電波源識別装置
【課題】振幅対位相特性を過不足なく抽出して電波源の識別をする。
【解決手段】信号検出部１２は未知電波源からの受信信号ＢＳの信号諸元を検出し、記録保存装置１６は受信機雑音の分散σn2及び既知の送信装置名と関連付けられた複数の振幅対位相特性ＡＰＣｒｅｆを記録する。平均電力出力部１３ａは移動窓を用いて受信信号ＢＳを部分的に抽出し、部分信号の平均電力ＰＳを算出する。検定部１３ｂは平均電力ＰＳが受信機雑音の分布と合致するか否かの棄却検定を行い、受信信号の立ち上がり始点ｋｕｓ及び立下り終点ｋｄｅを抽出し、端点抽出部１３ｃは受信信号の立ち上がり及び立下りの区間Γｕ，Γｄを決定する。波形抽出部１３ｄは区間Γｕ及びΓｄに対応する振幅変化部分ＡＦ及び位相変化部分θＦを抽出し、特徴量抽出部１４は線形変換により振幅対位相特性ＡＰＣを抽出し、照合部１５は振幅対位相特性ＡＰＣ，ＡＰＣｒｅｆを照合する。
【解決手段】信号検出部１２は未知電波源からの受信信号ＢＳの信号諸元を検出し、記録保存装置１６は受信機雑音の分散σn2及び既知の送信装置名と関連付けられた複数の振幅対位相特性ＡＰＣｒｅｆを記録する。平均電力出力部１３ａは移動窓を用いて受信信号ＢＳを部分的に抽出し、部分信号の平均電力ＰＳを算出する。検定部１３ｂは平均電力ＰＳが受信機雑音の分布と合致するか否かの棄却検定を行い、受信信号の立ち上がり始点ｋｕｓ及び立下り終点ｋｄｅを抽出し、端点抽出部１３ｃは受信信号の立ち上がり及び立下りの区間Γｕ，Γｄを決定する。波形抽出部１３ｄは区間Γｕ及びΓｄに対応する振幅変化部分ＡＦ及び位相変化部分θＦを抽出し、特徴量抽出部１４は線形変換により振幅対位相特性ＡＰＣを抽出し、照合部１５は振幅対位相特性ＡＰＣ，ＡＰＣｒｅｆを照合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空間に放射された電波を受信してその諸元を分析し、電波送信源を識別する電波源識別装置に関する。この発明は、電波送信源の種類を識別するためにだけでなく、同一機種で異なる個体を識別するために使用される。
【背景技術】
【０００２】
通信波又はレーダ波を放射する送信装置は、適用環境に応じて、振幅、位相、搬送波周波数、変調方式、パルス幅、及びパルス間隔等の信号諸元を付加して、電波を放射する。受信機は、送信装置から放射された電波を受信し、受信波に含まれる各種の信号諸元を分析することによって情報を得る。このとき、受信した信号の諸元を特徴量として、予め記録保存された送信装置の特徴量と照合することにより、その電波を放射した送信装置を特定することが出来る。
【０００３】
従来の技術は、送信装置が放射する電波に付与する振幅、位相、搬送波周波数、パルス幅、及びパルス間隔等の意図した変調によって表れる特徴量を用いて、送信装置を識別している。しかし、意図した変調による特徴量により、送信装置の機種を識別することは出来ても、同一機種の送信装置を識別することは困難であるとされている。
【０００４】
ところで、送信装置が放射する電波の立ち上がり部分及び立下り部分は、送信装置の意図しない変調による特徴を含んでいると、考えられている。
【０００５】
例えば、特許文献１は、無線信号の同定装置を開示している。この無線信号の同定装置は、無線信号の立ち上がり時及び立下り時の振幅変化部分を抽出し、更に振幅変化部分に対応する位相特性を抽出する。そして、上記同定装置は、抽出した振幅変化部分と位相変化部分とから振幅対位相特性を抽出し、振幅対位相特性を無線信号の特徴量として予め記録保存した送信装置の特徴量と照合することで、無線信号を同定する。この無線信号の同定装置は、信号の立ち上がり時及び立下り時の振幅変化部分を信号振幅で決まる閾値によって抽出している。そして、上記同定装置は、抽出した振幅変化部分の正規化を逆正接曲線で以って行い、これに対応する位相変化部分によって振幅対位相特性を抽出する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３２９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、信号振幅で決まる閾値は受信機により生ずるノイズの影響を受け易いため、信号の立ち上がり時及び立下り時の振幅部分の長さが、本来抽出されるべき長さよりも短くなったり、或いは、長くなったりすることがあり、抽出が安定して行われないという問題点がある。
【０００８】
ところで、受信した電波から抽出した振幅特性の信号強度は、受信した電波の到来方向又はアンテナパターン等の影響により異なるため、独立に採取された信号データとリファレンスデータとを照合する際に振幅特性の最大値を１とした振幅特性の正規化が必要とされるが、上記の問題点に起因して、同一機種である送信装置の振幅特性対位相特性のバラツキが大きくなり、その結果、同一機種の識別精度が低下するという問題点が生じている。
【０００９】
この発明は、上記の様な問題点を解決するために成されたものであり、信号の立ち上がり時の振幅部分（以下、「信号の立ち上がり部分」と言う。）及び信号の立下り時の振幅部分（以下、「信号の立下り部分」と言う。）を過不足なく精度良く抽出可能とし、振幅対位相特性を線形変換によって正規化することで特徴量の取得を容易にして送信装置の識別精度を高め得ることを、その主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明における電波源識別装置は、未知の電波源から放射された電波をアンテナ及び受信機を介して得られた受信信号の振幅特性、位相特性及びパルス幅を含む信号諸元を検出する信号検出部と、受信機雑音の分散及びそれぞれが既知の送信装置名と関連付けられた既知の複数の振幅対位相特性を記録及び保存する記録保存装置と、１）時間軸上の移動窓を用いて前記受信信号を部分的に抽出し、前記移動窓により抽出された部分信号の平均電力を算出し、２）前記記録保存装置にアクセスして前記受信機雑音の前記分散を取得した上で、算出した前記部分信号の前記平均電力が前記分散で与えられる前記受信機雑音が従うべき分布と合致するか否かの棄却検定に基づいて前記受信信号の立ち上がり始点又は立下り終点を抽出し、３）前記受信信号の前記立ち上がり始点又は前記立下り終点及び前記パルス幅に基づいて前記受信信号の立ち上がり終点又は立下り始点を算出することで前記受信信号の立ち上がり区間又は立下り区間を決定すると共に、４）前記受信信号の前記立ち上がり区間又は前記立下り区間に基づいて、前記受信信号の前記振幅特性及び前記位相特性の内で前記受信信号の前記立ち上がり区間又は前記立下り区間に対応する部分である振幅変化部分及び位相変化部分を、前記受信信号の前記振幅特性及び前記位相特性より抽出する、過渡応答部抽出部と、前記受信信号の前記振幅変化部分及び前記位相変化部分の各々に対して線形変換による正規化を行うことで前記受信信号の振幅対位相特性を抽出する特徴量抽出部と、前記記録保存装置に順次アクセスして前記記録保存装置より読み出した前記既知の複数の振幅対位相特性の各々と抽出された前記受信信号の前記振幅対位相特性を順次に照合し、照合の結果、前記既知の複数の振幅対位相特性の内で前記受信信号の前記振幅対位相特性と一致する既知の振幅対位相特性が存在する場合には、当該既知の振幅対位相特性に関連付けられた前記既知の送信装置名を前記未知の電波源に特定付ける照合部とを、備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、受信信号の立ち上がり部分又は立下り部分はノイズの電力を用いた棄却検定によって抽出されるので、ノイズの大きさに依らずに受信信号の立ち上がり部分及び立下り部分を抽出することが出来、受信信号の立ち上がり時刻の検出精度を向上させることが出来る。
【００１２】
しかも、本発明によれば、受信信号の振幅対位相特性は線形変換されるため、未知の電波源の機種判別をより容易化することが出来る。
【００１３】
以下、この発明の様々な具体化を、添付図面を基に、その効果・利点と共に、詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係る電波源識別装置１０の構成例を示すブロック図である。図１に示す様に、電波源識別装置１０は、大要、Ａ／Ｄ変換器１１と、信号検出部１２と、過渡応答部抽出部１３と、特徴量抽出部１４と、照合部１５と、記録保存装置１６とを備えている。そして、過渡応答部抽出部１３は、平均電力出力部１３ａと、検定部１３ｂと、端点抽出部１３ｃと、波形抽出部１３ｄとを備えている。又、特徴量抽出部１４は、線形近似特性抽出部１４ａと、特性変換部１４ｂとを備えている。尚、電波源識別装置１０の信号検出部１２と過渡応答部抽出部１３と特徴量抽出部１４と照合部１５とは、例えばコンピュータ又はＤＳＰによってソフトウェア的に構成される。或いは、各部１２〜１５は、それぞれの機能を呈する回路装置としてハードウェア的に構成されていても良い。又、記録保存装置１６は、例えば、コンピュータに内蔵又は付属されるメモリ若しくはハードディスクによって構成される。
【００１５】
未知の電波源から放射された電波は、アンテナ（図示せず。）及び受信機（図示せず。）を介して受信されることで、受信信号ＳＧとなる。受信信号ＳＧは図１の電波源識別装置１０に入力される。
【００１６】
先ず、Ａ／Ｄ変換器１１は、受信信号ＳＧをディジタル化（時間的な離散化及び量子化）する。ここで、図２は、ディジタル化された受信信号ＳＧの時間軸に対する振幅波形の一例を示す。図２に示す様に、受信信号ＳＧは、信号（振幅）の立ち上がり部分及び立下り部分を含んでいるものとする。尚、受信信号ＳＧは、信号の立ち上がり部分のみを含むデータであっても良いし、或いは、信号の立下り部分のみを含むデータであっても良い。
【００１７】
次に、信号検出部１２は、ディジタル化された受信信号ＳＧの変調方式Ｍ及び瞬時周波数ｆを抽出する。その上で、信号検出部１２は、検出した瞬時周波数ｆを用いて、受信信号ＳＧをダウンコンバートして、有効帯域幅で帯域制限をしたベースバンド信号ＢＳを算出する。そして、信号検出部１２は、ベースバンド信号ＢＳの振幅特性Ａ、位相特性θ、パルス幅ＰＤ、パルス間隔ＰＩ等の信号諸元を検出する。ここで、位相特性θは、信号観測時間内に於いて連続関数になっているものとする。図３は、ベースバンド信号ＢＳの振幅特性Ａを示す図であり、又、図４は、ベースバンド信号ＢＳの位相特性θを示す図である。尚、上記の変調方式Ｍ、瞬時周波数ｆ、振幅特性Ａ、位相特性θ、パルス幅ＰＤ、及びパルス間隔ＰＩ等の信号諸元の抽出方法として、一般的な手法を用いても良い。
【００１８】
平均電力出力部１３ａは、信号検出部１２より出力されたベースバンド信号ＢＳの振幅値及びパルス幅ＰＤを与える情報信号を受信し、ベースバンド信号ＢＳの振幅値に窓長Ｌである時間軸上の移動窓Ｗｊを乗算して、時刻（切り取り開始時刻に相当。）ｋから時刻ｋ＋Ｌまでの区間のみに値を有する部分信号ＳＷｊを算出する（部分信号ＳＷｊの抽出ないしは切り出し。）。
【００１９】
【数１】
【００２０】
数１に於いて、ｋは離散時間（Ａ／Ｄ変換での各サンプリング時刻）のインデックスを、ｊ（ｊ＝１、・・・、Ｊ）は移動窓Ｗのインデックスを、Ｊはベースバンド信号長Ｎに含まれる移動窓の数を、・（ドット）は乗算記号を、各々示す。
【００２１】
ここで、図５は、ベースバンド信号ＢＳ（ｋ）の振幅特性Ａと時間軸上の移動窓Ｗｊ（ｋ）（ｊ＝１、・・・、Ｊ）との対応を示す。図５に示す様に、移動窓Ｗｊ（ｋ）の切り取り開始時刻は時刻ｋであり、次の移動窓Ｗｊ＋１（ｋ）の切り取り開始時刻は時刻（ｋ＋τ）である。
【００２２】
又、移動窓Ｗｊの窓長Ｌは、２のべき乗で与えられ、且つ、図１の信号検出部１２により抽出されたパルス幅ＰＤの半分よりも小さな値となる様に設定される。即ち、窓長Ｌは、
【００２３】
【数２】
【００２４】
で与えられる関係式を満たす。但し、数２のｐは自然数、ＰＤはパルス幅に含まれる離散時間のインデックス数を表す。
【００２５】
更に、平均電力出力部１３ａは、部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊを、
【００２６】
【数３】
【００２７】
で与えられる式より算出した上で、部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊを検定部１３ｂへ出力する。
【００２８】
次に、図１の検定部１３ｂは、記録保存装置１６にアクセスして、記録保存装置１６内に予め記録・保存されている受信機雑音の分散σn2を記録保存装置１６より読み出した上で、平均電力出力部１３ａより受信した部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊが分散σn2の受信機雑音が従う分布と合致するか否かの判定、即ち、棄却検定を実行する。
【００２９】
ここで言う「棄却検定」とは、観測された分布がある特定の分布に一致しているといえるか否かを判定する手法を意味する。以下では、一例として、「カイ二乗検定」を用いた棄却検定の方法について記載する。
【００３０】
先ず、受信機雑音は時間的にも空間的にも白色であるとし、受信機雑音は、平均値が０であり、分散がσn2である正規分布に従うものとする。
【００３１】
ここで、「ｊ番目の移動窓Ｗｊによって切り出された部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊは、受信機雑音が従う分布に合致する」という仮説を、仮説Ｈ０と定義する一方、「ｊ番目の移動窓Ｗｊによって切り出された部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊは、受信機雑音が従う分布に合致しない」という仮説を、仮説Ｈ１と定義する。
【００３２】
このとき、仮説Ｈ０が正しいならば、
【００３３】
【数４】
【００３４】
の式で与えられるカイ二乗値は、自由度が１のカイ二乗分布に従う。
【００３５】
部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊが、受信機雑音が従う分布に合致しない場合には、数４の式の分子が大きくなるため、数４の式で与えられるカイ二乗値は大きくなる。これに対して、部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊが、受信機雑音の分散σn2に近い値の場合には、数４の式で与えられるカイ二乗値は小さくなる。
【００３６】
ここで、有意水準をαとするとき、自由度１のカイ二乗分布に於いて、
【００３７】
【数５】
【００３８】
の関係式を満たす様なχ2（α）を求める。数５に於いて、Ｐｒ｛ ｝は、｛ ｝内の事象が起こる確率を表す。
【００３９】
そこで、図１の検定部１３ｂは、任意の有意水準αを設定した上で、以下の数６で与えられる式により、χ2（α）を算出する。
【００４０】
【数６】
【００４１】
ここで、
【００４２】
【数７】
【００４３】
である。
【００４４】
今、部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊから数４の式により求められたχ2の値がχ02であるとき、（ｉ）χ02＞χ2（α）ならば、検定部１３ｂは、仮説Ｈ０を棄却して仮説Ｈ１を採択する。他方、（ｉｉ）χ02＜χ2（α）ならば、検定部１３ｂは、仮説Ｈ０を採択することになる。例えば、自由度が１で有意水準αが５パーセントであるときには、カイ二乗値χ2（０．０５）は３．８４となる。観測値から得たカイ二乗値χ02が３．９２であったとき、χ02＞χ2（α）が成立するから、検定部１３ｂは、仮説Ｈ０を棄却し、仮説Ｈ１を採択する。
【００４５】
ここで、仮説Ｈ０の採択域ＥＡ及び棄却域ＥＲの関係の一例を、図６に示す。
【００４６】
部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊと、その分散がσn2である受信機雑音との棄却検定に於いて、仮説Ｈ０が採択された場合には、移動窓Ｗｊに含まれる部分信号ＳＷｊはノイズのみであることがわかる。この場合、図１の検定部１３ｂは、部分信号ＳＷｊにベースバンド信号が含まれていなかったことを、「信号未検出の通知」として、平均電力出力部１３ａに通知すると共に、記録保存装置１６内に記録・保持されている受信機雑音の分散σn2を、部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊの値に更新する。
【００４７】
その結果、平均電力出力部１３ａは、検出部１３ｂからの信号未検出の通知の受信に応じて、ベースバンド信号ＢＳの切り取り開始時刻を時刻ｋから時刻（ｋ＋τ）（τ＞０）に変更した上で移動窓Ｗｊ＋１を生成し、数１の式に従って算出した新たな部分信号ＳＷｊ＋１を抽出する。ここで、図７は、棄却検定のフローチャートを示す。又、図８は、移動窓Ｗの時間軸方向へのシフトを示す。
【００４８】
図７に示す通り、図１の検定部１３ｂは、平均電力出力部１３ａから部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊが入力される毎に、既述した棄却検定を行う。そして、仮説Ｈ０が棄却されて仮説Ｈ１が採択されるまで、即ち、部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊがベースバンド信号を含みうる値であると判定されるまで、検定部１３ｂは棄却検定を繰り返す。ここで、移動窓Ｗｍ（図８参照。）で切り取った部分信号ＳＷｍに於いて検定部１３ｂが上記棄却検定を終了した場合には、検定部１３ｂは、移動窓Ｗｍが値を持つ区間の終点の時刻（ｋｍ＋Ｌ）を、ベースバンド信号ＢＳに於ける信号の立ち上がり始点の時刻ｋｕｓ（図８を参照。）、又は、同信号の立下り終点の時刻ｋｄｅと決定する。ここで、ｋｕｓ＜ｋｄｅである。
【００４９】
その後、端点抽出部１３ｃは、信号検出部１２より出力されるパルス幅ＰＤを与える信号並びに検定部１３ｂより出力された時刻ｋｕｓ及び時刻ｋｄｅを与える信号を受信する。そして、端点抽出部１３ｃは、パルス幅ＰＤ／２に於ける信号の中点ｋｃよりも時間的に前の信号の振幅部分を「ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり部分」とし、他方、信号の中点ｋｃよりも時間的に後の信号の振幅部分を「ベースバンド信号ＢＳの立下り部分」であると認識し、斯かる認識を前提として、以下の算出処理を行う。
【００５０】
即ち、検定部１３ｂが、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点の時刻ｋｕｓを与える信号を出力するときには、端点抽出部１３ｃは、
【００５１】
【数８】
【００５２】
で与えられる式に基づき、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり終点の時刻ｋｕｅを算出・決定する。
【００５３】
他方、検定部１３ｂが、ベースバンド信号ＢＳの立ち下がり終点の時刻ｋｄｅを出力するときには、端点抽出部１３ｃは、
【００５４】
【数９】
【００５５】
で与えられる式に基づき、ベースバンド信号ＢＳの立下り始点の時刻ｋｄｓを算出・決定する。
【００５６】
ここで、数８及び数９の各式に表れるεは端点の調整シロであり、εは非負整数であるとする。
【００５７】
以上の算出処理により得られた各時刻ｋｕｓ，ｋｕｅ，ｋｄｓ，ｋｄｅのデータより、端点抽出部１３ｃは、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり区間Γｕ［ｋｕｓ，ｋｕｅ］及びベースバンド信号ＢＳの立下り区間Γｄ［ｋｄｓ，ｋｄｅ］を決定する。そして、同部１３ｃは、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり区間Γｕ［ｋｕｓ，ｋｕｅ］及び立下り区間Γｄ［ｋｄｓ，ｋｄｅ］の各々を与える信号を、波形抽出部１３ｄへ出力する。
【００５８】
波形抽出部１３ｄは、信号検出部１２より出力されるベースバンド信号ＢＳの振幅特性Ａ及び位相特性θを与える信号より、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり区間Γｕ［ｋｕｓ，ｋｕｅ］及び立下り区間Γｄ［ｋｄｓ，ｋｄｅ］の各々に対応する区間を抜き出して、振幅変化部分ＡＦ及び位相変化部分θＦを抽出する。ここで、図９は、立ち上がり区間Γｕ［ｋｕｓ，ｋｕｅ］に於いて抽出された振幅変化部分ＡＦを示しており、又、図１０は、立ち上がり区間Γｕ［ｋｕｓ，ｋｕｅ］に於いて抽出された位相変化部分θＦを示している。その後、波形抽出部１３ｄは、抽出した、立ち上がり区間Γｕ［ｋｕｓ，ｋｕｅ］及び立下り区間Γｄ［ｋｄｓ，ｋｄｅ］の各々に対応する振幅変化部分ＡＦ及び位相変化部分θＦを、特徴量抽出部１４の各部１４ａ，１４ｂに出力する。
【００５９】
特徴量抽出部１４の動作は、次の通りである。
【００６０】
先ず、線形近似特性抽出部１４ａは、振幅変化部分ＡＦの内で振幅が急激に増加する部分及び急激に減少する部分を線形近似して、近似直線の傾きβ及び切片γを抽出する。図９の一例によれば、振幅変化部分ＡＦの内で振幅が急激に立ち上がる部分ＡＦＲに対して線形近似が成される。
【００６１】
次に、特性変換部１４ｂは、過渡応答部抽出部１３からの振幅変化部分ＡＦ及び位相変化部分θＦの各々を与える信号と、線形近似特性部１４ａからの傾きβ及び切片γを与える信号とを受信して、線形変換により正規化された振幅対位相特性ＡＰＣの抽出処理を実行する。この線形変換による正規化は、
【００６２】
【数１０】
【００６３】
により与えられる式に基づき、傾きβを含む回転行列及び切片γを含む行列による平行移動を行うことにより実行される。
【００６４】
数１０の式に於いて、Ａ〜Ｆ（ｋ）は時刻ｋに於ける振幅変化部分ＡＦの線形変換後の値であり、θ〜Ｆ（ｋ）は時刻ｋに於ける位相変化部分θＦの線形変換後の値であり、μgは記録保存装置１６内に記録・保存されている既知の電波源の近似直線の傾きの補正値であり、μinは記録保存装置１６内に記録・保存されている既知の電波源の近似直線の切片の補正値である。
【００６５】
そして、特性変換部１４ｂは、上記の線形変換により正規化された後の振幅変化部分Ａ〜Ｆ（ｋ）及び位相変化部分θ〜Ｆ（ｋ）を用いて、線形変換した後の振幅対位相特性ＡＰＣを生成・出力する。図１１は、特性変換部１４ｂにより抽出された振幅対位相特性ＡＰＣの一例を示す。
【００６６】
照合部１５は、特徴量抽出部１４より、線形変換により正規化された振幅対位相特性ＡＰＣを与える信号を受信して、受信した振幅対位相特性ＡＰＣを、記録保存装置１６内に記録・保存されている既知の電波源の特徴量である振幅対位相特性と照合する。この照合方法としては、一般的に知られている手法が用いられても良い。
【００６７】
ここで、記録保存装置１６は、既知の各電波源の機種名のデータと、当該機種名のデータに関連付けられた振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣｒｅｆのデータ（照合信号）とを、ルックアップテーブルとして、予め記録されて保存している。
【００６８】
そこで、照合部１５は、未知の電波源の特徴量である振幅対位相特性ＡＰＣが特徴量抽出部１４から照合部１５に入力されたタイミングに応じて、記録保存装置１６にアクセスして、記録保存装置１６に記録された既知の多数の照合信号の振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣｒｅｆを順次に入力し、各振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣｒｅｆが振幅対位相特性ＡＰＣと一致するか否かの比較処理を行う。
【００６９】
この比較処理に於いて、振幅対位相特性ＡＰＣと一致する既知の照合信号の振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣｒｅｆが見つかる場合には、照合部１５は、入力された未知の電波源の特徴量ＡＰＣは、その一致した既知の照合信号の特徴量であると判定し、その一致した既知の照合信号の特徴量に関係付けられた送信装置の機種名を、記録保存装置１６の上記ルックアップテーブルの参照により、特定する。
【００７０】
それに対して、未知の電波源の振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣが記憶保存装置１６内に記録されている全ての照合信号の振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣｒｅｆと一致しない場合には、照合部１５は、その未知の電波源の振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣは記録保存装置１６内には記録されていない振幅対位相特性（特徴量）であると識別した上で、その未知の電波源の振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣを新たな照合信号の振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣｒｅｆとして、記録保存装置１６内に追加記録される。この場合、記録保存装置１６内の上記ルックアップテーブルの送信装置の機種名の欄には、「unknown」と言うデータ信号が入力される。
【００７１】
以上に記載した通り、本実施の形態では、未知の電波源から放射されてアンテナ及び受信機を介して受信された信号ＳＧのベースバンド信号ＢＳの振幅特性Ａに対して、移動窓Ｗが適用されて部分信号ＳＷが抽出され、部分信号ＳＷの平均電力ＰＳが既知の分散σn2を有する受信機雑音の分布に適合するか否かの棄却検定が実行されることで、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点ｋｕｓを含む移動窓Ｗｍ及びベースバンド信号ＢＳの立下り終点ｋｄｅを含む移動窓Ｗｍが特定される。そして、立ち上がり始点ｋｕｓを含む移動窓Ｗｍでベースバンド信号ＢＳを切り取った区間の終点が立ち上がり終点ｋｕｅとして算出され、且つ、立下り終点ｋｄｅを含む移動窓Ｗｍでベースバンド信号ＢＳを切り取った区間の始点が立下り始点ｋｄｓとして算出され、その結果、立ち上がり区間Γｕ［ｋｕｓ，ｋｕｅ］及び立下り区間Γｄ［ｋｄｓ，ｋｄｅ］が決定されるので、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり部分及び立下り部分を過不足無く且つ高精度で抽出することが出来る。従って、受信機のノイズの影響により受信信号の振幅波形の立ち上がり部分及び立下り部分の抽出が安定して行われないと言う既述した問題点は解消される。
【００７２】
又、本実施の形態では、位相窓Ｗを用いた棄却決定を通じてベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点ｋｕｓ又は立下り終点ｋｄｅが決定されるので、突発的なノイズが振幅変化部分ＡＦ及び位相変化部分θＦに重畳する場合に於いても、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点ｋｕｓ又は立下り終点ｋｄｅの位置を精度良く特定することが出来る。
【００７３】
更に、本実施の形態によれば、未知の電波源から放射される信号の受信待機中に、受信機よりパルス性のノイズが発生して信号ＳＧに重畳する場合であっても、その様なパルス性ノイズを含む部分信号ＳＷの平均電力ＰＳは、時間軸上の移動窓Ｗの窓長Ｌによって平滑化されるので、検定部１３ｂは、部分信号ＳＷの平均電力ＰＳは既知の分散σn2で与えられる受信機雑音の分布に適合すると判断する結果、雑音信号の誤検出を低減化することが出来る。
【００７４】
尚、本実施の形態では、アンテナ（図示せず。）及びその後の受信機（図示せず。）を介して得られる信号ＳＧを「受信信号」と記載していたが、広義の意味として、上記のベースバンド信号ＢＳを「受信信号」と定義・解釈しても良い。この点は、後述する実施の形態２及び３に於いても同様である。
【００７５】
（実施の形態２）
本実施の形態に係る電波源識別装置の全体構成は、後述する検定部及び記録保存装置を除いて、図１の電波源識別装置の全体構成と基本的には同じであるため、同一部分の記載は割愛する。
【００７６】
図１２は、本実施の形態に於ける過渡応答抽出部２０及び記録保存装置２５の構成を示すブロック図である。過渡応答抽出部２０中の各部２１，２３，２４の動作は、それぞれ実施の形態１に於ける過渡応答抽出部１３の対応構成要素１３ａ，１３ｃ，１３ｄと同一である。
【００７７】
過渡応答抽出部２０の検定部２２は、記録保存装置２５にアクセスした上で、設定した特定の有意水準αを記録保存装置２５に出力（通知）する。ここで、記憶保存装置２５は、有意水準α毎に予め求められたカイ二乗値χ2（α）（参照値に該当。）が当該有意水準αに関連付けられて記録されているルックアップテーブルを備えている。その結果、検定部２２は、記憶保存装置２５から、記憶保存装置２５に入力した有意水準αに対応するカイ二乗値χ2（α）を読み出して、読み出したカイ二乗値χ2（α）を検定部２２内に取り込む（記憶保存装置２５から検定部２２への上記参照値の通知に該当。）。そして、検定部２２は、記憶保存装置２５から取り込んだ上記カイ二乗値χ2（α）を用いて、部分信号ＳＷの平均電力ＰＳの棄却検定を行う。ここでの棄却検定は、実施の形態１で記載した通りである。
【００７８】
本実施の形態によれば、各有意水準αに対応するカイ二乗値χ2（α）のルックアップテーブルが予め記録保存装置２５内に設けられているので、受信機の電源を入れた瞬間に未知の電波源から到来した信号を受信した場合に於いても、受信信号の立ち上がり部分及び立下り部分を確実に抽出することが出来る。
【００７９】
（実施の形態３）
本実施の形態に係る電波源識別装置の全体構成は、実施の形態１に於いて図１に示される電波源識別装置の全体構成と同様である。但し、図１の検定部１３ｂの動作が以下に記載する様に修正されている。
【００８０】
図１３は、本実施の形態に係る検定部１３ｂの処理手順を示すフローチャートである。
【００８１】
図１３に示す様に、検定部１３ｂは、棄却検定に於いて、部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊが受信信号ＳＧ、従って、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり部分及び立下り部分を含むと判定するときには（χ02＞χ2（α）の判定がＹＥＳの場合）、そのときの部分信号ＳＷｊを部分信号前半部ＳＷｊ１と部分信号後半部ＳＷｊ２とに分割する。
【００８２】
部分信号の２分割後に於いて、平均電力出力部１３ａは、部分信号前半部ＳＷｊ１及び部分信号後半部ＳＷｊ２を検定部１３ｂより受信し、部分信号前半部ＳＷｊ１及び部分信号後半部ＳＷｊ２のそれぞれの平均電力ＰＳｊ１及びＰＳｊ２を数３の式に基づき算出した上で、算出された部分信号前半部ＳＷｊ１の平均電力ＰＳｊ１及び部分信号後半部ＳＷｊ２の平均電力ＰＳｊ２を検定部１３ｂに出力する。
【００８３】
その結果、検定部１３ｂは、部分信号前半部ＳＷｊ１の平均電力ＰＳｊ１及び部分信号後半部ＳＷｊ２の平均電力ＰＳｊ２のそれぞれに対して、実施の形態１で既述した通りの棄却検定を実施し、部分信号前半部ＳＷｊ１の平均電力ＰＳｊ１及び部分信号後半部ＳＷｊ２の平均電力ＰＳｊ２に受信信号ＳＧないしはベースバンド信号ＢＳの立ち上がり部分又は立下り部分が含まれているか否かを判定する。例えば、図１４に例示する様に、部分信号前半部ＳＷｊ１の棄却検定の結果が仮説Ｈ０であり、部分信号後半部ＳＷｊ２の棄却検定結果が仮説Ｈ１である場合には、部分信号ＳＷｊを２分割した位置に於いて、採用する仮説が変化したことになる。そこで、検定部１３ｂは、移動窓Ｗｊのシフトは不要と判定した上で、部分信号前半部ＳＷｊ１の区間の終点を、受信信号ＳＧないしはベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点ｋｕｓ又は立下り終点ｋｄｅに決定する。
【００８４】
これに対して、部分信号前半部ＳＷｊ１及び部分信号後半部ＳＷｊ２の何れの棄却検定の結果が仮説Ｈ１である場合には、検定部１３ｂは、部分信号前半部ＳＷｊ１を、更に、部分信号前半部ＳＷｊ１１と部分信号前半部ＳＷｊ１２とに２分割して、部分信号前半部ＳＷｊ１１及び部分信号前半部ＳＷｊ１２の各々について、それぞれ棄却検定を実行する。若し、部分信号前半部ＳＷｊ１１に関して採択された仮説が仮説Ｈ０であり、部分信号前半部ＳＷｊ１２に関して採択された仮説が仮説Ｈ１である場合には、検定部１３ｂは、移動窓Ｗｊのシフトは不要と判定した上で、部分信号前半部ＳＷｊ１１の区間の終点を、受信信号ＳＧないしはベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点ｋｕｓ又は立下り終点ｋｄｅに決定する。他方、部分信号前半部ＳＷｊ１１に関して採択された仮説が仮説Ｈ１であり、部分信号前半部ＳＷｊ１２に関して採択された仮説も仮説Ｈ１である場合には、検定部１３ｂは、更に、部分信号前半部ＳＷｊ１１を２分割し、分割後のそれぞれの部分信号に対して棄却検定を行い、採択される仮説が互いに食い違うまで部分信号前半部の２分割を行った後、仮説Ｈ０を採択した部分信号前半部の方の終点を、受信信号ＳＧないしはベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点ｋｕｓ又は立下り終点ｋｄｅに決定する。
【００８５】
尚、コンピュータに搭載されるＣＰＵ又はコンピュータに内蔵或いは付属されているメモリの容量等により、部分信号の分割回数を任意に設定することが出来る。
【００８６】
以上に記載した本実施の形態によれば、移動窓で切り取った部分信号ＳＷを細分化して棄却検定を行っていくことにより、受信信号ＳＧないしはベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点及び立下り終点の位置をより精度良く決定することが出来る。その結果、受信信号ＳＧないしはベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点を、パルス到来時刻であるパルス間隔ＰＩとして採用することも可能となる。
【００８７】
（変形例）
実施の形態１〜３の各々に於いては、信号検出部１２は受信信号ＳＧよりベースバンド信号ＢＳを算出した上で、既述した信号諸元を検出しているが、これに代えて、信号検出部１２は、Ａ／Ｄ変換した受信信号ＳＧより直接に、受信信号ＳＧの振幅特性Ａ、位相特性θ、パルス幅ＰＤ、及びパルス間隔ＰＩ等の信号諸元を検出することとしても良い。この場合には、平均電力出力部１３ａは、受信信号ＳＧの振幅値及びそのパルス幅ＰＤに基づいて、部分信号の平均電力を算出することとなり、検定部１３ｂも、受信信号ＳＧより切り出された部分信号の平均電力に対して、既述した棄却検定を実行することとなる。その後の端点抽出部１３ｃ及び波形抽出部１３ｄも、それぞれ、受信信号ＳＧのパルス幅ＰＤ、及び、受信信号ＳＧの振幅特性Ａ、位相特性θを利用して、既述した処理を同様に実行することなる。
【００８８】
（付記）
以上、本発明の実施の形態を詳細に開示し記述したが、以上の記述は本発明の適用可能な局面を例示したものであって、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、記述した局面に対する様々な修正や変形例を、この発明の範囲から逸脱することの無い範囲内で考えることが可能である。
【００８９】
尚、「検定部が既述した棄却検定に基づいて受信信号の立ち上がり始点又は立下り終点を抽出する」とは、（１）棄却検定に基づいて受信信号の立ち上がり始点を抽出する場合、（２）棄却検定に基づいて受信信号の立下り終点を抽出する場合、及び、（３）棄却検定に基づいて受信信号の立ち上がり始点及び受信信号の立下り終点を抽出する場合の各々を含む概念として、本発明では用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】実施の形態１に係る電波源識別装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明で識別される受信信号の時間波形の一例を示す図である。
【図３】実施の形態１に於けるベースバンド信号の振幅特性の一例を示す図である。
【図４】実施の形態１に於けるベースバンド信号の位相特性の一例を示す図である。
【図５】実施の形態１に於ける移動窓のシフトを示す図である。
【図６】実施の形態１に於ける棄却検定に関する図である。
【図７】実施の形態１に於ける検定部の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態１に於ける移動窓と受信信号の立ち上がり始点との関係を示す図である。
【図９】実施の形態１に於いて、立ち上がり区間に於ける振幅変化部分の一例を示す図である。
【図１０】実施の形態１に於いて、立ち上がり区間に於ける位相変化部分の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態１に於ける振幅対位相特性の一例を示す図である。
【図１２】実施の形態２に係る過渡応答抽出部の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態３に於ける受信信号の立ち上がり始点及び立下り終点を決定するための処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態３に於ける部分信号の分割方法を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０ 電波源識別装置、１１ Ａ／Ｄ変換器、１２ 信号検出部、１３，２０ 過渡応答部抽出部、１３ａ 平均電力出力部、１３ｂ，２２ 検定部、１３ｃ，２３ 端点抽出部、１３ｄ，２４ 波形抽出部、１４ 特徴量抽出部、１４ａ 線形近似特性抽出部、１４ｂ 特性変換部、１５ 照合部、１６，２５ 記録保存装置。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、空間に放射された電波を受信してその諸元を分析し、電波送信源を識別する電波源識別装置に関する。この発明は、電波送信源の種類を識別するためにだけでなく、同一機種で異なる個体を識別するために使用される。
【背景技術】
【０００２】
通信波又はレーダ波を放射する送信装置は、適用環境に応じて、振幅、位相、搬送波周波数、変調方式、パルス幅、及びパルス間隔等の信号諸元を付加して、電波を放射する。受信機は、送信装置から放射された電波を受信し、受信波に含まれる各種の信号諸元を分析することによって情報を得る。このとき、受信した信号の諸元を特徴量として、予め記録保存された送信装置の特徴量と照合することにより、その電波を放射した送信装置を特定することが出来る。
【０００３】
従来の技術は、送信装置が放射する電波に付与する振幅、位相、搬送波周波数、パルス幅、及びパルス間隔等の意図した変調によって表れる特徴量を用いて、送信装置を識別している。しかし、意図した変調による特徴量により、送信装置の機種を識別することは出来ても、同一機種の送信装置を識別することは困難であるとされている。
【０００４】
ところで、送信装置が放射する電波の立ち上がり部分及び立下り部分は、送信装置の意図しない変調による特徴を含んでいると、考えられている。
【０００５】
例えば、特許文献１は、無線信号の同定装置を開示している。この無線信号の同定装置は、無線信号の立ち上がり時及び立下り時の振幅変化部分を抽出し、更に振幅変化部分に対応する位相特性を抽出する。そして、上記同定装置は、抽出した振幅変化部分と位相変化部分とから振幅対位相特性を抽出し、振幅対位相特性を無線信号の特徴量として予め記録保存した送信装置の特徴量と照合することで、無線信号を同定する。この無線信号の同定装置は、信号の立ち上がり時及び立下り時の振幅変化部分を信号振幅で決まる閾値によって抽出している。そして、上記同定装置は、抽出した振幅変化部分の正規化を逆正接曲線で以って行い、これに対応する位相変化部分によって振幅対位相特性を抽出する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３２９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、信号振幅で決まる閾値は受信機により生ずるノイズの影響を受け易いため、信号の立ち上がり時及び立下り時の振幅部分の長さが、本来抽出されるべき長さよりも短くなったり、或いは、長くなったりすることがあり、抽出が安定して行われないという問題点がある。
【０００８】
ところで、受信した電波から抽出した振幅特性の信号強度は、受信した電波の到来方向又はアンテナパターン等の影響により異なるため、独立に採取された信号データとリファレンスデータとを照合する際に振幅特性の最大値を１とした振幅特性の正規化が必要とされるが、上記の問題点に起因して、同一機種である送信装置の振幅特性対位相特性のバラツキが大きくなり、その結果、同一機種の識別精度が低下するという問題点が生じている。
【０００９】
この発明は、上記の様な問題点を解決するために成されたものであり、信号の立ち上がり時の振幅部分（以下、「信号の立ち上がり部分」と言う。）及び信号の立下り時の振幅部分（以下、「信号の立下り部分」と言う。）を過不足なく精度良く抽出可能とし、振幅対位相特性を線形変換によって正規化することで特徴量の取得を容易にして送信装置の識別精度を高め得ることを、その主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明における電波源識別装置は、未知の電波源から放射された電波をアンテナ及び受信機を介して得られた受信信号の振幅特性、位相特性及びパルス幅を含む信号諸元を検出する信号検出部と、受信機雑音の分散及びそれぞれが既知の送信装置名と関連付けられた既知の複数の振幅対位相特性を記録及び保存する記録保存装置と、１）時間軸上の移動窓を用いて前記受信信号を部分的に抽出し、前記移動窓により抽出された部分信号の平均電力を算出し、２）前記記録保存装置にアクセスして前記受信機雑音の前記分散を取得した上で、算出した前記部分信号の前記平均電力が前記分散で与えられる前記受信機雑音が従うべき分布と合致するか否かの棄却検定に基づいて前記受信信号の立ち上がり始点又は立下り終点を抽出し、３）前記受信信号の前記立ち上がり始点又は前記立下り終点及び前記パルス幅に基づいて前記受信信号の立ち上がり終点又は立下り始点を算出することで前記受信信号の立ち上がり区間又は立下り区間を決定すると共に、４）前記受信信号の前記立ち上がり区間又は前記立下り区間に基づいて、前記受信信号の前記振幅特性及び前記位相特性の内で前記受信信号の前記立ち上がり区間又は前記立下り区間に対応する部分である振幅変化部分及び位相変化部分を、前記受信信号の前記振幅特性及び前記位相特性より抽出する、過渡応答部抽出部と、前記受信信号の前記振幅変化部分及び前記位相変化部分の各々に対して線形変換による正規化を行うことで前記受信信号の振幅対位相特性を抽出する特徴量抽出部と、前記記録保存装置に順次アクセスして前記記録保存装置より読み出した前記既知の複数の振幅対位相特性の各々と抽出された前記受信信号の前記振幅対位相特性を順次に照合し、照合の結果、前記既知の複数の振幅対位相特性の内で前記受信信号の前記振幅対位相特性と一致する既知の振幅対位相特性が存在する場合には、当該既知の振幅対位相特性に関連付けられた前記既知の送信装置名を前記未知の電波源に特定付ける照合部とを、備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、受信信号の立ち上がり部分又は立下り部分はノイズの電力を用いた棄却検定によって抽出されるので、ノイズの大きさに依らずに受信信号の立ち上がり部分及び立下り部分を抽出することが出来、受信信号の立ち上がり時刻の検出精度を向上させることが出来る。
【００１２】
しかも、本発明によれば、受信信号の振幅対位相特性は線形変換されるため、未知の電波源の機種判別をより容易化することが出来る。
【００１３】
以下、この発明の様々な具体化を、添付図面を基に、その効果・利点と共に、詳述する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係る電波源識別装置１０の構成例を示すブロック図である。図１に示す様に、電波源識別装置１０は、大要、Ａ／Ｄ変換器１１と、信号検出部１２と、過渡応答部抽出部１３と、特徴量抽出部１４と、照合部１５と、記録保存装置１６とを備えている。そして、過渡応答部抽出部１３は、平均電力出力部１３ａと、検定部１３ｂと、端点抽出部１３ｃと、波形抽出部１３ｄとを備えている。又、特徴量抽出部１４は、線形近似特性抽出部１４ａと、特性変換部１４ｂとを備えている。尚、電波源識別装置１０の信号検出部１２と過渡応答部抽出部１３と特徴量抽出部１４と照合部１５とは、例えばコンピュータ又はＤＳＰによってソフトウェア的に構成される。或いは、各部１２〜１５は、それぞれの機能を呈する回路装置としてハードウェア的に構成されていても良い。又、記録保存装置１６は、例えば、コンピュータに内蔵又は付属されるメモリ若しくはハードディスクによって構成される。
【００１５】
未知の電波源から放射された電波は、アンテナ（図示せず。）及び受信機（図示せず。）を介して受信されることで、受信信号ＳＧとなる。受信信号ＳＧは図１の電波源識別装置１０に入力される。
【００１６】
先ず、Ａ／Ｄ変換器１１は、受信信号ＳＧをディジタル化（時間的な離散化及び量子化）する。ここで、図２は、ディジタル化された受信信号ＳＧの時間軸に対する振幅波形の一例を示す。図２に示す様に、受信信号ＳＧは、信号（振幅）の立ち上がり部分及び立下り部分を含んでいるものとする。尚、受信信号ＳＧは、信号の立ち上がり部分のみを含むデータであっても良いし、或いは、信号の立下り部分のみを含むデータであっても良い。
【００１７】
次に、信号検出部１２は、ディジタル化された受信信号ＳＧの変調方式Ｍ及び瞬時周波数ｆを抽出する。その上で、信号検出部１２は、検出した瞬時周波数ｆを用いて、受信信号ＳＧをダウンコンバートして、有効帯域幅で帯域制限をしたベースバンド信号ＢＳを算出する。そして、信号検出部１２は、ベースバンド信号ＢＳの振幅特性Ａ、位相特性θ、パルス幅ＰＤ、パルス間隔ＰＩ等の信号諸元を検出する。ここで、位相特性θは、信号観測時間内に於いて連続関数になっているものとする。図３は、ベースバンド信号ＢＳの振幅特性Ａを示す図であり、又、図４は、ベースバンド信号ＢＳの位相特性θを示す図である。尚、上記の変調方式Ｍ、瞬時周波数ｆ、振幅特性Ａ、位相特性θ、パルス幅ＰＤ、及びパルス間隔ＰＩ等の信号諸元の抽出方法として、一般的な手法を用いても良い。
【００１８】
平均電力出力部１３ａは、信号検出部１２より出力されたベースバンド信号ＢＳの振幅値及びパルス幅ＰＤを与える情報信号を受信し、ベースバンド信号ＢＳの振幅値に窓長Ｌである時間軸上の移動窓Ｗｊを乗算して、時刻（切り取り開始時刻に相当。）ｋから時刻ｋ＋Ｌまでの区間のみに値を有する部分信号ＳＷｊを算出する（部分信号ＳＷｊの抽出ないしは切り出し。）。
【００１９】
【数１】
【００２０】
数１に於いて、ｋは離散時間（Ａ／Ｄ変換での各サンプリング時刻）のインデックスを、ｊ（ｊ＝１、・・・、Ｊ）は移動窓Ｗのインデックスを、Ｊはベースバンド信号長Ｎに含まれる移動窓の数を、・（ドット）は乗算記号を、各々示す。
【００２１】
ここで、図５は、ベースバンド信号ＢＳ（ｋ）の振幅特性Ａと時間軸上の移動窓Ｗｊ（ｋ）（ｊ＝１、・・・、Ｊ）との対応を示す。図５に示す様に、移動窓Ｗｊ（ｋ）の切り取り開始時刻は時刻ｋであり、次の移動窓Ｗｊ＋１（ｋ）の切り取り開始時刻は時刻（ｋ＋τ）である。
【００２２】
又、移動窓Ｗｊの窓長Ｌは、２のべき乗で与えられ、且つ、図１の信号検出部１２により抽出されたパルス幅ＰＤの半分よりも小さな値となる様に設定される。即ち、窓長Ｌは、
【００２３】
【数２】
【００２４】
で与えられる関係式を満たす。但し、数２のｐは自然数、ＰＤはパルス幅に含まれる離散時間のインデックス数を表す。
【００２５】
更に、平均電力出力部１３ａは、部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊを、
【００２６】
【数３】
【００２７】
で与えられる式より算出した上で、部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊを検定部１３ｂへ出力する。
【００２８】
次に、図１の検定部１３ｂは、記録保存装置１６にアクセスして、記録保存装置１６内に予め記録・保存されている受信機雑音の分散σn2を記録保存装置１６より読み出した上で、平均電力出力部１３ａより受信した部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊが分散σn2の受信機雑音が従う分布と合致するか否かの判定、即ち、棄却検定を実行する。
【００２９】
ここで言う「棄却検定」とは、観測された分布がある特定の分布に一致しているといえるか否かを判定する手法を意味する。以下では、一例として、「カイ二乗検定」を用いた棄却検定の方法について記載する。
【００３０】
先ず、受信機雑音は時間的にも空間的にも白色であるとし、受信機雑音は、平均値が０であり、分散がσn2である正規分布に従うものとする。
【００３１】
ここで、「ｊ番目の移動窓Ｗｊによって切り出された部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊは、受信機雑音が従う分布に合致する」という仮説を、仮説Ｈ０と定義する一方、「ｊ番目の移動窓Ｗｊによって切り出された部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊは、受信機雑音が従う分布に合致しない」という仮説を、仮説Ｈ１と定義する。
【００３２】
このとき、仮説Ｈ０が正しいならば、
【００３３】
【数４】
【００３４】
の式で与えられるカイ二乗値は、自由度が１のカイ二乗分布に従う。
【００３５】
部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊが、受信機雑音が従う分布に合致しない場合には、数４の式の分子が大きくなるため、数４の式で与えられるカイ二乗値は大きくなる。これに対して、部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊが、受信機雑音の分散σn2に近い値の場合には、数４の式で与えられるカイ二乗値は小さくなる。
【００３６】
ここで、有意水準をαとするとき、自由度１のカイ二乗分布に於いて、
【００３７】
【数５】
【００３８】
の関係式を満たす様なχ2（α）を求める。数５に於いて、Ｐｒ｛ ｝は、｛ ｝内の事象が起こる確率を表す。
【００３９】
そこで、図１の検定部１３ｂは、任意の有意水準αを設定した上で、以下の数６で与えられる式により、χ2（α）を算出する。
【００４０】
【数６】
【００４１】
ここで、
【００４２】
【数７】
【００４３】
である。
【００４４】
今、部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊから数４の式により求められたχ2の値がχ02であるとき、（ｉ）χ02＞χ2（α）ならば、検定部１３ｂは、仮説Ｈ０を棄却して仮説Ｈ１を採択する。他方、（ｉｉ）χ02＜χ2（α）ならば、検定部１３ｂは、仮説Ｈ０を採択することになる。例えば、自由度が１で有意水準αが５パーセントであるときには、カイ二乗値χ2（０．０５）は３．８４となる。観測値から得たカイ二乗値χ02が３．９２であったとき、χ02＞χ2（α）が成立するから、検定部１３ｂは、仮説Ｈ０を棄却し、仮説Ｈ１を採択する。
【００４５】
ここで、仮説Ｈ０の採択域ＥＡ及び棄却域ＥＲの関係の一例を、図６に示す。
【００４６】
部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊと、その分散がσn2である受信機雑音との棄却検定に於いて、仮説Ｈ０が採択された場合には、移動窓Ｗｊに含まれる部分信号ＳＷｊはノイズのみであることがわかる。この場合、図１の検定部１３ｂは、部分信号ＳＷｊにベースバンド信号が含まれていなかったことを、「信号未検出の通知」として、平均電力出力部１３ａに通知すると共に、記録保存装置１６内に記録・保持されている受信機雑音の分散σn2を、部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊの値に更新する。
【００４７】
その結果、平均電力出力部１３ａは、検出部１３ｂからの信号未検出の通知の受信に応じて、ベースバンド信号ＢＳの切り取り開始時刻を時刻ｋから時刻（ｋ＋τ）（τ＞０）に変更した上で移動窓Ｗｊ＋１を生成し、数１の式に従って算出した新たな部分信号ＳＷｊ＋１を抽出する。ここで、図７は、棄却検定のフローチャートを示す。又、図８は、移動窓Ｗの時間軸方向へのシフトを示す。
【００４８】
図７に示す通り、図１の検定部１３ｂは、平均電力出力部１３ａから部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊが入力される毎に、既述した棄却検定を行う。そして、仮説Ｈ０が棄却されて仮説Ｈ１が採択されるまで、即ち、部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊがベースバンド信号を含みうる値であると判定されるまで、検定部１３ｂは棄却検定を繰り返す。ここで、移動窓Ｗｍ（図８参照。）で切り取った部分信号ＳＷｍに於いて検定部１３ｂが上記棄却検定を終了した場合には、検定部１３ｂは、移動窓Ｗｍが値を持つ区間の終点の時刻（ｋｍ＋Ｌ）を、ベースバンド信号ＢＳに於ける信号の立ち上がり始点の時刻ｋｕｓ（図８を参照。）、又は、同信号の立下り終点の時刻ｋｄｅと決定する。ここで、ｋｕｓ＜ｋｄｅである。
【００４９】
その後、端点抽出部１３ｃは、信号検出部１２より出力されるパルス幅ＰＤを与える信号並びに検定部１３ｂより出力された時刻ｋｕｓ及び時刻ｋｄｅを与える信号を受信する。そして、端点抽出部１３ｃは、パルス幅ＰＤ／２に於ける信号の中点ｋｃよりも時間的に前の信号の振幅部分を「ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり部分」とし、他方、信号の中点ｋｃよりも時間的に後の信号の振幅部分を「ベースバンド信号ＢＳの立下り部分」であると認識し、斯かる認識を前提として、以下の算出処理を行う。
【００５０】
即ち、検定部１３ｂが、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点の時刻ｋｕｓを与える信号を出力するときには、端点抽出部１３ｃは、
【００５１】
【数８】
【００５２】
で与えられる式に基づき、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり終点の時刻ｋｕｅを算出・決定する。
【００５３】
他方、検定部１３ｂが、ベースバンド信号ＢＳの立ち下がり終点の時刻ｋｄｅを出力するときには、端点抽出部１３ｃは、
【００５４】
【数９】
【００５５】
で与えられる式に基づき、ベースバンド信号ＢＳの立下り始点の時刻ｋｄｓを算出・決定する。
【００５６】
ここで、数８及び数９の各式に表れるεは端点の調整シロであり、εは非負整数であるとする。
【００５７】
以上の算出処理により得られた各時刻ｋｕｓ，ｋｕｅ，ｋｄｓ，ｋｄｅのデータより、端点抽出部１３ｃは、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり区間Γｕ［ｋｕｓ，ｋｕｅ］及びベースバンド信号ＢＳの立下り区間Γｄ［ｋｄｓ，ｋｄｅ］を決定する。そして、同部１３ｃは、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり区間Γｕ［ｋｕｓ，ｋｕｅ］及び立下り区間Γｄ［ｋｄｓ，ｋｄｅ］の各々を与える信号を、波形抽出部１３ｄへ出力する。
【００５８】
波形抽出部１３ｄは、信号検出部１２より出力されるベースバンド信号ＢＳの振幅特性Ａ及び位相特性θを与える信号より、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり区間Γｕ［ｋｕｓ，ｋｕｅ］及び立下り区間Γｄ［ｋｄｓ，ｋｄｅ］の各々に対応する区間を抜き出して、振幅変化部分ＡＦ及び位相変化部分θＦを抽出する。ここで、図９は、立ち上がり区間Γｕ［ｋｕｓ，ｋｕｅ］に於いて抽出された振幅変化部分ＡＦを示しており、又、図１０は、立ち上がり区間Γｕ［ｋｕｓ，ｋｕｅ］に於いて抽出された位相変化部分θＦを示している。その後、波形抽出部１３ｄは、抽出した、立ち上がり区間Γｕ［ｋｕｓ，ｋｕｅ］及び立下り区間Γｄ［ｋｄｓ，ｋｄｅ］の各々に対応する振幅変化部分ＡＦ及び位相変化部分θＦを、特徴量抽出部１４の各部１４ａ，１４ｂに出力する。
【００５９】
特徴量抽出部１４の動作は、次の通りである。
【００６０】
先ず、線形近似特性抽出部１４ａは、振幅変化部分ＡＦの内で振幅が急激に増加する部分及び急激に減少する部分を線形近似して、近似直線の傾きβ及び切片γを抽出する。図９の一例によれば、振幅変化部分ＡＦの内で振幅が急激に立ち上がる部分ＡＦＲに対して線形近似が成される。
【００６１】
次に、特性変換部１４ｂは、過渡応答部抽出部１３からの振幅変化部分ＡＦ及び位相変化部分θＦの各々を与える信号と、線形近似特性部１４ａからの傾きβ及び切片γを与える信号とを受信して、線形変換により正規化された振幅対位相特性ＡＰＣの抽出処理を実行する。この線形変換による正規化は、
【００６２】
【数１０】
【００６３】
により与えられる式に基づき、傾きβを含む回転行列及び切片γを含む行列による平行移動を行うことにより実行される。
【００６４】
数１０の式に於いて、Ａ〜Ｆ（ｋ）は時刻ｋに於ける振幅変化部分ＡＦの線形変換後の値であり、θ〜Ｆ（ｋ）は時刻ｋに於ける位相変化部分θＦの線形変換後の値であり、μgは記録保存装置１６内に記録・保存されている既知の電波源の近似直線の傾きの補正値であり、μinは記録保存装置１６内に記録・保存されている既知の電波源の近似直線の切片の補正値である。
【００６５】
そして、特性変換部１４ｂは、上記の線形変換により正規化された後の振幅変化部分Ａ〜Ｆ（ｋ）及び位相変化部分θ〜Ｆ（ｋ）を用いて、線形変換した後の振幅対位相特性ＡＰＣを生成・出力する。図１１は、特性変換部１４ｂにより抽出された振幅対位相特性ＡＰＣの一例を示す。
【００６６】
照合部１５は、特徴量抽出部１４より、線形変換により正規化された振幅対位相特性ＡＰＣを与える信号を受信して、受信した振幅対位相特性ＡＰＣを、記録保存装置１６内に記録・保存されている既知の電波源の特徴量である振幅対位相特性と照合する。この照合方法としては、一般的に知られている手法が用いられても良い。
【００６７】
ここで、記録保存装置１６は、既知の各電波源の機種名のデータと、当該機種名のデータに関連付けられた振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣｒｅｆのデータ（照合信号）とを、ルックアップテーブルとして、予め記録されて保存している。
【００６８】
そこで、照合部１５は、未知の電波源の特徴量である振幅対位相特性ＡＰＣが特徴量抽出部１４から照合部１５に入力されたタイミングに応じて、記録保存装置１６にアクセスして、記録保存装置１６に記録された既知の多数の照合信号の振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣｒｅｆを順次に入力し、各振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣｒｅｆが振幅対位相特性ＡＰＣと一致するか否かの比較処理を行う。
【００６９】
この比較処理に於いて、振幅対位相特性ＡＰＣと一致する既知の照合信号の振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣｒｅｆが見つかる場合には、照合部１５は、入力された未知の電波源の特徴量ＡＰＣは、その一致した既知の照合信号の特徴量であると判定し、その一致した既知の照合信号の特徴量に関係付けられた送信装置の機種名を、記録保存装置１６の上記ルックアップテーブルの参照により、特定する。
【００７０】
それに対して、未知の電波源の振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣが記憶保存装置１６内に記録されている全ての照合信号の振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣｒｅｆと一致しない場合には、照合部１５は、その未知の電波源の振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣは記録保存装置１６内には記録されていない振幅対位相特性（特徴量）であると識別した上で、その未知の電波源の振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣを新たな照合信号の振幅対位相特性（特徴量）ＡＰＣｒｅｆとして、記録保存装置１６内に追加記録される。この場合、記録保存装置１６内の上記ルックアップテーブルの送信装置の機種名の欄には、「unknown」と言うデータ信号が入力される。
【００７１】
以上に記載した通り、本実施の形態では、未知の電波源から放射されてアンテナ及び受信機を介して受信された信号ＳＧのベースバンド信号ＢＳの振幅特性Ａに対して、移動窓Ｗが適用されて部分信号ＳＷが抽出され、部分信号ＳＷの平均電力ＰＳが既知の分散σn2を有する受信機雑音の分布に適合するか否かの棄却検定が実行されることで、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点ｋｕｓを含む移動窓Ｗｍ及びベースバンド信号ＢＳの立下り終点ｋｄｅを含む移動窓Ｗｍが特定される。そして、立ち上がり始点ｋｕｓを含む移動窓Ｗｍでベースバンド信号ＢＳを切り取った区間の終点が立ち上がり終点ｋｕｅとして算出され、且つ、立下り終点ｋｄｅを含む移動窓Ｗｍでベースバンド信号ＢＳを切り取った区間の始点が立下り始点ｋｄｓとして算出され、その結果、立ち上がり区間Γｕ［ｋｕｓ，ｋｕｅ］及び立下り区間Γｄ［ｋｄｓ，ｋｄｅ］が決定されるので、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり部分及び立下り部分を過不足無く且つ高精度で抽出することが出来る。従って、受信機のノイズの影響により受信信号の振幅波形の立ち上がり部分及び立下り部分の抽出が安定して行われないと言う既述した問題点は解消される。
【００７２】
又、本実施の形態では、位相窓Ｗを用いた棄却決定を通じてベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点ｋｕｓ又は立下り終点ｋｄｅが決定されるので、突発的なノイズが振幅変化部分ＡＦ及び位相変化部分θＦに重畳する場合に於いても、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点ｋｕｓ又は立下り終点ｋｄｅの位置を精度良く特定することが出来る。
【００７３】
更に、本実施の形態によれば、未知の電波源から放射される信号の受信待機中に、受信機よりパルス性のノイズが発生して信号ＳＧに重畳する場合であっても、その様なパルス性ノイズを含む部分信号ＳＷの平均電力ＰＳは、時間軸上の移動窓Ｗの窓長Ｌによって平滑化されるので、検定部１３ｂは、部分信号ＳＷの平均電力ＰＳは既知の分散σn2で与えられる受信機雑音の分布に適合すると判断する結果、雑音信号の誤検出を低減化することが出来る。
【００７４】
尚、本実施の形態では、アンテナ（図示せず。）及びその後の受信機（図示せず。）を介して得られる信号ＳＧを「受信信号」と記載していたが、広義の意味として、上記のベースバンド信号ＢＳを「受信信号」と定義・解釈しても良い。この点は、後述する実施の形態２及び３に於いても同様である。
【００７５】
（実施の形態２）
本実施の形態に係る電波源識別装置の全体構成は、後述する検定部及び記録保存装置を除いて、図１の電波源識別装置の全体構成と基本的には同じであるため、同一部分の記載は割愛する。
【００７６】
図１２は、本実施の形態に於ける過渡応答抽出部２０及び記録保存装置２５の構成を示すブロック図である。過渡応答抽出部２０中の各部２１，２３，２４の動作は、それぞれ実施の形態１に於ける過渡応答抽出部１３の対応構成要素１３ａ，１３ｃ，１３ｄと同一である。
【００７７】
過渡応答抽出部２０の検定部２２は、記録保存装置２５にアクセスした上で、設定した特定の有意水準αを記録保存装置２５に出力（通知）する。ここで、記憶保存装置２５は、有意水準α毎に予め求められたカイ二乗値χ2（α）（参照値に該当。）が当該有意水準αに関連付けられて記録されているルックアップテーブルを備えている。その結果、検定部２２は、記憶保存装置２５から、記憶保存装置２５に入力した有意水準αに対応するカイ二乗値χ2（α）を読み出して、読み出したカイ二乗値χ2（α）を検定部２２内に取り込む（記憶保存装置２５から検定部２２への上記参照値の通知に該当。）。そして、検定部２２は、記憶保存装置２５から取り込んだ上記カイ二乗値χ2（α）を用いて、部分信号ＳＷの平均電力ＰＳの棄却検定を行う。ここでの棄却検定は、実施の形態１で記載した通りである。
【００７８】
本実施の形態によれば、各有意水準αに対応するカイ二乗値χ2（α）のルックアップテーブルが予め記録保存装置２５内に設けられているので、受信機の電源を入れた瞬間に未知の電波源から到来した信号を受信した場合に於いても、受信信号の立ち上がり部分及び立下り部分を確実に抽出することが出来る。
【００７９】
（実施の形態３）
本実施の形態に係る電波源識別装置の全体構成は、実施の形態１に於いて図１に示される電波源識別装置の全体構成と同様である。但し、図１の検定部１３ｂの動作が以下に記載する様に修正されている。
【００８０】
図１３は、本実施の形態に係る検定部１３ｂの処理手順を示すフローチャートである。
【００８１】
図１３に示す様に、検定部１３ｂは、棄却検定に於いて、部分信号ＳＷｊの平均電力ＰＳｊが受信信号ＳＧ、従って、ベースバンド信号ＢＳの立ち上がり部分及び立下り部分を含むと判定するときには（χ02＞χ2（α）の判定がＹＥＳの場合）、そのときの部分信号ＳＷｊを部分信号前半部ＳＷｊ１と部分信号後半部ＳＷｊ２とに分割する。
【００８２】
部分信号の２分割後に於いて、平均電力出力部１３ａは、部分信号前半部ＳＷｊ１及び部分信号後半部ＳＷｊ２を検定部１３ｂより受信し、部分信号前半部ＳＷｊ１及び部分信号後半部ＳＷｊ２のそれぞれの平均電力ＰＳｊ１及びＰＳｊ２を数３の式に基づき算出した上で、算出された部分信号前半部ＳＷｊ１の平均電力ＰＳｊ１及び部分信号後半部ＳＷｊ２の平均電力ＰＳｊ２を検定部１３ｂに出力する。
【００８３】
その結果、検定部１３ｂは、部分信号前半部ＳＷｊ１の平均電力ＰＳｊ１及び部分信号後半部ＳＷｊ２の平均電力ＰＳｊ２のそれぞれに対して、実施の形態１で既述した通りの棄却検定を実施し、部分信号前半部ＳＷｊ１の平均電力ＰＳｊ１及び部分信号後半部ＳＷｊ２の平均電力ＰＳｊ２に受信信号ＳＧないしはベースバンド信号ＢＳの立ち上がり部分又は立下り部分が含まれているか否かを判定する。例えば、図１４に例示する様に、部分信号前半部ＳＷｊ１の棄却検定の結果が仮説Ｈ０であり、部分信号後半部ＳＷｊ２の棄却検定結果が仮説Ｈ１である場合には、部分信号ＳＷｊを２分割した位置に於いて、採用する仮説が変化したことになる。そこで、検定部１３ｂは、移動窓Ｗｊのシフトは不要と判定した上で、部分信号前半部ＳＷｊ１の区間の終点を、受信信号ＳＧないしはベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点ｋｕｓ又は立下り終点ｋｄｅに決定する。
【００８４】
これに対して、部分信号前半部ＳＷｊ１及び部分信号後半部ＳＷｊ２の何れの棄却検定の結果が仮説Ｈ１である場合には、検定部１３ｂは、部分信号前半部ＳＷｊ１を、更に、部分信号前半部ＳＷｊ１１と部分信号前半部ＳＷｊ１２とに２分割して、部分信号前半部ＳＷｊ１１及び部分信号前半部ＳＷｊ１２の各々について、それぞれ棄却検定を実行する。若し、部分信号前半部ＳＷｊ１１に関して採択された仮説が仮説Ｈ０であり、部分信号前半部ＳＷｊ１２に関して採択された仮説が仮説Ｈ１である場合には、検定部１３ｂは、移動窓Ｗｊのシフトは不要と判定した上で、部分信号前半部ＳＷｊ１１の区間の終点を、受信信号ＳＧないしはベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点ｋｕｓ又は立下り終点ｋｄｅに決定する。他方、部分信号前半部ＳＷｊ１１に関して採択された仮説が仮説Ｈ１であり、部分信号前半部ＳＷｊ１２に関して採択された仮説も仮説Ｈ１である場合には、検定部１３ｂは、更に、部分信号前半部ＳＷｊ１１を２分割し、分割後のそれぞれの部分信号に対して棄却検定を行い、採択される仮説が互いに食い違うまで部分信号前半部の２分割を行った後、仮説Ｈ０を採択した部分信号前半部の方の終点を、受信信号ＳＧないしはベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点ｋｕｓ又は立下り終点ｋｄｅに決定する。
【００８５】
尚、コンピュータに搭載されるＣＰＵ又はコンピュータに内蔵或いは付属されているメモリの容量等により、部分信号の分割回数を任意に設定することが出来る。
【００８６】
以上に記載した本実施の形態によれば、移動窓で切り取った部分信号ＳＷを細分化して棄却検定を行っていくことにより、受信信号ＳＧないしはベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点及び立下り終点の位置をより精度良く決定することが出来る。その結果、受信信号ＳＧないしはベースバンド信号ＢＳの立ち上がり始点を、パルス到来時刻であるパルス間隔ＰＩとして採用することも可能となる。
【００８７】
（変形例）
実施の形態１〜３の各々に於いては、信号検出部１２は受信信号ＳＧよりベースバンド信号ＢＳを算出した上で、既述した信号諸元を検出しているが、これに代えて、信号検出部１２は、Ａ／Ｄ変換した受信信号ＳＧより直接に、受信信号ＳＧの振幅特性Ａ、位相特性θ、パルス幅ＰＤ、及びパルス間隔ＰＩ等の信号諸元を検出することとしても良い。この場合には、平均電力出力部１３ａは、受信信号ＳＧの振幅値及びそのパルス幅ＰＤに基づいて、部分信号の平均電力を算出することとなり、検定部１３ｂも、受信信号ＳＧより切り出された部分信号の平均電力に対して、既述した棄却検定を実行することとなる。その後の端点抽出部１３ｃ及び波形抽出部１３ｄも、それぞれ、受信信号ＳＧのパルス幅ＰＤ、及び、受信信号ＳＧの振幅特性Ａ、位相特性θを利用して、既述した処理を同様に実行することなる。
【００８８】
（付記）
以上、本発明の実施の形態を詳細に開示し記述したが、以上の記述は本発明の適用可能な局面を例示したものであって、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、記述した局面に対する様々な修正や変形例を、この発明の範囲から逸脱することの無い範囲内で考えることが可能である。
【００８９】
尚、「検定部が既述した棄却検定に基づいて受信信号の立ち上がり始点又は立下り終点を抽出する」とは、（１）棄却検定に基づいて受信信号の立ち上がり始点を抽出する場合、（２）棄却検定に基づいて受信信号の立下り終点を抽出する場合、及び、（３）棄却検定に基づいて受信信号の立ち上がり始点及び受信信号の立下り終点を抽出する場合の各々を含む概念として、本発明では用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】実施の形態１に係る電波源識別装置の構成を示すブロック図である。
【図２】この発明で識別される受信信号の時間波形の一例を示す図である。
【図３】実施の形態１に於けるベースバンド信号の振幅特性の一例を示す図である。
【図４】実施の形態１に於けるベースバンド信号の位相特性の一例を示す図である。
【図５】実施の形態１に於ける移動窓のシフトを示す図である。
【図６】実施の形態１に於ける棄却検定に関する図である。
【図７】実施の形態１に於ける検定部の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】実施の形態１に於ける移動窓と受信信号の立ち上がり始点との関係を示す図である。
【図９】実施の形態１に於いて、立ち上がり区間に於ける振幅変化部分の一例を示す図である。
【図１０】実施の形態１に於いて、立ち上がり区間に於ける位相変化部分の一例を示す図である。
【図１１】実施の形態１に於ける振幅対位相特性の一例を示す図である。
【図１２】実施の形態２に係る過渡応答抽出部の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態３に於ける受信信号の立ち上がり始点及び立下り終点を決定するための処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】実施の形態３に於ける部分信号の分割方法を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００９１】
１０ 電波源識別装置、１１ Ａ／Ｄ変換器、１２ 信号検出部、１３，２０ 過渡応答部抽出部、１３ａ 平均電力出力部、１３ｂ，２２ 検定部、１３ｃ，２３ 端点抽出部、１３ｄ，２４ 波形抽出部、１４ 特徴量抽出部、１４ａ 線形近似特性抽出部、１４ｂ 特性変換部、１５ 照合部、１６，２５ 記録保存装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未知の電波源から放射された電波をアンテナ及び受信機を介して得られた受信信号の振幅特性、位相特性及びパルス幅を含む信号諸元を検出する信号検出部と、
受信機雑音の分散及びそれぞれが既知の送信装置名と関連付けられた既知の複数の振幅対位相特性を記録及び保存する記録保存装置と、
１）時間軸上の移動窓を用いて前記受信信号を部分的に抽出し、前記移動窓により抽出された部分信号の平均電力を算出し、２）前記記録保存装置にアクセスして前記受信機雑音の分散を取得した上で、算出した前記部分信号の前記平均電力が前記分散で与えられる前記受信機雑音が従うべき分布と合致するか否かの棄却検定に基づいて前記受信信号の立ち上がり始点又は立下り終点を抽出し、３）前記受信信号の前記立ち上がり始点又は前記立下り終点及び前記パルス幅に基づいて前記受信信号の立ち上がり終点又は立下り始点を算出することで前記受信信号の立ち上がり区間又は立下り区間を決定すると共に、４）前記受信信号の前記立ち上がり区間又は前記立下り区間に基づいて、前記受信信号の前記振幅特性及び前記位相特性の内で前記受信信号の前記立ち上がり区間又は前記立下り区間に対応する部分である振幅変化部分及び位相変化部分を、前記受信信号の前記振幅特性及び前記位相特性より抽出する、過渡応答部抽出部と、
前記受信信号の前記振幅変化部分及び前記位相変化部分の各々に対して線形変換による正規化を行うことで前記受信信号の振幅対位相特性を抽出する特徴量抽出部と、
抽出された前記受信信号の前記振幅対位相特性と、前記記録保存装置に順次にアクセスして前記記録保存装置より読み出した前記既知の複数の振幅対位相特性の各々とを順次に照合し、照合の結果、前記既知の複数の振幅対位相特性の内で前記受信信号の前記振幅対位相特性と一致する既知の振幅対位相特性が存在する場合には、当該既知の振幅対位相特性に関連付けられた前記既知の送信装置名を前記未知の電波源に特定付ける照合部とを、備えたことを特徴とする、
電波源識別装置。
【請求項２】
請求項１記載の電波源識別装置であって、
前記過渡応答部抽出部は、特定の有意水準を前記記録保存装置に通知し、
前記記憶保存装置は、有意水準毎に参照値を記録及び保存しているルックアップテーブルから、前記過渡応答部抽出部より通知を受けた前記特定の有意水準に対応する参照値を取り出して前記過渡応答部抽出部に通知し、
前記過渡応答部抽出部は、前記記録保存装置から通知された前記対応する参照値を用いて、前記部分信号の前記平均電力に対する前記棄却検定を実行することを特徴とする、
電波源識別装置。
【請求項３】
請求項１記載の電波源識別装置であって、
前記過渡応答部抽出部は、
２−１）前記棄却検定に於いて、前記部分信号の前記平均電力が前記受信機雑音の前記分布と合致しないとの判定結果を得た場合には、前記部分信号を前半部分信号と後半部分信号とに２分割して、前記前半部分信号及び前記後半部分信号の各々に対して前記棄却検定を実行し、
２−２）前記前半部分信号及び前記後半部分信号の各々の棄却検定結果が互いに食い違うまで前記２−１）の処理を繰り返し実行し続け、その結果、前記前半部分信号及び前記後半部分信号の各々の棄却検定結果が互いに食い違った場合に、前記前半部分信号及び前記後半部分信号の各々の棄却検定結果の内で当該部分信号の平均電力が前記受信機雑音の前記分布と合致するとの判定結果を得た方の部分信号の終点により前記受信信号の前記立ち上がり始点又は前記立下り終点を抽出することを特徴とする、
電波源識別装置。
【請求項１】
未知の電波源から放射された電波をアンテナ及び受信機を介して得られた受信信号の振幅特性、位相特性及びパルス幅を含む信号諸元を検出する信号検出部と、
受信機雑音の分散及びそれぞれが既知の送信装置名と関連付けられた既知の複数の振幅対位相特性を記録及び保存する記録保存装置と、
１）時間軸上の移動窓を用いて前記受信信号を部分的に抽出し、前記移動窓により抽出された部分信号の平均電力を算出し、２）前記記録保存装置にアクセスして前記受信機雑音の分散を取得した上で、算出した前記部分信号の前記平均電力が前記分散で与えられる前記受信機雑音が従うべき分布と合致するか否かの棄却検定に基づいて前記受信信号の立ち上がり始点又は立下り終点を抽出し、３）前記受信信号の前記立ち上がり始点又は前記立下り終点及び前記パルス幅に基づいて前記受信信号の立ち上がり終点又は立下り始点を算出することで前記受信信号の立ち上がり区間又は立下り区間を決定すると共に、４）前記受信信号の前記立ち上がり区間又は前記立下り区間に基づいて、前記受信信号の前記振幅特性及び前記位相特性の内で前記受信信号の前記立ち上がり区間又は前記立下り区間に対応する部分である振幅変化部分及び位相変化部分を、前記受信信号の前記振幅特性及び前記位相特性より抽出する、過渡応答部抽出部と、
前記受信信号の前記振幅変化部分及び前記位相変化部分の各々に対して線形変換による正規化を行うことで前記受信信号の振幅対位相特性を抽出する特徴量抽出部と、
抽出された前記受信信号の前記振幅対位相特性と、前記記録保存装置に順次にアクセスして前記記録保存装置より読み出した前記既知の複数の振幅対位相特性の各々とを順次に照合し、照合の結果、前記既知の複数の振幅対位相特性の内で前記受信信号の前記振幅対位相特性と一致する既知の振幅対位相特性が存在する場合には、当該既知の振幅対位相特性に関連付けられた前記既知の送信装置名を前記未知の電波源に特定付ける照合部とを、備えたことを特徴とする、
電波源識別装置。
【請求項２】
請求項１記載の電波源識別装置であって、
前記過渡応答部抽出部は、特定の有意水準を前記記録保存装置に通知し、
前記記憶保存装置は、有意水準毎に参照値を記録及び保存しているルックアップテーブルから、前記過渡応答部抽出部より通知を受けた前記特定の有意水準に対応する参照値を取り出して前記過渡応答部抽出部に通知し、
前記過渡応答部抽出部は、前記記録保存装置から通知された前記対応する参照値を用いて、前記部分信号の前記平均電力に対する前記棄却検定を実行することを特徴とする、
電波源識別装置。
【請求項３】
請求項１記載の電波源識別装置であって、
前記過渡応答部抽出部は、
２−１）前記棄却検定に於いて、前記部分信号の前記平均電力が前記受信機雑音の前記分布と合致しないとの判定結果を得た場合には、前記部分信号を前半部分信号と後半部分信号とに２分割して、前記前半部分信号及び前記後半部分信号の各々に対して前記棄却検定を実行し、
２−２）前記前半部分信号及び前記後半部分信号の各々の棄却検定結果が互いに食い違うまで前記２−１）の処理を繰り返し実行し続け、その結果、前記前半部分信号及び前記後半部分信号の各々の棄却検定結果が互いに食い違った場合に、前記前半部分信号及び前記後半部分信号の各々の棄却検定結果の内で当該部分信号の平均電力が前記受信機雑音の前記分布と合致するとの判定結果を得た方の部分信号の終点により前記受信信号の前記立ち上がり始点又は前記立下り終点を抽出することを特徴とする、
電波源識別装置。
【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】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１０−１２７８３３（Ｐ２０１０−１２７８３３Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０４６３７（Ｐ２００８−３０４６３７）
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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