JP2004271383A

JP2004271383A - 信号分析装置及び信号分析方法

Info

Publication number: JP2004271383A
Application number: JP2003063738A
Authority: JP
Inventors: Saburo Kayahara; 三朗茅原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】受信信号波形の各特性諸元を用いた信号の分類において、精度の高い分類を安定して行えるようにする。
【解決手段】特性諸元測定部４において、第１波形データ選定部４ａで、波形メモリ部３に記憶された受信信号波形データから予め設定した処理単位の部分のみを読み出し、振幅、受信時刻、搬送波周波数等の諸元を測定・解析した後、分析対象諸元と合致する波形データ部分のみを選定する。この選定波形データから、振幅、周波数、位相の各特性測定部４ｂ−１，４ｂ−２，４ｃ−３でそれぞれ特性諸元を測定して信号の特性を抽出する。第２波形データ選定部４ｃでは、各特性諸元の信号特性抽出結果を集計して統計的な分析を行い、その分析結果からより信号の分類処理に適した波形データ部分のみ選定して信号分類部に送り、過去の蓄積データとの比較・照合によって分類させる。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、受信した信号データの波形に含まれる各種の特性諸元を測定することで信号の分類を行う信号分析装置と信号分析方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アンテナ等の受信信号の分類に関して、受信信号をデジタル信号に変換し、信号の波形データをメモリ回路に蓄積したのち、全波形データから分析対象とする部分のみを順次読み出して、振幅、周波数、位相といった特性諸元を測定し、過去に受信・分類され、データベースに蓄積された特性諸元と比較照合することにより、信号の分類を行う信号分析装置が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
この信号分析装置では、各特性の微細な差異により、信号の分類を実現する。ところが、受信信号の特性諸元は、通常、受信環境や送信源となる器材の安定度等により微妙に変化している。このため、信号の分類精度及び安定度の向上を行うためには、特性諸元の測定方法の改善とともに、信号の分類に有効な特性諸元を安定して測定することのできる波形データを選定することが課題となっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平８−３８９９９号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開平８−３９００３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記で述べたような課題を解決するもので、その目的は受信信号波形の各特性諸元を用いた信号の分類において、精度の高い分類を安定して行える信号分析装置及び信号分析方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明に係る信号分析装置は、受信信号の波形データを記録する記録手段と、この記録手段から分類対象として設定した諸元に適合する波形データを読み出し、波形に含まれる複数の特性諸元を測定し、その測定結果を統計的に分析して分類対象波形データ部分を選定する特性諸元測定手段と、予め過去の測定・分類結果が蓄積される特性諸元データベースと、前記特性諸元測定手段の測定結果と前記特性諸元データベースに蓄積される過去の測定・分類結果とを特性諸元別に比較照合することで、前記受信信号を分類する信号分類手段とを具備することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る信号分析方法は、受信信号の波形データを記録する記録ステップと、この記録ステップによる記録データから分類対象として設定した諸元に適合する波形データを読み出し、波形に含まれる複数の特性諸元を測定し、その測定結果を統計的に分析して分類対象波形データ部分を選定する特性諸元測定ステップと、前記特性諸元測定手段の測定結果と予め特性諸元データベースに蓄積される過去の測定・分類結果とを特性諸元別に比較照合することで、前記受信信号を分類する信号分類ステップとを具備することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
図１は本発明に係る信号分析装置の一実施形態の構成を示すブロック図である。図１において、広帯域受信部１はアンテナ等からの広帯域信号を受信する。尚、ここでは、アンテナ等の無線で受信することを想定しているが、有線による受信でも構わない。この受信信号は高速Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）によりデジタル信号に変換された後、波形データとして波形メモリ部３に記憶される。
【００１１】
一方、特性諸元測定部４は、波形メモリ部３に記憶された受信信号の波形データから、信号の分類に適した波形データ部分の特性諸元のみを測定する。特定諸元としては、振幅特性、周波数特性、位相特性がある。
【００１２】
図２は上記特性諸元測定部４の具体的な構成を示すブロック図である。図２において、第１波形データ選定部４ａは、波形メモリ部３に記憶された受信信号の波形データから処理単位となる部分を順次読み出し、振幅（Ｓ／Ｎ）、受信時刻、搬送波周波数、受信信号がパルス信号であればパルス幅等を解析して、分類対象として設定した諸元に適合する部分の波形データのみを選定する。
【００１３】
上記第１波形データ選定部４ａで選定された波形データは、特性諸元別に設けられた振幅特性測定部４ｂ−１、周波数特性測定部４ｂ−２、位相特性測定部４ｂ−３に送られ、それぞれ振幅特性諸元、周波数特性諸元、位相特性諸元が測定される。各測定部４ｂ−１，４ｂ−２，４ｂ−３で得られた波形データの特性測定結果は、第２波形データ選定部４ｃに送られる。
【００１４】
この第２波形データ選定部４ｃは、設定諸元入力部４ｄで設定される分析対象諸元と合致する特性諸元の測定波形データの各特性を統計的に分析し、信号の分類処理に適した波形データ部分のみを抽出する。ここで抽出された波形データ部分の測定結果は信号分類部６と、データベースの登録を行う際には特性諸元データベース部５に出力される。
【００１５】
上記特性諸元データベース部５は、過去に受信・分類された信号の各特性諸元データを蓄積する。信号分類部６は、特性諸元測定部４で測定された振幅特性、周波数特性、位相特性の各特性と特性諸元データベース部５に蓄積された信号の特性を比較・照合することで信号の分類を行う。
【００１６】
上記構成による信号分析装置において、以下にその動作を説明する。
【００１７】
広帯域受信部１で受信された被測定広帯域信号は、高速Ａ／Ｄ変換部２で高速Ａ／Ｄ変換され、受信信号の波形データとして波形メモリ部３に記憶される。
【００１８】
特性諸元測定部４では、まず第１波形データ選定部４ａで、波形メモリ部３に記憶された受信信号波形データから予め設定した処理単位の部分、あるいは受信信号がパルス信号であればパルス部分のみを読み出し、振幅（Ｓ／Ｎの測定）、受信時刻、搬送波周波数、パルス信号であればパルス幅といった諸元を測定・解析する。そして、図示していない設定諸元入力手段で設定した分析対象諸元と合致する波形データ部分のみを選定し、振幅、周波数、位相の各特性測定部４ｂ−１，４ｂ−２，４ｂ−３に送る。
【００１９】
第１波形データ選定部４ａで選定された部分の波形データから、振幅特性測定部４ｂ−１では振幅特性諸元を、周波数特性測定部４ｂ−２では周波数特性諸元を、位相特性測定部４ｃ−３では位相特性諸元を測定して、信号の特性を抽出する。
【００２０】
第２波形データ選定部４ｃでは、まず、振幅、周波数、位相の各特性測定部４ｂ−１，４ｂ−２，４ｂ−３で得られた各波形データ部分の特性諸元を集計し、特性の分布の算出するなどの統計的な分析を行う。次に、その分析結果から、特性分布の中心付近にある波形データ部分の特性諸元のみを選定するなど、より信号の分類処理に適した波形データ部分の特性諸元のみ選定し、選定した各特性諸元を信号分類部６に送る。
【００２１】
図３に上記第２波形データ選定部４ｃにおける処理イメージを示す。図３において、横軸は特性１、縦軸は特性２の量を示しており、図中△で示すプロットは受信信号１の選択対象波形データから部分的に抽出して得られる特性諸元、○で示すプロットは受信信号２の選択対象波形データから部分的に抽出して得られる特性諸元である。
【００２２】
受信した信号の特性諸元はある範囲で変化し、分布を持つ。このため、類似する信号の分類を行う場合、収集した波形データから無作為に分類対象とする波形データの部分を抽出すると、誤った分類結果を出力する確率が高くなる。そこで、図３に示すように、特性諸元の分類の中心付近にある波形データの特性諸元を処理対象波形データの特性諸元として選定する。これにより、類似する信号の分類を行う場合でも、安定して高精度な信号の分類を行うことができる。
【００２３】
尚、上記の各特性諸元の統計的な分析から得られた各特性の安定度といった情報を新たな信号の分類パラメータに利用することもできる。
【００２４】
信号分類部６では、特性諸元測定部４から送られた各特性諸元と、過去に受信・分類されて特性諸元データベース部５に蓄積された信号の各特性諸元の比較照合を行い、最終的な信号の分類結果として出力する。同時に、特性諸元データベース部５では、蓄積している各特性諸元に、新たに分類された信号の特性諸元を追加または更新する。この際、信号の分類結果が特性諸元データベース部５に蓄積されたどの信号とも一致しない場合には、新たな種類の信号として各特性諸元を蓄積する。
【００２５】
したがって、上記構成による信号分析装置では、受信信号波形の各特性諸元を用いた信号の分類において、各特性諸元を測定する前後でそれぞれ分析対象部分の選択処理を行うようにしているので、精度の高い分類を安定して行うことができる。
【００２６】
尚、上記実施形態に基づく本発明は、ハードウェア構成に限定されるものではなく、ソフトウェアによる分析でも実現可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、受信信号波形の各特性諸元を用いた信号の分類において、精度の高い分類を安定して行える信号分析装置及び信号分析方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る信号分析装置の一実施形態の構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態に用いられる特性諸元測定部の具体的な構成を示すブロック図。
【図３】上記実施形態の特性諸元測定部に用いられる第２波形データ選定部における処理イメージを示す図。
【符号の説明】
１…広帯域受信部、２…高速Ａ／Ｄ変換部、３…波形メモリ部、４…特性諸元測定部、４ａ…第１波形データ選定部、４ｂ−１…振幅特性測定部、４ｂ−２…周波数特性測定部、４ｂ−３…位相特性測定部、４ｃ…第２波形データ選定部、５…特性諸元データベース部、６…信号分類部。

Claims

受信信号の波形データを記録する記録手段と、
この記録手段から分類対象として設定した諸元に適合する波形データを読み出し、波形に含まれる複数の特性諸元を測定し、その測定結果を統計的に分析して分類対象波形データ部分を選定する特性諸元測定手段と、
予め過去の測定・分類結果が蓄積される特性諸元データベースと、
前記特性諸元測定手段の測定結果と前記特性諸元データベースに蓄積される過去の測定・分類結果とを特性諸元別に比較照合することで、前記受信信号を分類する信号分類手段とを具備することを特徴とする信号分析装置。
前記特性諸元測定手段は、
前記記録手段に記録された波形データから予め設定した波形部分のみを読み出して設定諸元を測定・解析し、予め設定した複数の分析対象諸元と合致する波形データ部分のみを選定する第１波形データ選定部と、
この第１波形データ選定部で選定された部分の波形データから前記複数の分析対象諸元を測定して信号の特性諸元を抽出する特性測定部と、
この特性測定部で得られた複数の分析対象諸元別の特性諸元を集計し、統計的な分析を行って、信号分類処理に適した波形データ部分の特性諸元のみ選定し、選定した特性諸元を出力する第２波形データ選定部とを備えることを特徴とする請求項１記載の信号分析装置。
前記第２波形データ選定部は、前記特性諸元の集計結果から特性の分布を算出し、特性分布の中心付近にある波形データ部分の特性諸元のみを選定することを特徴とする請求項２記載の信号分析装置。
前記特性諸元データベースは、蓄積している各特性諸元に、新たに分類された信号の特性諸元を追加または更新するものとし、信号の分類結果が蓄積されている信号のいずれとも一致しない場合には、新たな種類の信号として各特性諸元を蓄積することを特徴とする請求項１記載の信号分析装置。
受信信号の波形データを記録する記録ステップと、
この記録ステップによる記録データから分類対象として設定した諸元に適合する波形データを読み出し、波形に含まれる複数の特性諸元を測定し、その測定結果を統計的に分析して分類対象波形データ部分を選定する特性諸元測定ステップと、
前記特性諸元測定手段の測定結果と予め特性諸元データベースに蓄積される過去の測定・分類結果とを特性諸元別に比較照合することで、前記受信信号を分類する信号分類ステップとを具備することを特徴とする信号分析方法。
前記特性諸元測定ステップは、
前記記録ステップによる波形データから予め設定した波形部分のみを読み出して設定諸元を測定・解析し、予め設定した複数の分析対象諸元と合致する波形データ部分のみを選定する第１選定ステップと、
この第１選定ステップで選定された部分の波形データから前記複数の分析対象諸元を測定して信号の特性諸元を抽出する特性測定ステップと、
この特性測定ステップで得られた複数の分析対象諸元別の特性諸元を集計し、統計的な分析を行って、信号分類処理に適した波形データ部分の特性諸元のみ選定出力する第２選定ステップとを備えることを特徴とする請求項５記載の信号分析方法。
前記第２選定ステップは、前記特性諸元の集計結果から特性の分布を算出し、特性分布の中心付近にある波形データ部分の特性諸元のみを選定することを特徴とする請求項６記載の信号分析方法。
前記特性諸元データベースは、蓄積している各特性諸元に、新たに分類された信号の特性諸元を追加または更新するものとし、信号の分類結果が蓄積されている信号のいずれとも一致しない場合には、新たな種類の信号として各特性諸元を蓄積することを特徴とする請求項５記載の信号分析方法。