(57)【要約】【課題】立ち上がりにおける過渡波形の特徴量をより効果的に抽出すること。【解決手段】本発明にかかる無線機同定装置は、無線信号に基づく波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする有理関数フィッティング部と、無線機の特性を示す有理関数のパラメータを記憶するデータベースと、フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、データベースに記憶されたパラメータとを比較して、無線信号を送信した無線機の候補を同定する同定部と、を備える。【選択図】図１
2014082610.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線信号に基づく波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする有理関数フィッティング部と、
無線機の特性を示す有理関数のパラメータを記憶するデータベースと、
前記フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、前記データベースに記憶されたパラメータとを比較して、前記無線信号を送信した無線機の候補を同定する同定部と、
を備える無線機同定装置。
【請求項２】
前記無線信号を受信する受信部をさらに備え、
前記有理関数フィッティング部は、前記受信した無線信号に基づく波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする
請求項１に記載の無線機同定装置。
【請求項３】
前記受信した無線信号を検波する検波部をさらに備え、
前記有理関数フィッティング部は、前記検波した波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする
請求項２に記載の無線機同定装置。
【請求項４】
前記検波部は、前記無線信号について異なる複数の検波方式のそれぞれに基づき検波を行う複数の検波処理手段を有し、
前記有理関数フィッティング部は、前記複数の検波処理手段のそれぞれに対応する複数のフィッティング処理手段を有し、
前記同定部は、前記複数のフィッティング処理手段のそれぞれによりフィッティングされた複数の有理関数におけるパラメータを用いて、前記無線信号を送信した無線機の候補を同定する
請求項３に記載の無線機同定装置。
【請求項５】
前記データベースは、複数の無線機のそれぞれの特性に対応する複数の異なる有理関数のパラメータを記憶し、
前記同定部は、前記比較に応じて、前記データベースの中から複数の無線機の候補を同定し、
前記同定された複数の無線機の候補を示す情報を外部へ出力する候補出力部をさらに備える
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の無線機同定装置。
【請求項６】
前記有理関数フィッティング部は、前記有理関数として下記の式を用いる
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の無線機同定装置。
【数１】
2014082610.tif 000007
ここで、ｓは複素数の変数、ｎは１からＮの自然数、Ｎはｆ（ｓ）の次数、Ｃｎは留数、ａｎはｆ（ｓ）の極、ｄはｓの０次の係数である。
【請求項７】
前記有理関数フィッティング部は、ベクトルフィッティングにより前記フィッティングを行う
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の無線機同定装置。
【請求項８】
無線機の特性を示す有理関数のパラメータを記憶するデータベースを備える無線機同定装置を用いた無線機同定方法であって、
前記無線機同定装置が、
無線信号に基づく波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングし、
前記フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、前記データベースに記憶されたパラメータとを比較して、前記無線信号を送信した無線機の候補を同定する
無線機同定方法。
【請求項９】
無線機の特性を示す有理関数のパラメータを記憶するデータベースを備えるコンピュータに、
無線信号に基づく波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする有理関数フィッティング処理と、
前記フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、前記データベースに記憶されたパラメータとを比較して、前記無線信号を送信した無線機の候補を同定する同定処理と、
を実行させる無線機同定プログラム。
【請求項１０】
無線信号に基づく波形を入力する信号入力手段と、
前記入力した波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする有理関数フィッティング手段と、
無線機の特性を示す有理関数のパラメータを記憶するデータベースと、
前記フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、前記データベースに記憶されたパラメータとを比較して、前記無線信号を送信した無線機の候補を同定する同定手段と、
前記同定された無線機の候補を示す情報を外部へ出力する候補出力手段と、
を備える無線機同定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線機同定装置、方法、プログラム及びシステムに関し、特に、無線機からの無線信号に基づく波形に基づいて無線機を同定するための無線機同定装置、方法、プログラム及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、違法な無線通信を行っている無線機を同定する場合には、電波管理者が違法な電波を出力している無線機が使用されている現場へ行き、その場で違法な電波を出力しているか否かを調べる必要がある。そのため、違法な無線通信を行っている無線機を同定する作業には多大な労力を必要としている。
【０００３】
そこで、このような違法使用されている無線機を同定するための用途に好適であるように、無線機からの電波を効率良く監視するための無線機同定評価装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
特許文献１に係る無線機同定評価装置は、デジタルスペクトラムアナライザを用いて受信された無線信号の周波数スペクトラムを求め、この周波数スペクトラムのデータからコンピュータ等の演算手段により中心周波数の変化を特徴ベクトルとして求め、この特徴ベクトルと既知の無線機の特徴ベクトルとの類似度を求めることにより未知の無線機の機種又は個体を同定（同定評価）するようになっている。
【０００５】
特に、無線信号の立ち上がりに注目し、その特徴から無線機の同定が行われてきた。特許文献２に係る無線機同定装置においては、立ち上がり波形から時間−周波数スペクトルパターンを計算しその時間−周波数スペクトルパターンから特徴量を求め、また立ち上がり波形から時間領域タイムラグを求め、記憶する基準２次元情報と対比することで、今回受信した電波の発信元である無線機の個体を同定している。
【０００６】
特許文献３に係る無線機同定装置においては、受信信号をＦＭ検波処理して取得されるＦＭ検波信号の立ち上がり時に見られる周波数の揺らぎを無線機の特徴ベクトルとして用い、既知の無線機の特徴ベクトルとの類似度からその無線信号を送信した未知の無線機の機種又は個体を同定している。
【０００７】
特許文献４に係る無線同定装置においては、測定対象信号の立ち上がり波形をリアルタイムに記録する波形記録部と、受信した信号を検波する検波部と、検波したパルス信号の諸元を検出する諸元検出部と、受信信号の周波数変移及びその他の諸元をライブラリに保存するデータベース部と、波形記録部に記録された波形データを信号立上がり時の周波数変移によってグループ分けし、データベース部に格納されているライブラリデータと照合する統合処理部により、無線機個体の同定をしている。
【０００８】
尚、非特許文献１には、ベクトルフィッティングに関する技術が開示されている。また、非特許文献２には、応答の時間波形を直接周波数領域にフィッティングする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０９−２１１０３９号公報
【特許文献２】特開２００２−０２６８２６号公報
【特許文献３】特開２００６−２１１２５０号公報
【特許文献４】特開２００８−２５８７３７号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｂｊｏｒｎ  Ｇｕｓｔａｖｓｅｎ  ｅｔ  ａｌ．，"Ｒａｔｉｏｎａｌ  ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｏｍａｉｎ  ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ  ｂｙ  ｖｅｃｔｏｒ  ｆｉｔｔｉｎｇ"，  ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｐｏｗｅｒ  Ｄｅｌｉｖｅｒｙ，Ｖｏｌ１４  Ｎｏ３，  １９９９．
【非特許文献２】Ｓｔｅｆａｎｏ  Ｇｒｉｖｅｔ−Ｔａｌｏｃｉａ，"Ｔｈｅ  Ｔｉｍｅ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｃｔｏｒ  Ｆｉｔｔｉｎｇ  Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ  ｆｏｒ  Ｌｉｎｅａｒ  Ｍａｃｒｏｍｏｄｅｌｉｎｇ"，  Ｉｎｔ．  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＡＥＵ），  ｐｐ．２９３−２９５，  ｖｏｌ５８，  ２００４．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ここで、無線機の同定の精度を向上するためには、無線機の立ち上がりの特性をより正確に把握することが重要であり、効果的な特徴量の抽出が不可欠である。
【００１２】
本発明は、上述した問題点を考慮してなされたものであり、立ち上がりにおける過渡波形の特徴量をより効果的に抽出できる無線機同定装置、方法、プログラム及び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】
【００１３】
本発明の第１の態様にかかる無線機同定装置は、
無線信号に基づく波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする有理関数フィッティング部と、
無線機の特性を示す有理関数のパラメータを記憶するデータベースと、
前記フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、前記データベースに記憶されたパラメータとを比較して、前記無線信号を送信した無線機の候補を同定する同定部と、
を備える。
【００１４】
本発明の第２の態様にかかる無線機同定方法は、
無線機の特性を示す有理関数のパラメータを記憶するデータベースを備える無線機同定装置を用いた無線機同定方法であって、
前記無線機同定装置が、
無線信号に基づく波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングし、
前記フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、前記データベースに記憶されたパラメータとを比較して、前記無線信号を送信した無線機の候補を同定する。
【００１５】
本発明の第３の態様にかかる無線機同定プログラムは、
無線機の特性を示す有理関数のパラメータを記憶するデータベースを備えるコンピュータに、
無線信号に基づく波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする有理関数フィッティング処理と、
前記フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、前記データベースに記憶されたパラメータとを比較して、前記無線信号を送信した無線機の候補を同定する同定処理と、
を実行させる。
【００１６】
本発明の第４の態様にかかる無線機同定システムは、
無線信号に基づく波形を入力する信号入力手段と、
前記入力した波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする有理関数フィッティング手段と、
無線機の特性を示す有理関数のパラメータを記憶するデータベースと、
前記フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、前記データベースに記憶されたパラメータとを比較して、前記無線信号を送信した無線機の候補を同定する同定手段と、
前記同定された無線機の候補を示す情報を外部へ出力する候補出力手段と、
を備える。
【発明の効果】
【００１７】
本発明により、無線機の同定をより効果的に行うことができる無線機同定装置、方法、プログラム及びシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる無線機同定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にかかる無線機同定処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる無線機同定装置のハードウェア構成の例を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態２にかかる無線機同定装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態２にかかる無線機同定処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態３にかかる無線機同定装置の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の実施の形態４にかかる無線機同定装置の構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の形態５にかかる無線機同定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】
【００１９】
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略する。
【００２０】
＜発明の実施の形態１＞
図１は、本発明の実施の形態１にかかる無線機同定装置１０の構成を示すブロック図である。無線機同定装置１０は、有理関数フィッティング部１１と、データベース１２と、同定部１３とを備える。有理関数フィッティング部１１は、無線信号に基づく波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする。データベース１２は、無線機の特性を示す有理関数のパラメータ１２１を記憶する。同定部１３は、フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、データベース１２に記憶されたパラメータ１２１とを比較して、無線信号を送信した無線機の候補を同定する。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態１にかかる無線機同定処理の流れを示すフローチャートである。まず、無線機同定装置１０は、無線信号に基づく波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする（Ｓ１１）。次に、無線機同定装置１０は、フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、データベース１２に記憶されたパラメータ１２１とを比較して、無線信号を送信した無線機の候補を同定する（Ｓ１２）。
【００２２】
図３は、本発明の実施の形態１にかかる無線機同定装置１０のハードウェア構成の例を示すブロック図である。無線機同定装置１０は、例えば、入力装置６０１と、コンピュータ６０２と、記憶装置６０３と、出力装置６０４と、無線機同定プログラム６０５とを備えるものであってもよい。ここで、記憶装置６０３は、少なくともデータベース１２に相当する。さらに、記憶装置６０３は、無線機同定プログラム６０５を記憶していても構わない。無線機同定プログラム６０５は、本発明の実施の形態１にかかる無線機同定処理が実装されたコンピュータプログラムである。
【００２３】
コンピュータ６０２のＣＰＵ（不図示）は、無線機同定プログラム６０５を読み込み、入力装置６０１から受け付ける無線信号に基づく波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングするフィッティング処理を行い、無線機同定装置１０は、フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、データベース１２に記憶されたパラメータ１２１とを比較して、無線信号を送信した無線機の候補を同定する同定処理を行う。
【００２４】
ここで、無線信号の立ち上がり波形は、無線機の制御特性によって決定する。無線機は、信号強度や周波数を安定させるために、制御系が組まれている。一般に制御系の特性は、周波数領域において有理関数で表現され、その制御系の特徴を表現する。また、立ち上がりは、一定の振動を持つことも多く、有理関数ではその振動の特性を効果的に表現する。
【００２５】
そこで、有理関数フィッティング部１１において、受信した無線信号や、それを検波し強度や周波数の変化とした信号を有理関数にフィッティングすることで、有理関数のパラメータとして、無線信号の特徴を抽出する。これにより、従来の強度の変化や周波数の変化を直接比較するより、より効果的な無線信号のパラメータを抽出できる。
【００２６】
このように、本発明の実施の形態１により、有理関数にフィッティングしたパラメータを使うことにより、より効果的に無線機の同定を行うことができる。また、信号強度や周波数の揺らぎを効果的な特徴量で比較することにより、多くの立ち上がり特性を比較するのに対し、計算量の減少も行えるという効果も奏する。
【００２７】
＜発明の実施の形態２＞
本発明の実施の形態２は、上述した発明の実施の形態１の一実施例である。図４は、本発明の実施の形態２にかかる無線機同定装置１００の構成を示すブロック図である。無線機同定装置１００は、信号入力部１０１と、有理関数フィッティング部１０２と、パラメータデータベース１０３と、無線機同定部１０４と、候補出力部１０５とを備える。尚、無線機同定装置１００は、一つのハードウェアで構成される必要はない。その場合、信号入力手段と、有理関数フィッティング手段と、パラメータデータベースと、無線機同定手段と、候補出力手段とを備える無線機同定システムとすることもできる。
【００２８】
信号入力部１０１は、無線信号に基づく波形を入力する。例えば、信号入力部１０１は、無線信号を受信した立ち上がり波形が入力される。立ち上がり波形としては、例えば、ヘテロダインにより周波数を変換した波形や、信号強度の検波を行ったＡＭ検波の波形や、周波数変化の検波を行ったＦＭ検波の波形、位相の検波を行ったＰＭ検波の波形などの信号波形が入力される。
【００２９】
有理関数フィッティング部１０２は、入力した波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする。つまり、信号入力部１０１で入力された信号を元に、有理関数フィッティング部１０２は有理関数にフィッティングする。以下の式１にフィッティングする周波数領域の有理関数を示す。
【数１】
2014082610.tif 000003
ここで、ｓは複素数の変数、ｎは１からＮの自然数、Ｎはｆ（ｓ）の次数、Ｃｎは留数、ａｎはｆ（ｓ）の極、ｄはｓの０次の係数を示す。つまり、有理関数フィッティング部１０２は、有理関数として上記の式１を用いることができる。尚、式１は有理関数の一例であり、本発明の実施の形態２はこれに限定されない。
【００３０】
有理関数フィッティング部１０２は、設定された次数を元に、ａｎ、Ｃｎ及びｄをフィッティングにより求める。フィッティングの一つの方法として、入力された信号波形にフーリエ変換を行い、周波数領域のデータに変換する。その後、最小二乗法を用いて、有理関数にフィッティングを行う。このとき、有理関数へのフィッティング方法として、非特許文献１に示すようなベクトルフィッティングを用いる方法がある。
【００３１】
非特許文献１に係る方法は、この方法は、仮の極ａ￣ｎを設定し、その極を元に以下の式２に対して最小二乗法を行なう。
【数２】
2014082610.tif 000004
【００３２】
そして、求めたＣｎ、ａｎ、ｄ、ｈ及びｃ〜ｎを元に、式を変形し式３が表される。
【数３】
2014082610.tif 000005
【００３３】
その後、式３を整理し、式１の形にすることで、有理関数へのフィッティングが行える。また、求めたａnを再度、仮の極ａ￣ｎと設定し、数回繰り返すことで精度を上げることが出来る。
【００３４】
また、他の方法として、応答の時間波形を直接周波数領域にフィッティングする非特許文献２に示す方法がある。この方法は、時間波形をそのままベクトルフィッティングにより有理関数にフィッティングする方法である。ベクトルフィッティングの式に対し、ラプラス変換を行うことで、時間応答に式を変形して求めている。このように、時間波形から直接、周波数領域の有理関数にフィッティングを行う。
【００３５】
また、有理関数へのフィッティングはこれらのベクトルフィッティングを元にした手法以外の非線形の最小二乗法を用いた方法などを用いてもよい。
【００３６】
このように、有理関数フィッティング部１０２において、有理関数へフィッティングを行い、ａｎ、Ｃｎ及びｄのパラメータを求める。
【００３７】
次に、パラメータデータベース１０３には、機知の無線機における有理関数のパラメータのデータや、今まで入力された有理関数のパラメータなどが保存されている。ここで、パラメータには、無線機の特性を示す有理関数のパラメータが含まれる。また、有理関数フィッティング部１０２で求めたパラメータも保存されている。ただし、これらのパラメータ全てが保存されている必要は無く、一部だけでもよい。
【００３８】
次に、無線機同定部１０４は、有理関数フィッティング部１０２から求めたパラメータと、パラメータデータベース１０３に保存されているデータとを比較し、パラメータの差を比較し、差が少ない近いもののリストを作成する。このとき、候補として最も近い順に並べることや、候補の近さの値なども計算し出力してもよい。すなわち、無線機同定部１０４は、フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、データベースに記憶されたパラメータとを比較して、無線信号を送信した無線機の候補を同定する。
【００３９】
また、候補出力部１０５は、同定された無線機の候補を示す情報を外部へ出力する。
【００４０】
図５は、本発明の実施の形態２にかかる無線機同定処理の流れを示すフローチャートである。まず、信号入力部１０１は、無線信号を受信する（Ｓ２１）。次に、有理関数フィッティング部１０２は、無線信号に基づく波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする（Ｓ２２）。そして、無線機同定部１０４は、フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、パラメータデータベース１０３に記憶されたパラメータとを比較して、無線信号を送信した無線機の候補を同定する（Ｓ２３）。その後、候補出力部１０５は、同定された無線機の候補を示す情報を外部へ出力する（Ｓ２４）。
【００４１】
尚、パラメータデータベース１０３は、複数の無線機のそれぞれの特性に対応する複数の異なる有理関数のパラメータを記憶するようにしてもよい。この場合、無線機同定部１０４は、比較に応じて、パラメータデータベース１０３の中から複数の無線機の候補を同定する。そして、候補出力部１０５は、同定された複数の無線機の候補を示す情報を外部へ出力することとなる。これにより、複数の候補の中からユーザがより適切な無線機を選択できる。
【００４２】
＜発明の実施の形態３＞
本発明の実施の形態３は、上述した発明の実施の形態２の変形例である。図６は、本発明の実施の形態３にかかる無線機同定装置１００ａの構成を示すブロック図である。無線機同定装置１００ａは、無線機同定装置１００における信号入力部１０１を受信部２０１に置き換えたものである。
【００４３】
受信部２０１は、空中に存在する電波である無線信号を受信する。受信部２０１は、一般的な無線機と同様のシステムで実現可能しても構わない。すなわち、受信部２０１は、操作者が指定した周波数の電波を受信し、増幅し、周波数を操作しやすい低周波に変換し波形を出力する。周波数変換のほかに、ＡＭ検波やＦＭ検波、ＰＭ検波といった検波を行った信号波形であっても良い。
【００４４】
無線機同定装置１００ａが備える有理関数フィッティング部１０２は、受信した無線信号に基づく波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする。ここで、以降の処理は、実施の形態２と同様で実現できる。つまり、有理関数フィッティング部１０２は、受信部２０１で受信した信号を元に、有理関数にフィッティングする。そして、無線機同定部１０４は、パラメータデータベース１０３のパラメータと、有理関数にフィッティングしたパラメータを比較し、無線機の候補を同定する。その後、候補出力部１０５は、無線機同定部１０４により同定した無線機の候補を出力する。
【００４５】
これにより、電波を受信し、電波を発信した無線機を同定するシステムが構成できる。また、持ち運び容易な無線機測定機に適用が可能となり、任意の場所に移動させて、無線信号の測定後に引き続いて無線機の同定が行える。
【００４６】
＜発明の実施の形態４＞
本発明の実施の形態４は、上述した発明の実施の形態３の変形例である。図７は、本発明の実施の形態４にかかる無線機同定装置１００ｂの構成を示すブロック図である。無線機同定装置１００ｂは、無線機同定装置１００ａにおける受信部２０１と有理関数フィッティング部１０２の間に、検波部３０１が追加されたものである。
【００４７】
まず、受信部２０１は、電波を受信し、受信した電波に対し、増幅、周波数変換を行い、信号波形を出力する。次に、検波部３０１は、受信部２０１により受信した無線信号を検波する。つまり、検波部３０１は、信号波形を元に、検波を行う。この検波は、信号強度の検波を行ったＡＭ検波の波形や、周波数変化の検波を行ったＦＭ検波の波形、位相の検波を行ったＰＭ検波の波形などであるとよい。
【００４８】
無線機同定装置１００ｂが備える有理関数フィッティング部１０２は、検波した波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする。つまり、有理関数フィッティング部１０２は、検波信号に対し、有理関数にフィッティングする。以降の処理は、実施の形態２又は３と同等であるため説明を省略する。
【００４９】
ＡＭ検波であれば、信号の強度変化に対するフィッティング、ＦＭ検波であれば周波数変化に対するフィッティング、ＰＭ検波であれば、位相変化に対するフィッティングとなる。無線機においては、強度や周波数の安定化にフィードバックを持つ制御系が使われていることが多い。フィードバックを持つ制御系は、有理関数で表現され、その特性を表現できるため、無線機の制御系の特性が得られやすい。そのため、これらの特性に対し有理関数でフィッティングすることにより、同定精度を向上することが出来る。また、計算量が減少し、消費電力を抑えるため、モバイル端末に好適となる。
【００５０】
＜発明の実施の形態５＞
本発明の実施の形態５は、上述した発明の実施の形態４の変形例である。図８は、本発明の実施の形態５にかかる無線機同定装置１００ｃの構成を示すブロック図である。無線機同定装置１００ｃは、無線機同定装置１００ｂの検波部３０１及び有理関数フィッティング部１０２が複数となったものである。
【００５１】
すなわち、検波部３０１は、無線信号について異なる複数の検波方式のそれぞれに基づき検波を行う複数の検波処理手段である第１検波部４０１及び４０２を有する。また、有理関数フィッティング部１０２は、複数の検波処理手段のそれぞれに対応する複数のフィッティング処理手段である有理関数フィッティング部１０２ａ及び１０２ｂを有する。そして、無線機同定部１０４は、複数のフィッティング処理手段のそれぞれによりフィッティングされた複数の有理関数におけるパラメータを用いて、無線信号を送信した無線機の候補を同定する。これにより、振幅変動に対するフィッティングと、周波数変動に対するフィッティングなどが同時に行えるようになる。無線機によって、振幅の変動に特徴を持つもの、周波数の変動に特徴を持つものなど、無線機毎に特徴の出方が変わるため、同時に複数の検波波形に対しフィッティングをし、それらを比較することでより、同定精度を向上することが出来る。尚、図８では、検波処理手段が２個になっている場合を示すが、これに限らず、３個以上あってもよい。
【００５２】
次に、無線機同定装置１００ｃの具体的な実施例について説明する。まず、受信部２０１は、操作者から周波数の設定をされ、その周波数の電波を受信する。受信中は、受信信号をヘテロダインにより、中間周波数に変換し（ベースバンドに変換してもよい）、Ａ／Ｄ変換によりデジタル信号に変換する。デジタルに変換した信号を一定時間記憶しつつ、信号強度を監視し、一定レベル以上の信号を受信した場合、強度を超えた前後の信号波形を出力する。
【００５３】
ここで、第１検波部４０１は、信号波形を元にＡＭ検波を行い、信号強度の変化を表す波形に変換する。また、第１検波部４０２は、信号波形を元にＦＭ検波を行い、信号の周波数変化を表す波形に変換する。
【００５４】
続いて、有理関数フィッティング部１０２ａは、第１検波部４０１により検波された波形を元に、ＦＦＴ（ｆａｓｔ  ｆｕｒｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｆｅｒ）を行い、周波数特性に変換する。周波数特性と受信帯域内で設定された仮の極ａ￣ｎを元に式２に当てはめ、最小二乗法により、各パラメータのフィッティングを行う。その後、式３に変形し、Ｃｎ、ａｎ、ｄを求める。この後、ａｎを再度ａ￣ｎとし、周波数特性と式２に当てはめ最小二乗法により、フィッティングを行い、式３に変形し、Ｃｎ、ａｎ、ｄを求める動作を数回繰り返す。これにより、有理関数へのフィッティングを行う。強度変化と、周波数変化それぞれに有理関数へのフィッティングを行い、それぞれで、Ｃｎ、ａｎ、ｄを求める。並行して、有理関数フィッティング部１０２ｂは、第１検波部４０２により検波された波形を元に、同様の処理を行う。
【００５５】
そして、有理関数フィッティング部１０２ａ及び１０２ｂは、それぞれが求めたパラメータをパラメータデータベース１０３に格納する。次に、無線機同定部１０４は、有理関数フィッティング部１０２ａ及び１０２ｂで求めたパラメータと、パラメータデータベース１０３に登録された各種パラメータとの差の合計を計算し、差が小さいものからソートする。候補出力部１０５は、ソートされたリストを出力する。
【００５６】
＜その他の発明の実施の形態＞
本発明の活用例として、不法な無線通信を監視する業務における無線機同定や、その他無線機の個体を識別する用途が挙げられる。また、本発明は、主として無線信号を受信して得られた受信信号を元に、無線機の同定を行う無線機同定装置、方法、プログラム及びシステムに関し、特に、無線信号の立上がり時に見られる応答に対し、その特徴を抽出することで、無線機の同定を行う無線機同定装置、方法、プログラム及びシステムと表現することもできる。
【００５７】
尚、実施の形態４の変形例として上述した実施の形態５の代わりに、以下の構成を用いることもできる。すなわち、有理関数フィッティング部は、前記無線信号について異なる複数の変調方式に基づき変調された複数の波形のそれぞれを用いて前記フィッティングを行う複数のフィッティング処理手段を有し、前記同定部は、前記複数のフィッティング処理手段のそれぞれによりフィッティングされた複数の有理関数におけるパラメータを用いて、前記無線信号を送信した無線機の候補を同定する。これにより、同定精度を向上できる。
【００５８】
さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。例えば、上述の実施の形態では、本発明をハードウェアの構成として説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。本発明は、無線基地局、ゲートウェイ装置及び交換局のそれぞれの処理を、それぞれ異なるＣＰＵ（Central Processing Unit）にコンピュータプログラムを実行させることにより実現することも可能である。
【００５９】
上述の例において、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ(Blu-ray(登録商標) Disc)、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００６０】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
【００６１】
（付記Ａ１）
無線信号に基づく波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする有理関数フィッティング部と、
無線機の特性を示す有理関数のパラメータを記憶するデータベースと、
前記フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、前記データベースに記憶されたパラメータとを比較して、前記無線信号を送信した無線機の候補を同定する同定部と、
を備える無線機同定装置。
（付記Ａ２）
前記無線信号を受信する受信部をさらに備え、
前記有理関数フィッティング部は、前記受信した無線信号に基づく波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする
付記Ａ１に記載の無線機同定装置。
（付記Ａ３）
前記受信した無線信号を検波する検波部をさらに備え、
前記有理関数フィッティング部は、前記検波した波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする
付記Ａ２に記載の無線機同定装置。
（付記Ａ４）
前記検波部は、前記無線信号について異なる複数の検波方式のそれぞれに基づき検波を行う複数の検波処理手段を有し、
前記有理関数フィッティング部は、前記複数の検波処理手段のそれぞれに対応する複数のフィッティング処理手段を有し、
前記同定部は、前記複数のフィッティング処理手段のそれぞれによりフィッティングされた複数の有理関数におけるパラメータを用いて、前記無線信号を送信した無線機の候補を同定する
付記Ａ３に記載の無線機同定装置。
（付記Ａ５）
前記データベースは、複数の無線機のそれぞれの特性に対応する複数の異なる有理関数のパラメータを記憶し、
前記同定部は、前記比較に応じて、前記データベースの中から複数の無線機の候補を同定し、
前記同定された複数の無線機の候補を示す情報を外部へ出力する候補出力部をさらに備える
付記Ａ１乃至Ａ４のいずれか１項に記載の無線機同定装置。
（付記Ａ６）
前記有理関数フィッティング部は、前記有理関数として下記の式４を用いる
付記Ａ１乃至Ａ５のいずれか１項に記載の無線機同定装置。
【数４】
2014082610.tif 000006
ここで、ｓは複素数の変数、ｎは１からＮの自然数、Ｎはｆ（ｓ）の次数、Ｃｎは留数、ａｎはｆ（ｓ）の極、ｄはｓの０次の係数、である。
（付記Ａ７）
前記有理関数フィッティング部は、ベクトルフィッティングにより前記フィッティングを行う
付記Ａ１乃至Ａ６のいずれか１項に記載の無線機同定装置。
（付記Ａ８）
前記有理関数フィッティング部は、前記無線信号について異なる複数の変調方式に基づき変調された複数の波形のそれぞれを用いて前記フィッティングを行う複数のフィッティング処理手段を有し、
前記同定部は、前記複数のフィッティング処理手段のそれぞれによりフィッティングされた複数の有理関数におけるパラメータを用いて、前記無線信号を送信した無線機の候補を同定する
付記Ａ１乃至Ａ３のいずれか１項に記載の無線機同定装置。
（付記Ｂ１）
無線機の特性を示す有理関数のパラメータを記憶するデータベースを備える無線機同定装置を用いた無線機同定方法であって、
前記無線機同定装置が、
無線信号に基づく波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングし、
前記フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、前記データベースに記憶されたパラメータとを比較して、前記無線信号を送信した無線機の候補を同定する
無線機同定方法。
（付記Ｃ１）
無線機の特性を示す有理関数のパラメータを記憶するデータベースを備えるコンピュータに、
無線信号に基づく波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする有理関数フィッティング処理と、
前記フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、前記データベースに記憶されたパラメータとを比較して、前記無線信号を送信した無線機の候補を同定する同定処理と、
を実行させる無線機同定プログラム。
（付記Ｄ１）
無線信号に基づく波形を入力する信号入力手段と、
前記入力した波形を用いて周波数領域の有理関数にフィッティングする有理関数フィッティング手段と、
無線機の特性を示す有理関数のパラメータを記憶するデータベースと、
前記フィッティングされた有理関数におけるパラメータと、前記データベースに記憶されたパラメータとを比較して、前記無線信号を送信した無線機の候補を同定する同定手段と、
前記同定された無線機の候補を示す情報を外部へ出力する候補出力手段と、
を備える無線機同定システム。
【符号の説明】
【００６２】
１０  無線機同定装置
１１  有理関数フィッティング部
１２  データベース
１２１  パラメータ
１３  同定部
６０１  入力装置
６０２  コンピュータ
６０３  記憶装置
６０４  出力装置
６０５  無線機同定プログラム
１００  無線機同定装置
１００ａ  無線機同定装置
１００ｂ  無線機同定装置
１００ｃ  無線機同定装置
１０１  信号入力部
１０２  有理関数フィッティング部
１０２ａ  有理関数フィッティング部
１０２ｂ  有理関数フィッティング部
１０３  パラメータデータベース
１０４  無線機同定部
１０５  候補出力部
２０１  受信部
３０１  検波部
４０１  第１検波部
４０２  第１検波部
【図１】
2014082610.tif 000008
【図２】
2014082610.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014082610.tif 000013
【図７】
2014082610.tif 000014
【図８】
2014082610.tif 000015