JPH0351145B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、情報伝送方法及び同方法を実施す
る装置に係わるものであり、さらに詳しくは、送
信側では搬送波をコード信号（矩形波状の変調
波）で振幅変調して送信し、受信側では前記変調
された搬送波を受信・復調して前記コード信号を
検出するようにした既存の伝送系を用いて、既存
方法により伝送される情報から独立した情報をも
伝送できるようにした情報伝送方法及び装置に関
するものである。

ATC（自動列車制御）装置又はATS（自動列車
停止）装置の伝送系においては、地上から車上に
伝送する情報についてその種類と量の増加が可能
であることが要望されている。例えば、ATCに
ついては、速度制限情報の種類の増加が望まれ、
また、ATC（又はATS、以下同じ。）情報から独
立した種々の情報が伝送できることが望まれてい
る。

ATCにおいては、他種類の情報を伝送しうる
方法として、搬送波を他種類の変調波により変調
して地上より送信し、これを車上で受信・復調す
ることにより、変調波の種類と同数の種類の
ATC情報を伝送する方法が用いられているが、
この伝送方法では、そこで用いる変調波の周波数
帯域が、例えば、10〜100Hzのように、比較的狭
い範囲に限られていることから、フイルタやアン
プの性能による制約又はノイズ回避の必要性と安
全性確保のため、伝送可能なATC情報の種類に
自づと制限がある。

ATC情報とは独立した情報を地上から車上又
は地上から地上に伝送する場合として、ATC情
報の信頼度向上のためのものがある。例えば、踏
切制御に関連して、接近する列車の種類を選別
し、当該列車が当該踏切の手前の駅に停止する列
車であるときは、当該踏切を開放する反面、当該
列車に地上から停止情報を伝送してその列車を停
止させるとともに、駅出発信号機を進行定位の状
態にし、その踏切が含まれる軌道回路には他の列
車の進行を継続させるATC情報を送出すること
が考えられる。この場合、ATC情報は当該軌道
回路を通過する他の列車のために常時伝送される
必要があるから、上記列車停止情報はATC情報
から独立したものでなければならない。

その他、ATC情報から独立した情報として、
ドア開閉指令情報、出発時間制御情報、及び車内
案内放送開始指令情報などがある。

この発明は、上記の点に鑑み、既存の伝送系を
利用して、元来その伝送系により伝送されている
情報から独立した情報をも伝送できるようにする
ことにより、単一の伝送系で伝送しうる情報の種
類及び量の増加を可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明では、送信
側において搬送波をコード信号で振幅変調して送
信し、受信側において前記変調された搬送波を受
信・復調して前記コード信号を検出する情報伝送
装置において、送信側では、前記搬送波を構成す
る波形パルスのうち複数個のパルスを、その間に
挿入されるパルス数又は時間が伝送しようとする
情報に対応するように指定し、かつそのパルスの
正又は負極の出力を無とする変調を行ない、受信
側では、受信した搬送波を構成するパルスのう
ち、正又は負極の出力が無となつているものを検
出し、その間に挿入されているパルス数又は時間
に基いて情報を抽出するようにしたものである。

次に、この発明を、情報伝送用のパルスを２個
とし、軌道回路を伝送系の一部として用いて、地
上から車上にATC情報を伝送する地上車上間情
報伝送装置を利用して、ATC情報から独立した
情報を伝送するようにした実施例について、図面
に基いて説明する。

第１図は、この発明を実施する情報伝送装置の
構成を概略的に示すものであり、一点鎖線で囲ん
だ部分Ａ，Ｂがこの発明により新たに付加された
構成であつて、残部はATC情報を地上から車上
に伝送するための既存の構成である。

そして、Ａ，Ｂを除いた部分では、搬送波発振
器１からの搬送波ａを変調波発振器２からの方形
波状の変調波ｂにより変調器３において変調し、
増幅器４により信号増幅したのち、第１変圧器
５、電力増幅器６及び第２変圧器７により電力増
幅してインピーダンスボンド８を通じて信号波を
軌道回路９に送信し、車上では軌道回路から車上
子１０を介して帯域フイルタ１１を経て前記信号
波をATC受信回路１２にて受信・復調して、前
記変調波ｂを検出することにより、地上から
ATC情報を車上に伝送する。この場合の軌道回
路に送出される信号波の波形は第２図ｃのとおり
である。

さて、Ａはこの発明により、上記ATC情報伝
送系を利用して、ATC情報から独立した情報を
伝送するために付加された変調装置であり、搬送
波ａと変調波ｂ及び独立情報Ｉを入力されて、変
調波の周期の前半において前後一対のパルスであ
つてそのパルス間の時間幅が、搬送波を構成する
パルスを用いて情報Ｉの内容に対応して設定され
たパルスを出力する符号器１３と、その出力パル
スにより動作されて前記電力増幅器６の片側のト
ランジスタのベース電圧をOVにするスイツチン
グ素子２４とから構成されている。

この変調装置Ａの主たる機能は、次のとおりで
ある。

(ア) 第３図に示すように、変調波ｂの立上りから
ガードタイムt₁をとつた時点に、信号波ｃに含
まれる搬送波のパルスの正又は負極の出力を無
にするための第１のパルスを出力する。

(イ) 第１のパルス出力時より搬送波のパルス個数
を計数し、その計数値が入力情報Ｉより変換さ
れたデータと一致したときに、信号波ｃに含ま
れる搬送波パルスの正又は負極の出力を再び無
にするための第２のパルスを出力する。

(ウ) 前記第１，２のパルスによりスイツチング素
子２４を動作して、電力増幅器６のトランジス
タのベース電圧をOVにする。

なお、出力を無とする第１パルスの前、及び第
２パルスの後は変調波の立上がり及び立下がりに
伴なう過度特性を考慮して、ガードタイムt₁，t₂
が設けられる。このように変調装置Ａは、前記搬
送波ａを構成するパルスのうち、前後２つのパル
スを所定の原則に従つて選択し、そのパルスの正
又は負極の出力を無とし、かつその両パルス間に
挿入される前記搬送波のパルス数を前記独立情報
Ｉの内容に応じて変化させるものである。

また、Ｂは、軌道回路を用いる伝送系より受信
する信号波c′よりATC情報から独立した情報を
受信するために付加された復調装置であり、前記
帯域フイルタ１１を介して受信した前記搬送波ａ
を構成するパルスのうち、正又は負極の出力を無
となつているものを検出し、その無出力パルス間
に挿入されているパルス数を計測して、その計測
値データを出力する機能を有する。

続いて、まず、前記変調装置Ａの具体的構成の
一例について、第３図及び第４図に基いて詳細に
説明する。

送信部の変調波ｂは、ガードタイム作成回路１
４と立下がり検出回路１５に与えられる。ガード
タイム作成回路１４はワンシヨト・マルチ・バイ
ブレータ１４ａと、その出力ｄを入力されるイン
バータ１４ｂと、及びそのインバータの出力と前
記変調波とを入力とする２入力アンドゲート１４
ｃとからなつており、変調波ｂの入力後、ワンシ
ヨツト・マルチ・バイブレータ１４ａにより定め
られる所定長さt₁の忌避時間（ガードタイム）経
過後にこのガードタイム作成回路１４が出力し、
その出力ｅを立上がり検出回路１６に入力すると
ともに、カウンタ１７にカウントイネーブル信号
として入力する。

立上がり検出回路１６は、ガードタイムt₁経過
後のガードタイム作成回路の出力ｅの立上がりを
検出して出力し、その出力ｆをフリツプフロツプ
１８にセツト入力として与える。

一方、カウンタ１７には前記送信部からの搬送
波ａを構成するパルスがクロツクパルスとして与
えられている。また、前記立下がり検出回路１５
は変調波ｂの立下がりを検出するたびに出力し、
その出力をカウンタ１７にクリア信号として入力
する。従つて、カウンタ１７は、変調波ｂの各周
期の前半において、搬送波の構成パルスを計数す
るためのものであるが、変調波の立上がり当初は
カウンタの動作が不安定であるので、その動作不
安定な時間を前記ガードタイム作成回路１４によ
るガードタイムt₁により除去しているものであ
る。

そして、前記カウンタ１７の内容C_1〜oは、常
時、比較器１９に与えられ、その比較器におい
て、外部よりインターフエース回路２０を介して
入力される数値データD₁，D₂…D_oと比較される。
このデータは、上記既存の情報伝送装置により伝
送される情報から独立した情報を、既知の変換装
置により、前記比較器１９においてカウンタ１７
の内容と比較できる態様、例えば２進化10進数な
どに変換されたものである。

そして、変調波ｂの一つの周期において、前述
のように、ガードタイムt₁経過直後にフリツプフ
ロツプ１８がセツトされて出力ｂするとともに、
カウンタ１７がイネーブル信号ｅに基いて搬送波
のパルスの計数を開始し、その計数値が順次、比
較器１９に与えられ、データＤと比較される。計
数値がデータと一致すると、比較器１９は出力
し、その出力ｇを前記フリツプフロツプ１８にリ
セツト入力として与える。

フリツプフロツプ１８の出力ｈは、立上がり検
出回路２１と立下がり検出回路２２にそれぞれ入
力される。また、立上がり検出回路と立下がり検
出回路の検出出力はオアゲート２３を経て、接地
されたスイツチング素子２４に動作信号として入
力されるようになつている。そして、このスイツ
チング素子２４は、前記既存伝送装置の送信部を
構成する電力増幅部（Ｂ級プシユプルアンプ）６
のいずれか一方のトランジスタTr₁のベース側に
接続されている。

従つて、前記オアゲート２３よりスイツチング
素子２４に動作信号が入力したときは、このスイ
ツチング素子が接続された前記電力増幅部のトラ
ンジスタTr₁が不活性となり、増幅器５からの信
号波ｃに含まれる搬送波の一つのパルスの正又は
負極の出力が無になる。

搬送波パルスの出力「無」とする極性は、２つ
のパルスとも正又は負の同極、もしくは異極のい
ずれでもよい。変調波の半周期内において前後２
つの搬送波パルスを出力「無」とするだけである
ので、ATC情報伝送において、包絡線検波に影
響を与えることがない。

なお、２つのパルスについて異極の出力を無と
するには、第４図の立下がり検出回路２１の出力
ｉ、立下がり検出回路２２の出力ｊによりそれぞ
れ動作されるスイツチング素子を設け、そのスイ
ツチング素子により電力増幅器６の各トランジス
タTr₁，Tr₂のベース側電圧をOVとすればよい。

こうして、前記変調装置１３においては、前記
変調波発信部２より変調装置Ａに入力される変調
波ｂの各半周期において、ガードタイムt₁の経過
直後にフリツプフロツプ１８がセツトされ、ま
た、カウンタ１７の搬送波構成パルスの計数値と
入力情報Ｉとの一致により前記フリツプフロツプ
１８がリセツトされることにより、立上がり検出
回路２１、立下がり検出回路２２及びスイツチン
グ素子２４を介して、前記搬送波を構成するパル
スのうち前後２つのパルスを、その間に挿入され
るパルス数が伝送しようとする情報に対応するよ
うに選択し、かつ、その２つのパルスの正又は負
極の出力を無とする変調が行なわれる。（第２図
のc′の信号波の波形は、この場合を示す。） 軌道回路９を経て受信側に送られた前記信号波
ｃ又はc′は、復調装置２５において、前記搬送波
のみを通過させる帯域フイルタ２６及び増幅器２
７により雑音除去と増幅をされて、検波器２８に
入力される。検波出力ｍはレベル検知器２９ａと
デイレイ・タイマ２９ｂよりなるガードタイム作
成回路２９に入力される。これで作成されるガー
ドタイムt₂も前記送信側のガードタイムt₁と同様
の目的にするものであり、受信当初の入力レベル
が不安定な場合があること、及び、検波器２８の
立ち上がり遅れなどの過度現象を考慮して、その
時間における後述のパルス計数の不確実性を回避
している。ガードタイム作成回路２９はガードタ
イムt₂経過後、変調波の周期の前半終末まで出力
する。

そして、検波出力ｍは抵抗減衰器３０を経て、
コンパレータ３１に入力され、フイルタを通過し
た搬送波c′とでコンパレータ３１において電圧比
較をされる。フイルタを通過した入力信号のパル
スのに含まれる無出力成分は正・負極のいずれに
現れるかは定まらない。そこで、正・負いずれの
極に無出力成分が含まれていても、これを検出で
きるように、フイルタ通過後の搬送波c′を位相反
転部３３に通し、その出力と前記検波出力ｍとを
もう一つのコンパレータ３３により比較し、二つ
のコンパレータの出力ｐ，p′をオアゲート３４を
介して２入力アンドゲート３５に入力させるよう
にしている。

前記アンドゲート３５の他の入力端子には、前
記ガードタイム作成回路２９の出力が与えられ
る。つまり、このアンドゲート３５は、ガードタ
イムt₂経過後、変調波の半周期終末までの間にオ
アゲート３４より入力する搬送波の確実なパルス
のみを通過させる。そして、オアゲートの合成出
力は第４図ｐ＋p′に示されているように、位相反
転に伴なう微少時間の無出力と、送信部による変
調に基く無出力とが含まれるので、アンドゲート
３５の後段にパルス幅検定回路３６を設け、微少
時間の無出力の影響を受けずに、変調に基く無出
力を検出できるようにしている。

パルス幅検定回路の出力ｇは、インバータ３７
を経て２入力アンドゲート３８に入力される。前
記ガードタイム作成回路の出力は遅延回路３９に
より前記パルス幅検定回路からの出力よりも遅延
されて、前記アンドゲート３８にもう一つの入力
として与えられる。そして、そのアンドゲートの
出力はトリガー・フリツプフロツプ４０にトリガ
ーとして入力される。こうして、トリガー・フリ
ツプフロツプ４０は、前記パルス幅検定回路が搬
送波構成パルスの中から無出力のものを検出する
たびに、出力の論理値“１”と“０”を交互に反
転して出力する。そして、このフリツプフロツプ
４０の出力はもう一つの２入力アンドゲート４１
にゲート信号として入力される。

このアンドゲート４１には、前記コンパレータ
の出力パルスｐ，p′が入力され、前記トリガー・
フリツプフロツプ４０よりゲート信号を入力され
ている間に、コンパレータよりの搬送波構成パル
スがカウンタ４２に与えられる。

従つて、カウンタ４２は、受信した搬送波のパ
ルスのうち、無出力が検出された前後２つのパル
ス間に挿入されているパルス数を計測する。

一方、前記ガードタイム作成回路の出力ｏは、
無出力パルスの個数を検出する個数チエツク回路
４３にイネーブル信号として入力され、また、前
記トリガー・フリツプフロツプ４０のトリガーが
被計数パルスとして入力される。これにより、変
調波の各周期の前半において、所定の２個の無出
力パルスが検出されたときのみに、個数チエツク
回路４３が出力して、レジスタ４４に取り込みイ
ネーブル信号ｔを与えて、前記カウンタ４２の内
容をレジスタ４４に取り込ませる。

前記ガードタイム作成回路の出力はまた、立下
がり検出回路４５にも与えられており、その出力
の立ち下がりを検出したとき、すなわち、変調波
ｃの周期の前半終末時に、その出力により前記カ
ウンタ４２及びレジスタ４４をクリアする。

レジスタ４４の内容は、メモリ４６に転送さ
れ、このメモリの内容はデコーダ４７により、送
信された情報Ｉに復元される。

上記の実施例は地上から軌道回路を経て車上に
情報を伝送する場合を説明したが、地上から地上
へ伝送する場合にも使用することができるし、ま
た、軌道回路以外の伝送路を用いて伝送する場合
にも適用することができる。

また、上記の説明では、搬送波を構成するパル
スのうち前後２つのパルス間に情報を担持する手
法として、既存の伝送系で用いている搬送波パル
スを利用して、伝送しようとする情報に応じてパ
ルス数を変化させることにより行なつているが、
前後２つのパルス間の時間長を情報に対応して変
化させることによつても可能である。しかし、実
際上、時間設定は多くは、周期が一定したパルス
を用いるので、時間長変化により情報を担持する
手法も、この明細書の特許請求の範囲に記載し
た、正又は負極の出力を無とするパルス間のパル
ス数変化による場合に包含されるものとして理解
されるべきである。

上述のように、第１発明の情報伝送方法によれ
ば、現行伝送方法による搬送波を構成する波形パ
ルスのうち、２個のパルスの正または負極の出力
を無とし、かつ、その２パルス間の時間幅又は２
パルス間に挿入されるパルス数を変えることによ
り、情報を担持させるものであるから、現行の情
報伝送に何ら影響を与えずに、その情報から独立
した情報を重畳して伝送することができる。そし
て、変調波の各周期において異異なつた情報を含
ませることができる。したがつて、一つの伝送系
により伝送しうる情報をの種類及び量の増加が可
能である。

また、第２発明によれば、搬送波を構成するパ
ルスを用いて、無出力パルス間に挿入されるパル
ス数の変化による各種情報を担持させることが容
易にでき、かつ、変調波の立上がり、立下がりに
伴なう過度特性による影響を排除して、信頼度の
高い情報伝送を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の概略的な構成を示す回路
図、第２図は搬送波、変調波、及び信号波の波形
を示すタイムチヤート、第３図は、この発明に係
わる変調装置において変調して情報を担持させる
基礎概念を説明するためのタイムチヤート、第４
図は変調装置の一例を示すブロツク図、第５図
は、第４図のアルフアベツト文字で示した部分お
ける各出力の波形を示すタイムチヤート、第６図
は復調装置の一例を示すブロツク図、第７図は、
第６図アルフアベツト文字で示した部分おける各
出力の波形を示すタイムチヤートである。 １…搬送波発信器、２…変調波発信器、３…変
調器、６…電力増幅器、９…軌道回路、１２…受
信回路、Ａ…変調装置、１３…符号器、２４…ス
イツチング素子、Ｂ…復調装置、１４，２９…ガ
ードタイム作成回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (イ) 送信側では、搬送波をコード信号（矩形
   波状の変調波）で振幅変調して送信し、受信側
   では、前記変調された搬送波を受信・復調し
   て、前記コード信号を検出するようにした既存
   の情報伝送装置において、 (ロ) 送信側では、前記搬送波を構成する波形パル
   スのうち、複数個の波形パルスを、その間に挿
   入されるパルス数又は時間が伝送しようとする
   情報に対応するように指定し、かつその複数個
   のパルスの正又は負極の出力を無とする変調を
   行ない、 (ハ) 受信側では、受信した搬送波を構成する波形
   パルスのうち、正又は負極の出力が無となつて
   いるものを検出し、その間に挿入されている搬
   送波のパルス数又は時間を計測し、その計測値
   に基いて前記情報を復元することにより、 (ニ) 既存の伝送系を用いて、前記既存伝送方法に
   より伝送される情報から独立した情報をも伝送
   できるようにしたことを特徴とする情報伝送方
   法。 ２ 送信側には、 (イ) 搬送波を変調波で振幅変調し、アンプを用い
   て送信する送信器を備えるとともに、 (ロ) 前記変調波の立上がりより所定のガードタイ
   ム経過後に、その変調波により出力するガード
   タイム作成回路と、ガードタイム作成回路の出
   力をイネーブル信号として入力されるとともに
   前記搬送波のパルスを入力されて加算動作し、
   かつ、前記変調波の立下り検出信号をクリア信
   号として入力されるカウンタと、伝送しようと
   する情報のデータと前記カウンタの内容とを比
   較し、一致したとき出力する比較器とを備えた
   符号器及び、 前記ガードタイム作成回路の出力の立上り検
   出信号及び前記比較器の出力の立上がり検出信
   号に基いて動作されて、前記アンプの片側のト
   ランジスタのベース電圧をOVとするスイツチ
   ング素子よりなる変調装置を備え、 受信側には、 (ハ) 前記振幅変調された搬送波を受信・包絡線検
   波して復調する受信器を備えるとともに、 (ニ) 前記搬送波を検波する検波器と、前記検波器
   の出力を入力して所定のガードタイム経過後、
   前記検波器からの所定レベル以上の入力に基い
   て出力するガードタイム作成回路と、受信した
   前記搬送波を構成するパルスのうち無出力のパ
   ルスを検出する検出回路と、検出回路の前後の
   検出出力の間に加算動作し、前記搬送波を構成
   するパルス又は時間間隔を計数するカウンタと
   を有する復調装置を備えたことを特徴とする情
   報伝送装置。