受信装置及び信号判定プログラム
【課題】 ＣＮＲが低い場合又はＣＮＲがマイナスである場合であっても、信号を検出することが可能な受信装置と、この受信装置で用いられる信号判定プログラムとを提供する。
【解決手段】 受信装置は、アンテナ、ＲＦ変換部、アナログ−デジタル変換部、スライディングバッファ部、非線形処理部、直交変換部及び信号検出部を具備する。スライディングバッファ部は、アンテナ、ＲＦ変換部及びアナログ−デジタル変換部を介して変換されたデジタル信号を一時的に保持し、所定のサンプル数のサンプル群をスライディングさせながら出力する。非線形処理部は、出力されたサンプル群に対して非線形処理を行う。直交変換部は、非線形処理された処理信号に対して直交変換を行うことで、受信した電波に含まれる変調信号の信号成分を強調し、かつ、雑音成分を抑圧したスペクトラム分布を作成する。信号検出部は、スペクトラム分布に基づいて変調信号の出現又は消失を判定する。
【解決手段】 受信装置は、アンテナ、ＲＦ変換部、アナログ−デジタル変換部、スライディングバッファ部、非線形処理部、直交変換部及び信号検出部を具備する。スライディングバッファ部は、アンテナ、ＲＦ変換部及びアナログ−デジタル変換部を介して変換されたデジタル信号を一時的に保持し、所定のサンプル数のサンプル群をスライディングさせながら出力する。非線形処理部は、出力されたサンプル群に対して非線形処理を行う。直交変換部は、非線形処理された処理信号に対して直交変換を行うことで、受信した電波に含まれる変調信号の信号成分を強調し、かつ、雑音成分を抑圧したスペクトラム分布を作成する。信号検出部は、スペクトラム分布に基づいて変調信号の出現又は消失を判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、受信した電波に所定の変調方式による変調信号が含まれているか否かを判定する受信装置と、この受信装置で用いられる信号判定プログラムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
違法電波監視技術は、国際電気通信連合条約及び国内法（電波法等）の遵守のために必要不可欠である。しかしながら、違法電波の発射は後を絶たず、正式に運用されているシステムへの重大な影響を及ぼす可能性が否定できない。
【０００３】
ところで、違法電波監視技術としての電波の有無を自動検出する信号判定装置が提案されている。しかしながら、従来の信号判定装置では、ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）の低い信号を検出しようとすると雑音等により、誤検出の増加を招く虞がある。そのため、従来の信号判定装置では、雑音等による誤検出の影響を考慮して、ＣＮＲの高い信号を検出対象とするようにしている。
【０００４】
さらに、昨今の無線通信技術の高度化により、電波に含まれる信号電力が雑音電力以下、つまりＣＮＲがマイナスであっても、信号を十分に復調／復号が可能な場合もある。
【０００５】
上述の事情を勘案すると、電波監視技術として、ＣＮＲの低い信号及びＣＮＲがマイナスの信号を検出する技術が必要不可欠になると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２５７６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように、ＣＮＲの低い信号及びＣＮＲがマイナスの信号を検出することができる技術が要請されている。
【０００８】
そこで、目的は、ＣＮＲが低い場合又はＣＮＲがマイナスである場合であっても、信号を検出することが可能な受信装置と、この受信装置で用いられる信号判定プログラムとを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、受信装置は、アンテナ、ＲＦ変換部、アナログ−デジタル変換部、スライディングバッファ部、非線形処理部、直交変換部及び信号検出部を具備する。アンテナは、変調信号を含む電波を受信する。ＲＦ変換部は、前記電波を予め設定された周波数のベースバンド信号へ変換する。アナログ−デジタル変換部は、前記ベースバンド信号をデジタル信号へ変換する。スライディングバッファ部は、前記デジタル信号を一時的に保持し、第１のサンプル数のサンプル群を、第２のサンプル数ずつずらしながら出力する。非線形処理部は、前記スライディングバッファ部からのサンプル群に対して非線形処理を行う。直交変換部は、前記非線形処理部からの処理信号に対して直交変換を行うことで、前記変調信号の信号成分を強調し、かつ、雑音成分を抑圧したスペクトラム分布を作成する。信号検出部は、前記スペクトラム分布に基づいて前記変調信号の出現又は消失を判定する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態の受信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＡ／Ｄ変換部から信号処理部へ出力されるデジタル信号の一例を示す図である。
【図３】図１のＦＦＴ処理部で、非線形処理の算出結果に対してＦＦＴ処理を施した際のスペクトラム分析結果を示す図である。
【図４】第２の実施形態の受信装置の機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る受信装置の機能構成を示すブロック図である。図１に示す受信装置は、アンテナ１０、ＲＦ変換部２０、Ａ／Ｄ変換部３０及び信号処理部４０を具備する。
【００１３】
アンテナ１０は、外部から到来する電波を受信する。この電波は、ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）が低い信号であり、親局（図示せず）から送信された変調信号を含むとする。
【００１４】
ＲＦ変換部２０は、アンテナ１０で受信された電波を所定の周波数のベースバンド信号に変換する。また、ＲＦ変換部２０は、このベースバンド信号に対して、フィルタ処置等の受信処理を行う。
【００１５】
Ａ／Ｄ変換部３０は、ＲＦ変換部２０からのベースバンド信号を、デジタル形式のデジタル信号へ変換する。
【００１６】
信号処理部４０は、例えばマイクロプロセッサからなるＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えたもので、アプリケーション・プログラムを上記ＣＰＵに実行させることにより以下の機能を有する。すなわち、信号処理部４０は、スライディングバッファ部４１、非線形処理部４２、ＦＦＴ処理部４３及び信号検出部４４を備える。
【００１７】
スライディングバッファ部４１は、Ａ／Ｄ変換部３０からのデジタル信号のサンプルを一時的に保持し、保持したサンプル群を非線形処理部４２へ出力する。すなわち、スライディングバッファ部４１は、連続するＮ個のサンプルを一群とするＮサンプルの信号を、Ｍ個のサンプルずつスライディングさせながら非線形処理部４２へ出力する。スライディングバッファ部４１から出力されるＮサンプルの信号ｘｋ（ｌ）は、Ａ／Ｄ変換部３０からのデジタル信号ｙ（ｎ）に基づいて、
【数１】
【００１８】
と定義される。ここで、ｋは、スライディングバッファ部４１から出力されるＮサンプルの信号の番号であり、０から始まる連続した番号である。また、ｓ（ｌ）は信号成分を示し、ｎ（ｌ）は雑音成分を示す。
【００１９】
非線形処理部４２は、スライディングバッファ部４１からのＮサンプルの信号に対して非線形処理を行う。非線形処理は、非線形処理により得られた算出結果に後段のＦＦＴ処理を施すことにより、信号成分を強調し、雑音成分を抑圧するための処理である。非線形処理の一例として、以下の処理が挙げられる。
【数２】
【００２０】
非線形処理部４２は、非線形処理により得られた算出結果をＦＦＴ処理部４３へ出力する。なお、ここでは非線形処理として、Ｎサンプルの信号に対して、複素共役を掛け合わせる処理を示したが、これに限定される訳ではない。非線形処理の方法は、入力される信号の種類に応じて様々な方法がある。
【００２１】
ＦＦＴ処理部４３は、入力された信号に対して直交変換を行う直交変換部の一例である。ＦＦＴ処理部４３は、非線形処理部４２からの算出結果に対して、ＦＦＴ処理を行う。このＦＦＴ処理により、算出結果の周波数帯域が狭小化され、算出結果が平均化されることとなる。狭小化処理及び平均化処理により、式（２）に示す算出結果のうち第３項が抑圧される。これは、信号成分ｓ（ｌ）及び／又は雑音成分ｎ（ｌ）がランダムであることによる。つまり、十分に長いサンプル数であればＦＦＴ処理部４３によるＦＦＴ処理では、式（２）に示す算出結果のうち、第１項及び第２項についてのスペクトラム分析が行われることとなる。
【００２２】
ところで、非線形処理によりデジタル形式における位相変調及び周波数変調等では、シンボルの変化点が時系列信号に現れることになる。そのため、式（２)のスペクトラム分析結果としては、中央及びその両脇にスペクトラム成分が最小で３個現れることになる。このとき、中央のスペクトラム成分と、両脇のスペクトラム成分との差は、デジタル変調の場合には、ボーレートに対応する量である。
【００２３】
なお、直交変換部は、ＦＦＴ処理部４３に限定される訳ではなく、離散コサイン変換、離散サイン変換又はウェーブレット変換等を行う部材であっても構わない。また、電波に含まれる変調信号の周波数帯が既知である場合には、スライディング平均を取る部材であっても構わない。
【００２４】
信号検出部４４は、ＦＦＴ処理部４３からのスペクトラム分析結果に基づいて、変調信号の出現／消滅の判定を行う。具体的には、信号検出部４４は、スペクトラム分析結果におけるスペクトラムのレベル変化に基づいて変調信号の有無を判断する。つまり、信号検出部４４は、ｋ番目のＮサンプルの信号についてのスペクトラム成分と、ｋ＋ｋ’番目のＮサンプルの信号についてのスペクトラム成分とを比較し、スペクトラム成分の変化量を検出することで変調信号の有無を判断する。なお、ｋ’は、スペクトラム成分を比較する時間的な変化量に対応するものである。
【００２５】
例えば、ｋ番目のＮサンプルの信号についてのスペクトラム成分における有意なピークの値をｐｓｄ（ｋ，ｆ）とする（ｐｓｄ：power spectrum density）。なお、ｆはＦＦＴ処理のｂｉｎ番号に対応する。すると、スペクトラム成分のピークの変動Δ（ｋ，ｆ）は、
【数３】
【００２６】
と表される。信号検出部４４は、Δ（ｋ，ｆ）の符号が正であり、Δ（ｋ，ｆ）の絶対値が閾値を超える場合に、変調信号が出現したと判定する。同様に、信号検出部４４は、Δ（ｋ，ｆ）の符号が負であり、Δ（ｋ，ｆ）の絶対値が閾値を超える場合に、変調信号が消滅したと判定する。なお、この判定方法は、一実施例であり、他の手法を適用しても構わない。信号検出部４４は、変調信号が出現又は消滅した旨を示す出現／消滅情報を後段へ出力する。また、信号検出部４４は、中央のスペクトラム成分と、両脇のスペクトラム成分との差に基づき、ボーレートを取得し、このボーレートに関する情報を後段へ出力するようにしても良い。なお、閾値は、固定値であっても、変動値であっても構わない。
【００２７】
次に、上記構成の信号処理部４０によるスペクトラム分析のシミュレーション結果を示す。
【００２８】
図２は、Ａ／Ｄ変換部３０から信号処理部４０へ出力されるデジタル信号の一例を示す図である。図２において、変調信号は、８ＰＳＫで変調され、ロールオフ率αは０．５であり、ＣＮＲは−１０［ｄＢ］である。
【００２９】
スライディングバッファ部４１は、Ｍサンプルずつスライディングさせながら、図２に示すデジタル信号のサンプルをＮサンプルずつ非線形処理部４２へ出力する。非線形処理部４２は、スライディングバッファ部４１からのＮサンプルの信号に対して、式（２）に示す非線形処理を実行する。非線形処理の算出結果は、ＦＦＴ処理部４３でＦＦＴ処理される。図３は、非線形処理の算出結果に対してＦＦＴ処理を施した際のスペクトラム分析結果を示す図である。図３に示すように、中央のスペクトラム成分と、この中央のスペクトラム成分の両脇のスペクトラム成分とが検出されることがわかる。なお、前述の通り、中央のスペクトラム成分と、両脇のスペクトラム成分との差は、ボーレートに対応する量となる。
【００３０】
以上のように、上記第１の実施形態では、スライディングバッファ部４１により、Ｎサンプルの信号を出力し、非線形処理部４２により非線形処理を行なった後、ＦＦＴ処理部４３でＦＦＴ処理をするようにしている。ＦＦＴ処理により受信周波数が狭小化され、かつ、受信周波数帯域内での受信エネルギーが平均化されるため、非線形処理が施されたデジタル信号の信号成分を強調し、雑音成分を抑圧することが可能となる。これにより、ＣＮＲが低い信号を受信した場合であっても、信号検出部４４へは、信号成分が強調され、かつ、雑音成分が抑圧されたスペクトラム分析結果が供給されることとなる。
【００３１】
また、上記第１の実施形態では、スライディングバッファ部４１により、連続するＮ個のサンプルを一群とするＮサンプルの信号を、Ｍ個のサンプルずつスライディングさせながら非線形処理部４２へ出力するようにしている。これにより、ＦＦＴ出力の各ビンの帯域幅やサンプリングレート等をコントロールすることが可能である。
【００３２】
したがって、第１の実施形態に係る受信装置によれば、ＣＮＲが低い場合又はＣＮＲがマイナスである場合であっても、信号を検出することができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係わる受信装置の構成を示すブロック図である。図４に示す受信装置は、アンテナ１０、ＲＦ変換部２０、Ａ／Ｄ変換部３０及び信号処理部５０を具備する。図４において図１と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分について説明する。
【００３４】
信号処理部５０は、例えばマイクロプロセッサからなるＣＰＵを備えたもので、アプリケーション・プログラムを上記ＣＰＵに実行させることにより以下の機能を有する。すなわち、信号処理部５０は、帯域分割処理部５８、非線形処理部５４１〜５４ｎ、ＦＦＴ処理部５５１〜５５ｎ、信号検出部５６１〜５６ｎ及び検出判定部５７を備える。
【００３５】
帯域分割処理部５８は、スライディングバッファ部５１、窓関数処理部５２及び帯域分割部５３を備える。
【００３６】
スライディングバッファ部５１は、連続するＮ個のサンプルを一群とするＮサンプルの信号を、Ｍ個のサンプルずつスライディングさせながら窓関数処理部５２へ出力する。これにより、帯域分割部５３による帯域分割の周波数間隔、及び、帯域分割後のサンプリング周波数を調整することが可能となる。
【００３７】
窓関数処理部５２は、スライディングバッファ部５１からのＮサンプルの信号に対して所定の窓関数を乗算する。ここで、所定の窓関数は、帯域分割部５３でのＦＦＴ処理により、Ｎサンプルの信号に対して周波数変換処理及びローパスフィルタ処理が行われるような特性を有する。窓関数処理部５２は、窓関数を掛けたＮサンプルの信号を帯域分割部５３へ出力する。
【００３８】
帯域分割部５３は、ＦＦＴフィルタバンクにより構成される。帯域分割部５３は、窓関数処理部５２からのＮサンプルの信号に対してＦＦＴ処理を行い、Ｎサンプルの信号に対する周波数変換処理及びローパスフィルタ処理が行われるようにする。これにより、受信周波数が、予め設定された幅の複数の周波数帯域に分割されることになる。このとき、各周波数帯は、隣り合う周波数帯と、周波数の一部がオーバラップするようになっている。
【００３９】
帯域分割部５３には、周波数帯域毎に非線形処理部５４１〜５４ｎが接続されており、ＦＦＴ処理後のデータが非線形処理部５４１〜５４ｎのいずれかへ供給される。
【００４０】
図４に示す受信装置では、帯域分割部５３により、受信周波数がｎ個の周波数帯域に分割されるように設定されている。非線形処理部５４１〜５４ｎ、ＦＦＴ処理部５５１〜５５ｎ及び信号検出部５６１〜５６ｎは、帯域分割部５３で分割された周波数帯域毎に設置される。非線形処理部５４１〜５４ｎ、ＦＦＴ処理部５５１〜５５ｎ、信号検出部５６１〜５６ｎの動作はそれぞれ同様であるため、以下では、非線形処理部５４１、ＦＦＴ処理部５５１及び信号検出部５６１について説明する。
【００４１】
非線形処理部５４１は、帯域分割部５３からのＮサンプルの信号に対して非線形処理を行う。非線形処理部５４１は、非線形処理により得られた算出結果をＦＦＴ処理部５５１へ出力する。
【００４２】
ＦＦＴ処理部５５１は、入力された信号に対して直交変換を行う直交変換部の一例である。ＦＦＴ処理部５５１は、非線形処理部５４１からの算出結果に対して、ＦＦＴ処理を行う。このＦＦＴ処理により、算出結果の周波数帯域が狭小化され、算出結果が平均化されることとなる。
【００４３】
信号検出部５６１は、ＦＦＴ処理部５５１からのスペクトラム分析結果に基づいて、検出情報を作成する。具体的には、信号検出部５６１は、ｋ番目のＮサンプルの信号についてのスペクトラム成分における有意なピークの値ｐｓｄ（ｋ，ｆ）、及び、スペクトラム成分のピークの変動Δ（ｋ，ｆ）を検出情報として作成し、検出判定部５７へ出力する。なお、ｆはＦＦＴ処理のｂｉｎ番号に対応する。
【００４４】
検出判定部５７は、信号検出部５６１〜５６ｎからの検出情報に基づいて、変調信号の出現又は消滅、変調信号の帯域幅及び変調信号の出現周波数を推定する。
【００４５】
例えば、検出判定部５７は、Δ（ｋ，ｆ）に基づき、Δ（ｋ，ｆ）の符号が正であり、Δ（ｋ，ｆ）の絶対値が閾値を超える場合に、変調信号が出現したと判定する。同様に、信号検出部４４は、Δ（ｋ，ｆ）の符号が負であり、Δ（ｋ，ｆ）の絶対値が閾値を超える場合に、変調信号が消滅したと判定する。また、検出判定部５７は、周波数帯域がオーバラップしている部分については、オーバラップしている周波数帯域間でΔ（ｋ，ｆ）を算術平均し、その算術平均した結果を用いてスペクトラム成分の変化量を検出することで変調信号の出現／消滅を判定する。検出判定部５７は、出現／消滅情報を後段へ出力する。
【００４６】
また、検出判定部５７は、信号検出部５６１〜５６ｎからのΔ（ｋ，ｆ）の最大ピークから周波数軸方向に対してＸ［ｄＢ］低下する点を周波数帯域の両側から周波数方向にサーチし、発見した点間の幅を、変調信号の帯域幅として推定する。また、検出判定部５７は、周波数帯域がオーバラップしている部分に関しては、オーバラップしている周波数帯域のΔ（ｋ，ｆ）を算術平均し、算術平均したΔ（ｋ，ｆ）の最大ピークからＸ［ｄＢ］低下する点を周波数帯域の両側から周波数方向にサーチする。そして、発見した点間の幅を、変調信号の帯域幅として推定する。検出判定部５７は、帯域幅情報を後段へ出力する。
【００４７】
また、検出判定部５７は、Δ（ｋ，ｆ）の最大ピークからＸ［ｄＢ］低下する点を変調信号の出現周波数として推定する。また、検出判定部５７は、周波数帯域がオーバラップしている部分に関しては、オーバラップしている周波数帯域のΔ（ｋ，ｆ）を算術平均し、算術平均したΔ（ｋ，ｆ）の最大ピークからＸ［ｄＢ］低下する点を変調信号の出現周波数として推定する。検出判定部５７は、出現周波数情報を後段へ出力する。
【００４８】
また、信号検出部５６１は、中央のスペクトラム成分と、両脇のスペクトラム成分との差についての情報を検出判定部５７へ出力しても構わない。検出判定部５７は、スペクトラム間の差についての情報に基づき、ボーレートを推定する。
【００４９】
以上のように、上記第２の実施形態では、帯域分割部５３により受信周波数を複数の周波数帯域に分割し、周波数帯毎にＮサンプルの信号に対して非線形処理を行い、非線形処理の算出結果に対してＦＦＴ処理を行うようにしている。ＦＦＴ処理により受信周波数が狭小化され、かつ、受信周波数帯域内での受信エネルギーが平均化されるため、非線形処理が施されたデジタル信号の信号成分を強調し、雑音成分を抑圧することが可能となる。これにより、ＣＮＲが低い信号を受信した場合であっても、信号検出部５６１〜５６ｎへは、信号成分が強調され、かつ、雑音成分が抑圧されたスペクトラム分析結果が供給されることとなる。これにより、各周波数帯域単位で変調信号の出現及び消失を判定することが可能となる。
【００５０】
また、上記第２の実施形態では、各周波数帯域でスペクトラム分析を行うようにしている。これにより、変調信号が出現した周波数帯、及び、出現した変調信号の帯域幅を推定することが可能となる。
【００５１】
また、第２の実施形態では、非線形処理部５４１〜５４ｎ、ＦＦＴ処理部５５１〜５５ｎ及び信号検出部５６１〜５６ｎは、周波数帯域毎に各処理を行う。これにより、電波に複数の周波数帯域の変調信号が含まれている場合であっても、各周波数帯域で検出することが可能となる。
【００５２】
また、第２の実施形態では、各周波数帯域は隣り合う周波数帯域と、一部の周波数がオーバラップするように設定されている。そして、検出判定部５７は、オーバラップしている周波数については、スペクトラムの状態を算術平均し、算術平均した結果を用いて変調信号の出現／消滅を判定するようにしている。これにより、変調信号の出現帯域が、複数の周波数帯域に及ぶ場合であっても、変調信号の出現／消滅を判定することが可能となる。
【００５３】
したがって、第２の実施形態に係る受信装置によれば、ＣＮＲが低い場合又はＣＮＲがマイナスである場合であっても、信号を検出することができる。
【００５４】
なお、第２の実施形態に係る受信装置では、帯域分割処理部５８は、スライディングバッファ部５１、窓関数処理部５２及び帯域分割部５３を備え、デジタル信号を複数の周波数帯域に分割する場合を例に説明した。しかしながら、これに限定される訳ではない。例えば、帯域分割処理部５８は、スライディングバッファ部５１、窓関数処理部５２及び帯域分割部５３の代わりに、複数の直交検波器と複数のＬＰＦ（Low Pass Filter）とを備えていても構わない。
【００５５】
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５６】
１０…アンテナ
２０…ＲＦ変換部
３０…Ａ／Ｄ変換部
４０，５０…信号処理部
４１，５１…スライディングバッファ部
４２，５４１〜５４ｎ…非線形処理部
４３，５５１〜５５ｎ…ＦＦＴ処理部
４４，５６１〜５６ｎ…信号検出部
５２…窓関数処理部
５３…帯域分割部
５７…検出判定部
５８…帯域分割処理部
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、受信した電波に所定の変調方式による変調信号が含まれているか否かを判定する受信装置と、この受信装置で用いられる信号判定プログラムとに関する。
【背景技術】
【０００２】
違法電波監視技術は、国際電気通信連合条約及び国内法（電波法等）の遵守のために必要不可欠である。しかしながら、違法電波の発射は後を絶たず、正式に運用されているシステムへの重大な影響を及ぼす可能性が否定できない。
【０００３】
ところで、違法電波監視技術としての電波の有無を自動検出する信号判定装置が提案されている。しかしながら、従来の信号判定装置では、ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）の低い信号を検出しようとすると雑音等により、誤検出の増加を招く虞がある。そのため、従来の信号判定装置では、雑音等による誤検出の影響を考慮して、ＣＮＲの高い信号を検出対象とするようにしている。
【０００４】
さらに、昨今の無線通信技術の高度化により、電波に含まれる信号電力が雑音電力以下、つまりＣＮＲがマイナスであっても、信号を十分に復調／復号が可能な場合もある。
【０００５】
上述の事情を勘案すると、電波監視技術として、ＣＮＲの低い信号及びＣＮＲがマイナスの信号を検出する技術が必要不可欠になると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−２５７６４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
以上のように、ＣＮＲの低い信号及びＣＮＲがマイナスの信号を検出することができる技術が要請されている。
【０００８】
そこで、目的は、ＣＮＲが低い場合又はＣＮＲがマイナスである場合であっても、信号を検出することが可能な受信装置と、この受信装置で用いられる信号判定プログラムとを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、受信装置は、アンテナ、ＲＦ変換部、アナログ−デジタル変換部、スライディングバッファ部、非線形処理部、直交変換部及び信号検出部を具備する。アンテナは、変調信号を含む電波を受信する。ＲＦ変換部は、前記電波を予め設定された周波数のベースバンド信号へ変換する。アナログ−デジタル変換部は、前記ベースバンド信号をデジタル信号へ変換する。スライディングバッファ部は、前記デジタル信号を一時的に保持し、第１のサンプル数のサンプル群を、第２のサンプル数ずつずらしながら出力する。非線形処理部は、前記スライディングバッファ部からのサンプル群に対して非線形処理を行う。直交変換部は、前記非線形処理部からの処理信号に対して直交変換を行うことで、前記変調信号の信号成分を強調し、かつ、雑音成分を抑圧したスペクトラム分布を作成する。信号検出部は、前記スペクトラム分布に基づいて前記変調信号の出現又は消失を判定する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態の受信装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図１のＡ／Ｄ変換部から信号処理部へ出力されるデジタル信号の一例を示す図である。
【図３】図１のＦＦＴ処理部で、非線形処理の算出結果に対してＦＦＴ処理を施した際のスペクトラム分析結果を示す図である。
【図４】第２の実施形態の受信装置の機能構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る受信装置の機能構成を示すブロック図である。図１に示す受信装置は、アンテナ１０、ＲＦ変換部２０、Ａ／Ｄ変換部３０及び信号処理部４０を具備する。
【００１３】
アンテナ１０は、外部から到来する電波を受信する。この電波は、ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）が低い信号であり、親局（図示せず）から送信された変調信号を含むとする。
【００１４】
ＲＦ変換部２０は、アンテナ１０で受信された電波を所定の周波数のベースバンド信号に変換する。また、ＲＦ変換部２０は、このベースバンド信号に対して、フィルタ処置等の受信処理を行う。
【００１５】
Ａ／Ｄ変換部３０は、ＲＦ変換部２０からのベースバンド信号を、デジタル形式のデジタル信号へ変換する。
【００１６】
信号処理部４０は、例えばマイクロプロセッサからなるＣＰＵ（Central Processing Unit）を備えたもので、アプリケーション・プログラムを上記ＣＰＵに実行させることにより以下の機能を有する。すなわち、信号処理部４０は、スライディングバッファ部４１、非線形処理部４２、ＦＦＴ処理部４３及び信号検出部４４を備える。
【００１７】
スライディングバッファ部４１は、Ａ／Ｄ変換部３０からのデジタル信号のサンプルを一時的に保持し、保持したサンプル群を非線形処理部４２へ出力する。すなわち、スライディングバッファ部４１は、連続するＮ個のサンプルを一群とするＮサンプルの信号を、Ｍ個のサンプルずつスライディングさせながら非線形処理部４２へ出力する。スライディングバッファ部４１から出力されるＮサンプルの信号ｘｋ（ｌ）は、Ａ／Ｄ変換部３０からのデジタル信号ｙ（ｎ）に基づいて、
【数１】
【００１８】
と定義される。ここで、ｋは、スライディングバッファ部４１から出力されるＮサンプルの信号の番号であり、０から始まる連続した番号である。また、ｓ（ｌ）は信号成分を示し、ｎ（ｌ）は雑音成分を示す。
【００１９】
非線形処理部４２は、スライディングバッファ部４１からのＮサンプルの信号に対して非線形処理を行う。非線形処理は、非線形処理により得られた算出結果に後段のＦＦＴ処理を施すことにより、信号成分を強調し、雑音成分を抑圧するための処理である。非線形処理の一例として、以下の処理が挙げられる。
【数２】
【００２０】
非線形処理部４２は、非線形処理により得られた算出結果をＦＦＴ処理部４３へ出力する。なお、ここでは非線形処理として、Ｎサンプルの信号に対して、複素共役を掛け合わせる処理を示したが、これに限定される訳ではない。非線形処理の方法は、入力される信号の種類に応じて様々な方法がある。
【００２１】
ＦＦＴ処理部４３は、入力された信号に対して直交変換を行う直交変換部の一例である。ＦＦＴ処理部４３は、非線形処理部４２からの算出結果に対して、ＦＦＴ処理を行う。このＦＦＴ処理により、算出結果の周波数帯域が狭小化され、算出結果が平均化されることとなる。狭小化処理及び平均化処理により、式（２）に示す算出結果のうち第３項が抑圧される。これは、信号成分ｓ（ｌ）及び／又は雑音成分ｎ（ｌ）がランダムであることによる。つまり、十分に長いサンプル数であればＦＦＴ処理部４３によるＦＦＴ処理では、式（２）に示す算出結果のうち、第１項及び第２項についてのスペクトラム分析が行われることとなる。
【００２２】
ところで、非線形処理によりデジタル形式における位相変調及び周波数変調等では、シンボルの変化点が時系列信号に現れることになる。そのため、式（２)のスペクトラム分析結果としては、中央及びその両脇にスペクトラム成分が最小で３個現れることになる。このとき、中央のスペクトラム成分と、両脇のスペクトラム成分との差は、デジタル変調の場合には、ボーレートに対応する量である。
【００２３】
なお、直交変換部は、ＦＦＴ処理部４３に限定される訳ではなく、離散コサイン変換、離散サイン変換又はウェーブレット変換等を行う部材であっても構わない。また、電波に含まれる変調信号の周波数帯が既知である場合には、スライディング平均を取る部材であっても構わない。
【００２４】
信号検出部４４は、ＦＦＴ処理部４３からのスペクトラム分析結果に基づいて、変調信号の出現／消滅の判定を行う。具体的には、信号検出部４４は、スペクトラム分析結果におけるスペクトラムのレベル変化に基づいて変調信号の有無を判断する。つまり、信号検出部４４は、ｋ番目のＮサンプルの信号についてのスペクトラム成分と、ｋ＋ｋ’番目のＮサンプルの信号についてのスペクトラム成分とを比較し、スペクトラム成分の変化量を検出することで変調信号の有無を判断する。なお、ｋ’は、スペクトラム成分を比較する時間的な変化量に対応するものである。
【００２５】
例えば、ｋ番目のＮサンプルの信号についてのスペクトラム成分における有意なピークの値をｐｓｄ（ｋ，ｆ）とする（ｐｓｄ：power spectrum density）。なお、ｆはＦＦＴ処理のｂｉｎ番号に対応する。すると、スペクトラム成分のピークの変動Δ（ｋ，ｆ）は、
【数３】
【００２６】
と表される。信号検出部４４は、Δ（ｋ，ｆ）の符号が正であり、Δ（ｋ，ｆ）の絶対値が閾値を超える場合に、変調信号が出現したと判定する。同様に、信号検出部４４は、Δ（ｋ，ｆ）の符号が負であり、Δ（ｋ，ｆ）の絶対値が閾値を超える場合に、変調信号が消滅したと判定する。なお、この判定方法は、一実施例であり、他の手法を適用しても構わない。信号検出部４４は、変調信号が出現又は消滅した旨を示す出現／消滅情報を後段へ出力する。また、信号検出部４４は、中央のスペクトラム成分と、両脇のスペクトラム成分との差に基づき、ボーレートを取得し、このボーレートに関する情報を後段へ出力するようにしても良い。なお、閾値は、固定値であっても、変動値であっても構わない。
【００２７】
次に、上記構成の信号処理部４０によるスペクトラム分析のシミュレーション結果を示す。
【００２８】
図２は、Ａ／Ｄ変換部３０から信号処理部４０へ出力されるデジタル信号の一例を示す図である。図２において、変調信号は、８ＰＳＫで変調され、ロールオフ率αは０．５であり、ＣＮＲは−１０［ｄＢ］である。
【００２９】
スライディングバッファ部４１は、Ｍサンプルずつスライディングさせながら、図２に示すデジタル信号のサンプルをＮサンプルずつ非線形処理部４２へ出力する。非線形処理部４２は、スライディングバッファ部４１からのＮサンプルの信号に対して、式（２）に示す非線形処理を実行する。非線形処理の算出結果は、ＦＦＴ処理部４３でＦＦＴ処理される。図３は、非線形処理の算出結果に対してＦＦＴ処理を施した際のスペクトラム分析結果を示す図である。図３に示すように、中央のスペクトラム成分と、この中央のスペクトラム成分の両脇のスペクトラム成分とが検出されることがわかる。なお、前述の通り、中央のスペクトラム成分と、両脇のスペクトラム成分との差は、ボーレートに対応する量となる。
【００３０】
以上のように、上記第１の実施形態では、スライディングバッファ部４１により、Ｎサンプルの信号を出力し、非線形処理部４２により非線形処理を行なった後、ＦＦＴ処理部４３でＦＦＴ処理をするようにしている。ＦＦＴ処理により受信周波数が狭小化され、かつ、受信周波数帯域内での受信エネルギーが平均化されるため、非線形処理が施されたデジタル信号の信号成分を強調し、雑音成分を抑圧することが可能となる。これにより、ＣＮＲが低い信号を受信した場合であっても、信号検出部４４へは、信号成分が強調され、かつ、雑音成分が抑圧されたスペクトラム分析結果が供給されることとなる。
【００３１】
また、上記第１の実施形態では、スライディングバッファ部４１により、連続するＮ個のサンプルを一群とするＮサンプルの信号を、Ｍ個のサンプルずつスライディングさせながら非線形処理部４２へ出力するようにしている。これにより、ＦＦＴ出力の各ビンの帯域幅やサンプリングレート等をコントロールすることが可能である。
【００３２】
したがって、第１の実施形態に係る受信装置によれば、ＣＮＲが低い場合又はＣＮＲがマイナスである場合であっても、信号を検出することができる。
【００３３】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係わる受信装置の構成を示すブロック図である。図４に示す受信装置は、アンテナ１０、ＲＦ変換部２０、Ａ／Ｄ変換部３０及び信号処理部５０を具備する。図４において図１と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分について説明する。
【００３４】
信号処理部５０は、例えばマイクロプロセッサからなるＣＰＵを備えたもので、アプリケーション・プログラムを上記ＣＰＵに実行させることにより以下の機能を有する。すなわち、信号処理部５０は、帯域分割処理部５８、非線形処理部５４１〜５４ｎ、ＦＦＴ処理部５５１〜５５ｎ、信号検出部５６１〜５６ｎ及び検出判定部５７を備える。
【００３５】
帯域分割処理部５８は、スライディングバッファ部５１、窓関数処理部５２及び帯域分割部５３を備える。
【００３６】
スライディングバッファ部５１は、連続するＮ個のサンプルを一群とするＮサンプルの信号を、Ｍ個のサンプルずつスライディングさせながら窓関数処理部５２へ出力する。これにより、帯域分割部５３による帯域分割の周波数間隔、及び、帯域分割後のサンプリング周波数を調整することが可能となる。
【００３７】
窓関数処理部５２は、スライディングバッファ部５１からのＮサンプルの信号に対して所定の窓関数を乗算する。ここで、所定の窓関数は、帯域分割部５３でのＦＦＴ処理により、Ｎサンプルの信号に対して周波数変換処理及びローパスフィルタ処理が行われるような特性を有する。窓関数処理部５２は、窓関数を掛けたＮサンプルの信号を帯域分割部５３へ出力する。
【００３８】
帯域分割部５３は、ＦＦＴフィルタバンクにより構成される。帯域分割部５３は、窓関数処理部５２からのＮサンプルの信号に対してＦＦＴ処理を行い、Ｎサンプルの信号に対する周波数変換処理及びローパスフィルタ処理が行われるようにする。これにより、受信周波数が、予め設定された幅の複数の周波数帯域に分割されることになる。このとき、各周波数帯は、隣り合う周波数帯と、周波数の一部がオーバラップするようになっている。
【００３９】
帯域分割部５３には、周波数帯域毎に非線形処理部５４１〜５４ｎが接続されており、ＦＦＴ処理後のデータが非線形処理部５４１〜５４ｎのいずれかへ供給される。
【００４０】
図４に示す受信装置では、帯域分割部５３により、受信周波数がｎ個の周波数帯域に分割されるように設定されている。非線形処理部５４１〜５４ｎ、ＦＦＴ処理部５５１〜５５ｎ及び信号検出部５６１〜５６ｎは、帯域分割部５３で分割された周波数帯域毎に設置される。非線形処理部５４１〜５４ｎ、ＦＦＴ処理部５５１〜５５ｎ、信号検出部５６１〜５６ｎの動作はそれぞれ同様であるため、以下では、非線形処理部５４１、ＦＦＴ処理部５５１及び信号検出部５６１について説明する。
【００４１】
非線形処理部５４１は、帯域分割部５３からのＮサンプルの信号に対して非線形処理を行う。非線形処理部５４１は、非線形処理により得られた算出結果をＦＦＴ処理部５５１へ出力する。
【００４２】
ＦＦＴ処理部５５１は、入力された信号に対して直交変換を行う直交変換部の一例である。ＦＦＴ処理部５５１は、非線形処理部５４１からの算出結果に対して、ＦＦＴ処理を行う。このＦＦＴ処理により、算出結果の周波数帯域が狭小化され、算出結果が平均化されることとなる。
【００４３】
信号検出部５６１は、ＦＦＴ処理部５５１からのスペクトラム分析結果に基づいて、検出情報を作成する。具体的には、信号検出部５６１は、ｋ番目のＮサンプルの信号についてのスペクトラム成分における有意なピークの値ｐｓｄ（ｋ，ｆ）、及び、スペクトラム成分のピークの変動Δ（ｋ，ｆ）を検出情報として作成し、検出判定部５７へ出力する。なお、ｆはＦＦＴ処理のｂｉｎ番号に対応する。
【００４４】
検出判定部５７は、信号検出部５６１〜５６ｎからの検出情報に基づいて、変調信号の出現又は消滅、変調信号の帯域幅及び変調信号の出現周波数を推定する。
【００４５】
例えば、検出判定部５７は、Δ（ｋ，ｆ）に基づき、Δ（ｋ，ｆ）の符号が正であり、Δ（ｋ，ｆ）の絶対値が閾値を超える場合に、変調信号が出現したと判定する。同様に、信号検出部４４は、Δ（ｋ，ｆ）の符号が負であり、Δ（ｋ，ｆ）の絶対値が閾値を超える場合に、変調信号が消滅したと判定する。また、検出判定部５７は、周波数帯域がオーバラップしている部分については、オーバラップしている周波数帯域間でΔ（ｋ，ｆ）を算術平均し、その算術平均した結果を用いてスペクトラム成分の変化量を検出することで変調信号の出現／消滅を判定する。検出判定部５７は、出現／消滅情報を後段へ出力する。
【００４６】
また、検出判定部５７は、信号検出部５６１〜５６ｎからのΔ（ｋ，ｆ）の最大ピークから周波数軸方向に対してＸ［ｄＢ］低下する点を周波数帯域の両側から周波数方向にサーチし、発見した点間の幅を、変調信号の帯域幅として推定する。また、検出判定部５７は、周波数帯域がオーバラップしている部分に関しては、オーバラップしている周波数帯域のΔ（ｋ，ｆ）を算術平均し、算術平均したΔ（ｋ，ｆ）の最大ピークからＸ［ｄＢ］低下する点を周波数帯域の両側から周波数方向にサーチする。そして、発見した点間の幅を、変調信号の帯域幅として推定する。検出判定部５７は、帯域幅情報を後段へ出力する。
【００４７】
また、検出判定部５７は、Δ（ｋ，ｆ）の最大ピークからＸ［ｄＢ］低下する点を変調信号の出現周波数として推定する。また、検出判定部５７は、周波数帯域がオーバラップしている部分に関しては、オーバラップしている周波数帯域のΔ（ｋ，ｆ）を算術平均し、算術平均したΔ（ｋ，ｆ）の最大ピークからＸ［ｄＢ］低下する点を変調信号の出現周波数として推定する。検出判定部５７は、出現周波数情報を後段へ出力する。
【００４８】
また、信号検出部５６１は、中央のスペクトラム成分と、両脇のスペクトラム成分との差についての情報を検出判定部５７へ出力しても構わない。検出判定部５７は、スペクトラム間の差についての情報に基づき、ボーレートを推定する。
【００４９】
以上のように、上記第２の実施形態では、帯域分割部５３により受信周波数を複数の周波数帯域に分割し、周波数帯毎にＮサンプルの信号に対して非線形処理を行い、非線形処理の算出結果に対してＦＦＴ処理を行うようにしている。ＦＦＴ処理により受信周波数が狭小化され、かつ、受信周波数帯域内での受信エネルギーが平均化されるため、非線形処理が施されたデジタル信号の信号成分を強調し、雑音成分を抑圧することが可能となる。これにより、ＣＮＲが低い信号を受信した場合であっても、信号検出部５６１〜５６ｎへは、信号成分が強調され、かつ、雑音成分が抑圧されたスペクトラム分析結果が供給されることとなる。これにより、各周波数帯域単位で変調信号の出現及び消失を判定することが可能となる。
【００５０】
また、上記第２の実施形態では、各周波数帯域でスペクトラム分析を行うようにしている。これにより、変調信号が出現した周波数帯、及び、出現した変調信号の帯域幅を推定することが可能となる。
【００５１】
また、第２の実施形態では、非線形処理部５４１〜５４ｎ、ＦＦＴ処理部５５１〜５５ｎ及び信号検出部５６１〜５６ｎは、周波数帯域毎に各処理を行う。これにより、電波に複数の周波数帯域の変調信号が含まれている場合であっても、各周波数帯域で検出することが可能となる。
【００５２】
また、第２の実施形態では、各周波数帯域は隣り合う周波数帯域と、一部の周波数がオーバラップするように設定されている。そして、検出判定部５７は、オーバラップしている周波数については、スペクトラムの状態を算術平均し、算術平均した結果を用いて変調信号の出現／消滅を判定するようにしている。これにより、変調信号の出現帯域が、複数の周波数帯域に及ぶ場合であっても、変調信号の出現／消滅を判定することが可能となる。
【００５３】
したがって、第２の実施形態に係る受信装置によれば、ＣＮＲが低い場合又はＣＮＲがマイナスである場合であっても、信号を検出することができる。
【００５４】
なお、第２の実施形態に係る受信装置では、帯域分割処理部５８は、スライディングバッファ部５１、窓関数処理部５２及び帯域分割部５３を備え、デジタル信号を複数の周波数帯域に分割する場合を例に説明した。しかしながら、これに限定される訳ではない。例えば、帯域分割処理部５８は、スライディングバッファ部５１、窓関数処理部５２及び帯域分割部５３の代わりに、複数の直交検波器と複数のＬＰＦ（Low Pass Filter）とを備えていても構わない。
【００５５】
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５６】
１０…アンテナ
２０…ＲＦ変換部
３０…Ａ／Ｄ変換部
４０，５０…信号処理部
４１，５１…スライディングバッファ部
４２，５４１〜５４ｎ…非線形処理部
４３，５５１〜５５ｎ…ＦＦＴ処理部
４４，５６１〜５６ｎ…信号検出部
５２…窓関数処理部
５３…帯域分割部
５７…検出判定部
５８…帯域分割処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調信号を含む電波を受信するアンテナと、
前記電波を予め設定された周波数のベースバンド信号へ変換するＲＦ変換部と、
前記ベースバンド信号をデジタル信号へ変換するアナログ−デジタル変換部と、
前記デジタル信号を一時的に保持し、第１のサンプル数のサンプル群を、第２のサンプル数ずつずらしながら出力するスライディングバッファ部と、
前記スライディングバッファ部からのサンプル群に対して非線形処理を行う非線形処理部と、
前記非線形処理部からの処理信号に対して直交変換を行うことで、前記変調信号の信号成分を強調し、かつ、雑音成分を抑圧したスペクトラム分布を作成する直交変換部と、
前記スペクトラム分布に基づいて前記変調信号の出現又は消失を判定する信号検出部と
を具備することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記直交変換部は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行うことで、前記直交変換を行うことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
変調信号を含む電波を受信するアンテナと、
前記電波を予め設定された周波数のベースバンド信号へ変換するＲＦ変換部と、
前記ベースバンド信号をデジタル信号へ変換するアナログ−デジタル変換部と、
受信周波数を複数の周波数帯域に分割し、前記デジタル信号を前記複数の周波数帯域のうちいずれかへ割り当てる帯域分割処理を行う帯域分割処理部と、
前記複数の周波数帯域毎に設置され、前記複数の周波数帯域毎に割り当てられたデジタル信号に対して非線形処理を行う複数の非線形処理部と、
前記複数の非線形処理部毎に設置され、前記非線形処理が施された処理信号に対して直交変換を行うことで、前記変調信号の信号成分を強調し、かつ、雑音成分を抑圧したスペクトラム分布を作成する複数の直交変換部と、
前記複数の直交変換部毎に設置され、前記スペクトラム分布に基づいて検出情報を作成する複数の信号検出部と、
前記複数の信号検出部それぞれから前記検出情報を受け取り、前記複数の検出情報に基づいて前記変調信号の出現又は消失を判定する検出判定部と
を具備することを特徴とする受信装置。
【請求項４】
前記直交変換部は、ＦＦＴ処理を行うことで、前記直交変換を行うことを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項５】
前記帯域分割処理部は、
前記デジタル信号を一時的に保持し、第１のサンプル数のサンプル群を、第２のサンプル数ずつずらしながら出力するスライディングバッファ部と、
前記スライディングバッファ部からのサンプル群に対して予め設定された窓関数を乗算する窓関数処理部と、
前記窓関数処理部からのサンプル群に対してＦＦＴ処理を行うことで、前記サンプル群に対して前記帯域分割処理を行う帯域分割部と
を備えることを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項６】
前記帯域分割処理部は、前記複数の周波数帯域のうち隣接する周波数帯同士の一部の周波数が互いにオーバラップするように設定し、
前記検出判定部は、オーバラップした周波数における検出情報を算術平均して前記変調信号の出現又は消失を判定することを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項７】
変調信号を含む電波を受信するアンテナと、
前記電波を予め設定された周波数のベースバンド信号へ変換するＲＦ変換部と、
前記ベースバンド信号をデジタル信号へ変換するアナログ−デジタル変換部と、
前記デジタル信号に対して信号判定処理を行う信号処理部と
を具備する受信装置で用いられる信号判定プログラムであって、
前記デジタル信号を一時的に保持し、第１のサンプル数のサンプル群を、第２のサンプル数ずつずらしながら出力する処理と、
前記第１のサンプル数のサンプル群に対して非線形処理を行う処理と、
前記非線形処理が施された処理信号に対して直交変換を行うことで、前記変調信号の信号成分を強調し、かつ、雑音成分を抑圧したスペクトラム分布を作成する処理と、
前記スペクトラム分布に基づいて前記変調信号の出現又は消失を判定する処理と
を前記信号処理部のコンピュータに実行させることを特徴とする信号判定プログラム。
【請求項１】
変調信号を含む電波を受信するアンテナと、
前記電波を予め設定された周波数のベースバンド信号へ変換するＲＦ変換部と、
前記ベースバンド信号をデジタル信号へ変換するアナログ−デジタル変換部と、
前記デジタル信号を一時的に保持し、第１のサンプル数のサンプル群を、第２のサンプル数ずつずらしながら出力するスライディングバッファ部と、
前記スライディングバッファ部からのサンプル群に対して非線形処理を行う非線形処理部と、
前記非線形処理部からの処理信号に対して直交変換を行うことで、前記変調信号の信号成分を強調し、かつ、雑音成分を抑圧したスペクトラム分布を作成する直交変換部と、
前記スペクトラム分布に基づいて前記変調信号の出現又は消失を判定する信号検出部と
を具備することを特徴とする受信装置。
【請求項２】
前記直交変換部は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行うことで、前記直交変換を行うことを特徴とする請求項１記載の受信装置。
【請求項３】
変調信号を含む電波を受信するアンテナと、
前記電波を予め設定された周波数のベースバンド信号へ変換するＲＦ変換部と、
前記ベースバンド信号をデジタル信号へ変換するアナログ−デジタル変換部と、
受信周波数を複数の周波数帯域に分割し、前記デジタル信号を前記複数の周波数帯域のうちいずれかへ割り当てる帯域分割処理を行う帯域分割処理部と、
前記複数の周波数帯域毎に設置され、前記複数の周波数帯域毎に割り当てられたデジタル信号に対して非線形処理を行う複数の非線形処理部と、
前記複数の非線形処理部毎に設置され、前記非線形処理が施された処理信号に対して直交変換を行うことで、前記変調信号の信号成分を強調し、かつ、雑音成分を抑圧したスペクトラム分布を作成する複数の直交変換部と、
前記複数の直交変換部毎に設置され、前記スペクトラム分布に基づいて検出情報を作成する複数の信号検出部と、
前記複数の信号検出部それぞれから前記検出情報を受け取り、前記複数の検出情報に基づいて前記変調信号の出現又は消失を判定する検出判定部と
を具備することを特徴とする受信装置。
【請求項４】
前記直交変換部は、ＦＦＴ処理を行うことで、前記直交変換を行うことを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項５】
前記帯域分割処理部は、
前記デジタル信号を一時的に保持し、第１のサンプル数のサンプル群を、第２のサンプル数ずつずらしながら出力するスライディングバッファ部と、
前記スライディングバッファ部からのサンプル群に対して予め設定された窓関数を乗算する窓関数処理部と、
前記窓関数処理部からのサンプル群に対してＦＦＴ処理を行うことで、前記サンプル群に対して前記帯域分割処理を行う帯域分割部と
を備えることを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項６】
前記帯域分割処理部は、前記複数の周波数帯域のうち隣接する周波数帯同士の一部の周波数が互いにオーバラップするように設定し、
前記検出判定部は、オーバラップした周波数における検出情報を算術平均して前記変調信号の出現又は消失を判定することを特徴とする請求項３記載の受信装置。
【請求項７】
変調信号を含む電波を受信するアンテナと、
前記電波を予め設定された周波数のベースバンド信号へ変換するＲＦ変換部と、
前記ベースバンド信号をデジタル信号へ変換するアナログ−デジタル変換部と、
前記デジタル信号に対して信号判定処理を行う信号処理部と
を具備する受信装置で用いられる信号判定プログラムであって、
前記デジタル信号を一時的に保持し、第１のサンプル数のサンプル群を、第２のサンプル数ずつずらしながら出力する処理と、
前記第１のサンプル数のサンプル群に対して非線形処理を行う処理と、
前記非線形処理が施された処理信号に対して直交変換を行うことで、前記変調信号の信号成分を強調し、かつ、雑音成分を抑圧したスペクトラム分布を作成する処理と、
前記スペクトラム分布に基づいて前記変調信号の出現又は消失を判定する処理と
を前記信号処理部のコンピュータに実行させることを特徴とする信号判定プログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１９１４１３（Ｐ２０１２−１９１４１３Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２８０９（Ｐ２０１１−５２８０９）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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