【手続補正書】
【提出日】平成18年12月19日(2006.12.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムに適用され、ディジタル信号処理集積回路を用いて高速フーリエ変換による周波数解析を行う方法として、入力信号に含まれる所定の周波数成分の有無を検出するため、前記入力信号をサンプリング周波数ｆでサンプリングして蓄積データとし、該蓄積データから所定の読み出し時間Ｔ＝Ｎ×１／ｆに含まれる単位サンプリング数Ｎのサンプリングデータを得て、前記蓄積データから前記所定の読み出し時間Ｔのサンプリングデータを順次取り出して得られる該複数のサンプリングデータの各々に対し前記高速フーリエ変換の処理を順次行い、該順次複数回の処理で得られた各々の検出結果が予め定められた所定回数連続して前記所定の周波数成分が所定レベル以上であるときに当該所定の周波数成分が存在しているとする判定処理を行う周波数検出方法であって、
前記所定の読み出し時間Ｔは、主読み出し時間（Ｔ−ｔ）と該主読み出し時間（Ｔ−ｔ）に続く付加読み出し時間ｔとにより形成され、該所定の読み出し時間Ｔを順次ｔだけシフトして前記サンプリングデータを取り出して得られる各回のサンプリングデータに対して、前記高速フーリエ変換の処理を行うことを特徴とする周波数検出方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
図２に従来の周波数検出方法が行われる回路ブロック図を示す。
１０は入力されるアナログのトーン信号をサンプリングしてディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器、２０はＡ／Ｄ変換器に入力されるアナログ値をサンプリングしてディジタル値に変換するためのサンプリングタイミングを出力するサンプリングクロック発生器、３０はＦＦＴ処理のための関連動作を掌るＤＳＰ、４０は論理レベルの検出信号を出力する外部Ｉ／Ｏ部、５０はＤＳＰの処理プログラムを格納するＦＬＡＳＨ ＲＯＭ部、ＤＳＰ３０にあって、３１はＡ／Ｄ変換器の時系列の出力データを一時蓄えて蓄積データとするデータバッファ部、３２はＦＦＴ演算処理を行うＦＦＴ処理部、３３はＦＦＴ処理部３２の処理結果が所定の連続回数を検出したかを判定する判定部、３４はＦＦＴ処理部３２の演算処理の処理間隔を規制するタイマ部である。
次に、図２の動作概要を説明する。入力されるトーン信号は、Ａ／Ｄ変換器１０で、サンプリングクロック発生器２０からのサンプリングタイミングによって、ディジタル値に変換される時系列のデータとなり、データバッファ部３１に蓄積データとして一旦蓄積される。ＦＦＴ処理部３２は、データバッファ部３１に蓄積される時系列の蓄積データから必要サンプル数を読み出して読出しデータとし、ＦＦＴ処理１回分の読出しデータのサンプリングデータとして入力され、このサンプリングデータに対し処理間隔タイマ部３４からの１回当りのサンプリングデータの読出し時間に等しいタイミングにＦＦＴ演算処理が行われる。
ＦＦＴ演算処理が行われた結果は周波数軸上でのレベルを表わすデータとして出力され、判定部３３に入力される。判定部３３では所定の周波数成分が所定のレベル以上であるかの有無、更に、所定のレベル以上の有りが所定回数（例えば３回）連続して検出されるか判定を行って、外部Ｉ／Ｏ部を経由して２値の論理値の検出信号として出力される。
更に、図３はＦＦＴ処理の変換概念を示した図である。図３−（Ａ）の図はトーン信号の実時間波形、即ち時間の経過に従った振幅の変化を表わす入力波形である。図３−（Ｂ）の図は、（Ａ）図をＦＦＴ処理した結果としてトーン信号の周波数スペクトラムの振幅レベル、即ち各周波数の周波数成分の含まれ度合いを表わす周波数解析結果の波形図である。この処理結果から所定の周波数成分の有無及びレベルの各判定を行う。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
図４に従来技術のＦＦＴ処理のタイムチャートの具体例を示し、説明は図２をも参照して行う。
Ａ／Ｄ変換１０では、サンプリングクロック発生器２０で発生する６．４ｋＨｚのサンプリングクロック周期でアナログのトーン信号がＡ／Ｄ変換され、その出力であるディジタル符号化されるデータは、データバッファ部３１に所定量の時系列データとして蓄積される蓄積データとなる。
先ず、データバッファ部３１からは、蓄積データ１０１の４０ｍＳ分のデータ１０１ａである２５６個の読出データ１０２が１回目分として読み出されてサンプリングデータ１０２ａとし、読み出される１回目サンプリングデータ１０２ａはＦＦＴ処理部３２へ入力され、１回目分のＦＦＴ演算処理が行われ、第１回目の周波数解析の周波数スペクトラム成分結果が得られる。判定部３３では、所定周波数成分のレベルが所定レベル以上であるかの判定を行って、第１回目判定１０３ａの結果が得られる。
次に第２回目のＦＦＴ演算処理も同様にして、データバッファ部３１から次の４０ｍＳ分のデータ１０１ｂである２５６個の読出データ１０２が２回目分として読み出して２回目である新たなサンプリングデータ１０２ｂとし、２回目のサンプリングデータ１０２ｂはＦＦＴ処理部３２へ入力され、２回目分のＦＦＴ演算処理が行われ、第２回目の周波数解析の周波数スペクトラム成分結果が得られる。判定部３３では、所定周波数成分のレベルが所定レベルであるかの判定を行って、第２回目判定１０３ｂの結果が得られる。
更に、第３回目のＦＦＴ演算処理も同様にして３回目分のＦＦＴ演算処理が逐次行われ、第３回目の周波数解析の周波数スペクトラム成分結果が得られる。所定周波数成分のレベルが所定レベルであるかの判定を行って、第３回目判定１０３ｃの結果が得られる。
３回連続して所定の周波数成分「あり」と判定されるならば、真に所定の周波数成分「あり」と見做し、検出信号「あり（論理値；Ｈ）」を出力する。この１２０ｍＳ経過後が最短検出タイミング１０４となる。
このように、入力信号に含まれる所定の周波数成分の有無を検出するため、入力信号をサンプリング周波数ｆでサンプリングして蓄積データとし、蓄積データから所定の読み出し時間Ｔ＝Ｎ×１／ｆに含まれる単位サンプリング数Ｎのサンプリングデータを得て、蓄積データから所定の読み出し時間Ｔのサンプリングデータを順次取り出して得られる複数のサンプリングデータの各々に対し高速フーリエ変換の処理を順次行い、順次複数回の処理で得られた各々の検出結果が所定回数連続して所定の周波数成分が所定レベル以上であるときに所定の周波数成分が存在しているとする判定処理を行う周波数検出方法である。
以上のような場合は、トーン信号が無線回線などに載せられて伝送されるとき、その伝送品質が比較的よい場合として検出されるが、伝送品質が悪くなり、トーン信号に雑音が重畳されるようなときには、ディジタル符号には誤りビットが含まれ、このようなときには、４回目以降で３回連続して所定の周波数成分「あり」を判定されることがあり、そのようなときには１２０ｍＳ以上の時間を要してしまう。
ここでのＤＳＰによるＦＦＴを用いた周波数解析の処理は、サンプリング周波数（ｆ）と単位サンプリング数（Ｎ）とすれば、１回当たりのサンプリングデータの所定の読出し時間Ｔは、Ｔ＝Ｎ×１／ｆを要し、かつ、１回のＦＦＴ処理間隔も時間Ｔに等しく行われ、確実に所定の周波数であると判定するために予め定められた回数（Ｍ回）連続の判定処理を経て検出とする処理である。従って、検出タイミングは最短で［Ｍ×Ｔ］の処理時間を要す。
具体例での最短検出時間は、Ｔ＝Ｎ（２５６個）×１／ｆ（６．４ｋＨｚ）＝４０ｍＳであるのでＭ＝３回の計算で１２０ｍＳとなる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この目的を達成するために、周波数検出方法は、無線通信システムに適用され、ディジタル信号処理集積回路を用いて高速フーリエ変換による周波数解析を行う方法として、入力信号に含まれる所定の周波数成分の有無を検出するため、前記入力信号をサンプリング周波数ｆでサンプリングして蓄積データとし、該蓄積データから所定の読み出し時間Ｔ＝Ｎ×１／ｆに含まれる単位サンプリング数Ｎのサンプリングデータを得て、前記蓄積データから前記所定の読み出し時間Ｔのサンプリングデータを順次取り出して得られる該複数のサンプリングデータの各々に対し前記高速フーリエ変換の処理を順次行い、該順次複数回の処理で得られた各々の検出結果が所定回数連続して前記所定の周波数成分が所定レベル以上であるときに当該所定の周波数成分が存在しているとする判定処理を行う周波数検出方法であって、
前記所定の読み出し時間Ｔは、主読み出し時間（Ｔ−ｔ）と該主読み出し時間（Ｔ−ｔ）に続く付加読み出し時間ｔとにより形成され、該所定の読み出し時間Ｔを順次ｔだけシフトして前記サンプリングデータを得られる各回のサンプリングデータに対して、前記高速フーリエ変換の処理を行うことを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明を実施すれば、従来の方法での検出時間が最短検出時間例では１２０ｍＳであるのに対し、本発明の方法での検出時間が最短検出時間例では３０ｍＳである。このように検出時間が最短で１／４のように短縮されて制御などが完了するので、音声の頭（話頭）切れが生じてしまうことはなくなった。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の周波数検出方法を実現する回路ブロック図は、図２に示した従来技術の回路ブロック図に同じであるので回路構成の説明は省略する。
本発明の動作例は図２において、入力されるトーン信号は、Ａ／Ｄ変換器１０で、サンプリングクロック発生器２０からのサンプリングタイミングによって、ディジタル値に変換される時系列のデータとなり、データバッファ部３１に蓄積データとして一旦蓄積される。ＦＦＴ処理部３２は、処理間隔タイマ部３４からのタイミングでデータバッファ部３１に蓄積される時系列の蓄積データから必要サンプル数を読み出して読出しデータとし、ＦＦＴ処理１回分の読出しデータのサンプリングデータとして入力され、ＦＦＴ演算処理が行われる。
ＦＦＴ演算処理が行われた結果は周波数軸上でのレベルを表わすデータとして出力され、判定部３３に入力される。判定部３３では所定の周波数成分が所定のレベル以上であるかの有無、更に、所定のレベル以上の有りが所定回数連続して検出されるか判定を行って、外部Ｉ／Ｏ部を経由して２値の論理値の検出信号として出力される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
図１に本発明の周波数検出方法の実施例としてのタイムチャートを示し、図２ブロック図と共に参照して説明する。
Ａ／Ｄ変換１０では、サンプリング周波数（ｆ）６．４ｋＨｚのサンプリングクロックでＡ／Ｄ変換され、その出力であるディジタル符号化されるデータ系列は、データバッファ部３１に時系列の蓄積データ１として予め適量のデータが蓄積される。
先ず、データバッファ部３１からは、蓄積データ１のうち新規データ１０ｍＳ分のデータ１ａに過去データ３０ｍＳ分のデータ１ｘを合わせた２５６個、４０ｍＳの読出データ２が１回目分として読み出されてサンプリングデータ２ａとし、読み出される１回目サンプリングデータ２ａはＦＦＴ処理部３２へ入力され、１回目分のＦＦＴ演算処理が行われる。１回目の１０ｍＳの最後のタイミング後、ＦＦＴ演算処理が終了した時点で第１回目の周波数解析の周波数スペクトラム成分結果が得られる。判定部３３では、所定周波数成分のレベルが所定レベル以上であるかの判定を行って、第１回目判定３ａの結果が得られる。
次に第２回目のＦＦＴ演算処理も同様にして、データバッファ部３１から新たな新規データ１０ｍＳ分のデータ１ｂと新たな過去データ３０ｍＳ分を合わせた２５６個、４０ｍＳの読出データ２が２回目分として読み出して２回目である新たなサンプリングデータ２ｂとし、２回目のサンプリングデータ２ｂはＦＦＴ処理部３２へ入力され、２回目分のＦＦＴ演算処理が行われ、第２回目の周波数解析の周波数スペクトラム成分結果が得られる。判定部３３では、所定周波数成分のレベルが所定レベルであるかの判定を行って、第２回目判定３ｂの結果が得られる。
更に、第３回目のＦＦＴ演算処理も同様にして、３回目分のＦＦＴ演算処理が新たな新規データ１０ｍＳ分のデータ１ｃと新たな過去データ３０ｍＳ分を合わせた２５６個、４０ｍＳの読出データ２が３回目分として読み出して３回目である新たなサンプリングデータ２ｃとし、このサンプリングデータ２ｃに対してＦＦＴ処理が行われ、第３回目の周波数解析の周波数スペクトラム成分結果が得られる。所定周波数成分のレベルが所定レベルであるかの判定を行って、第３回目判定３ｃの結果が得られる。
３回連続して所定の周波数成分「あり」と判定されるならば、真に所定の周波数成分「あり」と見做し、検出信号「あり（論理値；Ｈ）」を出力する。この３０ｍＳ経過後が最短検出タイミング４となる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
以上のように、無線通信システムに適用され、ディジタル信号処理集積回路を用いて高速フーリエ変換による周波数解析を行う方法として、入力信号に含まれる所定の周波数成分の有無を検出するため、入力信号をサンプリング周波数ｆでサンプリングして蓄積データとし、蓄積データから所定の読み出し時間Ｔ＝Ｎ×１／ｆに含まれる単位サンプリング数Ｎのサンプリングデータを得て、蓄積データから所定の読み出し時間Ｔのサンプリングデータを順次取り出して得られる複数のサンプリングデータの各々に対し高速フーリエ変換の処理を順次行い、順次複数回の処理で得られた各々の検出結果が所定回数（Ｍ回）連続して所定の周波数成分が所定レベル以上であるときに所定の周波数成分が存在しているとする判定処理を行う周波数検出方法であって、所定の読み出し時間（Ｔ＝４０ｍＳ）は、主読み出し時間〔Ｔ−ｔ（１０ｍＳ）＝３０ｍＳ〕と該主読み出し時間（３０ｍＳ）に続く付加読み出し時間（ｔ＝１０ｍＳ）とにより形成され、所定の読み出し時間（Ｔ＝４０ｍＳ）を順次（ｔ＝１０ｍＳ）だけシフトしてサンプリングデータを取り出して得られる各回のサンプリングデータに対して高速フーリエ変換の処理を行い、このＭ及びｔの値から計算されるＭ×ｔ＝３×１０ｍＳ＝３０ｍＳとなる検出タイミングが最短検出タイミングとなる周波数検出方法である。
なお前記実施例は、トーン信号が無線回線などに載せられて伝送されたとき、その伝送品質が比較的よい場合として検出される例であるが、伝送品質が悪くなり、トーン信号に雑音が重畳されるようなとき、あるいは電界強度が落ちてくるような場合には、ディジタル符号には誤りビットが含まれ、このようなときには、４回目以降の読出しデータ２ｄ、２ｅ・・・を用いた周波数解析の結果にて３回連続して所定の周波数成分「あり」を判定されることがあり、そのようなときには３０ｍＳ以上の時間を要することになるが、信号の性質が同一であれば、従来技術に比較して時間短縮された、速い検出であることには変わりがない。