータを書き込むのと同時に上記応答器から返信される応答波のデータを質問器で受信することができる。これにより、応答器へ書込波のデータを書き込むのと同時に該応答器から返信される応答波のデータを質問器で受信することができる。したがって、質問器と応答器との間において、リアルタイムな双方向通信ができる。このことから、質問器と応答器との間の通信が短時間で行え、例えば列車検知システム等において、所定の短時間で列車通過の検知をすることができる。
【００３６】
そして、請求項２に係る発明によれば、上記質問器で受信した応答波のデータについては、該質問器で変調を掛けて送信した質問波の変調成分を打ち消すことにより、応答波のデータが正しく再生される。
【００３７】
また、請求項３に係るトランスポンダによれば、質問器の送信機能により、同一の変調が掛けられた書込波及び質問波を同時に応答器へ送信し、上記質問器の送信機能側と受信機能側との間に備えられた質問波の変調成分打消し手段により、上記質問器で受信した応答波のデータについて上記送信した質問波の変調成分を打ち消すことができる。これにより、上記応答器へ書込波のデータを書き込むのと同時に該応答器から返信される応答波のデータを質問器で受信することができる。したがって、質問器と応答器との間において、リアルタイムな双方向通信ができる。このことから、質問器と応答器との間の通信が短時間で行え、例えば列車検知システム等において、所定の短時間で列車通過の検知をすることができる。
【００３８】
そして、請求項４に係る発明によれば、上記変調成分打消し手段は、上記送信機能側に設けられ同一の変調が掛けられた書込波及び質問波を受信機能側に分配する分配回路と、受信機能側に設けられ上記分配された書込波及び質問波を取り込む混合回路とから成ることにより、送信機能側の分配回路により、同一の変調が掛けられた書込波及び質問波を受信機能側に分配し、混合回路により、上記分配された書込波及び質問波を受信機能側に取り込んで、質問波の変調成分を打ち消すことができる。したがって、応答波のデータが正しく再生される。
【００３９】
また、請求項５に係る発明によれば、上記混合回路は、応答器から返信された応答波を、上記変調が掛けられた質問波で混合検波するものであることにより、質問器で変調を掛けて送信した質問波の変調成分を打ち消して、応答波のデータが正しく再生される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるトランスポンダの実施の形態を示すブロック図である。
【図２】従来のトランスポンダを示すブロック図である。
【符号の説明】
１…制御部
２，１２…変調部
３，１４…送信アンテナ
４…受信アンテナ
５，９…復調部
６…相関器
８…第１の受信アンテナ
１０…データ処理部
１１…拡散変調部
１３…第２の受信アンテナ
１６…分配回路
１７…混合回路
１８…信号線
Ｑ…インタロゲータ
Ｒ…レスポンダ
【図１】
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【図２】
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