(57)【要約】【課題】  送信周波数が変化する信号や到来時刻が類似する信号についても正確に分離することができ、混信分離の精度が向上した混信分離装置を提供する。【解決手段】  候補となり得る全ての連結パターンを出力する信号連結手段３２と、過去の統計情報に基づいた複数の参照パターンを保持する参照パターン蓄積手段３３とを備え、判定手段３５において、連結パターンに含まれるチップの特徴抽出結果に応じた参照パターンを参照して、候補となり得る全ての連結パターンの評価値を各々算出し、候補となり得る全ての連結パターンから評価値に基づき所望の信号を抽出する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信波が混信する受信信号から、チップ毎に複数の搬送波周波数に切り替わる所望の信号を分離する混信分離装置において、
前記受信信号から前記チップ毎の特徴を抽出して特徴抽出結果として出力する特徴抽出手段と、
前記特徴抽出結果に基づいて複数のチップを連結し、候補となり得る全ての連結パターンを出力する信号連結手段と、
前記特徴に応じた複数の参照パターンを保持する参照パターン蓄積手段と、
前記連結パターンに含まれる前記チップの前記特徴抽出結果に応じた参照パターンに対する前記連結パターンの評価値に基づいて、前記候補となり得る全ての連結パターンから前記所望の信号を抽出する判定手段と、
を備えた混信分離装置。
【請求項２】
前記参照パターン蓄積手段は、（１）乃至（４）の少なくとも１つの特徴に応じた前記複数の参照パターンを保持することを特徴とする請求項１記載の混信分離装置。
（１）時刻
（２）到来方位
（３）周波数帯
（４）変調方式
【請求項３】
前記判定手段は、前記連結パターンの評価値を前記参照パターンに応じた関数で算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の混信分離装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記評価値が閾値よりも大きな場合のみ、前記所望の信号を抽出することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の混信分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の通信波が混信した混信信号から所望の信号を分離抽出する混信分離装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の混信分離装置においては、複数の送信機からの信号を混在して受信する場合、各信号の送信周波数、到来方位、信号長などの信号の特徴や到来時刻を抽出し、抽出した特徴の類似性や到来時刻の周期性を併用して、混在した信号を系列毎に連結して所望の信号を分離している。さらに、信号の誤検出や失検出が存在することも考慮することにより、混信信号から所望の信号を分離抽出すること（以下、混信分離と称する）の性能が劣化することを防止している（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１４７２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
無線通信方式にはＭＣＡ（Ｍｕｌｔｉ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ａｃｃｅｓｓ）方式やＦＨ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｈｏｐｐｉｎｇ）方式など、送信信号の搬送波周波数（以下、送信周波数と称する）を時刻によって切り替える方式がある。所定の特徴を有する信号ブロックを以下ではチップと称する。ＭＣＡ方式やＦＨ方式などでは、送信周波数等の特徴が異なる複数のチップが連なった一定の出現周期が存在する。つまり、送信周波数が切り替わる時刻情報と周波数情報とが既知であれば、その既知の情報に従って、決められた時刻に決められた周波数に受信機の受信周波数を切り替えれば、途切れなく信号を受信できる。しかし、送信周波数が切り替わる時刻情報と周波数情報とを予め知りえない場合には、途切れのない受信を再生するために、受信帯域が広い受信機で予め様々な信号を受信し、その受信信号の中から連続性の良い信号を取捨選択しなければならない。
【０００５】
従来の混信分離装置においては、同一の送信機から送信される信号は、送信周波数、到来方位などのチップ特徴が類似することを前提に、チップ特徴の類似性を用いて所望の信号を選択するため、ＭＣＡ方式やＦＨ方式などのようにチップ特徴（送信周波数）が変化する信号に対しては、正確に分離することができないという問題があった。また、従来の混信分離装置においては、到来時刻の周期性に基づき所望の信号を選択するため、到来時刻が類似する信号については、正確に分離することができないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、送信周波数が変化する信号や到来時刻が類似する信号についても正確に分離することができ、混信分離の精度が向上した混信分離装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る混信分離装置は、受信信号からチップ毎の特徴を抽出して特徴抽出結果として出力する特徴抽出手段と、特徴抽出結果に基づいて複数のチップを連結し、候補となり得る全ての連結パターンを出力する信号連結手段と、特徴に応じた複数の参照パターンを保持する参照パターン蓄積手段と、連結パターンに含まれるチップの特徴抽出結果に応じた参照パターンに対する連結パターンの評価値に基づいて、候補となり得る全ての連結パターンから所望の信号を抽出する判定手段と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、過去の統計情報に基づいて複数の参照パターンを保持し、候補となる連結パターンに含まれるチップの特徴抽出結果に応じた参照パターンに対する連結パターンの評価値に基づいて、候補となり得る全ての連結パターンから所望の信号を抽出するため、混信分離の精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１による混信分離装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１による混信分離装置に入力される受信信号を示す説明図である。
【図３】本発明の実施の形態１による参照パターン蓄積手段に蓄積される参照パターンを示す説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１による混信分離装置に入力される受信信号を示す説明図である。
【図５】本発明の実施の形態１による参照パターン蓄積手段に蓄積される参照パターンを示す説明図である。
【図６】本発明の実施の形態２による混信分離装置の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】
【００１０】
本発明に係る混信分離装置の各実施の形態について、図面を参照して説明する。以下の各図において、同一符号は、同一または相当の構成を示す。
【００１１】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１による混信分離装置の構成を示すブロック図である。アンテナ１を介して受信機２において受信された受信信号は、混信分離装置３に出力される。混信分離装置３は、特徴抽出手段３１、信号連結手段３２、参照パターン蓄積手段３３、および判定手段３４を有する。
【００１２】
次に動作について説明する。図２は本発明の実施の形態１による混信分離装置３に入力される受信信号を示す説明図である。受信機２からの受信信号は、まず特徴抽出手段３１に入力される。特徴抽出手段３１では、受信信号の各チップＲ１、Ｒ２Ａ、Ｒ２Ｂ、Ｒ３、Ｒ４Ａ、Ｒ４Ｂ、Ｒ５の特徴を抽出し、特徴抽出結果として信号連結手段３２に出力する。特徴抽出結果としては、例えば、各チップの受信周波数、受信開始時刻、受信終了時刻、到来方位、周波数帯域幅、変調方式などが考えられる。特徴抽出手段３１は、受信信号と抽出した特徴抽出結果とを信号連結手段３２に出力する。
【００１３】
信号連結手段３２は、特徴抽出結果の受信開始時刻および受信終了時刻（以下、時刻と称する）に基づき、各チップを一連の信号として連結し、その結果を連結パターンとして判定手段３４に出力する。信号連結手段３２は、必ずしも最良の連結パターンのみを出力するものではなく、候補となり得る全ての連結パターンを冗長に出力する。
【００１４】
図２において、チップＲ１、Ｒ２Ａ、Ｒ３、Ｒ４Ａ、Ｒ５が所望の信号であり、チップＲ２Ｂ、Ｒ４Ｂは不要な信号とする。図２に示す受信信号が信号連結手段３２に入力された場合、チップＲ４Ｂは、時刻に基づき前後のチップＲ３、Ｒ５と連結することができないと判断され、信号連結手段３２において排除される。しかし、チップＲ２Ｂは、時刻に基づき前後のチップＲ１、Ｒ３と連結することができるため、信号連結手段３２においては排除されない。
【００１５】
時刻だけからは、Ｒ１→Ｒ２Ａ→Ｒ３→Ｒ４Ａ→Ｒ５の順で各チップを連結すべきか、あるいはＲ１→Ｒ２Ｂ→Ｒ３→Ｒ４Ａ→Ｒ５の順で各チップを連結すべきかはわからない。信号連結手段３２は、時刻に基づき考え得る全ての連結パターンを出力する。例えば、図２に示す受信信号を受信した場合は、信号連結手段３２はＲ１→Ｒ２Ａ→Ｒ３→Ｒ４Ａ→Ｒ５、及びＲ１→Ｒ２Ｂ→Ｒ３→Ｒ４Ａ→Ｒ５の両方を候補となる連結パターンとして判定手段３４へ出力する。
【００１６】
図３は本発明の実施の形態１による参照パターン蓄積手段３３に蓄積される参照パターンを示す説明図である。参照パターン蓄積手段３３は、過去の統計情報に基づき複数の参照パターンを保持する。例えば、過去の統計情報から時間帯により飛来する信号の連結パターンが異なることがわかっていれば、参照パターン蓄積手段３３は時刻に応じた複数の参照パターンを保持し、判定手段３４に入力された連結パターンに含まれるチップの特徴抽出結果に応じた参照パターンを判定手段３４に出力する。例えば、参照パターン蓄積手段３３に０時〜６時、６時〜１２時、１２時〜１８時、１８時〜２４時の各時間帯に応じた４つの参照パターンが保持されている場合に、候補となる連結パターンに含まれるチップの特徴抽出結果の時刻が２時台であれば、０時〜６時の時間帯に応じた参照パターンが判定手段３４に出力される。
【００１７】
判定手段３４は、参照パターン蓄積手段３３からの出力を参照して、信号連結手段３２が出力する連結パターンの候補から最良の連結パターンを選択し、所望の信号として出力する。最良の連結パターンを選択するために、判定手段３４は、参照パターンに対する連結パターンの評価値を候補毎に算出する。評価値は、関数ｆｎ（Ｘ，Ｙ）により算出する。Ｘは信号連結手段３２から出力される候補となる連結パターンの１つ、Ｙは参照パターン蓄積手段３３から出力される参照パターンである。ここでは、Ｒ１→Ｒ２Ａ→Ｒ３→Ｒ４Ａ→Ｒ５の連結パターンをＸ１、Ｒ１→Ｒ２Ｂ→Ｒ３→Ｒ４Ａ→Ｒ５の連結パターンをＸ２、図３に示す参照パターンＫ１→Ｋ２→Ｋ３→Ｋ４→Ｋ５をＹ１とする。
【００１８】
例えば、関数ｆ１（Ｘ，Ｙ）は、周波数の上下変化の一致回数を評価する関数であるとする。連結パターンＸ１における周波数の上下変化は、上昇→下降→下降→下降であり、参照パターンＹ１における周波数の上下変化は、上昇→下降→下降→下降であるで、一致回数は４回であり、ｆ１（Ｘ１，Ｙ１）＝４となる。また、連結パターンＸ２における周波数の上下変化は、下降→上昇→下降→下降であるので、参照パターンＹ１との一致回数は２回であり、ｆ１（Ｘ２，Ｙ１）＝２となる。参照パターンＹ１に対する連結パターンＸ１、Ｘ２の評価値はそれぞれｆ１（Ｘ１，Ｙ１）＝４、ｆ１（Ｘ２，Ｙ１）＝２であるので、判定手段３４は、評価値が最も大きい連結パターンＸ１を所望の信号として出力する。
【００１９】
図４は本発明の実施の形態１による混信分離装置３に入力される受信信号を示す説明図であり、図５は本発明の実施の形態１による参照パターン蓄積手段３３に蓄積される参照パターンを示す説明図である。図４に示す受信信号が入力された場合、信号連結手段３２は候補となる連結パターンとしてＲ６→Ｒ７Ａ→Ｒ８→Ｒ９→Ｒ１０の連結パターンＸ３、Ｒ６→Ｒ７Ｂ→Ｒ８→Ｒ９→Ｒ１０の連結パターンＸ４を出力する。候補となる連結パターンＸ３、Ｘ４に含まれるチップの特徴抽出結果の時刻が７時台であれば、６時〜１２時の時間帯に応じた参照パターンＹ２が判定手段３４に入力される。図５に示す参照パターンＫ６→Ｋ７→Ｋ８→Ｋ９→Ｋ１０をＹ２とする。
【００２０】
ここで、上述の関数ｆ１（Ｘ，Ｙ）を用いて候補となる連結パターンＸ３、Ｘ４を評価した場合、参照パターンＹ２に対する連結パターンＸ３、Ｘ４の評価値は双方ともｆ１（Ｘ３，Ｙ２）＝ｆ１（Ｘ４，Ｙ２）＝４となり、どちらの連結パターンが所望の信号であるか判別できない。
【００２１】
例えば、時刻が６時〜１２時の時間帯は、周波数の上下変化が類似する不要な信号（不要なチップＲ７Ｂ）が検出されるという統計情報が蓄積されている場合、この統計情報に応じた関数を用いて判定手段３４は所望の信号を抽出する。即ち、周波数の上下変化の一致回数を評価する関数ｆ１（Ｘ，Ｙ）ではなく、例えば、周波数の変化量の一致回数を評価する関数ｆ２（Ｘ，Ｙ）を用いることにする。周波数の変化量の一致／不一致については、参照パターンＹにおける周波数の変化量に対して所定の範囲内（例えば±１０％以内）であれば、一致と判断する。
【００２２】
図５に示す参照パターンＹ２における周波数の変化量は、＋Δｆ→−Δｆ→−１．５Δｆ→＋０．５Δｆであり、図４に示す連結パターンＸ３における周波数の変化量は、＋Δｆ→−Δｆ→−１．５Δｆ→＋０．５Δｆである。従って、評価値はｆ２（Ｘ３，Ｙ２）＝４となる。一方、連結パターンＸ４における周波数の変化量は、＋１．５Δｆ→−１．５Δｆ→−１．５Δｆ→＋０．５Δｆである。Ｒ６→Ｒ７Ｂにおける周波数の変化量＋１．５Δｆは、Ｋ６→Ｋ７における周波数の変化量＋Δｆに対して±１０％の範囲内でないため、不一致と判断される。同様に、Ｒ７Ｂ→Ｒ８における周波数の変化量についても不一致と判断されるため、評価値はｆ２（Ｘ４，Ｙ２）＝２となる。参照パターンＹ２に対する連結パターンＸ３、Ｘ４の評価値はそれぞれｆ２（Ｘ３，Ｙ２）＝４、ｆ２（Ｘ４，Ｙ２）＝２であるので、判定手段３４は、評価値が最も大きい連結パターンＸ３を所望の信号として出力する。
【００２３】
本実施の形態１では、参照パターン蓄積手段３３において、時刻に応じた複数の参照パターンを保持する例を示したが、時刻以外にも、例えば、到来方位、周波数帯、変調方式などに応じた参照パターンを保持してもよい。また、これらの種別の組み合わせ毎に参照パターン（例えば、到来方位が北東で、周波数帯が４００ＭＨｚ帯に対応する参照パターンなど）を保持してもよい。
【００２４】
候補となり得る連結パターンに含まれる各チップの到来方位、周波数帯、変調方式などの特徴抽出結果は異なる可能性がある。到来方位、周波数帯、変調方式などに応じた複数の参照パターンから、一つの参照パターンを選択して判定手段３４に出力する場合は、候補の連結パターンに含まれる全チップの特徴抽出結果を確認し、最も数が多い特徴に対応する参照パターンを判定手段３４に出力すればよい。例えば、参照パターン蓄積手段３３に到来方位に応じた複数の参照パターンが蓄積されており、その中から一つの参照パターンを選択する場合、候補となる連結パターンに含まれる全チップの到来方位を確認し、到来方位が北東であるチップが最も多い場合は、到来方位が北東に対応する参照パターンを判定手段３４に出力する。この他にも、到来方位（または、周波数帯、変調方式）に応じた複数の参照パターンから一つの参照パターンを選択して判定手段３４において参照するのは、候補となる連結パターンに含まれる全チップの到来方位（または、周波数帯、変調方式）が一致する場合のみに限定してもよい。
【００２５】
また、本実施の形態１では、判定手段３４において評価値を算出する関数としてｆ１（Ｘ，Ｙ）およびｆ２（Ｘ，Ｙ）を定義したが、評価関数はこれらに限られたものではなく、様々な定義がなされうるものである。ｆ１（Ｘ，Ｙ）およびｆ２（Ｘ，Ｙ）では周波数に関する特徴を用いて評価値を算出したが、例えば、到来方位や変調方式などの類似性を評価値に反映させてもよい。また、参照パターン蓄積手段３３に保持する参照パターン毎に対応する評価関数ｆｎ（Ｘ，Ｙ）を定義しておいてもよい。なお、関数ｆ２（Ｘ，Ｙ）において、所定の範囲内を定義したが、この閾値は±１０％以内に限られたものではなく、過去の統計情報に応じて、参照パターン毎に個別の閾値を設定してもよい。
【００２６】
本実施の形態１による混信分離装置３は、過去の統計情報に基づいて複数の参照パターンを保持し、候補となる連結パターンに含まれるチップの特徴抽出結果に応じた参照パターンに対する連結パターンの評価値に基づいて、候補となり得る全ての連結パターンから所望の信号を抽出するため、混信分離の精度が向上する。
【００２７】
実施の形態２．
実施の形態１では、判定手段３４において、参照パターンに対する連結パターンの評価値に基づき、所望の信号を抽出したが、更に閾値を用いて所望の信号を抽出してもよい。図６は本発明の実施の形態２による混信分離装置の構成を示すブロック図である。以下では実施の形態１との相違点について説明する。
【００２８】
閾値設定手段３５は、参照パターン蓄積手段３３に保持する参照パターン毎、もしくは判定手段３４で用いる関数ｆｎ（Ｘ，Ｙ）毎に設定された閾値Ｔｈを判定手段３４に出力する。判定手段３４は、参照パターンに対する連結パターンの評価値に基づき、信号連結手段３２が出力する連結パターンの候補から最良の連結パターンを選択するが、評価値と閾値Ｔｈとを比較し、評価値＞閾値Ｔｈを満たす場合のみ選択した最良の連結パターンを出力結果として出力する。これにより、受信信号に所望の信号が含まれていない場合（受信信号がノイズである場合）など、候補となる連結パターンの評価値が全て小さい場合は、誤った連結パターンを所望の信号として出力することを防止できる。
【００２９】
本実施の形態２による混信分離装置３は、判定手段３４で算出した評価値が閾値Ｔｈよりも大きな場合のみ、選択した最良の連結パターンを所望の信号として出力するため、信号分離の精度がさらに向上する。
【符号の説明】
【００３０】
３  混信分離装置
３１  特徴抽出手段
３２  信号連結手段
３３  参照パターン蓄積手段
３４  判定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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