(57)【要約】      （修正有）【課題】従来に比べて信号識別が容易な信号解析装置の提供。【解決手段】変調信号をディジタル変換し、ディジタル変換された変調信号のスペクトラムを演算し、解析対象の変調信号のスペクトログラムを表示画面に表示し、表示画面上でカーソル３１３を用いて復調範囲を指定し、表示画面上で範囲選択されたスペクトログラムに対応する変調信号を復調する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調信号を解析する信号解析装置であって、
前記変調信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器と、
前記ディジタル変換された変調信号のスペクトログラムを求める演算装置と、
前記スペクトログラムを表示画面上に表示する表示装置と、
前記表示画面上で範囲選択された前記スペクトログラムに対応する前記変調信号を復調する復調装置と、
を備えることを特徴とする信号解析装置。
【請求項２】
前記表示装置が、前記範囲選択の為のポインタを前記表示画面上に表示し、
前記ポインタが、前記復調の対象となる帯域幅を示す、
ことを特徴とする請求項１に記載の信号解析装置。
【請求項３】
前記表示画面上で範囲選択された前記スペクトログラムに対応する前記変調信号の復調結果を音声として再生する装置を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の信号解析装置。
【請求項４】
さらに、記憶装置を備え、
前記表示画面上で範囲選択された前記スペクトログラムに対応する前記変調信号が前記記憶装置にディジタルデータ形式で格納されることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に記載の信号解析装置。
【請求項５】
さらに、記憶装置を備え、
前記表示画面上で範囲選択された前記スペクトログラムに対応する前記変調信号の復調結果が前記記憶装置にディジタルデータ形式で格納されることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に記載の信号解析装置。
【請求項６】
表示装置が内蔵もしくは外部接続されたコンピュータであって、測定装置によりディジタル変換された変調信号を受信するコンピュータを、
前記ディジタル変換された変調信号のスペクトログラムを求める演算装置と、
前記表示装置に、前記スペクトログラムを前記表示装置の表示画面上に表示させる制御装置と、
前記表示画面上で範囲選択された前記スペクトログラムに対応する前記変調信号を復調する復調装置、
として機能させる信号解析プログラム。
【請求項７】
前記制御装置が、前記表示装置に、前記表示画面上に前記範囲選択の為のポインタを表示させ、
前記ポインタが、前記復調の対象となる帯域幅を示す、
ことを特徴とする請求項６に記載の信号解析プログラム。
【請求項８】
前記コンピュータが、さらに音声出力装置を備え、
前記コンピュータを、さらに、前記音声出力装置に、前記表示画面上で範囲選択された前記スペクトログラムに対応する前記変調信号の復調結果を音声として再生させる制御装置として機能させることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の信号解析プログラム。
【請求項９】
前記コンピュータが、さらに記憶装置を備え、
前記コンピュータに、前記表示画面上で範囲選択された前記スペクトログラムに対応する前記変調信号を前記記憶装置にディジタルデータ形式で格納させることを特徴とする請求項６または請求項７または請求項８に記載の信号解析プログラム。
【請求項１０】
前記コンピュータが、さらに記憶装置を備え、
前記コンピュータに、前記表示画面上で範囲選択された前記スペクトログラムに対応する前記変調信号の復調結果を前記記憶装置にディジタルデータ形式で格納させることを特徴とする請求項６または請求項７または請求項８に記載の信号解析プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変調信号の解析する技術に係り、特に、正体不明の電波あるいは所定の条件を満たさない電波を識別または監視するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、従来から、正体不明の電波あるいは所定の条件を満たさない電波を識別または監視することが行われてきた（例えば、特許文献１および特許文献２を参照。）。その代表的な手法の１つは、オペレータが受信装置の復調出力を聴覚的に判断し、復調結果のうち必要なものについて記録するというものである。ここで、そのような信号解析装置の例について説明する。以下、図１を参照する。図１は、上記手法に基づく信号解析装置１０の構成を示す図である。
【０００３】
信号解析装置１０は、ハードディスクドライブ装置１１０と、ディジタル・アナログ変換器１２０と、受信装置１３０と、録音装置１４０とを備える。以下、ハードディスクドライブ装置をＨＤＤ装置と、ディジタル・アナログ変換器をＤ／Ａ変換器と、それぞれ略称する。ＨＤＤ装置１１０は、ハードディスクドライブを用いたデータ記録装置であって、解析対象の変調信号をディジタル化して得られるディジタルデータが格納されている。Ｄ／Ａ変換器１２０は、ＨＤＤ装置１１０内のディジタルデータをアナログ信号に変換する装置である。受信装置１３０は、Ｄ／Ａ変換器から出力されるアナログ信号を検波あるいは復調する装置である。録音装置１４０は、受信装置１３０の検波出力あるいは復調出力を録音する装置である。
【０００４】
使用者は、受信装置１３０から出力される復調結果である音声信号を、図示しないスピーカーやヘッドフォンなどで聞きながら、ＨＤＤ装置１１０に格納されている信号の解析を行う。また、使用者は、復調結果のうち必要と判断したものを録音装置１４０で記録する。信号の電気的な性質そのものに特徴がある場合、何らかのパラメータを基準として信号を特定し解析することができよう。しかし、信号内容での判断を要する場合、上記の例の様に使用者による信号解析が欠かせない。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２６５２７５号公報（第２〜４頁、図１）
【特許文献２】特開２００４−２３６３５号公報（第４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
信号解析装置１０は、ディジタル化された変調信号をアナログ信号に戻して受信装置１３０に復調させているので、ノイズが付加されるなどの信号劣化が生じる。例えば、解析対象の信号のＳ／Ｎ比が劣化して変調信号を復調できなくなったり、復調結果にノイズが混入して使用者の解析を困難なものにしたり、当該解析に誤りを生じさせたりする。また、信号解析装置１０では、復調結果を聴覚的に信号解析（信号の有無、内容の確認など）するので、信号が、何時、どの周波数に発生するか分からず、確実な解析が困難である。例えば、解析の対象となる特定信号の占有帯域幅はせいぜい数ｋ〜数１０ｋＨｚであるのに対して、解析の対象となる全体的な周波数帯域幅は数ＭＨｚに及び、解析の対象となる信号を見逃しやすい。同時に２以上の解析対象信号が存在する場合も、解析の対象となる信号を見逃しやすい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の課題を解決するために為されたものである。本第一の発明は、変調信号を解析する信号解析装置であって、前記変調信号をディジタル変換するアナログ・ディジタル変換器と、前記ディジタル変換された変調信号のスペクトログラムを求める演算装置と、前記スペクトログラムを表示画面上に表示する表示装置と、前記表示画面上で範囲選択された前記スペクトログラムに対応する前記変調信号を復調する復調装置とを備えることを特徴とするものである。
【０００８】
また、本第二の発明は、本第一の発明の装置において、前記表示装置が、前記範囲選択の為のポインタを前記表示画面上に表示し、前記ポインタが、前記復調の対象となる帯域幅を示すことを特徴とするものである。
【０００９】
さらに、本第三の発明は、本第一または本第二の発明の装置において、前記表示画面上で範囲選択された前記スペクトログラムに対応する前記変調信号の復調結果を音声として再生する装置を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
またさらに、本第四の発明は、本第一または本第二または本第三の発明の装置において、さらに、記憶装置を備え、前記表示画面上で範囲選択された前記スペクトログラムに対応する前記変調信号が前記記憶装置にディジタルデータ形式で格納されることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本第五の発明は、本第一または本第二または本第三の発明の装置において、さらに、記憶装置を備え、前記表示画面上で範囲選択された前記スペクトログラムに対応する前記変調信号の復調結果が前記記憶装置にディジタルデータ形式で格納されることを特徴とするものである。
【００１２】
さらに、本第六の発明は、表示装置が内蔵もしくは外部接続されたコンピュータであって、測定装置によりディジタル変換された変調信号を受信するコンピュータを、前記ディジタル変換された変調信号のスペクトログラムを求める演算装置と、前記表示装置に、前記スペクトログラムを前記表示装置の表示画面上に表示させる制御装置と、前記表示画面上で範囲選択された前記スペクトログラムに対応する前記変調信号を復調する復調装置として機能させる信号解析プログラムである。
【００１３】
またさらに、本第七の発明は、本第六の発明において、前記制御装置が、前記表示装置に、前記表示画面上に前記範囲選択の為のポインタを表示させ、前記ポインタが、前記復調の対象となる帯域幅を示すことを特徴とするものである。
【００１４】
また、本第八の発明は、本第六または本第七の発明において、前記コンピュータが、さらに音声出力装置を備え、前記コンピュータを、さらに、前記音声出力装置に、前記表示画面上で範囲選択された前記スペクトログラムに対応する前記変調信号の復調結果を音声として再生させる制御装置として機能させることを特徴とするものである。
【００１５】
さらに、本第九の発明は、本第六または本第七または本第八の発明において、前記コンピュータが、さらに記憶装置を備え、前記コンピュータに、前記表示画面上で範囲選択された前記スペクトログラムに対応する前記変調信号を前記記憶装置にディジタルデータ形式で格納させることを特徴とするものである。
【００１６】
またさらに、本第十の発明は、本第六または本第七または本第八の発明において、前記コンピュータが、さらに記憶装置を備え、前記コンピュータに、前記表示画面上で範囲選択された前記スペクトログラムに対応する前記変調信号の復調結果を前記記憶装置にディジタルデータ形式で格納させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、従来に比べて信号識別が容易な信号解析装置の提供が可能になる。具体的には、本発明は、予め記録されたディジタル信号をアナログ信号に変換することなく、そのまま復調するので、アナログ変換に伴うＳ／Ｎ比の劣化や復調結果へのノイズ混入を抑制できる。本発明は、信号のスペクトログラムを表示するので、使用者が、信号が存在した時刻と周波数を容易に視覚的に確認することができる。また、スペクトログラム表示では信号強度に応じた色分け表示および階調表示がなされるので、ノイズレベル近傍の信号でも、その存在を容易に確認することができる。さらに、本発明によれば、変調信号を視覚的に確認し選択するための環境を提供するので、即座に復調出力を再生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明の実施形態を添付の図面を参照しながら説明する。本発明の第一の実施形態は、変調信号である被測定信号を解析する信号解析装置２０である。以下、図２を参照する。図２は、信号解析装置２０の内部構成を示すブロック図である。まず、信号解析装置２０の構成について説明する。信号解析装置２０は、測定装置２１０と、コンピュータシステム２２０とを備える。測定装置２１０は、周波数変換器２１１と、アナログ・ディジタル変換器２１２と、プロセッサ２１３とを備える。図において、アナログ・ディジタル変換器は、Ａ／Ｄ変換器と略して示す。周波数変換器２１１は、被測定信号Ｓをダウンコンバートする装置である。被測定信号Ｓのダウンコンバート結果である被測定信号ＳIFはアナログ・ディジタル変換器２１２に入力される。アナログ・ディジタル変換器２１２は、周波数変換器２１１の出力信号をディジタル変換する装置である。図において、被測定信号ＳIFのディジタル変換結果である被測定信号ＳDは、プロセッサ２１３に与えられる。プロセッサ２１３は、被測定信号ＳDにＦＦＴ処理を施し、被測定信号ＳDのスペクトログラムＦを生成する演算装置である。プロセッサ２１３は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵもしくはＤＳＰ、または、それらのコアを備えるゲートアレイなどである。被測定信号ＳDとスペクトログラムＦは、コンピュータシステム２２０へ送られる。なお、被測定信号ＳDとスペクトログラムＦは、直接的に送られても良いし、図示しない記憶装置に一旦蓄積された後に送られるなど間接的に送られても良い。
【００１９】
コンピュータシステム２２０は、プロセッサ２２１と、記憶装置２２２と、インタフェース装置２２３と、表示装置２２４と、入力装置２２５と、復調信号出力装置２２６とを備える。プロセッサ２２１は、、コンピュータシステム２２０内の各構成要素を制御し、また、演算処理を行う装置である。プロセッサ２２１は、例えば、ＣＰＵ、ＭＰＵもしくはＤＳＰ、または、それらのコアを備えるゲートアレイなどである。プロセッサ２２１は、プログラムを実行することにより、プログラムに含まれる命令に従って動作する。なお、プロセッサ２２１が実行するプログラムは、記憶装置２２２に事前に格納されているか、インタフェース装置２２３を介してコンピュータシステム２２０内に取り込まれる。記憶装置２２２は、データやプログラムを格納する装置である。記憶装置２２２は、例えば、ＤＲＡＭなどの半導体メモリ、または、固定ディスクドライブ装置やリムーバブルディスクドライブ装置などのドライブ装置などである。インタフェース装置２２３は、測定装置２１０とのデータ通信を行うための装置である。コンピュータシステム２２０は、インタフェース装置２２３を解して、測定装置２１０からデータを受信し、あるいは、測定装置２１０にデータを送信する。インタフェース装置２２３は、例えば、ＦＰＤＰ（Front Panel Data Port）インタフェース装置、ＬＡＮインタフェース装置、パラレルインタフェース装置、または、シリアルインタフェース装置などである。表示装置２２４は、コンピュータシステム２２０が、ユーザに画像情報やキャラクタ情報を認識させるための装置である。表示装置２２４は、例えば、液晶パネルディスプレイなどである。図において、表示装置２２４は、コンピュータシステム２２０に内蔵されているが、コンピュータシステム２２０から分離されコンピュータシステム２２０に外部接続されるようにしても良い。入力装置２２５は、コンピュータシステム２２０がユーザの指示を受け付けるための装置である。入力装置２２５は、例えば、マウスなどのポインタ装置、キーボード、タブレットなどである。復調信号出力装置２２６は、ユーザに音声信号を認識させるための装置である。復調信号出力装置２２６は、スピーカーやアクチュエータやサウンドボードなどを含む。なお、記憶装置２２２と、インタフェース装置２２３と、表示装置２２４と、入力装置２２５と、復調信号出力装置２２６は、プロセッサ２２１に制御されて動作する。また、表示装置２２４や入力装置２２５や復調信号出力装置２２６は、図２においてコンピュータシステム２２０に内蔵されているが、コンピュータシステム２２０から分離されコンピュータシステム２２０に外部接続されるようにしても良い。
【００２０】
次に、信号解析装置２０の動作について説明する。ここで、図２に加えて、図３を参照する。図３は、信号解析装置２０の動作を示すフローチャートである。
【００２１】
ステップＳ１０において、被測定信号Ｓがダウンコンバートされ、その周波数変換結果である被測定信号ＳIFがアナログ・ディジタル変換器２１２によりディジタル変換される。ディジタル変換結果である被測定信号ＳDは、図示しない記憶装置Ｍに一旦格納される。
【００２２】
ステップＳ２０において、プロセッサ２１３が図示しない記憶装置Ｍから被測定信号ＳDを読み出し、読み出した被測定信号ＳDにＦＦＴ処理を施して、被測定信号ＳDのスペクトログラムＦを得る。スペクトログラムＦは、所定時間間隔における各周波数点のパワーもしくは振幅のレベル情報を含む。スペクトログラムＦは、被測定信号ＳDとともに、コンピュータシステム２２０へ送られる。被測定信号ＳDとスペクトログラムＦは、インタフェース装置２２３で受信され、記憶装置２２２に格納される。
【００２３】
ステップＳ３０において、プロセッサ２２１が記憶装置２２２からスペクトログラムＦを読み出し、表示装置２２４にスペクトログラムＦを表示させる。スペクトログラムＦは、表示装置２２４の表示画面に表示される。なお、スペクトログラムＦは、信号スペクトラムの経時変化を示すグラフであって、信号強度に従って色分け表示され階調表示される。ここで、図２および図３に加えて、さらに図４を参照する。図４は、表示装置２２４の表示画面の例を示す図である。図４において、スペクトログラムＦがグラフ領域３１０に表示されている。グラフ領域３１０の横軸は周波数（ｋＨｚ）を、グラフ領域３１０の縦軸は時間（秒）を表す。グラフ３１０において、時間カーソル３１１と、周波数カーソル３１２が表示されている。時間カーソル３１１は、時間カーソル３１１が位置する時間を数値表示する。図４において、時間カーソル３１１は、５．２ｍｓｅｃに位置する。時間カーソル３１１で指定される時間における被測定信号ＳDのスペクトラムがグラフ領域３２０に表示される。また、周波数カーソル３１２は、周波数カーソル３１２が位置する周波数を数値表示する。
【００２４】
さらに、グラフ領域３１０において、復調範囲選択カーソル３１３が表示されている。復調範囲選択カーソル３１３は、復調対象となる範囲を指定するためのポインタである。ここで、図５を参照する。図５は、復調範囲選択カーソル３１３を示す図である。復調範囲選択カーソル３１３は、復調開始カーソル３１３ａと、復調開始カーソル３１３ｂとで構成される。復調開始カーソル３１３ａと復調開始カーソル３１３ｂは、対称的な形状を有し、横軸方向の位置が同じである。復調開始カーソル３１３ａおよび復調開始カーソル３１３ｂそれぞれは、長さが等しい２本の縦線を横軸方向の両端に有する。それら２本の縦線の間隔は、復調処理が対象とする周波数帯域幅に等しい。また。それら２本の縦線の中間に、それら２本の縦線と長さが異なる１本の縦線がある。この長さが異なる１本の縦線は、復調処理が対象とする周波数帯域の中間周波数を示している。復調範囲選択カーソル３１３は、入力装置２２５で受信するユーザの指示に従って、グラフ領域３１０内を移動することができる。なお、復調開始カーソル３１３ａは、復調終了カーソル３１３ｂよりも前の任意の時間位置に移動することができる。復調終了カーソル３１３ｂは、復調開始カーソル３１３ａよりも後の任意の時間位置に移動することができる。復調開始カーソル３１３ａと復調開始カーソル３１３ｂは、横軸方向の位置が同じになるように制御される。例えば、復調開始カーソル３１３ａを横軸方向に移動させると、復調開始カーソル３１３ｂも同じ量だけ横軸方向に自動的に移動する。
【００２５】
また、さらに、グラフ領域３１０において、範囲選択カーソル３１４が表示されている。範囲選択カーソル３１４は、記録対象となる範囲（周波数範囲と時間範囲）を指定するためのポインタである。範囲選択カーソル３１４は、入力装置２２５で受信するユーザの指示に従って、グラフ領域３１０内を自由に移動することができる。入力装置２２５で受信するユーザの指示に従って、範囲選択カーソル３１４がグラフ領域３１０内の異なる２点を指定すると、それら指定された２点を対角点とする破線の四角形の枠３１５がグラフ領域３１０に表示されるように、プロセッサ２２１が表示装置２２４を制御する。
【００２６】
ステップＳ４０において、範囲選択されたスペクトログラムＦに対応する被測定信号ＳDが復調される。具体的には次のとおりである。入力装置２２５で受信するユーザの指示に従って、表示装置２２４の表示画面に表示された復調ボタン（不図示）が選択される時、復調範囲選択カーソル３１３により範囲選択されたスペクトログラムＦに対応する被測定信号ＳDをプロセッサ２２１が復調する。復調の対象となる変調信号の変調方式は、振幅変調（ＡＭ、ＳＳＢ、ＣＷなど）や角度変調（ＦＭなど）である。そして、プロセッサ２２１は、復調結果が音声として再生されるように復調信号出力装置２２６を制御する。また、入力装置２２５で受信するユーザの指示に従って、表示装置２２４の表示画面に表示された記録ボタン（不図示）が選択される時、復調範囲選択カーソル３１３または枠３１５により範囲選択されたスペクトログラムＦに対応する被測定信号ＳDそのもの、または、当該対応する被測定信号ＳDの復調結果をプロセッサ２２１が記憶装置２２２に記録する。被測定信号ＳDは、ディジタル変換の出力形式そのまま、または、Ｉ／Ｑ形式のフォーマットで記録される。また、被測定信号ＳDの復調結果は、例えば、ＷＡＶ形式などのディジタルデータ形式で記録される。
【００２７】
ところで、上記の実施形態において、スペクトログラムＦを記憶装置２２２に格納せず、そのまま表示装置２２４に表示させることができる。また、記憶装置２２２の資源消費や記憶装置２２２への単位時間あたりのデータ転送量を抑えられる。一方、時間経過とともにスペクトログラムＦの古い部分が消滅してしまう。そこで、信号解析および選択を行う際に、必要に応じて、プロセッサ２２１が記憶装置２２２に格納された被測定信号ＳDを参照してスペクトログラムＦの欠損した部分を復元する。
【００２８】
また、上記の実施形態において、復調対象となる範囲を指定するためのポインタは、２つ１組のカーソルに限らず、少なくとも時間方向に形状が変化する照準または枠のような形状を有する１つカーソルであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】従来例の信号解析装置１０の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の信号解析装置２０の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の信号解析装置２０の動作を示すフローチャートである。
【図４】表示装置２２４の表示画面における表示例を示す図である。
【図５】表示装置２２４の表示画面上に表示されるカーソルを示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０，２０  信号解析装置
１１０  ハードディスクドライブ装置
１２０  ディジタル・アナログ変換器
１３０  受信装置
１４０  録音装置
２１０  測定装置
２１１  周波数変換器
２１２  アナログ・ディジタル変換器
２１３，２２１  プロセッサ
２２０  コンピュータ
２２２  記憶装置
２２３  インタフェース装置
２２４  表示装置
２２５  入力装置
２２６  復調信号出力装置
【図１】
2007194886.tif 000003
【図２】
2007194886.tif 000004
【図３】
2007194886.tif 000005
【図４】
2007194886.tif 000006
【図５】
2007194886.tif 000007