(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の送信信号に疑似雑音符号を乗算して拡散信号を生成し、その拡散信号をレールに向けて発信する送信手段と、上記送信手段により発信された拡散信号をレールから受信する受信手段と、上記受信手段により受信された拡散信号の中から上記疑似雑音符号との相関値を抽出する抽出手段と、上記抽出手段により抽出された相関値を監視して列車の存在を検知する在線検知手段とを備え、
上記抽出手段は、上記受信手段により受信された拡散信号を周波数領域データに変換して、その周波数領域データと上記疑似雑音符号の乗算演算を実施するとともに、その乗算演算結果を時間領域データに変換して、その時間領域データの最大値の位置を抽出し、その時間領域データの位相を計算することで上記拡散信号に含まれるデータ成分が得られるので、その位相反転からビットデータを生成することでデータを復調することを特徴とする列車制御用通信装置。
【請求項２】
送信手段が拡散信号をレールに向けて発信する際、その拡散信号に同期捕捉用の拡散信号を多重化して発信することを特徴とする請求項１記載の列車制御用通信装置。
【請求項３】
抽出手段は、受信手段が多重化されている複数の拡散信号を受信すると、複数の拡散信号を同時に周波数領域データに変換し、その後、疑似雑音符号毎に別々に乗算演算を実施することを特徴とする請求項１記載の列車制御用通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、列車の存線検知や送信信号の復調処理を実施する列車制御用通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、特開平７−３２９７８２号公報に示されている列車制御用通信装置は、ある区間における列車の存線を検知する場合、送信機側が所定の送信信号をレールに向けて発信し、受信機側が所定の送信信号をレールから受信する。
そして、受信機側は、列車が存在する場合、列車の車輪短絡によってレールを流れる送信信号の信号レベルが低下するので、所定の送信信号の信号レベルを監視して列車の在線を検知する。
【０００３】
なお、送信機側は、耐ノイズ性能を高める必要がある場合、所定の送信信号をスペクトル拡散してから送信することがあるが、この場合、受信機側では、スライディング相関方式を利用して拡散信号の同期を捕捉し、ディレイ・ロックド・ループ方式を利用して同期を追跡するようにしている。
スライディング相関方式は、サーチ中に最初に現れた相関の極大値にロックが掛かる性質があるため、在線判定を行う区間と別の区間から信号が発信されると、本来捕らえるべき相関値以外の相関ピークを捕らえてしまうことがある。列車の在線位置によっても本来捕らえるべき相関値以外の相関ピークを捕らえることがある。
【０００４】
このように、本来捕らえるべき相関値以外の相関ピークを捕らえると、間違った同期点でレベル検出を実施することになるため、列車の在線を誤検知することがある。
このような誤検知を防止するためには、在線判定を行う区間と別の区間から信号が来ないように、区間毎に絶縁を入れる必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の列車制御用通信装置は以上のように構成されているので、列車在線の誤検知を防止するには、在線判定を行う区間と別の区間から信号が来ないように、区間毎に絶縁を入れなければならない課題があった。
なお、スライディング相関方式では、拡散信号の同期捕捉に要する時間が長く、また、ディレイ・ロックド・ループ方式では、帰線ノイズによって追跡ロックが外れると、再びスライディング相関方式によって同期捕捉を実施しなければならないため、在線判定を行うことができない期間が長時間に及ぶことがある課題もあった。
【０００６】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、区間毎に絶縁を入れることなく、速やかに列車の在線を正確に検知することができる列車制御用通信装置を得ることを目的とする。
また、この発明は、区間毎に絶縁を入れることなく、速やかに送信信号の復調処理を実施することができる列車制御用通信装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る列車制御用通信装置は、所定の送信信号に疑似雑音符号を乗算して拡散信号を生成し、その拡散信号をレールに向けて発信する送信手段と、上記送信手段により発信された拡散信号をレールから受信する受信手段と、上記受信手段により受信された拡散信号の中から上記疑似雑音符号との相関値を抽出する抽出手段と、上記抽出手段により抽出された相関値を監視して列車の存在を検知する在線検知手段とを備え、上記抽出手段が、上記受信手段により受信された拡散信号を周波数領域データに変換して、その周波数領域データと上記疑似雑音符号の乗算演算を実施するとともに、その乗算演算結果を時間領域データに変換して、その時間領域データの最大値の位置を抽出し、その時間領域データの位相を計算することで上記拡散信号に含まれるデータ成分が得られるので、その位相反転からビットデータを生成することでデータを復調するようにしたものである。
【０００９】
この発明に係る列車制御用通信装置は、送信手段が拡散信号をレールに向けて発信する際、その拡散信号に同期捕捉用の拡散信号を多重化して発信するようにしたものである。
【００１４】
この発明に係る列車制御用通信装置は、受信手段が多重化されている複数の拡散信号を受信すると、複数の拡散信号を同時に周波数領域データに変換し、その後、疑似雑音符号毎に別々に乗算演算を実施するようにしたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による列車制御用通信装置を示す構成図であり、図において、１はレール、２はレール１の地点Ａから拡散信号を流し込む送信部（送信手段）、３はレール１の地点Ｂから拡散信号を受信して在線検知を行う在線検知受信部、４はレール１を流れる拡散信号を受信して復調する車上受信部である。
【００１６】
１１はデータ（所定の送信信号）を発生するデータ発生器、１２はＰＮ符号（疑似雑音符号）を発生するＰＮ符号発生器、１３はデータ発生器１１から発生されたデータにＰＮ符号発生器１２から発生されたＰＮ符号を乗算して、そのデータをスペクトル拡散し、その拡散信号を出力する乗算器、１４は乗算器１３から出力された拡散信号に対して帯域制限を掛けるナイキストフィルタ（以下、ＦＬという）、１５は局部発振信号を発生する信号発生器、１６はＦＬ１４から出力された拡散信号に局部発振信号を混合して、その拡散信号の周波数を変換する乗算器、１７は乗算器１６から出力された拡散信号を増幅してレール１の地点Ａに供給する増幅器である。なお、増幅器１７は拡散信号に含まれる不要な帯域成分を除去するフィルタを搭載している。
【００１７】
２１はレール１の地点Ｂから拡散信号を受信して増幅する増幅器、２２は信号発生器１５と同一周波数の局部発振信号を発生する信号発生器である。なお、信号発生器１５と信号発生器２２が発生する局部発振信号の周波数が微妙にずれることがあるが、データ発生器１１から発生されるデータのビット周期を十分長く取れば問題を生ずることはない。２３は増幅器２１により増幅された拡散信号に局部発振信号を混合して、その拡散信号の周波数を変換する乗算器である。なお、増幅器２１、信号発生器２２及び乗算器２３から受信手段が構成されている。
２４は乗算器２３から出力された拡散信号の中からＰＮ符号発生器１２より発生されたＰＮ符号との相関値を抽出するＦＦＴ同期検出器（抽出手段）、２５はＦＦＴ同期検出器２４により抽出された相関値を監視して列車の存在を検知する在線判定器（在線検知手段）である。
【００１８】
３１はレール１を流れる拡散信号を受信する受電器、３２は受電器３１により受信された拡散信号を増幅する増幅器である。受電器３１及び増幅器３２から受信手段を構成している。
３３は信号発生器１５と同一周波数の局部発振信号を発生する信号発生器、３４は増幅器３２により増幅された拡散信号に局部発振信号を混合して、その拡散信号の周波数を変換する乗算器、３５は乗算器３４から出力された拡散信号の中からＰＮ符号発生器１２より発生されたＰＮ符号の相関位置を抽出するＦＦＴ同期検出器（抽出手段）、３６はＦＦＴ同期検出器３５により抽出されたＰＮ符号の相関位置を参照して、データ発生器１１から発生されたデータを復調するデータ復調器（復調手段）である。
【００１９】
図２はＦＦＴ同期検出器２４の内部構成を示す構成図であり、図３はＦＦＴ同期検出器３５の内部構成を示す構成図である。図において、４１は乗算器２３又は３４から出力された拡散信号を周波数領域データに変換する逆ＦＦＴ演算器、４２は周波数領域に変換したＰＮ符号を初期値として発生する初期値発生器、４３は逆ＦＦＴ演算器４１から出力された周波数領域データと初期値発生器４２から発生された初期値を乗算する乗算器、４４は乗算器４３の乗算結果を時間領域データに変換するＦＦＴ演算器、４５はＦＦＴ演算器４４から出力された時間領域データの最大値を抽出し、その最大値をＰＮ符号との相関値として在線判定器２５に出力するピーク値検出器、４６はＦＦＴ演算器４４から出力された時間領域データの最大値の位置を抽出し、その位置をＰＮ符号の相関位置としてデータ復調器３６に出力するピーク位置検出器である。
【００２０】
図４は初期値発生器４２の内部構成を示す構成図であり、図において、５１はＰＮ符号を生成するＰＮ符号生成器、５２はＰＮ符号生成器５１により生成されたＰＮ符号を周波数領域のデータに変換する逆ＦＦＴ演算器である。
【００２１】
図５はデータ復調器３６の内部構成を示す構成図であり、図において、６１はＰＮ符号生成器５１により生成されたＰＮ符号の位相から、ＦＦＴ同期検出器３５により抽出されたＰＮ符号の相関位置分だけずれているＰＮ符号を生成するＰＮ符号生成器、６２は乗算器３４から出力された拡散信号にＰＮ符号生成器６１により生成されたＰＮ符号を乗算する乗算器、６３は乗算器６２の乗算結果を積分する積分回路、６４は積分回路６３の積分結果である逆拡散データを２ビットのデータに変換するビット判定器である。
【００２２】
次に動作について説明する。
まず、地点Ａ，Ｂ間における列車の在線検知を行う場合、送信部２のデータ発生器１１がデータを生成すると、乗算器１３が当該データにＰＮ符号発生器１２から発生されたＰＮ符号を乗算して、そのデータをスペクトル拡散し、その拡散信号を出力する。
【００２３】
送信部２の乗算器１６は、ＦＬ１４により帯域制限が掛けられた拡散信号を受けると、その拡散信号に信号発生器１５から出力された局部発振信号を混合して、その拡散信号の周波数を変換する。
送信部２の増幅器１７は、乗算器１６から拡散信号を受けると、その拡散信号を増幅してレール１の地点Ａに供給する。
【００２４】
送信部２により供給された拡散信号がレール１の地点Ａから地点Ｂまで到達すると、在線検知受信部３の増幅器２１が、レール１の地点Ｂから拡散信号を受信して増幅する。
在線検知受信部３の乗算器２３は、増幅器２１から増幅後の拡散信号を受けると、その拡散信号に信号発生器２２から出力された局部発振信号を混合して、その拡散信号の周波数を変換する。
なお、乗算器２３は、例えばＩＱ検波と呼ばれる手法を利用して、互いに９０度位相の異なる２つの周波数で周波数変換を実施し、周波数変換後の拡散信号として実部成分と虚部成分から為る複素データを出力する。
【００２５】
在線検知受信部３のＦＦＴ同期検出器２４は、乗算器２３から周波数変換後の拡散信号を受けると、その拡散信号の中からＰＮ符号発生器１２より発生されたＰＮ符号との相関値を抽出する。
具体的には次の通りである。
【００２６】
ＦＦＴ同期検出器２４の逆ＦＦＴ演算器４１は、乗算器２３から周波数変換後の拡散信号として図６に示すような複素データを受けると、その複素データを周波数領域データに変換する。
なお、逆ＦＦＴ演算器４１は、データ周期に対応したＦＦＴ長を有し、例えば、ＰＮ符号の２周期に対してデータ１ビットを割り当てる場合、ＦＦＴ長はＰＮ符号の２周期とするのが好ましい。直交系列のＰＮ符号は符号長が２のＮ乗の長さであるため、２のＮ乗の長さを必要とするＦＦＴと整合性が良いが、Ｍ系列やＧＯＬＤ系列のように、２のＮ乗−１の長さの系列の場合には余りが発生する。この余りはゼロ埋めすることで解決できる。
【００２７】
ＦＦＴ同期検出器２４の乗算器４３は、逆ＦＦＴ演算器４１から周波数領域データを受けると、その周波数領域データと初期値発生器４２から発生された初期値を乗算する。
ここで、初期値発生器４２から発生された初期値は、逆ＦＦＴ演算器５２がＰＮ符号生成器５１により生成されたＰＮ符号を周波数領域のデータに変換したものであり、逆ＦＦＴ演算器５２の演算バッファには逆順でＰＮ符号を入れるようにする。例えば、ＦＦＴバッファの後ろからデータを埋めていくようにする。なお、ＰＮ符号の系列が動的に変化しない場合は、初期値を予め計算してメモリなどに保管しておくようにしてもよい。
【００２８】
ＦＦＴ同期検出器２４のＦＦＴ演算器４４は、乗算器４３が周波数領域データと初期値を乗算すると、図７に示すように、その乗算結果を時間領域データに変換する。
なお、逆ＦＦＴ演算器４１からＦＦＴ演算器４４までの動作は相関演算を周波数領域で実行しており、時間領域では相関演算が畳み込み積分で表されるが、周波数領域では積となる。
ＦＦＴ同期検出器２４のピーク値検出器４５は、ＦＦＴ演算器４４から時間領域データを受けると、図７に示すように、その時間領域データの最大値を抽出し、その最大値をＰＮ符号との相関値として在線判定器２５に出力する。
【００２９】
在線検知受信部３の在線判定器２５は、上記のようにして、ＦＦＴ同期検出器２４がＰＮ符号との相関値を抽出すると、その相関値を監視して列車の存在を検知する。
即ち、列車の車輪がレール１を短絡し、レール１を流れる拡散信号が遮断されると、ＰＮ符号との相関値が減少するので、その相関値が所定の閾値を下回ると、列車の存在を認定する。なお、ＰＮ符号との相関値を監視して列車の存在を検知する場合、ＰＮ符号の系列の異なる他区間からの信号やノイズでは相関が一致しないので、誤動作を防止することができる。
【００３０】
次に、送信部２からの送信データを車上受信部４が受信して復調する場合について説明する。
この場合も、列車の在線検知を行う場合と同様に、送信部２がデータ発生器１１により生成されたデータをスペクトル拡散して、その拡散信号をレール１の地点Ａに供給する。
【００３１】
車上受信部４の受電器３１は、送信部２が拡散信号をレール１の地点Ａに供給すると、レール１を流れる拡散信号を受信する。
車上受信部４の増幅器３２は、受電器３１が拡散信号を受信すると、その拡散信号を増幅する。
車上受信部４の乗算器３４は、増幅器３２から増幅後の拡散信号を受けると、その拡散信号に信号発生器３３から出力された局部発振信号を混合して、その拡散信号の周波数を変換する。
なお、乗算器３４は、例えばＩＱ検波と呼ばれる手法を利用して、互いに９０度位相の異なる２つの周波数で周波数変換を実施し、周波数変換後の拡散信号として実部成分と虚部成分から為る複素データを出力する。
【００３２】
車上受信部４のＦＦＴ同期検出器３５は、乗算器３４から周波数変換後の拡散信号を受けると、その拡散信号の中からＰＮ符号発生器１２より発生されたＰＮ符号の相関位置を抽出する。
即ち、ＦＦＴ同期検出器３５のピーク位置検出器４６は、ＦＦＴ演算器４４から時間領域データを受けると（ＦＦＴ同期検出器３５における逆ＦＦＴ演算器４１からＦＦＴ演算器４４までの動作は、ＦＦＴ同期検出器２４における逆ＦＦＴ演算器４１からＦＦＴ演算器４４までの動作と同様であるため説明を省略する）、図７に示すように、その時間領域データの最大値の位置を抽出し、その位置をＰＮ符号の相関位置としてデータ復調器３６に出力する。
【００３３】
車上受信部４のデータ復調器３６は、ＦＦＴ同期検出器３５がＰＮ符号の相関位置を抽出すると、そのＰＮ符号の相関位置を参照して、データ発生器１１から発生されたデータを復調する。
具体的には次の通りである。
【００３４】
データ復調器３６のＰＮ符号生成器６１は、ＦＦＴ同期検出器３５がＰＮ符号の相関位置を抽出すると、ＰＮ符号生成器５１により生成されたＰＮ符号の位相から、ＦＦＴ同期検出器３５により抽出されたＰＮ符号の相関位置分だけずれているＰＮ符号を生成する。なお、ＰＮ符号生成器６１により生成されたＰＮ符号は、受電器３１により受信された拡散信号のＰＮ符号と同期が取れており、下記に示すように、その拡散信号からデータを取り出すことができるようになる。
【００３５】
データ復調器３６の乗算器６２は、ＰＮ符号生成器６１がＰＮ符号を生成すると、乗算器３４から出力された拡散信号に当該ＰＮ符号を乗算する。
データ復調器３６の積分回路６３は、乗算器６２が拡散信号とＰＮ符号を乗算すると、その乗算結果を積分して平滑化する。
データ復調器３６のビット判定器６４は、積分回路６３の積分結果である逆拡散データをＣＰＵが読み取ることができる２ビットのデータに変換する。
なお、信号発生器１５と信号発生器３３の周波数が微妙にずれていると、ビット判定器６４の入力時点では、周波数のずれ分だけ位相回転している。この位相回転を除去するためには、一般に通信で用いるＡＰＣ（自動位相補正回路）やＡＦＣ（自動周波数補正回路）などが有効である。
【００３６】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、レール１の地点Ｂから受信された拡散信号の中からＰＮ符号との相関値を抽出し、その相関値を監視して列車の存在を検知するように構成したので、区間毎に絶縁を入れることなく、速やかに列車の在線を正確に検知することができる効果を奏する。
また、この実施の形態１によれば、レール１を流れる拡散信号の中からＰＮ符号の相関位置を抽出し、そのＰＮ符号の相関位置を参照してデータを復調するように構成したので、区間毎に絶縁を入れることなく、速やかにデータの復調処理を実施することができる効果を奏する。
【００３７】
なお、ＦＦＴを用いて相関演算を行うことにより、全てのＰＮ符号の位相に対する相関を一度に計算できるため、装置規模の縮小や計算時間の短縮を図ることができる。
また、瞬時に同期点を抽出することができるため、列車の在線、非在線の急激な変化にも対応することができる。また、電源の瞬間停止など、何らかの外部要因で拡散符号の同期点を見失った場合でも、ＦＦＴを用いることで瞬時に復帰することが可能になる。
【００３８】
実施の形態２．
図８はこの発明の実施の形態２による列車制御用通信装置を示す構成図であり、図において、図１と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
７１は同期捕捉用信号を発生する信号発生器、７２はＰＮ符号を発生するＰＮ符号発生器である。ただし、ＰＮ符号発生器７２が発生するＰＮ符号は、ＰＮ符号発生器１２が発生するＰＮ符号と符号同期が取られている。７３は信号発生器７１から発生された同期捕捉用信号にＰＮ符号発生器７２から発生されたＰＮ符号を乗算して、その同期捕捉用信号をスペクトル拡散する乗算器、７４はＦＬ１４から出力された拡散信号と乗算器７３から出力された拡散信号を合成する合成器である。
【００３９】
上記実施の形態１では、ＦＦＴ同期検出器２４，３５がデータ発生器１１により生成されたデータが変調されている拡散信号に対して同期検出を行うものについて示したが、送信部２が当該拡散信号をレール１に向けて発信する際、その拡散信号に同期捕捉用の拡散信号を多重化して発信することにより、ＦＦＴ同期検出器２４，３５が同期捕捉用の拡散信号（ＰＮ符号発生器７２から発生されるＰＮ符号）に対して同期検出を行うようにしてもよい。
これにより、データが変調されていない拡散信号に対して同期検出が行えるので、より高精度に同期の検出を行うことができる効果を奏する。
【００４０】
実施の形態３．
図９はＦＦＴ同期検出器２４，３５の処理内容を示す説明図であり、図において、図２及び図３と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
８１はＰＮ符号の１周期、８２はゼロ埋めされたデータ列、８３は逆ＦＦＴ演算器４１のＦＦＴバッファ、８４はＦＦＴ演算器４４のＦＦＴバッファ、８５はＰＮ１周期のデータ列、８６，８７は相関データである。
【００４１】
上記実施の形態１では、特に言及していないが、この実施の形態３では、ＦＦＴバッファ８３に複数のＰＮ符号の系列を入れるようにする。このときＦＦＴバッファ８３に入力するＰＮ符号は、データで変調されていないか、全て同じデータで変調されている必要がある。図９では、ＰＮ符号に２のＮ乗−１の符号長を有するＭ系列やＧＯＬＤ系列などを例に説明している。２のＮ乗の長さを有するＦＦＴ長は、この系列では割り切れないので、図９に示すように、ＰＮ符号を埋めていくと余りが生じる。このあまり部分はゼロ埋めされたデータ列８２で埋める。
【００４２】
逆ＦＦＴ演算器４１がＦＦＴバッファ８３のデータ列を周波数領域データに変換し、乗算器４３が周波数領域データに初期値を乗算した後に、ＦＦＴ演算器４４が当該乗算結果を時間領域データに戻すようにする。
ＦＦＴ演算器４４のＦＦＴバッファ８４は、図９に示すように、左側（データ配列番号の小さい方）には相関データ８６が得られ、右側（データ配列番号の大きい方）には相関データ８７が得られる。ＦＦＴの演算特性上、中心より右側（データ配列番号の大きい方）は負の領域となり、相関データの向きが逆になる。また、中心ほどゼロ埋めされたデータ列８２の演算誤差が出て相関値が乱れる。よって、一番左側の相関データ８６を用いて、上記実施の形態１と同様に最大値と最大位置を抽出する。
【００４３】
ここで、一番左側の相関データ８６であっても相関特性がＰＮ符号の位相でフラットにならず、位相が大きくなるにしたがって相関値が減少する。この減少量は数学的に簡単に求められるので、相関値演算前に補正する方法もある。
このように、複数のＰＮ系列を用いることにより、ノイズ成分や妨害、他符号干渉などの影響を抑圧できるため、精度よく相関値と相関位置を検出できて、信頼性の高い在線検知やＡＴＣ制御が可能となる。
【００４４】
実施の形態４．
図１０はこの発明の実施の形態４による列車制御用通信装置のＦＦＴ同期検出器３５の内部構成を示す構成図であり、図において、図３と同一符号は同一又は相当部分を示すので説明を省略する。
４７はＦＦＴ演算器４４から出力された時間領域データの位相を計算する位相演算器、４８は時間領域データの位相反転から２ビットのデータを生成するビット判定器である。
【００４５】
上記実施の形態１では、ピーク位置検出器４６がＦＦＴ演算器４４から出力された時間領域データの最大値の位置を抽出し、その位置をＰＮ符号の相関位置としてデータ復調器３６に出力するものについて示したが、その時間領域データの位相を計算すると、ＰＮ符号に含まれるデータ成分が得られるので、位相演算器４７がＦＦＴ演算器４４から出力された時間領域データの位相を計算し、ビット判定器４８が時間領域データの位相反転からＣＰＵが読み取ることができる２ビットのデータを生成するようにする。
これにより、データ復調器３６を搭載しなくても、ＦＦＴ同期検出器３５でデータを復調することができるので、回路規模の縮小を図ることができる効果を奏する。
【００４６】
実施の形態５．
上記実施の形態１〜４では、特に言及していないが、在線検知受信部３及び車上受信部４が多重化されている複数の拡散信号を受信する場合、ＦＦＴ同期検出器２４，３５では、複数の拡散信号毎に周波数領域データに変換する必要があるので、逆ＦＦＴ演算器４１等を複数個搭載する必要がある。
しかし、これでは回路規模が大きくなるので、例えば、図１１に示すように、ＦＦＴ同期検出器３５の逆ＦＦＴ演算器４１を統合するようにする。ＦＦＴ同期検出器２４の逆ＦＦＴ演算器４１も同様に統合する。
即ち、在線検知受信部３及び車上受信部４が多重化されている複数の拡散信号を受信する場合、逆ＦＦＴ演算器４１が複数の拡散信号を同時に周波数領域データに変換し、その後、乗算器４３やＦＦＴ演算器４４がＰＮ符号毎に別々に乗算演算等を実施するようにする。
これにより、回路規模の縮小を図ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、所定の送信信号に疑似雑音符号を乗算して拡散信号を生成し、その拡散信号をレールに向けて発信する送信手段と、上記送信手段により発信された拡散信号をレールから受信する受信手段と、上記受信手段により受信された拡散信号の中から上記疑似雑音符号との相関値を抽出する抽出手段と、上記抽出手段により抽出された相関値を監視して列車の存在を検知する在線検知手段とを備え、上記抽出手段が、上記受信手段により受信された拡散信号を周波数領域データに変換して、その周波数領域データと上記疑似雑音符号の乗算演算を実施するとともに、その乗算演算結果を時間領域データに変換して、その時間領域データの最大値の位置を抽出し、その時間領域データの位相を計算することで上記拡散信号に含まれるデータ成分が得られるので、その位相反転からビットデータを生成することでデータを復調するように構成したので、区間毎に絶縁を入れることなく、速やかに列車の在線を正確に検知することができる効果がある。また、回路規模の縮小を図ることができる効果がある。
【００４９】
この発明によれば、送信手段が拡散信号をレールに向けて発信する際、その拡散信号に同期捕捉用の拡散信号を多重化して発信するように構成したので、同期の捕捉精度を高めることができる効果がある。
【００５４】
この発明によれば、受信手段が多重化されている複数の拡散信号を受信すると、複数の拡散信号を同時に周波数領域データに変換し、その後、疑似雑音符号毎に別々に乗算演算を実施するように構成したので、回路規模の縮小を図ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１による列車制御用通信装置を示す構成図である。
【図２】  ＦＦＴ同期検出器２４の内部構成を示す構成図である。
【図３】  ＦＦＴ同期検出器３５の内部構成を示す構成図である。
【図４】  初期値発生器４２の内部構成を示す構成図である。
【図５】  データ復調器３６の内部構成を示す構成図である。
【図６】  乗算器２３による周波数変換後の拡散信号の信号波形例を示す説明図である。
【図７】  相関値や相関位置を示す説明図である。
【図８】  この発明の実施の形態２による列車制御用通信装置を示す構成図である。
【図９】  ＦＦＴ同期検出器２４，３５の処理内容を示す説明図である。
【図１０】  この発明の実施の形態４による列車制御用通信装置のＦＦＴ同期検出器３５の内部構成を示す構成図である。
【図１１】  ＦＦＴ同期検出器３５の内部構成を示す構成図である。
【符号の説明】
１  レール、２  送信部（送信手段）、３  在線検知受信部、４  車上受信部、１１  データ発生器、１２  ＰＮ符号発生器、１３  乗算器、１４  ＦＬ、１５  信号発生器、１６  乗算器、１７  増幅器、２１  増幅器（受信手段）、２２  信号発生器（受信手段）、２３  乗算器（受信手段）、２４  ＦＦＴ同期検出器（抽出手段）、２５  在線判定器（在線検知手段）、３１  受電器（受信手段）、３２  増幅器（受信手段）、３３  信号発生器、３４  乗算器、３５  ＦＦＴ同期検出器（抽出手段）、３６  データ復調器（復調手段）、４１  逆ＦＦＴ演算器、４２  初期値発生器、４３  乗算器、４４  ＦＦＴ演算器、４５  ピーク値検出器、４６  ピーク位置検出器、４７  位相演算器、４８  ビット判定器、５１  ＰＮ符号生成器、５２  逆ＦＦＴ演算器、６１  ＰＮ符号生成器、６２  乗算器、６３  積分回路、６４  ビット判定器、７１  信号発生器、７２  ＰＮ符号発生器、７３  乗算器、７４  合成器、８１  ＰＮ符号の１周期、８２データ列、８３  ＦＦＴバッファ、８４  ＦＦＴバッファ、８５  ＰＮ１周期のデータ列、８６，８７  相関データ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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