JPWO2018092581A1 - transceiver - Google Patents

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Abstract

混信を検出することができる無線機を提供する。 無線機は、RF周波数、IF周波数またはベースバンド周波数のアナログ信 号をデジタル信号に変換するADCと、前記ADCから出力されたデジタル信号をRF周 波数またはIF周波数からベースバンド周波数に変換する周波数変換部と、前記周波数変 換部から出力された信号を復調処理に最適なサンプリングレートに変換するレート変換部 と、前記レート変換部から出力された信号に対して次処理のFFT結果を最適化するため に窓処理をかけるための窓関数部と、前記窓関数部から出力された信号を周波数とレベル の関係に変換するFFT部と、前記FFT部から出力されたキャリアのピーク電力を検出 し、検出したピークの数によって混信状態を判定する第一混信検出部と、を備える。A radio device capable of detecting interference is provided. The radio unit converts an analog signal of RF frequency, IF frequency, or baseband frequency into a digital signal, and frequency conversion that converts the digital signal output from the ADC from an RF frequency or IF frequency to a baseband frequency. A rate conversion unit that converts the signal output from the frequency conversion unit to a sampling rate that is optimal for demodulation processing, and optimizes the FFT result of the next process for the signal output from the rate conversion unit For this purpose, a window function unit for performing window processing, an FFT unit that converts a signal output from the window function unit into a relationship between frequency and level, and peak power of a carrier output from the FFT unit are detected, A first interference detection unit that determines an interference state based on the number of detected peaks.

Description

本開示は無線機に関し、例えば混信検出を行う受信機に適用可能である。   The present disclosure relates to a wireless device, and can be applied to a receiver that performs interference detection, for example.

航空管制の無線通信において、混信によるトラブルがたびたび報告されている。複数の 無線局が同時に同一周波数で電波を送信することで、受信側で混信する。従来の混信の有 無の判定は、人間の耳で判断している。航空管制の無線通信方式はAM変調が採用されて おり、混信状態では受信側で音声のかぶりや異音が発生するため、それをもとに人間が混 信の有無を識別し、重大インシデントを未然に防いでいる。   Troubles due to interference are frequently reported in air traffic control wireless communications. Multiple radio stations transmit radio waves at the same frequency at the same time, causing interference on the receiving side. Conventional determination of presence / absence of interference is made by human ears. The air traffic control wireless communication system employs AM modulation, and in the state of interference, there is a voice cast or abnormal noise on the receiving side. Based on this, humans can identify the presence of interference and identify serious incidents. It has been prevented.

米国特許第8,385,449号明細書US Pat. No. 8,385,449 米国特許出願公開第2016/0149737号明細書US Patent Application Publication No. 2016/0149737

ただし、受信した複数の電波の受信レベルに20dB以上のレベル差があると、混信に よる音声のかぶりや異音の影響が極端に小さいため、混信の有無を人間の耳で識別するこ とはほぼ不可能である。さらに、混信を検出する従来の方法は、聴覚のみによる判定のた め、検出見逃しが発生する。 その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ う。   However, if there is a level difference of 20 dB or more in the reception level of multiple received radio waves, the influence of noise and noise caused by interference will be extremely small. Almost impossible. In addition, the conventional method of detecting interference causes a detection miss because it is judged only by hearing. Other problems and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

本開示のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。 すなわち、無線機は、RF周波数、IF周波数またはベースバンド周波数のアナログ信 号をデジタル信号に変換するADCと、前記ADCから出力されたデジタル信号をRF周 波数またはIF周波数であれば、ベースバンド周波数に変換する周波数変換部から出力さ れた信号または前記ADCから出力された信号を復調処理に最適なサンプリングレートに 変換する第一レート変換部と、前記第一レート変換部から出力された信号の振幅をAM復 調に最適なレベルに増幅または減衰するAGC部と、前記AGC部から出力された信号を 音声信号に復調する復調部と、前記復調部の復調結果のデジタル信号をアナログ信号に変 換するDACと、前記第一レート変換部から出力された信号を、さらにレート変換する第 二レート変換部と、前記第二レート変換部から出力された信号に対して次処理のFFT結 果を最適化するために窓処理をかけるための窓関数部と、前記窓関数部から出力された信 号を周波数とレベルの関係に変換するFFT部と、前記FFT部から出力されたキャリア のピーク電力を検出し、検出したピークの数によって混信状態を判定する第一混信検出部 と、を備える。   The outline of a representative one of the present disclosure will be briefly described as follows. That is, the radio unit converts the analog signal of the RF frequency, IF frequency, or baseband frequency into a digital signal, and the baseband frequency if the digital signal output from the ADC is an RF frequency or IF frequency. A first rate conversion unit that converts a signal output from the frequency conversion unit or a signal output from the ADC to an optimum sampling rate for demodulation processing, and a signal output from the first rate conversion unit. An AGC unit that amplifies or attenuates the amplitude to an optimum level for AM demodulation, a demodulator that demodulates the signal output from the AGC unit into an audio signal, and a digital signal that is a demodulation result of the demodulator is converted into an analog signal A DAC to be converted, a second rate conversion unit for further rate-converting the signal output from the first rate conversion unit, A window function unit for applying window processing to optimize the FFT result of the next processing on the signal output from the two-rate conversion unit, and the signal output from the window function unit with frequency and level An FFT unit that converts the relationship into a relationship; and a first interference detection unit that detects the peak power of the carrier output from the FFT unit and determines an interference state based on the number of detected peaks.

上記無線機によれば、混信を検出することができる。   According to the wireless device, interference can be detected.

実施例に係る無線機のデジタル処理回路の系統図System diagram of digital processing circuit of radio according to the embodiment 図1のデジタル処理回路の動作を示す処理フロー図FIG. 1 is a processing flowchart showing the operation of the digital processing circuit of FIG. 混信無し時のスペクトラムのシミュレーション波形図Simulation waveform diagram of spectrum without interference 混信無し時の信号のシミュレーション波形図Simulation waveform diagram of signal without interference 混信有り時のスペクトラムのシミュレーション波形図Waveform simulation waveform diagram with interference 混信有り時の信号のシミュレーション波形図Simulation waveform diagram of signal when there is interference 混信有無における位相と電力とそれらの変化量を示す図Diagram showing phase and power with and without interference and their amount of change 混信有無における音声ピッチ抽出波形図Voice pitch extraction waveform diagram with and without interference

無線通信において、複数の無線局が同時に同一周波数で電波を送信することで、受信側 で混信する。実施形態に係る無線機は、受信した電波に対して一つまたは複数の方式で混 信の有無を判定し、それを通知するものである。より具体的には、実施形態では、人間の 聴覚では識別できないような微弱な受信信号をデジタル処理にて検出し、混信の有無を判 定し、それを通知するものである。さらに、混信の検出方式を複数実装し、その結果を総 合して判定することで、それぞれのデメリットを補いあい、誤検出や検出見逃しを低減さ せるものである。併せて、出力された音声や電力レベルの変動も混信有無の判断材料とし て用いる。   In wireless communication, multiple wireless stations transmit radio waves at the same frequency at the same time, causing interference on the receiving side. The wireless device according to the embodiment determines whether or not there is interference in one or a plurality of methods with respect to the received radio wave and notifies it. More specifically, in the embodiment, a weak received signal that cannot be identified by human hearing is detected by digital processing, the presence or absence of interference is determined, and notification is made. Furthermore, multiple detection methods of interference are implemented and the results are combined to make up for the respective disadvantages and reduce false detections and missed detections. At the same time, the output voice and power level fluctuations are also used as information for judging the presence or absence of interference.

以下、実施例について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構 成要素には同一符号を付し繰り返しの説明を省略することがある。   Examples will be described below with reference to the drawings. However, in the following description, the same components may be denoted by the same reference numerals and repeated description may be omitted.

図1は実施例に係る無線機のデジタル処理回路の系統図である。図2は図1のデジタル 処理回路の動作を示すフロー図である。   FIG. 1 is a system diagram of a digital processing circuit of a wireless device according to an embodiment. FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the digital processing circuit of FIG.

無線機である受信機100は、アナログ信号1が入力されるアナログ・デジタル変換部 (ADC)2と、周波数変換部(F_CONV)3と、第一レート変換部(R_CONV )4と、自動利得制御(Automatic Gain Control:AGC)部5と、復調部6と、音声信 号7を出力するデジタル・アナログ変換部(DAC)26と、を備える。   A receiver 100 which is a radio device includes an analog / digital converter (ADC) 2 to which an analog signal 1 is input, a frequency converter (F_CONV) 3, a first rate converter (R_CONV) 4, and automatic gain control. (Automatic Gain Control: AGC) section 5, demodulation section 6, and digital / analog conversion section (DAC) 26 that outputs audio signal 7.

受信機100は、さらに、第一レート変換部4からの信号が入力される第二レート変換 部8と、窓関数部9と、高速フーリエ変換(Fast Fourier Transform:FFT)部10と 、第一混信検出部11と、を備える
受信機100は、さらに、第一レート変換部4からの信号が入力される第三レート変換 部12と、位相検出部13と、第一変化量算出部14と、検波部15と、第二変化量算出 部16と、第二混信検出部17と、を備える。
The receiver 100 further includes a second rate conversion unit 8 to which a signal from the first rate conversion unit 4 is input, a window function unit 9, a fast Fourier transform (FFT) unit 10, The receiver 100 including the interference detection unit 11 further includes a third rate conversion unit 12 to which a signal from the first rate conversion unit 4 is input, a phase detection unit 13, and a first change amount calculation unit 14. , A detection unit 15, a second change amount calculation unit 16, and a second interference detection unit 17.

受信機100は、さらに、第四レート変換部18と、音声解析部19と、第三混信検出 部20と、を備える。   The receiver 100 further includes a fourth rate conversion unit 18, a voice analysis unit 19, and a third interference detection unit 20.

受信機100は、さらに、第一混信検出部11と第二混信検出部17と第三混信検出部 20の各混信判定結果が入力される混信判定部21を備える。   The receiver 100 further includes an interference determination unit 21 to which the interference determination results of the first interference detection unit 11, the second interference detection unit 17, and the third interference detection unit 20 are input.

受信機100は、さらに、FFT部10や第一レート変換部4から出力される信号が入 力される電力検出部24を備える。   The receiver 100 further includes a power detection unit 24 to which signals output from the FFT unit 10 and the first rate conversion unit 4 are input.

次に、受信機100の動作について説明する。なお、図2のステップ番号(「S」に続 く番号)と図1の構成要素の符号の番号は対応している。
ステップS2:ADC2はIF周波数のアナログ信号1または直交化されたベースバン ド周波数のアナログ信号1をデジタル信号に変換する。
ステップS3:周波数変換部3はADC2から出力されたデジタル信号をIF周波数か らベースバンド周波数に変換する。ただし、直交化されたベースバンド周波数のアナログ 信号をADC2でデジタル信号に変換する場合、周波数変換部3(ステップS3)は省略 できる。
ステップS4:第一レート変換部(R_CONV)4は周波数変換部3より出力された 信号を復調処理に最適なサンプリングレートに変換する。
ステップS5:AGC部5は第一レート変換部4から出力された信号の振幅をAM復調 に最適なレベルに増幅または減衰する。
ステップS5:復調部6はAGC部5より出力された信号を音声信号に復調する。
Next, the operation of the receiver 100 will be described. Note that the step numbers in FIG. 2 (numbers following “S”) correspond to the numbers of the constituent elements in FIG.
Step S2: The ADC 2 converts the analog signal 1 having the IF frequency or the analog signal 1 having the orthogonalized baseband frequency into a digital signal.
Step S3: The frequency converter 3 converts the digital signal output from the ADC 2 from the IF frequency to the baseband frequency. However, when the orthogonalized analog signal of the baseband frequency is converted into a digital signal by the ADC 2, the frequency converter 3 (step S3) can be omitted.
Step S4: The first rate conversion unit (R_CONV) 4 converts the signal output from the frequency conversion unit 3 into a sampling rate optimum for demodulation processing.
Step S5: The AGC unit 5 amplifies or attenuates the amplitude of the signal output from the first rate conversion unit 4 to a level optimal for AM demodulation.
Step S5: The demodulator 6 demodulates the signal output from the AGC unit 5 into an audio signal.

ステップS26:DAC26は復調出力結果であるデジタル信号をアナログ信号である 音声信号7に変換する。   Step S26: The DAC 26 converts the digital signal as the demodulation output result into the audio signal 7 which is an analog signal.

以上の動作は通常の受信機の動作である。次に、第一の混信検出動作について説明する 。
ステップS8:第二レート変換部8は第一レート変換部4より出力された信号を、さら にレート変換する。
ステップS9:窓関数部9は第二レート変換部8より出力された信号に対して次処理の FFT結果を最適化するために窓処理をかける。
ステップS10:FFT部10は窓関数部9より出力された信号を周波数とレベルの関 係に変換する。
ステップS11:第一混信検出部11はFFT部10より出力されたキャリアのピーク 電力を検出し、検出したピークの数によって混信状態を判定する。
The above operations are normal receiver operations. Next, the first interference detection operation will be described.
Step S8: The second rate conversion unit 8 further performs rate conversion on the signal output from the first rate conversion unit 4.
Step S9: The window function unit 9 performs window processing on the signal output from the second rate conversion unit 8 in order to optimize the FFT result of the next processing.
Step S10: The FFT unit 10 converts the signal output from the window function unit 9 into a relationship between frequency and level.
Step S11: The first interference detection unit 11 detects the peak power of the carrier output from the FFT unit 10, and determines the interference state based on the number of detected peaks.

FFTのサイズを固定とした場合、受信信号のサンプリング周波数を復調に必要な帯域 よりもさらに狭めることで、FFTの周波数分解能を向上させることが可能である。これ は送信機の周波数偏差により決定する。FFTの周波数分解能を無線機の送信周波数の揺 らぎが識別できる程度にサンプリング周波数を調整し、FFT処理することで周波数と受 信レベルの関係を算出する。FFT出力から変調信号のキャリア成分であるピーク電力の 数を検出し、一定の閾値以上のピーク電力の数が2つ以上であれば混信と判定する。本処 理では、ノイズフロアの微小なレベル増減をピーク電力として検出しないために、ある一 定レベル以上のピーク電力のみ検出するように閾値を設ける。この閾値は電波の受信状況 (電波状況)に応じ、外部信号23によって任意に設定変更可能である。   If the FFT size is fixed, the frequency resolution of the FFT can be improved by narrowing the sampling frequency of the received signal further than the band necessary for demodulation. This is determined by the frequency deviation of the transmitter. The sampling frequency is adjusted so that the frequency resolution of the FFT can identify fluctuations in the transmission frequency of the radio, and the FFT processing is performed to calculate the relationship between the frequency and the reception level. The number of peak powers, which are carrier components of the modulation signal, is detected from the FFT output. If the number of peak powers above a certain threshold is two or more, it is determined that there is interference. In this process, in order not to detect a minute level increase or decrease of the noise floor as peak power, a threshold is set so that only peak power above a certain level is detected. This threshold value can be arbitrarily changed by the external signal 23 according to the radio wave reception status (radio wave status).

図3は混信が無い場合のAM変調波のキャリア信号を拡大表示したスペクトラムのシミ ュレーション波形図である。図4は混信が無い場合のFFTのシミュレーション波形図で ある。サンプリング周波数を数百ヘルツまで下げることで、AM変調波のキャリア信号の みを抽出することができる。キャリア信号のピーク出力は1つである。   FIG. 3 is a spectrum simulation waveform diagram showing an enlarged display of a carrier signal of an AM modulated wave when there is no interference. FIG. 4 is an FFT simulation waveform diagram when there is no interference. By reducing the sampling frequency to several hundred hertz, only the carrier signal of the AM modulated wave can be extracted. The peak output of the carrier signal is one.

図5は混信が有る場合のAM変調波のキャリア信号を拡大表示したスペクトラムのシミ ュレーション波形図である。図6は混信が有る場合のFFTのシミュレーション波形図で ある。混信が起こる場合は、送信側が同一周波数で送信していても、原振の揺れとドップ ラーシフトにより、受信側でAM変調波のキャリア信号が複数確認できる。本処理では、 キャリア信号のピーク電力を検出し、一定の閾値よりも高いピーク電力が2つ以上であれ ば、混信の検出と判断する。ただし、AM変調波のキャリア周波数が極めて近接している 場合、周波数軸上でAM変調波のキャリア信号がお互いに重なってしまうことで、ピーク 電力の検出見逃しが発生する可能性がある。   FIG. 5 is a spectrum simulation waveform diagram showing an enlarged display of a carrier signal of an AM modulated wave when there is interference. FIG. 6 is an FFT simulation waveform diagram when there is interference. When interference occurs, even if the transmitting side transmits at the same frequency, multiple AM modulated wave carrier signals can be confirmed on the receiving side due to the fluctuation of the original oscillation and the Doppler shift. In this process, the peak power of the carrier signal is detected, and if there are two or more peak powers higher than a certain threshold, it is determined that interference has been detected. However, if the carrier frequency of the AM modulated wave is very close, the carrier signal of the AM modulated wave may overlap each other on the frequency axis, which may cause a missed detection of peak power.

次に、第二の混信検出動作について説明する。
ステップS12:第三レート変換部12は第一レート変換部4より出力された信号をさ らにレート変換する。
ステップS13:位相検出部13は第三レート変換部12より出力された信号の位相を 算出する。
ステップS14:第一変化量算出部14は位相検出部13より出力された信号の変化量 を求める。
ステップS15:検波部15は第三レート変換部12より出力された信号の電力を算出 する。
ステップS16:第二変化量算出部16は検波部15より出力された信号の変化量を求 める。
ステップS17:第二混信検出部17は第一変化量算出部14および第二変化量算出部 16のそれぞれの変化量検出の結果から総合的に混信状態を判定する。
Next, the second interference detection operation will be described.
Step S12: The third rate conversion unit 12 further performs rate conversion on the signal output from the first rate conversion unit 4.
Step S13: The phase detector 13 calculates the phase of the signal output from the third rate converter 12.
Step S14: The first change amount calculation unit 14 obtains the change amount of the signal output from the phase detection unit 13.
Step S15: The detector 15 calculates the power of the signal output from the third rate converter 12.
Step S16: The second change amount calculation unit 16 obtains the change amount of the signal output from the detection unit 15.
Step S <b> 17: The second interference detection unit 17 comprehensively determines the interference state from the results of detection of the change amounts of the first change amount calculation unit 14 and the second change amount calculation unit 16.

第二混信検出部17は第一の混信検出動作と同様に受信信号のサンプリング周波数を調 整し、そのキャリアの位相又は電力のどちらか、またはその両方を算出する。さらに算出 したキャリアの位相及び電力の変化量を算出する。混信すると、それぞれの算出した変化 量はどちらも、混信が無い場合に比べて、変化量のピーク値が大きくなるため、ピークが 一定の閾値を超えることで混信と判断する。入力される複数の受信信号のレベル差や位相 差により、混信有無における変化量が小さくなる可能性があるため、電力と位相の両方に ついて検出することが望ましい。この閾値は電波の受信状況に応じ、外部信号23によっ て任意に設定変更可能である。   The second interference detection unit 17 adjusts the sampling frequency of the received signal as in the first interference detection operation, and calculates either the phase or power of the carrier, or both. Further, the calculated carrier phase and power variation are calculated. If there is interference, both of the calculated changes will have a peak value of change compared to when there is no interference, so it will be judged as interference if the peak exceeds a certain threshold. It is desirable to detect both power and phase because the amount of change in the presence or absence of interference may be reduced due to the level difference or phase difference of multiple received signals. This threshold value can be arbitrarily set by the external signal 23 according to the radio wave reception status.

図7は混信有無における受信電力量(A)と位相(B)と受信電力の変化量(C)と位 相の変化量(D)を示す図である。第二混信検出部17は、第一の混信検出動作と同様に 、サンプリング周波数を数百ヘルツオーダーまで下げることで、AM変調波のキャリア信 号のみを抽出することができる。複数のAM変調波のキャリア周波数が、1Hz以下のよ うに極めて近接している場合、図中の○で示すように、受信電力の変化量と位相の変化量 にパルスが発生した後、受信電力の変化量と位相の変化量の各信号に差分の周波数が表れ る。それらの信号の変動量(ぶれ)がある一定閾値より大きければ混信検出として混信判 定ブロックに通知する。   FIG. 7 is a diagram showing the received power amount (A), phase (B), received power change amount (C), and phase change amount (D) with and without interference. Similar to the first interference detection operation, the second interference detection unit 17 can extract only the carrier signal of the AM modulated wave by lowering the sampling frequency to the order of several hundred hertz. When the carrier frequencies of multiple AM modulation waves are very close to each other, such as 1 Hz or less, as shown by the circles in the figure, the received power changes after the pulses are generated in the received power change amount and the phase change amount. The difference frequency appears in each signal of the amount of change and phase change. If the fluctuation amount (blurring) of these signals is greater than a certain threshold, the interference judgment block is notified as interference detection.

次に、第三の混信検出動作について説明する。
ステップS18:第四レート変換部18は復調部6より出力された復調結果をさらにレ ート変換する。
ステップS19:音声解析部19は第四レート変換部18より出力された信号を音声解 析する。
ステップS20:第三混信検出部20は音声解析部19より出力された音声解析結果か ら混信の有無を検出する。
Next, a third interference detection operation will be described.
Step S18: The fourth rate converter 18 further performs rate conversion on the demodulation result output from the demodulator 6.
Step S19: The voice analysis unit 19 performs voice analysis on the signal output from the fourth rate conversion unit 18.
Step S20: The third interference detection unit 20 detects the presence or absence of interference from the voice analysis result output from the voice analysis unit 19.

第三混信検出部20は復調部6から出力された復調結果のサンプリング周波数を調整し 、音声分析を実施し、話者が複数名いるかどうかを検出することにより、混信の有無を検 出する。音声分析には波形処理や相関処理、スペクトル処理等、様々な手法があるが、無 線機の構成や使用目的に応じて最適な手法を決定する。例えば、ピッチ抽出法により、特 定の音声区間での自己相関演算の出力にあるピークの立ち方により、その音声に話者が複 数名いるかどうか、すなわち、混信状態の有無を検出可能である。   The third interference detection unit 20 detects the presence or absence of interference by adjusting the sampling frequency of the demodulation result output from the demodulation unit 6, performing voice analysis, and detecting whether there are a plurality of speakers. There are various methods for speech analysis, such as waveform processing, correlation processing, and spectrum processing. The most appropriate method is determined according to the configuration and purpose of use of the radio. For example, by the pitch extraction method, it is possible to detect whether there are multiple speakers in the speech, that is, the presence or absence of interference, based on how the peaks in the output of the autocorrelation calculation in a specific speech interval. .

さらに、異なる音声分析の手法として、航空管制では決められたコールサインやフォネ ティックコードを使用した音声通信のため、すべてのコールサイン毎に異なる音声ピッチ をもつ複数のマッチドフィルタを内部に持ち、復調された音声信号と畳み込み演算するこ とで、混信時は複数のコールサインの相関ピークが立ち、それを検出することで混信の有 無を判定することが可能となる。検出や判定のアルゴリズムは外部信号23によって設定 変更可能である。   In addition, as a method of different voice analysis, for voice communication using call signs and phonetic codes determined by air traffic control, it has multiple matched filters with different voice pitches for every call sign, and demodulation By performing a convolution operation with the voice signal thus generated, correlation peaks of multiple call signs occur during interference, and the presence or absence of interference can be determined by detecting this. The detection and determination algorithm can be set and changed by the external signal 23.

図8は話者Aの音声信号(A)、話者Aの短区間音声信号のスペクトラム(B)、話者 Bの音声信号(C)、話者Bの短区間音声信号のスペクトラム(D)、話者Aと話者Bを 合成した音声信号(E)、および話者Aと話者Bを合成した音声信号の短区間音声信号の スペクトラム(F)を示す波形図である。話者Aの音声信号スペクトラム(B)と話者B の音声信号スペクトラム(D)では、周波数軸上に一定間隔のピッチでピーク電力が立つ 。これに対し、話者Aと話者Bの音声を合成させた音声信号スペクトラム(F)では、話 者が複数いることにより、異なるピッチでピーク電力が立っており、ピッチずれが確認で きる。ピッチずれを検出することにより、混信を検出し、混信判定ブロックに通知する。   FIG. 8 shows the voice signal (A) of the speaker A, the spectrum (B) of the short voice signal of the speaker A, the voice signal (C) of the speaker B, and the spectrum (D) of the short voice signal of the speaker B. FIG. 5 is a waveform diagram showing a spectrum (F) of a voice signal (E) obtained by synthesizing speaker A and speaker B and a short-distance voice signal of a voice signal obtained by synthesizing speaker A and speaker B. In the voice signal spectrum (B) of the speaker A and the voice signal spectrum (D) of the speaker B, the peak power stands at a constant interval pitch on the frequency axis. On the other hand, in the voice signal spectrum (F) obtained by synthesizing the voices of the speaker A and the speaker B, the peak power is generated at different pitches due to the plurality of speakers, and the pitch deviation can be confirmed. By detecting the pitch deviation, interference is detected and notified to the interference determination block.

次に、第一混信検出部、第二混信検出部および第三混信検出部の混信検出の最終判定に いて説明する。   Next, the final determination of interference detection by the first interference detection unit, the second interference detection unit, and the third interference detection unit will be described.

ステップS21:混信判定部21は第一の混信検出動作、第二の混信検出動作および第 三の混信検出動作の混信検出結果をもとに、混信検出の最終判定を実施し、その判定結果 (混信判定結果出力信号22)を出力する。混信検出方法は処理方法や処理量の違いによ り、その検出結果更新周期や確度、検出範囲が異なる。例えば、第一の混信検出動作のF FT出力の電力ピークを検出する方法は、それぞれの送信機の送信周波数の微妙なずれを 検出することで、正確に混信の有無を検出可能だが、2波の周波数が近接していると、検 出見逃しとなる可能性がある。また、サンプリング周波数とFFTポイント数の関係にも よるが、第一の混信検出動作のFFTポイントの電力ピークを検出する方法は、検出まで に数秒程度かかってしまう可能性がある。それに対し、第二の混信検出動作の変化量検出 が可能である。それら3つの方法の検出結果を総合して最終の混信判定出力とする。3つ の方法の検出結果を総合して最終の混信判定をしているが、3つのうちのいずれか2つま たは1つの混信判定であってもよい。その場合、判定に用いない回路はなくてもよい。   Step S21: The interference determination unit 21 performs a final determination of interference detection based on the interference detection results of the first interference detection operation, the second interference detection operation, and the third interference detection operation, and the determination result ( An interference determination result output signal 22) is output. Interference detection methods differ in the detection result update cycle, accuracy, and detection range depending on the processing method and processing amount. For example, the method of detecting the power peak of the FFT output in the first interference detection operation can detect the presence or absence of interference accurately by detecting subtle deviations in the transmission frequency of each transmitter. If the frequencies are close, detection may be missed. Depending on the relationship between the sampling frequency and the number of FFT points, the method for detecting the power peak at the FFT point in the first interference detection operation may take several seconds to detect. On the other hand, it is possible to detect the amount of change in the second interference detection operation. The detection results of these three methods are combined to obtain the final interference determination output. Although the final interference judgment is performed by combining the detection results of the three methods, any two of the three or one interference judgment may be used. In that case, there is no need to use a circuit that is not used for the determination.

混信すると、それぞれの変調波の電力差にもよるが、ビート(波形の揺れ)が発生する 。電力検出部24は、ビートの変動量から、2つの変調波の電力差を検出し、混信レベル 出力25として通知する。その電力差から混信のレベルが判断できるため、ステップS2 1の混信判定結果と併せて、操作者(人間)が最終判定の結果に用いてもよい。最終判定 に用いない場合は、電力検出部24はなくてもよい。   Interference causes a beat (waveform fluctuation) depending on the power difference between the modulated waves. The power detection unit 24 detects the power difference between the two modulated waves from the fluctuation amount of the beat and notifies it as an interference level output 25. Since the interference level can be determined from the power difference, the operator (human) may be used as the final determination result in addition to the interference determination result in step S21. When not used for final determination, the power detection unit 24 may not be provided.

実施例によれば、人間の聴覚を利用した混信検出にて、しばしば発生していた検出見逃 しを低減させることができる。一例として、航空管制の無線通信において混信すると、複 数の送信側と受信側で航空管制情報を交換できず、最悪の場合は重大インシデントが発生 する。実施例により、混信の検出見逃しと誤検出を低減させることで、一例として、航空 管制の重大インシデントの回避につながる。   According to the embodiment, it is possible to reduce detection misses that frequently occur in interference detection using human hearing. As an example, if there is interference in air traffic in air traffic control, air traffic control information cannot be exchanged between multiple senders and receivers, and in the worst case, a serious incident occurs. The embodiment reduces interference detection misses and false detections, and, as an example, leads to avoidance of serious incidents in air traffic control.

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は 、上記実施例に限定されるものではなく、種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and needless to say, various modifications can be made.

本発明は、飛行場の航空管制の無線通信、無線通信システムに利用可能であり、複数の無線局が同一周波数で電波を送信、送受信する場合の混信の検出に利用可能である。 この出願は、2016年11月16日に出願された日本出願特願2016−223195を基礎として優先権の利益を主張するものであり、その開示の全てを引用によってここに取り込む。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for radio communication and radio communication systems for air traffic control at an airfield, and can be used for detection of interference when a plurality of radio stations transmit and transmit radio waves at the same frequency. This application claims the benefit of priority based on Japanese Patent Application No. 2006-223195 filed on Nov. 16, 2016, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.

1…アナログ信号、2…ADC、3…周波数変換部、4…第一レート変換部、5…AG C部、6…復調部、7…音声信号、8…第二レート変換部、9…窓関数部、10…FFT 部、11…第一混信検出部、12…第三レート変換部、13…位相検出部、14…第一変 化量算出部、15…検波部、16…第二変化量算出部、17…第二混信検出部、18…第 四レート変換部、19…音声解析部、20…第三混信検出部、21…混信判定部、22… 混信判定結果出力信号、23…外部信号、24…電力検出部、25…混信レベル出力、1 00…受信機   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Analog signal, 2 ... ADC, 3 ... Frequency conversion part, 4 ... 1st rate conversion part, 5 ... AGC part, 6 ... Demodulation part, 7 ... Audio | voice signal, 8 ... Second rate conversion part, 9 ... Window Function part, 10 ... FFT part, 11 ... First interference detection part, 12 ... Third rate conversion part, 13 ... Phase detection part, 14 ... First change amount calculation part, 15 ... Detection part, 16 ... Second change Amount calculation unit, 17 ... second interference detection unit, 18 ... fourth rate conversion unit, 19 ... voice analysis unit, 20 ... third interference detection unit, 21 ... interference determination unit, 22 ... interference determination result output signal, 23 ... External signal, 24 ... power detector, 25 ... interference level output, 100 ... receiver

Claims (6)

RF周波数、IF周波数またはベースバンド周波数のアナログ信号をデジタル信号に変 換するADCと、
前記ADCから出力されたデジタル信号をRF周波数またはIF周波数からベースバン ド周波数に変換する周波数変換部から出力された信号または前記ADCから出力された信 号を復調処理に最適なサンプリングレートに変換する第一レート変換部と、
前記第一レート変換部から出力された信号の振幅をAM復調に最適なレベルに増幅また は減衰するAGC部と、
前記AGC部から出力された信号を音声信号に復調する復調部と、
前記復調部の復調結果のデジタル信号をアナログ信号に変換するDACと、
前記第一レート変換部から出力された信号を、さらにレート変換する第二レート変換部 と、
前記第二レート変換部から出力された信号に対して次処理のFFT結果を最適化するた めに窓処理をかけるための窓関数部と、
前記窓関数部から出力された信号を周波数とレベルの関係に変換するFFT部と、
前記FFT部から出力されたキャリアのピーク電力を検出し、検出したピークの数によ って混信状態を判定する第一混信検出部と、 を備える無線機。
An ADC that converts an analog signal of RF frequency, IF frequency or baseband frequency into a digital signal;
A digital signal output from the ADC is converted from an RF frequency or IF frequency to a baseband frequency, and a signal output from a frequency converter or a signal output from the ADC is converted to a sampling rate optimum for demodulation processing. A rate converter,
An AGC unit that amplifies or attenuates the amplitude of the signal output from the first rate conversion unit to a level optimum for AM demodulation;
A demodulator that demodulates the signal output from the AGC unit into an audio signal;
A DAC that converts a digital signal of a demodulation result of the demodulation unit into an analog signal;
A second rate conversion unit for further rate converting the signal output from the first rate conversion unit;
A window function unit for applying window processing to optimize the FFT result of the next processing on the signal output from the second rate conversion unit;
An FFT unit for converting a signal output from the window function unit into a relationship between frequency and level;
A first interference detection unit that detects a peak power of a carrier output from the FFT unit and determines an interference state based on the number of detected peaks.
請求項1において、さらに、
前記第一レート変換部から出力された信号をさらにレート変換する第三レート変換部と 、
前記第三レート変換部から出力された信号の位相を算出する位相検出部と、
前記位相検出部から出力された信号の変化量を求める第一変化量算出部と、
前記第三レート変換部から出力された信号の電力を算出する検波部と、
前記検波部より出力された信号の変化量を求める第二変化量算出部と、
前記第一変化量算出部および第二変化量算出部のそれぞれの変化量検出の結果に基づい て混信状態を判定する第二混信検出部と、
前記第一混信検出部の混信判定結果および前記第二混信検出部の混信判定結果に基づい て混信の有無を判定する混信判定部と、 を備える無線機。
The claim 1, further comprising:
A third rate conversion unit for further rate converting the signal output from the first rate conversion unit;
A phase detector that calculates the phase of the signal output from the third rate converter;
A first change amount calculation unit for obtaining a change amount of the signal output from the phase detection unit;
A detector for calculating the power of the signal output from the third rate converter;
A second change amount calculation unit for obtaining a change amount of the signal output from the detection unit;
A second interference detection unit that determines an interference state based on a detection result of each change amount of the first change amount calculation unit and the second change amount calculation unit;
A radio apparatus comprising: an interference determination unit that determines the presence or absence of interference based on the interference determination result of the first interference detection unit and the interference determination result of the second interference detection unit.
請求項1において、さらに、
前記復調部より出力された復調結果をさらにレート変換する第四レート変換部と、
前記第四レート変換部より出力された信号を音声解析する音声解析部と、
前記音声解析部より出力された音声解析結果から混信の有無を検出する第三混信検出部 と、
前記第一混信検出部の混信判定結果および前記第三混信検出部の混信判定結果に基づい て混信の有無を判定する混信判定部と、 を備える無線機。
The claim 1, further comprising:
A fourth rate conversion unit for further rate converting the demodulation result output from the demodulation unit;
A voice analysis unit for voice analysis of the signal output from the fourth rate conversion unit;
A third interference detection unit that detects the presence or absence of interference from the voice analysis result output from the voice analysis unit;
And a radio interference determination unit that determines the presence or absence of interference based on the interference determination result of the first interference detection unit and the interference determination result of the third interference detection unit.
請求項1において、さらに、
前記第一レート変換部から出力された信号をさらにレート変換する第三レート変換部と 、
前記第三レート変換部から出力された信号の位相を算出する位相検出部と、
前記位相検出部から出力された信号の変化量を求める第一変化量算出部と、
前記第三レート変換部から出力された信号の電力を算出する検波部と、
前記検波部より出力された信号の変化量を求める第二変化量算出部と、
前記第一変化量算出部および第二変化量算出部のそれぞれの変化量検出の結果に基づい て混信状態を判定する第二混信検出部と、
前記復調部より出力された復調結果をさらにレート変換する第四レート変換部と、
前記第四レート変換部より出力された信号を音声解析する音声解析部と、
前記音声解析部より出力された音声解析結果から混信の有無を検出する第三混信検出部 と、
前記第一混信検出部の混信判定結果、前記第二混信検出部の混信判定結果および第三混 信検出部の混信判定結果に基づいて混信の有無を判定する混信判定部と、 を備える無線機。
The claim 1, further comprising:
A third rate conversion unit for further rate converting the signal output from the first rate conversion unit;
A phase detector that calculates the phase of the signal output from the third rate converter;
A first change amount calculation unit for obtaining a change amount of the signal output from the phase detection unit;
A detector for calculating the power of the signal output from the third rate converter;
A second change amount calculation unit for obtaining a change amount of the signal output from the detection unit;
A second interference detection unit that determines an interference state based on a detection result of each change amount of the first change amount calculation unit and the second change amount calculation unit;
A fourth rate conversion unit for further rate converting the demodulation result output from the demodulation unit;
A voice analysis unit for voice analysis of the signal output from the fourth rate conversion unit;
A third interference detection unit that detects the presence or absence of interference from the voice analysis result output from the voice analysis unit;
An interference determination unit that determines the presence or absence of interference based on the interference determination result of the first interference detection unit, the interference determination result of the second interference detection unit, and the interference determination result of the third interference detection unit; .
請求項1乃至4のいずれか1項において、さらに、
前記FFT部および第一レート変換部から出力された信号に基づいて複数の電力または 電圧レベルの変動から混信のレベルを検出する電力検出部を備える無線機。
In any one of Claims 1 thru | or 4, Furthermore,
A radio comprising a power detection unit that detects a level of interference from a plurality of power or voltage level fluctuations based on signals output from the FFT unit and the first rate conversion unit.
請求項1乃至4のいずれか1項において、
前記第一混信検出部、第二混信検出部または第三混信検出部の検出の閾値またはアルゴ リズムを設定可能にする無線機。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
A radio that enables setting of a detection threshold value or an algorithm of the first interference detection unit, the second interference detection unit, or the third interference detection unit.
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