JP2009515173A - スペクトログラムを用いた時間周波数コードの検出 - Google Patents

Abstract

デジタル・ストレージ・オシロスコープ内のスペクトログラム発生ソフトウェアを用いて、周波数ホッピング信号の周波数ホッピング・パターンを検出する。スペクトログラムを用いることにより、信号を復号することなく、キャリアの位相又は周波数を回復することなく、最適なサンプル・タイミングを決定することなく、システム・タイミングを決定することなく、ホッピング・パターンを判断できる。ホッピング・パターンの少なくとも１回の繰り返しを含むデータのブロックは、既知のホッピング・パターンと共に、そのデータの関連シンボルの継続時間に対して分析される。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般に、試験及び測定機器の分野に関し、特に、デジタル・ストレージ・オシロスコープにおいてスペクトログラムの使用に関する。

優先権主張

本件特許出願は、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９（ｅ）に基づいて、２００５年１１月３日に出願され本件特許出願と同じ法人に譲渡された米国仮特許出願番号６０／７３３３９１号で名称が「スペクトログラムを用いた時間周波数コードの検出」（カメロン）と、２００５年１０月２３日に出願され本件特許出願と同じ法人に譲渡された米国特許出願番号１１／５８５５０９号で名称が「スペクトログラムを用いた時間周波数コードの検出」（カメロン）とを優先権主張する。

発明の背景

多くの最新のコミュニケーション・システムは、時間領域及び周波数領域の両方において有用な情報を有するシグナリング・パターンを用いている。いくつかのスペクトラム・アナライザで従来利用可能な１つの有用なツールは、スペクトログラムである。これを用いて、時間領域及び周波数領域の両方を同時に観察できる。スペクトログラムは、時間領域用の１つの軸と、周波数領域用の１つの軸とを有し、色を用いてパワー・レベルを表している。

ホッピング・パターンを用いる１つのシステムは、ワイメディア（WiMedia）アライアンス（以前はマルチ帯域ＯＦＤＭアライアンス（ＭＢＯＡ）として知られている）フォーマットであり、その１例は、無線ＵＳＢ信号である。ワイメディア信号が用いるホッピング信号は、時間周波数コード（ＴＦＣ）と呼ばれ、２の形式のパターンがある。第１形式は、時間周波数インターリーブ（ＴＦＩ）と呼ばれ、帯域グループ内の３つの周波数番の間にて種々のパターンでホッピングする信号を含む。第２形式は、周波数固定インターリーブ（ＦＦＩ）と呼ばれ、信号がホッピングしないが、１つの周波数帯域内に留まる。ＴＦＣコードの長さは、６シンボルであるので、パケットの期間中、少なくとも数回にわたり繰り返される。各周波数帯域は５２８ＭＨｚの幅で、ワイメディアが定義する第１帯域グループ内に３つの周波数帯域が存在する。よって、総合信号は、ほぼ１．６ＧＨｚ幅である。

従来は、スペクトラム・アナライザを用いてスペクトログラムを発生した。しかし、超広帯域幅の信号を分析するために、オシロスコープを用いてこの信号を捕捉しなければならない。その理由は、スペクトラム・アナライザの実時間帯域幅が非常に限定されているためである。オシロスコープがスペクトログラムを計算し表示する手段を具えていれば、そのアルゴリズムは、その出力を捉え、時間周波数コードを求めることができる。スペクトログラムがオシロスコープで利用できないと、スペクトログラムを提供できるツール（一例としてＭＡＴＬＡＢ）により、捕捉データを後処理しなければならなくなる。

時間及び周波数の情報を有する信号を試験するのに、スペクトログラムは非常に有用なツールであるが、これは、汎用ツールであり、時間周波数コードなどの信号パラメータの自動的判断を行わない。

民生ラジオは、信号を復調し、ワイメディア信号のプリアンブル及びヘッダを復号して、受信信号のＴＦＣ信号を判断できる。試験及び測定装置は、この方法でＴＦＣコードを判断できるが、この方法は、特注ソフトウェア・プログラムを含んで、この信号を復調すると共に、ヘッダ内の情報を復号する。

無線ＵＳＢラジオの如き民生装置を試験及び測定装置に直接接続できないので、この解決法は、空中に送信されていない信号においても動作できなければならない。しかし、試作ラジオは、直接接続のオプションを有するので、この解決法は、両方の場合において適切に機能する必要がある。

試験及び測定機器、特にデジタル・ストレージ・オシロスコープにおいて、スペクトログラムを発生するソフトウェアを用いて、周波数ホッピング信号の周波数ホッピング・パターンを検出する。スペクトログラムを用いることにより、信号を復調することなく、キャリアの位相又は周波数を回復することなく、適切なサンプリング・タイミングを決定することなく、又はシステム・タイミングを決定することなく、ホッピング・パターンを判断できる。ホッピング・パターンの少なくとも１回の繰り返しを含むデータのブロックは、既知のホッピング・パターンと共に、そのデータの関連シンボルの継続時間に対して分析される。

本発明の概念は、次の通りである。
（１）周波数ホッピング信号の周波数ホッピング・パターンを検出するのに適合したオシロスコープであって、
被試験信号を受信する入力と、
上記被試験信号をサンプリングし、デジタル信号サンプルを発生し、該デジタル信号サンプルを取込みメモリに蓄積する取込みユニットと、
上記デジタル信号サンプルを処理する波形処理回路と、
上記処理したデジタル信号サンプルを蓄積する波形メモリと、
上記処理したデジタル信号サンプルの表現を表示する表示器と、
上記取込みユニット、上記波形処理ユニット及び上記表示器を制御する制御器とを具え、
該制御器は、上記デジタル信号サンプルからのスペクトログラムの計算、上記被試験信号のＴＦＣの見積り、該見積ったＴＦＣが既知のＴＦＣとマッチするかの判断、上記表示スクリーン上への上記ＴＦＣの表示を制御することを特徴とするオシロスコープ。
（２）上記制御器がプログラムされて、上記デジタル信号サンプルからの上記スペクトログラムの上記計算、上記被試験信号の上記ＴＦＣの上記見積り、上記見積ったＴＦＣが上記既知のＴＦＣとマッチするかの上記判断、上記表示スクリーン上への上記ＴＦＣの表示を実行することを特徴とする概念１のオシロスコープ。
（３）上記制御器が更にプログラムされて、上記被試験信号の時間周波数インターリーブ・パターン（ＴＦＩ）を検出し、上記表示スクリーン上に上記ＴＦＩパターンを表示することを特徴とする概念２のオシロスコープ。
（４）上記制御器が更にプログラムされて、上記表示スクリーン上に上記スペクトログラムを表示することを特徴とする概念３のオシロスコープ。
（５）上記制御器が更にプログラムされて、上記被試験信号のシンボルのパワー・レベルを計算し、上記表示スクリーン上に上記スペクトログラム内の上記パワー・レベルの指示を表示することを特徴とする概念４のオシロスコープ。
（６）上記被試験信号の上記シンボルの上記パワー・レベルが色により指示されることを特徴とする概念４のオシロスコープ。
（７）上記制御器が更にプログラムされて、上記被試験信号の固定周波数インターリーブ・パターン（ＦＦＩ）を検出し、上記表示スクリーン上に上記ＦＦＩパターンを表示することを特徴とする概念２のオシロスコープ。
（８）上記制御器が更にプログラムされて、上記表示スクリーン上に上記スペクトログラムを表示することを特徴とする概念７のオシロスコープ。
（９）上記制御器が更にプログラムされて、上記被試験信号のシンボルのパワー・レベルを計算し、上記表示スクリーン上に上記スペクトログラム内の上記パワー・レベルの指示を表示することを特徴とする概念８のオシロスコープ。
（１０）上記被試験信号の上記シンボルの上記パワー・レベルが色により指示されることを特徴とする概念９のオシロスコープ。
（１１）上記制御器が上記波形処理回路を制御して、上記デジタル信号サンプルからの上記スペクトログラムの上記計算、上記被試験信号の上記ＴＦＣの上記見積り、上記見積ったＴＦＣが上記既知のＴＦＣとマッチするかの上記判断、上記表示スクリーン上での上記ＴＦＣの表示を実行することを特徴とする概念１のオシロスコープ。
（１２）上記制御器が上記波形処理回路を制御して、上記デジタル信号サンプルからの上記スペクトログラムの上記計算、上記被試験信号の上記ＴＦＣの上記見積り、上記見積ったＴＦＣが上記既知のＴＦＣとマッチするかの上記判断、上記表示スクリーン上での上記ＴＦＣの表示を実行することを特徴とする概念１１のオシロスコープ。
（１３）上記制御器が上記波形処理回路を制御して、上記被試験信号の時間周波数インターリーブ・パターン（ＴＦＩ）を検出し、上記表示スクリーン上に上記ＴＦＩパターンを表示することを特徴とする概念１２のオシロスコープ。
（１４）上記制御器が上記波形処理回路を制御して、上記表示スクリーン上に上記スペクトログラムを表示することを特徴とする概念１３のオシロスコープ。
（１５）上記制御器が更にプログラムされて、上記被試験信号のシンボルのパワー・レベルを計算し、上記表示スクリーン上に上記スペクトログラム内の上記パワー・レベルの指示を表示することを特徴とする概念１４のオシロスコープ。
（１６）上記被試験信号の上記シンボルの上記パワー・レベルが色により指示されることを特徴とする概念１５のオシロスコープ。
（１７）上記制御器が上記波形処理回路を制御して、上記被試験信号の固定周波数インターリーブ・パターン（ＦＦＩ）を検出し、上記表示スクリーン上に上記ＦＦＩパターンを表示することを特徴とする概念１２のオシロスコープ。
（１８）上記制御器が上記波形処理回路を制御して、上記表示スクリーン上に上記スペクトログラムを表示することを特徴とする概念１７のオシロスコープ。
（１９）上記制御器が更にプログラムされて、上記被試験信号のシンボルのパワー・レベルを計算し、上記表示スクリーン上に上記スペクトログラムにおける上記パワー・レベルの指示を表示することを特徴とする概念１８のオシロスコープ。
（２０）上記被試験信号の上記シンボルの上記パワー・レベルを色により指示することを特徴とする概念１９のオシロスコープ。
（２１）デジタル・ストレージ・オシロスコープにおける使用にて、周波数ホッピング信号の周波数ホッピング・パターンを検出する方法であって、
ａ）上記信号のサンプルを取込み、
ｂ）上記信号サンプルからスペクトログラムを計算し、
ｃ）上記信号のシンボルのシンボル長を計算し、
ｄ）絶対周波数帯域を個別周波数にマッピングし、
ｅ）各周波数スライス用の各周波数帯域におけるパワーを計算し、
ｆ）上記シンボルにおけるパワーを計算し、
ｇ）各アクティブ・シンボルに対してステップｃ〜ｆを繰り返し、
ｈ）全体の時間周波数コード（ＴＦＣ）がアクティブかを判断して、アクティブの場合に現在のＴＦＣを見積り、
ｉ）上記見積ったＴＦＣを、総ての可能なＴＦＣの蓄積データ表現と比較し、
ｊ）上記オシロスコープの表示スクリーン上にマッチしたＴＦＣを表示する
方法。
（２２）ｋ）上記信号の時間周波数インターリーブ・パターン（ＴＦＩ）を検出し、
ｌ）上記表示スクリーン上に上記ＴＦＩを表示する
ステップを更に具えた概念２１の方法。
（２３）ｍ）上記表示スクリーン上に上記スペクトログラムを表示する
ステップを更に具えた概念２２の方法。
（２４）ｎ）上記信号の固定周波数インターリーブ・パターン（ＦＦＩ）を検出し、
ｏ）上記表示スクリーン上に上記ＦＦＩを表示する
ステップを更に具え、上記ステップｎが上記ステップｊの直後に続くこと特徴とする概念２１の方法。
（２５）ｐ）上記表示スクリーン上に上記スペクトログラムを表示する
ステップを更に具えた概念２４の方法。

実施例の詳細な説明

この特別に説明する実施例にとって、周波数ホッピング・システムは、ワイメディア・アライアンス（WiMedia）フォーマットであり、これは、ＯＤＦＭを用いるが、ＯＦＤＭは直交周波数分割多重を表す。ワイメディア信号は、超広帯域幅（ＵＷＢ）信号であり、無線ＵＳＢコミュニケーション・システム用の物理層として選択されている。以下の説明は、ワイメディア物理層の用語を用いるが、本発明は、既知のホッピング・パターン（狭帯域幅及び／又は非ＯＦＤＭシステムを含む）による他のホッピング・システムに対しても同様に有効である。

ここでは、スペクトログラムの通常出力を用いて、１組の時間周波数コードのどの時間周波数コードを用いたかを判断できると認識している。変調フォーマットの特定パラメータの以前に蓄積した知識（即ち、特定パラメータに関連するデータ）、特に、各帯域の周波数位置、可能な時間周波数コード、及び各シンボルの持続時間を利用して、時間周波数コード決定を行っている。

都合の良いことには、本発明は、信号を復調することなく、時間周波数コード（ＴＦＣ）を求める。その結果、エラー補正又は等化を行う必要がない。また、本発明によりＴＦＣを求める際に、ＲＦキャリアの位相及び周波数を回復することや、適切なシンボル・タイミングを回復することや、又は任意のフレーミング情報を求めることが必要ない点に留意することも重要である。さらに、完全なパケットが捕捉されなくても、又は、パケットのプリアンブル及びヘッダが存在しなくても、本発明により、正確に検出できる。しかし、本発明によるＴＦＣの適切な判断のためには、信号の長さは、少なくとも時間周波数コードと同じだけの長さでなければならない。このため、ワイメディア・アライアンス（WiMedia）信号は、６シンボルである。

ワイメディアは、時間周波数コード（ＴＦＣ）として知られているホッピング・パターンを用いる。ここでは、いくつかのパターンが複数の周波数帯域の間でホッピングし、いくつかが単一の周波数帯域内で固定的に留まる。本発明のアルゴリズムは、検出した時間周波数コードがホッピングするかしないにせよこの時間周波数コードと、時間周波数コードの継続期間中にシンボルが配置されている周波数帯域とを戻す。

図１の流れ図１００を参照する。アルゴリズムは、ステップ１０２で開始し、ステップ１０４に進む。ここでは、ワイメディア信号のスペクトログラムを計算する。次に、プログラムはステップ１０６に進み、現在のサンプル・レートでのシンボル長（時間での）を計算する。

空中に送信されていないワイメディア信号のスペクトログラム２０５の例を図２の表示スクリーン２００上に示す。スペクトログラム２０５は、１組のパターンに応じて周波数がホッピングする信号を示す。この信号は、３列に表示される。スペクトログラム２０５の底部におけるｘ軸の凡例は、信号の左端列が約３．５ＧＨｚの周波数に対応することを示し、信号の中央列が約４ＧＨｚの周波数に対応することを示し、信号の右端列が約４．５ＧＨｚの周波数に対応することを示す。

スペクトログラム２０５の左側のｙ軸の凡例（即ち、時間軸）は、マイクロ秒（μｓ）での時間を示す。よって、スペクトログラム２０５に示された例から、３．５ＧＨｚの周波数の信号が４ＧＨｚにホッピングした後、１μｓ未満で４．５ＧＨｚにホッピングし、この処理を繰り返すことが判る。

色凡例２１０は、上から下に可視光の色スペクトルを表示する。すなわち、影付き領域２１２が赤色を表し、影付き領域２１３がオレンジ色を表し、影付き領域２１４が黄色を表し、影付き領域２１５が緑色を表し、影付き領域２１６が青色を表し、影付き領域２１７が紫色を表す。任意の２つの色の中間に、これら２つの色の組合せの色を生じることが当業者には理解できよう。例えば、青領域及び緑領域の中間は、シアンの色になるが、黒及び白で表す図面の限界により、ここではそのように示すことができない。色凡例２１０に隣接するｙ軸凡例は、スペクトログラム２０５の信号の列にて表示される波形に適用したとき、種々の色が相対パワー・レベルを示す。すなわち、青色で示す波形は、低パワー信号を表し、赤色で示す波形は、高パワー信号を表す。残念なことに、再度、これを黒及び白の図面にて簡単に伝えることができない。

図２のスペクトログラム２０５の表示された波形の総て（即ち、信号又はシンボル）が赤、赤オレンジ又はオレンジの色相であると仮定する。この場合、周期的に周波数が変化する赤、赤オレンジ又はオレンジのブロックとしてシンボルが表示されるので、強い信号レベル（即ち、ノイズ・レベルより上の約２０ｄｂ）で周波数がホッピングする信号を観察していることが当業者には判るだろう。図２において、ソフトウェアは、その信号帯域幅よりもわずかに広い帯域幅に信号を自動的に低い周波数に変換し、再サンプリングするが、これは、検出アルゴリズムを適切に動作させるのに必要なステップではない。

図１の流れ図に戻る。スペクトログラムが計算されると、プログラムは、ステップ１０８に進み、帯域グループ位置（ワイメディア物理層記述内にある各帯域の開始アドレス及び終了アドレス）の絶対周波数をスペクトログラムのデジタル周波数にマッピング（即ち、変換）する。これは、スペクトログラムへの入力のサンプル・レートを知ることにより決定できる。

このマッピング機能を達成するために、このプログラムは、パケット長をサンプルの数として定める。考慮する必要があるいくつかの要素がある。第１に、これは、一般的におおよそ単に実行できるが、サンプル・レートは、ワイメディア・シンボル・レートの整数倍ではないので、ワイメディア・シンボルの長さは、シンボルの整数ではない。

第２に、スペクトログラム発生プログラムは、適切なサンプル・タイミングを決めようとしないか、又はフレーミング情報を回復しようとしないので、特定の高速フーリエ変換（ＦＦＴ）（スペクトログラム内の周波数スライス）は、パケットの開始と整列しない。よって、シンボル（この場合、ＯＦＤＭシンボル）からのアクティブ信号を含む第１ＦＦＴは、非アクティブ信号のある部分も含み、この信号がアクティブになる前の長さが未知である。

第３に、シンボルからのアクティブ信号を含む最終ＦＦＴは、非アクティブ信号も含む。これは、シンボル・タイミングを回復しなかったためであり、且つ、（同じサンプル内の）シンボルの長さがＦＦＴ長の整数倍でもないためである。

第４に、スペクトログラムは、そのＦＦＴと重なることができるので、２つの隣接したＦＦＴは独立していないが、共用データのいくらかの割合（１００％未満の０から１サンプルのどこか）で計算される。ＦＦＴを所定時間にわたって計算する。ＦＦＴの重なりを用いて、単一のシンボル期間中により多くのＦＦＴを取る。これは、ＦＦＴ計算用に設定された時間よりも短い時間だけ、データ回復を進めているためである。シンボル長の見積りは、いくつのサンプルが１シンボル内に生じるかを見積る際の重なる量を考慮する必要がある。

このアルゴリズムは、パケットの中間部分で単に計算を行い、１個のシンボルの終わり、複数のシンボルの間のガード期間、次のシンボルの開始を飛び越えて、パケット長の見積りにおけるこれら問題の総てを考慮する。

ワイメディア信号の絶対値を、スペクトログラムが表すデジタル的に等価なものにマッピングするので、プログラムは、ステップ１１０に進み、各周波数帯域内のパワーを積分することにより各周波数帯域のパワーを計算する（スペクトラム・アナライザでのチャネル・パワー測定としても知られている）。ＲＦキャリアの周波数を回復していないので、信号内の周波数オフセットが可能であり、このオフセットは、チャネル・パワーの計算に関しては顕著ではない。

ステップ１１２において、まず、ＦＦＴが他よりも１帯域内にて非常に大きなパワーを有しているかを判断することにより、第１アクティブ・シンボルを見つける。信号の非アクティブ部分を測定すると、存在するのはノイズのみである。これは、複数の周波数帯域にわたり略等しいパワー・レベルを有する。信号が存在すると、周波数帯域の１つは、他の信号よりも多くのエネルギーを有する。よって、まず、検出を行うことにより、ＦＦＴは、他の２つの帯域と関連した１つの帯域内にあるパワー・レベルを有し、信号の開始を見つけたと判断する。

直接接続信号に加えて、空中に送信されていないワイメディア信号を測定したいため、信号レベルが重要となる。すなわち、定義により、放射されたワイメディア信号のパワー・レベルがノイズになる傾向があるので、信号をノイズから区別することが困難である。これは、直接接続信号の特別な問題ではない。これは、ラジオの信号及びノイズ・フロアの間に充分な違いがあるためであり、信号及びノイズの間の明瞭な違いを観察できる。アンテナの近傍で、空中に送信されていない信号にとって、信号レベルが図２に示すように比較的強くできる点に留意されたい。

図３の総ての要素については、図２を参照して既に上述しており、詳細に再度説明する必要はない。図３では、図２のスペクトログラム２０５の場合よりも更に離れて送信アンテナ及び受信アンテナが移動した状態を示す。この点に関し、図３の色付き記号２１０のレンジが、図２の色付き記号２１０と比較して、パワー・レベルにおいて、下方にシフトされている点に留意されたい。

図３のスペクトログラムにおいて、信号レベルが大幅に低下したことが判るので、ノイズ・レベルの２０ｄＢ上ではなく、見つかった最強の信号はノイズよりわずか５ｄＢだけ上である。これに加え、最も左の列の表示に対する最も右の２つの列の「消えかかった」表示は、信号が低い周波数よりも高い周波数でより一層減衰されていることを示す。ノイズの略全体に最高周波数帯域が示されるのみならず、アクティブ・シンボルがどの帯域を占めるかに応じて、複数のアクティブ・シンボルの間に観察可能な相対パワー差がある。直接接続信号の場合には、観察可能なパワー差は、パワーを有する帯域とノイズの間の差にすぎない。すなわち、アクティブな直接接続信号は、どの帯域を占めるかに関係なく、略同じパワー・レベルである。

このアルゴリズムは、４つの可能な信号レベルの間でしきい値比較を行って、どれがアクティブでどれがアクティブでないかを判断し、複数帯域の間の相対差を可能とする。「４つの可能な信号レベル」は、３つの帯域の１つにおけるアクティブ信号の３つの可能な差レベルと、ノイズのみがある帯域の「信号レベル」とである。

図１に再び戻る。ステップ１１４にて第１シンボルの開始を見つけると、このアルゴリズムは、（ステップ１１６にて）時間周波数コード内のシンボルの残りをチェックして（ワイメディアでは、各コードに６つのＯＦＤＭシンボルがある）、少なくとも１つのＴＦＣコードの期間中にその信号がアクティブであることを確実にする。これは、必要である。その理由は、このアルゴリズムがパケットの開始にてオシロスコープがトリガされたと仮定しないからである。よって、記録内の第１アクティブ・シンボルは、パケットの終わりであってもよく、完全なＴＦＣを形成するのに充分なシンボルがないかもしれない。ステップ１１８にて、このアルゴリズムが完全なＴＦＣを見つけなかったと判断すると、このアルゴリズムは、次のアクティブ・シンボルのためにポイントを進めることから検索（即ち、ステップ１２０からステップ１１２に戻るループ）を開始する。ステップ１２０にて、完全なＴＦＣを全体のデータ記録内に見つけなかったとアルゴリズムが判断すると、アルゴリズムはステップ１３０に進み、ＴＦＣが検出されなかったと報告し、ステップ１３２にて抜け出る。

このアルゴリズムは、パケット・タイミングを回復せず、パケットの開始でのトリガが必要ないので、見つかった第１アクティブ・シンボルは、ＴＦＣパターンの開始にないかもしれない。例えば、見つかった第１アクティブ・シンボルは、第１位置から第６位置までの６つのシンボルのどこかにある。よって、複数の信号パターンを比較する際、総ての可能な時間シフトを考慮するので、例えば｛ｆ２、ｆ３、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ１｝のホッピング・パターンが検出されると、アルゴリズムは、このホッピング・パターンがＴＦＣ１であると正確に報告する。

ステップ１１８で、完全にアクティブなＴＦＣが検出されると、プログラムはステップ１２２に進み、パターンを見積る。これは、各シンボルの期間中に最強のチャネル・パワーのシンボルを選択することにより行える（上述の如く、この計算用にシンボルの中間部分を用いているだけである）。最強帯域のパターンは、ワイメディア物理層標準で規格化された可能な周波数ホッピング・パターンと比較される（ステップ１２４）。完全な一致を見つけることができないと（ステップ１２６）、このアルゴリズムは、ＴＦＣが検出されなかったと報告する。

検出されたホッピング・パターンとワイメディア物理層標準からの有効パターンとの間で完全な一致が行われると（ステップ１２６）、ステップ１２８にて、このアルゴリズムは、ＴＦＣパターンの番号（１及び７の間）と、パターンがホッピングしたか否かの指示（ホッピングに対しては時間周波数インターリーブ（ＴＦＩ）、又は非ホッピングに対しては固定周波数インターリーブ（ＦＦＩ））と、ホッピング・パターン（ＴＦＣ１に対しては｛ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ１、ｆ２、ｆ３｝、ＴＦＣ２に対しては｛ｆ１、ｆ３、ｆ２、ｆ１、ｆ３、ｆ２｝など）とを報告する。

再び図２に戻る。検出されたＴＦＣ（即ち、ＴＦＣ１）をスペクトログラム２０５の上の領域にて表示スクリーン２００に表示することに留意されたい。また、時間周波数インターリーブ（ＴＦＩ）の検出された形式（即ち、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ１、ｆ２、ｆ３）を表示されたＴＦＣの直下に表示することにも留意されたい。

図４は、本発明と共に用いるのに適するデジタル・ストレージ・オシロスコープ（ＤＳＯ）４００の高レベルで簡略化されたブロック図を示す。オシロスコープ４００は、ユーザ回路からの被試験信号（ＳＵＴ）を受ける入力コネクタ４０２を有する。簡略化のため単一のコネクタとして示すが、入力４０２は、実際には、入力チャネルの数ｎ個を有する（ここで、ｎは、任意の合理的な数であるが、通常は、４、２、４又は８）。ｎ個の信号線が入力ブロック４０５に供給され、この入力ブロックは、入力信号を調整する緩衝増幅器、減衰回路などを含むオシロスコープの「フロント・エンド」を表す。入力ブロック４０５は、トリガ・ブロック４５０の第１入力４５４に信号を供給する第１出力４０７と、取込みシステム４１０に調整済み入力信号を供給する第２出力端子４０９とを有する。取込みシステム４１０は、トラック及びホールド回路、Ａ／Ｄ変換器及び循環取込みメモリ（図示せず）を含んでおり、信号サンプルを繰り返し取込み、信号サンプルをデジタル形式に変換し、これら信号サンプルを循環取込みメモリに蓄積する。トリガ・ブロック４５０は、外部トリガ入力コネクタ４０１に結合された第２入力４５２を有する。必要なときに、この第２入力が選択されて、必要に応じて外部供給トリガ信号を受ける。トリガ・ブロック４５０は、内部又は外部のトリガ信号のいずれかを選択するトリガ信号選択スイッチ（図示せず）を含むと共に、特定のトリガ事象を検出するトリガ比較器の配列（図示せず）も含んでいる。

トリガ信号選択スイッチ及びトリガ比較器は、従来技術から判るように、制御器４６０の制御下で動作する。この点に関し、トリガ・ブロック４５０は、制御器４６０からしきい値を示す信号を受けるように結合された第３入力４５６を有する。トリガ・ブロック４５０のトリガ比較器は、多くの異なるトリガ状態を検出するように、ユーザによりプログラム可能である。トリガ・ブロック４５０は、所定のトリガ状態の検出に応じて出力信号を発生し、出力信号を取り込みシステム４１０に結合して、入力信号の特定部分をトリガ事象に関係させる。都合のよいことには、トリガ比較ユニット４５０は、種々の結合組合せ（即ち、直流結合、交流結合、高周波除去など）を含んでおり、ユーザにより正面パネル制御器又はメニュー選択により選択できる。トリガ・ブロック４５０がいくつかのスロープ制御も含んでいることが当業者には理解できよう。

トリガ事象の検出に応答して、取込み回路４１０は、ある所定数のサンプルについてポスト・トリガ・データとして取込みを継続し、停止する。この点は、取込んだデータは、波形メモリ４２０に移動し、波形処理システム４３０で処理して、表示器４４０に表示できる。

上述の如く、図４のブロック図は、高レベルであり、説明を容易にするために簡略化してある。例えば、制御器４６０の機能は、図示の如き単一の制御器により実行できるし、必要に応じて、２個以上の制御器に分割することもできる点が当業者には理解できよう。よって、図１に示すアルゴリズムは、単一の制御器４６０にて実行できるし、又は、多くの制御器の１個にても実行できる。制御器は、マイクロプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどにより実現できるし、包含された専用マイクロプロセッサ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡなどにより波形処理システム内で実行することもできる。上述の実施例の総ては、請求項の範囲により保護される。

図１は、本発明を理解するのに有用な流れ図を示す。 図２は、本発明によるスクリーン表示を示す。 図３は、本発明による他のスクリーン表示を示す。 図４は、簡略されたブロック図形式で、本発明と共に用いるのに適するオシロスコープを示す。

Claims (25)

1. 周波数ホッピング信号の周波数ホッピング・パターンを検出するのに適合したオシロスコープであって、
   被試験信号を受信する入力と、
   上記被試験信号をサンプリングし、デジタル信号サンプルを発生し、該デジタル信号サンプルを取込みメモリに蓄積する取込みユニットと、
   上記デジタル信号サンプルを処理する波形処理回路と、
   上記処理したデジタル信号サンプルを蓄積する波形メモリと、
   上記処理したデジタル信号サンプルの表現を表示する表示器と、
   上記取込みユニット、上記波形処理ユニット及び上記表示器を制御する制御器とを具え、
   該制御器は、上記デジタル信号サンプルからのスペクトログラムの計算、上記被試験信号のＴＦＣの見積り、該見積ったＴＦＣが既知のＴＦＣとマッチするかの判断、上記表示スクリーン上への上記ＴＦＣの表示を制御することを特徴とするオシロスコープ。
2. 上記制御器がプログラムされて、上記デジタル信号サンプルからの上記スペクトログラムの上記計算、上記被試験信号の上記ＴＦＣの上記見積り、上記見積ったＴＦＣが上記既知のＴＦＣとマッチするかの上記判断、上記表示スクリーン上への上記ＴＦＣの表示を実行することを特徴とする請求項１のオシロスコープ。
3. 上記制御器が更にプログラムされて、上記被試験信号の時間周波数インターリーブ・パターン（ＴＦＩ）を検出し、上記表示スクリーン上に上記ＴＦＩパターンを表示することを特徴とする請求項２のオシロスコープ。
4. 上記制御器が更にプログラムされて、上記表示スクリーン上に上記スペクトログラムを表示することを特徴とする請求項３のオシロスコープ。
5. 上記制御器が更にプログラムされて、上記被試験信号のシンボルのパワー・レベルを計算し、上記表示スクリーン上に上記スペクトログラム内の上記パワー・レベルの指示を表示することを特徴とする請求項４のオシロスコープ。
6. 上記被試験信号の上記シンボルの上記パワー・レベルが色により指示されることを特徴とする請求項４のオシロスコープ。
7. 上記制御器が更にプログラムされて、上記被試験信号の固定周波数インターリーブ・パターン（ＦＦＩ）を検出し、上記表示スクリーン上に上記ＦＦＩパターンを表示することを特徴とする請求項２のオシロスコープ。
8. 上記制御器が更にプログラムされて、上記表示スクリーン上に上記スペクトログラムを表示することを特徴とする請求項７のオシロスコープ。
9. 上記制御器が更にプログラムされて、上記被試験信号のシンボルのパワー・レベルを計算し、上記表示スクリーン上に上記スペクトログラム内の上記パワー・レベルの指示を表示することを特徴とする請求項８のオシロスコープ。
10. 上記被試験信号の上記シンボルの上記パワー・レベルが色により指示されることを特徴とする請求項９のオシロスコープ。
11. 上記制御器が上記波形処理回路を制御して、上記デジタル信号サンプルからの上記スペクトログラムの上記計算、上記被試験信号の上記ＴＦＣの上記見積り、上記見積ったＴＦＣが上記既知のＴＦＣとマッチするかの上記判断、上記表示スクリーン上での上記ＴＦＣの表示を実行することを特徴とする請求項１のオシロスコープ。
12. 上記制御器が上記波形処理回路を制御して、上記デジタル信号サンプルからの上記スペクトログラムの上記計算、上記被試験信号の上記ＴＦＣの上記見積り、上記見積ったＴＦＣが上記既知のＴＦＣとマッチするかの上記判断、上記表示スクリーン上での上記ＴＦＣの表示を実行することを特徴とする請求項１１のオシロスコープ。
13. 上記制御器が上記波形処理回路を制御して、上記被試験信号の時間周波数インターリーブ・パターン（ＴＦＩ）を検出し、上記表示スクリーン上に上記ＴＦＩパターンを表示することを特徴とする請求項１２のオシロスコープ。
14. 上記制御器が上記波形処理回路を制御して、上記表示スクリーン上に上記スペクトログラムを表示することを特徴とする請求項１３のオシロスコープ。
15. 上記制御器が更にプログラムされて、上記被試験信号のシンボルのパワー・レベルを計算し、上記表示スクリーン上に上記スペクトログラム内の上記パワー・レベルの指示を表示することを特徴とする請求項１４のオシロスコープ。
16. 上記被試験信号の上記シンボルの上記パワー・レベルが色により指示されることを特徴とする請求項１５のオシロスコープ。
17. 上記制御器が上記波形処理回路を制御して、上記被試験信号の固定周波数インターリーブ・パターン（ＦＦＩ）を検出し、上記表示スクリーン上に上記ＦＦＩパターンを表示することを特徴とする請求項１２のオシロスコープ。
18. 上記制御器が上記波形処理回路を制御して、上記表示スクリーン上に上記スペクトログラムを表示することを特徴とする請求項１７のオシロスコープ。
19. 上記制御器が更にプログラムされて、上記被試験信号のシンボルのパワー・レベルを計算し、上記表示スクリーン上に上記スペクトログラムにおける上記パワー・レベルの指示を表示することを特徴とする請求項１８のオシロスコープ。
20. 上記被試験信号の上記シンボルの上記パワー・レベルを色により指示することを特徴とする請求項１９のオシロスコープ。
21. デジタル・ストレージ・オシロスコープにおける使用にて、周波数ホッピング信号の周波数ホッピング・パターンを検出する方法であって、
    ａ）上記信号のサンプルを取込み、
    ｂ）上記信号サンプルからスペクトログラムを計算し、
    ｃ）上記信号のシンボルのシンボル長を計算し、
    ｄ）絶対周波数帯域を個別周波数にマッピングし、
    ｅ）各周波数スライス用の各周波数帯域におけるパワーを計算し、
    ｆ）上記シンボルにおけるパワーを計算し、
    ｇ）各アクティブ・シンボルに対してステップｃ〜ｆを繰り返し、
    ｈ）全体の時間周波数コード（ＴＦＣ）がアクティブかを判断して、アクティブの場合に現在のＴＦＣを見積り、
    ｉ）上記見積ったＴＦＣを、総ての可能なＴＦＣの蓄積データ表現と比較し、
    ｊ）上記オシロスコープの表示スクリーン上にマッチしたＴＦＣを表示する
    方法。
22. ｋ）上記信号の時間周波数インターリーブ・パターン（ＴＦＩ）を検出し、
    ｌ）上記表示スクリーン上に上記ＴＦＩを表示する
    ステップを更に具えた請求項２１の方法。
23. ｍ）上記表示スクリーン上に上記スペクトログラムを表示する
    ステップを更に具えた請求項２２の方法。
24. ｎ）上記信号の固定周波数インターリーブ・パターン（ＦＦＩ）を検出し、
    ｏ）上記表示スクリーン上に上記ＦＦＩを表示する
    ステップを更に具え、上記ステップｎが上記ステップｊの直後に続くこと特徴とする請求項２１の方法。
25. ｐ）上記表示スクリーン上に上記スペクトログラムを表示する
    ステップを更に具えた請求項２４の方法。