JP2020174278A - 信号処理装置及び信号処理方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は本発明の一実施形態に係る信号処理装置を示す図であり、図2はその詳細を示す図である。
AIS信号受信システム4は、人工衛星(図示せず)に搭載され、船舶等から送信されるAIS信号(信号源1、2の信号)を、複数のAISアンテナ5aを介してそれぞれ独立してA/D変換器5bで受信する受信装置5を有する。
なお、信号推定処理部7dで比較される複数の模擬信号を合成した信号は、例えば、AIS信号を模擬して生成された模擬信号を合成した信号であり、復調される可能性がある複数の信号を合成した信号に相当する。複数の模擬信号を合成した信号は、例えば、信号推定処理部7d内または外部からから供給すればよい。
妨害波干渉抽出部8aは、デジタルビームフォーミング部7cで分離された信号のうち、所望信号以外の特徴を有する妨害波等を判断し受信システム運用情報収集部8cからの当該受信システム4と信号処理装置10における観測条件と紐づいてデータベース9に結果を蓄積する。複数の信号源の空間的な偏りを利用して、復調する複数の信号に含まれない信号を抽出する。
すなわち、衝突する信号源や妨害波が一様分布ではなく特定の領域に偏る場合、同じ方向から来ることになる信号または妨害波をまとめて一つの干渉源として処理することで、干渉信号の少ない部分問題に置き換えることができる。部分問題となった粗密なエリアからの信号源を検波復調処理または妨害波識別した結果を、空間ダイバーシティ前の混信状態波形から減算等をすることで問題から部分問題を取り除くことを実現できる。
また、同じ方向から来ることになる信号または妨害波をまとめた一つの干渉源に対し、妨害波干渉抽出部8aの結果を用いて空間ダイバーシティ前の混信状態波形から減算等をすることで、部分問題に対して再度空間ダイバーシティ処理から実施することができる。これらの部分問題化を繰り返すことで検波復調処理結果を改善する。
受信システム運用情報収集部8cは、当該受信システム4と信号処理装置10における運用情報を収集しデータベース9に蓄積する。この信号処理装置10では、例えば過去の信号検出装置7における各パラメータや検出結果をデータベース9に蓄積しておき、この蓄積データを用いて或いは加味して空間ダイバーシティ前の混信状態波形から減算等をするように構成してもよい。また、この信号処理装置10では、信号推定処理部7dや妨害波干渉抽出部8a、受信信号数評価処理部8bの検出結果をデータベース9に蓄積しておき、例えば現在データと蓄積データを用いて信号推定処理や妨害波抽出処理等をするように構成してもよい。すなわち、蓄積データによる学習と現在データからの推論を構成してもよい。
処理コンピュータ6は、解析処理の要否を決定する(ST304)。例えば、レイテンシー要求のある定常運用において解析処理は不要とし速やかに検出結果配信を行う。初期校正や実験観測、特別に性能を求められる観測等の場合は、データ補正処理部7bやデジタルビームフォーミング部7cの性能向上に向けて解析処理を要とする。これは、自動判断、もしくは外部判断によりデータを複製し解析装置8で実施してもよい。
<解析処理が不要な場合>
解析処理が不要な場合には、処理コンピュータ6が、データ補正処理の要否を決定する(ST305)。例えば、信号数及び妨害波空間的隔たり照合処理(ST320)、受信システム運用情報収集(ST303)、検波復調処理(ST308)の結果から、減算可能なデータの有無に対してデータ補正処理要否(ST305)を実施する。
データ補正処理が不要な場合には、デジタルビームフォーミング部7cが、マルチアンテナデータ収集部7aにより収集された受信信号をそのまま使って空間ダイバーシティ処理を行う(ST306)。
信号推定処理が不要な場合には、検波復調部7eが、デジタルビームフォーミング部7cで分離されたAIS信号からデータを復調する(ST308)。
<解析処理が必要な場合>
妨害波の干渉がある場合には、デジタルビームフォーミング部7cにおいて空間ダイバーシティ処理を行い(ST313)、妨害波干渉抽出部8aが、空間ダイバーシティ処理後の信号の妨害波の最大化をし、すなわち空間ダイバーシティ処理により妨害波が最大となるように処理を行い(ST314)、その妨害波を分離処理する(ST315)。なお、上記のデータ補正処理部7bは、空間ダイバーシティ処理前の信号から、上記の分離処理された妨害波を減算する(ST310)。
本実施形態によれば、アンテナ本数を超える数十の信号衝突と、妨害波が受信される場合においても、ある程度の信号検出が可能となり、空間ダイバーシティ処理により分離しても復調できない信号であっても復調することができるようになる。なお、各機能を実現するのに図2や図3で示すフローに限る必要はない。
7c :デジタルビームフォーミング部
7d :信号推定処理部
8a :妨害波干渉抽出部
10 :信号処理装置
Claims (7)
- 複数の信号源からの信号を空間ダイバーシティ処理により分離するデジタルビームフォーミング部と、
前記デジタルビームフォーミング部で分離された信号と復調される可能性がある複数の信号を合成した信号との比較により、復調する複数の信号を推定する信号推定処理部と
を具備する信号処理装置。 - 前記信号推定処理部により推定された複数の信号に基づいて、前記デジタルビームフォーミング部による空間ダイバーシティ処理前の信号を補正する補正処理部を具備する請求項1に記載の信号処理装置。
- 前記デジタルビームフォーミング部で分離された信号から、前記複数の信号源の空間的な偏りを利用して、前記復調する複数の信号に含まれない信号を抽出する抽出部を具備し、
前記補正処理部は、前記抽出部により抽出された信号に基づいて、前記デジタルビームフォーミング部による空間ダイバーシティ処理前の信号を補正する
請求項2に記載の信号処理装置。 - 前記復調する複数の信号に含まれない信号は、妨害波又は前記復調する複数の信号の信号源の領域とは異なる領域の信号源の信号である
請求項3に記載の信号処理装置。 - 複数の信号源からの信号を空間ダイバーシティ処理により分離するデジタルビームフォーミング部と、
前記デジタルビームフォーミング部で分離された信号から、前記複数の信号源の空間的な偏りを利用して、前記復調する複数の信号に含まれない信号を抽出する抽出部と、
前記抽出部により抽出された信号に基づいて、前記デジタルビームフォーミング部による空間ダイバーシティ処理前の信号を補正する補正処理部と
を具備する信号処理装置。 - 複数の信号源からの信号を空間ダイバーシティ処理により分離し、
前記分離された信号と復調される可能性がある複数の信号を合成した信号との比較により、復調する複数の信号を推定する
信号処理方法。 - 複数の信号源からの信号を空間ダイバーシティ処理により分離し、
前記分離された信号から、前記複数の信号源の空間的な偏りを利用して、前記復調する複数の信号に含まれない信号を抽出し、
前記抽出された信号に基づいて、前記空間ダイバーシティ処理前の信号を補正する
信号処理方法。
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Non-Patent Citations (1)
Title |
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清水 星哉、他3名: "衛星搭載AISにおける衝突パケットの逐次分離検出", 電子情報通信学会技術研究報告 VOL.118 NO.474, vol. 第118巻, JPN6022050060, 27 February 2019 (2019-02-27), JP, ISSN: 0004931346 * |
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