JP2013183294A - Radio station database creation device, radio wave monitoring device, and method and program - Google Patents

Radio station database creation device, radio wave monitoring device, and method and program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To automatically create a radio station identification database in which feature vector waveforms are grouped by quantitative index on the basis of their similarity.SOLUTION: A radio station database creation device comprises: tree diagram generation means 101 which executes hierarchical cluster analysis on a feature vector waveform which is a frequency change waveform at high-going transition of a signal by using variables, etc. calculated from the feature vector waveform, to generate a tree diagram; grouping means 102 which classifies feature vector waveforms into groups on the basis of a difference in distance between merged clusters which is an amount of change in distance between merged clusters in one session of cluster merge indicated by the tree diagram; and database registration means 103 which registers feature vector waveforms classified into the same group to a database as the ones belonging to the same radio station.

Description

本発明は、自動で無線局を識別するデータベースを作成する無線局データベース作成装置、無線局データベース作成方法および無線局データベース作成プログラムに関する。また、本発明は、自動で不法な無線局を検出するための電波監視装置、電波監視方法および電波監視プログラムに関する。
に関する。
The present invention relates to a radio station database creation apparatus, a radio station database creation method, and a radio station database creation program that automatically create a database for identifying radio stations. The present invention also relates to a radio wave monitoring apparatus, a radio wave monitoring method, and a radio wave monitoring program for automatically detecting illegal radio stations.
About.

無線局を識別する方法の一つに、未知の無線局の受信信号から測定した特徴ベクトル波形をデータベースに登録する際に、類似度の高い特徴ベクトル波形同士を同じグループにまとめ、それらを同一無線局からの波形としてデータベースに登録する方法がある。同一固体の無線局から得られる特徴ベクトル波形は、無線局の送信条件その他の環境条件によって変動し、複数のパターンに分かれることが実験により確認されており、複数のパターンの特徴ベクトル波形を、無線局ごとにグループ化してデータベースに登録しておけば、識別性能の向上が期待できるためである。   When registering feature vector waveforms measured from received signals of unknown radio stations in a database as one of the methods for identifying radio stations, high-similarity feature vector waveforms are grouped together in the same group, and the same radio There is a method of registering in a database as a waveform from a station. The feature vector waveforms obtained from the same solid-state radio station fluctuate according to the transmission conditions of the radio station and other environmental conditions, and it has been confirmed by experiments that the feature vector waveforms are divided into multiple patterns. This is because if the stations are grouped and registered in the database, improvement in identification performance can be expected.

例えば、特許文献1には、立ち上がり時に発生した周波数変動を特徴ベクトルとして抽出し、候補ベクトル波形と特徴ベクトル波形とを比較して類似度を算出し、無線局を同定することが記載されている。   For example, Patent Document 1 describes that a frequency variation generated at the time of rising is extracted as a feature vector, a candidate vector waveform and a feature vector waveform are compared, a similarity is calculated, and a radio station is identified. .

また、得られた特徴量の類似度を基にグループ化を行う技術に関して、例えば特許文献2には、画像分類部による顔画像の分類結果に対して階層的クラスター分析を実施して樹形図を作成し、作成した樹形図を基に映像から検出した顔画像をグループ化して、同一グループに分類するグループに分類された顔画像の画像数から最も出現頻度が高い人物を主人公に特定することが記載されている。また、特許文献2では、樹形図の切断する高さを決める基準として、各結合段階での全クラスター間の分離度合いを示す統計量である”Pseudo F statistic”を用いることができることや、一定の高さで切断するなど、予めどこで切断するのか決めておいてもよいことが記載されている。   Further, regarding a technique for performing grouping based on the similarity of the obtained feature quantities, for example, Patent Document 2 discloses a tree diagram by performing hierarchical cluster analysis on a face image classification result by an image classification unit. Group the face images detected from the video based on the created tree diagram, and identify the person with the highest appearance frequency from the number of face images classified into the same group It is described. In Patent Document 2, “Pseudo F static”, which is a statistic indicating the degree of separation between all clusters at each joining stage, can be used as a criterion for determining the cutting height of the tree diagram. such as cut at a height, it is described that may be predetermined where to cutting.

特開2011−044937号公報JP 2011-044937 A 特開2006−244279号公報JP 2006-244279 A

複数の特徴ベクトル波形を同じグループとするか異なるグループとするかについては、特徴ベクトル波形のばらつきの程度に応じて判断する必要がある。しかしながら、操作者が定性的にそのような判断を行う方法では、グループ化の基準が曖昧となり、操作者のスキルによって識別性能の異なるデータベースが生成されてしまうという問題がある。   Whether a plurality of feature vector waveforms are to be the same group or different groups needs to be determined according to the degree of variation in the feature vector waveforms. However, in the method in which the operator makes such a determination qualitatively, there is a problem that a grouping standard becomes ambiguous and a database having different identification performance is generated depending on the skill of the operator.

さらに1つ1つの特徴ベクトル波形について目視でグループ分けの判断を行うことは、データベース作成にかかる時間や作業負担が増大するという問題がある。   Further, visually determining the grouping of each feature vector waveform has a problem that the time and work load required for database creation increase.

なお、特許文献2には、得られた特徴量の類似度を基にグループ化を行う手法として、階層的クラスター分析を用いることが記載されているが、あくまで顔画像の分類用途であって無線局の分類にそのまま適用できるわけではない。   Note that Patent Document 2 describes that hierarchical cluster analysis is used as a method of grouping based on the similarity of the obtained feature values, but it is only used for facial image classification and is wireless. It cannot be applied directly to station classification.

例えば、階層的クラスター分析によって作成される樹形図それ自体は分類結果ではないため、樹形図のどこを切断すべきかは、分類対象とされるものの特性やグループ化の目的によって異なるところが大きいため、顔画像の分類例をそのまま適用することはできない。すなわち、特許文献2には、無線局を識別するためのグループ化において階層的クラスター分析手法を用いる場合に、どのような特徴量を用いて、どのような基準で最終的なグループを決定すればよいかといったことは何ら開示されていない。   For example, the tree diagram created by hierarchical cluster analysis itself is not a classification result, so where to cut the tree diagram varies greatly depending on the characteristics of the classification target and the purpose of grouping. The classification example of the face image cannot be applied as it is. That is, in Patent Document 2, when a hierarchical cluster analysis method is used in grouping for identifying radio stations, what feature value is used and what criteria is used to determine a final group Nothing is disclosed as to whether it is okay.

そこで、本発明は、特徴ベクトル波形をその類似度に基づいて定量的な指標によりグループ化した無線局識別用のデータベースを自動で作成する無線局データベース作成装置、無線局データベース作成方法および無線局データベース作成プログラムを提供することを目的とする。さらに、本発明は、自動で不法な無線局を検出する電波監視装置、電波監視方法および電波監視プログラムを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a radio station database creation apparatus, radio station database creation method, and radio station database that automatically creates a database for radio station identification in which feature vector waveforms are grouped by a quantitative index based on their similarity. The purpose is to provide a creation program. Another object of the present invention is to provide a radio wave monitoring apparatus, a radio wave monitoring method, and a radio wave monitoring program that automatically detect illegal radio stations.

本発明による無線局データベース作成装置は、信号立ち上がり時の周波数変動波形である特徴ベクトル波形に対して、当該特徴ベクトル波形から算出される変数を用いて階層的クラスター分析を実施して樹形図を生成する樹形図生成手段と、樹形図生成手段によって生成される樹形図によって示される、1回のクラスター併合にかかる併合クラスター間距離の変化量である併合クラスター間距離差を基に、特徴ベクトル波形をグループ化するグループ化手段と、グループ化手段によって同一グループに分類された特徴ベクトル波形を、同一無線局に属するものとしてデータベースに登録するデータベース登録手段とを備えたことを特徴とする。   The radio station database creation device according to the present invention performs a hierarchical cluster analysis on a feature vector waveform that is a frequency fluctuation waveform at the time of signal rise, using a variable calculated from the feature vector waveform, and generates a tree diagram. Based on the difference in distance between the merged clusters, which is the amount of change in the distance between the merged clusters in one cluster merge, indicated by the generated tree diagram generating means and the tree diagram generated by the tree diagram generating means, Grouping means for grouping feature vector waveforms, and database registration means for registering in the database the feature vector waveforms classified into the same group by the grouping means as belonging to the same radio station .

また、本発明による電波監視装置は、上記の無線局データベース作成装置と、無線局から送出される無線信号を受信して、少なくとも信号立ち上がり時の周波数変動波形である特徴ベクトル波形を抽出する電波検出手段と、データベースに登録されている、データベース登録手段によって登録された無線局の識別結果を示す情報に基づいて、不法無線局の検出を行う監視手段とを備えたことを特徴とする。   In addition, a radio wave monitoring apparatus according to the present invention receives the radio signal transmitted from the radio station database creation apparatus and the radio station and extracts a feature vector waveform which is a frequency fluctuation waveform at the time of signal rise at least. And a monitoring means for detecting an illegal radio station based on information registered in the database and indicating the identification result of the radio station registered by the database registration means.

また、本発明による無線局データベース作成方法は、信号立ち上がり時の周波数変動波形である特徴ベクトル波形に対して、当該特徴ベクトル波形から算出される変数を用いて階層的クラスター分析を実施して樹形図を生成する樹形図生成ステップと、樹形図生成ステップで生成される樹形図によって示される、1回のクラスター併合にかかる併合クラスター間距離の変化量である併合クラスター間距離差を基に、特徴ベクトル波形をグループ化するグループ化ステップと、グループ化ステップによって同一グループに分類された特徴ベクトル波形を、同一無線局に属するものとしてデータベースに登録するデータベース登録ステップとを含むことを特徴とする。   Further, the radio station database creation method according to the present invention performs a hierarchical cluster analysis on a feature vector waveform, which is a frequency fluctuation waveform at the time of signal rise, using a variable calculated from the feature vector waveform to form a tree shape. Based on the difference between the intercluster cluster distances, which is the amount of change in the intercluster cluster distance for one cluster merge, indicated by the tree diagram generation step for generating the diagram and the tree diagram generated in the tree diagram generation step. And a grouping step for grouping the feature vector waveforms, and a database registration step for registering the feature vector waveforms classified into the same group by the grouping step in the database as belonging to the same radio station. To do.

また、本発明による電波監視方法は、無線局から送出される無線信号を受信して、少なくとも信号立ち上がり時の周波数変動波形である特徴ベクトル波形を抽出する電波検出ステップと、抽出された特徴ベクトル波形に対して、当該特徴ベクトル波形から算出される変数を用いて階層的クラスター分析を実施して樹形図を生成する樹形図生成ステップと、樹形図生成ステップで生成される樹形図によって示される、1回のクラスター併合にかかる併合クラスター間距離の変化量である併合クラスター間距離差を基に、特徴ベクトル波形をグループ化するグループ化ステップと、グループ化ステップによって同一グループに分類された特徴ベクトル波形を、同一無線局に属するものとしてデータベースに登録するデータベース登録ステップと、データベースに登録されている、データベース登録手段によって登録された無線局の識別結果を示す情報に基づいて、不法無線局の検出を行う監視ステップとを含むことを特徴とする。   In addition, the radio wave monitoring method according to the present invention includes a radio wave detection step of receiving a radio signal transmitted from a radio station and extracting a feature vector waveform which is a frequency fluctuation waveform at the time of signal rise, and the extracted feature vector waveform On the other hand, a tree diagram generation step for generating a tree diagram by performing a hierarchical cluster analysis using a variable calculated from the feature vector waveform, and a tree diagram generated in the tree diagram generation step The grouping step for grouping feature vector waveforms and the grouping step grouped into the same group based on the intercluster cluster distance difference, which is the amount of change in the intercluster cluster distance for one cluster merge shown. A database registration step of registering the feature vector waveform in the database as belonging to the same radio station; Registered in the database, based on the information indicating the identification result of the radio station that is registered by the database registration unit, characterized in that it comprises a monitoring step of detecting the illegal radio station.

また、本発明による無線局データベース作成プログラムは、コンピュータに、信号立ち上がり時の周波数変動波形である特徴ベクトル波形に対して、当該特徴ベクトル波形から算出される変数を用いて階層的クラスター分析を実施して樹形図を生成する樹形図生成処理、樹形図生成処理で生成される樹形図によって示される、1回のクラスター併合にかかる併合クラスター間距離の変化量である併合クラスター間距離差を基に、特徴ベクトル波形をグループ化するグループ化処理、およびグループ化処理によって同一グループに分類された特徴ベクトル波形を、同一無線局に属するものとしてデータベースに登録するデータベース登録処理を実行させることを特徴とする。   The radio station database creation program according to the present invention performs hierarchical cluster analysis on a feature vector waveform that is a frequency fluctuation waveform at the time of signal rise, using a variable calculated from the feature vector waveform. Tree diagram generation process to generate a tree diagram, and the inter-cluster distance difference, which is the amount of change in the inter-cluster distance for one cluster merge, indicated by the tree diagram generated by the tree diagram generation process Grouping processing for grouping feature vector waveforms, and database registration processing for registering the feature vector waveforms classified into the same group by grouping processing in the database as belonging to the same radio station. Features.

また、本発明による電波監視プログラムは、コンピュータに、無線局から送出される無線信号を受信して、少なくとも信号立ち上がり時の周波数変動波形である特徴ベクトル波形を抽出する電波検出処理、抽出された特徴ベクトル波形に対して、当該特徴ベクトル波形から算出される変数を用いて階層的クラスター分析を実施して樹形図を生成する樹形図生成処理、樹形図生成処理で生成される樹形図によって示される、1回のクラスター併合にかかる併合クラスター間距離の変化量である併合クラスター間距離差を基に、特徴ベクトル波形をグループ化するグループ化処理、グループ化処理によって同一グループに分類された特徴ベクトル波形を、同一無線局に属するものとしてデータベースに登録するデータベース登録処理、およびデータベースに登録されている、データベース登録手段によって登録された無線局の識別結果を示す情報に基づいて、不法無線局の検出を行う監視処理を実行させることを特徴とする。   In addition, the radio wave monitoring program according to the present invention receives a radio signal transmitted from a radio station to a computer and extracts a feature vector waveform that is a frequency fluctuation waveform at the time of signal rise. Tree diagram generated by tree diagram generation processing that generates a tree diagram by performing hierarchical cluster analysis on the vector waveform using variables calculated from the feature vector waveform Based on the inter-cluster distance difference, which is the amount of change in the inter-cluster distance for a single cluster merge, the grouping process that groups the feature vector waveforms, and the grouping process grouped them into the same group Database registration processing for registering feature vector waveforms in the database as belonging to the same radio station, and data Base is registered, based on the information indicating the identification result of the radio station that is registered by the database registration unit, characterized in that to perform the monitoring processing for detecting illegal radio station.

本発明によれば、特徴ベクトル波形をその類似度に基づいて定量的な指標によりグループ化した無線局識別用のデータベースを自動で作成することができる。また、本発明によれば、自動で不法な無線局を検出することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the database for radio station identification which grouped the feature vector waveform by the quantitative parameter | index based on the similarity can be created automatically. Further, according to the present invention, it is possible to automatically detect illegal radio stations.

第1の実施形態の無線局データベース作成装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the radio station database production apparatus of 1st Embodiment. 第1の実施形態の無線局データベース作成装置の動作の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation | movement of the radio station database production apparatus of 1st Embodiment. 無線局データベース作成装置が生成するデンドログラムの例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the example of the dendrogram which a radio station database production apparatus produces | generates. 第2の実施形態の電波監視装置の構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the electromagnetic wave monitoring apparatus of 2nd Embodiment. 本発明の無線局データベース作成装置の概要を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline | summary of the radio station database preparation apparatus of this invention. 本発明の電波監視装置の概要を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the outline | summary of the electromagnetic wave monitoring apparatus of this invention.

実施形態1.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図1は、第1の実施形態の無線局データベース作成装置の構成例を示すブロック図である。図1に示す無線局データベース作成装置1は、演算処理部2と、デンドログラム生成部3と、しきい値判定部4と、データベース5とを備える。
Embodiment 1. FIG.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a radio station database creation device according to the first embodiment. A radio station database creation device 1 shown in FIG. 1 includes an arithmetic processing unit 2, a dendrogram generation unit 3, a threshold determination unit 4, and a database 5.

演算処理部2は、取得した特徴ベクトル波形(ここでは、信号立ち上がり時の周波数変動波形をいう。)から無線局を識別するための特徴量データを算出する。ここで、特徴量データは、取得した特徴ベクトル波形に固有の、周波数変動の度合いを表す1つ以上の変数である。   The arithmetic processing unit 2 calculates feature amount data for identifying a wireless station from the acquired feature vector waveform (here, a frequency fluctuation waveform at the time of signal rise). Here, the feature amount data is one or more variables representing the degree of frequency fluctuation inherent to the acquired feature vector waveform.

演算処理部2は、特徴ベクトル波形から得られる変数以外にも、例えば、位置情報や音声、変調方式、スペクトラムから算出される変数を特徴量データとして求めてもよい。   In addition to the variable obtained from the feature vector waveform, the arithmetic processing unit 2 may obtain, for example, a variable calculated from the position information, voice, modulation method, and spectrum as the feature amount data.

デンドログラム生成部3は、特徴ベクトル波形が取得される度に演算処理部2によって算出された特徴量データを蓄積していき、データ数が一定数以上になると階層的クラスター分析を実施して、デンドログラム(樹形図)を生成する。   The dendrogram generation unit 3 accumulates the feature amount data calculated by the arithmetic processing unit 2 every time a feature vector waveform is acquired, and performs a hierarchical cluster analysis when the number of data exceeds a certain number, Generate a dendrogram.

デンドログラム生成部3は、具体的には、各特徴ベクトル波形をそれぞれ1クラスターとする分類状態を初期クラスターとして、各特徴ベクトル波形から算出される変数を基に、クラスターまたは該クラスターに属する特徴ベクトル波形間の距離を求め、最も距離が近いもの同士のペアを1つのクラスターに併合するクラスター併合処理をクラスター数が1になるまで逐次繰り返し、その結果得られたクラスターの併合状態を各クラスター併合時のクラスター間距離とともに示す情報を生成すればよい。なお、デンドログラムにおけるクラスター間距離は、併合対象とされたクラスターまたは該クラスターに属する特徴ベクトル波形間の類似の度合いを表している。   Specifically, the dendrogram generation unit 3 uses a classification state with each feature vector waveform as one cluster as an initial cluster, and based on a variable calculated from each feature vector waveform, a cluster or a feature vector belonging to the cluster Find the distance between waveforms and repeat the cluster merging process of merging the pair of the closest distances into one cluster until the number of clusters becomes 1, and the merged state of the resulting cluster is merged What is necessary is just to produce | generate the information shown with the distance between clusters. Note that the intercluster distance in the dendrogram represents the degree of similarity between the clusters to be merged or feature vector waveforms belonging to the clusters.

階層的クラスター分析におけるデータ間の類似度の算出方法は、ユークリッド距離が広く用いられるが、それに限定されない。例えば、scaled Euclidean距離や、Minkowski距離、マンハッタン距離、マハラノビス汎距離、Calhoun距離などを用いてもよい。また、類似度の定義として、相関係数を用いる他、ベクトル間の角度や、連関係数などを用いることも可能である。   The Euclidean distance is widely used as a method for calculating the similarity between data in the hierarchical cluster analysis, but is not limited thereto. For example, a scaled Euclidian distance, a Minkowski distance, a Manhattan distance, a Mahalanobis general distance, a Calhoun distance, or the like may be used. Further, as a definition of similarity, in addition to using a correlation coefficient, it is also possible to use an angle between vectors, the number of linkages, and the like.

しきい値判定部4は、あるクラスターを併合するステップと次のクラスターを併合するステップの間で、併合されるクラスター間距離の変化量を算出する。そして、算出した併合されるクラスター間距離の変化量(以下、併合クラスター間距離差という。)が予め設定されているしきい値以上となるか否かを判定し、併合クラスター間距離差がしきい値以上となった場合には当該ステップに至る最小のステップ数を求め、そのステップの直前において併合されているクラスターの状態を最終クラスターとして確定される。すなわち、併合クラスター間距離差がしきい値以上となる最小のステップ数を求め、そのステップの直前において分類されている特徴ベクトル波形グループを無線局のグループ分けの結果としてデータベースに登録する。   The threshold determination unit 4 calculates a change amount of the inter-cluster distance to be merged between the step of merging a certain cluster and the step of merging the next cluster. Then, it is determined whether or not the calculated change amount of the inter-cluster distance (hereinafter referred to as the inter-cluster distance difference) is equal to or greater than a preset threshold value. When the threshold value is exceeded, the minimum number of steps to reach the step is obtained, and the state of the cluster merged immediately before that step is determined as the final cluster. That is, the minimum number of steps at which the inter-cluster distance difference is equal to or greater than the threshold value is obtained, and the feature vector waveform group classified immediately before that step is registered in the database as a result of grouping the radio stations.

階層的クラスター分析では、類似度が高い順にクラスターの併合が始まり、最終的に1つのクラスターとなる。ここで、クラスターの併合をどこで止めるか、すなわち何個のクラスターで止めるかについては、予め個数を指定する方法や、類似度があるしきい値を下回る直前のクラスターを最終クラスター数とするなどいくつか方法があるが、人の判断によらず、無線局をグループ化する場合に適しているものとして、本発明では、クラスター併合後に前回併合時に比べて併合クラスター間の距離(すなわち類似度)が大きく変化する箇所をデンドログラムの切断位置とする方法を採用している。   In hierarchical cluster analysis, cluster merging starts in descending order of similarity, and finally becomes one cluster. Here, where to stop cluster merging, that is, how many clusters to stop, is how to specify the number in advance, or the number of clusters, such as the cluster just before the similarity falls below a certain threshold, as the final cluster number. However, according to the present invention, the distance between merged clusters (that is, the degree of similarity) after cluster merger compared to the previous merger is determined as suitable for grouping radio stations regardless of human judgment. A method is adopted in which a greatly changing location is used as the cutting position of the dendrogram.

また、しきい値判定部4は、階層的クラスター分析によるグループ分けの結果、同一グループに分類された特徴ベクトル波形を、同一無線局に属するものとしてデータベース5に登録する。なお、データベース5にグループ分けの結果を登録する際には、グループ数すなわち識別された無線局数と、各グループに属する特徴ベクトル波形すなわちその無線局を送出元とみなした特徴ベクトル波形の情報がわかるように登録されることが好ましいが、具体的なデータ構造は問わない。例えば、取得した各特徴ベクトル波形にそれぞれデータ番号を付与している場合には、そのデータ番号と属するグループ番号とを対応づけてデータベースに登録することも可能である。   Further, the threshold value determination unit 4 registers the feature vector waveforms classified into the same group as a result of grouping by hierarchical cluster analysis in the database 5 as belonging to the same radio station. When registering the grouping result in the database 5, the number of groups, that is, the number of identified radio stations, and the feature vector waveform belonging to each group, that is, the information on the feature vector waveform regarding that radio station as the transmission source are included. Although it is preferable to register so that it may be understood, a specific data structure is not ask | required. For example, when a data number is assigned to each acquired feature vector waveform, the data number and the group number to which the data number belongs can be associated and registered in the database.

データベース5は、少なくとも取得した特徴ベクトル波形に対する無線局の識別結果を示す情報を記憶する。具体的には、しきい値判定部4によるグループ分けの結果を示す情報を記憶すればよい。なお、データベース5へは、どれだけの数の無線局が識別されたか、また各無線局につきその無線局が送出元とみなされた特徴ベクトル波形がどれかがわかるようなに登録されるのが好ましいが、具体的なデータ構造は問わない。例えば、取得した各特徴ベクトル波形にそれぞれデータ番号を付与している場合には、そのデータ番号と属するグループ番号とを対応づけてデータベースに登録することも可能である。   The database 5 stores information indicating the identification result of the radio station for at least the acquired feature vector waveform. Specifically, information indicating the result of grouping by the threshold determination unit 4 may be stored. The database 5 is registered so that it is possible to know how many radio stations have been identified and which feature vector waveform is regarded as the transmission source for each radio station. Although it is preferable, a specific data structure is not limited. For example, when a data number is assigned to each acquired feature vector waveform, the data number and the group number to which the data number belongs can be associated and registered in the database.

本実施形態において、演算処理部2、デンドログラム生成部3、しきい値判定部4は、例えば、CPU等のプログラムに従って動作する情報処理装置によって実現される。また、データベース5は、例えば、記憶装置によって実現される。   In the present embodiment, the arithmetic processing unit 2, the dendrogram generation unit 3, and the threshold determination unit 4 are realized by an information processing apparatus that operates according to a program such as a CPU, for example. The database 5 is realized by a storage device, for example.

次に、本実施形態の動作について説明する。図2は、本実施形態の無線局データベース作成装置の動作の一例を示すフローチャートである。   Next, the operation of this embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart showing an example of the operation of the radio station database creation device of this embodiment.

図2に示す例では、まず特徴ベクトル波形が抽出されると(ステップS1のYes)、演算処理部2が、その特徴ベクトル波形から特徴量データを算出し、算出した特徴量データをデンドログラム生成部3に送信する(ステップS2)。ここで、演算処理部2は、特徴量データとして、周波数変動の度合いを表す複数の変数を算出してもよい。   In the example shown in FIG. 2, when a feature vector waveform is first extracted (Yes in step S1), the arithmetic processing unit 2 calculates feature amount data from the feature vector waveform, and generates the calculated feature amount data as a dendrogram. It transmits to the part 3 (step S2). Here, the arithmetic processing unit 2 may calculate a plurality of variables representing the degree of frequency fluctuation as the feature amount data.

デンドログラム生成部3は、演算処理部2から送られてくる特徴量データ(本例では、周波数変動の度合いを表す2種類の変数)を1セットにして所定の記憶装置に蓄積させる。なお、記憶装置は、データベース5を利用してもよい。一定数以上のデータが蓄積されると(ステップS3のYes)、デンドログラム生成部3は、これまでに取得された特徴ベクトル波形を分析対象にして、蓄積された特徴量データに対して階層的クラスター分析法を実施して、デンドログラムを生成する(ステップS4)。   The dendrogram generation unit 3 accumulates feature amount data (in this example, two types of variables representing the degree of frequency fluctuation) sent from the arithmetic processing unit 2 in a predetermined storage device as one set. The storage device may use the database 5. When a certain number or more of data is accumulated (Yes in step S3), the dendrogram generation unit 3 uses the feature vector waveform acquired so far as an analysis target and hierarchically analyzes the accumulated feature data. A cluster analysis method is performed to generate a dendrogram (step S4).

しきい値判定部4は、生成されたデンドログラムによって示される、1回のクラスター併合にかかる併合クラスター間距離の変化量すなわち併合クラスター間距離差を順次算出して、算出した併合クラスター間距離差がしきい値以上となか否かを判定してデンドログラムの切断位置を決定する(ステップS5)。しきい値判定部4は、具体的には、階層的クラスター分析法におけるクラスターの併合により併合クラスター間距離差がしきい値以上となる最小のステップ数を求め、求めたステップ数において行われる併合処理の直前のクラスターの併合状態を、グループ化の分類結果とすればよい。そして、その分類結果をデータベース5に登録する(ステップS6)。   The threshold determination unit 4 sequentially calculates the amount of change in the intercluster cluster distance for one cluster merge indicated by the generated dendrogram, that is, the merged cluster distance difference, and calculates the merged cluster distance difference. Is determined to be equal to or greater than a threshold value, and the cut position of the dendrogram is determined (step S5). Specifically, the threshold determination unit 4 obtains the minimum number of steps at which the inter-cluster distance difference is equal to or greater than the threshold by merging clusters in the hierarchical cluster analysis method, and performs the merge performed at the obtained number of steps. The merged state of the clusters immediately before processing may be used as the grouping classification result. Then, the classification result is registered in the database 5 (step S6).

なお、しきい値判定部4は、デンドログラム生成部3がデンドログラム生成過程においてクラスター併合を行う際にその時の併合クラスター間距離を記憶しておき、前回併合時のクラスター間距離と今回併合されるクラスター間距離の差を求めることで、併合クラスター間距離差を算出してもよい。そのような場合には、併合クラスター間距離差がしきい値以上となった時点で、デンドログラムの切断位置を決定し、それ以降のデンドログラム生成処理を終了させることも可能である。   When the dendrogram generation unit 3 performs cluster merging in the dendrogram generation process, the threshold determination unit 4 stores the inter-cluster distance at that time, and is merged with the inter-cluster distance at the previous merge this time. The inter-cluster distance difference may be calculated by obtaining the difference between the inter-cluster distances. In such a case, the dendrogram cutting position can be determined at the time when the distance difference between the merged clusters becomes equal to or greater than the threshold value, and the subsequent dendrogram generation process can be terminated.

図3は、デンドログラム生成部3が生成するデンドログラムの生成例を示す説明図である。図3では、機種の異なる10個の無線局にそれぞれ特徴ベクトル波形を10回発生させて得られた特徴ベクトル波形90個分のデータを分析対象にして、1データあたり2つの変数を特徴量データとして算出し、算出した特徴量データを用いて90データについて階層的クラスター分析を実施した結果得られたデンドログラムを示している。なお、この例では階層クラスター分析法の一種であるWard法を適用している。   FIG. 3 is an explanatory diagram showing a generation example of a dendrogram generated by the dendrogram generation unit 3. In FIG. 3, data for 90 feature vector waveforms obtained by generating 10 feature vector waveforms at 10 wireless stations of different models are analyzed, and two variables per data are feature data. The dendrogram obtained as a result of performing hierarchical cluster analysis on 90 data using the calculated feature value data is shown. In this example, the Ward method, which is a kind of hierarchical cluster analysis method, is applied.

図3の縦軸はデータ番号(1〜90)、横軸はクラスター間距離を表している。左から右に向かって、90個のデータが類似度の高い順に1クラスターずつ併合され、最終的には右端で1クラスターにまとまっている。2つのクラスターを1つに併合させることを1ステップとすると、90個のデータは89ステップで1クラスターに併合されていることがわかる。ここでは、初期クラスターとして各データ番号につき1クラスターが割り当てられているものとする。以下では、簡単のため、クラスターの具体例を表記する際には”クラスター[属するデータ番号]”の形式をとる。   The vertical axis in FIG. 3 represents the data number (1 to 90), and the horizontal axis represents the intercluster distance. From left to right, 90 pieces of data are merged one cluster at a time in descending order of similarity, and finally one cluster is collected at the right end. Assuming that one step is to merge two clusters into one, 90 data are merged into one cluster in 89 steps. Here, it is assumed that one cluster is assigned to each data number as an initial cluster. In the following, for the sake of simplicity, the notation of a specific example of a cluster takes the form of “cluster [data number belonging to]”.

ステップ数の例として、例えば、図3では、縦軸上方においてクラスター[1],[9],[6]が1つのクラスターに併合されている例が示されているが、これは具体的には、クラスター[1]とクラスター[9]とが併合されてクラスター[1,9]とされた後にクラスター[1,9]とクラスター[6]とが併合されたか、またはクラスター[9]とクラスター[6]とが併合されてクラスター[9,6]とされた後にクラスター[9,6]とクラスター[1]とが併合されたことを表しており、いずれの場合もこれらのクラスターの併合に2ステップがカウントされる。同様に、クラスター[2],[3],[4],[8],[10],[5],[7]が1つのクラスターに併合される際には、6ステップがカウントされる。また、クラスター[1,9,6]とクラスター[2,3,4,8,10,5,7]とを統合する際にも1ステップがカウントされる。   As an example of the number of steps, for example, FIG. 3 shows an example in which the clusters [1], [9], and [6] are merged into one cluster above the vertical axis. Cluster [1] and Cluster [9] are merged into Cluster [1,9] and then Cluster [1,9] and Cluster [6] are merged, or Cluster [9] and Cluster [9] [6] is merged into cluster [9,6], then cluster [9,6] and cluster [1] are merged. Two steps are counted. Similarly, when clusters [2], [3], [4], [8], [10], [5], [7] are merged into one cluster, 6 steps are counted. One step is counted when the cluster [1, 9, 6] and the cluster [2, 3, 4, 8, 10, 5, 7] are integrated.

また、図3に示す例では、しきい値を0.5と設定している。図中の左から右へとクラスターを併合していく過程で、最初に併合クラスター間距離差がしきい値を越えた箇所(約0.9)を点線で示している。また、このしきい値判定により決定される切断位置を一点鎖線で示している。この切断位置によれば、90個のデータは9つのグループ(G1〜G9)に分類されており、1グループを1無線局として合計9個の無線局がデータベースに登録されることになる。なお各グループのデータ番号から、10データずつ送信元の無線局に正しく分類されたことが分かる。   In the example shown in FIG. 3, the threshold value is set to 0.5. In the process of merging clusters from left to right in the figure, a point (about 0.9) where the difference in distance between merged clusters first exceeds the threshold is indicated by a dotted line. Further, the cutting position determined by the threshold determination is indicated by a one-dot chain line. According to this cutting position, 90 pieces of data are classified into nine groups (G1 to G9), and a total of nine wireless stations are registered in the database with one group as one wireless station. From the data number of each group, it can be seen that 10 data is correctly classified into the transmission source radio station.

なお、対象とする集合の各要素同士の類似度に応じて適切なしきい値は異なるため、想定される環境における事前評価等により、予め環境に応じたしきい値を決定しておくことが好ましい。   In addition, since an appropriate threshold value differs depending on the degree of similarity between the elements of the target set, it is preferable that the threshold value corresponding to the environment is determined in advance by, for example, prior evaluation in an assumed environment. .

また、併合クラスター間距離差がしきい値以上とならないまま、最終的にクラスターが1つに併合された場合には、全てのデータが1つのグループに属するものとしてもよい。   Further, when the clusters are finally merged into one without the merged cluster distance difference being equal to or greater than the threshold value, all the data may belong to one group.

以上のように、本実施形態では、類似度の高い特徴ベクトル波形同士をグループ化して同一無線局として登録するので、特徴ベクトル波形のばらつきによる認識誤りを抑えることができ、無線局識別の正解率を向上できる。   As described above, in the present embodiment, feature vector waveforms with high similarity are grouped and registered as the same radio station, so that recognition errors due to variations in feature vector waveforms can be suppressed, and the accuracy rate of radio station identification Can be improved.

また、本実施形態では、自動で(人手を介すことなく)無線局識別用のデータベースが作成されるので、操作者が目視などにより類似度を判断してグループ分けを行う必要がなく、操作者のデータベース作成にかかる作業負担を軽減できる。   In this embodiment, since a database for identifying radio stations is automatically created (without human intervention), it is not necessary for the operator to perform grouping by judging the similarity by visual observation or the like. Can reduce the work burden of creating a database.

また、本実施形態では、特徴ベクトル波形から算出される特徴量データについて階層的クラスター分析法を適用し、階層的クラスター分析におけるクラスター併合時のクラスター間距離の変化量という定量的な指標を基に、特徴ベクトル波形同士の類似度に基づくグループ化を行うので、分類するグループ数を事前に決定する必要なしに、一定の識別性能によって無線局が識別されるデータベースを自動で作成できる。   In this embodiment, the hierarchical cluster analysis method is applied to the feature amount data calculated from the feature vector waveform, and based on the quantitative index of the change amount of the intercluster distance at the time of cluster merging in the hierarchical cluster analysis. Since the grouping is performed based on the similarity between the feature vector waveforms, it is possible to automatically create a database in which wireless stations are identified with a certain identification performance without the need to determine the number of groups to be classified in advance.

なお、上記例では、1つの特徴ベクトル波形について2つの変数を特徴量データとして用いて階層的クラスター分析を実施しているが、1波形あたりに用いる変数の種類や数は実施形態に応じて適切なものを選択することが可能である。   In the above example, hierarchical cluster analysis is performed using two variables as feature quantity data for one feature vector waveform. However, the type and number of variables used per waveform are appropriate according to the embodiment. It is possible to select anything.

また、階層的クラスター分析法には、Ward法や群平均法などがあり、用途に応じて適切な方法を選択することが可能である。   Hierarchical cluster analysis methods include the Ward method and the group average method, and an appropriate method can be selected according to the application.

また、特徴ベクトル波形の抽出は、例えば、特開平09−211039号公報や特開2011−44937号公報に記載されているようなFFTを利用した方法や、特開2006−211250号公報に記載されているFM検波処理を利用した方法などを用いることができる。   Extraction of the feature vector waveform is described in, for example, a method using FFT as described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 09-211039 and 2011-44937, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-211250. A method using the FM detection processing can be used.

より具体的には、アンテナと、デジタルスペクトラムアナライザと、演算手段とを備え、デジタルスペクトラムアナライザがアンテナを介して無線信号を受信すると受信した無線信号の周波数スペクトラムを求め、演算手段がこの周波数スペクトラムのデータから中心周波数の変化を特徴ベクトル波形として求めてもよい。また、例えば、アンテナと、受信機と、A/D変換器と、特徴ベクトル波形抽出部とを備え、受信機がアンテナを介して無線局からの無線信号を受信すると受信周波数を検出するとともに受信信号を中間周波数信号に変換し、A/D変換器が受信機から送り込まれた中間周波数信号をデジタル複素包絡信号に変換し、特徴ベクトル波形抽出部がA/D変換器から送り込まれたデジタル複素包絡信号をFM検波処理し、得られたFM検波信号における立ち上がりを検出して立ち上がり時に見られる周波数の揺らぎを特徴ベクトル波形として抽出してもよい。   More specifically, an antenna, a digital spectrum analyzer, and calculation means are provided. When the digital spectrum analyzer receives a radio signal via the antenna, the frequency spectrum of the received radio signal is obtained, and the calculation means calculates the frequency spectrum. A change in the center frequency may be obtained from the data as a feature vector waveform. In addition, for example, an antenna, a receiver, an A / D converter, and a feature vector waveform extraction unit are provided. When the receiver receives a radio signal from a radio station via the antenna, the reception frequency is detected and received. The signal is converted into an intermediate frequency signal, the A / D converter converts the intermediate frequency signal sent from the receiver into a digital complex envelope signal, and the feature vector waveform extraction unit sends the digital complex signal sent from the A / D converter. The envelope signal may be subjected to FM detection processing, a rising edge in the obtained FM detection signal may be detected, and a frequency fluctuation seen at the rising edge may be extracted as a feature vector waveform.

また、分類の対象とする無線局は、無線基地局であってもよい。   Further, the radio station to be classified may be a radio base station.

実施形態2.
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。図4は、第2の実施形態の電波監視装置の構成例を示すブロック図である。図4に示す電波監視装置20は、図1に示した無線局データベース作成装置1が備える構成(具体的には、演算処理部2、デンドログラム生成部3、しきい値判定部4、データベース5)に加えて、さらに電波検出部21と、監視部22とを備える。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of the radio wave monitoring apparatus according to the second embodiment. The radio wave monitoring apparatus 20 shown in FIG. 4 has a configuration (specifically, an arithmetic processing unit 2, a dendrogram generation unit 3, a threshold value determination unit 4, a database 5) included in the radio station database creation device 1 shown in FIG. In addition, a radio wave detection unit 21 and a monitoring unit 22 are provided.

演算処理部2、デンドログラム生成部3、しきい値判定部4、データベース5は、基本的には第1の実施形態と同様である。なお、本実施形態の演算処理部2は、電波検出部21によって検知・抽出された特徴ベクトル波形を対象に演算処理を行う。また、本実施形態のしきい値判定部4は、データベース5を更新した場合に監視部6にその旨を通知してもよい。   The arithmetic processing unit 2, dendrogram generation unit 3, threshold value determination unit 4, and database 5 are basically the same as those in the first embodiment. Note that the arithmetic processing unit 2 of the present embodiment performs arithmetic processing on the feature vector waveform detected and extracted by the radio wave detection unit 21. In addition, the threshold determination unit 4 of the present embodiment may notify the monitoring unit 6 when the database 5 is updated.

また、データベース5は、無線局の識別結果の時間的推移を見るために、しきい値判定部4によるグループ分けの結果を示す情報を複数回分、時系列に沿って分析結果履歴として記憶してもよい。なお、特徴ベクトル波形を増やしながら累積的にグループ分けを行う場合には、1つの特徴ベクトル波形に対して、複数回のグループ分けの結果を記憶できるようにしてもよい。   In addition, the database 5 stores information indicating the grouping result by the threshold determination unit 4 as a plurality of times as an analysis result history in chronological order in order to see a temporal transition of the identification result of the radio station. Also good. When the grouping is performed cumulatively while increasing the feature vector waveforms, a plurality of grouping results may be stored for one feature vector waveform.

電波検出部21は、無線局から送出される無線信号を受信する受信機を有し、受信機が無線信号を受信すると、その際の立ち上がり波形や送信元の位置情報、信号内容(音声、変調方式等)などを取得する。なお、位置情報は到来方向であってもよいが、複数のロケーションサーバ等から検出される情報を基に算出される位置情報を利用することも可能である。   The radio wave detection unit 21 includes a receiver that receives a radio signal transmitted from a radio station. When the receiver receives a radio signal, the rising waveform at that time, the position information of the transmission source, and signal contents (sound, modulation) Method). Although the position information may be the direction of arrival, it is also possible to use position information calculated based on information detected from a plurality of location servers or the like.

監視部22は、データベース5に記憶されている無線局の識別結果を示す情報(分析結果履歴を含む)に基づいて、不法無線局の検出を行い、必要に応じて警告などを行う。   The monitoring unit 22 detects an illegal radio station based on information (including the analysis result history) indicating the identification result of the radio station stored in the database 5 and issues a warning or the like as necessary.

監視部22による不法無線局の検出方法として、例えば、しきい値判定部4によるグループ分けにより識別された各無線局の特徴ベクトル波形を走査して、違法な電波放出となる特徴ベクトル波形が所定数以上含まれている場合に、その無線局を不法無線局として検出する方法が用いられる。   As a method for detecting illegal radio stations by the monitoring unit 22, for example, the feature vector waveform of each radio station identified by the grouping by the threshold determination unit 4 is scanned, and a feature vector waveform that causes illegal radio wave emission is predetermined. A method of detecting the radio station as an illegal radio station when more than one is included is used.

また、例えば、予め登録されている正規の無線局の特徴ベクトル波形と、しきい値判定部4によるグループ分けにより識別された各無線局の特徴ベクトル波形とを比較した結果、正規の無線局と非類似の無線局が識別されている場合に、不法無線局がいる可能性がある旨の警告を行ってもよい。   Further, for example, as a result of comparing the feature vector waveform of the regular radio station registered in advance with the feature vector waveform of each radio station identified by the grouping by the threshold determination unit 4, When dissimilar radio stations are identified, a warning that there is a possibility of illegal radio stations may be issued.

また、正規の無線局が不特定多数ある場合など、正規の無線局の特徴ベクトル波形を予め登録できない場合には、無線局の識別結果と各無線局が送信したとされる信号の内容とを併せて検証してもよい。例えば、異なる無線局として識別された信号の中に同一の無線局を示す情報(ID等)が付与されている信号が含まれていたり、逆に同じ無線局として識別された信号の中に異なる無線局を示す情報(ID等)が付与されている信号が含まれていた場合には、正規の無線局になりすまして信号を送信する不法無線局がいる可能性があるとして、その旨を警告してもよい。   Also, when the feature vector waveform of the regular radio station cannot be registered in advance, such as when there are an unspecified number of regular radio stations, the identification result of the radio station and the content of the signal transmitted by each radio station are displayed. You may verify together. For example, the signals identified as different radio stations include a signal to which information (ID or the like) indicating the same radio station is added, or conversely, the signals identified as the same radio station are different. If a signal to which information (ID, etc.) indicating a wireless station is added is included, there is a possibility that there is an illegal wireless station that transmits a signal by impersonating a legitimate wireless station, and this is warned. May be.

例えば、前回の分析で異なるグループに分類された特徴ベクトル波形を各グループにつき少なくとも1つずつ次のグループ分けの対象に含ませれば、過去の分類結果と最新の特徴ベクトル波形とを踏襲した分類結果を得ることができる。なお、前回の分析結果を次の分析に踏襲させるか否か、また、踏襲させる場合にはどのグループの情報を次に持ち越すかを設定により切り替えられるようにしてもよい。また、踏襲させた場合とさせない場合の2種類の分析を1度に行うことも可能である。この他、長期的な分析(例えば、過去1ヶ月のデータを用いた分析)と短期的な分析(1日分のデータを用いた分析)とを所定のタイミングで行い、各々適用させる検出方法を変えたり、長期的な分析結果を短期的な分析に踏襲させるなどの使い分けを行ってもよい。   For example, if at least one feature vector waveform classified into a different group in the previous analysis is included in the next grouping target for each group, the classification result follows the past classification result and the latest feature vector waveform. Can be obtained. It should be noted that whether or not to make the previous analysis result follow the next analysis and which group information to carry over next in the case of making it follow may be switched by setting. It is also possible to perform two types of analysis at the same time, with or without following. In addition, long-term analysis (for example, analysis using data for the past month) and short-term analysis (analysis using data for one day) are performed at a predetermined timing, and detection methods to be applied respectively. It may be used properly, for example, by changing the long-term analysis results or following the short-term analysis results.

以上のように、本実施形態では、自動で情報の取得から分析までを行い、その結果不法無線局の可能性があればその旨を警告できるので、監視に人手をかけずに多数の不法無線局に24時間体制で対応することができる。   As described above, in this embodiment, information acquisition is automatically performed and analysis is performed, and as a result, if there is a possibility of an illegal radio station, a warning can be given to that effect. You can respond to the station 24 hours a day.

次に、本発明の概要について説明する。図5は、本発明の無線局データベース作成装置の概要を示すブロック図である。図5に示す無線局データベース作成装置は、樹形図生成手段101と、グループ化手段102と、データベース登録手段103とを備えている。   Next, the outline of the present invention will be described. FIG. 5 is a block diagram showing an outline of the radio station database creation apparatus of the present invention. The radio station database creation apparatus shown in FIG. 5 includes a tree diagram generation unit 101, a grouping unit 102, and a database registration unit 103.

樹形図生成手段101は、取得した信号立ち上がり時の周波数変動波形である特徴ベクトル波形に対して、当該特徴ベクトル波形から算出される変数を用いて階層的クラスター分析を実施して樹形図を生成する。なお、樹形図生成手段101は、上記実施形態ではデンドログラム生成部3として示されている。   The tree diagram generation unit 101 performs a hierarchical cluster analysis on the acquired feature vector waveform, which is a frequency fluctuation waveform at the time of signal rise, using a variable calculated from the feature vector waveform to generate a tree diagram. Generate. The dendrogram generation unit 101 is shown as the dendrogram generation unit 3 in the above embodiment.

グループ化手段102は、樹形図生成手段101によって生成される樹形図によって示される、1回のクラスター併合にかかる併合クラスター間距離の変化量である併合クラスター間距離差を基に、特徴ベクトル波形をグループ化する。なお、グループ化手段102は、上記実施形態ではしきい値判定部4として示されている。   The grouping means 102 is a feature vector based on the difference in distance between merged clusters, which is the amount of change in the distance between merged clusters related to one cluster merge, indicated by the tree diagram generated by the tree diagram generating means 101. Group waveforms together. The grouping unit 102 is shown as the threshold value determination unit 4 in the above embodiment.

データベース登録手段103は、グループ化手段102によって同一グループに分類された特徴ベクトル波形を、同一無線局に属するものとしてデータベースに登録する。なお、データベース登録手段103は、上記実施形態ではしきい値判定部4として示されている。   The database registration unit 103 registers the feature vector waveforms classified into the same group by the grouping unit 102 in the database as belonging to the same radio station. The database registration unit 103 is shown as the threshold value determination unit 4 in the above embodiment.

グループ化手段102は、併合クラスター間距離差が所定のしきい値を超えた地点を樹形図の切断位置として、特徴ベクトル波形をグループ化してもよい。   The grouping means 102 may group the feature vector waveforms with a point where the inter-cluster distance difference exceeds a predetermined threshold as a cutting position of the tree diagram.

また、樹形図生成手段101は、特徴ベクトル波形から算出される周波数変動の度合いを表す複数の変数を用いて、階層的クラスター分析を実施してもよい。   The tree diagram generation unit 101 may perform hierarchical cluster analysis using a plurality of variables representing the degree of frequency variation calculated from the feature vector waveform.

また、樹形図生成手段101は、各特徴ベクトル波形をそれぞれ1クラスターとする分類状態を初期クラスターとして、各特徴ベクトル波形から算出される変数を基に、クラスターまたはクラスターに属する特徴ベクトル波形間の距離を求め、最も距離が近いクラスターのペアを1つのクラスターに併合するクラスター併合処理を逐次繰り返して、樹形図を生成してもよい。   In addition, the tree diagram generation unit 101 uses a classification state in which each feature vector waveform is one cluster as an initial cluster, and based on a variable calculated from each feature vector waveform, between the feature vector waveforms belonging to the cluster or cluster. The tree diagram may be generated by sequentially repeating the cluster merging process of obtaining the distance and merging the pair of clusters having the closest distance into one cluster.

また、グループ化手段102は、樹形図生成手段101が樹形図を生成する過程でクラスター併合処理を行う際にその時の併合クラスター間距離を記憶するとともに、前回併合時のクラスター間距離と今回併合されるクラスター間距離の差を求めて併合クラスター間距離差を算出して、算出した併合クラスター間距離差が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、併合クラスター間距離差がしきい値以上となった時点で樹形図の切断位置を決定してもよい。そのような構成によれば、それ以降の樹形図生成処理を省略できる。   Further, the grouping means 102 stores the intercluster cluster distance at the time when the cluster diagram generation means 101 performs the cluster merging process in the process of generating the tree diagram, and the intercluster distance at the time of the previous merging and this time The difference between the intercluster clusters to be merged is calculated, the intercluster distance difference is calculated, it is determined whether the calculated intercluster distance difference is equal to or greater than a predetermined threshold, and the intercluster distance difference is calculated. The cutting position of the dendrogram may be determined when the threshold value is exceeded. According to such a configuration, subsequent tree diagram generation processing can be omitted.

また、図6は、本発明の電波監視装置の概要を示すブロック図である。図6に示す電波監視装置は、上述した無線局データベース作成装置が備える各手段(すなわち、樹形図生成手段101、グループ化手段102、データベース登録手段103)に加えて、電波検出手段105と、監視手段106とをさらに備えている。   FIG. 6 is a block diagram showing an outline of the radio wave monitoring apparatus of the present invention. The radio wave monitoring apparatus shown in FIG. 6 includes radio wave detection means 105 in addition to each means (that is, tree diagram generation means 101, grouping means 102, database registration means 103) provided in the above-described radio station database creation apparatus. The monitoring means 106 is further provided.

電波検出手段105は、無線局から送出される無線信号を受信して、少なくとも信号立ち上がり時の周波数変動波形である特徴ベクトル波形を抽出する。なお、電波検出手段105は、上記実施形態では電波検出部21として示されている。図6に示す構成において、樹形図生成手段101は、電波検出手段105によって抽出された特徴ベクトル波形に対して、当該特徴ベクトル波形から算出される変数を用いて階層的クラスター分析を実施して樹形図を生成してもよい。   The radio wave detection means 105 receives a radio signal transmitted from a radio station and extracts a feature vector waveform that is a frequency fluctuation waveform at least when the signal rises. The radio wave detecting means 105 is shown as the radio wave detecting unit 21 in the above embodiment. In the configuration shown in FIG. 6, the tree diagram generation unit 101 performs a hierarchical cluster analysis on the feature vector waveform extracted by the radio wave detection unit 105 using a variable calculated from the feature vector waveform. A dendrogram may be generated.

監視手段106は、データベースに登録されている、データベース登録手段103によって登録された無線局の識別結果を示す情報に基づいて、不法無線局の検出を行う。なお、監視手段106は、上記実施形態では監視部22として示されている。   The monitoring unit 106 detects an illegal radio station based on information registered in the database and indicating the identification result of the radio station registered by the database registration unit 103. Note that the monitoring means 106 is shown as the monitoring unit 22 in the above embodiment.

このような構成を備えることによって、自動で不法な無線局を検出することができる。   By providing such a configuration, an illegal radio station can be automatically detected.

本発明は、無線局を識別する用途以外に限らず、例えば、付近にいる無線局の数を把握する用途や不法な無線局を検出する用途に好適に適用可能である。   The present invention is not limited to the use for identifying a radio station, but can be suitably applied to, for example, a use for grasping the number of nearby radio stations and a use for detecting illegal radio stations.

1 無線局データベース作成装置
2 演算処理部
3 デンドログラム生成部
4 しきい値判定部
5 データベース
20 電波監視装置
21 電波検出部
22 監視部
101 樹形図生成手段
102 グループ化手段
103 データベース登録手段
104 データベース
105 電波検出手段
106 監視手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Radio station database preparation apparatus 2 Arithmetic processing part 3 Dendrogram production | generation part 4 Threshold determination part 5 Database 20 Radio wave monitoring apparatus 21 Radio wave detection part 22 Monitoring part 101 Tree diagram production | generation means 102 Grouping means 103 Database registration means 104 Database 105 Radio wave detection means 106 Monitoring means

Claims (10)

信号立ち上がり時の周波数変動波形である特徴ベクトル波形に対して、当該特徴ベクトル波形から算出される変数を用いて階層的クラスター分析を実施して樹形図を生成する樹形図生成手段と、
前記樹形図によって示される、1回のクラスター併合にかかる併合クラスター間距離の変化量である併合クラスター間距離差を基に、特徴ベクトル波形をグループ化するグループ化手段と、
前記グループ化手段によって同一グループに分類された特徴ベクトル波形を、同一無線局に属するものとしてデータベースに登録するデータベース登録手段とを備えた
ことを特徴とする無線局データベース作成装置。
Tree diagram generation means for generating a tree diagram by performing hierarchical cluster analysis on a feature vector waveform that is a frequency fluctuation waveform at the time of signal rise, using a variable calculated from the feature vector waveform;
Grouping means for grouping feature vector waveforms based on the intercluster cluster distance difference, which is the amount of change in the intercluster cluster distance for one cluster merge shown by the tree diagram;
A radio station database creation device comprising: database registration means for registering the feature vector waveforms classified into the same group by the grouping means in a database as belonging to the same radio station.
グループ化手段は、併合クラスター間距離差が所定のしきい値を超えた地点を樹形図の切断位置として、特徴ベクトル波形をグループ化する
請求項1に記載の無線局データベース作成装置。
The radio station database creation device according to claim 1, wherein the grouping means groups the feature vector waveforms with a point where the difference in distance between the merged clusters exceeds a predetermined threshold as a cutting position of the tree diagram.
樹形図生成手段は、特徴ベクトル波形から算出される周波数変動の度合いを表す複数の変数を用いて、階層的クラスター分析を実施する
請求項1または請求項2に記載の無線局データベース作成装置。
The radio station database creation device according to claim 1 or 2, wherein the tree diagram generation means performs a hierarchical cluster analysis using a plurality of variables representing a degree of frequency fluctuation calculated from a feature vector waveform.
樹形図生成手段は、各特徴ベクトル波形をそれぞれ1クラスターとする分類状態を初期クラスターとして、各特徴ベクトル波形から算出される変数を基に、クラスターまたはクラスターに属する特徴ベクトル波形間の距離を求め、最も距離が近いクラスターのペアを1つのクラスターに併合するクラスター併合処理を逐次繰り返して、樹形図を生成する
請求項1から請求項3のうちのいずれか1項に記載の無線局データベース作成装置。
The tree diagram generation means obtains the distance between the feature vectors belonging to the cluster or the cluster based on the variable calculated from each feature vector waveform, with the classification state where each feature vector waveform is one cluster as the initial cluster. 4. The radio station database creation according to claim 1, wherein a tree diagram is generated by sequentially repeating a cluster merging process of merging a pair of clusters having the closest distance into one cluster. 5. apparatus.
グループ化手段は、樹形図生成手段が樹形図を生成する過程でクラスター併合処理を行う際にその時の併合クラスター間距離を記憶するとともに、前回併合時のクラスター間距離と今回併合されるクラスター間距離の差を求めて併合クラスター間距離差を算出して、算出した併合クラスター間距離差が所定のしきい値以上であるか否かを判定し、併合クラスター間距離差がしきい値以上となった時点で樹形図の切断位置を決定する
請求項4に記載の無線局データベース作成装置。
The grouping means memorizes the inter-cluster distance at the time of cluster merging in the process of generating the dendrogram by the dendrogram generating means, and the inter-cluster distance at the previous merging and the cluster to be merged this time Calculate the inter-cluster distance difference by calculating the inter-cluster distance difference, determine whether the calculated inter-cluster distance difference is greater than or equal to a predetermined threshold, and the inter-cluster distance difference is greater than or equal to the threshold The radio station database creation device according to claim 4, wherein a cutting position of the tree diagram is determined at a point of time.
請求項1から請求項5のうちのいずれか1項に記載された無線局データベース作成装置と、
無線局から送出される無線信号を受信して、少なくとも信号立ち上がり時の周波数変動波形である特徴ベクトル波形を抽出する電波検出手段と、
データベースに登録されている、データベース登録手段によって登録された無線局の識別結果を示す情報に基づいて、不法無線局の検出を行う監視手段とを備えた
ことを特徴とする電波監視装置。
A radio station database creation device according to any one of claims 1 to 5,
Radio wave detection means for receiving a radio signal transmitted from a radio station and extracting a feature vector waveform which is a frequency fluctuation waveform at the time of signal rise;
A radio wave monitoring apparatus comprising: monitoring means for detecting an illegal radio station based on information registered in the database and indicating an identification result of the radio station registered by the database registration means.
取得した信号立ち上がり時の周波数変動波形である特徴ベクトル波形に対して、当該特徴ベクトル波形から算出される変数を用いて階層的クラスター分析を実施して樹形図を生成する樹形図生成ステップと、
前記樹形図によって示される、1回のクラスター併合にかかる併合クラスター間距離の変化量である併合クラスター間距離差を基に、特徴ベクトル波形をグループ化するグループ化ステップと、
前記グループ化ステップによって同一グループに分類された特徴ベクトル波形を、同一無線局に属するものとしてデータベースに登録するデータベース登録ステップとを含む
ことを特徴とする無線局データベース作成方法。
A tree diagram generation step for generating a tree diagram by performing a hierarchical cluster analysis on the obtained feature vector waveform, which is a frequency fluctuation waveform at the time of signal rise, using a variable calculated from the feature vector waveform; ,
A grouping step for grouping feature vector waveforms based on the inter-cluster distance difference, which is the amount of change in the inter-cluster distance for one cluster merge shown by the tree diagram;
A database registration step of registering in the database the feature vector waveforms classified into the same group by the grouping step as belonging to the same radio station.
無線局から送出される無線信号を受信して、少なくとも信号立ち上がり時の周波数変動波形である特徴ベクトル波形を抽出する電波検出ステップと、
前記抽出された特徴ベクトル波形に対して、当該特徴ベクトル波形から算出される変数を用いて階層的クラスター分析を実施して樹形図を生成する樹形図生成ステップと、
前記樹形図生成ステップで生成される樹形図によって示される、1回のクラスター併合にかかる併合クラスター間距離の変化量である併合クラスター間距離差を基に、特徴ベクトル波形をグループ化するグループ化ステップと、
前記グループ化ステップによって同一グループに分類された特徴ベクトル波形を、同一無線局に属するものとしてデータベースに登録するデータベース登録ステップと、
前記データベースに登録されている、データベース登録手段によって登録された無線局の識別結果を示す情報に基づいて、不法無線局の検出を行う監視ステップとを含む
ことを特徴とする電波監視方法。
A radio wave detection step of receiving a radio signal transmitted from a radio station and extracting a feature vector waveform which is a frequency fluctuation waveform at the time of signal rise;
A tree diagram generation step of generating a tree diagram by performing a hierarchical cluster analysis on the extracted feature vector waveform using a variable calculated from the feature vector waveform;
A group for grouping feature vector waveforms based on a difference in distance between merged clusters, which is a change in distance between merged clusters for one cluster merge, indicated by the tree diagram generated in the tree diagram generation step. Step,
A database registration step of registering the feature vector waveforms classified into the same group in the grouping step in the database as belonging to the same radio station;
And a monitoring step of detecting an illegal radio station based on information indicating the identification result of the radio station registered by the database registration means registered in the database.
コンピュータに、
信号立ち上がり時の周波数変動波形である特徴ベクトル波形に対して、当該特徴ベクトル波形から算出される変数を用いて階層的クラスター分析を実施して樹形図を生成する樹形図生成処理、
前記樹形図によって示される、1回のクラスター併合にかかる併合クラスター間距離の変化量である併合クラスター間距離差を基に、特徴ベクトル波形をグループ化するグループ化処理、および
前記グループ化処理によって同一グループに分類された特徴ベクトル波形を、同一無線局に属するものとしてデータベースに登録するデータベース登録処理
を実行させるための無線局データベース作成プログラム。
On the computer,
A tree diagram generation process for generating a tree diagram by performing a hierarchical cluster analysis on a feature vector waveform that is a frequency fluctuation waveform at the time of signal rise, using a variable calculated from the feature vector waveform,
A grouping process for grouping feature vector waveforms based on a difference in distance between merged clusters, which is a change amount of a distance between merged clusters for one cluster merge, shown by the tree diagram, and by the grouping process A radio station database creation program for executing database registration processing for registering feature vector waveforms classified into the same group into a database as belonging to the same radio station.
コンピュータに、
無線局から送出される無線信号を受信して、少なくとも信号立ち上がり時の周波数変動波形である特徴ベクトル波形を抽出する電波検出処理、
前記抽出された特徴ベクトル波形に対して、当該特徴ベクトル波形から算出される変数を用いて階層的クラスター分析を実施して樹形図を生成する樹形図生成処理、
前記樹形図生成処理で生成される樹形図によって示される、1回のクラスター併合にかかる併合クラスター間距離の変化量である併合クラスター間距離差を基に、特徴ベクトル波形をグループ化するグループ化処理、
前記グループ化処理によって同一グループに分類された特徴ベクトル波形を、同一無線局に属するものとしてデータベースに登録するデータベース登録処理、および
前記データベースに登録されている、データベース登録手段によって登録された無線局の識別結果を示す情報に基づいて、不法無線局の検出を行う監視処理
を実行させるための電波監視プログラム。
On the computer,
Radio wave detection processing that receives a radio signal transmitted from a radio station and extracts a feature vector waveform that is a frequency fluctuation waveform at the time of signal rise;
A tree diagram generation process for generating a tree diagram by performing a hierarchical cluster analysis on the extracted feature vector waveform using a variable calculated from the feature vector waveform;
A group that groups feature vector waveforms based on a difference in distance between merged clusters, which is a change in distance between merged clusters for one cluster merge, indicated by the tree diagram generated in the tree diagram generation process. Processing,
A database registration process for registering the feature vector waveforms classified into the same group by the grouping process in a database as belonging to the same radio station, and a radio station registered by the database registration means registered in the database. A radio wave monitoring program for executing monitoring processing for detecting illegal radio stations based on information indicating the identification result.
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