(57)【要約】【課題】  本発明は、復号方式が不明な信号に対しても復号方式を選択する電波監視装置に関し、今までできなかった復号を可能とすることを目的とする。【解決手段】  ディジタル変調信号の中心周波数、変調方式、シンボルレート等の電波諸元を解析する電波諸元解析部１と、中心周波数、変調方式、シンボルレート等の電波諸元を元にディジタル変調信号を復調し復調データを出力する復調部２と、復調データを復号して復号データを出力する復号部３とで構成する電波監視装置において、復号部３の前段に復号方式選択部４を追加する。そして、電波諸元解析部１にて解析した変調方式及びシンボルレートと、復号出力の情報レートとの関係から、変調方式ごとに変調のシンボルレートと復号出力の情報レートとが一対一で復号方式によって決まることを利用して、復号方式を選択することにより、復号部３での復号を可能とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力したディジタル変調信号について変調方式及びシンボルレートを含む電波諸元を解析する電波諸元解析部と、
この電波諸元解析部で解析された電波諸元を用いて、前記ディジタル変調信号を復調することにより、復調データを出力する復調部と、
前記電波諸元解析部で解析された変調方式及びシンボルレートを入力し、これらの変調方式及びシンボルレートに対応する復号方式を選択する復号方式選択部と、
この復号方式選択部で選択された復号方式を用いて、前記復調部から出力された復調データを復号することにより、復号データを出力する復号部と、
を備えた電波監視装置。
【請求項２】
前記復号方式選択部は、
各変調方式について復号方式ごとのシンボルレートと情報レートとの関係を予め記憶するとともに、複数のとり得る前記情報レートを予め設定しておき、
入力した変調方式における入力したシンボルレートと複数のとり得る情報レートのいずれかとが、前記復号方式ごとのシンボルレートと情報レートとの関係のいずれかに合致する場合に、
この合致する関係における復号方式を選択する、
請求項１記載の電波監視装置。
【請求項３】
前記復号方式ごとのシンボルレートと情報レートとの関係は、
前記シンボルレートをＹ、前記情報レートをＸ、ｍ（１≦ｍ≦ｎ）番目の種類の前記復号方式における係数をＡｍ，Ｂｍとしたとき、
Ｘ＝（Ｙ−Ｂｍ）／Ａｍ      （１）
で表される、
請求項２記載の電波監視装置。
【請求項４】
前記復号方式選択部は、
入力した前記シンボルレートＹと、ｍ＝１からｍ＝ｎまでの前記Ａｍ，Ｂｍとを、前記（１）式に代入して前記Ｘを求め、
ｍ番目の種類の前記復号方式におけるＸが前記複数のとり得る情報レートのいずれかである場合に、当該ｍ番目の種類の復号方式を選択する、
請求項３記載の電波監視装置。
【請求項５】
前記入力したシンボルレート及び前記複数のとり得る情報レートの少なくとも一方を、一定範囲の値とした、
請求項１乃至４のいずれかに記載の電波監視装置。
【請求項６】
各変調方式について復号方式ごとのシンボルレートと情報レートとの関係を予め記憶するとともに、複数のとり得る前記情報レートを予め設定しておき、
前記変調方式及び前記シンボルレートを入力し、
入力した変調方式における入力したシンボルレートと前記複数のとり得る情報レートのいずれかとが、前記復号方式ごとのシンボルレートと情報レートとの関係のいずれかに合致する場合に、
この合致する関係における復号方式を選択する、
復号方式選択方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、未知の電波について受信して中心周波数や変調方式等の解析を行い、必要に応じて復調する機能を有する電波監視装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
電波監視装置は、不法電波を取り締まる目的や単に電波の測定器のような目的で使用される。図３は、特許文献１に開示された電波監視装置（第一従来例）を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。
【０００３】
第一従来例の電波監視装置は、空中線１０１、信号分配器１２１、受信部１２２ａ〜１２２ｎ、ＡＤ変換器１２３、信号処理部１２５ａ〜１２５ｎ、検出情報蓄積部１３２等からなる。各受信部１２２は、増幅器１０８、周波数混合器１１０、フィルタ１１１、局部発振器１１３等からなる。各信号処理部１２５は、速度変換器１０４、信号処理器１０５、メモリ１２４等からなる。
【０００４】
信号分配器１２１は、空中線１０１で受信した信号を、ｎ個の受信部１２２ａ〜１２２ｎに分配する。増幅器１０８は、空中線１０１の受信帯域に入感する信号を増幅する。周波数混合器１１０は、増幅器１０８の出力信号と後述の局部発振器１１３の信号とを混合し中間周波数に変換する。局部発振器１１３は、周波数混合器１１０に混合させる正弦波を発生させる。フィルタ１１１は、中間周波数になった信号に対し、必要な周波数範囲の帯域制限をする。なお、受信部１２２は１２２ａ〜１２２ｎのｎ個あり、それぞれの連続する受信帯域幅となるように各局部発振器１１３ａ〜１１３ｎ又はフィルタ１１１ａ〜１１１ｎの周波数が設定されている。各受信帯域幅は互いに隣接して、かつ切れ目無く連続している。ＡＤ変換器１２３は、受信部１２２からの信号をディジタル信号に変換する。速度変換器１０４は、高速なデジィタル信号を速度変換するためのもので、例えば信号を一旦、受信した速さで記憶した後、それより遅い速さで再生できるメモリを含んでいる。メモリ１２４は、速度変換器１０４で遅い速度に変換されたディジタル信号を蓄える、信号処理器１０５は、メモリ１２４のディジタル信号の信号処理（例えばＦＦＴ解析）を行う。検出情報蓄積部１３２は、信号処理部１２５で処理された信号をデータベース化する。
【０００５】
次に、第一従来例の電波監視装置の動作について説明する。
【０００６】
まず、空中線１０１に誘起された高周波信号を、信号分配器１２１に入力することで、各受信部１２２ａ〜１２２ｎに分配する。その分配した信号は複数の受信部１２２a〜１２２ｎに入力され、各受信部１２２に対応する帯域幅分の信号を増幅器１０８で増幅する。増幅した受信信号を周波数混合器１１０に通し中間周波数に変換し、中間周波数で帯域制限するためのフィルタ１１１により帯域外の信号を除去する。その後、ディジタル信号に変換するため、各ＡＤ変換器１２３でＡＤ変換をし、信号処理部１２５へ出力する。
【０００７】
信号処理部１２５に入力されたディジタル信号は、速度変換器１０４でサンプリング速度を落とした後、メモリ１２４に一時的に蓄積される。その後、メモリ１２４に蓄積されたデータを用い信号処理器１０５でＦＦＴによる検出処理を行い、信号処理部１２５の出力とする。信号処理部１２５から出力された通信諸元等の信号解析結果は、検出情報蓄積部１３２に上げられる。
【０００８】
これと同時に、複数の信号処理器１０５が出力した電波信号の解析結果から、相互に関連性のある解析結果を検出し、この関連ある解析結果を得た元の電波信号を検出することによりＦＨ（フレケンシホップ）波の検出を行う。その後、検出情報蓄積部１３２にある表示器に出力する。関連ある解析結果が得られない場合には、複数の電波信号の解析結果を同時に得ることができる。
【０００９】
このように、それぞれの受信帯域幅が互いに隣接するようにした複数の受信回路を備え、全体として広い帯域幅にわたって同時に受信できる構成としたので、未知（ホップ周波数が不明）のＦＨ波に対しても、信号の検出が可能となる。なお、速度変換器１０４は信号処理器１０５動作を容易にするために設けたものであり、必須ではない。また図では示さないが復調回路を設けて、検出したＦＨ波の復調を行なうこともできる。
【００１０】
ところで、近年、通信の変調方式の動向として、アナログ変調からディジタル変調への推移が見られる。図４は、ディジタル変調信号に対する従来の電波監視装置（第二従来例）の信号処理系を示すブロック図である。以下、この図面に基づき説明する。
【００１１】
まず、電波諸元解析部１は、入力したディジタル変調信号について、中心周波数、変調方式、シンボルレート等の電波諸元を解析する。つまり、未知信号がどういう特徴を持った電波であるかを特定するために解析する。続いて、復調部２は、中心周波数、変調方式及びシンボルレートに基づいて、ディジタル変調信号を復調する。復調とは、送信側で変調した信号を元に戻す処理のことである。元に戻すためには、中心周波数、変調方式、シンボルレート等の電波諸元がわからないとできないため、予め電波諸元解析部１で求めておくのである。
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−１３４０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、ディジタル変調方式での通信では、復調データを求めただけでは最終的なデータとはならない。誤り訂正符号化技術を導入して、ノイズエラーに対して誤り訂正符号化を行うことにより、通信の信頼性を上げているからである。つまり、復調の後に復号をし、誤り訂正符号化を元に戻すことにより、最終的なデータが得られる。ここで、従来の電波監視装置の問題点は、復調までは実施可能であったが、復号までは実施できなかったことである。その理由は、復号方式が不明であるからである。
【００１４】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みなされたもので、復号まで実施できることを可能にした電波監視装置等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】
【００１５】
本発明に係る電波監視装置は、電波諸元解析部、復調部、復号方式選択部及び復号部を備えている。電波諸元解析部は、入力したディジタル変調信号について、変調方式及びシンボルレートを含む電波諸元を解析する。復調部は、電波諸元解析部で解析された電波諸元を用いて、ディジタル変調信号を復調することにより、復調データを出力する。復号方式選択部は、電波諸元解析部で解析された変調方式及びシンボルレートを入力し、これらの変調方式及びシンボルレートに対応する復号方式を選択する。復号部は、復号方式選択部で選択された復号方式を用いて、復調部から出力された復調データを復号することにより、復号データを出力する。
【００１６】
従来の電波監視装置では、復調までは実施可能であったが、復号方式が不明であるため、復号までは実施できなかった。これに対し、本発明では、電波諸元解析部で解析された変調方式及びシンボルレートを入力し、これらの変調方式及びシンボルレートに対応する復号方式を選択することにより、復号の実施を可能とする。
【００１７】
例えば、復号方式選択部は、各変調方式について復号方式ごとのシンボルレートと情報レートとの関係を予め記憶するとともに、複数のとり得る情報レートを予め設定しておき、入力した変調方式における入力したシンボルレートと複数のとり得る情報レートのいずれかとが、復号方式ごとのシンボルレートと情報レートとの関係のいずれかに合致する場合に、この合致する関係における復号方式を選択する。
【００１８】
シンボルレートは、変調速度ともいい、変調データの生成速度のことであり、任意の値をとり得る。一方、情報レートとは、復号速度ともいい、復号データの生成速度のことであり、例えば処理しやすい量の整数倍の値をとり得る。また、変調方式が同じならば、復号方式ごとにシンボルレートと情報レートとに一定の関係が定まる。例えば、復号方式ごとのシンボルレートと情報レートとの関係は、シンボルレートをＹ、情報レートをＸ、ｍ（１≦ｍ≦ｎ）番目の種類の復号方式における係数をＡｍ，Ｂｍとしたとき、Ｘ＝（Ｙ−Ｂｍ）／Ａｍ・・・（１）で表される。
【００１９】
そこで、復号方式選択部は、入力したシンボルレートＹと、ｍ＝１からｍ＝ｎまでのＡｍ，Ｂｍとを、（１）式に代入してＸを求め、ｍ番目の種類の復号方式におけるＸが複数のとり得る情報レートのいずれかである場合に、当該ｍ番目の種類の復号方式を選択する。
【００２０】
なお、入力したシンボルレート及び複数のとり得る情報レートの少なくとも一方を、一定範囲の値としてもよい。シンボルレートの誤差を考慮したものである。
【００２１】
本発明に係る復号方式選択方法は、本発明に係る電波監視装置に用いられ、各変調方式について復号方式ごとのシンボルレートと情報レートとの関係を予め記憶するとともに、複数のとり得る情報レートを予め設定しておき、変調方式及びシンボルレートを入力し、入力した変調方式における入力したシンボルレートと複数のとり得る情報レートのいずれかとが、復号方式ごとのシンボルレートと情報レートとの関係のいずれかに合致する場合に、この合致する関係における復号方式を選択するものである。
【００２２】
本発明に係る電波監視装置の構成は、次のように表現することもできる。（１）．ディジタル変調信号の中心周波数、変調方式、シンボルレート等の電波諸元を解析する電波諸元解析部と、中心周波数、変調方式、シンボルレート等の電波諸元を元にディジタル変調信号を復調し復調データを出力する復調部と、復調データを復号して復号データを出力する復号部とで構成される電波監視装置において、復号部の前段に復号方式選択部を設けたことを特徴とする。復号方式選択部は、電波諸元解析部にて解析した変調方式及びシンボルレートと復号出力の情報レートとの関係に基づき、変調方式毎に変調のシンボルレートと復号出力の情報レートとが一対一で復号方式によって決まること、を利用して復号方式を選択する。（２）．（１）において、復号方式選択部は、解析した変調方式で実際に使用されている復号出力の全ての情報レートに対応するシンボルレートにゲート範囲を設け、推定シンボルレートがそのゲート範囲に入る復号方式を選択する。（３）．（１）において、復号方式選択部は、実際に使用されている復号出力の全ての情報レートにゲート範囲を設け、解析したシンボルレートと復号方式とのグラフの交点を求め、その交点の情報レートの値が前記ゲート範囲の範囲に入る復号方式を選択する。
【００２３】
本発明に係る電波監視装置の作用は、次のように表現することもできる。復号方式選択部は、解析した変調方式で実際に使用されている復号出力の全ての情報レートに対応するシンボルレートにゲート範囲を設け、推定シンボルレートがそのゲート範囲に入る復号方式を選択することにより、復号方式を選択して復号することが可能となる。また、逆に実際に使用されている復号出力の全ての情報レートにゲート範囲を設け、解析したシンボルレートと復号方式のグラフの直線との交点を求め、その交点の情報レートの値が前記ゲート範囲の範囲に入る復号方式を選択することにより、復号方式を選択して復号することも可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、変調方式及びシンボルレートを入力し、これらの変調方式及びシンボルレートに対応する復号方式を選択することにより、復調データを復号することができる。換言すると、本発明の効果は、復号まで実施可能となることである。その理由は、復号方式を決定できるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明に係る電波監視装置の一実施形態を示すブロック図である。図２は、ある変調方式における復号方式の違いによるシンボルレートと情報レートとの関係を示すグラフである。以下、これらの図面に基づき説明する。
【００２６】
本実施形態の電波監視装置は、電波諸元解析部１、復調部２、復号方式選択部４及び復号部３を備えている。電波諸元解析部１は、入力したディジタル変調信号について、変調方式及びシンボルレートを含む電波諸元を解析する。復調部２は、電波諸元解析部１で解析された電波諸元を用いて、ディジタル変調信号を復調することにより、復調データを出力する。復号方式選択部４は、電波諸元解析部１で解析された変調方式及びシンボルレートを入力し、これらの変調方式及びシンボルレートに対応する復号方式を選択する。復号部３は、復号方式選択部４で選択された復号方式を用いて、復調部２から出力された復調データを復号することにより、復号データを出力する。
【００２７】
従来の電波監視装置では、復調までは実施可能であったが、復号方式が不明であるため、復号までは実施できなかった。これに対し、本実施形態では、電波諸元解析部１で解析された変調方式及びシンボルレートを復号方式選択部４が入力し、これらの変調方式及びシンボルレートに対応する復号方式を復号方式選択部４が選択することにより、復号の実施を可能とする。
【００２８】
復号方式選択部４は、各変調方式について復号方式ごとのシンボルレートと情報レートとの関係を予め記憶するとともに、複数のとり得る情報レートを予め設定しておき、入力した変調方式における入力したシンボルレートと複数のとり得る情報レートのいずれかとが、復号方式ごとのシンボルレートと情報レートとの関係のいずれかに合致する場合に、この合致する関係における復号方式を選択する。
【００２９】
復号方式ごとのシンボルレートと情報レートとの関係は、シンボルレートをＹ、情報レートをＸ、ｍ（１≦ｍ≦ｎ）番目の種類の復号方式における係数をＡｍ，Ｂｍとしたとき、Ｘ＝（Ｙ−Ｂｍ）／Ａｍ・・・（１）で表される。そこで、復号方式選択部４は、入力したシンボルレートＹと、ｍ＝１からｍ＝ｎまでのＡｍ，Ｂｍとを、（１）式に代入してＸを求め、ｍ番目の種類の復号方式におけるＸが複数のとり得る情報レートのいずれかである場合に、当該ｍ番目の種類の復号方式を選択する。
【００３０】
以下に、一部の表現を変えて更に詳しく説明する。
【００３１】
本実施形態の電波監視装置は、ディジタル変調信号の中心周波数、変調方式、シンボルレート等の電波諸元を解析する電波諸元解析部１と、中心周波数、変調方式、シンボルレート等の電波諸元を元にディジタル変調信号を復調し復調データを出力する復調部２と、復調データを復号して復号データを出力する復号部３と、復号部３の前段の復号方式選択部４とを備えている。復号方式選択部４は、電波諸元解析部１によって解析されて変調方式及びシンボルレートと、復号出力の情報レートとの関係に基づき、変調方式ごとに変調のシンボルレートと復号出力の情報レートとが一対一で復号方式によって決まることを利用して、復号方式を選択する。
【００３２】
次に、本実施形態の電波監視装置の動作について説明する。ただし、電波諸元解析部１、復調部２及び復号部３については、既存の技術であるので簡単に説明する。
【００３３】
まず、電波諸元解析部１は、入力したディジタル変調信号について、中心周波数、変調方式、シンボルレート等の電波諸元を解析する。中心周波数は、ＦＦＴ（fast fourier transform）処理により周波数分布を求めて、対称性を考慮しながらピークポイントを求める。変調方式は位相分布を元に判別する。シンボルレートは、信号の逓倍処理を実施後、ＦＦＴ処理をかけることにより、クロック成分の周波数ピーク間隔を求めることによって算出する。
【００３４】
続いて、復調部２は、これらの電波緒元に基づいてディジタル変調信号を復調する。位相変調方式の代表的な復調方式として、Costasループがよく知られている。復調とは、送信側で変調した信号を受信側で元に戻す処理のことである。元に戻すためには、中心周波数、変調方式、シンボルレート等の電波諸元が必要となるため、予め電波諸元解析部１で求めておく。
【００３５】
続いて、復号部３は、復調されたデータを復号する。復号とは、送信側で誤り訂正符号化したものを受信側で元に戻す処理のことである。代表的な復号方式は、畳み込み符号の最尤復号であるViterbi復号がよく知られている。ただし、復号可能な条件として、復号方式がわかっていることが前提条件となる。
【００３６】
ここで、復号方式選択部４は、入力した変調方式及びシンボルレートに基づき復号方式を選択して復号部３へ出力することにより、復号を可能とする。復号方式をいかにして選択するかが本発明のポイントとなるが、本実施形態では変調方式及びシンボルレートと復号後の情報レートとの関係に着目している。
【００３７】
図２に示すグラフは、ある変調方式の復号方式の違いによるシンボルレートと情報レートとの関係を示すものである。ここでは、説明を簡単にするために、復号方式を四つにした例を示しているが、実際は多くの復号方式のパターンが考えられる。情報レートはデータ処理が扱いやすくなるような値の倍数をとることが多いため、情報レートのとり得る数はある程度少なく制限される。
【００３８】
ここでは、説明を簡単にするため、情報レートの横の目盛りを情報レートの全てのとり得る値と仮定して説明する。また、ここでは、ある変調方式の例として説明するが、実際には、解析した変調方式の違いに応じて、復号方式のパターンが変わるため、変調方式ごとに復号方式の選別を行う。つまり、変調方式ごとにデータベースを持つことで以下の実現が可能となる。
【００３９】
電波諸元解析部１で解析した変調方式において、実際に使用されている復号での復号出力の全ての情報レートに対応するシンボルレートにゲート範囲を設け、推定シンボルレートがそのゲート範囲に入る復号方式が見つかればその復号方式が選択される。実現手段としては、変調方式ごとにデータベースを構築し、各復号方式の全ての情報レートに対応するシンボルレートにゲート範囲を記録しておく。そして、電波諸元解析部１で解析したシンボルレートがデータベースのゲート範囲に入るものを順次検索していき、範囲内であればその復号方式が選択されることになる。この逆の発想で、実際に使用されている復号出力の全ての情報レートにゲート範囲を設け、解析したシンボルレートと復号方式のグラフの直線との交点を求め、その交点の情報レートの値が前記情報レートのゲート範囲に入る復号方式を選択することも可能である。
【００４０】
例えば復号方式１の直線を
Ｙ＝Ａ１Ｘ＋Ｂ１
と仮定する。このとき
Ｘ＝（Ｙ−Ｂ１）／Ａ１
の計算において、Ｙに解析したシンボルレートを入力して、Ｘを算出し、順次全ての情報レートでのゲート範囲に入るか否かを判定し、ゲート範囲に入ればその復号方式を選択し、入らない場合は次の復号方式について同様の判定を行う。
【００４１】
ゲート範囲で決定する理由は、解析したシンボルレートに誤差が含まれることを前提としているからである。もし誤差なくシンボルレートが求まった場合は、ゲートは０になり、完全に一致ということになる。よって、ゲート範囲は、電波諸元解析部１でのシンボルレートの誤差に比例して決定することになる。
【００４２】
なお、図１での復号部３は、誤り訂正復号だけでなく、デスクランブル、デフレーミングを含む処理でも適用可能である。つまり、どのような処理が含まれていても、処理が明確になっているものであれば可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明に係る電波監視装置の一実施形態を示すブロック図である。
【図２】ある変調方式における復号方式の違いによるシンボルレートと情報レートとの関係を示すグラフである。
【図３】電波監視装置の第一従来例を示すブロック図である。
【図４】電波監視装置の第二従来例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  電波諸元解析部
２  復調部
３  復号部
４  復号方式選択部
【図１】
2006005720.tif 000003
【図２】
2006005720.tif 000004
【図３】
2006005720.tif 000005
【図４】
2006005720.tif 000006