(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
到来波を受信する複数の受信局と、基地局とを有し、前記受信した到来波に混信した複数の電波のそれぞれの到来方位を算出する方位測定システムであって、
前記複数の受信局のそれぞれは、前記受信した到来波に基づく受信信号を独立成分分析法を用いて複数の分離信号に分離し、当該受信局の位置を示す位置情報と、時刻を示す時刻情報とを前記複数の分離信号のそれぞれに付加して前記基地局へ送信し、
前記基地局は、前記複数の受信局のそれぞれから送信された複数の分離信号のそれぞれを受信し、該受信した複数の分離信号のうち、付加された時刻情報が一致する複数の分離信号のうちの２つの分離信号の組み合わせのそれぞれに、２つの信号のうちの一方を時間的にずらしながら当該２つの信号の積を算出する相互相関関数を適用することにより、類似度の高い２つの分離信号の組み合わせを決定し、該決定した組み合わせの２つの分離信号のそれぞれが適用された相互相関関数のピーク値における当該２つの分離信号間の前記ずれによる時間差と、当該決定した組み合わせの２つの分離信号のそれぞれに付加された位置情報とに基づいて算出される方位を前記複数の電波のそれぞれの到来方位とする方位測定システム。
【請求項２】
請求項１に記載の方位測定システムにおいて、
前記複数の受信局のそれぞれは、移動可能である方位測定システム。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の方位測定システムにおいて、
前記複数の受信局のそれぞれは、ＧＰＳ信号を受信し、該受信したＧＰＳ信号に基づいて前記位置情報と前記時刻情報とを生成する方位測定システム。
【請求項４】
到来波を受信する複数の受信局と、基地局とを有し、前記受信した到来波に混信した複数の電波のそれぞれの到来方位を算出する方位測定システムにおける方位測定方法であって、
前記複数の受信局のそれぞれが、前記受信した到来波に基づく受信信号を独立成分分析法を用いて複数の分離信号に分離する処理と、
前記複数の受信局のそれぞれが、当該受信局の位置を示す位置情報と、時刻を示す時刻情報とを前記複数の分離信号のそれぞれに付加して前記基地局へ送信する処理と、
前記基地局が、前記複数の受信局のそれぞれから送信された複数の分離信号のそれぞれを受信する処理と、
前記基地局が、前記受信した複数の分離信号のうち、付加された時刻情報が一致する複数の分離信号のうちの２つの分離信号の組み合わせのそれぞれに、２つの信号のうちの一方を時間的にずらしながら当該２つの信号の積を算出する相互相関関数を適用することにより、類似度の高い２つの分離信号の組み合わせを決定する処理と、
前記基地局が、前記決定した組み合わせの２つの分離信号のそれぞれが適用された相互相関関数のピーク値における当該２つの分離信号間の前記ずれによる時間差と、当該決定した組み合わせの２つの分離信号のそれぞれに付加された位置情報とに基づいて算出される方位を前記複数の電波のそれぞれの到来方位とする処理と、を有する方位測定方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方位測定方法において、
前記複数の受信局のそれぞれが、ＧＰＳ信号を受信し、該受信したＧＰＳ信号に基づいて前記位置情報と前記時刻情報とを生成する処理をさらに有する方位測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、到来波の到来方位を測定する方位測定システムおよび方位測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
到来波の到来方位を測定するための方法としては例えば、アレイアンテナを用いる方法がある。以降、この方法のことを第１の方法という。
【０００３】
また別の方法としては、アレイアンテナを用いずに、単体のアンテナを備えた複数の受信局間で時刻同期をとっておき、その複数の受信局のそれぞれにて到来波が受信された時刻の差から、その到来波の到来方位を測定する方法がある。以降、この方法のことを第２の方法という。
【０００４】
なお、電波の到来する方位を推定するための技術が例えば、特許文献１に開示されている。
【０００５】
特許文献１に開示されている技術では、アンテナ群を構成する複数のアンテナ部にて受信した電波に輻輳された複数の信号が独立成分分析の手法を用いて分離される。そして、分離された複数の信号のそれぞれについての複数のアンテナ部における位相差が算出される。そして、算出された位相差と複数のアンテナ部の位置関係とを用いて、受信した電波の到来方位および仰角が算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−１２２２４７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した第１の方法において、アンテナ素子がＮ個のアレイアンテナを用いた場合、（Ｎ−１）個の電波だけしか到来方位を測定できず、数多くの電波のそれぞれの到来方位を測定しようとする場合、到来波を受信する装置の規模が大きくなってしまうという問題点がある。
【０００８】
また、信号処理のためにアンテナパターンを測定し、その測定時と同じ位置に精密にアンテナ素子を固定して設置する必要があり、到来波を受信する装置の製造工程が複雑になってしまうという問題点がある。
【０００９】
また、上述した第２の方法や特許文献１に開示されている技術では、１つの電波の到来方位だけしか測定ができず、到来波に複数の電波が混信している場合にその複数の電波のそれぞれの到来方位を測定することができないという問題点がある。
【００１０】
本発明は、到来波を受信する装置の大規模化や製造工程の複雑化を回避しつつ、到来波に複数の電波が混信している場合でも、その複数の電波のそれぞれの到来方位を測定することができる方位測定システムおよび方位測定方法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】
【００１１】
上記目的を達成するために本発明の方位測定システムは、到来波を受信する複数の受信局と、基地局とを有し、前記受信した到来波に混信した複数の電波のそれぞれの到来方位を算出する方位測定システムであって、
前記複数の受信局のそれぞれは、前記受信した到来波に基づく受信信号を独立成分分析法を用いて複数の分離信号に分離し、当該受信局の位置を示す位置情報と、時刻を示す時刻情報とを前記複数の分離信号のそれぞれに付加して前記基地局へ送信し、
前記基地局は、前記複数の受信局のそれぞれから送信された複数の分離信号のそれぞれを受信し、該受信した複数の分離信号のうち、付加された時刻情報が一致する複数の分離信号のうちの２つの分離信号の組み合わせのそれぞれに、２つの信号のうちの一方を時間的にずらしながら当該２つの信号の積を算出する相互相関関数を適用することにより、類似度の高い２つの分離信号の組み合わせを決定し、該決定した組み合わせの２つの分離信号のそれぞれが適用された相互相関関数のピーク値における当該２つの分離信号間の前記ずれによる時間差と、当該決定した組み合わせの２つの分離信号のそれぞれに付加された位置情報とに基づいて算出される方位を前記複数の電波のそれぞれの到来方位とする。
【００１２】
また、上記目的を達成するために本発明の方位測定方法は、到来波を受信する複数の受信局と、基地局とを有し、前記受信した到来波に混信した複数の電波のそれぞれの到来方位を算出する方位測定システムにおける方位測定方法であって、
前記複数の受信局のそれぞれが、前記受信した到来波に基づく受信信号を独立成分分析法を用いて複数の分離信号に分離する処理と、
前記複数の受信局のそれぞれが、当該受信局の位置を示す位置情報と、時刻を示す時刻情報とを前記複数の分離信号のそれぞれに付加して前記基地局へ送信する処理と、
前記基地局が、前記複数の受信局のそれぞれから送信された複数の分離信号のそれぞれを受信する処理と、
前記基地局が、前記受信した複数の分離信号のうち、付加された時刻情報が一致する複数の分離信号のうちの２つの分離信号の組み合わせのそれぞれに、２つの信号のうちの一方を時間的にずらしながら当該２つの信号の積を算出する相互相関関数を適用することにより、類似度の高い２つの分離信号の組み合わせを決定する処理と、
前記基地局が、前記決定した組み合わせの２つの分離信号のそれぞれが適用された相互相関関数のピーク値における当該２つの分離信号間の前記ずれによる時間差と、当該決定した組み合わせの２つの分離信号のそれぞれに付加された位置情報とに基づいて算出される方位を前記複数の電波のそれぞれの到来方位とする処理と、を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は以上説明したように構成されているので、到来波に混信した複数の電波のそれぞれを簡易な信号処理によって分離することが可能となる。また、到来波に混信した複数の電波のそれぞれを分離するために独立成分分析法を用いているため、任意の形状のアレイアンテナを使用することができるとともに、アンテナパターンが不要となる。
【００１４】
従って、到来波を受信する装置の大規模化や製造工程の複雑化を回避しつつ、到来波に複数の電波が混信している場合でも、その複数の電波のそれぞれの到来方位を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の方位測定システムの実施の一形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した受信局の一構成例を示すブロック図である。
【図３】図２に示したアレイアンテナが電波を受信するときの状態を説明するための図である。
【図４】図２に示した信号分離部が受信信号を２つの分離信号に分離するときのイメージを示す図であり、（ａ）は受信信号の信号空間ダイヤグラム、（ｂ）はウェイトベクトルの一例を示す図、（ｃ）は分離信号の信号空間ダイヤグラムである。
【図５】図１に示した基地局の一構成例を示すブロック図である。
【図６】図１〜図４に示した受信局の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】図１および図５に示した基地局の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、説明を簡単にするために、２つの電波が混信した到来波を受信し、その２つの電波のそれぞれの到来方位を測定する場合について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の方位測定システムの実施の一形態の構成を示すブロック図である。
【００１８】
本実施形態の方位測定システムは図１に示すように、基地局１０と、移動可能であり、波源５１，５２のそれぞれから発信された２つの電波が混信した到来波を受信する受信局２０−１，２０−２とを備えている。
【００１９】
なお、波源５１，５２は、受信局２０−１と受信局２０−２との間の距離に比べ、十分に遠方に存在している。
【００２０】
図２は、図１に示した受信局２０−１の一構成例を示すブロック図である。なお、受信局２０−２も同様の構成である。
【００２１】
図１に示した受信局２０−１は図２に示すように、アレイアンテナ部２１と、電波受信部２２と、信号分離部２３と、データ管理・通信部２４と、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）アンテナ部２５と、ＧＰＳ受信部２６とを備えている。
【００２２】
アレイアンテナ部２１は、例えば２つのアンテナ素子（不図示）を備えており、到来波をその２つのアンテナ素子で受信する。
【００２３】
図３は、図２に示したアレイアンテナ部２１が到来波を受信するときの状態を説明するための図である。なお、図３においては、アレイアンテナ部２１が備える２つのアンテナ素子のそれぞれをアンテナ素子２１ａ，２１ｂとしている。
【００２４】
図３に示すように、アンテナ素子２１ａとアンテナ素子２１ｂとの間では、到来波１０１（平面波）の到来方位θに応じて到達経路差ｌが生じる。到達経路差ｌは、以下に示す式（１）にて表される。なお、式（１）においてｄは、空中線（アンテナ）配列開口の長さ、すなわち、アンテナ素子２１ａとアンテナ素子２１ｂとの間の距離である。
【００２５】
ｌ＝ｄ×ｓｉｎθ・・・式（１）
また、到達経路差ｌを用いると、アンテナ素子２１ａとアンテナ素子２１ｂとの間の位相差φは、以下に示す式（２）にて表される。なお、式（２）においてλは到来波１０１の波長である。
【００２６】
φ＝（２πｌ）／λ・・・式（２）
ここで、到来方位に対する２つのアンテナ素子２１ａ，２１ｂ間の相対的な応答差（位相、振幅）は、時間ｔに依存せずに一定であり、「ステアリングベクトル」と呼ばれる。これをＡとすると、アンテナ素子２１ａ，２１ｂのそれぞれにおいて受信される到来波１０１に基づく信号である受信信号ｘは、以下に示す式（３）にて表すことができる。なお、式（３）において、Ｆ（ｔ）は到来波１０１を示す信号を表し、Ｎ（ｔ）はアンテナ素子２１ａ，２１ｂのノイズを表している。
【００２７】
ｘ（ｔ）＝ＡＦ（ｔ）＋Ｎ（ｔ）・・・式（３）
再度、図２を参照すると、電波受信部２２は、上記の式（３）にて表される受信信号ｘを出力する。
【００２８】
信号分離部２３は、電波受信部２２から出力された受信信号ｘを受け付ける。そして、信号分離部２３は、独立成分分析法（ＩＣＡ：Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  Ａｎａｌｙｓｉｓ）法を用い、２つのアンテナ素子のそれぞれへの重みづけである２つのウェイトベクトルｗ1，ｗ2のそれぞれを算出する。そして、信号分離部２３は、算出した２つのウェイトベクトルｗ1，ｗ2を用い、受け付けた受信信号ｘを２つの分離信号ｙ1，ｙ2に分離する。そして、信号分離部２３は、分離信号ｙ1，ｙ2を出力する。
【００２９】
このように、信号分離部２３は、独立成分分析法を用いて受信信号ｘを２つの分離信号ｙ1，ｙ2に分離する。以下にこの動作の詳細について説明する。なお、独立成分分析法を用いた信号の分離は論文等で公開されている公知の技術である。また、独立成分分析法には様々な方法があるが、ここでは一例として、ｆａｓｔＩＣＡ法を用いた場合について説明する。
【００３０】
まず、信号分離部２３は、受け付けた受信信号ｘを用いて、アンテナ素子２１ａ，２１ｂ間の相対的な位相・振幅情報を意味する相関行列（共分散行列）Ｓを計算する。これを以下の式（４）に示す。なお、以降に説明する式において上線が付された部分は時間平均値を表す。
【００３１】
【数１】
0005900945.tif 000002
【００３２】
上記の式（４）において二重下線が引かれている項は、到来波を示す信号とノイズとの相関の時間平均値であるが、到来波を示す信号とノイズとは無相関である。そのため、上記の式（４）において二重下線が引かれている項は０となる。従って、上記の式（４）は、以下に示す式（５）で表される。
【００３３】
【数２】
0005900945.tif 000003
【００３４】
ここで、
【００３５】
【数３】
0005900945.tif 000004
【００３６】
とする。この対角成分は、信号電力を意味し、パワーマトリックスと呼ばれる。
【００３７】
また、上記の式（５）の右辺の２項目は、ノイズの電力であり、アンテナ素子２１ａ，２１ｂとは無相関である。そのため、Ｉを単位行列とし、σ2をアンテナ素子２１ａ，２１ｂのノイズとすると、相関行列Ｓは以下に示す式（６）にて表すことができる。
【００３８】
Ｓ＝ＡＰＡH＋σ2Ｉ・・・式（６）
次に、信号分離部２３は、以下に示す式（７）のように、相関行列Ｓの固有値解析を行う。これにより、以下の式（８）および式（９）に示すように、固有値行列Ｄおよび固有ベクトル行列Ｅが求められる。
【００３９】
（Ｓ−λiＩ）ｌi＝０・・・式（７）
Ｄ＝ｄｉａｇ（λ1，λ2）・・・式（８）
【００４０】
【数４】
0005900945.tif 000005
【００４１】
なお、上記の式（８）においてλ1，λ2は固有値である。また、上記の式（９）においてｌ1，ｌ2は固有ベクトルである。
【００４２】
ここで独立成分分析法においては、前処理として、観測される混合ベクトルを最初に白色化すると、非常に簡単化される。
【００４３】
白色化行列は以下に示す式（１０）で求めることができる。また、以下の式（１１）に白色化処理を示す。
【００４４】
Ｖ＝Ｄ-1/2Ｅ・・・式（１０）
ｚ＝Ｖｘ・・・式（１１）
そして、信号分離部２３は、ウェイトベクトルｗを、以下に示す式（１２）によって算出する。なお、式（１２）においてＥは平均値を意味する。また、式（１２）において、ｇ（ｘ）＝ｔａｎｈ（ｘ）であり、ｇ´（ｘ）＝１＋ｔａｎｈ（ｘ）である。
【００４５】
【数５】
0005900945.tif 000006
【００４６】
そして、信号分離部２３は、上記の式（１２）にて算出されたウェイトベクトルｗを用いて以下に示す式（１３）によって分離信号ｙを得る。
【００４７】
ｙ＝ｗｚ・・・式（１３）
図４は、図２に示した信号分離部２３が受信信号を２つの分離信号に分離するときのイメージを示す図であり、（ａ）は受信信号の信号空間ダイヤグラム、（ｂ）はウェイトベクトルの一例を示す図、（ｃ）は分離信号の信号空間ダイヤグラムである。
【００４８】
ここでは、到来波に混信した２つの電波が、ＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）によって変調された電波と、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）によって変調された電波とである場合について説明する。
【００４９】
この場合、上記の式（１２）に示したウェイトベクトルｗは、３０度を抽出し、０度を抑圧するウェイトベクトルｗ1、および、０度を抽出し、３０度を抑圧するウェイトベクトルｗ2となる。図４（ｂ）においては、ウェイトベクトルｗ1を実線で表し、ウェイトベクトルｗ2を破線で表している。
【００５０】
このウェイトベクトルｗ1，ｗ2を用いることにより、図４（ａ）に示したＱＰＳＫによって変調された電波とＢＰＳＫによって変調された電波とが混信した到来波に基づく受信信号から、図４（ｃ）に示すように２つの分離信号ｙ1，ｙ2が得られる。
【００５１】
再度、図２を参照すると、ＧＰＳアンテナ部２５は、ＧＰＳ衛星（不図示）から送信されたＧＰＳ信号を受信する。
【００５２】
ＧＰＳ受信部２６は、ＧＰＳアンテナ部２５にて受信されたＧＰＳ信号から受信局２０−１の位置を示す位置情報と、時刻を示す時刻情報とを生成している。
【００５３】
データ管理・通信部２４は、信号分離部２３から出力された分離信号ｙ1，ｙ2を受け付ける。データ管理・通信部２４は、分離信号ｙ1，ｙ2を受け付けると、ＧＰＳ受信部２６にて生成された位置情報と時刻情報とを取得する。そして、データ管理・通信部２４は、受け付けた分離信号ｙ1，ｙ2のそれぞれに、取得した位置情報と時刻情報とを付加し、位置情報と時刻情報とが付加された分離信号ｙ1，ｙ2を基地局１０へ送信する。
【００５４】
図５は、図１に示した基地局１０の一構成例を示すブロック図である。
【００５５】
図１に示した基地局１０は図５に示すように、通信部１１と、時間差測定部１２と、方位測定部１３とを備えている。
【００５６】
通信部１１は、受信局２０−１から送信された分離信号ｙ1，ｙ2を受信する。また、通信部１１は、受信局２０−２から送信された分離信号ｙ´1，ｙ´2を受信する。なお、分離信号ｙ´1，ｙ´2のそれぞれは、受信局２０−２が受信した到来波に基づく受信信号を独立成分分析法を用いて分離した信号である。そして、通信部１１は、受信した分離信号ｙ1，ｙ2，ｙ´1，ｙ´2を出力する。
【００５７】
時間差測定部１２は、通信部１１から出力された分離信号ｙ1，ｙ2，ｙ´1，ｙ´2を受け付ける。そして、時間差測定部１２は、受け付けた分離信号ｙ1，ｙ2，ｙ´1，ｙ´2のうち、付加された時刻情報が一致する複数の分離信号のうちの２つの分離信号の組み合わせのそれぞれに相互相関関数を適用することにより、類似度の高い２つの分離信号の組み合わせを決定する。つまり、受け付けた分離信号ｙ1，ｙ2，ｙ´1，ｙ´2のそれぞれに付加された時刻情報が一致したとすると、時間差測定部１２は、以下の（１）〜（４）に示す４つの組み合わせのそれぞれについて相互相関関数を適用することになる。なお、分離信号ｙ1と分離信号ｙ2との組み合わせ、および、分離信号ｙ´1と分離信号ｙ´2との組み合わせは、１つの受信信号を分離した信号からなる組み合わせなので、相互相関関数を適用する組み合わせとして考慮する必要はない。また、相互相関関数は、２つの信号の類似度を確認するために用いられる。例えば２つの信号ａ（ｔ）、ｂ（ｔ）に相互相関関数を適用した場合、信号ａ（ｔ）に対して信号ｂ（ｔ）を時間的にずらしながら、信号ａ（ｔ）と信号ｂ（ｔ）との積が算出される。信号ａ（ｔ）と信号ｂ（ｔ）とが一致している場合、相互相関関数のピーク値における信号ａ（ｔ）と信号ｂ（ｔ）との時間差は０となる。また、例えば信号ａ（ｔ）と信号ｂ（ｔ）との間にτaの時間差がある場合、信号ａ（ｔ）をτaずらせば信号ｂ（ｔ）と一致する。そのため、相互相関関数のピーク値における信号ａ（ｔ）と信号ｂ（ｔ）との間の時間差はτaとなる。つまり、相互相関関数におけるピーク値の位置がわかれば、２つの信号の時間差がわかる。なお、相互相関関数においては、２つの信号間の類似度が高いほどピーク値が大きくなる。
（１）分離信号ｙ1と分離信号ｙ´1との組み合わせ
（２）分離信号ｙ1と分離信号ｙ´2との組み合わせ
（３）分離信号ｙ´1と分離信号ｙ2との組み合わせ
（４）分離信号ｙ2と分離信号ｙ´2との組み合わせ
ここでは、上記の（１）〜（４）の組み合わせのうち、（１）および（４）の組み合わせを適用した相互相関関数において大きなピーク値が得られたものとする。従って、時間差測定部１２は、（１）分離信号ｙ1と分離信号ｙ´1との組み合わせと、（４）分離信号ｙ2と分離信号ｙ´2との組み合わせとを類似度が高い２つの分離信号の組み合わせとして決定する。そして、時間差測定部１２は、決定された組み合わせの２つの分離信号が適用された相互相関関数のピーク値における２つの分離信号間の時間差τを算出する。ここでは、（１）分離信号ｙ1と分離信号ｙ´1との組み合わせから時間差τ1が算出され、（４）分離信号ｙ2と分離信号ｙ´2との組み合わせから時間差τ2が算出されたものとする。また、時間差測定部１２は、決定した組み合わせの２つの分離信号のそれぞれに付加された２つの位置情報のそれぞれから距離Ｌを算出する。つまり、ここでは、受信局２０−１と受信局２０−２との間の距離が距離Ｌとして算出される。そして、時間差測定部１２は、算出した時間差τ1，τ2を示す時間差情報と、算出した距離Ｌを示す距離情報とを方位測定部１３へ出力する。
【００５８】
方位測定部１３は、時間差測定部１２から出力された時間差情報と距離情報とを受け付ける。そして、方位測定部１３は、受け付けた時間差情報が示す時間差τ1，τ2と、受け付けた距離情報が示す距離Ｌとから、以下に示す式（１４）および式（１５）を用いて算出される方位θ1，θ2を、到来波に混信した２つの電波のそれぞれの到来方位とする。なお、式（１４）および式（１５）においてｃは光速である。
【００５９】
θ1＝ａｓｉｎ（τ1×ｃ／Ｌ）・・・式（１４）
θ2＝ａｓｉｎ（τ2×ｃ／Ｌ）・・・式（１５）
以下に、上記のように構成された方位測定システムの動作について説明する。まず、図１〜図４に示した受信局２０−１の動作について説明する。なお、受信局２０−２の動作もづ同様である。
【００６０】
図６は、図１〜図４に示した受信局２０−１の動作を説明するためのフローチャートである。
【００６１】
アレイアンテナ部２１は、到来波を受信する（ステップＳ１）。
【００６２】
次に、電波受信部２２は、アレイアンテナ部２１にて受信された到来波に基づく受信信号ｘを出力する。
【００６３】
電波受信部２２から出力された受信信号ｘを受け付けた信号分離部２３は、上述した独立成分分析法を用いて２つのウェイトベクトルｗ1，ｗ2を算出する（ステップＳ２）。
【００６４】
そして、信号分離部２３は、算出した２つのウェイトベクトルｗ1，ｗ2を用い、受け付けた受信信号ｘを分離信号ｙ1，ｙ2に分離し（ステップＳ３）、分離信号ｙ1，ｙ2を出力する。
【００６５】
信号分離部２３から出力された分離信号ｙ1，ｙ2を受け付けたデータ管理・通信部２４は、ＧＰＳ受信部２６にて生成された位置情報と時刻情報とを取得する。
【００６６】
次に、データ管理・通信部２４は、受け付けた分離信号ｙ1，ｙ2のそれぞれに、取得した位置情報と時刻情報と付加する（ステップＳ４）。
【００６７】
そして、データ管理・通信部２４は、位置情報と時刻情報とが付加された分離信号ｙ1，ｙ2を基地局１０へ送信する（ステップＳ５）。
【００６８】
次に、図１および図５に示した基地局１０の動作について説明する。ここでは、受信局２０−１から分離信号ｙ1，ｙ2が基地局１０へ送信され、受信局２０−２から分離信号ｙ´1，ｙ´2が基地局１０へ送信された場合について説明する。また、分離信号ｙ1，ｙ2，ｙ´1，ｙ´2に付加された時刻情報は一致しているものとする。
【００６９】
図７は、図１および図５に示した基地局１０の動作を説明するためのフローチャートである。
【００７０】
通信部１１は、受信局２０−１から送信された分離信号ｙ1，ｙ2と、受信局２０−２から送信された分離信号ｙ´1，ｙ´2とを受信する（ステップＳ２１）。そして、通信部１１は、受信した分離信号ｙ1，ｙ2，ｙ´1，ｙ´2を出力する。
【００７１】
通信部１１から出力された分離信号ｙ1，ｙ2，ｙ´1，ｙ´2を受け付けた時間差測定部１２は、受け付けた分離信号ｙ1，ｙ2，ｙ´1，ｙ´2のうちの２つの分離信号の組み合わせのそれぞれに相互相関関数を適用することにより、類似度が高い２つの分離信号の組み合わせを決定する（ステップＳ２２）。
【００７２】
次に、時間差測定部１２は、決定された組み合わせの２つの分離信号が適用された相互相関関数のピーク値における時間差τを算出する（ステップＳ２３）。ここでは、２つの時間差τ1，τ2が算出される。
【００７３】
また、時間差測定部１２は、決定された組み合わせの２つの分離信号のそれぞれに付加された位置情報のそれぞれから、受信局２０−１と受信局２０−２との間の距離Ｌを算出する（ステップＳ２４）。
【００７４】
そして、時間差測定部１２は、時間差τ1，τ2を示す時間差情報と、算出した距離Ｌを示す距離情報とを出力する。
【００７５】
時間差測定部１２から出力された時間差情報と距離情報とを受け付けた方位測定部１３は、受け付けた時間差情報と距離情報とから、上記の式（１４）および式（１５）を用いて方位θ1，θ2を算出する（ステップＳ２５）。この算出された方位θ1，θ2が到来波に混信した２つの電波のそれぞれの到来方位となる。
【００７６】
このように本実施形態において受信局２０−１，２０−２のそれぞれは、受信した到来波に基づく受信信号を独立成分分析法を用いて複数の分離信号に分離し、当該受信局の位置を示す位置情報と、時刻を示す時刻情報とを複数の分離信号のそれぞれに付加して基地局１０へ送信する。
【００７７】
基地局１０は、受信局２０−１，２０−２のそれぞれから送信された複数の分離信号のそれぞれを受信し、受信した複数の分離信号のうち、付加された時刻情報が一致する複数の分離信号のうちの２つの分離信号の組み合わせのそれぞれに、２つの信号のうちの一方を時間的にずらしながら当該２つの信号の積を算出する相互相関関数を適用することにより、類似度の高い２つの分離信号の組み合わせを決定する。
【００７８】
そして、基地局１０は、決定した組み合わせの２つの分離信号のそれぞれが適用された相互相関関数のピーク値における当該２つの分離信号間の時間差と、当該決定した組み合わせの２つの分離信号のそれぞれに付加された位置情報とに基づいて算出される方位を複数の電波のそれぞれの到来方位とする。
【００７９】
これにより、到来波に混信した複数の電波のそれぞれを簡易な信号処理によって分離することが可能となる。また、到来波に混信した複数の電波のそれぞれを分離するために独立成分分析法を用いているため、任意の形状のアレイアンテナを使用することができるとともに、アンテナパターンが不要となる。
【００８０】
従って、到来波を受信する装置の大規模化や製造工程の複雑化を回避しつつ、到来波に複数の電波が混信している場合でも、その複数の電波のそれぞれの到来方位を測定することができる。
【００８１】
なお、本実施形態では受信局の数が２つの場合について説明したが、受信局の数は２つに限定されない。また、算出できる方位の数も２つに限定されない。例えば受信局を３つにすることにより、相互に異なる３つの電波が混信している到来波を受信し、その３つの電波のそれぞれの到来方位を算出することができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０    基地局
１１    通信部
１２    時間差測定部
１３    方位測定部
２０−１，２０−２    受信局
２１    アレイアンテナ部
２１ａ，２１ｂ    アンテナ素子
２２    電波受信部
２３    信号分離部
２４    データ管理・通信部
２５    ＧＰＳアンテナ部
２６    ＧＰＳ受信部
５１，５２    波源
１０１    到来波
【図１】
0005900945.tif 000007
【図２】
0005900945.tif 000008
【図３】
0005900945.tif 000009
【図４】
0005900945.tif 000010
【図５】
0005900945.tif 000011
【図６】
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【図７】
0005900945.tif 000013