(57)【要約】【課題】信号検出の処理にかかる時間を短縮すること。【解決手段】到来波の周波数スペクトルに関する情報１１ａと、到来波に含まれる信号の立ち上がりＵＰ及び立ち下がりＤＮのエッジに関する情報１１ｂとが格納される記憶部１１と、エッジのうち第１のエッジにおける周波数スペクトルの電力変化量と第１の閾値ＴＨ１とを周波数毎に比較し、電力変化量が第１の閾値ＴＨ１より大きい周波数の範囲Ｒを特定し、周波数の範囲Ｒにおける電力変化量の総和ＴＰ１に基づいて第２の閾値ＴＨ２を設定し、第１のエッジとは電力変化の向きが異なるエッジのうち、周波数の範囲Ｒにおける電力の総和ＴＰ３が第２の閾値ＴＨ２を跨ぐように変化する第２のエッジを特定する演算部１２とを有する、無線解析装置１０が提供される。【選択図】図１
2018113561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
到来波の周波数スペクトルに関する情報と、前記到来波に含まれる信号の立ち上がり及び立ち下がりのエッジに関する情報とが格納される記憶部と、
前記エッジのうち第１のエッジにおける前記周波数スペクトルの電力変化量と第１の閾値とを周波数毎に比較し、前記電力変化量が前記第１の閾値より大きい周波数の範囲を特定し、前記周波数の範囲における前記電力変化量の総和に基づいて第２の閾値を設定し、
前記第１のエッジとは電力変化の向きが異なるエッジのうち、前記周波数の範囲における電力の総和が前記第２の閾値を跨ぐように変化する第２のエッジを特定する演算部と
を有する、無線解析装置。
【請求項２】
前記演算部は、前記第１のエッジに最も近い前記第２のエッジを抽出し、前記第１のエッジと前記第２のエッジとの間にある区間を対象に前記信号の検出処理を実行する
請求項１に記載の無線解析装置。
【請求項３】
前記演算部は、
前記第１のエッジが前記立ち上がりのエッジである場合、前記第１のエッジより後にある前記立ち下がりのエッジのうち、前記電力の総和が前記第２の閾値より小さいエッジを前記第２のエッジとして特定する
請求項１又は２に記載の無線解析装置。
【請求項４】
前記演算部は、
前記第１のエッジが前記立ち下がりのエッジである場合、前記第１のエッジより前にある前記立ち上がりのエッジのうち、前記電力の総和が前記第２の閾値より大きいエッジを前記第２のエッジとして特定する
請求項１又は２に記載の無線解析装置。
【請求項５】
前記演算部は、
前記第２のエッジを特定する際、前記周波数の範囲内で周波数毎の電力が第３の閾値より小さい部分を検出し、検出された前記部分が前記周波数の範囲に占める割合が第４の閾値より小さいエッジを前記第２のエッジの候補から除外する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線解析装置。
【請求項６】
前記記憶部には、所定の無線規格に対応する最短パケット長の情報が格納され、
前記演算部は、
前記第２のエッジを特定する際、前記第１のエッジと前記第２のエッジとの間隔が前記最短パケット長より小さいエッジを前記第２のエッジの候補から除外する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線解析装置。
【請求項７】
メモリ及びプロセッサを有するコンピュータが、
前記プロセッサにより、
前記メモリから、到来波の周波数スペクトルに関する情報と、前記到来波に含まれる信号の立ち上がり及び立ち下がりのエッジに関する情報とを読み出し、
前記エッジのうち第１のエッジにおける前記周波数スペクトルの電力変化量と第１の閾値とを周波数毎に比較し、前記電力変化量が前記第１の閾値より大きい周波数の範囲を特定し、前記周波数の範囲における前記電力変化量の総和に基づいて第２の閾値を設定し、
前記第１のエッジとは電力変化の向きが異なるエッジのうち、前記周波数の範囲における電力の総和が前記第２の閾値を跨ぐように変化する第２のエッジを特定する
無線解析方法。
【請求項８】
メモリ及びプロセッサを有するコンピュータに、
前記プロセッサにより、
前記メモリから、到来波の周波数スペクトルに関する情報と、前記到来波に含まれる信号の立ち上がり及び立ち下がりのエッジに関する情報とを読み出し、
前記エッジのうち第１のエッジにおける前記周波数スペクトルの電力変化量と第１の閾値とを周波数毎に比較し、前記電力変化量が前記第１の閾値より大きい周波数の範囲を特定し、前記周波数の範囲における前記電力変化量の総和に基づいて第２の閾値を設定し、
前記第１のエッジとは電力変化の向きが異なるエッジのうち、前記周波数の範囲における電力の総和が前記第２の閾値を跨ぐように変化する第２のエッジを特定する
処理を実行させる、プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線解析装置、無線解析方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信を行う際、干渉電波の存在が通信品質を低下させる要因となる。そのため、電波の干渉状況を監視し、電波の干渉を低減する対策がとられる。干渉を低減する対策としては、例えば、電波の出力を制御する方法や、電波を出力する機器の設置場所を変更する方法などがある。効果的な対策は、干渉する電波の性質によって異なる。
【０００３】
電波の性質は、変調に用いるパラメータや電波の制御方法など、無線規格で定められた仕様に依存する。そのため、空中を飛び交う電波の無線規格を判別できれば、電波干渉の低減に有効な対策を見いだすことが容易になる。なお、無線規格には、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標；以下、ＢＴ）、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）、ＷＬＡＮ（Wireless Local Area Network）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標；以下、ＺＢ）などがある。
【０００４】
無線規格の判別方法としては、例えば、到来波の電力分布（周波数スペクトルの時間的変遷）から信号の中心周波数、帯域幅、信号長、周波数スペクトルの形状などの特徴を抽出し、各無線規格における信号の特徴と比較する方法などがある。
【０００５】
上記のような方法を適用するにあたり、到来波の電力分布から信号成分（電力分布上で信号が存在する領域）を検出する処理（信号検出）が実施される。なお、信号成分は、信号の立ち上がり時刻、立ち下がり時刻、及び使用帯域などで表現されうる。信号検出の方法としては、例えば、周波数毎に電力値の時間変化を測定し、電力値が閾値以上になった部分を信号成分として検出する方法が提案されている。到来波の電力分布に単一の信号が含まれている場合、この方法を適用することで信号の成分が検出されうる。
【０００６】
なお、信号の解析技術に関連し、立ち上がり時間及び立ち下がり時間の少なくとも一方が共通であるか否かで、同一信号源からの周波数成分であるかどうかを同定し、その周波数成分を抽出・再構成することで単一信号源からの信号を分離する技術が提案されている。また、１つの信号周期内に信号区間と無信号区間を有するバースト信号から、信号区間に含まれる信号の周波数特性を高速で測定する技術が提案されている。また、デジタル信号の受信装置に関し、信号の変化が増加なのか減少なのかを判定して信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００５−５２３６１６号公報
【特許文献２】特開２００１−０２７８９５号公報
【特許文献３】特開平０６−２８９０７２号公報
【特許文献４】特開平０６−３２６５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
到来波の電力分布に複数の信号が混在し、複数の信号成分が重畳している場合、電力値と閾値とを比較して信号成分を検出する上記の提案方法では、重畳している信号の信号成分が分離されないリスクがある。これに対し、電力値の時間変化に基づいて信号の立ち上がり時刻及び立ち下がり時刻を検出し、１つ１つの信号の立ち上がり時刻と立ち下がり時刻とを対応付けることができれば、重畳している信号の信号成分を分離できる。
【０００９】
上述した立ち上がり時刻と立ち下がり時刻との対応付けは、例えば、両時刻における信号成分の特徴を比較する処理（特徴比較）により実現可能である。但し、ある立ち上がり時刻に対応する立ち下がり時刻を検出する際、検出漏れや誤検出を避けるため、立ち上がり時刻の後にある全ての立ち下がり時刻との間で特徴比較が実施される。また、全ての立ち上がり時刻について同様の処理が実行されるため、特徴比較の処理負荷が高く、信号検出の処理に長い時間がかかる。
【００１０】
１つの側面によれば、本開示の目的は、信号検出の処理にかかる時間を短縮することが可能な無線解析装置、無線解析方法、及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
一態様によれば、到来波の周波数スペクトルに関する情報と、到来波に含まれる信号の立ち上がり及び立ち下がりのエッジに関する情報とが格納される記憶部と、エッジのうち第１のエッジにおける周波数スペクトルの電力変化量と第１の閾値とを周波数毎に比較し、電力変化量が第１の閾値より大きい周波数の範囲を特定し、周波数の範囲における電力変化量の総和に基づいて第２の閾値を設定し、第１のエッジとは電力変化の向きが異なるエッジのうち、周波数の範囲における電力の総和が第２の閾値を跨ぐように変化する第２のエッジを特定する演算部とを有する、無線解析装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
信号検出の処理にかかる時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態に係る無線解析装置の一例を示した図である。
【図２】第２実施形態に係るシステムの一例を示した図である。
【図３】信号検出及び無線規格の判定に関する処理の流れを示したフロー図である。
【図４】エッジ検出及びエッジペアの抽出について説明するための図である。
【図５】第２実施形態に係る無線解析装置の機能を実現可能なハードウェアの一例を示したブロック図である。
【図６】第２実施形態に係る無線解析装置が有する機能の一例を示したブロック図である。
【図７】規格情報の一例を示した図である。
【図８】電力分布の一例を示した図である。
【図９】エッジ情報の一例を示した図である。
【図１０】差分スペクトルの生成や総電力及び帯域の計算について説明するための図である。
【図１１】閾値の設定や探索範囲の決定について説明するための図である。
【図１２】探索範囲の絞り込みによる利点について説明するための図である。
【図１３】平均化によるノイズ低減について説明するための図である。
【図１４】第２実施形態に係る無線解析装置が実行する処理の流れを示したフロー図である。
【図１５】第２実施形態の一変形例（変形例＃１）について説明するための図である。
【図１６】第２実施形態の一変形例（変形例＃２）について説明するための図である。
【図１７】第２実施形態の一変形例（変形例＃３）について説明するためのフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本明細書及び図面において実質的に同一の機能を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する場合がある。
【００１５】
＜１．第１実施形態＞
図１を参照しながら、第１実施形態について説明する。第１実施形態は、到来波の電力分布に含まれる信号成分を検出する際に、ある立ち上がりエッジに対応する立ち下がりエッジを探索する範囲を絞り込む方法に関する。図１は、第１実施形態に係る無線解析装置の一例を示した図である。図１に示した無線解析装置１０は、第１実施形態に係る無線解析装置の一例である。
【００１６】
図１に示すように、無線解析装置１０は、記憶部１１及び演算部１２を有する。
記憶部１１は、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性記憶装置、或いは、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリなどの不揮発性記憶装置である。演算部１２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などのプロセッサ（Processor / Processor circuitry）である。演算部１２は、例えば、記憶部１１又は他のメモリに記憶されたプログラムを実行する。
【００１７】
図１には、ある無線規格（規格Ｘ）に対応する信号を送信する無線装置２１、及び他の無線規格（規格Ｙ）に対応する信号を送信する無線装置２２から送信される信号が無線解析装置１０に到来している状況が例示されている。なお、以下では、説明の都合上、無線装置２１から送信される信号を信号Ａ、無線装置２２から送信される信号を信号Ｂと表記する場合がある。また、信号の立ち上がりをＵＰ、信号の立ち下がりをＤＮと表記する場合がある。また、無線解析装置１０が受信する電波を到来波と呼ぶ場合がある。
【００１８】
記憶部１１には、到来波の周波数スペクトルに関する情報１１ａが格納される。例えば、記憶部１１には、周波数スペクトルに関する情報１１ａとして、例えば、到来波の電力分布（周波数スペクトルの時間的変遷）を示す情報が格納される。図１（Ａ）の例では、到来波の周波数スペクトルに関する情報１１ａとして、周波数軸及び時間軸で規定される座標平面上にハッチングを施した領域を記載し、信号Ａ、Ｂの信号成分を表現している。
【００１９】
図１（Ａ）の例において、信号Ａの立ち上がり時刻はｔ１であり、立ち下がり時刻はｔ３である。また、信号Ｂの立ち上がり時刻はｔ２であり、立ち下がり時刻はｔ４である。信号Ａ、Ｂは重畳しているため、周波数ｆ１における電力量の時間的な推移は図１（Ｂ）のようになる。上記の立ち上がり時刻ｔ１、ｔ２、及び立ち下がり時刻ｔ３、ｔ４は、各時刻における電力量の時間変化（各時刻の前後における電力量の変化）から得られる。
【００２０】
記憶部１１には、到来波に含まれる信号の立ち上がりＵＰ及び立ち下がりＤＮのエッジに関する情報１１ｂが格納される。例えば、記憶部１１には、エッジに関する情報１１ｂとして、立ち上がり時刻ｔ１、ｔ２、及び立ち下がり時刻ｔ３、ｔ４のような周波数毎の立ち上がり時刻及び立ち下がり時刻を示す情報が格納される。つまり、記憶部１１には、立ち上がりＵＰのエッジに関する情報として立ち上がり時刻の情報が格納され、立ち下がりＤＮのエッジに関する情報として立ち下がり時刻の情報が格納される。
【００２１】
信号検出の処理が開始されると、演算部１２は、立ち上がりＵＰのエッジの中から第１のエッジを選択する。図１の例では、立ち上がり時刻ｔ１のエッジが第１のエッジとして選択されている。
【００２２】
例えば、演算部１２は、到来波の先頭から近い順に立ち上がりＵＰのエッジを第１のエッジとして選択する。そして、演算部１２は、第１のエッジにおける周波数スペクトルの電力変化量（例えば、立ち上がり時刻ｔ１の前後における電力変化量）と第１の閾値ＴＨ１（例えば、ピーク電力の１０％）とを周波数毎に比較する。また、演算部１２は、電力変化量が第１の閾値ＴＨ１より大きい周波数の範囲Ｒを特定する。
【００２３】
電力変化量が閾値ＴＨ１より大きい周波数の範囲Ｒを特定した演算部１２は、図１（Ｃ）に示すように、周波数の範囲Ｒにおける電力変化量の総和ＴＰ１を計算する。なお、図１（Ｃ）は、立ち上がり時刻ｔ１における電力変化量を示している。また、演算部１２は、周波数の範囲Ｒにおける電力変化量の総和ＴＰ１に基づいて第２の閾値ＴＨ２を設定する。例えば、演算部１２は、予め設定されたマージンＭ（Ｍ＜１；例えば、０．９）と総和ＴＰ１との積を第２の閾値ＴＨ２に設定する。
【００２４】
第２の閾値ＴＨ２を設定した演算部１２は、第１のエッジとは電力変化の向きが異なるエッジのうち、周波数の範囲Ｒにおける電力の総和ＴＰ３が第２の閾値ＴＨ２を跨ぐように変化する第２のエッジを特定する。図１の例では、第１のエッジとして立ち上がりＵＰのエッジが選択されている。この場合、第１のエッジとは電力変化の向きが異なるエッジは、立ち下がりＤＮのエッジになる。
【００２５】
図１の例では、（Ｄ）に示すように、立ち下がり時刻ｔ３において、周波数の範囲Ｒにおける電力の総和ＴＰ３が第２の閾値ＴＨ２を跨ぐように変化している。つまり、電力の総和ＴＰ３が立ち下がり時刻ｔ３における電力量の変化によって第２の閾値ＴＨ２よりも小さな値に変化している。そのため、演算部１２は、第２のエッジとして、立ち下がり時刻ｔ３における立ち下がりＤＮのエッジを特定する。
【００２６】
この場合、演算部１２は、第１のエッジである立ち上がり時刻ｔ１のエッジ（ＵＰ（ｔ１））と、立ち下がり時刻ｔ３のエッジ（ＤＮ（ｔ３））との範囲で信号検出を実施する。つまり、演算部１２は、立ち上がり時刻ｔ１と立ち下がり時刻ｔ３との間で、立ち上がり時刻ｔ１に対応する立ち下がり時刻を検出する。例えば、演算部１２は、中心周波数、使用帯域、周波数スペクトルの形状、総電力量などの特徴を比較することで、対応する立ち下がり時刻を検出する。
【００２７】
なお、立ち上がり時刻における電力変化量の総和は、信号の始点における電力の増加量に相当し、その増加量よりも電力の総和が小さくなった時点で、その時点以降に同じ信号の終点が存在する可能性は低い。そのため、立ち下がり時刻を探索する範囲を、電力の総和が小さくなった時点までに絞り込んでも信号の検出漏れが生じるリスクは小さい。
【００２８】
一方、探索する範囲が絞り込まれることで、信号検出の処理にかかる時間が短縮される。図１の例では、立ち下がり時刻ｔ４に対する信号検出の処理を省略することができ、処理の負荷が軽減され、処理時間の短縮に寄与している。
【００２９】
上記の説明では、立ち上がりＵＰのエッジを第１のエッジとして選択する例について述べたが、立ち下がりＤＮのエッジを第１のエッジとして選択する変形も可能である。例えば、到来波の後方から順に立ち下がりＤＮのエッジが第１のエッジとして選択され、電力変化量（この場合、エッジ前後における電力の減少量に相当）と第１の閾値ＴＨ１とで周波数の範囲Ｒが計算され、上記と同様に第２の閾値ＴＨ２が設定される。
【００３０】
また、立ち上がりＵＰのエッジにおける電力の総和と第２の閾値ＴＨ２とが比較され、電力の総和が第２の閾値ＴＨ２を跨いで変化した時点のエッジが第２のエッジとして特定される。なお、この場合は、電力の総和が立ち上がり時刻における電力量の変化によって第２の閾値ＴＨ２よりも大きな値に変化することになる。立ち下がりＤＮのエッジを第１のエッジとする場合も、第１のエッジと第２のエッジとの間の範囲が信号検出の対象となる。このような変形も第１実施形態の技術的範囲に属する。
【００３１】
以上、第１実施形態について説明した。
＜２．第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、到来波の電力分布に含まれる信号成分を検出する際に、ある立ち上がりエッジに対応する立ち下がりエッジを探索する範囲を絞り込む方法に関する。
【００３２】
［２−１．システム］
図２を参照しながら、第２実施形態に係るシステムについて説明する。図２は、第２実施形態に係るシステムの一例を示した図である。
【００３３】
なお、図２に示したシステムは一例であり、例えば、無線装置の台数、無線規格の種類、１つの無線通信システムとして含まれる装置の範囲などは変形可能である。但し、以下では、説明の都合上、図２に示したシステムを例に説明を進める。
【００３４】
図２に例示したシステムは、無線解析装置１００、及び無線装置２０１、２０２、２０３、２０４を含む。無線解析装置１００は、電波を受信するためのアンテナを有するコンピュータである。無線装置２０１、２０２、２０３、２０４は、例えば、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話、無線基地局、無線中継局、ＰＣ（Personal Computer）、ＭＴＣ（Machine Type Communication）端末などである。無線装置２０１、２０２、２０３、２０４は、それぞれ無線規格Ｒｅｇ＃１、＃２、＃３、＃４に対応する。Ｒｅｇ＃１、＃２、＃３、＃４は、例えば、ＢＴ、ＢＬＥ、ＺＢ、ＷＬＡＮなどである。
【００３５】
無線解析装置１００は、無線装置２０１、２０２、２０３、２０４の少なくとも１つから出力される電波を受信し、受信された電波（到来波）を解析し、その到来波に含まれる信号の無線規格を判別する。無線規格の判別方法としては、例えば、到来波の電力分布から信号の中心周波数、帯域幅、信号長、周波数スペクトルの形状などの特徴を抽出し、各無線規格の信号が有する特徴と比較する方法などがある。また、無線規格としては、例えば、ＢＴ、ＢＬＥ、ＷＬＡＮ、ＺＢなどが対象になりうる。
【００３６】
電波の性質は、変調に用いるパラメータや電波の制御方法など、無線規格で定められた仕様に依存する。そのため、空中を飛び交う電波の無線規格を判別できれば、電波干渉の低減に有効な対策を見いだすことが容易になる。例えば、到来波から検出される無線規格に応じて出力の制御や機器の設置場所を変更することで通信状況の改善に寄与しうる。
【００３７】
（信号検出の流れ＆処理負荷）
上述した信号検出及び無線規格の判定に関する処理は、例えば、図３に示すような処理フローに沿って実行される。図３は、信号検出及び無線規格の判定に関する処理の流れを示したフロー図である。なお、説明の中で図４を適宜参照する。図４は、エッジ検出及びエッジペアの抽出について説明するための図である。
【００３８】
（Ｓ５１）無線解析装置１００は、到来波の電力分布（周波数スペクトルの時間的な変遷）を参照し、各時刻における周波数スペクトルの時間変化から、信号の立ち上がりＵＰ及び立ち下がりＤＮを検出する。
【００３９】
なお、説明の都合上、ある時刻の前後で周波数スペクトルがどのように変化したかを表す表現として「周波数スペクトルの時間変化」という表記を用いる場合がある。他方、時間軸及び周波数軸で規定される時間・周波数座標上の各座標点に到来波の電力をマッピングした情報（図４の電力分布を参照）を「電力分布」や「周波数スペクトルの時間的な変遷」と表現する場合がある。つまり、ある時刻における電力分布の断面が周波数スペクトルに相当する。
【００４０】
到来波の電力分布から信号の立ち上がりＵＰ及び立ち下がりＤＮを検出する方法としては、例えば、図４のような方法がある。図４の方法を採用する場合、無線解析装置１００は、各周波数における電力Ｐの時間変化に基づき、電力Ｐの増加部分を立ち上がりＵＰ、電力Ｐの減少部分を立ち下がりＤＮと判定する。
【００４１】
以下、説明の都合上、立ち上がりＵＰの時刻を立ち上がり時刻と呼び、立ち下がりＤＮの時刻を立ち下がり時刻と呼ぶ場合がある。図４の例では、周波数Ｘについて、立ち上がり時刻ｔ１、ｔ２、ｔ５、ｔ６、及び立ち下がり時刻ｔ３、ｔ４が検出されている。但し、この時点では、立ち上がり時刻と立ち下がり時刻との対応関係が未確定である。Ｓ５２以降の処理は、同じ信号に属する立ち上がりエッジ（信号の先頭に相当）と立ち下がりエッジ（信号の末尾に相当）とを対応付ける処理（エッジペアの探索）である。
【００４２】
一例として、Ｓ５１の処理においてＮ個の立ち上がりＵＰｎ（ｎ＝１，２，…，Ｎ）及びＭ個の立ち下がりＤＮｍ（ｍ＝１，２，…，Ｍ）が検出されたとする。
（Ｓ５２、Ｓ５７）無線解析装置１００は、パラメータｎを１ずつ増加させながら、Ｓ５３からＳ５６までの処理を繰り返し実行する。つまり、無線解析装置１００は、立ち上がりＵＰｎを１つずつ選択し、選択された立ち上がりＵＰｎと同じ信号に属する立ち下がりＤＮの検索処理を実行する。
【００４３】
（Ｓ５３、Ｓ５６）無線解析装置１００は、パラメータｍを１ずつ増加させながら、Ｓ５４からＳ５５までの処理を繰り返し実行する。つまり、無線解析装置１００は、立ち上がりＵＰｎと類似する立ち下がりＤＮの候補（立ち下がりＤＮｍ）を１つずつ選択し、それら立ち上がりＵＰｎと立ち下がりＤＮｍとが同じ信号に属するかを判定する判定処理を実行する。
【００４４】
（Ｓ５４）無線解析装置１００は、立ち下がりＤＮｍの時刻（立ち下がり時刻）が立ち上がりＵＰｎの時刻（立ち上がり時刻）より後であるか否かを判定する。ある信号の立ち上がり時刻は、その信号の立ち下がり時刻より前に位置する。そのため、立ち上がりＵＰｎの時刻より前に立ち下がりＤＮｍの時刻が位置している場合、その立ち上がりＵＰｎと立ち下がりＤＮｍとはペアにならない。この判定を実施することで、後述するＳ５５の計算負荷を低減することができる。
【００４５】
立ち下がりＤＮｍの時刻が立ち上がりＵＰｎの時刻より後である場合、処理はＳ５５へと進む。一方、立ち下がりＤＮｍの時刻が立ち上がりＵＰｎの時刻より後でない場合、処理はＳ５６へと進む。
【００４６】
（Ｓ５５）無線解析装置１００は、立ち下がりＤＮｍと立ち上がりＵＰｎとの類似度を計算する。類似度としては、例えば、周波数スペクトルの波形、中心周波数、使用帯域、総電力などの特徴に基づく類似度を用いることができる。無線解析装置１００は、計算された立ち下がりＤＮｍと立ち上がりＵＰｎとの類似度を保持する。
【００４７】
（Ｓ５８）無線解析装置１００は、保持している類似度を参照し、類似度が高い立ち下がりＤＮｍと立ち上がりＵＰｎとのペアを検出し、立ち下がりＤＮｍから立ち上がりＵＰｎまでの区間を抽出する。また、予め設定された閾値を利用し、抽出された区間の中で電力Ｐが閾値より大きい帯域を抽出することで、電力分布の中で信号が存在する領域（信号成分）を特定することができる（信号検出）。
【００４８】
また、無線解析装置１００は、電力分布に含まれる信号成分から、例えば、中心周波数、使用帯域、信号長、周波数スペクトルの波形などの特徴を抽出し（特徴抽出）、その特徴と各無線規格の信号が有する特徴とを比較して無線規格を判定する（規格判定）。なお、各無線規格のプリアンブル参照信号と、信号成分の波形との間の相互相関を用いて無線規格を判定する方法も適用可能である。Ｓ５８の処理が完了すると、図３に示した一連の処理は終了する。
【００４９】
上記の方法を適用することで、到来波の電力分布から信号成分を検出し、検出された信号成分の特徴から無線規格を判定することが可能になる。但し、図３に例示した処理フローでは、Ｓ５２、Ｓ５３、Ｓ５６、Ｓ５７の二重ループにより多くの繰り返し処理が発生しているため、信号検出にかかる処理負荷が大きくなることがある。そこで、第２実施形態に係る無線解析装置１００は、立ち下がりＤＮｍの候補が存在する範囲を適切に絞り込み、その範囲内にある立ち下がりＤＮｍを対象に上記の類似度計算を実施する。この仕組みを導入することで、信号検出にかかる時間を短縮することが可能になる。
【００５０】
以下、第２実施形態に係る無線解析装置１００について説明する。
［２−２．ハードウェア］
図５を参照しながら、無線解析装置１００の機能を実現可能なハードウェアについて説明する。図５は、第２実施形態に係る無線解析装置の機能を実現可能なハードウェアの一例を示したブロック図である。
【００５１】
無線解析装置１００が有する機能は、例えば、図５に示すハードウェア資源を用いて実現することが可能である。つまり、無線解析装置１００が有する機能は、コンピュータプログラムを用いて図５に示すハードウェアを制御することにより実現される。
【００５２】
図５に示すように、このハードウェアは、主に、ＣＰＵ９０２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）９０４と、ＲＡＭ９０６と、ホストバス９０８と、ブリッジ９１０とを有する。さらに、このハードウェアは、外部バス９１２と、インターフェース９１４と、入力部９１６と、出力部９１８と、記憶部９２０と、ドライブ９２２と、接続ポート９２４と、通信部９２６とを有する。
【００５３】
ＣＰＵ９０２は、例えば、演算処理装置又は制御装置として機能し、ＲＯＭ９０４、ＲＡＭ９０６、記憶部９２０、又はリムーバブル記録媒体９２８に記録された各種プログラムに基づいて各構成要素の動作全般又はその一部を制御する。ＲＯＭ９０４は、ＣＰＵ９０２に読み込まれるプログラムや演算に用いるデータなどを格納する記憶装置の一例である。ＲＡＭ９０６には、例えば、ＣＰＵ９０２に読み込まれるプログラムや、そのプログラムを実行する際に変化する各種パラメータなどが一時的又は永続的に格納される。
【００５４】
これらの要素は、例えば、高速なデータ伝送が可能なホストバス９０８を介して相互に接続される。一方、ホストバス９０８は、例えば、ブリッジ９１０を介して比較的データ伝送速度が低速な外部バス９１２に接続される。また、入力部９１６としては、例えば、マウス、キーボード、タッチパネル、タッチパッド、ボタン、スイッチ、及びレバーなどが用いられる。さらに、入力部９１６としては、赤外線やその他の電波を利用して制御信号を送信することが可能なリモートコントローラが用いられうる。
【００５５】
出力部９１８としては、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）、又はＥＬＤ（Electro-Luminescence Display）などのディスプレイ装置が用いられうる。また、出力部９１８として、スピーカやヘッドホンなどのオーディオ出力装置、又はプリンタなどが用いられうる。
【００５６】
記憶部９２０は、各種のデータを格納するための装置である。記憶部９２０としては、例えば、ＨＤＤなどの磁気記憶デバイスが用いられる。また、記憶部９２０として、ＳＳＤ（Solid State Drive）やＲＡＭディスクなどの半導体記憶デバイス、光記憶デバイス、又は光磁気記憶デバイスなどが用いられてもよい。
【００５７】
ドライブ９２２は、着脱可能な記録媒体であるリムーバブル記録媒体９２８に記録された情報を読み出し、又はリムーバブル記録媒体９２８に情報を書き込む装置である。リムーバブル記録媒体９２８としては、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどが用いられる。また、リムーバブル記録媒体９２８には、無線解析装置１００の動作を規定するプログラムが格納されうる。
【００５８】
接続ポート９２４は、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポート、ＩＥＥＥ１３９４ポート、ＳＣＳＩ（Small Computer System Interface）、ＲＳ−２３２Ｃポート、又は光オーディオ端子など、外部接続機器９３０を接続するためのポートである。外部接続機器９３０としては、例えば、プリンタなどが用いられる。
【００５９】
通信部９２６は、ネットワーク９３２に接続するための通信デバイスである。通信部９２６としては、例えば、有線又は無線ＬＡＮ用の通信回路、ＷＵＳＢ（Wireless USB）用の通信回路、携帯電話ネットワーク用の通信回路などが用いられうる。ネットワーク９３２は、例えば、有線又は無線により接続されたネットワークである。なお、通信部９２６には到来波の受信に利用可能なアンテナ（非図示）が接続され、通信部９２６は、アンテナを介して入力される到来波の電力分布を検出することができる。
【００６０】
以上、無線解析装置１００のハードウェアについて説明した。なお、上述したハードウェアは一例であり、一部の要素を省略する変形や、新たな要素を追加する変形などが可能である。また、図５に例示したハードウェアの一部又は全部を利用して無線装置２０１、２０２、２０３、２０４の機能も実現されうる。
【００６１】
［２−３．無線解析装置の機能］
次に、図６を参照しながら、無線解析装置１００の機能について説明する。図６は、第２実施形態に係る無線解析装置が有する機能の一例を示したブロック図である。
【００６２】
図６に示すように、無線解析装置１００は、記憶部１０１、電波測定部１０２、エッジ検出部１０３、探索範囲決定部１０４、信号検出部１０５、及び規格判定部１０６を有する。
【００６３】
なお、記憶部１０１の機能は、上述したＲＡＭ９０６や記憶部９２０などを用いて実現できる。電波測定部１０２の機能は、上述した通信部９２６などを用いて実現できる。エッジ検出部１０３、探索範囲決定部１０４、信号検出部１０５、及び規格判定部１０６の機能は、上述したＣＰＵ９０２などを用いて実現できる。
【００６４】
記憶部１０１には、規格情報１０１ａ、電力分布１０１ｂの情報、エッジ情報１０１ｃが格納される。
規格情報１０１ａは、無線規格毎に規定されている信号の特徴に関する情報である。例えば、規格情報１０１ａには、図７に示すように、無線規格を識別するための識別情報、その無線規格で規定される信号の中心周波数、帯域幅、…、最短パケット長などの情報が含まれる。図７は、規格情報の一例を示した図である。なお、図７に示した規格情報１０１ａは一例であり、一部の情報を省略する変形や追加する変形が可能である。
【００６５】
電力分布１０１ｂの情報は、到来波の電力分布に関する情報である。電力分布１０１ｂは、図８に示すように、各周波数における電力値の時間変化を示す情報である。図８は、電力分布の一例を示した図である。このような電力分布１０１ｂが得られると、例えば、時刻ｔ１における周波数スペクトルの時間変化を計算することができる。時刻ｔ１における周波数スペクトルの時間変化は、時刻ｔ１における周波数スペクトルと、時刻ｔ１の前の時刻ｔ１ａにおける周波数スペクトルとの差分で与えられる。
【００６６】
エッジ情報１０１ｃは、電力分布１０１ｂから検出される立ち上がりＵＰ及び立ち下がりＤＮのエッジに関する情報である。エッジ情報１０１ｃは、図９（Ａ）に示すように、立ち上がりＵＰ及び立ち下がりＤＮを識別するための識別情報（ＵＰｎ、ＤＮｍ；ｎ＝１，２，…，Ｎ、ｍ＝１，２，…，Ｍ）と、その時刻（立ち上がり時刻、立ち下がり時刻）とを対応付ける情報である。図９は、エッジ情報の一例を示した図である。
【００６７】
例えば、図９（Ｂ）のように、ある周波数における電力Ｐの時間変化から、各時刻における電力の変化量ｄＰを求め、ｄＰと所定の閾値＋ＴＨ、−ＴＨとを比較することで、立ち上がりＵＰ及び立ち下がりＤＮを検出することができる。なお、ＴＨは、例えば、仕様として定める検出信号電力の最低値やピーク電力の１０％などに設定される。変化量ｄＰを利用することで、複数の信号が重畳している区間でも立ち上がりＵＰ及び立ち下がりＤＮを検出することが可能になる。
【００６８】
再び図６を参照する。電波測定部１０２は、到来波の電力Ｐを周波数ｆ毎に測定し、電力分布１０１ｂの情報を生成する（図８を参照）。エッジ検出部１０３は、電力分布１０１ｂから立ち上がりＵＰ及び立ち下がりＤＮを検出し、エッジ情報１０１ｃを生成する（図９を参照）。探索範囲決定部１０４は、立ち上がりＵＰに対応する立ち下がりＤＮを探索する際の探索範囲を決定する。なお、探索範囲の決定方法については後述する。
【００６９】
信号検出部１０５は、探索範囲決定部１０４により立ち上がりＵＰ毎に決定された探索範囲内で、立ち上がりＵＰに対応する立ち下がりＤＮを検出する。つまり、信号検出部１０５は、立ち上がりＵＰと立ち下がりＤＮとのペア（例えば、図４のＵＰ２、ＤＮ２を参照）を特定する。
【００７０】
なお、信号検出部１０５によるペアの特定は、図３に示した処理と同様の流れで実施されるが、立ち下がりＤＮｍを探索する範囲が探索範囲決定部１０４により決定された探索範囲内に制限される点で図３の例とは異なる。この制限により探索にかかる時間が短縮されうる。また、処理負担も軽減されうる。
【００７１】
また、信号検出部１０５は、特定された立ち上がりＵＰと立ち下がりＤＮとのペア毎に、電力Ｐが所定の閾値（例えば、ピーク電力の１０％）より大きい帯域を抽出する。そして、信号検出部１０５は、時間軸上における立ち上がりＵＰから立ち下がりＤＮまでの区間及び抽出された帯域で囲まれる電力分布１０１ｂ上の範囲を信号成分として特定する。規格判定部１０６は、信号検出部１０５により特定された信号成分の特徴を抽出し、規格情報１０１ａにある特徴と比較して、その信号成分に該当する無線規格を判定する。
【００７２】
上記の機能により無線解析装置１００による信号検出及び規格判定が実現される。また、信号検出の際に立ち下がりＤＮを探索する範囲が絞り込まれることで信号検出にかかる時間が短縮されうる。また、信号検出にかかる処理負担が低減されうる。
【００７３】
ここで、上述した探索範囲の決定方法について、さらに説明する。
上記のように、探索範囲決定部１０４は、電力分布１０１ｂ及びエッジ情報１０１ｃに基づいて立ち下がりＤＮの探索範囲を決定する。例えば、立ち上がり時刻ｔ１の立ち上がりＵＰ（図８を参照）に対応する立ち下がりＤＮの探索範囲を決定する場合、探索範囲決定部１０４は、図１０に示すように、時刻ｔ１ａ、ｔ１ｂの周波数スペクトルから差分スペクトルを生成する。図１０は、差分スペクトルの生成や総電力及び帯域の計算について説明するための図である。
【００７４】
図１０（Ａ）のように時刻ｔ１ａの周波数スペクトルをＳＰ（ｔ１ａ）と表記すると、差分スペクトルは、図１０（Ｂ）のように、「ＳＰ（ｔ１）−ＳＰ（ｔ１ａ）」（電力変化量の分布）で与えられる。差分スペクトルが得られると、探索範囲決定部１０４は、差分スペクトルのうち電力変化量が所定の閾値（例えば、ピーク値の１０％）より大きい部分に対応する帯域Ｆｗ１を特定する。また、探索範囲決定部１０４は、帯域Ｆｗ１内での電力変化量の合計値（総電力ＴＰ１）を計算する。
【００７５】
総電力ＴＰ１は、立ち上がり時刻ｔ１における電力変化量の合計であり、対象とする立ち上がりＵＰの信号が有する総電力に相当する。つまり、時刻ｔ１で１つの対象信号が立ち上がる場合、その対象信号が他の信号と重畳する場合であっても、電力変化量の変化を利用することで、ある時刻における対象信号の電力Ｐ及び波形（周波数スペクトルの形状）などに関する情報を得ることができる。
【００７６】
また、対象信号が存在する時刻では、電力分布１０１ｂにおける電力Ｐの合計（総電力）が上記の電力変化量から得られる総電力ＴＰ１より小さくならない。言い換えれば、電力分布１０１ｂにおける総電力が上記の総電力ＴＰ１より小さい時刻では、対象信号が電力分布１０１ｂに含まれない可能性が高い。なお、電力Ｐの大きな他の信号がある場合、対象信号がなくても、電力分布１０１ｂにおける総電力が総電力ＴＰ１より大きくなることがある。一方、電力分布１０１ｂにおける総電力が上記の総電力ＴＰ１より小さくなる時刻より後に、対象信号の立ち下がりＤＮが存在する可能性は低い。
【００７７】
上記の理由から、探索範囲決定部１０４は、総電力ＴＰ１に基づいて閾値ＴＨ１を設定する。例えば、探索範囲決定部１０４は、総電力ＴＰ１に所定の係数Ｃを乗算した値（Ｃ×ＴＰ１）を閾値ＴＨ１に設定する。なお、係数Ｃの計算方法については後述する。
【００７８】
また、探索範囲決定部１０４は、図１１に示すように、電力分布１０１ｂにおける帯域Ｆｗ１内の総電力（Ｆｗ内総電力ＴＰ）を求め、立ち上がり時刻ｔ１以降で、Ｆｗ内総電力ＴＰが閾値ＴＨ１より小さくなる時刻（最遅立ち下がり時刻）を検出する。そして、探索範囲決定部１０４は、立ち上がり時刻ｔ１から最遅立ち下がり時刻までの範囲を探索範囲に決定する。図１１は、閾値の設定や探索範囲の決定について説明するための図である。
【００７９】
ここで、係数Ｃの計算方法について説明する。
電力分布１０１ｂのＦｗ内総電力ＴＰは、ノイズやビットパターンの変化に応じて変化する。そのため、閾値ＴＨ１を総電力ＴＰ１として利用すると、ノイズやビットパターンの変化による影響で、対象信号の立ち下がりＤＮよりも前に、Ｆｗ内総電力ＴＰが閾値ＴＨ１より小さくなるリスクが生じる。このようなリスクを避けるため、探索範囲決定部１０４は、１未満の係数Ｃを総電力ＴＰ１に乗算し、その乗算結果を閾値ＴＨ１として利用する。係数Ｃは、例えば、０．９などの固定値に設定されてもよいし、以下で説明するチューニング方法を適用して好適な値に設定されてもよい。
【００８０】
係数Ｃのチューニング方法としては、例えば、Ｃを０に仮設定した上で、サンプルデータの電力分布１０１ｂを利用して信号検出を実施し、探索範囲決定部１０４により、その信号検出の結果を利用して係数Ｃを調整する方法を適用することができる。この方法では、探索範囲決定部１０４が、検出される各信号成分について、立ち上がりＵＰから立ち下がりＤＮまでの範囲で、Ｆｗ内総電力ＴＰを立ち上がり時刻における電力差分量の合計（上記の総電力ＴＰ１に相当）で割った値の最小値を計算する。そして、探索範囲決定部１０４は、計算された最小値を係数Ｃとして利用する。
【００８１】
つまり、上記の方法では、サンプルデータの電力分布１０１ｂを利用して、ノイズやビットパターンの変化に応じたＦｗ内総電力ＴＰの変化量を統計的に評価し、その変化量を考慮して立ち下がりＤＮの見落としリスクが十分に抑制される範囲に係数Ｃが調整される。なお、係数Ｃが小さいほど立ち下がりＤＮの見落としリスク（探索範囲から検出対象の立ち下がりＤＮが漏れるリスク）が小さくなるが、探索範囲が拡大するために立ち下がりＤＮの探索にかかる演算時間が長くなる。上記の方法では、統計的な手法を利用しているため、係数Ｃが過剰に小さくなることも抑えられる。
【００８２】
ここで、上述した探索範囲の絞り込みによる利点について説明する。
既に説明しているように、探索範囲を絞り込むことで立ち下がりＤＮの探索にかかる計算時間を短縮し、計算負荷を低減することが可能になる。電力分布１０１ｂの内容にも依存するが、あるシミュレーションの結果では探索時間を約８０％削減することができるという計算結果も得られている。
【００８３】
上記の効果に加え、同じ信号が間欠的に送信され、信号長の大きな他の信号と重畳しているような場合（図１２を参照）でも、探索範囲の適切な絞り込みにより、計算時間の短縮に加えて誤検出のリスクを低減する効果が得られる。図１２は、探索範囲の絞り込みによる利点について説明するための図である。
【００８４】
図１２の例では、立ち上がりＵＰ１、ＵＰ２、…、ＵＰ５、及び立ち下がりＤＮ１、ＤＮ２、…、ＤＮ５が存在する。
｛ＵＰ１，ＤＮ１｝、｛ＵＰ３，ＤＮ２｝、｛ＵＰ４，ＤＮ４｝、｛ＵＰ５，ＤＮ５｝は、例えば、プロトコル、チャネル、電力が同じ信号の立ち上がりＵＰと立ち下がりＤＮとのペアである。このようなパターンの場合、立ち上がりＵＰ１の特徴と、立ち下がりＤＮ１、ＤＮ２、ＤＮ４、ＤＮ５の特徴とがそれぞれ類似する。そのため、立ち上がりＵＰ１に対応する立ち下がりＤＮとして、立ち下がりＤＮ２、ＤＮ４、ＤＮ５が誤検出されるリスクがある。
【００８５】
しかし、Ｆｗ内総電力ＴＰと上記の閾値ＴＨ１との比較により探索範囲が絞り込まれることで、図１２の例では探索範囲から漏れる立ち下がりＤＮ２、ＤＮ４、ＤＮ５が、立ち上がりＵＰ１に対応する立ち下がりＤＮとして誤検出されなくなる。このように、探索範囲の絞り込みは、誤検出リスクの低減にも寄与する。
【００８６】
また、小さな信号が大きな信号に重畳し、小さな信号の立ち上がりＵＰに対応する立ち下がりＤＮが大きな信号のノイズに埋もれてしまう場合でも、最遅立ち下がり時刻により、小さな信号に関する持続時間の目安が得られるという利点もある。
【００８７】
（平均化によるノイズ低減）
ところで、電波測定部１０２により測定される電力Ｐの波形（測定波形）にはノイズが含まれている。ノイズが大きい場合、ノイズの影響により信号検出の精度が低下するリスクがある。このようなリスクを避けるため、電波測定部１０２は、図１３に示すように、測定波形を平均化してノイズの影響を抑制する。図１３は、平均化によるノイズ低減について説明するための図である。平均化する区間は、立ち上がりＵＰの後から、その立ち上がりＵＰの直後にある立ち下がりＤＮの前までの区間である。このような区間で測定波形を平均化することで、測定波形に含まれるエッジの情報を損なうことなく、信号検出の精度に与えるノイズの影響を抑制することができる。
【００８８】
以上、無線解析装置１００の機能について説明した。
［２−４．処理の流れ］
次に、図１４を参照しながら、無線解析装置１００により実行される処理（一例として、探索範囲の決定から規格判定までの処理）の流れについて説明する。図１４は、第２実施形態に係る無線解析装置が実行する処理の流れを示したフロー図である。
【００８９】
なお、図１４の例は、時刻ｔ１の立ち上がりＵＰ１とペアをなす立ち下がりＤＮを検出し、その検出結果から無線規格を判定するまでの処理を示している。電力分布１０１ｂの情報、エッジ情報１０１ｃが既に得られているとする。また、エッジ情報１０１ｃには、立ち下がりＤＮｍ（ｍ＝１，…，Ｍ）の情報が含まれているとする。以下では、立ち下がりＤＮｍの時刻をｔＤＮｍと表記し、立ち上がりＵＰ１の立ち上がり時刻をｔＵＰ１（ｔＵＰ１＝ｔ１）と表記する場合がある。
【００９０】
（Ｓ１０１）探索範囲決定部１０４は、エッジ情報１０１ｃを参照し、立ち下がり時刻ｔＤＮｍ（ｍ＝１，…，Ｍ）を取得する。但し、ｔＤＮ１＜ｔＤＮ２＜…＜ｔＤＮｍとする。なお、Ｓ１０１以降の処理は、ｔＵＰ１＜ｔＤＮ１となるｔＤＮｍを対象に実行されてもよい。
【００９１】
（Ｓ１０２）探索範囲決定部１０４は、立ち上がりＵＰ１における帯域Ｆｗ１を計算する。例えば、探索範囲決定部１０４は、図１０に示したように、立ち上がり時刻ｔＵＰ１における差分スペクトルを生成し、電力変化量が所定の閾値（例えば、ピーク値の１０％）より大きい部分に対応する帯域Ｆｗ１を求める。
【００９２】
（Ｓ１０３）探索範囲決定部１０４は、図１０に示したように、立ち上がり時刻ｔＵＰ１における帯域Ｆｗ１内の総電力ＴＰ１を計算する。そして、探索範囲決定部１０４は、計算された総電力ＴＰ１から閾値ＴＨ１を計算する。例えば、探索範囲決定部１０４は、上述したチューニング方法により得られる係数Ｃを総電力ＴＰ１に乗算し、その乗算結果（Ｃ×ＴＰ１）を閾値ＴＨ１とする。
【００９３】
（Ｓ１０４、Ｓ１０８）探索範囲決定部１０４は、パラメータｍを１からＭまで１つずつ増加させながら、Ｓ１０５からＳ１０７までの処理を繰り返し実行する。なお、ｔＤＮ１＜ｔＤＮ２＜…＜ｔＤＮｍであるから、時系列の順に立ち下がり時刻ｔＤＮｍが処理の対象として選択されることになる。パラメータｍがＭの場合における処理がＳ１０８に到達した場合、処理はＳ１０９へと進む。
【００９４】
（Ｓ１０５）探索範囲決定部１０４は、立ち上がり時刻ｔＵＰ１が立ち下がり時刻ｔＤＮｍより前（ｔＵＰ１＜ｔＤＮｍ）であるか否かを判定する。つまり、探索範囲決定部１０４は、立ち下がりＤＮｍが立ち上がりＵＰ１の後にあるか否かを判定する。ｔＵＰ１＜ｔＤＮｍである場合、処理はＳ１０６へと進む。一方、ｔＵＰ１＜ｔＤＮｍでない場合、処理はＳ１０８へと進む。
【００９５】
（Ｓ１０６）探索範囲決定部１０４は、電力分布１０１ｂの情報を参照し、立ち下がり時刻ｔＤＮｍにおける帯域Ｆｗ１内の総電力ＴＰｍ（電力Ｐの合計値）を計算する。
（Ｓ１０７）探索範囲決定部１０４は、Ｓ１０６で計算された総電力ＴＰｍと、Ｓ１０３で計算された閾値ＴＨ１とを比較し、総電力ＴＰｍが閾値ＴＨ１より小さい（ＴＰｍ＜ＴＨ１）か否かを判定する。ＴＰｍ＜ＴＨ１である場合、処理はＳ１０９へと進む。一方、ＴＰｍ＜ＴＨ１でない場合、処理はＳ１０８へと進む。この判定処理により、ＴＰｍ＜ＴＨ１となる立ち下がり時刻ｔＤＮｍのうち、立ち上がり時刻ｔＵＰ１に最も近い立ち下がり時刻ｔＤＮｍが選択される。
【００９６】
（Ｓ１０９）探索範囲決定部１０４は、立ち下がり時刻ｔＤＮｍを最遅立ち下がり時刻（ＥＮＤ）に設定する（図１１を参照）。
（Ｓ１１０）探索範囲決定部１０４は、立ち上がり時刻ｔＵＰ１から立ち下がり時刻ｔＤＮｍまでの区間を探索範囲に決定する。
【００９７】
信号検出部１０５は、探索範囲決定部１０４により決定された探索範囲内で、立ち上がりＵＰ１と立ち下がりＤＮｍとの類似度を計算する。類似度としては、例えば、周波数スペクトルの波形、中心周波数、使用帯域、総電力などの特徴に基づく類似度が用いられうる。そして、信号検出部１０５は、類似度が最も高い立ち下がりＤＮｍを特定し、立ち上がり時刻ｔＵＰ１から立ち下がり時刻ｔＤＮｍまでの区間を信号区間と判断する。
【００９８】
規格判定部１０６は、帯域Ｆｗ１と上記の信号区間とで囲まれる電力分布１０１ｂの領域を信号成分として認識し、その信号成分から、例えば、中心周波数、使用帯域、信号長、周波数スペクトルの波形などの特徴を抽出する。また、規格判定部１０６は、抽出された特徴と各無線規格の信号が有する特徴とを比較して無線規格を判定する。なお、規格判定部１０６は、各無線規格のプリアンブル参照信号と、信号成分の波形との間の相互相関を用いて無線規格を判定してもよい。
【００９９】
Ｓ１１０の処理が完了すると、図１４に示した一連の処理は終了する。
以上、無線解析装置１００による処理の流れについて説明した。
［２−５．変形例］
次に、第２実施形態の変形例について説明する。
【０１００】
（変形例＃１：最早ＵＰの探索）
これまで、立ち上がりＵＰに対応する立ち下がりＤＮを探索することで電力分布１０１ｂから信号成分を検出する方法について説明してきた。ここでは、立ち下がりＤＮに対応する立ち上がりＵＰを探索することで電力分布１０１ｂから信号成分を検出する変形例（変形例＃１）について、図１５を参照しながら説明する。図１５は、第２実施形態の一変形例（変形例＃１）について説明するための図である。
【０１０１】
変形例＃１の場合、探索範囲決定部１０４は、図１５に示すように、立ち下がり時刻ｔＤＮにおける差分スペクトルを生成し、電力変化量（絶対値）が閾値（例えば、ピーク値の１０％）より大きい部分の帯域Ｆｗ１を計算する。また、探索範囲決定部１０４は、帯域Ｆｗ１内の総電力ＴＰ１から閾値ＴＨ１（Ｃ×ＴＰ１）を計算する。また、探索範囲決定部１０４は、時系列を逆に辿って、Ｆｗ内総電力ＴＰが閾値ＴＨ１より小さくなる直近の立ち上がりＵＰを検出する。そして、探索範囲決定部１０４は、立ち下がり時刻ｔＤＮと、検出した立ち上がりＵＰの立ち上がり時刻ｔＵＰ（最早立ち上がり時刻）との間の区間を探索範囲に決定する。
【０１０２】
上記のように、立ち上がりＵＰと立ち下がりＤＮとを入れ替える仕組みや、時系列を逆に辿る処理などについて変形を加えることで、立ち下がりＤＮに対応する立ち上がりＵＰを探索する仕組みを実現することができる。
【０１０３】
以上、変形例＃１について説明した。
（変形例＃２：帯域非占有率による判定）
次に、他の変形例（変形例＃２）として、最遅立ち下がり時刻を検出する際に、Ｆｗ内総電力ＴＰに加えて周波数スペクトルの形状（波形）を考慮する仕組みを導入する。以下、この仕組みについて、図１６を参照しながら説明する。図１６は、第２実施形態の一変形例（変形例＃２）について説明するための図である。
【０１０４】
図１６には、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３における周波数スペクトルの形状（波形）、電力分布、Ｆｗ内総電力ＴＰの推移、及び帯域非占有率Ｒｎｏｐの推移が示されている。図１６に例示した電力分布では、ピーク電力が小さく且つ利用帯域が広い信号（信号Ａ）と、ピーク電力が大きく且つ利用帯域が狭い信号（信号Ｂ）とが重畳している状況が表されている。時刻ｔ１の波形は、信号Ａの波形である。時刻ｔ２の波形は、信号Ａ、Ｂが重畳している部分の波形である。時刻ｔ３の波形は、信号Ｂの波形である。
【０１０５】
信号Ａの立ち上がりＵＰにおける帯域Ｆｗ１、及び帯域Ｆｗ１内の総電力ＴＰ１に基づく閾値ＴＨ１を用いて最遅立ち下がり時刻を探索すると、信号ＢのＦｗ内総電力ＴＰが大きいため、信号Ｂの立ち下がり時刻が最遅立ち下がり時刻として検出されうる。このような状況では探索範囲が大きくなる。そこで、変形例＃２では、周波数毎の電力が所定の閾値（例えば、ピーク値の１０％やノイズフロアなど）より小さい領域が帯域Ｆｗ１に占める割合（帯域非占有率Ｒｎｏｐ）を利用し、波形を考慮して探索範囲をさらに絞り込む仕組みを導入する。
【０１０６】
例えば、信号Ｂの使用帯域がＷである場合、帯域非占有率Ｒｎｏｐは、下記の式（１）で与えられる。探索範囲決定部１０４は、Ｆｗ内総電力ＴＰと閾値ＴＨ１との比較から得られる探索範囲の中で、帯域非占有率Ｒｎｏｐが所定の閾値Ｒｔｈ（例えば、０．５など）より大きくなる立ち下がり時刻を検出する。そして、探索範囲決定部１０４は、検出された立ち下がり時刻が最遅立ち下がり時刻となるように探索範囲を調整する。このような調整を実施することで、図１６に例示した状況でも探索範囲が適切に決定されうる。
【０１０７】
【数１】
2018113561.tif 000003
【０１０８】
以上、変形例＃２について説明した。
（変形例＃３：最短パケット長による判定）
次に、さらに他の変形例（変形例＃３）として、判別対象とする無線規格により規定される最短パケット長を利用して探索範囲をさらに絞り込む仕組みを導入する。以下、この仕組みについて、図１７を参照しながら説明する。図１７は、第２実施形態の一変形例（変形例＃３）について説明するためのフロー図である。
【０１０９】
上記の仕組みを適用する場合、図１４に示した処理の流れが図１７のように変形される。ここでは重複説明を避けるため、変形部分について説明する。
（Ｓ２０１）Ｓ１０４の後、探索範囲決定部１０４は、立ち上がり時刻ｔＵＰ１と、（ｔＤＮｍ−Ｌｍ１）とを比較する。但し、Ｌｍ１は、判別対象とする無線規格で規定される最短パケット長の中で最も短いパケット長の一例である。ｔＵＰ１＜ｔＤＮｍ−Ｌｍ１である場合、処理はＳ１０６へと進む。一方、ｔＵＰ１＜ｔＤＮｍ−Ｌｍ１でない場合、処理はＳ１０８へと進む。
【０１１０】
上記の判定処理は、立ち下がり時刻ｔＤＮｍのうち、立ち上がり時刻ｔＵＰとの間の時間間隔が最短パケット長より短いものを排除する処理である。時間間隔が最短パケット長より短い位置にある立ち下がり時刻ｔＤＮｍを排除することで、探索範囲をさらに絞り込むことが可能になり、計算時間の短縮に寄与する。さらに、立ち上がりＵＰに対応しないことが明らかな立ち下がりＤＮを探索範囲から排除することになるため、探索時に生じうる誤検出のリスクを低減することが可能になる。
【０１１１】
以上、変形例＃３について説明した。
（変形例＃４：閾値ＴＨ１の計算方法）
これまでは、閾値ＴＨ１として係数Ｃと総電力ＴＰ１との積を利用する方法を例に説明を進めてきた。ここでは、閾値ＴＨ１を下記の式（２）に基づいて計算する仕組みを導入する。但し、ＴＨｍｉｎは、周波数毎のノイズレベルとＦｗ１との積である。また、ＴＨｍｉｎは、受信機の特性などからシミュレーションなどにより予め決定されうる。総電力ＴＰ１が小さい場合、係数Ｃの値によっては閾値ＴＨ１がノイズレベルより小さくなり、探索範囲が大きくなるリスクがある。この仕組みを適用すると、閾値ＴＨ１がノイズレベルより大きい範囲に維持されるため、そのようなリスクを低減することができる。
【０１１２】
【数２】
2018113561.tif 000004
【０１１３】
なお、閾値ＴＨ１を計算する他の方法として、総電力ＴＰ１から所定値Ｑを減算し、その減算結果（ＴＰ１−Ｑ）を閾値ＴＨ１として利用する方法を適用してもよい。所定値Ｑは、プロトコル毎の平均電力から決定される値（平均電力の半分など）である。プロトコルは、Ｆｗ１から予測されうる。例えば、Ｆｗ１が２ＭＨｚ未満ならＢＴ、８ＭＨｚ以上ならＷｉ−Ｆｉなどと予測することが可能である。
【０１１４】
以上、変形例＃４について説明した。
上記のように、第２実施形態に係る探索範囲の決定方法は様々に変形可能である。上記の変形例は一例であり、上述した変形例の組み合わせなども当然に第２実施形態の技術的範囲に属する。また、上記の説明では、説明の都合上、無線装置２０１などとは別体の無線解析装置１００が信号検出や規格判定などの処理を実行する例を示したが、無線解析装置１００の機能を無線装置２０１などに搭載することも可能である。このような変形についても第２実施形態の技術的範囲に属する。
【０１１５】
以上、第２実施形態について説明した。
【符号の説明】
【０１１６】
１０  無線解析装置
１１  記憶部
１１ａ  周波数スペクトルに関する情報
１１ｂ  エッジに関する情報
１２  演算部
２１、２２  無線装置
ＵＰ  立ち上がり
ＤＮ  立ち下がり
Ｒ  周波数の範囲
ＴＰ１  電力変化量の総和
ＴＰ３  電力の総和
ＴＨ１  第１の閾値
ＴＨ２  第２の閾値
Ｍ  マージン
【図１】
2018113561.tif 000005
【図２】
2018113561.tif 000006
【図３】
2018113561.tif 000007
【図４】
2018113561.tif 000008
【図５】
2018113561.tif 000009
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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