(57)【要約】【課題】同一到来時刻間隔の周期信号系列が複数存在しても系列数を正しく推定する信号分析装置を提供する。【解決手段】複数の放射信号の受信タイミングを示す放射信号の所定タイミング時刻を含む観測データに基づき放射信号の周期信号の系列数と到来時刻間隔を推定するために、放射信号到来時刻間隔の分析範囲、これを複数の評価値細分区間とカウント値細分区間に分割したそれぞれの幅や個数を設定(６)、前記所定タイミング時刻から放射信号の到来時刻差分を計算(１)、到来時刻差分から対応する評価値細分区間とカウント値細分区間を選出(２)、到来時刻差分と前記所定タイミング時刻から評価値を算出しまた評価値細分区間毎に累積して累積評価値を算出(３)、選出細分区間で選出された到来時刻差分数をカウント値細分区間毎に数えカウント値を算出(４)、累積評価値とカウント値から周期的な放射信号の系列数と到来時刻間隔を推定(５)する。【選択図】図１
2009060239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の放射信号が混在する受信信号の各放射信号の受信タイミングを示す放射信号の所定タイミング時刻を含む観測データに基づいて、放射信号のうちの到来時刻が周期的な周期信号の系列数および到来時刻間隔を推定する信号分析装置において、
放射信号の到来時刻間隔の分析範囲、前記到来時刻間隔の分析範囲を複数個の評価値細分区間に分割した幅や個数、及び前記到来時刻間隔の分析範囲を複数個のカウント値細分区間に分割した幅や個数、さらに系列数の推定に用いるパラメータを設定する設定部と、
前記放射信号の所定タイミング時刻に基づき２つの放射信号の到来時刻の差分を計算し、放射信号の組み合わせについて到来時刻の差分を算出し終えた場合に終了フラグを出力する到来時刻差算出部と、
前記到来時刻の差分に基づき対応する前記評価値細分区間とカウント値細分区間を選出する細分区間選出部と、
前記到来時刻の差分と前記放射信号の所定タイミング時刻とに基づき評価値を算出するとともに、前記評価値細分区間毎に前記評価値を累積して、累積評価値を算出する評価値累積部と、
前記選出細分区間で選出された到来時刻の差分の数を、カウント値細分区間毎に数えてカウント値を算出するカウント部と、
累積評価値とカウント値に基づいて、到来時刻が周期的な放射信号の系列数と到来時刻間隔を推定する推定部と、
を備えたことを特徴とする信号分析装置。
【請求項２】
前記設定部により、互いのカウント値細分区間が重なるように設定されたことを特徴とする請求項１記載の信号分析装置。
【請求項３】
前記設定部により、互いの評価値細分区間が重なるように設定されたことを特徴とする請求項１記載の信号分析装置。
【請求項４】
前記放射信号の所定タイミング時刻が放射信号の到来時刻からなり、前記到来時刻差算出部が、２つの放射信号の到来時刻の差分を計算して到来時刻の差分として出力することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の信号分析装置。
【請求項５】
前記推定部が、放射信号を受信した時刻と累積評価値に基づいて周期信号の暫定系列数とその到来時間間隔を推定した後、周期信号の到来時刻間隔と放射信号を受信した時間、更にカウント値を用いて、周期信号の最終的な系列数を推定することを特徴とする請求項４記載の信号分析装置。
【請求項６】
前記放射信号の所定タイミング時刻が放射信号の消滅時刻からなり、前記所定タイミング時刻差算出部が、２つの放射信号の消滅時刻の差分を計算して到来時刻の差分として出力することを特徴とする請求項１記載の信号分析装置。
【請求項７】
前記放射信号の所定タイミング時刻が放射信号の到来時刻と消滅時刻の和を２で除算した中心時刻からなり、前記所定タイミング時刻差算出部が、２つの放射信号のそれぞれの中心時刻の差分を計算して到来時刻の差分として出力することを特徴とする請求項１記載の信号分析装置
【請求項８】
前記評価値累積部が、到来時刻の差分と前記消滅時刻とに基づき評価値を算出するとともに、前記評価値細分区間毎に前記評価値を累積して、累積評価値を算出することを特徴とする請求項６記載の信号分析装置。
【請求項９】
前記評価値累積部が、到来時刻の差分と前記中心時刻とに基づき評価値を算出するとともに、前記評価値細分区間毎に前記評価値を累積して、累積評価値を算出することを特徴とする請求項７記載の信号分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の電波源等から放射された放射信号が混在する受信信号の中から、信号の到来した到来時刻や消滅した消滅時刻が周期的な信号(周期信号)の系列数を推定し、周期信号がある場合にはその到来時刻の周期を推定する信号分析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような周期信号の系列数を推定する方法では、２つの信号の到来時刻の差を到来時刻間隔として、その到来時刻間隔の頻度を基に周期信号の系列数とその周期求める方式が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５６-８０９２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような従来技術では、到来時刻間隔が異なる場合には、正しく放射信号の周期信号の系列数を推定することができる。しかしながら、到来時刻間隔が等しい複数の周期信号の系列が混在するケースでは、系列数を正しく推定することができないという課題があった。
【０００５】
そこでこの発明は、到来時刻間隔が等しい周期信号の系列が複数存在するようなケースでも、正しく系列数を推定できる信号分析装置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】
【０００６】
この発明は、複数の放射信号が混在する受信信号の各放射信号の受信タイミングを示す放射信号の所定タイミング時刻を含む観測データに基づいて、放射信号のうちの到来時刻が周期的な周期信号の系列数および到来時刻間隔を推定する信号分析装置において、放射信号の到来時刻間隔の分析範囲、前記到来時刻間隔の分析範囲を複数個の評価値細分区間に分割した幅や個数、及び前記到来時刻間隔の分析範囲を複数個のカウント値細分区間に分割した幅や個数、更に後述の推定部で系列数の推定に用いるパラメータを設定する設定部と、前記放射信号の所定タイミング時刻に基づき２つの放射信号の到来時刻の差分を計算し、放射信号の全組合せの到来時刻の差分を算出し終えた場合に終了フラグを出力する到来時刻差算出部と、前記到来時刻の差分に基づき対応する前記評価値細分区間とカウント値細分区間を選出する細分区間選出部と、前記到来時刻の差分と前記放射信号の所定タイミング時刻とに基づき評価値を算出するとともに、前記評価値細分区間毎に前記評価値を累積して、累積評価値を算出する評価値累積部と、前記選出細分区間で選出された到来時刻の差分の数を、カウント値細分区間毎に数えてカウント値を算出するカウント部と、累積評価値とカウント値に基づいて、到来時刻が周期的な放射信号の系列数と到来時刻間隔を推定する推定部と、を備えたことを特徴とする信号分析装置にある。
【発明の効果】
【０００７】
この発明では、推定部において、まず、累積評価値に基づいて、周期信号の暫定系列数とその到来時刻間隔を推定する。更に、カウント値と推定した到来時刻間隔を用いて、到来時刻間隔が等しい放射信号の周期信号の系列数を再度推定する。これにより、到来時刻間隔が等しい複数の系列が存在しても、カウント値を用いて再度系列数を推定するため、到来時刻間隔が等しい複数の周期信号の系列が混在しても、正しく推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
この発明の実施の形態の説明に先立ち、最初に、この発明の原理について説明する。
いま１つの電波源のみから放射信号を受信している場合(系列数は１)を考える。電波源からの放射信号は、信号の到来時刻が周期的な周期信号で、到来時刻の間隔がｒであるとする。そして受信した信号の総数をＮ(Ｎは１以上の整数)とし、受信した信号に受信した順番で１からＮまでの連番を付与する(図２参照)。そして放射信号ｎ(１≦ｎ≦Ｎ)の到来時刻をｔｎとすると、式(１)のように表すことができる。
【０００９】
ｔｎ＝ｔ１＋(ｎ−１)・ｒ                                    (１)
【００１０】
次に、２つの放射信号の到来時刻の差分(到来時刻の差)を計算し、更に計算した差分を用いて評価値を計算する。いま放射信号ｎと放射信号ｍ(ｎ＜ｍ)の到来時刻の差分をΔｔｎ，ｍとすると、到来時刻の差分は式(２)で計算できる。また評価値を式(３)のように計算する。
【００１１】
Δｔｎ，ｍ＝ｔｍ−ｔｎ                                      (２)
ｐｎ，ｍ＝ｅｘｐ(２πｊｔｎ／Δｔｎ，ｍ)                    (３)
【００１２】
ここで、放射信号ｎと放射信号ｍが隣り合う信号、つまり、ｍ＝ｎ＋１であるとすると、式(２)と式(３)は、それぞれ式(４)と式(５)に変形できる。
【００１３】
Δｔｎ，(ｎ＋１)＝ｔ１＋ｎ・ｒ−(ｔ１＋(ｎ−１)・ｒ)＝ｒ    (４)
ｐｎ，(ｎ＋１)＝ｅｘｐ(２πｊｔｎ／Δｔｎ，(ｎ＋１))
＝ｅｘｐ(２πｊ(ｔ１＋(ｎ−１)・ｒ)／ｒ)
＝ｅｘｐ(２πｊｔ１／ｒ)                          (５)
【００１４】
以上のことから、２つの信号の到来時刻の差分がｒと等しくなるような２つの信号が隣り合う場合では、式(５)のようになり、ｎの値によらず評価値は等しい値となる。
そこで、２つの信号の到来時刻の差分を求めて評価値ｐｎ，ｍを計算し、更に到来時刻の差分Δｔｎ，ｍの大きさ毎に評価値ｐｎ，ｍを加算して累積評価値を計算すれば、Δｔｎ，ｍが周期ｒと等しくなる場合に、累積評価値の絶対値は大きな値になる。一方、到来時刻が周期的ではない放射信号は、式(５)で求められる評価値が互いに等しくなることはないため、累積評価値の絶対値が大きな値にならない。ゆえに、累積評価値の絶対値が大きい場合は、受信信号中に周期信号が存在すると認識でき、累積評価値の絶対値が大きくなった数から周期信号の系列数を推定することができる。更に、累積評価値が大きくなった到来時刻の差分から周期信号の間隔を知ることができる。
【００１５】
次に、累積評価値の大きさから周期信号の間隔と系列数を推定する方法を説明する。いま１〜Ｎ個の放射信号について、式(２)、(３)により到来時刻の差分と評価値を計算し、到来時刻の差分毎に累積評価値を計算したとする。この場合放射信号を受信していた時間は(ｔＮ−ｔ１)となる。この時間内に、到来時刻間隔がｒの周期信号を常に受信していたとすると、到来時刻の差分がｒになる２つの放射信号の組合せ数は((ｔＮ−ｔ１)／ｒ)＝Ｎ−１となる。一方、周期信号の評価値は、式(５)のようにｎによらず等しいため、累積評価値の絶対値は到来時刻の差分がｒになる組合せ数(Ｎ−１)と等しくなる。
【００１６】
そこで、放射信号を受信していた時間(ｔＮ−ｔ１)を用いて計算した組合せ数((ｔＮ−ｔ１)／ｒ)を基に閾値を決定し、これを用いて周期信号の系列数を推定する。但し、上述した周期信号の累積評価値は、周期信号を常に受信できたケースで、周期信号を受信できないと累積評価値が小さくなってしまう。そこで、周期信号を受信できる割合α(α＜１)を設定し、これと組合せ数を乗算した値を閾値として用いて、到来時刻の差分がｒにおける累積評価値の値がα((ｔＮ−ｔ１)／ｒ)よりも大きければ、それは周期信号であると判断する。
【００１７】
上記のような閾値処理により、閾値を超えた累積評価値の数から周期信号の系列数を推定することができ、またそのときの到来時刻の差分から周期信号の間隔を知ることができる。なお上記説明は、周期信号の系列数が１の場合の説明であるが、系列数が複数であっても、間隔が異なれば上記と同様に、周期信号の系列数と間隔を推定することができる。
【００１８】
上述した方式では、到来時刻の差分の大きさ毎に累積評価値を計算するため、周期が同一の周期信号が複数混在した場合には、系列数の推定を誤ってしまう。そこで上述した方式と、到来時刻の差分のカウント数を用いて、周期信号の間隔が等しい系列が複数混在するようなケースでも、系列数を正しく推定できる方式を提案する。
【００１９】
具体的な例を用いて説明する。いま、例えば図３に示すように、２つの送信源から放射信号を受信している場合(系列数は２)を考える。２つの放射信号は、到来時刻の間隔が共にｒの周期信号で、先に送信源Ａからの放射信号を受信し、その後、放射源Ｂ(共に図示せず)からの放射信号を受信したものとする。受信した信号の総数をＮとし、受信信号の受信した順序で１からＮまでの連番を付与する。すると送信源Ａからの放射信号(系列Ａと呼ぶ)の到来時刻は式(６)、送信源Ｂからの放射信号(系列Ｂと呼ぶ)の到来時刻は式(７)のように表すことができる。
【００２０】
ｔｎ＝ｔ１＋{(ｎ−１)／２}・ｒ    (ｎが奇数の場合)      (６)
ｔｎ＝ｔ２＋(ｎ／２−１)・ｒ    (ｎが偶数の場合)        (７)
【００２１】
次に、式(２)、(３)のように、２つの放射信号(放射信号ｎとｍ)の到来時刻の差分を計算し、更に評価値を算出するが、到来時刻の差分が間隔と等しくないケースでは、累積評価値は大きくならないため、ここでは到来時刻の差分が間隔と等しいケースについて考える。到来時刻の差分が間隔と等しくなるケースは、ｎが奇数(系列Ａの放射信号)の場合は整数ｈを用いてｎを式(８)のように表すことができ、このときのｍは式(９)となる。
【００２２】
ｎ＝２ｈ−１                                              (８)
ｍ＝ｎ＋２＝２ｈ＋１                                      (９)
【００２３】
これらを式(２)、(３)に代入し、到来時刻の差分と評価値を計算すると、式(１０)、(１１)のようになる。
【００２４】
Δｔ(２ｈ−１)，(２ｈ＋１)＝(ｔ１＋ｈ・ｒ)−(ｔ１＋(ｈ−１)・ｒ)＝ｒ  (１０)
ｐ(２ｈ−１)，(２ｈ＋１)＝ｅｘｐ(２πｊ(ｔ１＋(ｈ−１)・ｒ)／ｒ)
＝ｅｘｐ(２πｊｔ１／ｒ)                              (１１)
【００２５】
一方ｎが偶数(系列Ｂの放射信号)の場合には、ｎを式(１２)のように表すことができ、このときのｍは式(１３)となる。
【００２６】
ｎ＝２ｈ                                                  (１２)
ｍ＝ｎ＋２＝２ｈ＋２                                      (１３)
【００２７】
これらを式(２)、(３)に代入し、到来時刻の差分と評価値を計算すると、式(１４)、(１５)のようになる。
【００２８】
Δｔ(２ｈ)，(２ｈ＋２)＝(ｔ２＋ｈ・ｒ)−(ｔ２＋(ｈ−１)・ｒ)＝ｒ    (１４)
ｐ(２ｈ)，(２ｈ＋２)＝ｅｘｐ(２πｊ(ｔ２＋(ｈ−１)・ｒ)／ｒ)
＝ｅｘｐ(２πｊｔ２／ｒ)                              (１５)
【００２９】
ｎが奇数(系列Ａ)の場合もｎが偶数(系列Ｂ)の場合も、到来時刻の差分は共に等しいため、式(１１)と(１５)で算出された評価値は一緒に加算されて累積評価値となってしまう。そして下記の式(１６)の場合には、評価値ｐ(２ｈ−１)，(２ｈ＋１)とｐ(２ｈ)，(２ｈ＋２)を加算するとゼロになってしまうが、式(１７)の条件を満たせば、ｐ(２ｈ−１)，(２ｈ＋１)とｐ(２ｈ)，(２ｈ＋２)を加算した絶対値は１以上なる。そのため先に説明した閾値処理と同様な方式により、多くのケースで周期信号の間隔を知ることができる。以下の説明では、到来時刻の差分がｒにおいて、累積評価値が閾値を超えたとして説明を続ける。
【００３０】
ｔ２−ｔ１＝ｒ／２                                          (１６)
ｔ２−ｔ１≦ｒ／３、又はｔ２−ｔ１≧２ｒ／３                (１７)
【００３１】
次にカウント値について説明する。カウント値は、式(２)で計算した到来時刻の差分をその大きさ毎にカウントしたものある。図３を例に説明すると、まず到来時刻の差分が(ｔ２−ｔ１)となる２つの放射信号(＃１と＃２、＃３と＃４・・・＃(Ｎ−１)と＃Ｎ)の組合せ数はＮ／２なので、(ｔ２−ｔ１)におけるカウント値はＮ／２となる。また、到来時刻の差分が(ｒ−ｔ２＋ｔ１)となる放射信号(＃２と＃３、・・・＃(Ｎ−２)と＃(Ｎ−１))の組合せ数は(Ｎ／２−１)となるので、カウント値は(Ｎ／２−１)となる。同様に、到来時刻の差分が(ｒ＋(ｔ２−ｔ１))における(＃１と＃４、・・・＃(Ｎ−３)と＃(Ｎ))カウント値は(Ｎ／２−１)になり、(２ｒ−ｔ２＋ｔ１)における(＃２と＃５、・・・＃(Ｎ−４)と＃(Ｎ))カウント値は(Ｎ／２−２)などとなる。
【００３２】
ここで累積評価値から到来時刻の間隔がｒと推定されたため、信号を受信していた時間(ｔＮ-ｔ１)おいて、間隔がｒとなる周期信号の信号数を考える。Ｎが偶数であるとすると、信号を受信していた時間は次式のようになる。
【００３３】
ｔＮ−ｔ１＝(ｔ２＋(Ｎ／２−１)・ｒ)−ｔ１
＝(ｔ２−ｔ１)＋(Ｎ／２−１)・ｒ                (１８)
【００３４】
信号を受信していた時間(ｔＮ−ｔ１)をｒで除算すれば信号数になるため、信号数は(ｔ２−ｔ１)／ｒ＋(Ｎ／２−１)となる。
【００３５】
この信号数は、到来時刻の差分が(ｔ２−ｔ１)におけるカウント値と原理的に等しくなるはずで、これは到来時刻の差分が(ｔ２−ｔ１)となる放射信号の組合せ数が、受信時間内に周期がｒの周期信号が１系列存在したときの信号数になるためである。そこで受信時間から計算した信号数((ｔ２−ｔ１)／ｒ＋(Ｎ／２−１))にパラメータβを乗算した値を閾値とし、到来時刻の差分がｒ未満のカウント値と比較する。そしてカウント値が閾値を超えた場合、間隔が同一な周期信号の系列が複数存在すると判断でき、無ければ間隔が同一な周期信号は無いと判断できる。また系列数については、閾値を超えたカウント値の数が２の場合(図３のケース)は、互いの到来時刻の差分の合計値がｒと等しくなれば系列数は２であり、閾値を超えたカウント値の数が６の場合は、６の到来時刻の差分のうち２つを選択してその合計値がｒとなる組合せが３できれば、間隔が同一な周期信号が３存在するということになる。これが、本発明の原理である。
【００３６】
実施の形態１．
以下、この発明による信号分析装置を実施の形態に従って説明する。図１は、この発明の実施の形態１における信号分析装置の構成図である。また図４にはこの実施の形態の信号分析装置におけるデータの流れ図を添付した。図１、４において、設定部６は、到来時刻間隔の分析範囲、到来時刻間隔の分析範囲を複数個の評価値細分区間に分割した幅や個数、及び到来時刻間隔の分析範囲を複数個のカウント値細分区間に分割した幅や個数、更に周期信号の系列数を推定する際の閾値パラメータを設定する。到来時刻差算出部１は、受信器(図示省略)で電波を受信して観測された複数の放射信号が混在する受信信号の各放射信号の到来時刻や消滅時刻などを含む観測データのうち、例えば放射信号の到来時刻に関し、任意の２つの放射信号の到来時刻の差分を計算する。また、全ての組合せの放射信号について到来時刻の差分を計算し終えた場合、終了フラグと出力する。
【００３７】
細分区間選出部２は、上記到来時刻の差分の大きさに基づいて、対応する評価値細分区間とカウント値細分区間を選出し、更に選出された評価値細分区間と対応した評価値累積部３−１〜３−Ｋと、選出されたカウント値細分区間と対応したカウント部４−１〜４−Ｇに到来時刻などを出力する。
【００３８】
評価値累積部３−１〜３−Ｋは、上記到来時刻の差分と上記到来時刻とに基づき所定の方法で評価値を算出するとともに、計算した評価値を累積して累積評価値を算出する。またカウント部４−１〜４−Ｇは、前記選出細分区間で選出された数を数えてカウント値を算出する。推定部５は、累積評価値とカウント値に基づいて、到来時刻が周期的な放射信号の系列数と到来時刻間隔を推定する。
【００３９】
受信信号に含まれる放射信号数がＮで、各信号の到来時刻がｔｎ(１≦ｎ≦Ｎ)として観測されている場合を例に、本発明の実施の形態を説明する。
【００４０】
まず設定部６では、累積評価値を計算する放射信号の到来時刻の間隔の範囲や、その範囲を複数個に分割した場合の幅や個数を事前に人手で設定する。到来時刻の間隔の範囲は、分析対象とする周期信号を想定して設定し、前記範囲を複数個に分割した場合の幅は、放射信号の到来時刻などの時刻情報の分解能と等しい値や、分解能をある値で乗算した値を用いる。なお以下では、分割された到来時刻間隔の区間を評価値細分区間と呼ぶ。
【００４１】
また設定部６では、カウント値を計算する放射信号の到来時刻の差分の範囲や、その範囲を複数個の分割した場合の幅や個数を事前に人手で設定する。到来時刻の差分の範囲は、分析対象とする周期信号を想定して設定し、前記範囲を複数個に分割した場合の幅は、放射信号の到来時刻などの時刻情報の分解能と等しい値や、分解能をある値で乗算した値を用いる。なお以下では、分割された到来時刻の差分の区間をカウント値細分区間と呼ぶ。
【００４２】
更に設定部６では、後述の推定部５で系列数を推定する際に必要となる閾値に関するパラメータα、β、γを事前に人手で設定する。これらのパラメータは、分析対象とする周期信号を想定して設定する。
【００４３】
以下では、累積評価値を計算する到来時刻の間隔の範囲がτｍｉｎ(ｉ)以上τｍａｘ(ｉ)未満に設定され、その幅がΔτ(ｉ)でＫに分割されたとして説明する。そして評価値細分区間ｋ(１≦ｋ≦Ｋ)の到来時刻間隔の範囲が、τ(ｉ)(ｋ−１) 以上τ(ｉ)ｋ未満に設定されたものとする。なお上記では、各評価値細分区間は全く重ならないものとしているが、各評価値細分区間の範囲が互いに重なるように設定してもよい。
【００４４】
またカウント値を算出する到来時刻の差分の範囲がτｍｉｎ(ｄ) 以上τｍａｘ(ｄ) 未満に設定され、その幅がΔτ(ｄ)でＧに分割されたとして説明する。そしてカウント値細分区間ｇ(１≦ｇ≦Ｇ)の到来時刻の差分の範囲が、τ(ｄ)(ｇ−１) 以上τ(ｄ)ｇ未満に設定されたものとする。なお上記では、各カウント値細分区間は全く重ならないものとしているが、各カウント値細分区間の範囲が互いに重なるように設定しても良い。
【００４５】
到来時刻差算出部１は、受信した複数の信号のうち、任意の２つの信号(ｎ、ｍ)について、式(２)により到来時刻の差分Δｔｎ、ｍを計算し、計算した差分Δｔｎ、ｍと信号ｎの到来時刻ｔｎを細分区間選出部２へ出力とする。但し、到来時刻差算出部１では、計算した到来時刻の差分が設定部６で設定された到来時刻の間隔の範囲内の場合のみ細分区間選出部２への出力を実施する。また、観測データの全信号の組合せに対して到来時刻の差分を計算し終えた場合、終了フラグを評価値累積部３−１〜３−Ｋとカウント部４−１〜４−Ｋに出力する。
【００４６】
細分区間選出部２では、到来時刻差算出部１から出力された到来時刻の差分Δｔｎ，ｍの大きさに基づいて、対応する評価値細分区間ｋ(１≦ｋ≦Ｋ)を選出する。評価値細分区間ｋの範囲は、設定部６によりτ(ｉ)(ｋ−１)以上τ(ｉ)ｋ未満に設定されているので、次式(１９)を満たす評価値細分区間ｋを選出する。
【００４７】
τ(ｉ)(ｋ−１)≦Δｔｎ，ｍ＜τ(ｉ)ｋ                            (１９)
【００４８】
そして評価値細分区間ｋに対応した評価値累積部３−ｋに、到来時刻の差分Δｔｎ，ｍと到来時刻ｔｎを出力する。なお、到来時刻の差分Δｔｎ，ｍに対応した評価値累積部３−ｋが複数存在する場合には、対応した全ての評価値累積部３−ｋに、到来時刻の差分Δｔｎ，ｍと到来時刻ｔｎを出力する。
【００４９】
更に細分区間選出部２では、到来時刻差算出部１から出力された到来時刻の差分Δｔｎ，ｍの大きさに基づいて、対応するカウント値細分区間ｇ(１≦ｇ≦Ｇ)を選出する。カウント値細分区間ｇの範囲は、設定部６によりτ(ｄ)(ｇ−１)以上τ(ｄ)ｇ未満に設定されているので、次式(２０)を満たすカウント値細分区間ｇを選出する。
【００５０】
τ(ｄ)(ｇ−１)≦Δｔｎ，ｍ＜τ(ｄ)ｇ                            (２０)
【００５１】
そしてカウント値細分区間ｇに対応したカウント部４−ｇに、到来時刻の差分Δｔｎ，ｍを出力する。なお、到来時刻の差分Δｔｎ，ｍに対応したカウント部４−ｇが複数存在する場合には、対応した全てのカウント部４−ｇに、到来時刻の差分Δｔｎ，ｍを出力する。
【００５２】
評価値累積部３−ｋでは、細分区間選出部２から出力された到来時刻の差分Δｔｎ，ｍ、到来時刻ｔｎを用いて、式(３)により評価値ｐｎ，ｍを計算する。さらに、これまで評価値累積部３−ｋで計算した評価値の累積値(累積評価値)に、計算した評価値を加算し、累積評価値を更新する。また、到来時刻差算出部１から、全ての放射信号の到来時刻の差分の算出が終了した場合に出力される終了フラグが入力されると、これまで評価値累積部３−ｋで計算した累積評価値と評価値細分区間の範囲(τ(ｉ)(ｋ−１)、τ(ｉ)ｋ)を推定部５に出力する。
【００５３】
カウント部４−ｇでは、細分区間選出部２から出力された到来時刻の差分Δｔｎ，ｍが入力すると、これまでカウント部４−ｇでこれまでカウントされていたカウント値をカウントアップし、カウント値を更新する。また、全ての放射信号の到来時刻の差分の算出が終了した場合に出力される終了フラグが入力されると、これまでカウント部４−ｇでカウントしたカウント値とカウント値細分区間の範囲(τ(ｄ)(ｇ−１)、τ(ｄ)ｇ)を推定部５に出力する。
【００５４】
推定部５では、評価値累積部３−ｋ(１≦ｋ≦Ｋ)から累積評価値と評価値細分区間の範囲(τ(ｉ)(ｋ−１)、τ(ｉ)ｋ)が入力されると、まず累積評価値の絶対値を基に、周期信号の有無を判断する。その方法として、式(２１)により評価値細分区間ｋの中心値(ｃ)τ(ｉ)ｋを計算し、更に式(２１)により評価値細分区間ｋにおける閾値ｔｈ(ｉ)ｋを計算する
【００５５】
(ｃ)τ(ｉ)ｋ＝(τ(ｉ)(ｋ−１)＋τ(ｉ)ｋ)／２          (１≦ｋ≦Ｋ)  (２１)
ｔｈ(ｉ)ｋ＝α・(ｔＮ−ｔ１)／(ｃ)τ(ｉ)ｋ        (１≦ｋ≦Ｋ)      (２２)
【００５６】
ここでαは設定部６で設定された１以下の実数である。次に各評価値累積部３−ｋから出力された累積評価値の絶対値と、上記で算出した閾値ｔｈ(ｉ)ｋを比較し、閾値を上回る累積評価値の絶対値を探す。もしなければ、分析した周期信号１〜Ｎの中に、周期信号の系列は含まれないとして処理を完了するが、ここでは、評価値累積部３−ｋ’から出力された累積評価値が絶対値を超えたものとして説明を進める。
【００５７】
このような場合、カウント部４−ｇ(１≦ｇ≦Ｇ)から出力されたカウント値とカウント値細分区間の範囲(τ(ｄ)(ｇ−１)、τ(ｄ)ｇ)を用いて、周期がτ(ｉ)(ｋ’−１)以上τ(ｉ)ｋ'未満の周期信号の系列数を推定する。まず、評価値細分区間ｋ’の中心値(ｃ)τ(ｉ)ｋ’を用いて式(２３)により各カウント値細分区間における閾値ｔｈ(ｄ)を計算する。
【００５８】
ｔｈ(ｄ)＝β・(ｔＮ−ｔ１)／(ｃ)τ(ｉ)ｋ’                         (２３)
【００５９】
ここでカウント値と比較する閾値ｔｈ(ｄ)は、ｇによらず一定であることに注意する。またβは設定部６で設定された１以下の実数である。そして式(２４)に示すカウント値細分区間ｇの中心値(ｃ)τ(ｄ)ｇを計算し、(ｃ)τ(ｄ)ｇが評価値細分区間ｋ’の中心値(ｃ)τ(ｉ)ｋ’より小さいカウント値細分区間ｇを抽出する。更に抽出したカウント値細分区間のカウント値とｔｈ(ｄ)を比較し、閾値を超えるカウント値を探す。その結果、閾値を超えるカウント値が無ければ、到来時刻の間隔がτ(ｉ)(ｋ−１)以上τ(ｉ)ｋ未満の周期信号の系列数は１と判断される。またカウント値細分区間ｇ’とカウント値細分区間ｇ’’のカウント値が閾値を超えた場合、式(２５)を満たせば到来時刻の間隔がτ(ｉ)(ｋ−１)以上τ(ｉ)ｋ未満の周期信号の系列数は２と判断される。
【００６０】
(ｃ)τ(ｄ)ｇ＝(τ(ｄ)(ｇ−１)＋τ(ｄ)ｇ)／２(１≦ｇ≦Ｇ)  （２４)
(１−γ)・(ｃ)τ(ｉ)ｋ'≦(ｃ)τ(ｄ)ｇ'＋(ｃ)τ(ｄ)ｇ’’≦(１＋γ)・(ｃ)τ(ｉ)ｋ'   (２５)
ここでγは設定部６で設定された１未満の実数である。
【００６１】
更に閾値ｔｈ(ｄ)を越えたカウント値の数が６あり、それらのカウント値細分区間の中心値を２つ組み合わせて加算し、それらが式(２５)のように(１−γ)・(ｃ)τ(ｉ)ｋ'以上で(１＋γ)・(ｃ)τ(ｉ)ｋ'以下の３つの組合せができた場合、到来時刻の間隔がτ(ｉ)(ｋ−１)以上τ(ｉ)ｋ未満の周期信号の系列数は３と判断される。
【００６２】
なお、到来時刻間隔(中心値)が等しい２つの周期信号の系列が混在し、その到来時刻が共に同期してジッタするようなケースもあり、このようなケースでは閾値ｔｈ(ｄ)を越えるカウント値の数は１となる。このため、閾値を超えたカウント値の数が１である場合には、到来時刻の間隔がτ(ｉ)(ｋ−１)以上τ(ｉ)ｋ未満の周期信号の系列数は１と判断される。
【００６３】
また、３つの到来時刻間隔(中心値)が等しい３つの周期信号の系列が混在し、その到来時刻が共に同期してジッタするようなケースもあり、このようなケースでは閾値ｔｈ(ｄ)を越えるカウント値の数は２となる。但しこのケースでは、閾値を超えた２つのカウント値について、互いのカウント値細分区間の中心値を加算しても、一般的に加算値が(ｃ)τ(ｉ)ｋ'に近い値にならない。ゆえに閾値ｔｈ(ｄ)を越えるカウント値の数が２で、式(２５)の条件を満たさない場合、到来時刻の間隔がτ(ｉ)(ｋ−１)以上τ(ｉ)ｋ未満の周期信号の系列数は３と判断される。
【００６４】
上記の説明においては、電波の到来時刻を用いた方式を説明したが、上記方式を全て電波が消えた時刻(消滅時刻)や、電波の到来時刻と消滅時刻を加算して２で除算した中心時刻などを用いても、上記と同様の処理が可能であり、同様の効果が得られる。つまり、放射信号ｎの消滅時刻をｔ’ｎとした場合に、到来時刻の差分を式(２６)や式(２７)で算出する。
【００６５】
Δｔｎ，ｍ＝ｔ’ｍ−ｔ’ｎ                              (２６)
Δｔｎ，ｍ＝(ｔｍ＋ｔ’ｍ)／２−(ｔｎ＋ｔ’ｎ)／２      (２７)
【００６６】
さらに、評価値累積部において、式(２８)や式(２９)により評価値を算出し、それ評価値の累積値を用いても、上記で説明した方式と同様の効果が得られる。
【００６７】
ｐｎ，ｍ＝ｅｘｐ(２πｊｔ’ｎ／Δｔｎ，ｍ)              (２８)
ｐｎ，ｍ＝ｅｘｐ｛πｊ(ｔｎ＋ｔ’ｎ)／Δｔｎ，ｍ｝      (２９)
【００６８】
なお、式(３０)〜(３２)を基に評価値ｐｎ，ｍの算出を行っても同様の効果が得られる。
【００６９】
ｐｎ，ｍ＝ｅｘｐ(２πｊｔｍ／Δｔｎ，ｍ)                (３０)
ｐｎ，ｍ＝ｅｘｐ(２πｊｔ’ｍ／Δｔｎ，ｍ)              (３１)
ｐｎ，ｍ＝ｅｘｐ｛πｊ(ｔｍ＋ｔ’ｍ)／Δｔｎ，ｍ｝      (３２)
【００７０】
さらに電波に留まらず、音波や光波、等に対してもこの発明は適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】この発明の一実施の形態における信号分析装置の構成図である。
【図２】信号分析装置の動作を説明するための１系列の周期的な放射信号のタイムチャートである。
【図３】信号分析装置の動作を説明するための２系列の同一周期の周期的な放射信号のタイムチャートである。
【図４】この発明の一実施の形態における信号分析装置でのデータの流れ図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  到来時刻差算出部、２  細分区間選出部、３−１〜３−Ｋ  評価値累積部、４−１〜４−Ｇ  カウント部、５  推定部、６  設定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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