JP4804162B2 - トランスポンダ装置及び伝送情報量拡張方法 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載された車上子と地上に設置された地上子との間で情報伝送を行なうトランスポンダ装置に関する。

従来、この種のトランスポンダ装置は、図４に示すように、車上の床下に設備された車上子アンテナ５１と地上側に設備された地上子アンテナ６１または地上子アンテナ６４を使用して、車上−地上間を無線で点結合することによりデジタル情報の伝送を行なっている（たとえば、特許文献１参照。）。

車上側の機器は、車上子アンテナ５１とトランスポンダ送受信器５２とで構成され、トランスポンダ送受信器５２には、送信データの供給や受信データを利用する他装置５３が接続される。地上側の機器は、予め設定された送信データを供給する地上子アンテナ６４または地上子アンテナ６１とトランスポンダ送受信器６２とで構成される。トランスポンダ送受信器６２には車上側と同様に他装置６３が接続される。

トランスポンダ装置では、移動する車両に車上子が搭載されているので、相手局といつ送受信が行なわれるかが分からない。また、送受信は、車両に搭載された車上子が地上子の上を通過するときの一瞬のみ行なわれる。このため、情報の送信側は電文と呼ばれる固定情報量のデータを繰り返し連続して送信し、受信側は車上子と地上子とが結合した時のみ情報を得ていくように構成されている。

図５は、既存のトランスポンダ装置から繰り返し送信されるデータ列（電文の出力状態）を例示したものである。トランスポンダ装置では、送受信するデータの信頼性を確保するためにＨＤＬＣ（High-level Data Link Control procedure）に準拠したフォーマットで情報を送受信している。この例では、８０ビット（bit）を基本長とするＨＤＬＣフォーマットの電文７１と‘０’挿入による情報数の変動を吸収するための調整ビット７２とを含めた固定長データ７３が繰り返し連続して送信されている。

送信側は同一内容の電文を繰り返し送信しており、車上子が地上子上を通過する一瞬の間に、車上−地上間で電文の送受信が複数回行なわれるように設定してある。受信側は、同一内容の電文が複数回受信された場合に、正常に電文が受信されたと判定するようになっている（たとえば、非特許文献１参照。）。

実用新案登録第２５００３９６号公報 広瀬 雄造，平野 賀久，"規格解説（保安情報伝送装置）"，信号保安，社団法人信号保安協会，昭和６２年３月１０日，第４２巻，第３号，ｐ．１７０

上記のように、既存のトランスポンダ装置は、十数年前の基本設計で定めた固定長の情報を繰り返し送信するように構成されているが、昨今の多情報化に伴い、車上−地上間で伝送される情報量の拡張が望まれている。情報量の拡張は、繰り返し送受信される固定長の情報の長さ自体を長くすることで実現できる。

しかし、この方法で情報量を拡張した新型のトランスポンダ装置を、従来型のトランスポンダ装置が設備されている線区、および、従来型のトランスポンダ装置を搭載している他社線の車両が乗り入れを行なっている線区に導入すると、新型のトランスポンダ装置の送信した情報を従来型の機器が正常に受信できないという問題が生じてしまう。

本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、従来設備に影響を与えることなく、車上−地上間で伝送可能な情報量を拡張することのできるトランスポンダ装置および伝送情報量拡張方法を提供することを目的としている。

上記の目的は、以下に示す各項の発明により達成される。

（１）車両に搭載された車上子と地上に設置された地上子との間でＨＤＬＣフォーマットの電文を繰り返し送信するトランスポンダ装置において、
前記電文の受信側で情報の採用が行なわれなくなる配列コードである処理中止コードで始まり、かつ内部でＨＤＬＣフォーマットにおける電文の開始フラグが成立しないビット配列を用いた拡張情報の中にデータを含ませ、
繰り返し送信する電文と電文との間に、前記拡張情報を挿入する
ことを特徴とするトランスポンダ装置。

上記発明では、繰り返し送信するＨＤＬＣフォーマットの電文と電文との間に、処理中止コードで始まり、かつ内部でＨＤＬＣフォーマットにおける電文の開始フラグが成立しないビット配列の拡張情報を、該拡張情報の中にデータを含ませて、挿入する。ＨＤＬＣ手順では、受信側は、処理中止コード（‘１’が７ビット以上連続するデータ）を受信した後は正常な情報と判断を行なわず、次に開始フラグ（‘７Ｅ’のデータ）を受信した時点から電文の受信を再開するように動作する。そこで、ＨＤＬＣフォーマットの電文と電文との間に、処理中止コードで始まり、途中で電文の開始フラグが成立しないビット配列の拡張情報部を挿入すれば、ＨＤＬＣフォーマットの電文の受信を行なう従来型のトランスポンダ装置は、処理中止コードの受信に伴って拡張情報に対する処理を行なわないので、従来型の機器に影響を与えることなく、新型のトランスポンダ装置同士においては情報量を拡張することができる。

（２）車両に搭載された車上子と地上に設置された地上子との間で繰り返し送信されるＨＤＬＣフォーマットの電文を受信するトランスポンダ装置において、
受信情報の中から、（１）に記載のトランスポンダ装置から送信される前記拡張情報を検出し、該拡張情報の中に含まれているデータを抽出する
ことを特徴とするトランスポンダ装置。

上記発明では、受信情報の中から拡張情報を検出し、該拡張情報の中に含まれているデータを抽出する。拡張情報の検出は、たとえば、処理中止コードなどの検出に基づいて行なわれる。ＨＤＬＣフォーマットの電文の受信機能においては、処理中止コードを検出してから次にフラグを検出するまでの間の情報は正常な情報と判断しなくなる。

（３）固定のビット数毎に‘０’を無条件に挿入することで、前記拡張情報を前記フラグの成立しないビット配列にした
ことを特徴とする（１）に記載のトランスポンダ装置。

上記発明では、固定ビット数毎に無条件に‘０’のビットを挿入することで、拡張情報内でのフラグの出現を防止している。これにより、簡易な処理でフラグの発生を防止することができる。また、挿入される‘０’の数が拡張情報の内容に依存して変化しないので、拡張情報を固定長にし易い。

（４）前記拡張情報を固定長にした
ことを特徴とする（１）または（３）に記載のトランスポンダ装置。

上記発明では、拡張情報を固定長にすることで、拡張情報の終端に特別な識別情報を付加したり、拡張情報の先頭にデータ長を示すデータを付加したりすることなく、拡張情報の終端を認識することができ、拡張情報に関する送受信処理の簡略化や情報量の効率化を図ることができる。

（５）車両に搭載された車上子と地上に設置された地上子との間でＨＤＬＣフォーマットの電文を繰り返し送受信するトランスポンダ装置における伝送情報量拡張方法において、
送信側では、前記電文の受信側で情報の採用が行なわれなくなる配列コードである処理中止コードで始まり、かつ内部でＨＤＬＣフォーマットにおける電文の開始フラグが成立しないビット配列を用いた拡張情報の中にデータを含ませると共に、該拡張情報を、繰り返し送信する電文と電文との間に挿入して送信し、
受信側では、受信した情報の中から前記拡張情報を検出し、該拡張情報の中に含まれているデータを抽出する
ことを特徴とする伝送情報量拡張方法。

本発明に係わるトランスポンダ装置および伝送情報量拡張方法によれば、繰り返し送信するＨＤＬＣフォーマットの電文と電文との間に、処理中止コードで始まりかつ内部でＨＤＬＣフォーマットの電文の開始フラグが成立しないビット配列の拡張情報を挿入するようにしたので、ＨＤＬＣフォーマットの電文を送受信する従来型の機器に影響を与えることなく、当該拡張情報に対応したトランスポンダ装置間での伝送可能な情報量を拡張することができる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係わるトランスポンダ装置２の送信部の一例の構成を示している。トランスポンダ装置２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５と、ＣＰＵ３の出力するデータ列に応じて、車上子もしくは地上子としてのアンテナ６に電力を供給する通信部７と、入出力Ｉ／Ｆ８などで構成される。送信する情報は予めＲＯＭ４に記憶されるほか、入出力Ｉ／Ｆ８を介して外部装置から設定されてもよい。

図２は、本発明の実施の形態に係わるトランスポンダ装置２が送信するデータ列１０の一例を示している。トランスポンダ装置２はＲＯＭ４に格納されたプログラムを実行することで図２に示すようなデータ列１０を生成して通信部７へ出力し、通信部７は電力増幅して該データ列をアンテナ６から送信するようになっている。

送信されるデータ列１０はＨＤＬＣフォーマット（ＨＤＬＣ手順に準拠したフォーマット）の電文１１と電文１１との間に拡張部１２を挿入した構成になっている。電文１１は、電文の開始を示すフラグＦと、電文の終端を示すフラグＦと、これらフラグＦに挟まれたデータ部Ｄとで構成される。データ部ＤはＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）コードを備え、データの誤り検出が可能になっている。ＨＤＬＣ手順においてフラグＦは ‘０１１１１１１０’（１６進表記では‘７Ｅ’）のビット配列のデータに規定されている。

ここでは、電文１１に含まれる有効な情報は８０ビットの固定長であり、拡張部１２を挟んで同一内容の電文１１が繰り返し送信されるようになっている。ただし、データ部Ｄではフラグ（７Ｅ）と同一のビット配列が出現しないように‘１’が５ビット続くと強制的に‘０’を挿入するようになっており、電文１１の長さは‘０’の挿入量（電文の内容に依存）によって変動する。拡張部１２の後端と次の電文１１との間には、‘０’挿入による電文１１の長さの変動を吸収するための調整部１３が設けてあり、電文１１と調整部１３との合計が固定長となるように調整される。

拡張部１２は、電文１１の終了フラグＦに続けて配置されており、処理中止コード１４で始まり、処理中止コード１４の後ろに拡張データ１５を付加した構成になっている。処理中止コード１４は、ＨＤＬＣ手順におけるＡＢＯＲＴ状態を引き起こすためのコードデータであり、‘１’が７ビット以上連続するデータである。ＨＤＬＣ手順の伝送では、データ‘１’が７個以上連続した場合には「同期ずれ」を認識し、正常なデータとしての取り込みを行なわないようになっている。以降、この状態を「ＡＢＯＲＴ」と称す。ここでは処理中止コード１４として‘１’を７ビット連続させた後ろに‘０’を１ビット付加した１バイトのコードデータを使用している。

拡張データ１５は、任意の拡張付加情報データ１５ａを挿入するためのフィールドであり、固定ビット数（ここでは、５ビット）毎に‘０’を無条件で挿入することにより、拡張データ１５内でＨＤＬＣフォーマットにおける電文の開始フラグＦ（７Ｅ）が成立しないようにしてある。

さらに電文１１の終端のフラグＦと処理中止コード１４とが連続するビット配列を、受信側が拡張部１２の開始を認識するための認識コード１６に規定してある。認識コード１６は、（フラグＦ＋処理中止コード１４）のビット配列に限定されるものではなく、ＨＤＬＣフォーマットの電文において存在し得ないビット配列の情報であればよい。たとえば、処理中止コード１４とこれに続く所定のコード情報との組み合わせでもかまわないし、処理中止コード１４自体を認識コード１６としてもかまわない。

なお、ここでは、拡張部１２を固定長に設定してあり、受信側で認識コード１６を認識してから予め定めた固定長のデータが拡張部１２であると認識できるようにしてある。また、拡張データ１５の後ろには図示省略のＣＲＣ符号を付加してあり、拡張部１２におけるデータの誤り検出を可能にしている。

図３は、受信側のトランスポンダ装置３０の構成の一例を車上装置として示したものである。受信側のトランスポンダ装置３０は、受信アンテナとしての車上子３１に接続された受信復調回路３２と、受信復調回路３２の受信した情報の中からＨＤＬＣフォーマットの電文を検出する電文検出論理部３３と、受信復調回路３２の受信した情報の中から送信側のトランスポンダ装置２から送信された拡張部１２（拡張情報）を検出する拡張情報検出論理部３４と、ＣＰＵ３５とを備えている。

電文検出論理部３３は、ＨＤＬＣ手順に準拠した受信を行なっており、フラグＦの検出に基づいて電文を識別して受信する。また、‘１’が７ビット以上連続する状態を検出するとＡＢＯＲＴ状態に入り、次にフラグＦが検出されるまでの情報は正常なデータとして取り込まないように動作する。

拡張情報検出論理部３４は、受信復調回路３２の出力するデータ列を監視し、認識コード１６を検出すると、それ以後の固定長分のデータ列を拡張部１２として認識する。拡張情報検出論理部３４は、フラグＦが成立しないように加工されている拡張データ１５の中から本来のデータである拡張付加情報データ１５ａを抽出する。ここでは、送信側において固定ビット数（ここでは、５ビット）毎に無条件に‘０’が挿入されているので、該固定ビット数毎に挿入されている‘０’を挿入時と逆の動作を行なって取り除き、拡張付加情報データ１５ａを抽出するようになっている。

ＣＰＵ３５は、電文検出論理部３３から入力される情報を従来からの電文として処理し、拡張情報検出論理部３４から入力される情報を拡張されたデータとして処理する。なお、電文検出論理部３３、拡張情報検出論理部３４の機能をＣＰＵ３５がソフトウェア処理で実現するように構成してもよい。上記の機能が提供されれば、装置の構成は限定されない。

次に、繰り返し送信される電文１１と電文１１との間に挿入された拡張部１２の作用を説明する。

従来型のトランスポンダ装置の受信部は、ＨＤＬＣフォーマットの同一内容の電文１１が繰り返して送信されることを前提に構成されており、同一内容の電文１１と電文１１との間に拡張部１２などの異なる情報が存在することを想定していない。しかし、従来型のトランスポンダ装置はＨＤＬＣ手順に従うように構成されているので、電文１１の後ろに続く拡張部１２の先頭にある処理中止コード１４を受信すると、「同期ずれ」を検知してＡＢＯＲＴ状態となり、それ以降、次のフラグＦ（７Ｅ）を検知するまでのビットを有効な情報として判断しなくなる。

拡張部１２は内部でフラグ（７Ｅ）が成立しないビット配列（５ビット毎に‘０’を無条件に挿入するデータ構成）にしてあるので、従来型のトランスポンダ装置の受信部は、拡張部１２を正常なデータなしとして認識し、有効なデータとして取り込まなくなる。このため、繰り返し送信される同一内容の電文１１と電文１１との間に拡張部１２を挿入しても、該拡張部１２の挿入が従来型の受信部に影響を与えることはなく、従来型の受信部は電文１１が連続して正常に受信されたと認識して処理を継続する。拡張情報に対応可能な受信側のトランスポンダ装置３０の電文検出論理部３３では、このような従来型のトランスポンダ装置の受信部と同様の動作が行なわれる。

なお、拡張データ１５において５ビット毎に‘０’を無条件に挿入するようにしたので、フラグＦ（７Ｅ）を成立させないための送信側の処理、および挿入された‘０’を受信側で取り除く処理が簡単になり、処理負担が低減される。

また、固定ビット数（本例では５ビット）毎に‘０’を無条件に挿入するので、‘０’の挿入数が拡張データ１５のデータ内容に依存しなくなり、拡張部１２を固定長にすることが容易になる。さらに、拡張部１２を固定長にすることで、拡張部１２の終端を認識するために拡張部１２の終端に特別なコードを付加したり、拡張部１２の長さを示すデータを付加したりする必要がなくなり、情報を効率的に伝送することができる。また、拡張部１２を固定長にすることで、受信側のトランスポンダ装置３０の拡張情報検出論理部３４で拡張部１２の終端を容易に認識することができ、受信側の処理負担を軽減することができる。

以上、本発明の実施の形態を図面によって説明してきたが、具体的な構成は実施の形態に示したものに限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

トランスポンダ装置２の構成は図１に示したものに限定されず、図２に示す構成のデータ列を送信可能な構成であればよく、たとえば、専用のロジック回路で構成してもよい。

拡張部１２の内部でフラグが成立しないようにする方法は、実施の形態で示した５ビット毎に‘０’を挿入する方法に限定されず、４ビット毎でも３ビット毎でもかまわない。また、‘１’が５ビット連続したことを検知した場合だけ‘０’を挿入する方法でもよくフラグが成立しなければ、どのような方法でもよい。

処理中止コード１４は、ＡＢＯＲＴ状態を引き起こすことのできるデータであればよく、７ビット以上‘１’の連続するデータであれば任意に設定してかまわない。

本発明の実施の形態に係わるトランスポンダ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係わるトランスポンダ装置が送信するデータ列を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係わる受信側のトランスポンダ装置の構成を示すブロック図である。 トランスポンダ装置の使用状態例を示す説明図である。 従来型のトランスポンダ装置が送信するデータ列を示す説明図である。

符号の説明

Ｆ…フラグ
Ｄ…データ部
２…トランスポンダ装置
３…ＣＰＵ
４…ＲＯＭ
５…ＲＡＭ
６…アンテナ
７…通信部
８…入出力Ｉ／Ｆ
１０…データ列
１１…ＨＤＬＣフォーマットの電文
１２…拡張部
１３…調整部
１４…処理中止コード
１５…拡張データ
１５ａ…拡張付加情報データ
１６…認識コード
３０…受信側のトランスポンダ装置
３１…車上子
３２…受信復調回路
３３…電文検出論理部
３４…拡張情報検出論理部
３５…ＣＰＵ

Claims (5)

1. 車両に搭載された車上子と地上に設置された地上子との間でＨＤＬＣフォーマットの電文を繰り返し送信するトランスポンダ装置において、
   前記電文の受信側で情報の採用が行なわれなくなる配列コードである処理中止コードで始まり、かつ内部でＨＤＬＣフォーマットにおける電文の開始フラグが成立しないビット配列を用いた拡張情報の中にデータを含ませ、
   繰り返し送信する電文と電文との間に、前記拡張情報を挿入する
   ことを特徴とするトランスポンダ装置。
2. 車両に搭載された車上子と地上に設置された地上子との間で繰り返し送信されるＨＤＬＣフォーマットの電文を受信するトランスポンダ装置において、
   受信情報の中から、請求項１に記載のトランスポンダ装置から送信される前記拡張情報を検出し、該拡張情報の中に含まれているデータを抽出する
   ことを特徴とするトランスポンダ装置。
3. 固定のビット数毎に‘０’を無条件に挿入することで、前記拡張情報を前記フラグの成立しないビット配列にした
   ことを特徴とする請求項１に記載のトランスポンダ装置。
4. 前記拡張情報を固定長にした
   ことを特徴とする請求項１または３に記載のトランスポンダ装置。
5. 車両に搭載された車上子と地上に設置された地上子との間でＨＤＬＣフォーマットの電文を繰り返し送受信するトランスポンダ装置における伝送情報量拡張方法において、
   送信側では、前記電文の受信側で情報の採用が行なわれなくなる配列コードである処理中止コードで始まり、かつ内部でＨＤＬＣフォーマットにおける電文の開始フラグが成立しないビット配列を用いた拡張情報の中にデータを含ませると共に、該拡張情報を、繰り返し送信する電文と電文との間に挿入して送信し、
   受信側では、受信した情報の中から前記拡張情報を検出し、該拡張情報の中に含まれているデータを抽出する
   ことを特徴とする伝送情報量拡張方法。
   

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