特許 6429229 列車制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6429229

(24)【登録日】2018年11月9日

(45)【発行日】2018年11月28日

(54)【発明の名称】列車制御装置

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/10 20060101AFI20181119BHJP

   B60L 15/40 20060101ALI20181119BHJP

   B61L 23/16 20060101ALI20181119BHJP

【ＦＩ】

   H04L27/10 D

   B60L15/40 B

   B61L23/16

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-136318(P2014-136318)

(22)【出願日】2014年7月1日

(65)【公開番号】特開2016-15603(P2016-15603A)

(43)【公開日】2016年1月28日

【審査請求日】2017年5月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004651

【氏名又は名称】日本信号株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】504190548

【氏名又は名称】国立大学法人埼玉大学

(74)【代理人】

【識別番号】100129425

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 護晃

(74)【代理人】

【識別番号】100087505

【弁理士】

【氏名又は名称】西山 春之

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(72)【発明者】

【氏名】岩上 顕夫

(72)【発明者】

【氏名】島村 徹也

【審査官】 北村 智彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−２５４４３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１５６９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８９０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１３２９２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１１５０２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０２３０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３１２６１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０５２９８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ ２７／００−２７／３８

Ｂ６０Ｌ １５／４０

Ｂ６１Ｌ ２３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軌道回路に、最小偏移変調方式で得たＡＴＣ信号を送信する地上装置と、
列車に搭載され、前記軌道回路に流れるＡＴＣ信号を受信する車上装置とを備えて成り、
前記車上装置は、受信信号の波形から周波数スペクトルを求めて復調処理を行う復調処理手段を備え、
前記復調処理手段は、受信信号と、ＡＴＣ信号に含まれる電文信号に加えられるスタートフラグを有する波形の同期検出用信号とを相互相関し相関値のピーク時刻を検出し、受信開始との同期を取る構成とし、
前記受信したＡＴＣ信号に基づいて列車制御を行う列車制御装置。

【請求項2】

前記ピーク時刻の検出は、相互相関により得た相関波形に対して閾値を設け、この閾値を前記相関波形が超えた時点をピーク時刻とする、ことを特徴とする請求項１に記載の列車制御装置。

【請求項3】

前記ピーク時刻の検出は、相互相関により得た相関波形に対して所定の時間間隔ごとにピークを検出しその時点をピーク時刻とする、ことを特徴とする請求項１に記載の列車制御装置。

【請求項4】

前記ピーク時刻の検出は、前回検出したピーク時刻から今回のピーク時刻を推定し、この推定したピーク時刻を含む前後の時間範囲からピークを検出しその時点をピーク時刻とする、ことを特徴とする請求項１に記載の列車制御装置。

【請求項5】

前記復調処理手段で相関値のピーク時刻を検出した後、受信信号の受信開始との同期を取る処理は、前記検出したピーク時刻をそのまま同期時刻として出力する、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の列車制御装置。

【請求項6】

前記復調処理手段で相関値のピーク時刻を検出した後、受信信号の受信開始との同期を取る処理は、前回までに検出した複数のピーク時刻から今回のピーク時刻をそれぞれ推定し、その推定した複数のピーク時刻を平均化しその平均値を同期時刻として出力する、ことを特徴とする請求項４に記載の列車制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地上装置から送信されるＡＴＣ（Automatic Train Control）信号を車上装置で受信し、このＡＴＣ信号に基づいて列車制御を行う列車制御装置に関し、詳しくは、受信信号について周波数スペクトルを用いた復調処理を行う際に、受信信号と同期検出用信号との相互相関処理を行うことでデータ受信開始との同期を取る列車制御装置に係るものである。

【背景技術】

【0002】

列車制御装置は、軌道回路にＡＴＣ信号を送信する地上装置と、列車に搭載され、前記軌道回路に流れるＡＴＣ信号を受信する車上装置とを備え、前記受信したＡＴＣ信号に基づいて列車制御を行うもので、従来の装置は、例えば特許文献１に記載されているように、先行列車の位置情報を含むＡＴＣ信号を地上装置から受信した車上装置が、自列車と先行列車との離間間隔に応じて列車の許容運転速度を算出して速度パターンを作成し、速度パターンと実速度とを比較照査することにより自列車の速度制御を自動的に行うようになっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００３−２２６２４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の列車制御装置においては、例えば駅に設置された地上装置からＡＴＣ信号を軌道回路を介して列車の車上装置に送信しているが、ＡＴＣ信号の送受信ケーブルの長さは約１０kmである。ここで、ＡＴＣ信号を伝送できる距離は、ノイズに対する信号のレベル（Ｓ／Ｎ比）によって決まる。ＡＴＣ信号を車上装置で受信する際の信号レベルにより、ＡＴＣ信号の伝送距離が制限される。駅間の距離が大きい（例えば、２０kmを超える）場合には、両端のどちらの駅からもＡＴＣ信号が届かないことがあり、そのため、駅間に地上装置を設置する必要がある。このように、駅間に地上装置を設置すると、その地上装置が故障した場合の修理、保守等が困難になることがあった。

【0005】

従来装置において、例えば、東海道新幹線で用いられているデジタルＡＴＣ信号は、最小偏移（Minimum Shift Keying；以下“ＭＳＫ”と略称する）変調方式を採用している。このＭＳＫ変調は、周波数変調の一種で、２種類の周波数にビットデータを対応させる。具体的には、中心周波数と、これに対する周波数偏移を定め、デジタル信号のうち、「中心周波数＋周波数偏移」を情報「０」に対応させ、「中心周波数−周波数偏移」を情報「１」に対応させて、例えば速度情報を表したビット列を１フレームとして繰り返した波形を送信するようになっている。

【0006】

ここで、ＭＳＫ変調方式で変調されたＡＴＣ信号の復調方式としては、周波数検波が用いられている。この周波数検波においては、抽出帯域の異なる２個の帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）を用いることにより、前記「０」、「１」の情報を割り当てられた周波数成分を抽出し、ＢＰＦで抽出後のレベルによりビットデータを判別していた。このような復調方式に関連する先行技術として、特開２０１０−５０５４６号公報に記載された、周波数偏移変調した信号を復調する復調手段がある。

【0007】

前記周波数検波では、中心周波数はノイズの少ないところを選んでいるが、適宜に選択した中心周波数によってはノイズが出る場合があり、前記２種類の周波数の波形を判別する際に、ＢＰＦを通過するノイズの影響により、他方の周波数の波形をノイズとして含んで出力することがある。その結果、「０」、「１」の情報を正確に判別できないことがあった。

【0008】

このように、前記周波数検波によるＡＴＣ信号の復調方式では、ＢＰＦを通過するノイズの影響により、「０」、「１」の情報を正確に判別できないことがあり、車上装置のＡＴＣ信号の受信距離が制限されていた。したがって、前述のように、駅間の距離が大きい場合には、駅間に地上装置を設置する必要があった。そして、駅間に地上装置を設置すると、その地上装置が故障した場合の修理、保守等が困難になることがあった。

【0009】

前記周波数検波によるＡＴＣ信号の復調処理に対して、最近、ＡＴＣ信号について周波数スペクトルを用いた復調処理により、Ｓ／Ｎ比が低下した場合でも車上装置でＡＴＣ信号を正確に受信可能とする列車制御装置が検討されている。この場合、周波数スペクトルを用いた復調処理では、その復調処理を行う前に受信したＡＴＣ信号のデータ受信開始との同期を取る必要がある。

【0010】

そこで、このような事情に対処し、本発明が解決しようとする課題は、受信信号について周波数スペクトルを用いた復調処理を行う際に、受信信号と同期検出用信号との相互相関処理を行うことでデータ受信開始との同期を取る列車制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記課題を解決するために、本発明による列車制御装置は、軌道回路に、最小偏移変調方式で得たＡＴＣ信号を送信する地上装置と、列車に搭載され、前記軌道回路に流れるＡＴＣ信号を受信する車上装置とを備えて成り、前記車上装置は、受信信号の波形から周波数スペクトルを求めて復調処理を行う復調処理手段を備え、前記復調処理手段は、受信信号と、ＡＴＣ信号に含まれる電文信号に加えられるスタートフラグを有する波形の同期検出用信号とを相互相関し相関値のピーク時刻を検出し、受信開始との同期を取る構成とし、前記受信したＡＴＣ信号に基づいて列車制御を行うものである。

【発明の効果】

【0012】

本発明による列車制御装置によれば、車上装置に設けられた復調処理手段により、受信信号の波形から周波数スペクトルを求めて復調処理を行う際に、受信信号と、ＡＴＣ信号に含まれる電文信号に加えられるスタートフラグを有する波形の同期検出用信号とを相互相関し相関値のピーク時刻を検出し、受信開始との同期を取ることができる。これにより、受信したＡＴＣ信号について周波数スペクトルを用いた復調処理を行う際に、前記ＡＴＣ信号のデータ受信開始との同期を取って、周波数スペクトルを用いた復調処理を正しく実行することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明による列車制御装置の実施形態を示す全体概要図である。

【図2】前記列車制御装置の車上装置の内部構成を示すブロック図である。

【図3】前記車上装置の復調処理手段の内部構成を示すブロック図である。

【図4】前記復調処理手段の信号同期部にて受信信号の受信開始との同期を取る処理を示す機能ブロック図である。

【図5】前記復調処理手段の信号入力部に入力する、ＭＳＫ変調されたＡＴＣ信号の波形を示す説明図である。

【図6】前記ＡＴＣ信号の中に含まれる電文信号の構成を示す説明図である。

【図7】前記信号同期部にて受信信号の受信開始との同期を取る処理時の波形を示す説明図である。

【図8】前記信号同期部にて受信信号と同期検出用信号との相互相関を算出する処理を示す説明図である。

【図9】前記相互相関において相関値のピーク時刻を検出する第１の実施例を示すグラフである。

【図10】前記相互相関において相関値のピーク時刻を検出する第２の実施例を示すグラフである。

【図11】前記相互相関において相関値のピーク時刻を検出する第３の実施例を示すグラフである。

【図12】前回までに検出した複数のピーク時刻から今回のピーク時刻を推定し、その推定した複数のピーク時刻を平均化して同期時刻を算出する例を説明する表１である。

【図13】図１２に示す複数のピーク時刻を平均化して同期時刻を算出する例を、模式化して示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明による列車制御装置の実施形態を示す全体概要図である。この列車制御装置は、地上装置から送信されるＡＴＣ信号を車上装置で受信し、このＡＴＣ信号に基づいて列車制御を行うもので、図１に示すように、地上装置１と、車上装置２とを備えている。なお、この実施形態では、デジタルＡＴＣ信号を使用して地上装置１と車上装置２間の多情報通信を行うデジタルＡＴＣ装置の例について説明する。

【0015】

前記地上装置１は、軌道回路Ｔ（Ｔ₁，Ｔ₂；Ｔ₃，Ｔ₄）に、最小偏移（ＭＳＫ）変調方式で変調されたＡＴＣ信号を送信するもので、列車３が走行する軌道（レール）４に沿って適当な間隔で建設された駅５（Ａ駅、Ｂ駅）にそれぞれ設置されている。なお、駅５，５間の距離が大きい（例えば、２０kmを超える）場合には、駅５，５の間に地上装置１を１個又は複数個設置することがある。地上装置１の内部構成は、例えば特開２００３−２２６２４０号公報に記載された、従来公知のものと同様である。

【0016】

前記列車３には、車上装置２が搭載されている。この車上装置２は、前記軌道回路Ｔに流れるＡＴＣ信号を受信するもので、列車３の例えば先端下部に設けられた受信コイル６を介して、列車在線中の軌道回路Ｔに流れるＡＴＣ信号（ＭＳＫ変調）を受信する。そして、前記受信したＡＴＣ信号に基づいて列車制御を行うようになっている。

【0017】

図２は、前記車上装置２の内部構成を示すブロック図である。この車上装置２は、前記受信コイル６で受信したＡＴＣ信号（ＭＳＫ変調）のうち或る周波数より高い部分を通過させる高域通過フィルタ（ＨＰＦ）１０と、そのＨＰＦ１０を通過した信号について、中心周波数の前後に或る範囲を有する周波数帯域の信号成分を抽出してノイズを除去する帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）１１と、そのＢＰＦ１１で抽出された信号を直流に直す整流回路１２と、その整流回路１２の出力信号のうち或る周波数より低い部分を通過させる低域通過フィルタ（ＬＰＦ）１３と、前記ＢＰＦ１１で抽出された信号について復調処理を行う復調回路１４と、所定の周期のクロック信号を発生するクロック発生器１５と、前記復調回路１４で復調処理された結果を前記クロック発生器１５のクロック周期に同期させて出力する同期回路１６とを有している。そして、前記ＬＰＦ１３の出力は、列車の在線の有無を判断するデジタルＡＴＣ信号の受信レベルであり、前記同期回路１６の出力は、デジタルＡＴＣ信号に含まれる一連の情報である電文信号である。

【0018】

ここで、本発明においては、前記車上装置２の復調回路１４が、前記受信したＡＴＣ信号の波形をフーリエ変換して周波数スペクトルを求め、信号レベルのピークを示す波形で信号出力を判別する復調処理手段とされ、該復調回路１４の内部に、受信信号と同期検出用信号を相互相関し相関値のピーク時刻を検出し、受信開始との同期を取る構成を備えている。この復調回路１４は、図３に示すように、信号入力部２０と、周波数シフト部２１と、デシメーション部２２と、信号抽出部２３と、フーリエ変換部２４と、信号判別部２５とを有し、更に、信号同期部２６を備えて成っている。

【0019】

前記信号入力部２０は、図２に示すＢＰＦ１１で抽出されたＡＴＣ信号（ＭＳＫ変調）を入力する入力部となるものである。周波数シフト部２１は、前記入力したＡＴＣ信号の波形の中心周波数がゼロになるようにシフトするものである。デシメーション部２２は、前記シフトされた信号波形についてサンプリング周波数を低くする（整数分の１に下げる）間引きを行うもので、例えば間引きフィルタから成る。信号抽出部２３は、前記シフトされ、間引きされた信号波形を所定区間で抽出するもので、例えば１ビットちょうどの区間の波形を抽出するようになっている。フーリエ変換部２４は、前記抽出された信号波形をフーリエ変換して周波数スペクトルを求めるもので、例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ）回路から成る。信号判別部２５は、前記求められた周波数スペクトル上で信号レベルのピークを示す波形で信号出力を判別するものである。

【0020】

そして、信号同期部２６は、前記信号入力部２０に入力した受信信号（ＭＳＫ変調されたＡＴＣ信号）と同期検出用信号を相互相関し相関値のピーク時刻を検出し、受信開始との同期を取るもので、前記信号入力部２０と信号抽出部２３との間において周波数シフト部２１及びデシメーション部２２と並列に設けられ、検出した同期時刻の信号を信号抽出部２３へ送るようになっている。すなわち、信号抽出部２３に対して、どのタイミングで受信信号を抽出するかを決定して指示を出すものである。

【0021】

図４は、前記復調回路１４の信号同期部２６にて受信信号の受信開始との同期を取る処理を示す機能ブロック図である。この実施形態は、図３に示す信号入力部２０から入力する受信信号（Ｂ１）と同期検出用信号（Ｂ２）との相互相関を算出し（Ｂ３）、得られた相関値のピーク時刻を検出（Ｂ４）して、同期時刻を検出（Ｂ５）した後、同期時刻として出力（Ｂ６）するものである。この場合、前記受信信号と相互相関する同期検出用信号（Ｂ２）として、ＡＴＣ信号に含まれる電文信号の先頭に加えられる「スタートフラグ」に相当する波形の信号を用いる。

【0022】

図４において、まず、受信信号を入力する（Ｂ１）。ここで、図３に示す復調回路１４の信号入力部２０に入力する、ＭＳＫ変調されたＡＴＣ信号（受信信号）は、図５に示すような波形を有し、この受信信号が信号同期部２６に入力する。ＭＳＫ変調は、周波数変調の一種で、２種類の周波数にビット情報を対応させる。具体的には、或る周波数からなる中心周波数（ｆ_ｃ）と、これに対する周波数偏移（Δｆ）を定め、デジタル信号のうち、「中心周波数＋周波数偏移」（ｆ_ｃ＋Δｆ）に情報「０」を割り当て、「中心周波数−周波数偏移」（ｆ_ｃ−Δｆ）に情報「１」を割り当てて、例えば速度情報を表したビット列を１フレームとして繰り返した波形を送信するようになっている。図５では、横軸を時刻とし縦軸を振幅として、ＭＳＫ変調方式で周波数変調されて入力した波形を示しており、その下部にＭＳＫ変調されたＡＴＣ信号の中に含まれる電文信号のビット列を示している。

【0023】

図６は、前記ＡＴＣ信号の中に含まれる電文信号の構成を示す説明図である。このＡＴＣ信号に含まれる電文信号の先頭には、「スタートフラグ」が加えられている。スタートフラグは、電文信号の先頭位置を表すビット列で、復調処理ではそのスタートフラグを検知することで、該スタートフラグの後に続くデータ（電文信号の内容）を検知することができる。この場合、スタートフラグのビット列では、図６に示すように、先頭と末尾がビット「０」であり、中間部においてビット「１」が複数回（例えば３回）連続している。一方、データ区間では、伝送する情報によってビットが異なるが、周期的にビット「０」が挿入されている。したがって、データ区間においてビット「１」が連続する回数は、スタートフラグにおけるビット「１」の連続する回数より少なくなる。これにより、データ区間とスタートフラグとを混同することなく両者を正しく認識して、スタートフラグを検知することで、該スタートフラグの後に続くデータを正しく検知することができるようになっている。

【0024】

その後、図４において、同期検出用信号を生成し（Ｂ２）、前記受信信号と同期検出用信号とを相互相関し（Ｂ３）、得られた相関値のピーク時刻を検出する（Ｂ４）。

【0025】

図７は、前記信号同期部２６にて受信信号の受信開始との同期を取る処理時（図４参照）の波形を示す説明図である。図７（ａ）は、図３に示す信号入力部２０から信号同期部２６に入力した受信信号（図４のＢ１）の波形である。ビット列“０１１１０”の並びの部分が、電文信号の先頭に加えられたスタートフラグである。図７（ｂ）は、図４の受信信号（Ｂ１）と相互相関する（Ｂ３）する同期検出用信号（Ｂ２）の波形である。この同期検出用信号として、受信したＡＴＣ信号に含まれる電文信号の先頭に加えられるスタートフラグ（ビット列“０１１１０”）に相当する波形の信号を用いる。

【0026】

図７（ｃ）は、受信信号（Ｂ１）に対して同期検出用信号（Ｂ２）を相対的に矢印Ｃ方向（図７（ｂ）参照）にずらしながら、１サンプルごとに受信信号（Ｂ１）に同期検出用信号（Ｂ２）を乗算して相互相関を算出した後の信号波形である。この場合、図７（ａ）に示す受信信号に含まれる電文信号の先頭に付加されたスタートフラグの終端時刻Ｔeにおいて、相関値がピークＰとなる。

【0027】

図８は、前記信号同期部２６にて受信信号と同期検出用信号との相互相関を算出する処理を示す説明図である。図８において、時刻ｔにおける受信信号をI(t)とし、サンプリング時刻における同期検出用信号をA(1)，A(2)，…，A(N)とすると、前記サンプリング時刻における受信信号は、I(t+1)，I(t+2)，…，I(t+N)となる。この状態で、受信信号に対して同期検出用信号をずらしながら乗算して相互相関を算出すると、相互相関ｒは、

【数1】

と表される。これにより、相互相関による相関値が算出される。

【0028】

このようにして得られる相関値のピーク時刻の検出について説明する。図７（ｃ）に示す相互相関を算出した後の信号波形において、受信信号と同期検出用信号との相互相関は、前記同期検出用信号と同じ波形の信号を受信した場合に最大となり、ピークＰが生じる。したがって、相互相関を算出した後の信号波形においてピークＰが生じた時刻Ｔp（ピーク時刻）を検出することで、同期検出用信号と同じ波形の信号を受信した時刻を求めることができる。すなわち、受信信号に含まれる電文信号の先頭に加えられたスタートフラグ（図７（ａ）参照）を、同期検出用信号（図７（ｂ）参照）として用意することで、電文信号に含まれるスタートフラグの終端時刻Ｔeを検出することができる。

【0029】

ここで、相関値のピーク時刻Ｔpの検出には、例えば次の三つの手法がある。
（１）相互相関により得た相関波形に対して閾値を設け、この閾値を前記相関波形が超えた時点をピーク時刻とする（第１の実施例）。
（２）相互相関により得た相関波形に対して所定の時間間隔ごとにピークを検出しその時点をピーク時刻とする（第２の実施例）。
（３）前回検出したピーク時刻から今回のピーク時刻を推定し、この推定したピーク時刻を含む前後の時間範囲からピークを検出しその時点をピーク時刻とする（第３の実施例）。

【0030】

図９は、相関値のピーク時刻Ｔpを検出する第１の実施例を示すグラフである。この実施例は、相互相関により得られた相関波形に対して予め定めた大きさの閾値ＴＬを設け、この閾値ＴＬを前記相関波形の振幅が超えた（Ｐ）時点をピーク時刻Ｔpとするものである。この場合は、相関波形が閾値ＴＬを超えた時点で直ちにピーク時刻Ｔpを検出することができる。一方、相関波形の振幅が変化して今までよりも大きくなったり、逆に小さくなった場合は、閾値ＴＬを設定し直す必要がある。

【0031】

図１０は、相関値のピーク時刻Ｔpを検出する第２の実施例を示すグラフである。この実施例は、相互相関により得られた相関波形に対して所定の時間間隔ＨごとにピークＰを検出しその時点をピーク時刻Ｔpとするものである。この場合は、相関波形の振幅が変化しても時間間隔Ｈにおける相関値のピークＰを求めて、ピーク時刻Ｔpを検出することができる。一方、所定の時間間隔Ｈだけ待たないと、ピーク時刻Ｔpを検出することができない。

【0032】

図１１は、相関値のピーク時刻Ｔpを検出する第３の実施例を示すグラフである。この実施例は、前回検出したピーク時刻Ｔp₀から今回のピーク時刻Ｔp₁を推定し、この推定したピーク時刻Ｔp₁を含む前後の時間範囲ｈからピークＰを検出しその時点をピーク時刻Ｔpとするものである。ピーク時刻Ｔp₁の推定は、前回のピーク時刻Ｔp₀に１電文時間を加えた時点として求められる。この場合は、第２の実施例のように所定の時間間隔Ｈだけ待つ必要はないが、前回検出したピーク時刻Ｔp₀を必要とし且つそれが正しいことが前提となる。

【0033】

このように、第１〜第３の実施例による相関値のピーク時刻Ｔpの検出には、それぞれ利害得失がある。そこで、図３に示す信号同期部２６としては、相関値のピーク時刻を検出する手段として、上述の第１、第２、第３の実施例にそれぞれ対応する処理部を備えておき、状況に応じて最良と思われる手段を選択して実行するようにしてもよい。或いは、予め第１〜第３の実施例のうちの何れかの処理部を備えて、実行するようにしてもよい。

【0034】

その後、図４において、前記検出されたピーク時刻Ｔpから同期時刻Ｔsを検出し（Ｂ５）、それを同期時刻として出力する（Ｂ６）。

【0035】

ここで、同期時刻Ｔsの検出には、例えば次の二つの手法がある。
（ａ）検出したピーク時刻Ｔpをそのまま同期時刻とする（第１の処理）。
（ｂ）前回までに検出した複数のピーク時刻Ｔpから今回のピーク時刻をそれぞれ推定し、その推定した複数のピーク時刻を平均化しその平均値を同期時刻として算出する（第２の処理）。

【0036】

第１の処理は、図９〜図１１の何れかの実施例で検出したピーク時刻Ｔpをそのまま同期時刻として用いるものである。この場合は、同期時刻を速やかに検出することができる。

【0037】

第２の処理は、図９〜図１１の何れかの実施例で検出した前回までの複数のピーク時刻Ｔpから今回のピーク時刻を推定し、推定した複数のピーク時刻の平均値を同期時刻として算出するものである。以下に、その算出方法を説明する。

【0038】

図１２は、前回までの複数のピーク時刻から今回のピーク時刻を推定し、その推定した複数のピーク時刻を平均化して同期時刻を算出する例を説明する表１であり、図１３は、図１２に示す複数のピーク時刻を平均化して同期時刻を算出する例を、模式化して示す説明図である。表１は、例として前回までの４つの電文のピーク時刻から今回の電文のピーク時刻を推定し、この５つの推定値から今回のピーク時刻を算出する場合を示している。

【0039】

表１において、今回の電文のピーク時刻（同期時刻）をt(0)とし、１〜４つ前の電文のピーク時刻（同期時刻）をそれぞれt(1)，t(2)，t(3)，t(4)としている。そして、今回の電文のピーク時刻の推定値をs(0)とすると、s(0)＝t(0)となる。ここで、１電文の時間の長さをRとすると、図１３の模式図（４つ前の電文１から今回の電文５までを模式化して図示）を参照して、１つ前の電文のピーク時刻の推定値は、s(1)＝t(1)+Rとなる。以下同様にして、２〜４つ前の電文のピーク時刻の推定値はそれぞれ、s(2)＝t(2)+2R，s(3)＝t(3)+3R，s(4)＝t(4)+4Rとなる。図１３において、１〜４つ前の電文のピーク時刻の推定値s(1)〜s(4)が幅Ｑの範囲でばらつくのは、ノイズによりピーク時刻がずれることがあるからである。

【0040】

これらの５つの推定値s(0)〜s(4)から今回のピーク時刻を算出するには、５つの推定値を平均化しその平均値を求めればよい。すなわち、
平均値＝{s(0)+s(1)+s(2)+s(3)+s(4)}/5
これが今回求める同期時刻Ｔsとなる。この場合は、ノイズ等の影響による同期時刻の誤差を小さくすることができる。

【0041】

なお、図１２及び図１３に示す複数の推定値の平均化処理においては、複数の電文のピーク時刻（同期時刻）から求めた各推定値s(0)，s(1)，s(2)，s(3)，s(4)に対し、同じ重みづけで加算した場合に相当する。しかし、これに限られず、各推定値に適宜の割合で重みづけに傾斜をつけてもよい。例えば、より現在に近いタイミングの推定値の重みを大きくしてもよい。

【0042】

このような、第１の処理又は第２の処理により、図４において、前記検出されたピーク時刻Ｔpから同期時刻Ｔsが検出される（Ｂ５）。その後、その同期時刻Ｔsをデータ区間との同期時刻として出力する（Ｂ６）。そして、図３に示す信号同期部２６から信号抽出部２３に対して同期時刻Ｔsの信号が送られ、前記信号抽出部２３に対して、どのタイミングで受信信号を抽出するかを決定して指示を出す。これにより、受信したＡＴＣ信号について周波数スペクトルを用いた復調処理を行う際に、前記ＡＴＣ信号のデータ受信開始との同期を取ることができる。

【0043】

なお、以上の実施形態で説明された構成、形状、大きさ及び配置関係等については、本発明が理解、実施できる程度に概略的に示したものにすぎない。したがって、本発明は、以上に説明された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り、様々な形態に変更することができる。

【符号の説明】

【0044】

１…地上装置
２…車上装置
３…列車
４…軌道（レール）
６…受信コイル
１４…復調回路（復調処理手段）
２０…信号入力部
２１…周波数シフト部
２２…デシメーション部
２３…信号抽出部
２４…フーリエ変換部
２５…信号判別部
２６…信号同期部
Ｔ₁，Ｔ₂，Ｔ₃，Ｔ₄…軌道回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】