漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用通信システム
【課題】減衰量の少ない信号を中継可能な漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用の通信システムの提供。
【解決手段】線路上を走行する鉄道車両が該線路に沿って設けられた漏洩同軸ケーブルとの間で信号を送受信するシステムであって、複数の漏洩同軸ケーブルと、漏洩同軸ケーブル間を接続する１以上の中継器とを備え、中継器は、自身に接続された二つの漏洩同軸ケーブルの一方から受信された鉄道車両向けの重畳信号を、鉄道車両で受信すべき第１信号と、この第１信号の元となった第１信号より低い周波数を有する第２信号とに分離する分離部と、分離部で分離された第１信号を終端する終端部と、分離部で分離された第２信号から第１信号を生成する生成部と、生成部からの第１信号と第２信号とを重畳し二つの漏洩同軸ケーブルの他方へ向けて送出する重畳部とを含む。
【解決手段】線路上を走行する鉄道車両が該線路に沿って設けられた漏洩同軸ケーブルとの間で信号を送受信するシステムであって、複数の漏洩同軸ケーブルと、漏洩同軸ケーブル間を接続する１以上の中継器とを備え、中継器は、自身に接続された二つの漏洩同軸ケーブルの一方から受信された鉄道車両向けの重畳信号を、鉄道車両で受信すべき第１信号と、この第１信号の元となった第１信号より低い周波数を有する第２信号とに分離する分離部と、分離部で分離された第１信号を終端する終端部と、分離部で分離された第２信号から第１信号を生成する生成部と、生成部からの第１信号と第２信号とを重畳し二つの漏洩同軸ケーブルの他方へ向けて送出する重畳部とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏洩同軸ケーブルを用いて鉄道車両が地上設備と通信を行うためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
列車内の公衆電話システムとして、新幹線に採用されている漏洩同軸ケーブル(ＬＣＸ)システムがある。ＬＣＸシステムでは、列車が走行する線路に沿ってＬＣＸを設置し、地上に設置された基地局からの信号を増幅した後にＬＣＸに送出する。ＬＣＸは、複数のスリットを有しており、各スリットから漏れる信号(電波)を列車で受信することができる。一方、列車から送信された信号は、スリットから受信することができ、ＬＣＸを通じて基地局へ伝達することもできる。
【０００３】
ＬＣＸシステムでは、ＬＣＸの各スリットから信号を漏らすことで、電波送信を行う。このため、ＬＣＸを流れる信号のレベルは、スリットからの漏れに従って減衰する。
【０００４】
例えば、図５に示すように、例えば、ＬＣＸ１，ＬＣＸ２及びＬＣＸ３が直列に接続された信号伝送路があり、ＬＣＸ１からＬＣＸ３へ向かって信号が送出される場合を考える。ＬＣＸを流れる信号のレベルは、信号の伝送距離が長くなるにつれて、スリットからの漏れによって減衰していく。
【０００５】
一方で、列車での信号受信感度をＬＣＸと列車との相対的な位置に拘わらず一定に保つため、ＬＣＸ毎に、スリットから放射される信号のレベルを考慮する必要があった。即ち、ＬＣＸ２では、ＬＣＸ１を経た信号が減衰していても、列車での受信感度を低下させないように、ＬＣＸ１と同量の信号を放射する必要がある。このため、ＬＣＸ２からの信号放射レベルは、ＬＣＸ１での信号放射レベルより大きくする必要があった。ＬＣＸ３では、ＬＣＸ２よりもさらに信号レベルが低下するので、信号放射レベルをＬＣＸ２よりもさらに上げる必要があった。このようなＬＣＸ毎の放射量調整は、ＬＣＸ毎にその構造を変える必要が生じる場合があり、煩雑であった。
【０００６】
上記に鑑み、ＬＣＸ間に中継増幅器を配置し、信号レベルを上げることが考えられる。しかしながら、一旦信号レベルが下がった信号の増幅は、信号に含まれるノイズ成分も増幅することになるので、信号の品質の面からみて好ましくなかった。
【特許文献１】特開平６−６１９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、減衰量の少ない信号を中継可能な漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記した目的を達成するために以下の構成を採用する。
【０００９】
即ち、本発明の第１の態様は、線路上を走行する鉄道車両が該線路に沿って設けられた漏洩同軸ケーブルとの間で信号を送受信するシステムであって、
複数の漏洩同軸ケーブルと、漏洩同軸ケーブル間を接続する１以上の中継器とを備え、
前記中継器は、
自身に接続された二つの漏洩同軸ケーブルの一方から受信された鉄道車両向けの重畳
信号を、鉄道車両で受信すべき第１信号と、この第１信号の元となった第１信号より低い周波数を有する第２信号とに分離する分離部と、
前記分離部で分離された第１信号を終端する終端部と、
前記分離部で分離された第２信号から第１信号を生成する生成部と、
前記生成部からの第１信号と前記第２信号とを重畳し前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方へ向けて送出する重畳部と
を含む漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用通信システムである。
【００１０】
第１の態様は、前記鉄道車両向けの重畳信号を生成して前記複数の漏洩同軸ケーブルの一つに送出する送信器をさらに備えることができる。
【００１１】
第１の態様における前記送信器は、前記第２信号を生成する第２信号生成部と、前記第２信号から前記第１信号を生成する第１信号生成部と、前記第２信号生成部で生成された第２信号と前記第１信号記生成部からの第１信号とを重畳し前記複数の漏洩同軸ケーブルの一つへ向けて送出する重畳信号生成部とを含むことができる。
【００１２】
第１の態様は、３以上の漏洩同軸ケーブル間をそれぞれ接続する２以上の前記中継器を備え、
前記３以上の漏洩同軸ケーブルの一つは、鉄道車両から送信され前記３以上の漏洩同軸ケーブルのいずれかで受信される第３信号を受信するための受信器と接続されており、
前記受信器との間で少なくとも１つの他の中継器を挟んで位置し、前記受信器から遠い側の漏洩同軸ケーブルから第３信号を受信する(例えば、前記受信器と最も離れた位置に
ある漏洩同軸ケーブルから前記第３信号を受信する)中継器前記２以上の中継器の一つは
、
前記第３信号より低い周波数を有する第４信号を前記第３信号から生成する第４信号生成部と、
前記第３信号と前記第４信号とを重畳した第２重畳信号を生成し、前記受信器に近い側の漏洩同軸ケーブルへ向けて送出する第２重畳信号送出部とを含む第１車両送信信号処理部をさらに含み、
前記他の中継器に相当する少なくとも１つの中継器(例えば、残りの中継器)は、
前記第１車両送信信号処理部と、第２車両送信信号処理部と、自身に接続された前記受信器から遠い側に位置する漏洩同軸ケーブルから受信された前記第３信号を前記第１車両送信信号処理部に接続し、前記受信器から遠い側に位置する該漏洩同軸ケーブルから受信された前記第２重畳信号を前記第２車両送信信号処理部に接続する制御部とを含み、
前記第２車両送信信号処理部は、
前記第２重畳信号を前記第３信号と前記第４信号とに分離する第２分離部と、
前記第２分離部で分離された第３信号を終端する第２終端部と、
前記第２分離部で分離された第４信号から第３信号を生成する第２生成部と、
前記第２生成部からの第３信号と前記第２分離部で分離された第４信号とを重畳し前記受信器に近い側の漏洩同軸ケーブルへ向けて送出する第２重畳部とを含むことができる。
【００１３】
本発明の第２の態様は、鉄道車両が走行する線路に沿って設けられた漏洩同軸ケーブル間に配置される中継器であって、
自身に接続された二つの漏洩同軸ケーブルの一方から受信される鉄道車両向けの重畳信号を、鉄道車両で受信すべき第１信号と、この第１信号の元となった第１信号より低い周波数を有する第２信号とに分離する分離部と、
前記分離部で分離された第１信号を終端する終端部と、
前記分離部で分離された第２信号から第１信号を生成する生成部と、
前記生成部からの第１信号と前記分離部で分離された第２信号とを重畳し前記二つの漏
洩同軸ケーブルの他方へ向けて送出する重畳部と
を含む中継器である。
【００１４】
第２の態様は、鉄道車両から送信された第３信号を前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方から受信した場合に、この第３信号からこの第３信号より周波数が低い第４信号を生成し、前記第３信号と前記第４信号とが重畳された第２重畳信号を生成して前記二つの漏洩同軸ケーブルの一方へ送出する第１車両送信信号処理部と、
前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方から第２重畳信号を受信した場合に、前記第２重畳信号を第３信号と第４信号とに分離し、分離した第３信号を終端する一方で分離した第４信号から第３信号を生成し、生成された第４信号と分離された第３信号とを重畳した第２重畳信号を生成して前記二つの漏洩同軸ケーブルの一方へ送出する第２車両送信信号処理部と、
をさらに含むことができる。
【００１５】
本発明の第３の態様は、鉄道車両が走行する線路に沿って設けられた漏洩同軸ケーブル間に配置される中継器が、
自身に接続された二つの漏洩同軸ケーブルの一方から受信された鉄道車両向けの重畳信号を、鉄道車両で受信すべき第１信号と、この第１信号の元となった第１信号より低い周波数を有する第２信号とに分離し、
前記分離部で分離された第１信号を終端し、
前記分離部で分離された第２信号から第１信号を生成し、
生成された第１信号と前記第２信号とを重畳し前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方へ向けて送出する
ことを含む中継器の信号中継方法である。
【００１６】
第３の態様は、鉄道車両から送信された第３信号を前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方から受信した場合には、この第３信号からこの第３信号より周波数が低い第４信号を生成し、前記第３信号と前記第４信号とが重畳された第２重畳信号を生成して前記二つの漏洩同軸ケーブルの一方へ送出し、
前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方から第２重畳信号を受信した場合には、前記第２重畳信号を第３信号と第４信号とに分離し、分離した第３信号を終端する一方で分離した第４信号から第３信号を生成し、生成された第４信号と前記第３信号とを重畳した第２重畳信号を生成して前記二つの漏洩同軸ケーブルの一方へ送出することをさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用通信システムにおいて、減衰量の少ない信号を中継可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
〈第１実施形態〉
図１は、本発明の実施形態に係る漏洩同軸ケーブル(ＬＣＸ)を用いた鉄道車両用通信システムの構成例を示す図である。図１において、鉄道車両(列車)Ｔが走行する線路Ｒに沿って、複数の漏洩同軸ケーブル(以下、「ＬＣＸ」)１１，１２及び１３が設置されている。ＬＣＸ間は、中継器としての中継増幅器で接続される。
【００１９】
ＬＣＸ１１の一端には、列車Ｔ向けの信号をＬＣＸ１１へ送出する送受信器(基地局装
置)１４が接続されている。ＬＣＸ１１とＬＣＸ１２とは中継増幅器１５Ａを介して接続
されており、ＬＣＸ１２とＬＣＸ１３とは中継増幅器１５Ｂを介して接続されている。ＬＣＸ１３の中継増幅器１５Ｂと接続された側と反対側の端部には、終端抵抗１６が接続されている。
【００２０】
一方、列車Ｔは、受信アンテナ１８と、送信アンテナ１９と、移動局装置２０とを備えている。送受信器１４からＬＣＸ１１へ送出される列車Ｔ向けの信号は、中継増幅器１５Ａ，１５Ｂを介して、ＬＣＸ１２及びＬＣＸ１３へ伝送される。ＬＣＸ１１〜１３のそれぞれには、複数のスリット２１が設けられている、このスリット２１から放射される信号(電波)は、列車Ｔの受信アンテナ１８で受信され、移動局装置２０が有する受信機(図示
せず)で復調することができる。
【００２１】
一方、移動局装置２０は、図示しない送信機を備えており、送受信器１４(地上設備)向けの信号(電波)を送信アンテナ１９から放射する。送信アンテナ１９から放射された電波は、その走行位置に応じたＬＣＸ１１，１２及び１３のいずれかが有するスリット２１から受信することができ、ＬＣＸ内を伝って、最終的に送受信器１４で受信することができる。
【００２２】
図２は、送受信器１４の構成例を示す。送受信器１４は、ＬＣＸ１１に対して信号を送出する送信器としての送信部２３と、ＬＣＸ１１から到達した信号を受信する受信器としての受信部２４とを備える。
【００２３】
送信部２３は、第２信号生成部としての中間周波数(ＩＦ)発生源２６と、第１信号生成部としての周波数変換器２７と、重畳信号生成部としてのミキサ２８と、電力増幅器(Ｐ
Ａ)２９とを備えている。電力増幅器２９から出力される信号は、サーキュレータ３０に
より、ＬＣＸ１１に接続される。サーキュレータ３０は、ＬＣＸ１１から入力される信号を受信部２４に接続する。
【００２４】
ＩＦ発生源２６は、図示しないマイクロフォンからの音声入力や発振子からの発振により送受信器１４内で生成された、列車Ｔへ伝達すべき情報を含むベースバンド信号、或いは、送受信器１４が図示しない他の装置から受信した、列車Ｔへ伝達すべき情報を含むベースバンド信号を、変調処理等を通じて所定の中間周波数(ＩＦ)を有するＩＦ信号(第２
の信号に相当)に変換し、周波数変換器２７及びミキサ２８に入力する。
【００２５】
周波数変換器２７は、ＩＦ信号を所定のＵＨＦ又はＶＨＦ帯の送信周波数を有する信号(以下、「主信号」と表記：第１の信号に相当)に変換(増幅)し、主信号をミキサ２８に入力する。例えば、周波数変換器２７は、１以上の逓倍器を有し、ＩＦ信号を所定回数逓倍することで、主信号を生成することができる。
【００２６】
ミキサ２８は、主信号とＩＦ信号とが重畳された重畳信号(第１重畳信号)を生成して電力増幅器２９に入力する。電力増幅器２９は、重畳信号を増幅して出力する。出力された重畳信号は、サーキュレータ３０を介してＬＣＸ１１に送出される。
【００２７】
このように、送信部２３は、列車Ｔ向けの主信号(ＵＨＦ／ＶＨＦ帯の信号)に、この主信号の元となる、主信号より低い周波数を有するＩＦ信号が重畳された重畳信号を出力する。
【００２８】
主信号に重畳される被重畳信号の周波数は、例えば、主信号の周波数(送信周波数)の１／１００程度とすることができる。例えば、主信号の送信周波数が１ＧＨｚであれば、１０ＭＨｚ程度になる。但し、被重畳信号の周波数は、主信号の周波数の数分の１〜１／１０〜１／１００〜１／１０００程度の広範囲から適宜選択することができる。被重畳信号
として、ＩＦ信号の代わりにベースバンド信号を適用することも可能である。
【００２９】
ＬＣＸ１１へ送出された重畳信号は、ＬＣＸ１１を伝って中継増幅器１５Ａへ伝送される。このとき、重畳信号の一部は、スリット２１から外部へ放射される。この放射された重畳信号(電波)を、列車Ｔの受信アンテナ１８(図１)で受信することができる。移動局装置２０では、図示しない受信機によって、重畳信号から主信号が抽出され、主信号の復調処理を通じて信号中の情報(例えば音声やデータ)を得ることができる。
【００３０】
図３は、ＬＣＸの特性を示すグラフである。図３に示すように、ＬＣＸ内を流れる信号の減衰量は、信号の周波数が高い程大きい。よって、ＬＣＸを流れる重畳信号中のＩＦ信号の減衰量は、主信号の減衰量に比べて小さくなる。このような特性に鑑み、ＬＣＸ内を搬送される主信号の周波数(設定周波数)に基づいて各スリット２１からの放射量(≒減衰
量−α)が決定される。このような設定周波数及び放射量に基づき、ＬＣＸの構造が決定
される。
【００３１】
図４は、図１に示した中継増幅器１５Ａの構成例を示す図である。なお、中継増幅器１５Ｂは、中継増幅器１５Ａと同じ構成を持つ。
【００３２】
図４において、中継増幅器１５Ａは、送受信器(基地局装置)１４から列車Ｔへ向けて主信号を中継する第１中継部(基地局送信信号処理部)３２と、列車Ｔから送受信器１４へ向けて主信号を中継する第２中継部(車両送信信号処理部)３３とを有する。
【００３３】
第１中継部３２は、サーキュレータ３４を介してＬＣＸ１１と接続された分離部としての分離器３５と、分離器３５に接続された終端部としての終端抵抗３６，生成部としての周波数変換器３７と、増幅器３８と、周波数変換器３７及び増幅器３８と接続された重畳部としてのミキサ３９と、ミキサ３９に接続され、且つサーキュレータ４１を介して次のＬＣＸ１２に接続された電力増幅器４０とを備える。
【００３４】
分離器３５は、複数のフィルタ回路を有し、サーキュレータ３４を介してＬＣＸ１１から入力される重畳信号を主信号(ＵＨＦ／ＶＨＦ信号)とＩＦ信号とに分離し、主信号を終端抵抗３６へ出力し、ＩＦ信号を周波数変換器３７及び増幅器３８に入力する。終端抵抗３６で、ＬＣＸ１１からの主信号は終端される。
【００３５】
周波数変換器３７は、入力されたＩＦ信号を主信号に変換してミキサ３９に入力する。周波数変換器３７は、送受信器１４が有する周波数変換器２７と同じものを適用することができる。
【００３６】
増幅器３８は、入力されたＩＦ信号を増幅してＩＦ信号の信号レベルを引き上げ、ミキサ３９に入力する。ミキサ３９は、主信号とＩＦ信号とが重畳した重畳信号を生成して出力する。電力増幅器４０は、重畳信号を増幅して出力する。出力された重畳信号は、サーキュレータ４１を介してＬＣＸ１２に送出される。
【００３７】
電力増幅器４０から出力される重畳信号(主信号及びＩＦ信号)の信号レベルは、電力増幅器２９から出力される重畳信号と同レベルになるように調整することができる。なお、ミキサ３９及び電力増幅器４０は、送受信器１４のミキサ２８及び電力増幅器２９と同じものを適用可能である。
【００３８】
以上の第１中継部３２の構成によれば、以下の利点を得ることができる。即ち、送信部３２では、ＬＣＸ１１から受信された主信号を終端する一方で、重畳信号中のＩＦ信号を用いて主信号を再生成する。図３を用いて説明したように、ＬＣＸの特性上、主信号より
周波数の低いＩＦ信号は、ＬＣＸ内の伝搬による減衰量が主信号より少ない。よって、信号レベルの低下した主信号を増幅するよりも、信号レベルの高い(減衰量の少ない)ＩＦ信号から主信号を再生成した方が、品質の良い主信号を得ることができる。
【００３９】
さらに、ＩＦ信号を増幅器３８で増幅し、再生された主信号とミキサ３９で重畳し、電力増幅器４０から出力することで、送受信器１４からＬＣＸ１１に送出される重畳信号と同等、或いはそれに可能な限り近い信号レベルを有する重畳信号を、次のＬＣＸ１２へ送出することができる。
【００４０】
ＬＣＸ１２とＬＣＸ１３との間に設けられた中継増幅器１５Ｂは、図４に示した第１中継部３２を備える。よって、中継増幅器１５Ｂは、中継増幅器１５Ａから出力される重畳信号と同等の、又はそれに近い品質を有する重畳信号をＬＣＸ１３へ送出することができる。
【００４１】
これによって、ＬＣＸ１１，ＬＣＸ１２及びＬＣＸ１３から、ＬＣＸを用いた１つの通信区間が規定されている場合に、各ＬＣＸ１１，１２及び１３に送出される主信号の信号レベル(品質)をほぼ同様にすることができる。よって、各ＬＣＸ１１，１２及び１３からの放射量(放射レベル)をＬＣＸ間で同等にすることができる。即ち、ＬＣＸ１１，１２及び１３の構造を同様にすることができる。
【００４２】
次に、列車Ｔ(図１)から送受信器１４への信号送信に係る構成について説明する。列車Ｔの移動局装置２０は、図示しない送信機を備え、この送信機によって送受信器(基地局)１４側へ伝達すべき情報を含むＵＨＦ又はＶＨＦ帯の周波数(車両送信周波数)を有する主信号(第３信号に相当)を生成し、送信アンテナ１９から放射することができる。放射された主信号は、ＬＣＸのスリット２１で受信される。主信号がＬＣＸ１１で受信された場合には、この主信号は、ＬＣＸ１１内を伝送されて送受信器１４に到達し、サーキュレータ３０により受信部２４へ接続される。
【００４３】
主信号がＬＣＸ１２又はＬＣＸ１３で受信された場合には、主信号は複数のＬＣＸを伝って送受信装置１４に到達することになる。その間、主信号は、スリット２１からの漏れにより信号レベルが低下する。送受信器１４に対して、可能な限り品質の良い主信号を伝達するために、ＬＣＸ間で主信号を中継する中継増幅装置１５の第２中継部３３は、以下のような構成を備えている。
【００４４】
即ち、図４に示すように、第２中継部３３は、サーキュレータ４１からの主信号又は重畳信号が入力されるスイッチ４３及びスイッチ制御部(ＩＦ検出部)４４(制御部に相当)を備える。スイッチ４３は、出力端子ａ及びｂ，入力端子ｃ並びに図示しない制御端子を有し、入力端子ｃに入力される主信号又は重畳信号をスイッチ制御部４４の制御下で、出力端子ａ及びｂの一方に接続する。
【００４５】
スイッチ制御部４４は、例えば、サーキュレータ４１からの入力信号からＩＦ信号を検出するためのフィルタ回路と、ＩＦ信号の有無に応じたオン／オフ出力をスイッチ４３の制御端子に入力する制御回路とを備える。制御回路は、例えば、フィルタ回路を通過したＩＦ信号が入力された場合にオン信号を制御端子に入力し、フィルタ回路からのＩＦ信号の入力がない場合にはオフ信号を制御端子に入力する。
【００４６】
スイッチ４３は、制御端子にオン信号が与えられると、入力端ｃを出力端ｂに接続し、オフ信号が与えられると、入力端ｃを出力端ａに接続する。即ち、ＬＣＸからの受信信号がＩＦ信号が重畳された重畳信号である場合には、その重畳信号が出力端ｂに接続され、受信信号がＩＦ信号を含まない主信号である場合には、その主信号が出力端ａに接続され
る。スイッチ４３は、例えば半導体スイッチで構成される。
【００４７】
出力端子ａには、第１車両送信信号処理部としての第１重畳信号生成部４５が接続され、出力端子ｂには、第２車両送信信号処理部としての第２重畳信号生成部４６が接続される。第１及び第２重畳信号生成部４５及び４６の出力端は、電力増幅器４７に接続され、電力増幅器４７は、サーキュレータ３４を介して次のＬＣＸに接続される。
【００４８】
第１重畳信号生成部４５は、出力端子ａから主信号がそれぞれ入力されるＩＦ生成器４９(第４信号生成部)及び増幅器５０と、これらからの出力が入力されるミキサ５１(第２
重畳信号送出部)とを備え、ミキサ５１の出力は電力増幅器４７に接続される。ＩＦ生成
器４９は、例えば、局部発信器を有し、出力端ａからの主信号(高周波)を局部発信器からの信号と混合することで所定の中間周波数を有する信号(ＩＦ信号：第４信号に相当)を生成し、ミキサ５１に入力する。
【００４９】
増幅器５０は、主信号を増幅してミキサ５１に入力する。ミキサ５１は、ＩＦ生成器４９からのＩＦ信号(第３信号)と増幅器５０からの主信号(第４信号)とが重畳された重畳信号(第２重畳信号)を生成し電力増幅器４７に入力する。電力増幅器４７は、重畳信号を増幅して出力する。重畳信号は、サーキュレータ３４を介して次のＬＣＸに送出される。
【００５０】
一方、第２重畳信号生成部４６は、第１中継部３２が有する分離器３５，終端抵抗３６，周波数変換器３７，増幅器３８，及びミキサ３９と同等の分離器５３(第２分離部)，終端抵抗５４(第２終端部)，周波数変換器５５(第２生成部)，増幅器５６，及びミキサ５７(第２重畳部)を備える。
【００５１】
よって、出力端ｂからの重畳信号は分離器５３で主信号とＩＦ信号とに分離され、主信号は終端抵抗５４で終端される。一方、ＩＦ信号は、周波数変換器５５で主信号に変換(
再生)されるとともに、増幅器５６で増幅される。ミキサ５７は、主信号とＩＦ信号とを
重畳して電力増幅器４７に入力する。その後、電力増幅器４７から出力される重畳信号は、サーキュレータ３４を介して次のＬＣＸに入力される。
【００５２】
以上の構成を有する第２中継部３３によれば、ＬＣＸから受信される信号がＩＦ信号を含まない主信号であれば、その主信号はスイッチ４３によって第１重畳信号生成部４５に接続され、増幅された主信号と、この主信号から生成されたＩＦ信号とが重畳された重畳信号に変換され、次のＬＣＸへ送出される。
【００５３】
これに対し、ＬＣＸからの受信信号が主信号とＩＦ信号とが重畳された重畳信号である場合には、その重畳信号はスイッチ４３によって第２重畳信号生成部４５に接続され、ＩＦ信号から再生された主信号と、増幅されたＩＦ信号とが重畳された重畳信号に変換され、次のＬＣＸへ送出される。
【００５４】
例えば、ＬＣＸ１３で列車Ｔからの主信号が受信された場合には、中継増幅器１５Ｂの第１重畳信号生成部４５で生成された重畳信号がＬＣＸ１２に送出され、中継増幅器１５Ａの第２重畳信号生成部４６で生成された重畳信号がＬＣＸ１１を介して送受信器１４(
図１)に到達することになる。
【００５５】
送受信器１４では、受信部２４での復調処理を経てベースバンド信号を取得し、ベースバンド信号を他の装置へ送信したり、ベースバンド信号からこれに含まれる情報を取得したりすることができる。
【００５６】
このように、列車Ｔから送受信器１４へ向けた信号送信(車両送信系)においても、各中
継増幅器１５からＬＣＸへ送出される主信号の信号レベル(品質)を、送受信器(基地局装
置)１４から列車Ｔへの基地局送信系(送信部２３、第１中継部３２)と同様の原理を用い
、高いレベルで保つことが可能となる。よって、ロスの少ない主信号を受信部２４で伝達することができる。
【００５７】
なお、上述した実施形態では、中継増幅器１５Ａ及び１５Ｂが同じ構成を持つようにしたが、中継増幅器１５Ｂが第２中継部３３の構成として第１重畳信号生成部４５及び電力増幅器４７のみを有し、中継増幅器１５Ａが第２中継部３３の構成として第２重畳信号生成部４６及び電力増幅器４７のみを備えるようにしても良い。
【００５８】
また、中継増幅器１５Ａ、１５Ｂが車両送信系(送受信器１４から見た受信系)について第２中継部３３のようなＩＦ信号を重畳させるようにすることは、必須の要件でなく、受信系について従来の構成(例えば、主信号を単に増幅する)を適用するようにしても良い。
【００５９】
また、一つの通信区間に存在するＬＣＸ及び中継増幅器の数は任意であるが、ＩＦ信号の劣化に応じて、所望の主信号の品質が得られる範囲で、ＬＣＸ及び中継増幅器の数が決定される。また、ＩＦ信号が複数の中継増幅器に亘って中継される場合には、ＩＦ信号を主信号から再生することも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態における漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用通信システムの全体構成例を示す図である。
【図２】図１に示した送受信器(基地局装置)の構成例を示す図である。
【図３】ＬＣＸの特性を示す図である。
【図４】図１に示した中継増幅器の構成例を示す図である。
【図５】従来技術の問題点を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
Ｔ・・・列車(鉄道車両)
Ｒ・・・線路
１１，１２，１３・・・漏洩同軸ケーブル(ＬＣＸ)
１４・・・送受信器(基地局装置)
１５Ａ，１５Ｂ・・・中継増幅装置
１６，３６，５４・・・終端抵抗
１８・・・受信アンテナ
１９・・・送信アンテナ
２０・・・移動局装置
２１・・・スリット
２３・・・送信部
２４・・・受信部
２６・・・中間周波数発生源
２７，３７，５５・・・周波数変換器
２８，３９，５１，５７・・・ミキサ
２９，４０，４７・・・電力増幅器
３０，３４，４１・・・サーキュレータ
３２・・・第１中継部
３３・・・第２中継部
３５，５３・・・分離器
３８，５０，５６・・・増幅器
４３・・・スイッチ
４４・・・スイッチ制御部(ＩＦ検出部)
【技術分野】
【０００１】
本発明は、漏洩同軸ケーブルを用いて鉄道車両が地上設備と通信を行うためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
列車内の公衆電話システムとして、新幹線に採用されている漏洩同軸ケーブル(ＬＣＸ)システムがある。ＬＣＸシステムでは、列車が走行する線路に沿ってＬＣＸを設置し、地上に設置された基地局からの信号を増幅した後にＬＣＸに送出する。ＬＣＸは、複数のスリットを有しており、各スリットから漏れる信号(電波)を列車で受信することができる。一方、列車から送信された信号は、スリットから受信することができ、ＬＣＸを通じて基地局へ伝達することもできる。
【０００３】
ＬＣＸシステムでは、ＬＣＸの各スリットから信号を漏らすことで、電波送信を行う。このため、ＬＣＸを流れる信号のレベルは、スリットからの漏れに従って減衰する。
【０００４】
例えば、図５に示すように、例えば、ＬＣＸ１，ＬＣＸ２及びＬＣＸ３が直列に接続された信号伝送路があり、ＬＣＸ１からＬＣＸ３へ向かって信号が送出される場合を考える。ＬＣＸを流れる信号のレベルは、信号の伝送距離が長くなるにつれて、スリットからの漏れによって減衰していく。
【０００５】
一方で、列車での信号受信感度をＬＣＸと列車との相対的な位置に拘わらず一定に保つため、ＬＣＸ毎に、スリットから放射される信号のレベルを考慮する必要があった。即ち、ＬＣＸ２では、ＬＣＸ１を経た信号が減衰していても、列車での受信感度を低下させないように、ＬＣＸ１と同量の信号を放射する必要がある。このため、ＬＣＸ２からの信号放射レベルは、ＬＣＸ１での信号放射レベルより大きくする必要があった。ＬＣＸ３では、ＬＣＸ２よりもさらに信号レベルが低下するので、信号放射レベルをＬＣＸ２よりもさらに上げる必要があった。このようなＬＣＸ毎の放射量調整は、ＬＣＸ毎にその構造を変える必要が生じる場合があり、煩雑であった。
【０００６】
上記に鑑み、ＬＣＸ間に中継増幅器を配置し、信号レベルを上げることが考えられる。しかしながら、一旦信号レベルが下がった信号の増幅は、信号に含まれるノイズ成分も増幅することになるので、信号の品質の面からみて好ましくなかった。
【特許文献１】特開平６−６１９０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、減衰量の少ない信号を中継可能な漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記した目的を達成するために以下の構成を採用する。
【０００９】
即ち、本発明の第１の態様は、線路上を走行する鉄道車両が該線路に沿って設けられた漏洩同軸ケーブルとの間で信号を送受信するシステムであって、
複数の漏洩同軸ケーブルと、漏洩同軸ケーブル間を接続する１以上の中継器とを備え、
前記中継器は、
自身に接続された二つの漏洩同軸ケーブルの一方から受信された鉄道車両向けの重畳
信号を、鉄道車両で受信すべき第１信号と、この第１信号の元となった第１信号より低い周波数を有する第２信号とに分離する分離部と、
前記分離部で分離された第１信号を終端する終端部と、
前記分離部で分離された第２信号から第１信号を生成する生成部と、
前記生成部からの第１信号と前記第２信号とを重畳し前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方へ向けて送出する重畳部と
を含む漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用通信システムである。
【００１０】
第１の態様は、前記鉄道車両向けの重畳信号を生成して前記複数の漏洩同軸ケーブルの一つに送出する送信器をさらに備えることができる。
【００１１】
第１の態様における前記送信器は、前記第２信号を生成する第２信号生成部と、前記第２信号から前記第１信号を生成する第１信号生成部と、前記第２信号生成部で生成された第２信号と前記第１信号記生成部からの第１信号とを重畳し前記複数の漏洩同軸ケーブルの一つへ向けて送出する重畳信号生成部とを含むことができる。
【００１２】
第１の態様は、３以上の漏洩同軸ケーブル間をそれぞれ接続する２以上の前記中継器を備え、
前記３以上の漏洩同軸ケーブルの一つは、鉄道車両から送信され前記３以上の漏洩同軸ケーブルのいずれかで受信される第３信号を受信するための受信器と接続されており、
前記受信器との間で少なくとも１つの他の中継器を挟んで位置し、前記受信器から遠い側の漏洩同軸ケーブルから第３信号を受信する(例えば、前記受信器と最も離れた位置に
ある漏洩同軸ケーブルから前記第３信号を受信する)中継器前記２以上の中継器の一つは
、
前記第３信号より低い周波数を有する第４信号を前記第３信号から生成する第４信号生成部と、
前記第３信号と前記第４信号とを重畳した第２重畳信号を生成し、前記受信器に近い側の漏洩同軸ケーブルへ向けて送出する第２重畳信号送出部とを含む第１車両送信信号処理部をさらに含み、
前記他の中継器に相当する少なくとも１つの中継器(例えば、残りの中継器)は、
前記第１車両送信信号処理部と、第２車両送信信号処理部と、自身に接続された前記受信器から遠い側に位置する漏洩同軸ケーブルから受信された前記第３信号を前記第１車両送信信号処理部に接続し、前記受信器から遠い側に位置する該漏洩同軸ケーブルから受信された前記第２重畳信号を前記第２車両送信信号処理部に接続する制御部とを含み、
前記第２車両送信信号処理部は、
前記第２重畳信号を前記第３信号と前記第４信号とに分離する第２分離部と、
前記第２分離部で分離された第３信号を終端する第２終端部と、
前記第２分離部で分離された第４信号から第３信号を生成する第２生成部と、
前記第２生成部からの第３信号と前記第２分離部で分離された第４信号とを重畳し前記受信器に近い側の漏洩同軸ケーブルへ向けて送出する第２重畳部とを含むことができる。
【００１３】
本発明の第２の態様は、鉄道車両が走行する線路に沿って設けられた漏洩同軸ケーブル間に配置される中継器であって、
自身に接続された二つの漏洩同軸ケーブルの一方から受信される鉄道車両向けの重畳信号を、鉄道車両で受信すべき第１信号と、この第１信号の元となった第１信号より低い周波数を有する第２信号とに分離する分離部と、
前記分離部で分離された第１信号を終端する終端部と、
前記分離部で分離された第２信号から第１信号を生成する生成部と、
前記生成部からの第１信号と前記分離部で分離された第２信号とを重畳し前記二つの漏
洩同軸ケーブルの他方へ向けて送出する重畳部と
を含む中継器である。
【００１４】
第２の態様は、鉄道車両から送信された第３信号を前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方から受信した場合に、この第３信号からこの第３信号より周波数が低い第４信号を生成し、前記第３信号と前記第４信号とが重畳された第２重畳信号を生成して前記二つの漏洩同軸ケーブルの一方へ送出する第１車両送信信号処理部と、
前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方から第２重畳信号を受信した場合に、前記第２重畳信号を第３信号と第４信号とに分離し、分離した第３信号を終端する一方で分離した第４信号から第３信号を生成し、生成された第４信号と分離された第３信号とを重畳した第２重畳信号を生成して前記二つの漏洩同軸ケーブルの一方へ送出する第２車両送信信号処理部と、
をさらに含むことができる。
【００１５】
本発明の第３の態様は、鉄道車両が走行する線路に沿って設けられた漏洩同軸ケーブル間に配置される中継器が、
自身に接続された二つの漏洩同軸ケーブルの一方から受信された鉄道車両向けの重畳信号を、鉄道車両で受信すべき第１信号と、この第１信号の元となった第１信号より低い周波数を有する第２信号とに分離し、
前記分離部で分離された第１信号を終端し、
前記分離部で分離された第２信号から第１信号を生成し、
生成された第１信号と前記第２信号とを重畳し前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方へ向けて送出する
ことを含む中継器の信号中継方法である。
【００１６】
第３の態様は、鉄道車両から送信された第３信号を前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方から受信した場合には、この第３信号からこの第３信号より周波数が低い第４信号を生成し、前記第３信号と前記第４信号とが重畳された第２重畳信号を生成して前記二つの漏洩同軸ケーブルの一方へ送出し、
前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方から第２重畳信号を受信した場合には、前記第２重畳信号を第３信号と第４信号とに分離し、分離した第３信号を終端する一方で分離した第４信号から第３信号を生成し、生成された第４信号と前記第３信号とを重畳した第２重畳信号を生成して前記二つの漏洩同軸ケーブルの一方へ送出することをさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用通信システムにおいて、減衰量の少ない信号を中継可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
〈第１実施形態〉
図１は、本発明の実施形態に係る漏洩同軸ケーブル(ＬＣＸ)を用いた鉄道車両用通信システムの構成例を示す図である。図１において、鉄道車両(列車)Ｔが走行する線路Ｒに沿って、複数の漏洩同軸ケーブル(以下、「ＬＣＸ」)１１，１２及び１３が設置されている。ＬＣＸ間は、中継器としての中継増幅器で接続される。
【００１９】
ＬＣＸ１１の一端には、列車Ｔ向けの信号をＬＣＸ１１へ送出する送受信器(基地局装
置)１４が接続されている。ＬＣＸ１１とＬＣＸ１２とは中継増幅器１５Ａを介して接続
されており、ＬＣＸ１２とＬＣＸ１３とは中継増幅器１５Ｂを介して接続されている。ＬＣＸ１３の中継増幅器１５Ｂと接続された側と反対側の端部には、終端抵抗１６が接続されている。
【００２０】
一方、列車Ｔは、受信アンテナ１８と、送信アンテナ１９と、移動局装置２０とを備えている。送受信器１４からＬＣＸ１１へ送出される列車Ｔ向けの信号は、中継増幅器１５Ａ，１５Ｂを介して、ＬＣＸ１２及びＬＣＸ１３へ伝送される。ＬＣＸ１１〜１３のそれぞれには、複数のスリット２１が設けられている、このスリット２１から放射される信号(電波)は、列車Ｔの受信アンテナ１８で受信され、移動局装置２０が有する受信機(図示
せず)で復調することができる。
【００２１】
一方、移動局装置２０は、図示しない送信機を備えており、送受信器１４(地上設備)向けの信号(電波)を送信アンテナ１９から放射する。送信アンテナ１９から放射された電波は、その走行位置に応じたＬＣＸ１１，１２及び１３のいずれかが有するスリット２１から受信することができ、ＬＣＸ内を伝って、最終的に送受信器１４で受信することができる。
【００２２】
図２は、送受信器１４の構成例を示す。送受信器１４は、ＬＣＸ１１に対して信号を送出する送信器としての送信部２３と、ＬＣＸ１１から到達した信号を受信する受信器としての受信部２４とを備える。
【００２３】
送信部２３は、第２信号生成部としての中間周波数(ＩＦ)発生源２６と、第１信号生成部としての周波数変換器２７と、重畳信号生成部としてのミキサ２８と、電力増幅器(Ｐ
Ａ)２９とを備えている。電力増幅器２９から出力される信号は、サーキュレータ３０に
より、ＬＣＸ１１に接続される。サーキュレータ３０は、ＬＣＸ１１から入力される信号を受信部２４に接続する。
【００２４】
ＩＦ発生源２６は、図示しないマイクロフォンからの音声入力や発振子からの発振により送受信器１４内で生成された、列車Ｔへ伝達すべき情報を含むベースバンド信号、或いは、送受信器１４が図示しない他の装置から受信した、列車Ｔへ伝達すべき情報を含むベースバンド信号を、変調処理等を通じて所定の中間周波数(ＩＦ)を有するＩＦ信号(第２
の信号に相当)に変換し、周波数変換器２７及びミキサ２８に入力する。
【００２５】
周波数変換器２７は、ＩＦ信号を所定のＵＨＦ又はＶＨＦ帯の送信周波数を有する信号(以下、「主信号」と表記：第１の信号に相当)に変換(増幅)し、主信号をミキサ２８に入力する。例えば、周波数変換器２７は、１以上の逓倍器を有し、ＩＦ信号を所定回数逓倍することで、主信号を生成することができる。
【００２６】
ミキサ２８は、主信号とＩＦ信号とが重畳された重畳信号(第１重畳信号)を生成して電力増幅器２９に入力する。電力増幅器２９は、重畳信号を増幅して出力する。出力された重畳信号は、サーキュレータ３０を介してＬＣＸ１１に送出される。
【００２７】
このように、送信部２３は、列車Ｔ向けの主信号(ＵＨＦ／ＶＨＦ帯の信号)に、この主信号の元となる、主信号より低い周波数を有するＩＦ信号が重畳された重畳信号を出力する。
【００２８】
主信号に重畳される被重畳信号の周波数は、例えば、主信号の周波数(送信周波数)の１／１００程度とすることができる。例えば、主信号の送信周波数が１ＧＨｚであれば、１０ＭＨｚ程度になる。但し、被重畳信号の周波数は、主信号の周波数の数分の１〜１／１０〜１／１００〜１／１０００程度の広範囲から適宜選択することができる。被重畳信号
として、ＩＦ信号の代わりにベースバンド信号を適用することも可能である。
【００２９】
ＬＣＸ１１へ送出された重畳信号は、ＬＣＸ１１を伝って中継増幅器１５Ａへ伝送される。このとき、重畳信号の一部は、スリット２１から外部へ放射される。この放射された重畳信号(電波)を、列車Ｔの受信アンテナ１８(図１)で受信することができる。移動局装置２０では、図示しない受信機によって、重畳信号から主信号が抽出され、主信号の復調処理を通じて信号中の情報(例えば音声やデータ)を得ることができる。
【００３０】
図３は、ＬＣＸの特性を示すグラフである。図３に示すように、ＬＣＸ内を流れる信号の減衰量は、信号の周波数が高い程大きい。よって、ＬＣＸを流れる重畳信号中のＩＦ信号の減衰量は、主信号の減衰量に比べて小さくなる。このような特性に鑑み、ＬＣＸ内を搬送される主信号の周波数(設定周波数)に基づいて各スリット２１からの放射量(≒減衰
量−α)が決定される。このような設定周波数及び放射量に基づき、ＬＣＸの構造が決定
される。
【００３１】
図４は、図１に示した中継増幅器１５Ａの構成例を示す図である。なお、中継増幅器１５Ｂは、中継増幅器１５Ａと同じ構成を持つ。
【００３２】
図４において、中継増幅器１５Ａは、送受信器(基地局装置)１４から列車Ｔへ向けて主信号を中継する第１中継部(基地局送信信号処理部)３２と、列車Ｔから送受信器１４へ向けて主信号を中継する第２中継部(車両送信信号処理部)３３とを有する。
【００３３】
第１中継部３２は、サーキュレータ３４を介してＬＣＸ１１と接続された分離部としての分離器３５と、分離器３５に接続された終端部としての終端抵抗３６，生成部としての周波数変換器３７と、増幅器３８と、周波数変換器３７及び増幅器３８と接続された重畳部としてのミキサ３９と、ミキサ３９に接続され、且つサーキュレータ４１を介して次のＬＣＸ１２に接続された電力増幅器４０とを備える。
【００３４】
分離器３５は、複数のフィルタ回路を有し、サーキュレータ３４を介してＬＣＸ１１から入力される重畳信号を主信号(ＵＨＦ／ＶＨＦ信号)とＩＦ信号とに分離し、主信号を終端抵抗３６へ出力し、ＩＦ信号を周波数変換器３７及び増幅器３８に入力する。終端抵抗３６で、ＬＣＸ１１からの主信号は終端される。
【００３５】
周波数変換器３７は、入力されたＩＦ信号を主信号に変換してミキサ３９に入力する。周波数変換器３７は、送受信器１４が有する周波数変換器２７と同じものを適用することができる。
【００３６】
増幅器３８は、入力されたＩＦ信号を増幅してＩＦ信号の信号レベルを引き上げ、ミキサ３９に入力する。ミキサ３９は、主信号とＩＦ信号とが重畳した重畳信号を生成して出力する。電力増幅器４０は、重畳信号を増幅して出力する。出力された重畳信号は、サーキュレータ４１を介してＬＣＸ１２に送出される。
【００３７】
電力増幅器４０から出力される重畳信号(主信号及びＩＦ信号)の信号レベルは、電力増幅器２９から出力される重畳信号と同レベルになるように調整することができる。なお、ミキサ３９及び電力増幅器４０は、送受信器１４のミキサ２８及び電力増幅器２９と同じものを適用可能である。
【００３８】
以上の第１中継部３２の構成によれば、以下の利点を得ることができる。即ち、送信部３２では、ＬＣＸ１１から受信された主信号を終端する一方で、重畳信号中のＩＦ信号を用いて主信号を再生成する。図３を用いて説明したように、ＬＣＸの特性上、主信号より
周波数の低いＩＦ信号は、ＬＣＸ内の伝搬による減衰量が主信号より少ない。よって、信号レベルの低下した主信号を増幅するよりも、信号レベルの高い(減衰量の少ない)ＩＦ信号から主信号を再生成した方が、品質の良い主信号を得ることができる。
【００３９】
さらに、ＩＦ信号を増幅器３８で増幅し、再生された主信号とミキサ３９で重畳し、電力増幅器４０から出力することで、送受信器１４からＬＣＸ１１に送出される重畳信号と同等、或いはそれに可能な限り近い信号レベルを有する重畳信号を、次のＬＣＸ１２へ送出することができる。
【００４０】
ＬＣＸ１２とＬＣＸ１３との間に設けられた中継増幅器１５Ｂは、図４に示した第１中継部３２を備える。よって、中継増幅器１５Ｂは、中継増幅器１５Ａから出力される重畳信号と同等の、又はそれに近い品質を有する重畳信号をＬＣＸ１３へ送出することができる。
【００４１】
これによって、ＬＣＸ１１，ＬＣＸ１２及びＬＣＸ１３から、ＬＣＸを用いた１つの通信区間が規定されている場合に、各ＬＣＸ１１，１２及び１３に送出される主信号の信号レベル(品質)をほぼ同様にすることができる。よって、各ＬＣＸ１１，１２及び１３からの放射量(放射レベル)をＬＣＸ間で同等にすることができる。即ち、ＬＣＸ１１，１２及び１３の構造を同様にすることができる。
【００４２】
次に、列車Ｔ(図１)から送受信器１４への信号送信に係る構成について説明する。列車Ｔの移動局装置２０は、図示しない送信機を備え、この送信機によって送受信器(基地局)１４側へ伝達すべき情報を含むＵＨＦ又はＶＨＦ帯の周波数(車両送信周波数)を有する主信号(第３信号に相当)を生成し、送信アンテナ１９から放射することができる。放射された主信号は、ＬＣＸのスリット２１で受信される。主信号がＬＣＸ１１で受信された場合には、この主信号は、ＬＣＸ１１内を伝送されて送受信器１４に到達し、サーキュレータ３０により受信部２４へ接続される。
【００４３】
主信号がＬＣＸ１２又はＬＣＸ１３で受信された場合には、主信号は複数のＬＣＸを伝って送受信装置１４に到達することになる。その間、主信号は、スリット２１からの漏れにより信号レベルが低下する。送受信器１４に対して、可能な限り品質の良い主信号を伝達するために、ＬＣＸ間で主信号を中継する中継増幅装置１５の第２中継部３３は、以下のような構成を備えている。
【００４４】
即ち、図４に示すように、第２中継部３３は、サーキュレータ４１からの主信号又は重畳信号が入力されるスイッチ４３及びスイッチ制御部(ＩＦ検出部)４４(制御部に相当)を備える。スイッチ４３は、出力端子ａ及びｂ，入力端子ｃ並びに図示しない制御端子を有し、入力端子ｃに入力される主信号又は重畳信号をスイッチ制御部４４の制御下で、出力端子ａ及びｂの一方に接続する。
【００４５】
スイッチ制御部４４は、例えば、サーキュレータ４１からの入力信号からＩＦ信号を検出するためのフィルタ回路と、ＩＦ信号の有無に応じたオン／オフ出力をスイッチ４３の制御端子に入力する制御回路とを備える。制御回路は、例えば、フィルタ回路を通過したＩＦ信号が入力された場合にオン信号を制御端子に入力し、フィルタ回路からのＩＦ信号の入力がない場合にはオフ信号を制御端子に入力する。
【００４６】
スイッチ４３は、制御端子にオン信号が与えられると、入力端ｃを出力端ｂに接続し、オフ信号が与えられると、入力端ｃを出力端ａに接続する。即ち、ＬＣＸからの受信信号がＩＦ信号が重畳された重畳信号である場合には、その重畳信号が出力端ｂに接続され、受信信号がＩＦ信号を含まない主信号である場合には、その主信号が出力端ａに接続され
る。スイッチ４３は、例えば半導体スイッチで構成される。
【００４７】
出力端子ａには、第１車両送信信号処理部としての第１重畳信号生成部４５が接続され、出力端子ｂには、第２車両送信信号処理部としての第２重畳信号生成部４６が接続される。第１及び第２重畳信号生成部４５及び４６の出力端は、電力増幅器４７に接続され、電力増幅器４７は、サーキュレータ３４を介して次のＬＣＸに接続される。
【００４８】
第１重畳信号生成部４５は、出力端子ａから主信号がそれぞれ入力されるＩＦ生成器４９(第４信号生成部)及び増幅器５０と、これらからの出力が入力されるミキサ５１(第２
重畳信号送出部)とを備え、ミキサ５１の出力は電力増幅器４７に接続される。ＩＦ生成
器４９は、例えば、局部発信器を有し、出力端ａからの主信号(高周波)を局部発信器からの信号と混合することで所定の中間周波数を有する信号(ＩＦ信号：第４信号に相当)を生成し、ミキサ５１に入力する。
【００４９】
増幅器５０は、主信号を増幅してミキサ５１に入力する。ミキサ５１は、ＩＦ生成器４９からのＩＦ信号(第３信号)と増幅器５０からの主信号(第４信号)とが重畳された重畳信号(第２重畳信号)を生成し電力増幅器４７に入力する。電力増幅器４７は、重畳信号を増幅して出力する。重畳信号は、サーキュレータ３４を介して次のＬＣＸに送出される。
【００５０】
一方、第２重畳信号生成部４６は、第１中継部３２が有する分離器３５，終端抵抗３６，周波数変換器３７，増幅器３８，及びミキサ３９と同等の分離器５３(第２分離部)，終端抵抗５４(第２終端部)，周波数変換器５５(第２生成部)，増幅器５６，及びミキサ５７(第２重畳部)を備える。
【００５１】
よって、出力端ｂからの重畳信号は分離器５３で主信号とＩＦ信号とに分離され、主信号は終端抵抗５４で終端される。一方、ＩＦ信号は、周波数変換器５５で主信号に変換(
再生)されるとともに、増幅器５６で増幅される。ミキサ５７は、主信号とＩＦ信号とを
重畳して電力増幅器４７に入力する。その後、電力増幅器４７から出力される重畳信号は、サーキュレータ３４を介して次のＬＣＸに入力される。
【００５２】
以上の構成を有する第２中継部３３によれば、ＬＣＸから受信される信号がＩＦ信号を含まない主信号であれば、その主信号はスイッチ４３によって第１重畳信号生成部４５に接続され、増幅された主信号と、この主信号から生成されたＩＦ信号とが重畳された重畳信号に変換され、次のＬＣＸへ送出される。
【００５３】
これに対し、ＬＣＸからの受信信号が主信号とＩＦ信号とが重畳された重畳信号である場合には、その重畳信号はスイッチ４３によって第２重畳信号生成部４５に接続され、ＩＦ信号から再生された主信号と、増幅されたＩＦ信号とが重畳された重畳信号に変換され、次のＬＣＸへ送出される。
【００５４】
例えば、ＬＣＸ１３で列車Ｔからの主信号が受信された場合には、中継増幅器１５Ｂの第１重畳信号生成部４５で生成された重畳信号がＬＣＸ１２に送出され、中継増幅器１５Ａの第２重畳信号生成部４６で生成された重畳信号がＬＣＸ１１を介して送受信器１４(
図１)に到達することになる。
【００５５】
送受信器１４では、受信部２４での復調処理を経てベースバンド信号を取得し、ベースバンド信号を他の装置へ送信したり、ベースバンド信号からこれに含まれる情報を取得したりすることができる。
【００５６】
このように、列車Ｔから送受信器１４へ向けた信号送信(車両送信系)においても、各中
継増幅器１５からＬＣＸへ送出される主信号の信号レベル(品質)を、送受信器(基地局装
置)１４から列車Ｔへの基地局送信系(送信部２３、第１中継部３２)と同様の原理を用い
、高いレベルで保つことが可能となる。よって、ロスの少ない主信号を受信部２４で伝達することができる。
【００５７】
なお、上述した実施形態では、中継増幅器１５Ａ及び１５Ｂが同じ構成を持つようにしたが、中継増幅器１５Ｂが第２中継部３３の構成として第１重畳信号生成部４５及び電力増幅器４７のみを有し、中継増幅器１５Ａが第２中継部３３の構成として第２重畳信号生成部４６及び電力増幅器４７のみを備えるようにしても良い。
【００５８】
また、中継増幅器１５Ａ、１５Ｂが車両送信系(送受信器１４から見た受信系)について第２中継部３３のようなＩＦ信号を重畳させるようにすることは、必須の要件でなく、受信系について従来の構成(例えば、主信号を単に増幅する)を適用するようにしても良い。
【００５９】
また、一つの通信区間に存在するＬＣＸ及び中継増幅器の数は任意であるが、ＩＦ信号の劣化に応じて、所望の主信号の品質が得られる範囲で、ＬＣＸ及び中継増幅器の数が決定される。また、ＩＦ信号が複数の中継増幅器に亘って中継される場合には、ＩＦ信号を主信号から再生することも考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態における漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用通信システムの全体構成例を示す図である。
【図２】図１に示した送受信器(基地局装置)の構成例を示す図である。
【図３】ＬＣＸの特性を示す図である。
【図４】図１に示した中継増幅器の構成例を示す図である。
【図５】従来技術の問題点を示す図である。
【符号の説明】
【００６１】
Ｔ・・・列車(鉄道車両)
Ｒ・・・線路
１１，１２，１３・・・漏洩同軸ケーブル(ＬＣＸ)
１４・・・送受信器(基地局装置)
１５Ａ，１５Ｂ・・・中継増幅装置
１６，３６，５４・・・終端抵抗
１８・・・受信アンテナ
１９・・・送信アンテナ
２０・・・移動局装置
２１・・・スリット
２３・・・送信部
２４・・・受信部
２６・・・中間周波数発生源
２７，３７，５５・・・周波数変換器
２８，３９，５１，５７・・・ミキサ
２９，４０，４７・・・電力増幅器
３０，３４，４１・・・サーキュレータ
３２・・・第１中継部
３３・・・第２中継部
３５，５３・・・分離器
３８，５０，５６・・・増幅器
４３・・・スイッチ
４４・・・スイッチ制御部(ＩＦ検出部)
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線路上を走行する鉄道車両が該線路に沿って設けられた漏洩同軸ケーブルとの間で信号を送受信するシステムであって、
複数の漏洩同軸ケーブルと、漏洩同軸ケーブル間を接続する１以上の中継器とを備え、
前記中継器は、
自身に接続された二つの漏洩同軸ケーブルの一方から受信された鉄道車両向けの重畳信号を、鉄道車両で受信すべき第１信号と、この第１信号の元となった第１信号より低い周波数を有する第２信号とに分離する分離部と、
前記分離部で分離された第１信号を終端する終端部と、
前記分離部で分離された第２信号から第１信号を生成する生成部と、
前記生成部からの第１信号と前記第２信号とを重畳し前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方へ向けて送出する重畳部と
を含む漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用通信システム。
【請求項２】
前記鉄道車両向けの重畳信号を生成して前記複数の漏洩同軸ケーブルの一つに送出する送信器をさらに備える
請求項１に記載の漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用通信システム。
【請求項３】
前記送信器は、前記第２信号を生成する第２信号生成部と、前記第２信号から前記第１信号を生成する第１信号生成部と、前記第２信号生成部で生成された第２信号と前記第１信号記生成部からの第１信号とを重畳し前記複数の漏洩同軸ケーブルの一つへ向けて送出する重畳信号生成部とを含む
請求項２に記載の漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用通信システム。
【請求項４】
３以上の漏洩同軸ケーブル間をそれぞれ接続する２以上の前記中継器を備え、
前記３以上の漏洩同軸ケーブルの一つは、鉄道車両から送信され前記３以上の漏洩同軸ケーブルのいずれかで受信される第３信号を受信するための受信器と接続されており、
前記受信器との間で少なくとも１つの他の中継器を挟んで位置し、前記受信器から遠い側の漏洩同軸ケーブルから第３信号を受信する前記２以上の中継器の一つは、
前記第３信号より低い周波数を有する第４信号を前記第３信号から生成する第４信号生成部と、
前記第３信号と前記第４信号とを重畳した第２重畳信号を生成し、前記受信器に近い側の漏洩同軸ケーブルへ向けて送出する第２重畳信号送出部とを含む第１車両送信信号処理部をさらに含み、
前記他の中継器に相当する少なくとも１つの中継器は、
前記第１車両送信信号処理部と、
第２車両送信信号処理部と、
自身に接続された前記受信器から遠い側に位置する漏洩同軸ケーブルから受信された前記第３信号を前記第１車両送信信号処理部に接続し、前記受信器から遠い側に位置する該漏洩同軸ケーブルから受信された前記第２重畳信号を前記第２車両送信信号処理部に接続する制御部と、を含み、
前記第２車両送信信号処理部は、
前記第２重畳信号を前記第３信号と前記第４信号とに分離する第２分離部と、
前記第２分離部で分離された第３信号を終端する第２終端部と、
前記第２分離部で分離された第４信号から第３信号を生成する第２生成部と、
前記第２生成部からの第３信号と前記第２分離部で分離された第４信号とを重畳し前記受信器に近い側の漏洩同軸ケーブルへ向けて送出する第２重畳部とを含む
請求項１〜３のいずれか一項に記載の漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用通信システム。
【請求項５】
鉄道車両が走行する線路に沿って設けられた漏洩同軸ケーブル間に配置される中継器であって、
自身に接続された二つの漏洩同軸ケーブルの一方から受信される鉄道車両向けの重畳信号を、鉄道車両で受信すべき第１信号と、この第１信号の元となった第１信号より低い周波数を有する第２信号とに分離する分離部と、
前記分離部で分離された第１信号を終端する終端部と、
前記分離部で分離された第２信号から第１信号を生成する生成部と、
前記生成部からの第１信号と前記分離部で分離された第２信号とを重畳し前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方へ向けて送出する重畳部と
を含む中継器。
【請求項６】
鉄道車両から送信された第３信号を前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方から受信した場合に、この第３信号からこの第３信号より周波数が低い第４信号を生成し、前記第３信号と前記第４信号とが重畳された第２重畳信号を生成して前記二つの漏洩同軸ケーブルの一方へ送出する第１車両送信信号処理部と、
前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方から第２重畳信号を受信した場合に、前記第２重畳信号を第３信号と第４信号とに分離し、分離した第３信号を終端する一方で分離した第４信号から第３信号を生成し、生成された第４信号と分離された第３信号とを重畳した第２重畳信号を生成して前記二つの漏洩同軸ケーブルの一方へ送出する第２車両送信信号処理部と、
をさらに含む請求項５に記載の中継器。
【請求項７】
鉄道車両が走行する線路に沿って設けられた漏洩同軸ケーブル間に配置される中継器が、
自身に接続された二つの漏洩同軸ケーブルの一方から受信された鉄道車両向けの重畳信号を、鉄道車両で受信すべき第１信号と、この第１信号の元となった第１信号より低い周波数を有する第２信号とに分離し、
前記分離部で分離された第１信号を終端し、
前記分離部で分離された第２信号から第１信号を生成し、
生成された第１信号と前記第２信号とを重畳し前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方へ向けて送出する
ことを含む中継器の信号中継方法。
【請求項８】
鉄道車両から送信された第３信号を前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方から受信した場合には、この第３信号からこの第３信号より周波数が低い第４信号を生成し、前記第３信号と前記第４信号とが重畳された第２重畳信号を生成して前記二つの漏洩同軸ケーブルの一方へ送出し、
前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方から第２重畳信号を受信した場合には、前記第２重畳信号を第３信号と第４信号とに分離し、分離した第３信号を終端する一方で分離した第４信号から第３信号を生成し、生成された第４信号と前記第３信号とを重畳した第２重畳信号を生成して前記二つの漏洩同軸ケーブルの一方へ送出する
ことをさらに含む請求項７に記載の中継器の信号中継方法。
【請求項１】
線路上を走行する鉄道車両が該線路に沿って設けられた漏洩同軸ケーブルとの間で信号を送受信するシステムであって、
複数の漏洩同軸ケーブルと、漏洩同軸ケーブル間を接続する１以上の中継器とを備え、
前記中継器は、
自身に接続された二つの漏洩同軸ケーブルの一方から受信された鉄道車両向けの重畳信号を、鉄道車両で受信すべき第１信号と、この第１信号の元となった第１信号より低い周波数を有する第２信号とに分離する分離部と、
前記分離部で分離された第１信号を終端する終端部と、
前記分離部で分離された第２信号から第１信号を生成する生成部と、
前記生成部からの第１信号と前記第２信号とを重畳し前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方へ向けて送出する重畳部と
を含む漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用通信システム。
【請求項２】
前記鉄道車両向けの重畳信号を生成して前記複数の漏洩同軸ケーブルの一つに送出する送信器をさらに備える
請求項１に記載の漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用通信システム。
【請求項３】
前記送信器は、前記第２信号を生成する第２信号生成部と、前記第２信号から前記第１信号を生成する第１信号生成部と、前記第２信号生成部で生成された第２信号と前記第１信号記生成部からの第１信号とを重畳し前記複数の漏洩同軸ケーブルの一つへ向けて送出する重畳信号生成部とを含む
請求項２に記載の漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用通信システム。
【請求項４】
３以上の漏洩同軸ケーブル間をそれぞれ接続する２以上の前記中継器を備え、
前記３以上の漏洩同軸ケーブルの一つは、鉄道車両から送信され前記３以上の漏洩同軸ケーブルのいずれかで受信される第３信号を受信するための受信器と接続されており、
前記受信器との間で少なくとも１つの他の中継器を挟んで位置し、前記受信器から遠い側の漏洩同軸ケーブルから第３信号を受信する前記２以上の中継器の一つは、
前記第３信号より低い周波数を有する第４信号を前記第３信号から生成する第４信号生成部と、
前記第３信号と前記第４信号とを重畳した第２重畳信号を生成し、前記受信器に近い側の漏洩同軸ケーブルへ向けて送出する第２重畳信号送出部とを含む第１車両送信信号処理部をさらに含み、
前記他の中継器に相当する少なくとも１つの中継器は、
前記第１車両送信信号処理部と、
第２車両送信信号処理部と、
自身に接続された前記受信器から遠い側に位置する漏洩同軸ケーブルから受信された前記第３信号を前記第１車両送信信号処理部に接続し、前記受信器から遠い側に位置する該漏洩同軸ケーブルから受信された前記第２重畳信号を前記第２車両送信信号処理部に接続する制御部と、を含み、
前記第２車両送信信号処理部は、
前記第２重畳信号を前記第３信号と前記第４信号とに分離する第２分離部と、
前記第２分離部で分離された第３信号を終端する第２終端部と、
前記第２分離部で分離された第４信号から第３信号を生成する第２生成部と、
前記第２生成部からの第３信号と前記第２分離部で分離された第４信号とを重畳し前記受信器に近い側の漏洩同軸ケーブルへ向けて送出する第２重畳部とを含む
請求項１〜３のいずれか一項に記載の漏洩同軸ケーブルを用いた鉄道車両用通信システム。
【請求項５】
鉄道車両が走行する線路に沿って設けられた漏洩同軸ケーブル間に配置される中継器であって、
自身に接続された二つの漏洩同軸ケーブルの一方から受信される鉄道車両向けの重畳信号を、鉄道車両で受信すべき第１信号と、この第１信号の元となった第１信号より低い周波数を有する第２信号とに分離する分離部と、
前記分離部で分離された第１信号を終端する終端部と、
前記分離部で分離された第２信号から第１信号を生成する生成部と、
前記生成部からの第１信号と前記分離部で分離された第２信号とを重畳し前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方へ向けて送出する重畳部と
を含む中継器。
【請求項６】
鉄道車両から送信された第３信号を前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方から受信した場合に、この第３信号からこの第３信号より周波数が低い第４信号を生成し、前記第３信号と前記第４信号とが重畳された第２重畳信号を生成して前記二つの漏洩同軸ケーブルの一方へ送出する第１車両送信信号処理部と、
前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方から第２重畳信号を受信した場合に、前記第２重畳信号を第３信号と第４信号とに分離し、分離した第３信号を終端する一方で分離した第４信号から第３信号を生成し、生成された第４信号と分離された第３信号とを重畳した第２重畳信号を生成して前記二つの漏洩同軸ケーブルの一方へ送出する第２車両送信信号処理部と、
をさらに含む請求項５に記載の中継器。
【請求項７】
鉄道車両が走行する線路に沿って設けられた漏洩同軸ケーブル間に配置される中継器が、
自身に接続された二つの漏洩同軸ケーブルの一方から受信された鉄道車両向けの重畳信号を、鉄道車両で受信すべき第１信号と、この第１信号の元となった第１信号より低い周波数を有する第２信号とに分離し、
前記分離部で分離された第１信号を終端し、
前記分離部で分離された第２信号から第１信号を生成し、
生成された第１信号と前記第２信号とを重畳し前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方へ向けて送出する
ことを含む中継器の信号中継方法。
【請求項８】
鉄道車両から送信された第３信号を前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方から受信した場合には、この第３信号からこの第３信号より周波数が低い第４信号を生成し、前記第３信号と前記第４信号とが重畳された第２重畳信号を生成して前記二つの漏洩同軸ケーブルの一方へ送出し、
前記二つの漏洩同軸ケーブルの他方から第２重畳信号を受信した場合には、前記第２重畳信号を第３信号と第４信号とに分離し、分離した第３信号を終端する一方で分離した第４信号から第３信号を生成し、生成された第４信号と前記第３信号とを重畳した第２重畳信号を生成して前記二つの漏洩同軸ケーブルの一方へ送出する
ことをさらに含む請求項７に記載の中継器の信号中継方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００９−２７２７４８（Ｐ２００９−２７２７４８Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１９７２５（Ｐ２００８−１１９７２５）
【出願日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【出願人】（５９２０６６８６０）八幡電気産業株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１日（２００８．５．１）
【出願人】（５９２０６６８６０）八幡電気産業株式会社 (15)
【Ｆターム（参考）】
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