(57)【要約】【課題】選択した注目信号の信号形式を合理的な信頼性の範囲で自動的に識別する。【解決手段】周波数の特定範囲で表示されたスペクトル波形から注目信号を選択する。注目信号の占有帯域幅を評価し(20)、この占有帯域幅が特定周波数の場合に、そのピーク・パワーの相補累積分布関数を評価する(22)。これら、占有帯域幅及び累積分布関数の評価結果に応じて、注目信号の信号形式を判定する(26)。【選択図】        図２
2008026330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
未知の信号の信号形式を自動的に識別する方法であって、
周波数の特定範囲で表示されたスペクトル波形から上記未知の信号を選択する選択ステップと、
上記未知の信号を表すスペクトルのデータを処理して、上記未知の信号を復調することなく、上記未知の信号の特性を特定する処理ステップと、
上記未知の信号の特性から上記未知の信号の信号形式を識別する判定ステップと
を具えた信号形式識別方法。
【請求項２】
上記判定ステップは、上記未知の信号の周波数と、複数の既知の信号形式に対するスペクトル割り当てのデータベースと比較して、上記信号形式を識別することを特徴とする請求項１の信号形式識別方法。
【請求項３】
上記処理ステップは、上記判定ステップへの入力として、上記スペクトルのデータから、上記未知の信号の占有帯域幅を特性の１つとして評価することを特徴とする請求項１の信号形式識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、無線周波数（ＲＦ）信号の測定に関し、特に、未知の信号の信号形式を識別する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＲＦシステムの測定及び試験においては、時々刻々と干渉信号が生じている。これは、図３に示すように、周波数領域における無関係の信号、即ち、未知の信号として、スペクトラム・アナライザが発生する如きスペクトル表示により示すことができる。なお、この図３は、所望（既知の）信号及び未知の信号を同時に示すスペクトラム・アナライザの表示を示す図である。熟練した操作者、技能者又は技術者は、スペクトラム・アナライザの制御パラメータを適切に調整し、変調された信号及び変調されない信号の異なる形式に対して独特のパラメータを識別する技術を身につけることによって、干渉信号を手動で識別できる。通常の環境での信号形式には多くの形式があり、例えば、ＩＳ−９５  ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）信号、北米デジタル・セル方式（ＮＡＤＣ：North American Digital Cellular）ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access:時分割多元接続）信号、モバイル用グローバル・システム（ＧＳＭ：Global System for Mobile）ＴＤＭＡ信号、アナログ・モバイル電話システム（ＡＭＰＳ：Analog Mobile Phone System）ＦＭ信号、連続波（ＣＷ）信号、及びＷ−ＣＤＭＡ又はＣＤＭＡ２０００信号である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
通常のフィールド試験及び測定状態における操作者は、熟練した操作者、技能者又は技術者でないかもしれず、特定の未知の信号がどの信号カテゴリー（種類）に属するのかを弁別し識別するのに必要な技術及び経験がないかもしれない。そこで、熟練していない操作者であっても、合理的な信頼性の範囲で、未知の変調信号（変調された信号）を自動的に識別できる装置又は方法が望まれている。
【０００４】
したがって、本発明は、合理的な信頼性の範囲で、選択した未知の信号の信号形式を自動的に識別する方法及び弁別方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の信号形式識別方法は、未知の信号の信号形式を自動的に識別する方法であって、周波数の特定範囲で表示されたスペクトル波形から未知の信号を選択する選択ステップと；この未知の信号を表すスペクトルのデータを処理して、未知の信号を復調することなく、未知の信号の特性を特定する処理ステップ（２０、２２、２４）と；未知の信号の特性から未知の信号の信号形式を識別する判定ステップ（２６）とを具えている。
【０００６】
本発明は、未知の変調信号に対する変調の識別を行う方法を提供する。周波数スペクトルが従来方法で表示され、操作者は、表示された未知の信号を、表示スクリーンに接触するか、カーソルを調整するか、マウス・カーソルをクリックするかなどの従来方法で選択する。この選択により、識別アルゴリズムがアクティブとなり、特定されたパラメータに応じて、その信号を表すデータを処理する。なお、典型的なパラメータは、周波数、占有帯域幅（ＯＢＷ）、及び信号のピーク・パワーの相補累積分布関数（ＣＣＤＦ：complementary cumulative distribution function）である。占有帯域幅を用いて、最大限の信号変調の候補から、その信号変調を識別できる。また、１つ以上の信号変調候補が同じＯＢＷを有する場合、ＣＣＤＦを用いてもよい。既知の変調信号のスペクトル割り当てに関する表又はデータベースを用いて、周波数に基づき、信号変換候補（対象となる信号形式の候補）を選択してもよい。この識別結果を表示してもよいし、この識別結果が、周波数、期待される特性、その信号が変調されているか否かの情報、検出された変調の情報、及びその他の適切な情報を含んでもよい。
【０００７】
本発明のその他の目的、利点及び新規な特徴は、添付図を参照した以下の説明から理解できよう。
【実施例】
【０００８】
識別する必要のある信号のリストから、ほとんど総ての信号形式が、ある特定の「シグネチャ（識別特性）」パラメータを有することが判った。かかるパラメータの１つは、周波数である。変調信号の種々の形式に対するスペクトル帯域割り当てを含んだ情報が蓄積されたデータベース又は表を用いることができる。マウス又はダイヤルによるカーソル位置決め手段や、接触手段などの適切な手段により注目信号を選択すると、データベースを調べて、選択された注目信号の選択された周波数にどの信号（１つ又は複数）の存在が予測されるかが判る。
【０００９】
他のパラメータは、「信号の占有帯域幅（ＯＢＷ）」である。信号を復調することなく、中間周波数（ＩＦ）信号に対して直接的にＯＢＷ測定を行えるので、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）の如き既存のアルゴリズムを直接的に用い、総合パワーの９５％におけるビン（区分）の数を見積る。次の表１は、測定される注目信号と、スペクトル特性と高い相関のある信号と、パラメータの識別方法との関係を示している。
【００１０】
【表１】
2008026330.tif 000003
【００１１】
信号のＯＢＷを計算することにより、最多数の信号をそれらの中で簡単に弁別できる。このアルゴリズムは、３０ＫＨｚ未満のＯＢＷの信号をＣＷとみなす。ＡＭＰＳ信号をＮＡＤＣ信号から弁別する際と、２００ＫＨｚ信号をＧＳＭ信号から弁別する際に、問題が生じる。それは、これら信号対の各々が同じＯＢＷを有するためである。これらの状態では、これら信号の各々に独特な他のパラメータや、判定要素が必要とされる。
【００１２】
ＡＭＰＳ及びＮＡＤＣ信号の両方は、同じＯＢＷを有し、スペクトル領域では、事実上そっくりに見えるが、これらには、ＡＭＰ信号がアナログ信号である一方、ＮＡＤＣ信号がデジタル信号であるという基本的な相違点がある。ＡＭＰ信号は、周波数が可変で振幅が比較的一定のキャリアであるが、ＮＡＤＣ信号は、ＱＰＳＫ（４位相変移変調）データで変調されたキャリアである。この違いにより、ＡＭＰＳ信号が「確定的（deterministic）」信号に分類できるのに対して、ＮＡＤＣ信号は、「確率的（probabilistic）」信号に分類できる。信号が確定的か確率的かの判断は、信号を復調することなく、比較的簡単に行える。このパラメータは、信号のピーク・パワーの相補累積分布関数（ＣＣＤＦ）であり、このパラメータを用いて、これら信号が同じ帯域幅を占有する場合でも、ＡＭＰＳ信号及びＮＡＤＣ信号を区別できる。ＮＡＤＣ信号の固有のデジタル特性のために、図４及び図５を比較して判るように、ＮＡＤＣ信号のＣＣＤＦと、ＡＭＰＳ信号のＣＣＤＦとでは、「フラッタ（平坦性）」が異なる。なお、図４は、ＮＡＤＣ信号のＣＣＤＦのグラフを示し、図５は、ＡＭＰＳ信号のＣＣＤＦのグラフを示す。２００ＫＨｚのＦＭ信号をＧＳＭ信号から弁別する場合も上述と同様である。
【００１３】
図４及び図５から、ＡＭＰＳ信号のＣＣＤＦは、典型的な確定的正弦特性に従い、１％確率の下には目立った統計的なピークがないことが判る。これは、ＡＭＰＳ信号が比較的一定の振幅で周波数が変化する正弦波のためである。一方、ＮＡＤＣ信号は、１％確率の下にいくつかの統計的なピークを有する。次に示す表２は、２つのＣＣＤＦの比較を示す。
【００１４】
【表２】
2008026330.tif 000004
【００１５】
よって、これら信号は、表２に示した如く、ピーク・パワーのＣＣＤＦ特性に基づいて弁別できる。
【００１６】
図１は、本発明により信号形式の識別を行う機能を含む測定機器のアーキテクチャを示すブロック図である。なお、上述のように、信号形式の識別が必要なのは、干渉測定の場合である。操作者がスペクトル表示から注目信号を選択すると、この注目信号をダウンコンバートし（周波数を下げ）、再サンプリングして前処理し、取り込みメモリ１０に取り込む。この取り込みメモリ１０に蓄積された前処理済み信号をブロック１２において、帯域正規化すると共に、ＤＩＦＰ（Digital Intermediate Frequency Process：デジタル中間周波数処理）をする。ブロック１２で処理された信号は、ブロック１４において、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によるスペクトル処理がされる。このＦＦＴ出力を干渉測定ブロック１６に供給する。なお、この干渉測定ブロック１６は、信号形式識別アルゴリズムを有し、注目信号の信号形式を識別する。ブロック１４でのＦＦＴ処理は、ハードウェア又はソフトウェアのいずれによって処理してもよい。図１の測定機器は、干渉測定以外の機能も含んでおり、ブロック１４でのＦＦＴ処理結果は、スペクトル放射測定用のブロックにも供給される。また、帯域正規化及びＤＩＦＦブロック１２の出力は、ＣＤＭＡ復調ブロック、送信器ＲＦ測定ブロック、ＡＭ／ＦＭ復調ブロックにも供給される。ＣＤＭＡ復調された信号は、ＣＤＭＡ−ＢＢ（ベースバンド）測定ブロックに供給され、ＡＦ／ＦＭ復調された信号は、オーディオ出力回路に供給される。これら処理は、本発明と直接関係がないので、これ以上の説明は省略する。
【００１７】
図２は、本発明による信号形式の識別方法のアルゴリズムを示す流れ図である。このアルゴリズムには、ステップ２０及び２２という２つの主要要素がある。ステップ２０は、ブロック１４で処理され、ステップ２２、２４及び２６は、ブロック１６で処理される。まず、このアルゴリズムは、ステップ２０において、処理ブロック１２から供給された入力信号の占有帯域幅（ＯＢＷ）を計算する。また、ステップ２２において、信号のＣＣＤＦを評価（見積り）して、この信号がアナログかデジタルかを判断する。このステップ２２の次にステップ２６に進む。なお、ステップ２０でのＯＢＷの計算の後、ステップ２４で、ＯＢＷが３０ＫＨｚ又は２００ＫＨｚであるかが判断され、ＯＢＷが３０ＫＨｚ又は２００ＫＨｚに等しくない場合（ノー）には、ステップ２２をバイパスして、ステップ２６に直接進む。すなわち、判断ステップ２４にて、ＯＢＷが３０ＫＨｚ又は２００ＫＨｚに等しい場合（イエス）のみ、ステップ２２でＣＣＤＦの評価を行う。なお、帯域幅は、ＡＭＰＳ信号及びＮＡＤＣ信号の対で共通であるし、ＦＭ信号及びＧＳＭ信号の対でも共通である。判定ステップ２６は、ＯＢＷの評価結果及びＣＣＤＦの評価結果から、注目信号の識別を行い、その識別結果をＩＤ信号として出力する。上述の如く、注目信号の周波数をスペクトル割り当てのデータベースと比較して、可能性のある信号に関する追加データを提供する。このアルゴリズムの結果は、スペクトル表示と同じ表示器か、又は他のインタフェース表示器のいずれかに表示できる。この結果には、周波数、期待される信号特性、検出された変調形式、必要に応じた他のパラメータ情報を含んでもよい。
【００１８】
よって、本発明は、未知の信号が変調されていてもその信号を復調することなく、スペクトル帯域割り当て、占有帯域幅、及び／又はパワー・ピークの相補累積分布関数の如き複数のパラメータの１つ以上を用いて、未知の信号（注目信号）の信号形式を識別できる。
【００１９】
上述の如く、本発明によれば、合理的な信頼性の範囲で、選択した未知の信号の信号形式を自動的に識別できる。よって、熟練していない操作者、技能者又は技術者であっても、信号形式を容易に判断できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による信号形式の識別方法を機能の一部として含む測定機器のアーキテクチャを示すブロック図である。
【図２】本発明による信号形式の識別方法のアルゴリズムを示す流れ図である。
【図３】所望（既知の）信号及び未知の信号を同時に示すスペクトラム・アナライザの表示を示す図である。
【図４】ＮＡＤＣ信号の相補累積分布関数のグラフを示す図である。
【図５】ＡＭＰＳアナログ信号の相補累積分布関数のグラフを示す図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  取り込みメモリ
１２  帯域正規化及びＤＩＦＰブロック
１４  スペクトル処理／ＦＦＴブロック
１６  干渉測定ブロック
【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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