JP2013143686A

JP2013143686A - 電波分離装置

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Publication number: JP2013143686A
Application number: JP2012003091A
Authority: JP
Inventors: Shiori Mihara; 詩織三原; Takeshi Amishima; 武網嶋; Kazufumi Hirata; 和史平田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-01-11
Filing date: 2012-01-11
Publication date: 2013-07-22
Anticipated expiration: 2032-01-11
Also published as: JP5826038B2

Abstract

【課題】各系で使用する周波数の組合せが異なる条件下で、周波数重複度を利用して、受信信号を系毎に分離する電波分離装置を得る。
【解決手段】周波数チャネル抽出手段２０１により抽出された信号に対して、端末受信間隔毎の同一番目における単位受信時間の信号を抽出する端末分離手段２０２と、端末分離手段２０２により抽出された信号のうち、単位受信時間に単独の信号を受信している信号を抽出する単独受信信号抽出手段２０３と、単独受信信号抽出手段２０３により抽出された信号に対して、端末受信間隔毎の同一番目における単位受信時間の信号に出現する周波数チャネル群の組み合わせを判定する周波数チャネル群判定行列を生成する周波数チャネル群判定行列生成手段２０４と、生成された周波数チャネル群判定行列中で、同一周波数チャネルを使用している信号群同士を同一の系として分離する系分離手段２０５とを備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の端末から混信して受信された電波群を、周波数重複度（同時に受信される周波数の組み合わせの頻度）により各系に分離する電波分離装置に関する。

周期性を持って通信を行う端末からの混信受信信号の分離装置として、各端末が送信周期の異なる系にそれぞれ所属する場合に、混信受信信号に含まれる信号の周期性を検出し、検出周期で信号を検定し、検出周期毎に信号を分離することで、系の分離を行う装置が提案されている（例えば、下記特許文献１参照）。

また、系毎の周波数出現数に時間偏差がある混信信号の分離装置として、各系で使用する周波数の組み合わせが異なる条件下で、受信信号の周波数出現数の統計量を利用して、受信信号を系毎に分離することで、系の分離を行う装置が提案されている（例えば、下記特許文献２参照）。

特願２００９−２７４４２０号（特開２０１１−１１９８９９号公報）特願２０１０−２７６９７４号

従来の電波分離装置は、以上のように構成されているので、以下のような課題があった。
特許文献１に示した電波分離装置では、各系の送信周期を基準に各信号を系毎に分離する装置であるため、各系で送信周期が同一の場合、系の分離ができないという課題があった。

また、特許文献２に示した電波分離装置では、系毎の周波数出現数に時間偏差が無い混信信号に対しては適用が困難であるという課題があった。

本発明は、上記のような課題を解消するためになされたもので、複数存在する系の送信周期が同一の場合や、系毎の周波数出現数に時間偏差が無い場合も、各系で使用する周波数の組合せが異なる条件下で、周波数重複度を利用して、受信信号を系毎に分離する電波分離装置を得ることを目的とする。

本発明の電波分離装置は、信号分離装置に、受信装置から得られる混信受信信号に対して、発生した周波数チャネルを単位受信時間毎に抽出する周波数チャネル抽出手段と、周波数チャネル抽出手段により抽出された信号に対して、端末受信間隔毎の同一番目における単位受信時間の信号を抽出する端末分離手段と、端末分離手段により抽出された信号のうち、単位受信時間に単独の信号を受信している信号を抽出する単独受信信号抽出手段と、単独受信信号抽出手段により抽出された信号に対して、端末受信間隔毎の同一番目における単位受信時間の信号に出現する周波数チャネル群の組み合わせを判定する周波数チャネル群判定行列を生成する周波数チャネル群判定行列生成手段と、周波数チャネル群判定行列生成手段により生成された周波数チャネル群判定行列中で、同一周波数チャネルを使用している信号群同士を同一の系として分離する系分離手段とを備えたものである。

本発明によれば、各系で使用する周波数チャネルの組み合せが異なる条件下で、周波数チャネルの重複度を利用して、混信受信信号として受信された信号を系毎に分離することができる効果がある。

この発明の実施の形態１による電波分離装置を示す処理ブロック図である。この発明の実施の形態１による信号分離の対象となる通信モデルを示す模式図である。この発明の実施の形態１による信号分離の対象となる信号モデルを示す単位受信時間図である。発生した周波数チャネルを抽出した結果を示す単位受信時間図である。端末受信間隔毎に信号を並べ替えた結果を示す単位受信時間図である。単独受信信号を抽出した結果を示す単位受信時間図である。周波数チャネル群判定行列を示す表図である。系分離方法を示す説明図である。この発明の実施の形態２による電波分離装置を示す処理ブロック図である。この発明の実施の形態２による信号分離の対象となる信号モデルから周波数チャネルを抽出した結果を示す単位受信時間図である。周波数チャネルｆ₇で受信された信号を抽出する方法を示す単位受信時間図である。単位受信時間Ｔ₂₁から端末受信間隔の整数倍の時間間隔で発生する信号を抽出する方法を示す単位受信時間図である。周波数チャネルｆ₁で受信された信号を抽出する方法を示す単位受信時間図である。単位受信時間Ｔ₁₆から端末受信間隔の整数倍の時間間隔で発生する信号を抽出する方法を示す単位受信時間図である。周波数チャネルｆ₃で受信された信号を抽出する方法を示す単位受信時間図である。この発明の実施の形態３による電波分離装置を示す処理ブロック図である。この発明の実施の形態３による信号分離の対象となる信号モデルから周波数チャネルを抽出した結果を示す単位受信時間図である。単位受信時間Ｔ₁₅を起点として、系分離手段までを実施した結果を示す単位受信時間図である。分離済みである系２を削除した結果を示す単位受信時間図である。分離済みである系１を削除した結果を示す単位受信時間図である。この発明の実施の形態４による電波分離装置を示す処理ブロック図である。この発明の実施の形態４による信号分離の対象となる信号モデルから周波数チャネルを抽出した結果を示す単位受信時間図である。周波数チャネル群判定行列を示す表図である。この発明の実施の形態５による電波分離装置を示す処理ブロック図である。周波数チャネル群判定行列を示す表図である。この発明の実施の形態６による電波分離装置を示す処理ブロック図である。この発明の実施の形態６による信号分離の対象となる信号モデルを示す単位受信時間図である。時刻群を受信信号数が１である部分に限定して区切った場合の通信モデルを示す単位受信時間図である。受信信号数で区切った新たな時刻群を用いて作成した周波数チャネル群判定行列を示す表図である。この発明の実施の形態７による電波分離装置を示す処理ブロック図である。この発明の実施の形態７による信号分離の対象となる信号モデルを示す単位受信時間図である。受信Ｓ／Ｎにより重み付けしたカウントを加算した周波数チャネル群判定行列を示す表図である。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１による電波分離装置について、図１から図８までを参照しながら説明する。
図１はこの発明の実施の形態１による電波分離装置を示す処理ブロック図である。
図において、受信装置１００は、複数の系にそれぞれ所属する複数の端末からの電波を受信する。
信号分離装置２００は、受信装置１００から得られる混信受信信号に対して所定のアルゴリズムを適用し、混信受信信号を系毎の周波数チャネルに分離する。
表示装置３００は、信号分離装置２００による系毎に分離された周波数チャネルを表示する。

また、信号分離装置２００において、周波数チャネル抽出手段２０１は、受信装置１００から得られる混信受信信号に対して、発生した周波数チャネルを単位受信時間毎に抽出する。
端末分離手段２０２は、周波数チャネル抽出手段２０１により抽出された信号に対して、端末受信間隔毎の同一番目における単位受信時間の信号を抽出する。

単独受信信号抽出手段２０３は、端末分離手段２０２により抽出された信号のうち、単位受信時間に単独の信号を受信している信号を抽出する。
周波数チャネル群判定行列生成手段２０４は、単独受信信号抽出手段２０３により抽出された信号に対して、端末受信間隔毎の同一番目における単位受信時間の信号に出現する周波数チャネル群の組み合わせを判定する周波数チャネル群判定行列を生成する。
系分離手段２０５は、周波数チャネル群判定行列生成手段２０４により生成された周波数チャネル群判定行列中で、同一周波数チャネルを使用している信号群同士を同一の系として分離する。

図１の例では、電波分離装置の構成要素である受信装置１００、信号分離装置２００、および表示装置３００が、例えば、マイコン等を実装している半導体回路基板等のハードウエアで構成されていることを想定している。しかし、電波分離装置がコンピュータで構成されている場合には、受信装置１００、信号分離装置２００、および表示装置３００の処理内容が記述されているプログラムを当該コンピュータのメモリに格納し、当該コンピュータのＣＰＵがメモリに格納されているプログラムを実行することにより、受信装置１００、信号分離装置２００、および表示装置３００の機能を実現するようにしても良い。

次に動作について説明する。
図２はこの発明の実施の形態１による信号分離の対象となる通信モデルである。
図２において、系１には端末１から端末４が所属し、周波数チャネルｆ₄，ｆ₅，ｆ₈を用いて通信を行っている。系２には端末５から端末７が所属し、周波数チャネルｆ₁，ｆ₃，ｆ₇を用いて通信を行っている。系３には端末８から端末１０が所属し、周波数チャネルｆ₂，ｆ₆を用いて通信を行っている。図２の通信モデルでは、誤検出は無いものとする。

まず、受信装置１００により、図３に示すような信号が受信信号として得られる。
図３はこの発明の実施の形態１による信号分離の対象となる信号モデルである。
図３の縦軸は周波数、ｆ₁〜ｆ₈は周波数チャネル、横軸は単位受信時間（Ｔ₁₁〜Ｔ₁₈，Ｔ₂₁〜Ｔ₂₈，Ｔ₃₁〜Ｔ₃₈）をそれぞれを示す。系１の信号を三角、系２の信号を丸、系３の信号を四角で表している。
図３より、同じ系の信号は端末受信間隔毎に時分割で受信され、異なる系の信号と混信して受信される。
ここで、単位受信時間とは、１つの無線キャリアを複数の端末で時間的に分割して使用する通信において、１つの端末が１回の通信で割り当てられる時間長のことを言う。
また、端末受信間隔とは、１つの無線キャリアを複数の端末で時間的に分割して使用する通信において、１つの端末がある通信を割り当てられてから、次回の通信が割り当てられるまでの時間間隔のことを言う。

続いて、信号分離装置２００により、信号分離を行う。
まず、周波数チャネル抽出手段２０１により、発生した周波数から周波数チャネルｆ₁〜ｆ₈が抽出される。
図４に発生した周波数チャネルを抽出した結果を示す。ここで、図４の縦軸は周波数チャネル、横軸は単位受信時間を示す。

続いて、端末分離手段２０２により、図４の信号から端末受信間隔毎に信号を抽出し、並べ替える。
すなわち、端末受信間隔で信号を受信する単位受信時間は、Ｔ_lkで表した場合、ｋが等しい信号である。例えば、図４において、Ｔ₁₁の信号と端末受信間隔で受信される信号は、Ｔ₂₁，Ｔ₃₁，・・・である。
図５に図４における単位受信時間を、端末受信間隔毎に並べ替えたものを示す。

続いて、単独受信信号抽出手段２０３により、単独受信信号を抽出する。
図６に図５において、同一単位受信時間に１つの信号を受信している単位受信時間の信号のみを抽出したものを示す。

次に、周波数チャネル群判定行列生成手段２０４により、周波数チャネル群判定行列を生成する。
図７および図８を用いて周波数チャネル群判定行列の生成方法を示す。
図７に、図６に示すモデルの周波数チャネル群判定行列を示す。

図６の単位受信時間Ｔ_l1では、ｆ₁が２回とｆ₇が１回観測されている。よって、図７のＴ_l1の列では、ｆ₁の行に２、ｆ₇の行に１の値が入る。
同様に、Ｔ_l2では、ｆ₄とｆ₅、Ｔ_l4では、ｆ₄とｆ₈、Ｔ_l6では、ｆ₁とｆ₃、Ｔ_l7では、ｆ₂とｆ₆の値が入る。

以上により、端末受信間隔毎に受信される時刻群における周波数チャネル群判定行列を求めることができる。

さらに、系分離手段２０５により、周波数チャネル群判定行列を用いて、異なる周波数チャネル群の中で同じ系となる組み合わせを判定する。
図８に系分離方法の例を示す。
図８では、異なる周波数チャネル群の中で同じ系となる組み合わせを同じ系として判定している。

図８（ａ）では、まず、周波数チャネル群判定行列のｆ₁の行に注目する。検出カウント数の閾値を１とした場合、カウント数が閾値以上となる時刻群は、Ｔ_l1とＴ_l6であることから、Ｔ_l1とＴ_l6の時刻群で送信された周波数チャネル群は、同じ系に属する周波数チャネル群であることがわかる。そこで、Ｔ_l1とＴ_l6の列を加算し、図８（ｂ）のＴ_l1，Ｔ_l6の列に書き換える。

同様に、周波数チャネル群判定行列のｆ₄の行に着目すると、カウント数が閾値以上となる時刻群は、Ｔ_l2とＴ_l4であることから、Ｔ_l2とＴ_l4の時刻群で送信された周波数チャネル群は、同じ系に属する周波数チャネル群であることがわかる。そこで、Ｔ_l2とＴ_l4の列を加算し、図８（ｂ）のＴ_l2，Ｔ_l4の列に書き換える。

図８（ｂ）では、複数の時刻群で重複する周波数チャネルは無いため、分離が完了したと判断できる。
図８（ｂ）において、同一の時刻群に属する周波数チャネル群を、同一の系として分離する。
すなわち、ｆ₄，ｆ₅，ｆ₈の組み合わせと、ｆ₁，ｆ₃，ｆ₇の組み合わせと、ｆ₂，ｆ₆の組み合わせの３種類のグループに周波数チャネルを分離することができる。
続いて、得られた系分離結果を表示装置３００に表示する。

以上のように、この実施の形態１によれば、各系で使用する周波数チャネルの組み合せが異なる条件下で、周波数チャネルの重複度を利用して、混信受信信号として受信された信号を系毎に分離することができる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２による電波分離装置について、図９から図１５までを参照しながら説明する。
図９はこの発明の実施の形態２による電波分離装置を示す処理ブロック図である。
図において、信号分離装置２００ａにおける、系数抽出手段２０６は、周波数チャネル抽出手段２０１により抽出された信号の中から、単位受信時間内に重複して受信される信号数の最大値およびその周波数チャネルを抽出して、その最大値から系の数を推測する。

系分離手段２０５ａは、系数抽出手段２０６により抽出された単位受信時間の周波数チャネルおよび系の数に基づいて信号群の系を分離する。
系分離手段２０５ａにおける、同一周波数チャネル信号抽出手段２０７は、系数抽出手段２０６により抽出された単位受信時間の周波数チャネルと同一の周波数チャネルで受信された信号を抽出する。
端末分離手段２０２ａは、同一周波数チャネル信号抽出手段２０７により抽出された信号の中で単位受信時間内に単独で受信されている信号の端末受信間隔毎の周波数チャネルを抽出する。
その他の構成については、実施の形態１の図１と同様なので、重複する説明を省略する。

次に動作について説明する。
図１０にこの発明の実施の形態２による信号分離の対象となる信号モデルから周波数チャネルを抽出した結果を示す。
まず、周波数チャネル抽出手段２０１により、図１０に示すように、発生した周波数チャネルを単位受信時間毎に抽出する。

次に、系数抽出手段２０６について説明する。
図１０では、同時に受信される最大信号数は３であることから、系の数は３以上であることがわかる。そこで、最大同時受信数である３つの信号を同時に受信している単位受信時間Ｔ₁₅における信号を起点として系の分離を行う。

単位受信時間Ｔ₁₅において受信されている信号は、全て異なる系の信号であることから、周波数チャネルｆ₄で受信された信号を系１、ｆ₇で受信された信号を系２、ｆ₂で受信された信号を系３とそれぞれおく。

続いて、系２を例として、図１１から図１５までを用いて系分離手段２０５ａについて説明する。
まず、同一周波数チャネル信号抽出手段２０７について説明する。同一周波数チャネル信号抽出手段２０７では、同一の周波数チャネルで受信された信号が同じ系であると判定する。

図１１に、周波数チャネルｆ₇で受信された信号を抽出する方法を示す。
系数抽出手段２０６により、系２にはｆ₇の周波数チャネルが属していることから、図１１で示すように、ｆ₇の周波数チャネルで受信される全ての信号を系２の信号と判定する。

次に、系２と判定されている信号のうち、単独受信している信号について、端末分離を行う。ここでは、図１１より、Ｔ₂₁が単独受信となっているため、Ｔ₂₁と同一端末の信号を抽出する。

続いて、端末分離手段２０２ａについて説明する。端末分離手段２０２ａでは、端末受信間隔毎に出現する信号、すなわち、同一端末により送信される信号が同じ系であると判定する。

図１２にＴ₂₁から端末受信間隔の整数倍の時間間隔で発生する信号を抽出する方法を示す。
同一周波数チャネル信号抽出手段２０７により、系２であると判断された信号のうち、単独で受信されている信号のうちの１つを抽出し、そこから端末受信間隔の整数倍の時間間隔で発生する信号が系２であると判断する。

図１２では、Ｔ₂₁で信号が単独で受信されていることから、その端末受信間隔の整数倍の時間間隔で発生するＴ₁₁およびＴ₃₁の信号が系２であると判断している。
ここで、Ｔ₁₁およびＴ₃₁では、ｆ₁の周波数チャネルを用いているため、系２にはｆ₁の周波数チャネルが属することがわかる。

以後、該当する信号が無くなるまでこれらの動作を繰り返すことにより、系に属する信号を判断する。

図１３に、周波数チャネルｆ₁で受信された信号を抽出する方法を示す。周波数チャネルｆ₁で受信されている信号を系２の信号として抽出する。これにより、Ｔ_16,Ｔ_18,Ｔ₃₆の単位受信時間で受信された信号が系２であることがわかる。

続いて、系２と判定されている信号のうち、単独受信している信号について、端末分離を行う。ここでは、図１３より、Ｔ₁₆が単独受信となっているため、Ｔ₁₆と同一端末の信号を抽出する。

図１４に、単位受信時間Ｔ₁₆から端末受信間隔の整数倍の時間間隔で発生する信号を抽出する方法を示す。単位受信時間Ｔ₁₆から端末受信間隔の整数倍の時間間隔で発生する信号を系２の信号として抽出する。これにより、周波数チャネルｆ₃で受信された信号が系２であることがわかる。

図１５に、周波数チャネルｆ₃で受信された信号を抽出する方法を示す。周波数チャネルｆ₃で受信されている信号を系２の信号として抽出する。これにより、Ｔ₃₅の単位受信時間で受信された信号が系２であることがわかる。

ここで、系２と判定されている信号のうち、単独受信である信号は全て端末分離済みである。よって、系２の分離を完了する。

系１および系３についても、同様に系分離を行う。

以上のように、この実施の形態２によれば、各系で使用する周波数チャネルの組み合せが異なる条件下で、周波数チャネルの重複度を利用して、混信受信信号として受信された信号を系毎に分離することができる。

実施の形態３．
この発明の実施の形態３による電波分離装置について、図１６から図２０までを参照しながら説明する。
図１６はこの発明の実施の形態３による電波分離装置を示す処理ブロック図である。
図において、信号分離装置２００ｂにおける、未分離系判定手段２０８は、系分離手段２０５ａにより一部の全系が分離されたかどうか判定を行い、一部の系が未分離と判定された場合、分離済みの周波数チャネル群で受信された信号を消去し、未分離の系の信号のみで構成されるモデルに対して再度系分離を行う。
その他の構成については、実施の形態２の図９と同様なので、重複する説明を省略する。

次に動作について説明する。
図１７にこの発明の実施の形態３による信号分離の対象となる信号モデルから周波数チャネルを抽出した結果を示す。対象とするモデルは、各系の時間重複度が高く、単独単位受信時間が存在しない系があるものとする。

図１７のようなモデルに対して、系分離手段２０５ａまでを実施した場合、系の信号が完全に分離できない。

図１８に、単位受信時間Ｔ₁₅を起点として、系分離手段２０５ａまでを実施した結果を示す。ここで、着色されている記号は分離済み信号、白抜きとなっている記号は未分離信号を示す。図１８に示すように、系２は完全に分離可能であるが、系１および系３は未分離信号が残ってしまう。

そこで、未分離系判定手段２０８を用いて、未分離系を判定し、再分離を行う。
これは、例えば、分離済み系を削除する際に、信号が残っていれば、未分離系があると判定することができる。

未分離系判定手段２０８では、未分離の信号がある場合、まず、分離済みの系を削除する。
図１９に、分離済み系を削除した結果を示す。系２の信号を削除したことにより、系１の信号のうち、単独受信している単位受信時間が発生する。

続いて、図１９に示すモデルに対して、系数抽出手段２０６から系分離手段２０５ａを実施する。これにより、系１が完全に分離される。

さらに、未分離系判定手段２０８を再度用いて、系３が未分離であることを判定する。
分離済みである系１の信号を削除し、図２０で示すモデルに対して同様に系分離を行う。

系分離の結果、未分離系は無くなるため、未分離系判定手段２０８は全系が完全に分離されたと判断し、処理を終了する。

以上のように、この実施の形態３によれば、各系の時間重複度が高く、単独単位受信時間が存在しない系があるモデルに対しても系分離を完全に可能にすることができる。

ここでは、実施の形態２に対して未分離系判定手段２０８を加えて系分離を行う方法を述べたが、実施の形態１に対して未分離系判定手段２０８を用いても、同様に系分離が可能である。

実施の形態４．
この発明の実施の形態４による電波分離装置について、図２１から図２３までを参照しながら説明する。
図２１はこの発明の実施の形態４による電波分離装置を示す処理ブロック図である。
図において、信号分離装置２００ｃは、単位受信時間内で周波数切り替えが行われる信号を受信する。
その他の構成については、実施の形態１の図１と同様なので、重複する説明を省略する。

次に動作について説明する。
図２２にこの発明の実施の形態４による信号分離の対象となる信号モデルから周波数チャネルを抽出した結果を示す。
図２２に示すように、１単位受信時間内で周波数切り替えを行い、複数の周波数チャネルを受信する。

図２３に、図２２の信号モデルから生成した周波数チャネル群判定行列を示す。
図２２より、まず、Ｔ₁₁で受信された信号に着目する。Ｔ₁₁では、ｆ₁の周波数チャネルで２回、ｆ₇の周波数チャネルで１回、Ｔ₂₁では、ｆ₁，ｆ₃，ｆ₇の周波数チャネルでそれぞれ１回ずつ信号が検出されているため、それぞれを加算したカウント数を、図２３の周波数チャネル群判定行列のＴ_l1の列に加算する。

続いて同様に、Ｔ₁₂で受信された信号に着目する。Ｔ₁₂では、ｆ₄，ｆ₅，ｆ₈の周波数チャネルでそれぞれ１回ずつ、Ｔ₂₂では、ｆ₄の周波数チャネルで２回、ｆ₅の周波数チャネルで１回信号が検出されているため、それぞれを加算したカウント数を、図２３の周波数チャネル群判定行列のＴ_l2の列に加算する。

以上のように、この実施の形態４によれば、単位受信時間内で周波数切り替えが行われる信号を受信した場合にも系毎に分離することができる。

実施の形態５．
この発明の実施の形態５による電波分離装置について、図２４および図２５を参照しながら説明する。
図２４はこの発明の実施の形態５による電波分離装置を示す処理ブロック図である。
図において、信号分離装置２００ｄにおける、系分離手段２０５ｄは、周波数チャネル群判定行列中で、予め設定された閾値以上の要素のみ有効とする。
その他の構成については、実施の形態１の図１と同様なので、重複する説明を省略する。

次に動作について説明する。
図２５に失検出と誤検出がある場合の周波数チャネル群判定行列の例を示す。
図２５より、失検出と誤検出が同時に発生する場合、観測される各時刻群におけるカウント数には誤った周波数チャネルにカウントが発生する。この誤カウントを閾値により除去し、正しいカウントの部分のみを抽出するため、系分離手段２０５ｄにより閾値以上のカウント数の信号のみを検出する。ここでは、簡単のため閾値を５とした。

その後、実施の形態１から実施の形態４と同様に、閾値以上のカウント値を持つ要素に対応する周波数チャネルの情報を用いて各時刻群を組み合わせ、系分離を行う。

以上のように、この実施の形態５によれば、誤検出や失検出がある場合でも、受信された信号の系毎の分離への影響を低減することができる。

ここでは、誤検出や失検出がある場合について述べたが、信号の生成・消滅により、誤カウントが発生する場合についても、同様に処理を行うことが可能である。

実施の形態６．
この発明の実施の形態６による電波分離装置について、図２６から図２９までを参照しながら説明する。
図２６はこの発明の実施の形態６による電波分離装置を示す処理ブロック図である。
図において、信号分離装置２００ｅにおける、端末分離手段２０２ｅは、周波数チャネル抽出手段２０１により抽出された信号に対して、端末受信間隔毎の同一番目における単位受信時間の信号を抽出するとともに並び替え、信号数が１の単位受信時間が連続する場合は同じ系の信号と見なし、信号数が０または２以上の単位受信時間の場合は異なる系との境界と見なす。

周波数チャネル群判定行列生成手段２０４ｅは、端末分離手段２０２ｅにより見なされた異なる系との境界に応じて、区分された周波数チャネル群判定行列を生成する。
誤周波数チャネル群判定手段２０９は、端末分離手段２０２ｅにより信号数が２以上と判定された単位受信時間の複数の周波数チャネルを抽出し、それら抽出された周波数チャネルに応じて、周波数チャネル群判定行列生成手段２０４ｅにより生成された周波数チャネル群判定行列の誤りを判定する。
その他の構成については、実施の形態１の図１と同様なので、重複する説明を省略する。

次に動作について説明する。
図２７から図２９を用いて端末分離手段２０２ｅについて説明する。
図２７に信号の発生・消滅がある場合の通信モデルを示す。図２７より、信号の発生・消滅がある場合、１つの時刻群に複数の系が混在する。そこで、それぞれの系を分離するため、受信信号数が１である単位受信時間が連続している場合は同じ系の信号と見なし、受信信号数が０または２以上となった場合、信号が発生または消滅したと判断し、異なる時刻群として分離する。

図２８に時刻群を受信信号数が１である部分に限定して区切った場合の通信モデルを示す。図２８より、単位受信時間Ｔ₁₂，Ｔ₅₂，Ｔ₃₆では、信号数が０となっており、単位受信時間Ｔ₃₄では、信号数が２となっているため、ここで系が切り替わっていると判断している。

これにより、Ｔ_l2，Ｔ_l4は異なる系を正しく分離していることがわかる。一方、Ｔ_l1の時刻群では、系２が消滅した単位受信時間に系１が発生しているため、信号が重複受信される単位受信時間、および信号が未受信な単位受信時間が無い。そのため、系が分離されていないことがわかる。これについては、後で対処法を説明する。

続いて、単独受信信号抽出手段２０３により、実施の形態１と同様に単独受信信号を抽出する。

さらに、周波数チャネル群判定行列生成手段２０４ｅにより、周波数チャネル群判定行列を生成する。
図２９に受信信号数で区切った新たな時刻群を用いて作成した周波数チャネル群判定行列を示す。先に述べたように、Ｔ_l1の時刻群では、時刻群の分離が行えていないため、このまま系分離を行うと、系１と系２とが同じ系として判定されてしまう。

そこで、誤周波数チャネル群判定手段２０９により、受信信号数で区切った新たな時刻群における周波数チャネルの群の組み合わせを用いて、その時刻群は複数の系が存在しているかどうかを判定する。

判定方法は、例えば、重複して受信された信号を用いる方法がある。図２８のＴ₃₄では、ｆ₁とｆ₅の周波数チャネルが同時に受信されている。同じ系の信号は同時に送信されることは無いことから、周波数チャネルｆ₁とｆ₅は異なる系であると予想できる。

ここで、周波数チャネル群判定行列のＴ_l1の列に注目すると、ｆ₁とｆ₅の周波数チャネルの両方にカウントがあることがわかる。このことから、この時刻群には、複数の系が混在していることがわかる。

このように、周波数チャネル群判定行列において、重複周波数チャネル情報を蓄積し、重複度の高い周波数チャネルの組み合わせを持つ時刻群を消去し、単独の系のみで構成される時刻群のみを残すことにより、系分離が可能となる。

また、これ以外の方法でも、例えば、周波数切り替えを行う通信モデルにおいては、単位受信時間内で発生する周波数チャネルの組み合わせは同じ系の周波数であることがわかる。よって、その情報を用いて判定することが可能である。

このように、周波数チャネル群判定行列において、単位受信時間内で発生する周波数チャネルの組み合わせを蓄積し、その中で全くまたはほとんど発生しない周波数チャネルの組み合わせが含まれる時刻群は、複数の系が含まれている可能性が高い。よって、その周波数チャネルの組み合わせを持つ時刻群の信号を削除し、それ以外の時刻群の信号を残す。

以上の方法によっても、単独の系のみで構成される時刻群のみを残すことにより、系分離が可能となる。

以上のように、この実施の形態６によれば、信号の発生・消滅または誤検出や失検出がある場合でも、受信された信号の系毎の分離への影響を低減することができる。
また、誤周波数チャネル群判定手段２０９により、周波数チャネル群判定行列の誤り、すなわち、時刻群に複数の系が混在しているのを判定することができる。

ここでは、系分離手段２０５を用いて系分離を行ったが、実施の形態５の図２４に示した系分離手段２０５ｄを用いても良い。

実施の形態７．
この発明の実施の形態７による電波分離装置について、図３０から図３２までを参照しながら説明する。
図３０はこの発明の実施の形態７による電波分離装置を示す処理ブロック図である。
図において、信号分離装置２００ｆにおける、周波数チャネル群判定行列生成手段２０４ｆは、受信Ｓ／Ｎ比が高い信号に対する要素には高い値になるように重み付けし、受信Ｓ／Ｎ比が低い信号に対する要素には低い値になるように重み付けした周波数チャネル群判定行列を生成する。
その他の構成については、実施の形態１の図１と同様なので、重複する説明を省略する。

次に動作について説明する。
雑音が入っている信号モデルにおいて、実施の形態６までは、一定の閾値を超える信号を検出し、信号レベルによらず、処理を行っていた。

一方、この実施の形態７では、信号レベルを保持し、情報として活用する。
図３１に信号モデルの例を示す。
まず、単位受信時間Ｔ₁₁の信号レベルが１、単位受信時間Ｔ₂₁の信号レベルが０．５、単位受信時間Ｔ₃₁の信号レベルが１であるとする。ここで、各単位受信時間における信号レベルに相当するカウント数を各要素に加える。

図３２に受信Ｓ／Ｎにより重み付けしたカウントを加算した周波数チャネル群判定行列を示す。
図３２のＴ_l1列目では、単位受信時間Ｔ₂₁でｆ₇の信号レベルが０．５であったことから、信号レベルに相当するカウント数０．５を加算している。

次に、単位受信時間Ｔ₁₂の信号レベルが１、単位受信時間Ｔ₂₂の信号レベルが１．５、単位受信時間Ｔ₃₂の信号レベルが１であるとする。
図３２のＴ_l2列目では、単位受信時間Ｔ₂₂でｆ₅の信号レベルが１．５であったことから、信号レベルに相当するカウント数１．５を加算している。

さらに、単位受信時間Ｔ₁₄の信号レベルが１、単位受信時間Ｔ₂₄の信号レベルが０．５、単位受信時間Ｔ₃₄の信号レベルが１であるとする。
図３２のＴ_l4列目では、単位受信時間Ｔ₂₄でｆ₄の信号レベルが０．５であったことから、信号レベルに相当するカウント数０．５を加算している。

以上の方法により、信号レベルによって重み付けされた重複度判定行列を生成することが可能である。

以上のように、この実施の形態７によれば、受信Ｓ／Ｎ比により重み付けされた周波数チャネル群判定行列を生成することで、受信Ｓ／Ｎ比が低い信号に対しても、受信された信号の系毎の分離への影響を低減することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。

１００受信装置、２００，２００ａ〜２００ｆ信号分離装置、２０１周波数チャネル抽出手段、２０２，２０２ａ，２０２ｅ端末分離手段、２０３単独受信信号抽出手段、２０４，２０４ｅ，２０４ｆ周波数チャネル群判定行列生成手段、２０５，２０５ａ，２０５ｄ系分離手段、２０６系数抽出手段、２０７同一周波数チャネル信号抽出手段、２０８未分離系判定手段、２０９誤周波数チャネル群判定手段、３００表示装置。

Claims

複数の系にそれぞれ所属する複数の端末からの電波を受信する受信装置と、
前記受信装置から得られる混信受信信号に対して所定のアルゴリズムを適用する信号分離装置とを備え、
前記信号分離装置は、
前記受信装置から得られる混信受信信号に対して、発生した周波数チャネルを単位受信時間毎に抽出する周波数チャネル抽出手段と、
前記周波数チャネル抽出手段により抽出された信号に対して、端末受信間隔毎の同一番目における単位受信時間の信号を抽出する端末分離手段と、
前記端末分離手段により抽出された信号のうち、単位受信時間に単独の信号を受信している信号を抽出する単独受信信号抽出手段と、
前記単独受信信号抽出手段により抽出された信号に対して、端末受信間隔毎の同一番目における単位受信時間の信号に出現する周波数チャネル群の組み合わせを判定する周波数チャネル群判定行列を生成する周波数チャネル群判定行列生成手段と、
前記周波数チャネル群判定行列生成手段により生成された周波数チャネル群判定行列中で、同一周波数チャネルを使用している信号群同士を同一の系として分離する系分離手段とを備えたことを特徴とする電波分離装置。
複数の系にそれぞれ所属する複数の端末からの電波を受信する受信装置と、
前記受信装置から得られる混信受信信号に対して所定のアルゴリズムを適用する信号分離装置とを備え、
前記信号分離装置は、
前記受信装置から得られる混信受信信号に対して、発生した周波数チャネルを単位受信時間毎に抽出する周波数チャネル抽出手段と、
前記周波数チャネル抽出手段により抽出された信号の中から、単位受信時間内に重複して受信される信号数の最大値およびその周波数チャネルを抽出して、その最大値から系の数を推測する系数抽出手段と、
前記系数抽出手段により抽出された単位受信時間の周波数チャネルおよび系の数に基づいて信号群の系を分離する系分離手段とを備え、
前記系分離手段は、
前記系数抽出手段により抽出された単位受信時間の周波数チャネルと同一の周波数チャネルで受信された信号を抽出する同一周波数チャネル信号抽出手段と、
前記同一周波数チャネル信号抽出手段により抽出された信号の中で単位受信時間内に単独で受信されている信号の端末受信間隔毎の周波数チャネルを抽出する端末分離手段とを備えたことを特徴とする電波分離装置。
信号分離装置は、
系分離手段により一部の全系が分離されたかどうか判定を行い、一部の系が未分離と判定された場合、分離済みの周波数チャネル群で受信された信号を消去し、未分離の系の信号のみで構成されるモデルに対して再度系分離を行うようにする未分離系判定手段を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の電波分離装置。
信号分離装置は、
単位受信時間内で周波数切り替えが行われる信号を受信することを特徴とする請求項１記載の電波分離装置。
系分離手段は、
周波数チャネル群判定行列中で、予め設定された閾値以上の要素のみ有効としたことを特徴とする請求項１記載の電波分離装置。
端末分離手段は、
周波数チャネル抽出手段により抽出された信号に対して、端末受信間隔毎の同一番目における単位受信時間の信号を抽出するとともに並び替え、信号数が１の単位受信時間が連続する場合は同じ系の信号と見なし、信号数が０または２以上の単位受信時間の場合は異なる系との境界と見なし、
周波数チャネル群判定行列生成手段は、
前記端末分離手段により見なされた異なる系との境界に応じて、区分された周波数チャネル群判定行列を生成することを特徴とする請求項１記載の電波分離装置。
端末分離手段により信号数が２以上と判定された単位受信時間の複数の周波数チャネルを抽出し、それら抽出された周波数チャネルに応じて、周波数チャネル群判定行列生成手段により生成された周波数チャネル群判定行列の誤りを判定する誤周波数チャネル群判定手段を備えたことを特徴とする請求項６記載の電波分離装置。
周波数チャネル群判定行列生成手段は、
受信Ｓ／Ｎ比が高い信号に対する要素には高い値になるように重み付けし、受信Ｓ／Ｎ比が低い信号に対する要素には低い値になるように重み付けした周波数チャネル群判定行列を生成することを特徴とする請求項１記載の電波分離装置。