JP2006054533A - Periodicity detection method and periodicity detecting apparatus for periodic signal - Google Patents

Periodicity detection method and periodicity detecting apparatus for periodic signal Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problems of conventional periodicity detection methods for a periodic signal, employing the partial correlation method that takes a long time to detect the period because there are many numbers of parameter combinations and that it is difficult to obtain the period of header information, because peaks are hard to be detected when the length of the header information is short. <P>SOLUTION: In a receiver for receiving a periodic signal whose frame period is unknown, a frame length detector employs the AR model estimate method to detect the frame length. That is, the frame length detector segments data of a detection object, calculates coefficients äai} in the AR model and thereafter calculates a summed average AVsi (=si/N) (steps S2 to S5). Finally, the summed average results AVsi are arranged for detecting the peak and the peak period is obtained (step S6). The peak period obtained in this way can be detected as a period of a UW, that is a header, and this corresponds to the frame period. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は周期性信号の周期検出方法及び周期検出装置に係り、特にフレーム中に含まれる特定のヘッダ情報などの周期性信号の出現周期を検出する周期検出方法及び周期検出装置に関する。   The present invention relates to a period detection method and a period detection apparatus for a periodic signal, and more particularly to a period detection method and a period detection apparatus for detecting an appearance period of a periodic signal such as specific header information included in a frame.

通信フレームなど長さ・パターンが不明なヘッダ情報を周期的に含む0,1のビット列に関して、ヘッダ情報が不明な際に、そのヘッダ情報の周期を求めることはとても意義があることである。ヘッダ情報の長さ・パターンは、ヘッダ情報の出現周期を検出することによって求めることができる。   When the header information is unknown regarding a 0 or 1 bit string that periodically includes header information whose length / pattern is unknown, such as a communication frame, it is very significant to obtain the period of the header information. The length and pattern of the header information can be obtained by detecting the appearance period of the header information.

長さ、パターンが不明な特定のヘッダ情報を周期的に含む0,1のビット列から、特定のヘッダ情報の出現周期を求める周期性信号の周期検出方法として、従来は部分相関法を用いている。この部分相関法について、図7と共に説明するに、部分相関法とは、同図(A)に示すように、特定のヘッダ情報などの周期性信号を含むフレームのヘッダ出現周期を検出する場合、まず、与えられたフレームのビット列の中から、位置Xからある長さYのビット列(部分参照列)を切り出してきて、与ビット列と1ビットずつずらしながら相関をとっていく。   Conventionally, a partial correlation method is used as a period detection method of a periodic signal for obtaining an appearance period of specific header information from 0 and 1 bit strings periodically including specific header information whose length and pattern are unknown. . This partial correlation method will be described together with FIG. 7. As shown in FIG. 7A, the partial correlation method is to detect a header appearance period of a frame including a periodic signal such as specific header information. First, from a bit string of a given frame, a bit string (partial reference string) of a certain length Y is extracted from the position X, and correlation is obtained while shifting the given bit string by one bit at a time.

周期的なピークが現れるまで参照列の抽出位置、ビット数を変えていき、その相関値を図7(B)に示すように並べてピークを検出する。そして、部分相関法では、それらのピーク間の周期を求めるべきヘッダ情報の周期としていた。   Until the periodic peak appears, the extraction position of the reference string and the number of bits are changed, and the correlation values are arranged as shown in FIG. 7B to detect the peak. In the partial correlation method, the period between the peaks is the period of the header information to be obtained.

また、周期性信号の出現周期を検出する他の従来の周期検出方法として、ノイズに埋もれた時間周期性のある微弱信号を、確率共振現象を利用して検出する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。この従来の周期検出方法では、時間周期性のある微弱信号が埋もれているノイズ信号を非線形系に入力し、その非線形系の出力時系列のパワースペクトルを解析し、統計的性質を表した分布を計算し、続いて非線形系に入力するために別に用意したノイズ源の入力ノイズ強度を徐々に上げながら、同様に統計的性質を表した分布を計算し、各ノイズ強度毎にパワースペクトルを計算し、各パワースペクトルのピークを検出し、そのピーク値を求め、これらピーク値の最大のものを求め、その最大ピークの周期を、微弱信号の周期とするものである。   Further, as another conventional period detection method for detecting the appearance period of a periodic signal, there is known a method for detecting a weak signal with time periodicity buried in noise by using a stochastic resonance phenomenon (for example, , See Patent Document 1). In this conventional period detection method, a noise signal in which a weak signal with time periodicity is buried is input to a non-linear system, the power spectrum of the output time series of the non-linear system is analyzed, and a distribution representing statistical properties is obtained. While calculating gradually, increasing the input noise intensity of a noise source prepared separately for input to the nonlinear system, calculate a distribution that similarly represents statistical properties, and calculate the power spectrum for each noise intensity. The peak of each power spectrum is detected, its peak value is determined, the maximum of these peak values is determined, and the period of the maximum peak is set as the period of the weak signal.

特開2000−221546号公報JP 2000-221546 A

しかるに、前記部分相関法を用いた従来の周期性信号の周期検出方法では、部分相関をとるためのパラメータが、ビット列の位置と長さの2つのパラメータに依存していて、かつ、これら2つのパラメータの組み合わせが正しくないと、相関値を並べた際に、ピークを検出することができないため、組み合わせの数が多く周期を検出するのに時間がかかってしまう。また、ヘッダ情報の長さが短い際には、ピーク検出しにくく、ヘッダ情報の周期を求めることが困難である。   However, in the conventional periodic signal periodic detection method using the partial correlation method, the parameters for taking the partial correlation depend on two parameters of the position and length of the bit string, and these two If the parameter combinations are not correct, peaks cannot be detected when the correlation values are arranged, so that there are many combinations and it takes time to detect the period. Further, when the length of the header information is short, it is difficult to detect a peak, and it is difficult to obtain the period of the header information.

また、特許文献1記載の従来の周期性信号の周期検出方法では、非線形系に入力するために別に用意したノイズ源の入力ノイズ強度を徐々に上げながら、同様に統計的性質を表した分布を計算し、各ノイズ強度毎にパワースペクトルを計算し、各パワースペクトルのピークを検出するようにしているため、ノイズに埋もれた微弱信号の周期の検出に時間を要するという問題がある。   Further, in the conventional periodic signal periodic detection method described in Patent Document 1, the distribution representing the statistical properties is similarly obtained while gradually increasing the input noise intensity of a noise source separately prepared for input to the nonlinear system. Since the power spectrum is calculated for each noise intensity and the peak of each power spectrum is detected, there is a problem that it takes time to detect the period of the weak signal buried in the noise.

本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、比較的短時間で精度良く信号の周期(フレーム長)を検出し得る周期性信号の周期検出方法及び周期検出装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a period detection method and a period detection apparatus for a periodic signal that can detect a signal period (frame length) with high accuracy in a relatively short time. To do.

上記の目的を達成するため、第1の発明の周期性信号の周期検出方法は、固定パターンのヘッダと固定長のデータとからなるフレームが時系列的に合成されており、フレーム周期が未知の周期性信号を受信する第1のステップと、受信された周期性信号に対し、自己回帰(AR)モデル推定法を適用して、該ARモデル推定法の複数の係数のうちのピーク周期を検出することによって、ヘッダの周期を求める第2のステップと、第2のステップで求めたヘッダの周期に基づき、受信された周期性信号のフレーム周期を検出する第3のステップとを含むことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the periodic signal period detection method according to the first aspect of the present invention is such that a frame composed of a fixed pattern header and fixed length data is synthesized in time series, and the frame period is unknown. A first step of receiving a periodic signal and applying an autoregressive (AR) model estimation method to the received periodic signal to detect a peak period among a plurality of coefficients of the AR model estimation method A second step of obtaining a header period, and a third step of detecting a frame period of the received periodic signal based on the header period obtained in the second step. And

また、上記の目的を達成するため、第2の発明の周期性信号の周期検出方法は、上記の第2のステップを、周期性信号のデータを切り出してきてARモデル推定法における複数の係数のそれぞれについて別々に値を計算することを、予め設定した回数繰り返して加算し、加算平均を算出する第4のステップと、複数の係数のそれぞれの加算平均値を並べてピーク値を求める第5のステップとを含む構成とし、そのピーク値の周期からフレーム周期を検出することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the periodic signal period detection method according to the second aspect of the present invention is the above-described second step, wherein the periodic signal data is cut out to obtain a plurality of coefficients in the AR model estimation method. A fourth step of repeatedly calculating a value for each separately and adding them repeatedly for a predetermined number of times to calculate an addition average, and a fifth step of obtaining a peak value by arranging the respective average addition values of a plurality of coefficients. The frame period is detected from the period of the peak value.

上記の第1、第2の発明の周期性信号の周期検出方法では、ARモデル推定法を適用してその複数の係数の値のピークの周期を検出することによってヘッダの周期を求めることができる。   In the periodic signal period detection method of the first and second inventions described above, the period of the header can be obtained by applying the AR model estimation method to detect the peak periods of the values of the plurality of coefficients. .

また、上記の目的を達成するため、第3の発明の周期性信号は、固定パターンのヘッダと固定長のデータとからなるフレームが時系列的に合成されており、フレーム周期が未知の周期性信号を受信する第1のステップと、受信された周期性信号に対し、自己相関法を適用してヘッダの周期を求める第2のステップと、第2のステップで求めたヘッダの周期に基づき、受信された周期性信号のフレーム周期を検出する第3のステップとを含むことを特徴とする。この発明では、自己相関法を適用して、フレーム周期が未知の周期性信号のフレーム周期を検出することができる。   In order to achieve the above object, the periodic signal according to the third aspect of the present invention is a periodic signal in which frames composed of a fixed pattern header and fixed length data are synthesized in time series, and the frame period is unknown. Based on the first step of receiving the signal, the second step of applying the autocorrelation method to the received periodic signal to determine the period of the header, and the period of the header obtained in the second step, And a third step of detecting a frame period of the received periodic signal. In the present invention, the autocorrelation method can be applied to detect the frame period of a periodic signal whose frame period is unknown.

また、上記の目的を達成するため、第1の発明の周期検出装置は、固定パターンのヘッダと固定長のデータとからなるフレームが時系列的に合成されており、フレーム周期が未知の周期性信号を受信する受信手段と、受信された周期性信号に対し、自己回帰(AR)モデル推定法を適用して、該ARモデル推定法の複数の係数のうちのピーク周期を検出することによって、ヘッダの周期を求める周期検出手段と、周期検出手段で求めたヘッダの周期に基づき、受信された周期性信号のデータを抽出する抽出手段とを有することを特徴とする。   In order to achieve the above object, the period detection device according to the first aspect of the present invention is a periodicity in which frames composed of a fixed pattern header and fixed length data are synthesized in time series, and the frame period is unknown. A receiving means for receiving a signal, and applying an autoregressive (AR) model estimation method to the received periodic signal to detect a peak period among a plurality of coefficients of the AR model estimation method, It is characterized by having period detection means for obtaining the period of the header and extraction means for extracting data of the received periodic signal based on the header period obtained by the period detection means.

また、上記の目的を達成するため、第2の発明の周期検出装置は、第1の発明の周期検出手段を、周期性信号が供給される縦続接続された複数の加算器と、周期性信号を単位時間ずつ遅延する縦続接続された複数の遅延回路と、ARモデル推定法の複数の係数のそれぞれと別々に複数の遅延回路の各出力信号と乗算を行い、その乗算結果を複数の加算器のうち対応する一の加算器へ供給する複数の乗算器とからなる回路部を含み、複数の加算器のうち最終段の加算器から出力される予測誤差が最小となるように複数の係数の各値を決定することを、予め設定した回数繰り返し、得られた複数の係数のそれぞれの加算平均値のピーク値の周期からヘッダの周期を検出する構成としたものである。   In order to achieve the above object, a period detection device according to a second aspect of the present invention includes a period detection unit according to the first aspect of the present invention, comprising a plurality of cascade-connected adders to which a periodic signal is supplied, and a periodic signal. And multiplying each output signal of the plurality of delay circuits separately from each of a plurality of coefficients of the AR model estimation method, and multiplying the multiplication results by a plurality of adders A plurality of multipliers to be supplied to the corresponding one adder, and a plurality of coefficients of the plurality of coefficients so that the prediction error output from the adder at the final stage among the plurality of adders is minimized. The determination of each value is repeated a preset number of times, and the cycle of the header is detected from the cycle of the peak value of each of the obtained average addition values of the plurality of coefficients.

上記の第1、第2の発明の周期検出装置では、ARモデル推定法を適用してその複数の係数の値のピークの周期を検出することによってヘッダの周期を求めることができる。   In the period detection devices of the first and second inventions described above, the period of the header can be obtained by applying the AR model estimation method and detecting the periods of the peaks of the plurality of coefficient values.

更に、上記の目的を達成するため、第3の発明の周期検出装置は、固定パターンのヘッダと固定長のデータとからなるフレームが時系列的に合成されており、フレーム周期が未知の周期性信号を受信する受信手段と、受信された周期性信号に対し、自己相関法を適用してヘッダの周期を求める周期検出手段と、周期検出手段で求めたヘッダの周期に基づき、受信された周期性信号のデータを抽出する抽出手段とを有することを特徴とする。この発明では、自己相関法を適用してフレーム周期が未知の周期性信号のフレーム周期を検出する。   Furthermore, in order to achieve the above object, the period detection device according to the third aspect of the present invention is a periodicity in which frames including a fixed pattern header and fixed length data are synthesized in time series, and the frame period is unknown. A receiving means for receiving a signal, a period detecting means for obtaining a header period by applying an autocorrelation method to the received periodic signal, and a received period based on a header period obtained by the period detecting means And extraction means for extracting sex signal data. In this invention, the autocorrelation method is applied to detect the frame period of a periodic signal whose frame period is unknown.

本発明によれば、ARモデル推定法の複数の係数の中のピーク値を求め、そのピーク値の周期に基づいてヘッダの周期を求め、更にそのヘッダの周期から周期性信号のフレーム周期やデータを検出するようにしたため、ビット列の位置と長さの2つのパラメータに依存しており、かつ、その2つのパラメータの組み合わせが正しくないと相関値を並べた際にピークを検出することができない部分相関法にくらべて、ノイズに影響されにくく、正確にヘッダの周期、及びフレーム周期を検出することができ、従来に比べてフレーム周期の検出精度を向上できる。   According to the present invention, the peak value among a plurality of coefficients of the AR model estimation method is obtained, the header period is obtained based on the period of the peak value, and the frame period and data of the periodic signal are further determined from the header period. Because it depends on the two parameters of the position and length of the bit string and the combination of the two parameters is not correct, the peak cannot be detected when the correlation values are arranged Compared to the correlation method, it is less susceptible to noise, and can accurately detect the header period and the frame period, and the frame period detection accuracy can be improved as compared with the conventional method.

次に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図1は本発明になる周期性信号の周期検出装置の一実施の形態のブロック図を示す。この実施の形態は、不法な無線などを取り締まるための不法電波の監視システムで用いられる周期検出装置であり、装置の機能として、不法電波の聴音機能がある。これは、採取した電波を、元の音声などまで再生する機能である。デジタル無線機を使って通信が行われている場合は、この機能を実現するためには図1のようなシステム構成となる。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a periodic signal period detection apparatus according to the present invention. This embodiment is a period detection device used in an illegal radio wave monitoring system to control illegal radio waves and the like, and has a function of listening to illegal radio waves as a function of the device. This is a function for playing back the collected radio waves up to the original voice. When communication is performed using a digital wireless device, the system configuration shown in FIG. 1 is used to implement this function.

また、この実施の形態では、デジタル無線機において使われている、図2に示すようなフォーマットの信号を受信する。同図中、「UW」は固定のビット列パターンのユニークワードで0又は1の値のビット列からなり、周期的に伝送される周期性信号である。また、「DATA」は伝送される固定長のデータであり、0又は1の値のビット列からなる。これらユニークワードの長さ(時間長)とデータの長さ(時間長)とを加えた値が、フレーム周期となる。   In this embodiment, a signal having a format as shown in FIG. 2 used in a digital radio is received. In the figure, “UW” is a unique word having a fixed bit string pattern, which is a periodic signal transmitted from a bit string having a value of 0 or 1 and periodically transmitted. “DATA” is fixed-length data to be transmitted, and consists of a bit string having a value of 0 or 1. A value obtained by adding the length (time length) of these unique words and the data length (time length) is the frame period.

図1に戻って説明するに、アンテナ11は、不法電波その他様々な電波を受信し、受信した信号を変調方式推定・復号器12に供給する。変調方式推定・復号器12は、入力された受信信号の変調方式を推定し、その後、推定した変調方式に基づく方式で復調して、その復号信号を復号部13に供給する。復号部13は、スクランブラ推定器・デスクランブラ15、フレーム長検出器16及びUW・データ抽出器17から構成されている。   Returning to FIG. 1, the antenna 11 receives illegal radio waves and other various radio waves, and supplies the received signals to the modulation scheme estimation / decoder 12. The modulation scheme estimator / decoder 12 estimates the modulation scheme of the input received signal, then demodulates the scheme based on the estimated modulation scheme, and supplies the decoded signal to the decoding unit 13. The decoding unit 13 includes a scrambler estimator / descrambler 15, a frame length detector 16, and a UW / data extractor 17.

スクランブラ推定器・デスクランブラ15は、変調方式推定・復号器12から出力された復号信号を入力として受け、その入力信号に対して、デジタル無線機にて使用されているスクランブラを推定し、その後、推定したスクランブラを解除するデスクランブルをする。   The scrambler estimator / descrambler 15 receives the decoded signal output from the modulation scheme estimator / decoder 12 as an input, estimates the scrambler used in the digital radio with respect to the input signal, After that, descrambling is performed to release the estimated scrambler.

フレーム長検出器16は、本実施の形態の要部を構成する回路で、スクランブラ推定器・デスクランブラ15から供給された信号に対して、後述するAR(自己回帰)モデル推定法を使用して、ヘッダ情報に相当する図2のUWの出現周期、すなわちフレーム長を検出する。UW・データ抽出器17は、フレーム長検出器16で検出されたフレーム長の検出結果を入力として受け、その検出フレーム長をもとに、データを抽出して、音声信号に復号する。   The frame length detector 16 is a circuit constituting the main part of the present embodiment, and uses an AR (autoregressive) model estimation method to be described later for a signal supplied from the scrambler estimator / descrambler 15. Thus, the UW appearance period of FIG. 2 corresponding to the header information, that is, the frame length is detected. The UW / data extractor 17 receives the detection result of the frame length detected by the frame length detector 16 as an input, extracts data based on the detected frame length, and decodes it into an audio signal.

次に、本実施の形態の動作について説明する。アンテナ11で受信された不法電波は、受信信号として変調方式推定・復号器12に供給され、ここでその変調方式が推定され、その推定された変調方式に対応した方式で復調されて、0又は1の値のデータ列である復号信号となる。   Next, the operation of the present embodiment will be described. The illegal radio wave received by the antenna 11 is supplied as a received signal to the modulation scheme estimator / decoder 12, where the modulation scheme is estimated, demodulated in a scheme corresponding to the estimated modulation scheme, and 0 or This is a decoded signal that is a data string of 1 values.

変調方式推定・復号器12により復号された受信信号は、スクランブラ推定器・デスクランブラ15にて、受信信号にかかっているスクランブルの方式が公知の方法で推定され、そのスクランブルを解除するデスクランブルが施される。デスクランブルされたデータXtは、フレーム長検出器16に供給され、図2に示したUW(本発明におけるヘッダ情報に相当する)の出現周期、すなわちフレーム周期が後述するARモデル推定法によって検出される。   The received signal decoded by the modulation scheme estimator / decoder 12 is descrambled by a scrambler estimator / descrambler 15 in which the scramble scheme applied to the received signal is estimated by a known method and the scramble is released. Is given. The descrambled data Xt is supplied to the frame length detector 16, and the appearance period of UW (corresponding to header information in the present invention) shown in FIG. 2, that is, the frame period is detected by the AR model estimation method described later. The

フレーム長検出器16により検出されたフレーム周期の情報は、入力データXtと共にUW・データ抽出器17に供給され、ここでフレーム中のUWを除くデータ(図2のDATA)が抽出される。抽出されたデータは、UW・データ抽出器17内又は次段の再生回路で再生され(圧縮されている場合には、圧縮方式の推定が必要な場合もある)、例えば元の音声信号、あるいはFAXデータ等に復元される。   The frame period information detected by the frame length detector 16 is supplied to the UW / data extractor 17 together with the input data Xt, where data excluding UW in the frame (DATA in FIG. 2) is extracted. The extracted data is reproduced in the UW / data extractor 17 or in the reproduction circuit of the next stage (in the case of compression, it may be necessary to estimate the compression method), for example, the original audio signal, or Restored to FAX data or the like.

次に、フレーム長検出器16がフレーム長検出のために用いるARモデル推定法について、図3の構成及び図4のフローチャートと共に詳細に説明する。図3において、フレーム長検出器16の一部は、縦続接続されたp個の加算器21〜21と、入力信号Xtを単位時間ずつ遅延する縦続接続されたp個の遅延器23〜23と、遅延器23、23、・・・、23の各出力遅延信号と、係数a、a、・・・、aとを別々に乗算し、その乗算結果を対応する加算器21、21、・・・、21へ出力する乗算器22〜22とより構成されている。 Next, the AR model estimation method used by the frame length detector 16 for frame length detection will be described in detail with reference to the configuration of FIG. 3 and the flowchart of FIG. In FIG. 3, a part of the frame length detector 16 includes p adders 21 1 to 21 p connected in cascade and p delay units 23 1 connected in cascade to delay the input signal Xt by unit time. to 23 and p, delayer 23 1, 23 2, ..., and the output delay signal of 23 p, the coefficient a 1, a 2, ..., and a p multiplied separately, the multiplication result .., 21 p and corresponding multipliers 22 1 to 22 p that output to the corresponding adders 21 1 , 21 2 ,.

フレーム長検出器16がフレーム長検出のために用いるARモデル推定法では、まず、加算平均計算用メモリの値siを予め0クリアする(図4のステップS1)。続いて、検出対象のデータを切り出して、図3に示したARモデルにおける係数{ai}を計算する(図4のステップS2)。ここで、上記のiは1〜pの値であり、また、上記の係数{ai}は、図3の最終段の加算器21pの出力である予測誤差が最小となるような係数a〜aである。 In the AR model estimation method used by the frame length detector 16 for frame length detection, first, the value si in the arithmetic mean calculation memory is cleared to 0 beforehand (step S1 in FIG. 4). Subsequently, the detection target data is cut out, and the coefficient {ai} in the AR model shown in FIG. 3 is calculated (step S2 in FIG. 4). Here, i is a value from 1 to p, and the coefficient {ai} is a coefficient a 1 to a coefficient that minimizes a prediction error that is the output of the adder 21p at the final stage in FIG. a p .

続いて、各々の加算平均計算用メモリの値siに、今回得られた係数aiの値を加算して、siの値を更新する(図4のステップS3)。続いて、ステップS3の今回計算した結果が、予め設定したN回目の計算結果かどうか判定し(図4のステップS4)、そうでなければ再びステップS2における係数aiの計算、ステップS3における加算平均計算用メモリの値siの更新を行う。   Subsequently, the value of the coefficient ai obtained this time is added to the value si of each arithmetic mean calculation memory to update the value of si (step S3 in FIG. 4). Subsequently, it is determined whether or not the current calculation result in step S3 is a preset Nth calculation result (step S4 in FIG. 4). Otherwise, the coefficient ai is calculated again in step S2, and the averaging in step S3 is performed again. The value si of the calculation memory is updated.

このようにして、上記のステップS2とS3の計算を予め設定したN回繰り返し行う。繰り返す際には、ステップS2において切り出してくるデータは、常に互いに素な部分から切り出してくるものとする。また、繰り返し回数Nは、実験的に予め定められているものとする。   In this way, the calculations in steps S2 and S3 are repeated N times set in advance. When iterating, the data cut out in step S2 is always cut out from disjoint parts. In addition, the number of repetitions N is determined experimentally in advance.

ステップS4でN回計算したと判定されたときには、各々の加算平均計算用メモリの値siをNで除算して、加算平均AVsi(=si/N)を算出する(図4のステップS5)。最後に、加算平均結果AVsiを並べてピーク検出を行い、ピーク周期を求める(図4のステップS6)。すなわち、各加算平均AVsiは、係数a1からapまでのp個の加算平均値が得られ、それらの中のピーク値を求める。このようにして、受信信号に対して時間を異ならせてピーク値を順次求めていく。このようにして得られるピーク周期がヘッダであるUWの周期と検出でき、これがフレーム周期に相当する。   When it is determined in step S4 that the calculation has been performed N times, the value si of each addition average calculation memory is divided by N to calculate the addition average AVsi (= si / N) (step S5 in FIG. 4). Finally, peak detection is performed by arranging the averaging results AVsi to obtain a peak period (step S6 in FIG. 4). That is, for each addition average AVsi, p addition average values from coefficients a1 to ap are obtained, and a peak value among them is obtained. In this way, the peak values are sequentially obtained with different times for the received signal. The peak period obtained in this way can be detected as the UW period as the header, and this corresponds to the frame period.

次に、本実施の形態によるフレーム長の検出結果と従来のフレーム長検出結果についての実験結果について図5と共に説明する。図5(A)、(B)及び後述する同図(C)、(D)の縦軸は相関値又はARフィルタ係数の値、横軸は相関を計算する位置(ARモデル推定法では、係数aiの順番であり、ここではi=pが1025である)を示す。   Next, the results of detection of the frame length according to this embodiment and the experimental results of the conventional frame length detection result will be described with reference to FIG. 5A and 5B and FIGS. 5C and 5D to be described later, the vertical axis indicates the correlation value or the AR filter coefficient value, and the horizontal axis indicates the position for calculating the correlation (in the AR model estimation method, the coefficient ai, where i = p is 1025).

UW長が十分な長さの場合(例えば、24ビット)、従来の部分相関法によるフレーム長検出結果を図5(A)に、本実施の形態によるARモデル推定法(線形予測法)によるフレーム長検出結果を同図(B)に示す。UW長が十分な長さの場合は、図5(A)に示す従来の部分相関法ではノイズが目立つが、部分相関法及びARモデル推定法(線形予測法)のいずれもピーク位置が識別できるので、ピーク周期、すなわちフレーム周期を判定することができる。   When the UW length is sufficient (for example, 24 bits), the frame length detection result by the conventional partial correlation method is shown in FIG. 5A, and the frame by the AR model estimation method (linear prediction method) according to this embodiment is shown in FIG. The long detection result is shown in FIG. When the UW length is sufficiently long, noise is conspicuous in the conventional partial correlation method shown in FIG. 5A, but the peak position can be identified by both the partial correlation method and the AR model estimation method (linear prediction method). Therefore, the peak period, that is, the frame period can be determined.

しかし、UW長が十分な長さでない場合(例えば、8ビット)、従来の部分相関法によるフレーム長検出結果を図5(C)に、本実施の形態によるARモデル推定法(線形予測法)によるフレーム長検出結果を同図(D)に示すように、従来の部分相関法では、ピークの相関値が他の位置の相関値とそれほどの差がなく、ピーク位置の識別が困難である。これに対し、本実施の形態によれば、図5(D)に示すように、ピークのある係数とそうでない係数との値の差が十分にあり、ai=512の位置にピークがあることが分かる。従って、本実施の形態によれば、従来では困難であったノイズに埋もれた微弱信号の周期性信号のフレーム周期を、UW長が短くても短時間で精度良く検出することができる。   However, when the UW length is not sufficient (for example, 8 bits), the frame length detection result by the conventional partial correlation method is shown in FIG. 5C, and the AR model estimation method (linear prediction method) according to the present embodiment. As shown in FIG. 4D, the conventional partial correlation method has a peak correlation value that is not so different from the correlation values of other positions, and it is difficult to identify the peak position. On the other hand, according to the present embodiment, as shown in FIG. 5D, there is a sufficient difference in the value between the coefficient with the peak and the coefficient with no peak, and there is a peak at the position of ai = 512. I understand. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to accurately detect the frame period of the periodic signal of a weak signal buried in noise, which has been difficult in the past, even in a short UW length.

次に、本発明の他の実施の形態について説明する。上記の実施の形態においては、ARモデル推定法によって、フレーム長の検出を行っているが、他の実施の形態は、ARモデル推定法を自己相関法に置き換えたものである。この自己相関法は、図6(A)に示す、データが0,1のビット列である入力周期性信号を、その周期性信号に対してデータをずらした図6(B)に示す信号との相関をとる方法である。   Next, another embodiment of the present invention will be described. In the above embodiment, the frame length is detected by the AR model estimation method, but in the other embodiments, the AR model estimation method is replaced with an autocorrelation method. This autocorrelation method uses an input periodic signal, which is a bit string of data 0 and 1, shown in FIG. 6 (A) with the signal shown in FIG. 6 (B) in which the data is shifted with respect to the periodic signal. This is a method of obtaining a correlation.

この方法では、データ長が非常に長い場合には計算量が多くなってしまうため、実際にはある程度で打ち切って結果を出力するが、この自己相関法でも上記の実施の形態と略同様の効果が得られる。   In this method, if the data length is very long, the amount of calculation increases, so the result is actually output after being cut off to some extent, but this autocorrelation method has substantially the same effect as the above embodiment. Is obtained.

なお、本発明とは直接の関係はないが、上記の実施の形態では、変調方式を推定するようにしたが、変調方式が既知の場合は不要であり、また、スクランブル方法も既知であれば、スクランブルの推定手段は不要である。他方、誤り訂正符号の方式が不明である電波を受信する時には、復号部13の初段に誤り訂正符号推定・復号器を設ける必要がある。   Although not directly related to the present invention, in the above embodiment, the modulation scheme is estimated, but it is not necessary if the modulation scheme is known, and if the scramble method is also known. The scramble estimation means is unnecessary. On the other hand, when receiving a radio wave whose error correction code method is unknown, it is necessary to provide an error correction code estimation / decoder at the first stage of the decoding unit 13.

本発明装置の一実施の形態のブロック図である。It is a block diagram of one embodiment of the device of the present invention. 図1の装置で受信する信号のフォーマットの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the format of the signal received with the apparatus of FIG. ARモデル推定法を実現する装置の要部の一例の構成図である。It is a block diagram of an example of the principal part of the apparatus which implement | achieves AR model estimation method. ARモデル推定法の一例の説明用フローチャートである。It is an explanatory flowchart of an example of an AR model estimation method. 従来装置と本発明装置の一実施の形態とのフレーム長検出結果を、UW長が長い時と短い時とで対比して示す図である。It is a figure which shows the frame length detection result of the conventional apparatus and one embodiment of this invention apparatus by comparing when the UW length is long and when it is short. 本発明装置の他の実施の形態でフレーム長検出に用いる自己相関法の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the autocorrelation method used for frame length detection in other embodiment of this invention apparatus. 従来装置でフレーム長検出に用いる部分相関法の一例の説明図である。It is explanatory drawing of an example of the partial correlation method used for frame length detection with the conventional apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

11 アンテナ
12 変調方式推定・復号器
13 復号部
15 スクランブラ推定器・デスクランブラ
16 フレーム長検出器
17 UW・データ抽出器



DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Antenna 12 Modulation system estimation / decoder 13 Decoding part 15 Scrambler estimator / descrambler 16 Frame length detector 17 UW / data extractor



Claims (6)

固定パターンのヘッダと固定長のデータとからなるフレームが時系列的に合成されており、フレーム周期が未知の周期性信号を受信する第1のステップと、
受信された前記周期性信号に対し、自己回帰(AR)モデル推定法を適用して、該ARモデル推定法の複数の係数のうちのピーク周期を検出することによって、前記ヘッダの周期を求める第2のステップと、
前記第2のステップで求めた前記ヘッダの周期に基づき、前記受信された周期性信号のフレーム周期を検出する第3のステップと
を含むことを特徴とする周期性信号の周期検出方法。
A first step of receiving a periodic signal in which a frame composed of a fixed pattern header and fixed length data is synthesized in time series, and the frame period is unknown;
A process for obtaining a period of the header by applying an autoregressive (AR) model estimation method to the received periodic signal and detecting a peak period among a plurality of coefficients of the AR model estimation method. Two steps,
And a third step of detecting a frame period of the received periodic signal based on the period of the header obtained in the second step.
前記第2のステップは、前記周期性信号のデータを切り出してきて前記ARモデル推定法における複数の係数のそれぞれについて別々に値を計算することを、予め設定した回数繰り返して加算し、加算平均を算出する第4のステップと、前記複数の係数のそれぞれの加算平均値を並べてピーク値を求める第5のステップとを含み、そのピーク値の周期から前記フレーム周期を検出することを特徴とする請求項1記載の周期性信号の周期検出方法。   In the second step, the data of the periodic signal is cut out and the values are separately calculated for each of the plurality of coefficients in the AR model estimation method. 4. A fourth step of calculating, and a fifth step of obtaining a peak value by arranging the respective average addition values of the plurality of coefficients, and detecting the frame period from the period of the peak value. Item 6. A periodic signal period detection method according to Item 1. 固定パターンのヘッダと固定長のデータとからなるフレームが時系列的に合成されており、フレーム周期が未知の周期性信号を受信する第1のステップと、
受信された前記周期性信号に対し、自己相関法を適用して前記ヘッダの周期を求める第2のステップと、
前記第2のステップで求めた前記ヘッダの周期に基づき、前記受信された周期性信号のフレーム周期を検出する第3のステップと
を含むことを特徴とする周期性信号の周期検出方法。
A first step of receiving a periodic signal in which a frame composed of a fixed pattern header and fixed length data is synthesized in time series, and the frame period is unknown;
A second step of applying an autocorrelation method to the received periodic signal to determine the period of the header;
And a third step of detecting a frame period of the received periodic signal based on the period of the header obtained in the second step.
固定パターンのヘッダと固定長のデータとからなるフレームが時系列的に合成されており、フレーム周期が未知の周期性信号を受信する受信手段と、
受信された前記周期性信号に対し、自己回帰(AR)モデル推定法を適用して、該ARモデル推定法の複数の係数のうちのピーク周期を検出することによって、前記ヘッダの周期を求める周期検出手段と、
前記周期検出手段で求めた前記ヘッダの周期に基づき、前記受信された周期性信号の前記データを抽出する抽出手段と
を有することを特徴とする周期検出装置。
A receiving means for receiving a periodic signal in which a frame composed of a fixed pattern header and fixed length data is synthesized in time series, and the frame period is unknown;
A period for obtaining the period of the header by applying an autoregressive (AR) model estimation method to the received periodic signal and detecting a peak period among a plurality of coefficients of the AR model estimation method. Detection means;
A period detecting device comprising: extraction means for extracting the data of the received periodic signal based on the period of the header obtained by the period detecting means.
前記周期検出手段は、前記周期性信号が供給される縦続接続された複数の加算器と、前記周期性信号を単位時間ずつ遅延する縦続接続された複数の遅延回路と、前記ARモデル推定法の前記複数の係数のそれぞれと別々に前記複数の遅延回路の各出力信号と乗算を行い、その乗算結果を前記複数の加算器のうち対応する一の加算器へ供給する複数の乗算器とからなる回路部を含み、前記複数の加算器のうち最終段の加算器から出力される予測誤差が最小となるように前記複数の係数の各値を決定することを、予め設定した回数繰り返し、得られた前記複数の係数のそれぞれの加算平均値のピーク値の周期から前記ヘッダの周期を検出することを特徴とする請求項4記載の周期検出装置。   The period detection means includes a plurality of cascaded adders to which the periodic signal is supplied, a plurality of cascaded delay circuits that delay the periodic signal by unit time, and the AR model estimation method. A plurality of multipliers for multiplying each output signal of the plurality of delay circuits separately from each of the plurality of coefficients and supplying the multiplication result to a corresponding one of the plurality of adders; Determining a value of each of the plurality of coefficients so as to minimize a prediction error output from an adder at a final stage of the plurality of adders, and the circuit unit is obtained a predetermined number of times. 5. The period detection device according to claim 4, wherein the period of the header is detected from a period of a peak value of each addition average value of the plurality of coefficients. 固定パターンのヘッダと固定長のデータとからなるフレームが時系列的に合成されており、フレーム周期が未知の周期性信号を受信する受信手段と、
受信された前記周期性信号に対し、自己相関法を適用して前記ヘッダの周期を求める周期検出手段と、
前記周期検出手段で求めた前記ヘッダの周期に基づき、前記受信された周期性信号の前記データを抽出する抽出手段と
を有することを特徴とする周期検出装置。

A receiving means for receiving a periodic signal in which a frame consisting of a fixed pattern header and fixed length data is synthesized in time series, and the frame period is unknown,
Period detection means for obtaining the period of the header by applying an autocorrelation method to the received periodic signal;
A period detecting device comprising: extraction means for extracting the data of the received periodic signal based on the period of the header obtained by the period detecting means.

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010524318A (en) * 2007-04-03 2010-07-15 ブリティッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニー Video quality evaluation method and system
JP6479299B2 (en) * 2017-02-27 2019-03-06 三菱電機株式会社 Signal detection device, sampling device, illegal radio wave monitoring system, signal source position estimation system, interference avoidance communication system, and signal waveform data collection method
CN111490789A (en) * 2020-04-15 2020-08-04 中国科学技术大学 Periodic weak signal detection method and device based on pseudo median accumulation
CN115393303A (en) * 2022-08-17 2022-11-25 上海精积微半导体技术有限公司 Periodic extraction method of periodic structure and wafer defect detection method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6088372A (en) * 1983-10-19 1985-05-18 Mitsubishi Electric Corp Signal detector
JP2000261397A (en) * 1999-03-09 2000-09-22 Ntt Docomo Inc Frame synchronizing circuit and frame timing extracting method

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6088372A (en) * 1983-10-19 1985-05-18 Mitsubishi Electric Corp Signal detector
JP2000261397A (en) * 1999-03-09 2000-09-22 Ntt Docomo Inc Frame synchronizing circuit and frame timing extracting method

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010524318A (en) * 2007-04-03 2010-07-15 ブリティッシュ・テレコミュニケーションズ・パブリック・リミテッド・カンパニー Video quality evaluation method and system
KR101464398B1 (en) 2007-04-03 2014-11-26 브리티쉬 텔리커뮤니케이션즈 파블릭 리미티드 캄퍼니 Method and system for video quality assessment
JP6479299B2 (en) * 2017-02-27 2019-03-06 三菱電機株式会社 Signal detection device, sampling device, illegal radio wave monitoring system, signal source position estimation system, interference avoidance communication system, and signal waveform data collection method
JPWO2018154772A1 (en) * 2017-02-27 2019-06-27 三菱電機株式会社 Signal detection apparatus, sampling apparatus, illegal radio monitoring system, signal source position estimation system, interference avoidance communication system, and signal waveform data collection method
CN111490789A (en) * 2020-04-15 2020-08-04 中国科学技术大学 Periodic weak signal detection method and device based on pseudo median accumulation
CN111490789B (en) * 2020-04-15 2023-03-10 中国科学技术大学 Periodic weak signal detection method and device based on pseudo median accumulation
CN115393303A (en) * 2022-08-17 2022-11-25 上海精积微半导体技术有限公司 Periodic extraction method of periodic structure and wafer defect detection method
CN115393303B (en) * 2022-08-17 2023-11-17 上海精积微半导体技术有限公司 Periodic structure period extraction method and wafer defect detection method

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