JP2023078720A - 電波特徴量計算装置、電波発信源識別装置、それらの方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】マルチパスフェージングの影響を受けず、かつ無線通信端末の性能に依存せず安定して電波発信源の特定ができる特徴量を計算する。【解決手段】信号検出部１１２は、受信電波のベースバンド信号から通信情報が異なり、かつフェージングの影響が変動する時間周期よりも十分に短い時間内に存在する２種類の定型信号区間を検出し、それらを情報１区間及び情報２区間として指定する。情報１区間信号処理部１１３は、ベースバンド信号から、情報１区間を切り出し、切り出した情報１区間をフーリエ変換する。情報２区間信号処理部１１４は、ベースバンド信号から情報２区間を切り出し、切り出した情報２区間をフーリエ変換する。特徴量計算部１１５は、情報１区間信号処理部１１３の出力と情報２区間信号処理部１１４の出力とに基づいて、特徴量を計算する。【選択図】図１

Description

本開示は、電波特徴量計算装置、電波発信源識別装置、それらの方法、及びプログラムに関する。

無線通信端末が出力した電波をもとに、通信端末のアナログ回路が有する非線形性が原因で発生する波形歪を分析することで、無線通信端末の個体を特定する技術が存在する。無線通信端末のアナログ回路で発生する波形歪は、製造ばらつきに依存して個々の端末が異なる特徴を持つことが知られている。電波発信源は、波形歪の端末ごとの違いを分析することで特定できる。電波発信源識別方法の例が、非特許文献１、及び非特許文献２に記載されている。

非特許文献１に記載された電波発信源識別方法では、受信電波のうちプリアンブル信号などの既知信号の波形をもとに生成した電力スペクトル密度が特徴量として抽出される。非特許文献１では、抽出された特徴量を機械学習モデルを用いて構成された識別システムに学習させることで、受信電波の発信源が特定される。このように、非特許文献１に記載された電波発信源識別方法は、電力スペクトル密度をもとに端末固有の波形歪を見分けることで、受信電波の発信源を特定する。

一方、非特許文献２に記載された電波発信源識別方法では、受信電波のプリアンブル信号から、通信端末の過渡応答が特徴量として抽出される。非特許文献２では、抽出された特徴量を機械学習モデルで構成された識別システムに学習させることで、受信電波の発信源が特定される。過渡応答は、無線通信端末のアナログ回路の非線形性に起因して発生する波形歪の一種であり、非特許文献２に記載された電波発信源識別方法では、電波発信源固有の過渡応答を見分けることで受信電波の発信源が特定される。

より詳細には、非特許文献２において、過渡応答は、Ｗｉ－Ｆｉのプリアンブル信号の構造を利用して算出される。図１４は、Ｗｉ－Ｆｉのプリアンブル信号の構造を示している。Ｗｉ－Ｆｉのプリアンブル信号は、Short Training Sequence（ＳＴＳ）とLong Training Sequence（ＬＴＳ）とを含む。ＳＴＳは、同一の信号を０．８μｓ周期で１０回繰り返す信号構造を有する。一方、ＬＴＳは、同一の信号を３．２μｓ周期で２回繰り返す信号構造を有する。

非特許文献２では、ＬＴＳで２回繰り返される信号がそれぞれ切り出される。２回繰り返される信号は、理想的には全く同じ波形になる。しかしながら、実際には、過渡応答の影響で２回繰り返される信号には違いが生じる。非特許文献２では、この違いが、特徴量として抽出される。具体的には、切り出された信号は、それぞれフーリエ変換され、両信号の割り算を周波数ビンごとに行うことで特徴量に変換される。この特徴量は、電波発信源ごとに異なる値を持つ。このため、特徴量を利用することで、電波発信源を特定することができる。

大辻太一、相馬達也、竹内俊樹、狐塚正樹、國弘和明、"物理層の特徴量を用いた送信器個体識別に対する伝搬損失の影響評価"、信学技報、SR2018-25、2018． Guyue Li, Jiabao Yu, Yuexiu Xing, and Aiqun Hu, "Location-Invariant Physical Layer Identification Approach for WiFi Devices", IEEE Access, Special Section on Artificial Intelligence for Physical-Layer Wireless Communications, pp. 106974 - 106986, 2019.

非特許文献１では、電力スペクトル密度が特徴量として使用される。しかしながら、電力スペクトル密度は、通信端末のアナログ回路で発生する波形歪だけでなく、マルチパスフェージングの影響で発生する波形歪を含む。マルチパスフェージングは、電波発信源から発せられた電波が、構造物で反射しながら複数の経路で伝搬し、遅延時間が異なる複数の経路を経た電波が重畳されることで受信電波の波形を歪ませる現象である。電波の伝搬経路は、電波発信源及び電波受信器の周辺環境に依存して変化するため、マルチパスフェージングに起因する波形歪も、電波発信源及び電波受信器の周辺環境に依存して変化する。従って、電力スペクトル密度は、電波発信源及び電波受信器の周辺環境に依存して変化する。

非特許文献１では、マルチパスフェージングの影響で発生する波形歪と、通信端末のアナログ回路で発生する波形歪とを区別することができず、周辺環境が変化すると電波発信源の特定ができなくなるという問題がある。非特許文献１の構成では、機械学習モデルの学習用データを取得したときと同じ周辺環境でしか、電波発信源の特定ができない。周辺環境が変化した場合でも電波発信源の特定するためには、例えば電波発信源の設置場所が変わるたびに機械学習モデルの学習用データを取得し直す必要がある。しかしながら、このような運用が可能な状況は、限られている。このため、非特許文献１では、周辺環境が変化しない条件で測定した電波を使用し、検討を行っている。

上記に対し、非特許文献２に記載された電波発信源識別方法は、マルチパスフェージングに起因する波形歪の影響を受けないように考案された特徴量を使用する。図１５は、電波発信源が送信する信号が、受信器で受信されるまでの間に影響を受ける歪やノイズの成分を模式的に示す。電波発信源が送信する信号の理想波形をＳとすると、電波発信源から出力される電波波形は、電波発信源の非線形性を示す式Ｇを用いてＧ（Ｓ）で表される。電波発信源の非線形性Ｇは、主にアナログフロントエンド回路で発生する歪であり、電波発信源の個体ごとにばらつきがある。この歪の影響で、電波発信源から発信される電波は理想波形Ｓから歪んだ波形になる。この電波にマルチパスフェージングに起因する波形歪Ｈが加わることで、波形が更に歪む。最後に、受信ノイズＮが加わった信号が、電波受信器で記録される記録信号Ｒである。

記録信号Ｒを周波数軸の式で表すと、以下の通りになる。

上記式１において、ｉは周波数ビンの番号を表している。非特許文献２で算出される特徴量は、ＬＴＳ内で２回繰り返される信号区間（Ｌ１，Ｌ２）のスペクトルを、周波数ごとに割り算することで計算される。非特許文献２で算出される特徴量は、以下の式で表すことができる。

上記式２において、Ｈ_Ｌ１，ｉ及びＨ_Ｌ２，ｉは、それぞれ信号区間Ｌ１とＬ２のマルチパスフェージングに起因する波形歪である。Ｇ_Ｌ１，ｉ及びＧ_Ｌ２，ｉは、それぞれ信号区間Ｌ１とＬ２における電波発信源の非線形性を表す式である。Ｓ_Ｌ１及びＳ_Ｌ２は、それぞれ信号区間Ｌ１とＬ２の理想信号である。Ｎ_Ｌ１，ｉ及びＮ_Ｌ２，ｉは、それぞれ信号区間Ｌ１とＬ２の受信ノイズである。Ｌ１及びＬ２は、マルチパスフェージングの変動時間よりも極めて短い時間内で繰り返されることから、

とみなすことができる。非特許文献２おける特徴量は、受信ノイズが十分小さいとき、

と近似することができる。上記式４を参照すると、非特許文献２における特徴量は、マルチパスフェージングに起因する波形歪Ｈの項を持たない。このため、非特許文献２に記載の電波発信源識別方法は、マルチパスフェージングに起因する波形歪の影響を受けない。非特許文献２における特徴量は、電波発信源及び電波受信器の周辺環境に依存しない値であるため、電波発信源の設置場所が変わるたびに機械学習モデルの学習用データを取得し直す必要がない。

一方で、非特許文献２には、特定対象の電波発信源の性能に依存して、計算される特徴量が有意な特徴量とならない場合があるという問題がある。上記式４において、Ｓ_Ｌ１とＳ_Ｌ２は

の関係にある。このため、従って、受信ノイズＮの影響を無視すれば、上記式２において、分母と分子との違いは、電波発信源の非線形性を示す式Ｇ_Ｌ１，ｉ及びＧ_Ｌ２，ｉである。したがって、

であることが、非特許文献２において、特徴量を抽出できる条件である。

Ｇ_Ｌ１，ｉとＧ_Ｌ２，ｉとの違いを生む物理現象は、アナログ回路の過渡応答である。過渡応答は、信号立ち上がり直後に大きな歪を発生させる。一般的な通信機器では、過渡応答が１μｓに満たない非常に短い時間内に収束するように設計されている。これに対し、非特許文献２が特徴量計算に使用しているＬＴＳは、信号立ち上がりから８μｓ以上時間経過した場所に存在する。したがって、非特許文献２に記載の方法で、有意な大きさの過渡応答を算出することは困難である。

仮に、過渡応答の影響を捉えやすくするため、プリアンブル信号の立ち上がり区間であるＳＴＳの先頭を用いて、上記式２と同等の計算を行った場合を考える。この場合は、区間Ｌ１を図１のＳ１の信号、区間Ｌ２を図１のＳ２の信号に置き換えることなどが考えられる。こうした場合、今度は、マルチパスフェージングの影響を除去できなくなる問題が生じる。マルチパスフェージングは、異なる遅延時間を持つ電波の重ね合わせで発生する現象であるため、信号の立ち上がり区間では、重畳される遅延した電波の数が他の区間とは異なる。つまり、マルチパスフェージングに起因する波形歪Ｈは、信号の立ち上がり区間と他の区間とで異なる。このため、Ｓ１区間とＳ２区間とで、式３に相当する関係が成立しない。したがって、式４とは異なり、マルチパスフェージングの影響を受けない特徴量を算出することができなくなる。Ｗｉ－Ｆｉ信号では、この現象（シンボル間干渉）の影響を除去するため、通信信号が切り替わった直後の０．８μｓにＣＰ（Cyclic Prefix）と呼ばれる区間が設けられ、その区間は通信信号の伝搬には使用されない。同様に、ＳＴＳの先頭０．８μｓを特徴量の計算に使わなければ、特徴量からマルチパスフェージングの影響を除去できる。しかしながら、ＬＴＳから特徴量を計算した場合と同様に、過渡応答に起因する非線形性を反映した特徴量が得られなくなる。

また、非特許文献２には、受信ノイズの影響を強く受けるという問題もある。式２に示されるように、特徴量は、分母及び分子に受信ノイズの項を含む。特許文献２では、これら受信ノイズの項が非常に小さい場合のみ、有意な特徴量を算出することができる。このため、受信信号のＳＮＲ（Signal-to-Noise Ratio）が極めて高い場合を除き、電波発信源の特定精度が悪い。

本開示は、上記事情に鑑み、マルチパスフェージングの影響を受けず、かつ無線通信端末に定常的に存在する非線形性を利用して電波発信源を特定するための特徴量を計算することができる電波特徴量計算装置、電波発信源識別装置、及びそれらの方法、並びにプログラムを提供することを目的の１つとする。

上記目的を達成するために、本開示は、第１の態様として、電波特徴量計算装置を提供する。電波特徴量計算装置は、受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定する信号検出部と、前記ベースバンド信号のうち、前記信号検出部が指定した情報１区間をフーリエ変換して出力する情報１区間信号処理部と、前記ベースバンド信号のうち、前記信号検出部が指定した情報２区間をフーリエ変換して出力する情報２区間信号処理部と、前記情報１区間信号処理部の出力と前記情報２区間信号処理部の出力とに基づいて、前記通信波の発信源を識別するための特徴量を計算する特徴量計算部とを含む。

本開示は、第２の態様として、電波発信源識別装置を提供する。電波発信源識別装置は、受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定する信号検出部と、前記ベースバンド信号のうち、前記信号検出部が指定した情報１区間をフーリエ変換して出力する情報１区間信号処理部と、前記ベースバンド信号のうち、前記信号検出部が指定した情報２区間をフーリエ変換して出力する情報２区間信号処理部と、前記情報１区間信号処理部の出力と前記情報２区間信号処理部の出力とに基づいて、特徴量を計算する特徴量計算部と、前記特徴量計算部で計算された特徴量に基づいて、前記受信された通信波の発信源の個体を特定する識別部とを含む。

本開示は、第３の態様として、電波特徴量計算方法を提供する。電波特徴量計算方法は、受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定し、前記ベースバンド信号のうち、前記情報１区間をフーリエ変換し、前記ベースバンド信号のうち、前記情報２区間をフーリエ変換し、前記フーリエ変換された情報１区間の信号と前記フーリエ変換された情報２区間の信号とに基づいて、前記通信波の発信源を識別するための特徴量を計算することを含む。

本開示は、第４の態様として、電波発信源識別方法を提供する。電波発信源識別方法は、受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定し、前記ベースバンド信号のうち、前記情報１区間をフーリエ変換し、前記ベースバンド信号のうち、前記情報２区間をフーリエ変換し、前記フーリエ変換された情報１区間の信号と前記フーリエ変換された情報２区間の信号とに基づいて特徴量を計算し、前記計算された特徴量に基づいて、前記受信された通信波の発信源の個体を特定することを含む。

本開示は、第５の態様として、プログラム（電波特徴量計算プログラム）を提供する。電波特徴量計算プログラムは、受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定し、前記ベースバンド信号のうち、前記情報１区間をフーリエ変換し、前記ベースバンド信号のうち、前記情報２区間をフーリエ変換し、前記フーリエ変換された情報１区間の信号と前記フーリエ変換された情報２区間の信号とに基づいて、前記通信波の発信源を識別するための特徴量を計算することを含む処理をプロセッサに実行させる。

本開示は、第６の態様として、プログラム（電波発信源識別プログラム）を提供する。電波発信源識別プログラムは、受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定し、前記ベースバンド信号のうち、前記情報１区間をフーリエ変換し、前記ベースバンド信号のうち、前記情報２区間をフーリエ変換し、前記フーリエ変換された情報１区間の信号と前記フーリエ変換された情報２区間の信号とに基づいて特徴量を計算し、前記計算された特徴量に基づいて、前記受信された通信波の発信源の個体を特定することを含む処理をプロセッサに実行させる。

本開示に係る電波特徴量計算装置、電波発信源識別装置、及びそれらの方法、並びにプログラムは、マルチパスフェージングの影響を受けず、かつ無線通信端末に定常的に存在する非線形性を利用して電波発信源を特定するための特徴量を計算することができる。

本開示の第１の実施形態に係る電波発信源識別装置を示すブロック図である。 第１の実施形態におけるＷｉ－Ｆｉプリアンブル信号の切り取り方法の例を示す模式図である。 第１の実施形態においてＷｉ－Ｆｉプリアンブル信号の切り取り方法の別の例を示す模式図である。 第１の実施形態における電波発信源識別装置の動作手順を示すフローチャートである。 本開示の第２の実施形態に係る電波特徴量計算装置を示すブロック図である。 本開示の第３の実施形態における信号処理の一部を示すブロック図である。 本開示の第４の実施形態における信号処理の一部を示すブロック図である。 第４の実施形態におけるＷｉ－Ｆｉプリアンブル信号の切り取り方法の例を示す模式図である。 本開示の第５の実施形態における信号処理の一部を示すブロック図である。 第５の実施形態においてＷｉ－Ｆｉプリアンブル信号の切り取り方法の例を示す模式図である。 本開示の第６の実施形態に係る電波特徴量計算装置を示すブロック図である。 本開示の第７の実施形態に係る電波特徴量計算装置を示すブロック図である。 本開示の第８の実施形態に係る電波発信源識別装置を示すブロック図である。 Ｗｉ－Ｆｉのプリアンブル信号の構造を示す模式図である。 通信電波に歪成分が加わる仕組みを示す模式図である。

以下、本開示の実施の形態を、図面を参照しつつ、詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態において、図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、以下の実施形態の説明は、本開示を限定することを意図するものではない。なお、本明細書及び図面において、同様に説明されることが可能な要素については、同一の符号を付することにより重複説明が省略され得る。

［第１の実施形態］
図２は、本開示の第１の実施形態に係る電波発信源識別装置２００の構成図である。電波発信源識別装置２００は、電波特徴量計算装置１００と識別部２１１とを備える。電波特徴量計算装置１００は、信号検出部１１２、情報１区間信号処理部１１３、情報２区間信号処理部１１４、及び特徴量計算部１１５を備える。

信号検出部１１２は、受信電波のベースバンド信号から、通信情報が異なり、かつフェージングの影響が変動する時間周期よりも十分に短い時間内に存在する２種類の定型信号区間を検出する。信号検出部１１２は、検出した検出した２種類の定型信号区間を、それぞれを情報１区間と情報２区間として指定する。ここで、情報１区間の信号長と、情報２区間の信号長とは、同一である。

情報１区間信号処理部１１３は、受信電波のベースバンド信号から、信号検出部１１２が指定した情報１区間を切り取る。情報１区間信号処理部１１３は、切り取った情報１区間に対してフーリエ変換を実施し、フーリエ変換された信号を出力する。情報２区間信号処理部１１４は、受信電波のベースバンド信号から、信号検出部１１２が指定した情報２区間を切り取る。情報２区間信号処理部１１４は、切り取った情報２区間に対してフーリエ変換を実施し、フーリエ変換された信号を出力する。

特徴量計算部１１５には、情報１区間信号処理部１１３から出力されるフーリエ変換された情報１区間の信号と、情報２区間信号処理部１１４から出力されるフーリエ変換された情報２区間の信号とが入力される。特徴量計算部１１５は、周波数ビンごとに、フーリエ変換された情報１区間の信号を、フーリエ変換された情報２区間の信号で割り算する。特徴量計算部１１５は、割り算した結果を、特徴量として識別部２１１に出力する。

識別部２１１は、特徴量計算部１１５から出力される特徴量を分析し、受信電波の発信源を特定する。識別部２１１は、例えば、非特許文献１に記載されるような、機械学習を用いて分類又は照合判定を行う識別装置として構成される。識別部２１１は、特徴量の典型値と受信電波から算出した特徴量とのコサイン類似度やユークリッド距離に基づいて分類又は照合判定を行う識別装置であってもよい。

以上の構成を採用することで、電波特徴量計算装置１００は、マルチパスフェージングの影響を受けず、かつ無線通信端末の性能に依存せず安定して電波発信源の特定ができる特徴量を計算できる。以下では、数式を用いて理由を説明する。

電波特徴量計算装置１００で算出される特徴量を数式で表すと、以下の通りになる。

ここで、情報１区間の理想信号をＳ_Ｐ１、情報２区間の理想信号をＳ_Ｐ２とする。Ｇ_Ｐ１，ｉ及びＧ_Ｐ２，ｉは、それぞれ情報１区間及び情報２区間の電波発信源の非線形性を示す数式である。Ｈ_Ｐ１，ｉ及びＨ_Ｐ２，ｉは、それぞれ情報１区間及び情報２区間のマルチパスフェージングに起因する波形歪である。Ｎ_Ｐ１，ｉ及びＮ_Ｐ２，ｉは、それぞれ情報１区間及び情報２区間の受信ノイズである。下付き文字ｉは、サブキャリア番号（又は周波数ビン番号）を示す。

情報１区間及び情報２区間は、マルチパスフェージングの変動時間よりも極めて短い時間内に存在していることから、

とみなすことができる。受信ノイズが十分小さい時に、電波特徴量計算装置１００が算出する特徴量は、

と近似することができる。式９から理解されるように、電波特徴量計算装置１００が算出する特徴量は、マルチパスフェージングに起因する波形歪Ｈの項を持たない。このため、特徴量は、マルチパスフェージングに起因する波形歪の影響を受けないことが分かる。

上記式９で示される電波特徴量計算装置１００が算出する特徴量は、式４で示される非特許文献２に記載の特徴量とは、下記の２つの点において異なる。１つ目の相違点は、情報１区間の理想信号Ｓ_Ｐ１と情報２区間の理想信号Ｓ_Ｐ２の間に、

の関係があるである。２つ目の相違点は、非線形性を示す数式Ｇが分母と分子とで全く同じ数式を想定しており、

の関係にあっても特徴量を算出できる点である。このため、非特許文献２とは異なり、電波特徴量計算装置１００は、電波発信源の過渡応答が優位に発生する信号領域外であっても、安定して有効な特徴量を算出することができる。

非特許文献２とは異なり、電波特徴量計算装置１００において式１１の関係があっても有効な特徴量が算出できる理由は、電波特徴量計算装置１００において算出する特徴量が、相互変調歪に起因して生じる電波発信源の非線形性を基にしているためである。無線通信端末などに用いられるアナログ回路の静的な入出力特性は、テイラー級数で近似できることが知られており、

と表すことができる。ここで、ｙ（ｔ）は出力信号であり、ｘ（ｔ）は入力信号であり、ｔは時間であり、ａ，ｂ，ｃ，・・・はテイラー級数の係数である。式１２では、２次以上の高次項がアナログ回路の非線形性を表している。このようなアナログ回路に任意の帯域幅を持った信号ｘ（ｔ）を入力した場合に発生する歪みが相互変調歪であり、特に奇数次の高次項から算出される相互変調歪は、入力信号ｘ（ｔ）と同じ周波数帯に発生する。

上記相互変調歪は、式１２で表されるアナログ回路の静的な入出力特性が全く同じであっても、式１０のように入力信号が異なる場合は異なる値を返す。つまり、式１１の関係があっても、式１０で表される特徴量は、電波発信源ごとに異なる値を返す。以下では、異なる２種類の信号を入力した場合の出力ｙ（ｔ）を計算し、異なる非線形項が算出されることを示す。

まず、議論の簡略化のため、等しい周波数間隔で４本のサブキャリアが並ぶ信号を考える。サブキャリアの周波数は、ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３、及びｆ_４であるとし、位相は、それぞれθ_１、θ_２、θ_３、及びθ_４であるとする。このうち、下記式１３で表される、２本のサブキャリアのみを使用する信号を、式１２で表される入出力特性を持つアナログ回路に入力したとする。

ここで、出力ｙ（ｘ）のうち３次の項までを計算して周波数ｆ_１の成分のみを切り出すと、

となる。次いで、入力信号を４本全てのサブキャリアを使った信号に変更し、下記式１５で表される信号を、式１２で表される入出力特性を持つアナログ回路に入力したとする。

ここで、出力ｙ（ｘ）のうち３次の項までを計算して周波数ｆ_１の成分のみを切り出すと、

となる。式１４と式１６とを比較すると、第２項が異なる値になっていることが分かる。これが、入力信号が異なることに起因して生じる相互変調歪の違いである。

以上の説明のように、アナログ回路に２つの相互に異なる信号が入力される場合、非線形性歪を発生させる数式Ｇが全く同じ前提であっても、２つの入力信号は相互に異なる非線形性歪を発生させる。このことから、電波特徴量計算装置１００は、非特許文献２とは異なり、無線通信端末の性能に依存せず安定して電波発信源の特定ができる特徴量を算出できる。さらに、式１２の係数ａ，ｂ，ｃ，・・・は電波発信源の個体に依存して異なる値であるため、電波特徴量計算装置１００で算出される特徴量を見分けることで、電波発信源の個体を特定できる。

以下では、具体例としてＷｉ－Ｆｉのプリアンブル信号を用いた場合の信号切り取り方法について述べる。ただし、以下の説明は、本開示の用途をＷｉ－Ｆｉに限定することを意図したものではない。第１の実施形態において特徴量計算対象となる信号の条件は、
（１）情報が異なる２種類の定型信号が存在すること、
（２）２種類の定型信号がフェージングの影響が変動する時間周期よりも十分に短い時間内に存在すること、
の２点のみである。この条件に合致する信号であれば、Ｗｉ－Ｆｉのプリアンブル信号以外でも同様の処理を行うことができる。

図２は、第１の実施形態に係る電波特徴量計算装置１００を用いてＷｉ－Ｆｉのプリアンブル信号から特徴量を算出する場合において、情報１区間及び信号２区間の指定方法の一例を示した図である。Ｗｉ－Ｆｉのプリアンブル信号を対象に特徴量抽出を行う場合、信号検出部１１２が指定する情報１区間はＳＴＳの信号区間の一部であり、情報２区間はＬＴＳの信号区間の一部である。Ｗｉ－Ｆｉ信号は、サンプリングレート２０Ｍｓｐｓ（sample per second）で３．２μｓの信号をＦＦＴ（Fast Fourier Transform）することで各サブキャリアの情報が抽出できるように設計されている。これに合わせて、電波特徴量計算装置１００で処理する信号のサンプリングレートを２０Ｍｓｐｓの整数倍とし、情報１区間及び情報２区間ともに３．２μｓの区間を指定し、フーリエ変換することでサブキャリアごとの特徴量計算を行う。

信号検出部１１２は、ＳＴＳの信号区間内において、先頭から０．８μｓ以降の任意の時刻から３．２μｓの範囲の区間を情報１区間として指定することができる。図３の例では、ＳＴＳ（８μｓ）に含まれるＳ１－Ｓ１０のうち、Ｓ７－Ｓ１０（３．２μｓ）の信号区間が、情報１区間として指定されている。また、信号検出部１１２は、ＬＴＳの信号区間内において、先頭から０．８μｓ以降の任意の時刻から３．２μｓの範囲の区間を情報２区間として指定することができる。図３の例では、ＬＴＳ（８μｓ）に含まれるＣＰ、Ｌ１、及びＬ２のうち、Ｌ２（３．２μｓ）の信号区間が、情報２区間として指定されている。先頭から０．８μｓまでの信号区間を使用しない理由は、シンボル間干渉の影響を特徴量の算出結果から排除するためである。

図３は、第１の実施形態にかかる電波特徴量計算装置１００を用いてＷｉ－Ｆｉのプリアンブル信号から特徴量を算出する場合において、情報１区間及び信号２区間の指定方法の別の例を示した図である。図３の例では、信号検出部１１２は、ＳＴＳ内の６．４μｓの信号区間を情報１区間として指定し、ＬＴＳ内の６．４μｓの信号区間を情報２区間として指定する。信号検出部１１２は、ＳＴＳの信号区間内の先頭から０．８μｓ以降の任意の時刻から６．４μｓの範囲の区間を、情報１区間として指定することができる。また、信号検出部１１２は、ＬＴＳの信号区間内の先頭から０．８μｓ以降の任意の時刻から６．４μｓの範囲の区間を、情報２区間として指定することができる。先頭から０．８μｓまでの信号区間を使用しない理由は、シンボル間干渉の影響を特徴量の算出結果から排除するためである。

本実施形態において、情報１区間信号処理部１１３は、信号検出部１１２が指定した情報１区間をフーリエ変換した信号を、情報１区間の理想信号をフーリエ変換した信号で割り算した結果を出力してもよい。同様に、情報２区間信号処理部１１４は、信号検出部１１２が指定した情報２区間をフーリエ変換した信号を、情報２区間の理想信号をフーリエ変換した信号で割り算した結果を出力してもよい。

例えば、Ｗｉ－Ｆｉ信号が使用される場合、ＳＴＳの各サブキャリアの理想値は、sqrt(13/6)×(0, 0, 1+j, 0, 0, 0, -1-j, 0, 0, 0, 1+j, 0, 0, 0, -1-j, 0, 0, 0, -1-j, 0, 0, 0, 1+j, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, -1-j, 0, 0, 0, -1-j, 0, 0, 0, 1+j, 0, 0, 0, 1+j, 0, 0, 0, 1+j, 0, 0, 0, 1+j, 0, 0)である。ここで、ｓｑｒｔ（１３／６）は６分の１３の平方根である。情報１区間信号処理部１１３は、信号検出部１１２が指定した情報１区間をフーリエ変換した信号を、上記理想値でサブキャリアごとに割り算し、その割り算の結果を出力してもよい。また、ＬＴＳの各サブキャリアの理想値は、(1, 1,-1, -1, 1, 1, -1, 1, -1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, -1, -1, 1, 1, -1, 1, -1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, -1, -1, 1, 1, -1, 1, -1, 1, -1, -1, -1, -1, -1, 1, 1, -1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, 1, 1, 1)である。情報２区間信号処理部１１４は、信号検出部１１２が指定した情報２区間をフーリエ変換した信号を、上記理想値でサブキャリアごとに割り算し、割り算の結果を出力してもよい。その場合、情報１区間信号処理部１１３及び情報２区間信号処理部１１４は、理想値が０でないサブキャリアのみを選択して計算した結果を出力すればよい。

次いで、動作手順を説明する。図４は、電波発信源識別装置２００の動作手順（電波発信源識別方法）を示す。信号検出部１１２は、受信電波のベースバンド信号から２種類の定型信号区間を検出する。信号検出部１１２は、２種類の定型信号区間を、それぞれを情報１区間と情報２区間として指定する（ステップＳ１）。

情報１区間信号処理部１１３は、受信電波のベースバンド信号から情報１区間を切り取る。情報１区間信号処理部１１３は、切り取った情報１区間をフーリエ変換する（ステップＳ２）。また、情報２区間信号処理部１１４は、受信電波のベースバンド信号から情報２区間を切り取る。情報２区間信号処理部１１４は、切り取った情報２区間をフーリエ変換する（ステップＳ３）を実施し、フーリエ変換された信号を出力する。

特徴量計算部１１５には、情報１区間信号処理部１１３でフーリエ変換された情報１区間の信号と、情報２区間信号処理部１１４でフーリエ変換された情報２区間の信号とに基づいて、特徴量を計算する（ステップＳ４）。特徴量計算部１１５は、ステップＳ４では、例えば、周波数ビンごとに、フーリエ変換された情報１区間の信号を、フーリエ変換された情報２区間の信号で割り算する。ステップＳ１からＳ４は、電波特徴量計算装置１００における動作手順（電波特徴量計算方法）に対応する。

識別部２１１は、特徴量計算部１１５で計算された特徴量に基づいて、受信電波（通信波）の発信源を特定する（ステップＳ５）。識別部２１１は、ステップＳ５では、任意の手法を用いて、特徴量から電波発信源を特定することができる。本実施形態では、特徴量は、マルチパスフェージングの影響を受けず、かつ無線通信端末の性能に依存しない。このため、電波発信源識別装置２００は、マルチパスフェージングの影響を受けず、かつ無線通信端末の性能に依存せずに、安定して電波発信源を特定できる。

なお、本実施形態において、電波発信源識別装置２００は、図示されない、プロセッサ、メモリ及び記憶装置を有する装置として構成され得る。記憶装置は、本実施形態に係る電波発信源識別方法の処理が実装されたコンピュータプログラムを記憶する。プロセッサは、記憶装置からコンピュータプログラムをメモリへ読み込ませ、コンピュータプログラムを実行する。プロセッサは、コンピュータプログラムを実行することで、信号検出部１１２、情報１区間信号処理部１１３、情報２区間信号処理部１１４、特徴量計算部１１５、及び識別部２１１の機能の少なくとも一部が実現される。

電波発信源識別装置２００において、信号検出部１１２、情報１区間信号処理部１１３、情報２区間信号処理部１１４、特徴量計算部１１５、及び識別部２１１の少なくとも一部は、専用のハードウェアで実現されていてもよい。また、各構成要素の一部又は全部は、汎用若しくは専用の回路（circuitry）、プロセッサ、又はこれらの組合せによって実現されてもよい。これらは、単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。各構成要素の一部又は全部は、上述した回路等とプログラムとの組合せによって実現されてもよい。また、プロセッサとして、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、又はＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等を用いることができる。

［第２の実施形態］
本開示の第２の実施形態は、第１の実施形態における電波特徴量計算装置１００の具体例である。図５は、第２の実施形態に係る電波特徴量計算装置１００ａの構成を示すブロック図である。電波特徴量計算装置１００ａは、信号受信部１１１、信号検出部１１２、情報１区間信号処理部１１３、情報２区間信号処理部１１４、及び特徴量計算部１１５を備える。

信号受信部１１１は、通信電波を受信し、受信電波をベースバンド信号に変換して出力する。信号検出部１１２は、信号受信部１１１が出力した受信電波のベースバンド信号から通信情報が異なり、かつフェージングの影響が変動する時間周期よりも十分に短い時間内に存在する２種類の定型信号区間を検出する。信号検出部１１２は、検出した２種類の定型信号区間を、それぞれを情報１区間及び情報２区間として指定する。

情報１区間信号処理部１１３は、受信電波のベースバンド信号から、信号検出部１１２が指定した情報１区間を切り取る。情報１区間信号処理部１１３は、切り取った情報１区間に対してフーリエ変換を実施し、フーリエ変換された信号を出力する。情報２区間信号処理部１１４は、受信電波のベースバンド信号から、信号検出部１１２が指定した情報２区間を切り取る。情報２区間信号処理部１１４は、切り取った情報２区間に対してフーリエ変換を実施し、フーリエ変換された信号を出力する。特徴量計算部１１５は、情報１区間信号処理部１１３の出力を、情報２区間信号処理部１１４の出力で、周波数ビンごとに割り算した結果を特徴量として出力する。

［第３の実施形態］
本開示の第３の実施形態は、第２の実施形態における、情報１区間信号処理部１１３及び情報２区間信号処理部１１４の具体例である。図６は、情報１区間信号処理部１１３ａ及び情報２区間信号処理部１１４ａの構成を示すブロック図である。情報１区間信号処理部１１３ａは、情報１区間信号切り取り部１１３１と、情報１区間フーリエ変換部１１３２とを備える。情報２区間信号処理部１１４ａは、情報２区間信号切り取り部１１４１と、情報２区間フーリエ変換部１１４２とを備える。

情報１区間信号切り取り部１１３１には、信号受信部１１１から出力された受信電波のベースバンド信号が入力される。情報１区間信号切り取り部１１３１は、入力されるベースバンド信号から、信号検出部１１２が指定した情報１区間を切り取る。情報１区間信号切り取り部１１３１は、切り取った情報１区間の信号を情報１区間フーリエ変換部１１３２に出力する。情報１区間フーリエ変換部１１３２は、情報１区間の信号に対してフーリエ変換を実施し、フーリエ変換された信号を特徴量計算部１１５に出力する。

情報２区間信号切り取り部１１４１には、信号受信部１１１から出力された受信電波のベースバンド信号が入力される。情報２区間信号切り取り部１１４１は、入力されるベースバンド信号から、信号検出部１１２が指定した情報２区間を切り取る。情報２区間切り取り部１１４１は、切り取った情報２区間の信号を、情報２区間フーリエ変換部１１４２に出力する。情報２区間フーリエ変換部１１４２は、情報２区間の信号に対してフーリエ変換を実施し、フーリエ変換された信号を特徴量計算部１１５に出力する。

特徴量計算がＷｉ－Ｆｉのプリアンブル信号に対して行われる場合、情報１区間信号切り取り部１１３１は、例えば図２に示されるＳＴＳ内のＳ７－Ｓ１０の信号を、情報１区間の信号として切り取る。また、情報２区間信号切り取り部１１４１は、図２に示されるＬＴＳ内のＬ２の信号を、情報２区間の信号として切り取る。あるいは、情報１区間信号切り取り部１１３１は、図３に示されるＳＴＳ内のＳ３－Ｓ１０の信号を、情報１区間の信号として切り取る。情報２区間信号切り取り部１１４１は、図３に示されるＬＴＳ内のＬ１及びＬ２の信号を、情報２区間の信号として切り取る。情報１区間信号切り取り部１１３１は、ＳＴＳの信号区間内の先頭から０．８μｓ以降の任意の時刻から３．２μｓ又は６．４μｓの範囲の区間を情報１区間として切り取ってもよい。情報２区間信号切り取り部１１４１は、ＬＴＳの信号区間内の先頭から０．８μｓ以降の任意の時刻から３．２μｓ又は６．４μｓの範囲の区間を情報２区間として切り取ってもよい。

［第４の実施形態］
本開示の第４の実施形態は、第２の実施形態における、情報１区間信号処理部１１３及び情報２区間信号処理部１１４の第３実施形態とは別の具体例である。本実施形態は、特に、受信電波のベースバンド信号が、情報１区間内及び情報２区間内で、それぞれが単一の信号パターンを複数回繰り返す定型信号である場合に有効である。

図７は、本実施形態において、電波特徴量計算装置１００ａ（図５を参照）に用いられる情報１区間信号処理部１１３ｂ及び情報２区間信号処理部１１４ｂの構成を示すブロック図である。情報１区間信号処理部１１３ｂは、情報１区間信号切り取り部１１３１ｂ、第１の情報１区間フーリエ変換部１１３２ａ、第２の情報１区間フーリエ変換部１１３２ｂ、及び情報１区間平均化処理部１１３３を備える。情報２区間信号処理部１１４ｂは、情報２区間信号切り取り部１１４１ｂ、第１の情報２区間フーリエ変換部１１４２ａ、第２の情報２区間フーリエ変換部１１４２ｂ、及び情報２区間平均化処理部１１４３を備える。

情報１区間信号切り取り部１１３１ｂには、信号受信部１１１から受信電波のベースバンド信号が入力される。情報１区間信号切り取り部１１３１ｂは、入力されるベースバンド信号から、信号検出部１１２が指定した情報１区間の信号を切り取る。本実施形態において、情報１区間信号切り取り部１１３１ｂは、情報１区間内で同じ信号パターンを複数回繰り返す定型信号から、任意の２サイクル分の信号を、第１の情報１区間及び第２の情報１区間として別々に切り取る。

第１の情報１区間フーリエ変換部１１３２ａは、情報１区間信号切り取り部１１３１ｂが切り取った第１の情報１区間の信号に対してフーリエ変換を実施し、フーリエ変換された信号を出力する。第２の情報１区間フーリエ変換部１１３２ｂは、情報１区間信号切り取り部１１３１ｂが切り取った第２の情報１区間の信号に対してフーリエ変換を実施し、フーリエ変換された信号を出力する。

情報１区間平均化処理部１１３３は、第１の情報１区間フーリエ変換部１１３２ａが出力する信号と第２の情報１区間フーリエ変換部１１３２ｂが出力信号する信号との平均を周波数ビンごとに計算する。情報１区間平均化処理部１１３３は、２つの信号の平均を、特徴量計算部１１５に出力する。情報１区間平均化処理部１１３３は、２つの信号の平均を計算することに代えて、２つの信号を周波数ビンごとに加算してもよい。

情報２区間信号切り取り部１１４１ｂには、信号受信部１１１から受信電波のベースバンド信号が入力される。情報２区間信号切り取り部１１４１ｂは、入力されるベースバンド信号から、信号検出部１１２が指定した情報２区間の信号を切り取る。本実施形態において、情報２区間信号切り取り部１１４１ｂは、情報２区間内で同じ信号パターンを複数回繰り返す定型信号から、任意の２サイクル分の信号を、第１の情報２区間及び第２の情報２区間として別々に切り取る。

第１の情報２区間フーリエ変換部１１４２ａは、情報２区間信号切り取り部１１４１ｂが切り取った第１の情報２区間に対してフーリエ変換を実施し、フーリエ変換された信号を出力する。第２の情報２区間フーリエ変換部１１４２ｂは、情報２区間信号切り取り部１１４１ｂが切り取った第２の情報２区間に対してフーリエ変換を実施し、フーリエ変換された信号を出力する。

情報２区間平均化処理部１１４３は、第１の情報２区間フーリエ変換部１１４２ａが出力する信号と第２の情報２区間フーリエ変換部１１４２ｂが出力する信号との平均を周波数ビンごとに計算する。情報２区間平均化処理部１１４３は、２つの信号の平均を、特徴量計算部１１５に出力する。情報２区間平均化処理部１１４３は、２つの信号の平均を計算するのに代えて、２つの信号を周波数ビンごとに加算してもよい。

本実施形態において、第１の情報１区間、第２の情報１区間、第１の情報２区間、及び第２の情報２区間は、全て同じ信号長である。本実施形態において、電波特徴量計算装置１００ａは、受信信号のＳＮＲが低い場合でも、高い電波発信源の特定精度が得られる特徴量を抽出することができる。その理由は、単一の信号パターンを複数回繰り返す定型信号を、情報１区間及び情報２区間においてそれぞれ平均アベレージングすることで、ノイズの軽減が行えるためである。

非特許文献２では、単一の信号パターンを複数回繰り返す定型信号の中で発生する波形歪の変化（過渡応答）を特徴量として算出している。しかしながら、非特許文献２において、本実施形態と同様のアベレージングをすると過渡応答が消失する。したがって、非特許文献２では、本実施形態と同様の方法が適用されたとしても、受信信号のＳＮＲが低い場合でも高い電波発信源の特定精度が得られる特徴量を抽出することはできない。

以下では、具体例としてＷｉ－Ｆｉのプリアンブル信号を用いた場合の信号切り取り方法について述べる。ただし、以下の説明は本発明の用途をＷｉ－Ｆｉに限定することを意図したものではない。

第１の実施形態において特徴量計算対象となる信号の条件は、
（１）情報の異なる２種類の定型信号が存在すること、
（２）２種類の定型信号がフェージングの影響が変動する時間周期よりも十分に短い時間内に存在すること、及び
（３）２種類の定型信号がそれぞれ固有の信号パターンを複数回繰り返す信号であること、
の３点であった。本実施形態においても、上記条件に合致する信号であれば、Ｗｉ－Ｆｉのプリアンブル信号以外の信号を用いて、特徴量を抽出することができる。

図８は、本実施形態に係る電波特徴量計算装置１００ａを用いてＷｉ－Ｆｉのプリアンブル信号から特徴量を計算する場合の、第１の情報１区間、第２の情報１区間、第１の情報２区間、及び第２の情報２区間の指定方法の一例を示した図である。情報１区間信号切り取り部１１３１ｂは、ＳＴＳ内で排他的な３．２μｓの区間の信号を、第１の情報１区間及び第２の情報１区間の信号として切り取る。図８の例では、信号切り取り部１１３１ｂは、ＳＴＳ内のＳ３－Ｓ６の区間の信号を第１の情報１区間の信号として切り取り、Ｓ７－Ｓ１０の信号を第２の情報１区間の信号として切り取る。また、情報２区間信号切り取り部１１４１ｂは、ＬＴＳ内で排他的な３．２μｓの区間の信号を、第１の情報２区間及び第２の情報２区間の信号として切り取る。図８の例では、信号切り取り部１１４１ｂは、ＬＴＳ内のＬ１の区間の信号を第１の情報２区間の信号として切り取り、Ｌ２の区間の信号を第２の情報２区間の信号として切り取る。

信号切り取り部１１３１ｂは、ＳＴＳの信号区間の先頭から０．８μｓ以降の任意の時刻から３．２μｓの範囲の２つの区間を第１の情報１区間及び第２の情報１区間として切り取ってもよい。また、信号切り取り部１１４１ｂは、ＬＴＳの信号区間の先頭から０．８μｓ以降の任意の時刻から３．２μｓの範囲の２つの区間を第１の情報２区間及び第２の情報２区間として切り取ってもよい。ただし、第１の情報１区間と第２の情報１区間との間に時間を空ける場合は、空けた時間分の位相回転を補正する必要がある。同様に、第１の情報２区間と第２の情報２区間との間に時間を空ける場合は、空けた時間分の位相回転を補正する必要がある。

［第５の実施形態］
本開示の第５の実施形態は、第２の実施形態における、情報１区間信号処理部１１３及び情報２区間信号処理部１１４の第３及び第４の実施形態とは別の具体例である。図９は、情報１区間信号処理部１１３ｃ、及び情報２区間信号処理部１１４ｃの構成を示すブロック図である。本実施形態において、情報１区間信号処理部１１３ｃは、情報１区間信号切り取り部１１３１ｃ、情報１区間フーリエ変換部１１３２ｃ、及び情報１区間平均化処理部１１３３ｃを備える。また、情報２区間信号処理部１１４ｃは、情報２区間信号切り取り部１１４１ｃ、情報２区間フーリエ変換部１１４２ｃ、及び情報２区間平均化処理部１１４３ｃを備える。

本実施形態は、Ｗｉ－Ｆｉのプリアンブル信号の構造を前提とした信号処理方法を提供する。本実施形態において、情報１区間信号切り取り部１１３１ｃは、信号受信部１１１（図５を参照）が出力するベースバンド信号から、信号検出部１１２が指定した情報１区間を切り取る。このとき、情報１区間信号切り取り部１１３１ｃは、信号区間の先頭時刻が所定時刻ずつずれた複数の信号区間を、複数の情報１区間として切り取る。情報２区間信号切り取り部１１４１ｃは、信号受信部１１１が出力するベースバンド信号から、信号検出部１１２が指定した情報２区間を切り取る。このとき、情報２区間信号切り取り部１１４１ｃは、信号区間の先頭時刻が所定時刻ずつずれた複数の信号区間を、複数の情報２区間として切り取る。

図１０は、第４の実施形態にかかる電波特徴量計算装置１００ａを用いてＷｉ－Ｆｉのプリアンブル信号から特徴量を計算する場合の複数の情報１区間及び複数の情報２区間の指定方法を示した図である。例えば、情報１区間信号切り取り部１１３１ｃは、ＳＴＳの信号区間において、図１０に示される第１の情報１区間から第６の情報１区間を切り取る。つまり、情報１区間信号切り取り部１１３１ｃは、ＳＴＳの開始から０．８μｓ経過した時刻を先頭に、各区間の先頭時刻を０．８μずつずらしつつ、６つの３．２μｓの区間を、第１の情報１区間から第６の情報１区間として切り取る。別の言い方をすると、情報１区間信号切り取り部１１３１ｃは、ＳＴＳの開始から０．８μｓを経過した時刻を先頭に、３．２μｓの区間の切り取りを、切り取る信号区間の先頭時刻を０．８μｓずつずらしつつ、６回行う。

また、情報２区間信号切り取り部１１４１ｃは、ＬＴＳの信号区間において、図１０に示される第１の情報２区間から第６の情報２区間を切り取る。つまり、情報２区間信号切り取り部１１４１ｃは、ＬＴＳの開始から０．８μｓ経過した時刻を先頭に、各区間の先頭時刻を０．８μずつずらしつつ、６つの３．２μｓの区間を、第１の情報２区間から第６の情報２区間として切り取る。別の言い方をすると、情報２区間信号切り取り部１１４１ｃは、ＬＴＳの開始から０．８μｓを経過した時刻を先頭に、３．２μｓの区間の切り取りを、切り取る信号区間の先頭時刻を０．８μｓずつずらしつつ、６回行う。

情報１区間フーリエ変換部１１３２ｃは、情報１区間信号切り取り部１１３１ｃが切り取った第１の情報１区間から第６の情報１区間のそれぞれに対して個別にフーリエ変換を実施する。情報１区間平均化処理部１１３３ｃは、情報１区間フーリエ変換部１１３２ｃでフーリエ変換された第１の情報１区間から第６の情報１区間の平均を、周波数ビンごとに計算する。情報１区間平均化処理部１１３３ｃは、周波数ビンごとに計算した、フーリエ変換された第１の情報１区間から第６の情報１区間の平均を、特徴量計算部１１５（図５を参照）に出力する。

情報２区間フーリエ変換部１１４２ｃは、情報２区間信号切り取り部１１４１ｃが切り取った第１の情報２区間から第６の情報２区間のそれぞれに対して個別にフーリエ変換を実施する。情報２区間平均化処理部１１４３ｃは、情報２区間フーリエ変換部１１４２ｃでフーリエ変換された第１の情報２区間から第６の情報２区間の平均を、周波数ビンごとに計算する。情報２区間平均化処理部１１４３ｃは、周波数ビンごとに計算した、フーリエ変換された第１の情報２区間から第６の情報２区間の平均を、特徴量計算部１１５に出力する。情報２区間平均化処理部１１４３ｃは、切り取られた各信号区間の位相が９０度ずつ回転しているため、平均の計算において、それぞれの情報２区間の信号にマイナス９０度ずつ回転を加える補正を行ってもよい。

なお、情報１区間平均化処理部１１３３ｃは、６つの情報１区間の信号の平均を周波数ビンごとに計算することに代えて、６つの情報１区間の信号を周波数ビンごとに加算してもよい。また、情報１区間信号処理部１１３ｃにおいて、切り取られた複数の情報１区間の全てに対して平均が計算される必要はなく、切り取られた複数の情報１区間の一部に対して平均が計算されてもよい。例えば、情報１区間フーリエ変換部１１３２ｃは、６つの情報１区間のうちの一部に対してフーリエ変換を実施してもよい。情報１区間平均化処理部１１３３ｃは、フーリエ変換された、６つのうちのいくつかの情報１区間の平均を、周波数ビンごとに計算してもよい。つまり、情報１区間信号処理部１１３ｃが使用できる信号区間は最大で６つあるものの、情報１区間信号処理部１１３ｃは、必ずしも６つの信号区間の全てについてフーリエ変換と平均化処理とを実施する必要はない。情報１区間信号処理部１１３ｃは、切り出られた第１の情報１区間から第６の情報１区間から選択された２以上の区間に対してフーリエ変換と平均化処理とを実施することができる。

同様に、情報２区間平均化処理部１１４３ｃは、６つの情報２区間の信号の平均を周波数ビンごとに計算することに代えて、６つの情報２区間の信号を周波数ビンごとに加算してもよい。また、情報２区間信号処理部１１４ｃにおいて、切り取られた複数の情報２区間の全てに対して平均が計算される必要はなく、切り取られた複数の情報２区間の一部に対して平均が計算されてもよい。例えば、情報２区間フーリエ変換部１１４２ｃは、６つの情報２区間のうちの一部に対してフーリエ変換を実施してもよい。情報２区間平均化処理部１１４３ｃは、フーリエ変換された、６つのうちのいくつかの情報２区間の平均を、周波数ビンごとに計算してもよい。つまり、情報２区間信号処理部１１４ｃが使用できる信号区間は最大で６つあるものの、情報２区間信号処理部１１４ｃは、必ずしも６つの信号区間の全てについてフーリエ変換と平均化処理とを実施する必要はない。情報２区間信号処理部１１４ｃは、切り取られた第１の情報２区間から第６の情報２区間から選択された２以上の区間に対してフーリエ変換と平均化処理とを実施することができる。

本実施形態では、電波特徴量計算装置１００ａは、受信信号のＳＮＲが低い場合でも高い電波発信源の特定精度が得られる特徴量を抽出することができる。その理由は、単一の信号パターンを複数回繰り返す定型信号を、情報１区間及び情報２区間においてそれぞれアベレージングすることで、ノイズの軽減が行えるためである。

［第６の実施形態］
本開示の第６の実施形態は、第１の実施形態における電波特徴量計算装置１００の第２の実施形態とは別の具体例である。図１１は、本実施形態に係る電波特徴量計算装置１００ｂの構成を示すブロック図である。電波特徴量計算装置１００ｂは、信号受信部１１１、信号検出部１１２ａ、第１の情報１区間信号処理部１２３ａ、第２の情報１区間信号処理部１２３ｂ、第１の情報２区間信号処理部１２４ａ、第２の情報２区間信号処理部１２４ｂ、第１の特徴量計算部１２５ａ、第２の特徴量計算部１２５ｂ、及び平均化処理部１１６を備える。

なお、本実施形態において、電波特徴量計算装置１００ｂの構成は、第１の実施形態における情報１区間信号処理部１１３（図１を参照）が第１の情報１区間信号処理部１２３ａと第２の情報１区間信号処理部１２３ｂとを有する構成とみなすことができる。また、電波特徴量計算装置１００ｂの構成は、第１の実施形態における情報２区間信号処理部１１４が第１の情報２区間信号処理部１２４ａと第２の情報２区間信号処理部１２４ｂとを有する構成とみなすことができる。さらに、電波特徴量計算装置１００ｂの構成は、第１の実施形態における特徴量計算部１１５が第１の特徴量計算部１２５ａと第２の特徴量計算部１２５ｂと平均化処理部１１６とを有する構成とみなすことができる。

信号受信部１１１は、通信電波を受信し、受信電波をベースバンド信号に変換する。信号検出部１１２ａは、信号受信部１１１で変換された受信電波のベースバンド信号から通信情報が異なり、かつフェージングの影響が変動する時間周期よりも十分に短い時間内に存在する２種類の定型信号区間を検出する。信号検出部１１２ａは、検出した２種類の定型信号区間を、それぞれを情報１区間及び情報２区間として指定する。本実施形態において、情報１区間および情報２区間は、単一の信号パターンを複数回繰り返す信号構造を有する。信号検出部１１２ａは、情報１区間内の任意の２サイクル分を、第１の情報１区間及び第２の情報１区間と区別して指定する。また、信号検出部１１２ａは、情報２区間内の任意の２サイクル分を、第１の情報２区間及び第２の情報２区間と区別して指定する。

第１の情報１区間信号処理部１２３ａは、受信電波のベースバンド信号から、信号検出部１１２ａが指定した第１の情報１区間の信号を切り取り、切り取った第１の情報１区間の信号に対してフーリエ変換を実施する。第２の情報１区間信号処理部１２３ｂは、受信電波のベースバンド信号から、信号検出部１１２ａが指定した第２の情報１区間を切り取り、切り取った第２の情報１区間の信号に対してフーリエ変換を実施する。第１の情報２区間信号処理部１２４ａは、受信電波のベースバンド信号から、信号検出部１１２ａが指定した第１の情報２区間を切り取り、切り取った第１の情報２区間の信号に対してフーリエ変換を実施する。第２の情報２区間信号処理部１２４ｂは、受信電波のベースバンド信号から、信号検出部１１２ａが指定した第２の情報２区間を切り取り、切り取った第２の情報２区間の信号に対してフーリエ変換を実施する。

第１の特徴量計算部１２５ａは、第１の情報１区間信号処理部１２３ａでフーリエ変換された第１の情報１区間を、第１の情報２区間信号処理部１２４ａでフーリエ変換された第１の情報２区間で、周波数ビンごとに割り算する。第１の特徴量計算部１２５ａは、割り算の結果を第１の特徴量として出力する。第２の特徴量計算部１２５ｂは、第２の情報１区間信号処理部１２３ｂでフーリエ変換された第２の情報１区間を、第２の情報２区間信号処理部１２４ｂでフーリエ変換された第２の情報２区間で、周波数ビンごとに割り算する。第２の特徴量計算部１２５ｂは、割り算の結果を第２の特徴量として出力する。平均化処理部１１６は、第１の特徴量計算部１２５ａが出力する第１の特徴量と、第２の特徴量計算部１２５ｂが出力する第２の特徴量との平均を周波数ビンごとに計算する。平均化処理部１１６は、平均化処理の結果を、最終的な特徴量として出力する。

第６の実施形態において、Ｗｉ－Ｆｉのプリアンブル信号を対象に特徴量計算を行う場合、第１の情報１区間、第２の情報１区間、第１の情報２区間、及び第２の情報２区間の選択方法は、図８に示されるものと同様になる。第６の実施形態は、第４の実施形態をもとに、特徴量計算と平均化処理との順番を入れ替えた構成である。

本実施形態において、第５の実施形態をもとに特徴量計算と平均化処理の順番を入れ替えることも可能である。その場合、第１の情報１区間信号処理部及び第１の情報２区間信号処理部において、図１０に示される第１の情報１区間及び第１の情報２区間のそれぞれに対してフーリエ変換を実施し、第１の特徴量計算部において、フーリエ変換された２つの信号を周波数ビンごとに割り算する。また、第２の情報１区間信号処理部及び第２の情報２区間信号処理部において、図１０に示される第２の情報１区間及び第２の情報２区間のそれぞれに対してフーリエ変換を実施し、第２の特徴量計算部において、フーリエ変換された２つの信号を周波数ビンごとに割り算する。第３の情報１区間信号処理部及び第３の情報２区間信号処理部において、図１０に示される第３の情報１区間及び第３の情報２区間のそれぞれに対してフーリエ変換を実施し、第３の特徴量計算部において、フーリエ変換された２つの信号を周波数ビンごとに割り算する。第４の情報１区間信号処理部及び第４の情報２区間信号処理部において、図１０に示される第４の情報１区間及び第４の情報２区間のそれぞれに対してフーリエ変換を実施し、第４の特徴量計算部において、フーリエ変換された２つの信号を周波数ビンごとに割り算する。第５の情報１区間信号処理部及び第５の情報２区間信号処理部において、図１０に示される第５の情報１区間及び第５の情報２区間のそれぞれに対してフーリエ変換を実施し、第５の特徴量計算部において、フーリエ変換された２つの信号を周波数ビンごとに割り算する。第６の情報１区間信号処理部及び第６の情報２区間信号処理部において、図１０に示される第６の情報１区間及び第６の情報２区間のそれぞれに対してフーリエ変換を実施し、第６の特徴量計算部において、フーリエ変換された２つの信号を周波数ビンごとに割り算する。平均化処理部１１６は、第１の特徴量計算部から第６の特徴量計算部の出力に対して、周波数ビンごとに平均化処理を実施し、その結果を特徴量として算出することも可能である。

さらに、第５の実施形態においても説明したように、本実施形態において、電波特徴量計算装置１００ｂは、６つの情報１区間及び６つの情報２区間を切り出した場合に、６つの情報１区間及び６つの情報２区間の全てを用いて特徴量を計算する必要はない。電波特徴量計算装置１００ｂは、図１０に示される第１の情報１区間から第６の情報１区間、及び第１の情報２区間から第６の情報２区間のうちの一部を使用して特徴量を算出することもできる。つまり、電波特徴量計算装置１００ｂにおいて使用できる信号区間は最大で６つあるものの、電波特徴量計算装置１００ｂは、必ずしも６つの信号区間の全てについてフーリエ変換と割り算とを実施する必要はない。電波特徴量計算装置１００ｂは、切り取られた第１の情報１区間から第６の情報１区間、及び第１の情報２区間から第６の情報２区間から選択された、２以上の区間の信号に対してフーリエ変換と割り算とを実施し、平均化処理を行って特徴量を算出してもよい。

本実施形態では、電波特徴量計算装置１００ｂは、受信信号のＳＮＲが低い場合でも高い電波発信源の特定精度が得られる特徴量を抽出することができる。その理由は、単一の信号パターンを複数回繰り返す定型信号を使い複数の特徴量を生成し、それらに対してアベレージングを行うことで、ノイズの軽減が行えるためである。

［第７の実施形態］
本開示の第７の実施形態は、第１の実施形態における電波特徴量計算装置１００の第２及び第６の実施形態とは別の具体例である。図１２は、第７の実施形態に係る電波特徴量計算装置１００ｃの構成を示すブロック図である。電波特徴量計算装置１００ｃは、信号受信部１１１、信号選定部１１７、信号検出部１１２、情報１区間信号処理部１１３、情報２区間信号処理部１１４、特徴量計算部１１５、及びＮ回平均部１１８を備える。

信号受信部１１１は、通信電波を受信し、受信電波をベースバンド信号に変換する。信号選定部１１７は、信号受信部１１１で変換されたベースバンド信号のうち、特定の１個体から出力された信号のみを選定して出力する。信号検出部１１２は、信号選定部１１７で選定されたベースバンド信号から、通信情報が異なり、かつフェージングの影響が変動する時間周期よりも十分に短い時間内に存在する２種類の定型信号区間を検出する。信号選定部１１７は、検出した２種類の定型信号区間を、それぞれを情報１区間及び情報２区間として指定する。

情報１区間信号処理部１１３は、信号選定部１１７で選定されたベースバンド信号から、信号検出部１１２が指定した情報１区間を切り取り、切り取った情報１区間の信号に対してフーリエ変換を実施する。情報２区間信号処理部１１４は、信号選定部１１７で選定されたベースバンド信号から、信号検出部１１２が指定した情報２区間を切り取り、切り取った情報２区間の信号に対してフーリエ変換を実施する。

特徴量計算部１１５は、情報１区間信号処理部１１３でフーリエ変換された情報１区間を、情報２区間信号処理部１１４でフーリエ変換された情報２区間で、周波数ビンごとに割り算し、その結果を出力する。Ｎ回平均部１１８は、特徴量計算部１１５の複数回の出力信号を、周波数ビンごとに平均し、平均化された信号を特徴量として出力する。Ｎ回平均部１１８は、例えばＮを任意の自然数として、特徴量計算部１１５の出力信号Ｎ回分を平均化し、特徴量計算部１１５の出力信号の平均値を特徴量として出力する。

本実施形態の構成は、第２の実施形態における電波特徴量計算装置１００ａが出力する特徴量を、異なる時間に測定したＮ個のフレームを使ってアベレージングする構成と同様である。本実施形態における情報１区間信号処理部１１３及び情報２区間信号処理部１１４の構成は、第３から第５の実施形態における情報１区間信号処理部１１３及び情報２区間信号処理部１１４の構成と同様でよい。

また、第６の実施形態においても、本実施形態と同様に、平均化処理部１１６（図１を参照）が出力する特徴量を、Ｎ回アベレージングすることが可能である。この場合、本実施形態における電波特徴量計算装置１００ｃの構成と同様に、信号受信部１１１の後段、かつ信号検出部１１２、第１の情報１区間信号処理部１２３ａ、第２の情報１区間信号処理部１２３ｂ、第１の情報２区間信号処理部１２４ａ、及び第２の情報２区間信号処理部１２４の前段の位置に信号選定部１１７を配置すればよい。また、平均化処理部１１６の後段にＮ回平均部１１８を配置し、平均化処理部１１６の出力信号Ｎ回分を平均化処理すればよい。

［第８の実施形態］
図１３は、本開示の第８の実施形態にかかる構成図である。本実施形態は、第２から第７の実施形態を用いて算出された特徴量を使用し、電波発信源の識別を行う電波発信源識別装置２００ａを提供する。電波発信源識別装置２００ａは、電波特徴量計算装置１００、識別部２１１、及び多数決判定部２１２を備える。

電波特徴量計算装置１００は、第１から第７の実施形態で説明したように、受信された通信電波から特徴量を算出する。識別部２１１は、電波特徴量計算装置１００から出力される特徴量を分析し、受信電波の発信源を特定する。識別部２１１は、例えば、非特許文献１に記載されるような、機械学習を用いて分類又は照合判定を行う識別装置として構成される。あるいは、識別部２１１は、特徴量の典型値と受信電波から算出した特徴量とのコサイン類似度やユークリッド距離に基づいて分類又は照合判定を行う識別装置であってもよい。多数決判定部（判定部）２１２は、識別部２１１の識別結果（特定結果）を任意の自然数Ｍ回分取得し、取得したＭ回分の識別結果に基づいて、電波発信源を判定する。多数決判定部２１２は、例えば、取得したＭ回分の識別結果において、識別部２１１が最も多く特定した電波発信源を、電波発信源識別装置２００の識別結果として出力する。

本実施形態において、電波発信源識別装置２００ａは、第１から第７の実施形態を用いて算出された特徴量に基づいて電波発信源の無線通信端末を判定する。また、本実施形態では、識別部２１１に任意の自然数Ｍ回分だけ電波発信源の識別をさせ、その中で最も回答回数の多かった端末を最終的な識別結果とする。このようにすることで、電波発信源識別装置２００ａは、無線通信端末の性能に依存せず安定した電波発信源の特定が可能になる。

本実施形態形において、電波特徴量計算装置１００は、特定の１個体から出力された信号のみを分析することが望ましい。つまり、電波特徴量計算装置１００は、第７の実施形態で説明した信号選定部１１７と同様の機能を持った処理部を、信号検出部１１２、情報１区間信号処理部１１３、及び情報２区間信号処理部１１４の前段に有し、特定の１個体から出力された信号のみを選定することが望ましい。あるいは、電波特徴量計算装置１００において、電波の受信を近距離に限るか、指向性の高いアンテナを使うなどして、同時に複数の端末の電波を受信しないようにすることが望ましい。

本開示において、電波発信源識別装置２００は、プロセッサ、メモリ及び記憶装置を有する装置として構成され得る。電波発信源識別装置２００において、記憶装置には、本開示に係る電波発信源識別方法の処理が実装されたコンピュータプログラムが記憶される。プロセッサは、記憶装置からコンピュータプログラムをメモリへ読み込ませ、コンピュータプログラムを実行する。プロセッサは、メモリに読み込ませたコンピュータプログラムを実行することで、電波特徴量計算装置１００、識別部２１１、及び多数決判定部２１２の機能の少なくとも一部を実現する。

あるいは、電波特徴量計算装置１００、識別部２１１、及び多数決判定部２１２は、それぞれが専用のハードウェアで実現されていてもよい。また、電波特徴量計算装置１００、識別部２１１、及び多数決判定部２１２の一部又は全部は、汎用または専用の回路、プロセッサ等やこれらの組合せによって実現されもよい。これらは、単一のチップによって構成されてもよいし、バスを介して接続される複数のチップによって構成されてもよい。電波特徴量計算装置１００、識別部２１１、及び多数決判定部２１２の一部又は全部は、上述した回路等とプログラムとの組合せによって実現されてもよい。また、プロセッサとして、ＣＰＵ、ＧＰＵ、又はＦＰＧＡ等を用いることができる。

以上、本開示の実施形態を詳細に説明したが、本開示は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に対して変更や修正を加えたものも、本開示に含まれる。

例えば、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。

［付記１］
受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定する信号検出部と、
前記ベースバンド信号のうち、前記信号検出部が指定した情報１区間をフーリエ変換して出力する情報１区間信号処理部と、
前記ベースバンド信号のうち、前記信号検出部が指定した情報２区間をフーリエ変換して出力する情報２区間信号処理部と、
前記情報１区間信号処理部の出力と前記情報２区間信号処理部の出力とに基づいて、前記通信波の発信源を識別するための特徴量を計算する特徴量計算部とを備える電波特徴量計算装置。

［付記２］
前記特徴量計算部は、前記情報１区間信号処理部の出力を、前記情報２区間信号処理部の出力で、周波数ビンごとに割り算することで、前記特徴量を計算する、付記１に記載の電波特徴量計算装置。

［付記３］
前記情報１区間信号処理部は、
前記ベースバンド信号から前記情報１区間を切り取る情報１区間信号切り取り部と、
前記情報１区間信号切り取り部が切り取った情報１区間の信号に対してフーリエ変換を実施する情報１区間フーリエ変換部とを含み、
前記情報２区間信号処理部は、
前記ベースバンド信号から前記情報２区間を切り取る情報２区間信号切り取り部と、
前記情報２区間信号切り取り部が切り取った情報２区間の信号に対してフーリエ変換を実施する情報２区間フーリエ変換部とを含む、付記１又は２に記載の電波特徴量計算装置。

［付記４］
前記定型信号が、前記情報１区間内で複数回繰り返す単一の信号パターンと、前記情報２区間内で複数回繰り返す単一の信号パターンとを含み、
前記情報１区間信号切り取り部は、前記情報１区間内で複数回繰り返す単一の信号パターンから第１の情報１区間と第２の情報１区間との２サイクル分を切り出し、
前記情報１区間フーリエ変換部は、前記第１の情報１区間の信号に対してフーリエ変換を実施する第１の情報１区間フーリエ変換部と、前記第２の情報１区間の信号に対してフーリエ変換を実施する第２の情報１区間フーリエ変換部とを含み、
前記情報１区間信号処理部は、前記第１の情報１区間フーリエ変換部でフーリエ変換された第１の情報１区間と、前記第２の情報１区間フーリエ変換部でフーリエ変換された第２の情報１区間との平均を、周波数ビンごとに計算する情報１区間平均化処理部を更に含み、
前記情報２区間信号切り取り部は、前記情報２区間内で複数回繰り返す単一の信号パターンから第１の情報２区間と第２の情報２区間との２サイクル分を切り出し、
前記情報２区間フーリエ変換部は、前記第１の情報２区間の信号に対してフーリエ変換を実施する第１の情報２区間フーリエ変換部と、前記第２の情報２区間の信号に対してフーリエ変換を実施する第２の情報２区間フーリエ変換部とを含み、
前記情報２区間信号処理部は、前記第１の情報２区間フーリエ変換部でフーリエ変換された第１の情報２区間と、前記第２の情報２区間フーリエ変換部でフーリエ変換された第２の情報２区間との平均を、周波数ビンごとに計算する情報１区間平均化処理部を更に含み、
前記第１の情報１区間の信号長と、前記第２の情報１区間の信号値と、前記第１の情報２区間の信号長と、前記第２の情報２区間の信号長は相互に等しい、付記３に記載の電波特徴量計算装置。

［付記５］
前記定型信号が、前記情報１区間内で複数回繰り返す単一の信号パターンと、前記情報２区間内で複数回繰り返す単一の信号パターンとを含み、
前記情報１区間信号切り取り部は、前記情報１区間内で複数回繰り返す単一の信号パターンから第１の情報１区間と第２の情報１区間との２サイクル分を切り出し、
前記情報１区間フーリエ変換部は、前記第１の情報１区間の信号に対してフーリエ変換を実施する第１の情報１区間フーリエ変換部と、前記第２の情報１区間の信号に対してフーリエ変換を実施する第２の情報１区間フーリエ変換部とを含み、
前記情報２区間信号切り取り部は、前記情報２区間内で複数回繰り返す単一の信号パターンから第１の情報２区間と第２の情報２区間との２サイクル分を切り出し、
前記情報２区間フーリエ変換部は、前記第１の情報２区間の信号に対してフーリエ変換を実施する第１の情報２区間フーリエ変換部と、前記第２の情報２区間の信号に対してフーリエ変換を実施する第２の情報２区間フーリエ変換部とを含み、
前記特徴量計算部は、
前記第１の情報１区間フーリエ変換部でフーリエ変換された第１の情報１区間を、前記第１の情報２区間フーリエ変換部でフーリエ変換された第１の情報２区間で、周波数ビンごとに割り算することで第１の特徴量を計算する第１の特徴量計算部と、
前記第２の情報１区間フーリエ変換部でフーリエ変換された第２の情報１区間を、前記第２の情報２区間フーリエ変換部でフーリエ変換された第２の情報２区間で、周波数ビンごとに割り算することで第２の特徴量を計算する第２の特徴量計算部と、
前記第１の特徴量と、前記第２の特徴量との平均を周波数ビンごとに計算し、該計算した平均を前記特徴量として出力とする平均化処理部とを含み、
前記第１の情報１区間の信号長と、前記第２の情報１区間の信号値と、前記第１の情報２区間の信号長と、前記第２の情報２区間の信号長は相互に等しい、付記３に記載の電波特徴量計算装置。

［付記６］
前記定型信号がＷｉ－Ｆｉ規格のプリアンブル信号であり、
前記情報１区間はShort Training Sequence（ＳＴＳ）に含まれ、前記情報２区間がLong Training Sequence（ＬＴＳ）に含まれる、付記１から５の何れか１項に記載の電波特徴量計算装置。

［付記７］
前記定型信号がＷｉ－Ｆｉ規格のプリアンブル信号であり、
前記情報１区間がShort Training Sequence（ＳＴＳ）に含まれ、前記情報２区間がLong Training Sequence（ＬＴＳ）に含まれ、
前記情報１区間信号処理部は、
前記ＳＴＳの開始から０．８μｓ経過した時刻を先頭に、３．２μｓの区間を０．８μｓずつずらした第１から第６の情報１区間の６区間を切り取る情報１区間信号切り取り部と、
前記情報１区間切り取り部が切り取った６区間の信号を個別にフーリエ変換して出力する情報１区間フーリエ変換部と、
前記情報１区間フーリエ変換部が出力した個別にフーリエ変換をした６区間の信号のうち、少なくとも２区間の信号を使用し、平均値を周波数ビンごとに計算する情報１区間平均化処理部とを含み、
前記情報２区間信号処理部は、
前記ＬＴＳの開始から０．８μｓ経過した時刻を先頭に、３．２μｓの区間を０．８μｓずつずらした第１から第６の情報２区間の６区間を切り取る情報２区間信号切り取り部と、
前記情報２区間切り取り部が切り取った６区間の信号を個別にフーリエ変換して出力する情報２区間フーリエ変換部と、
前記情報２区間フーリエ変換部が出力した個別にフーリエ変換をした６区間の信号のうち、少なくとも２区間の信号を使用し、平均値を周波数ビンごとに計算する情報２区間平均化処理部とを含む、付記１又は２に記載の電波特徴量計算装置。

［付記８］
前記定型信号がＷｉ－Ｆｉ規格のプリアンブル信号であり、
前記情報１区間がShort Training Sequence（ＳＴＳ）に含まれ、前記情報２区間がLong Training Sequence（ＬＴＳ）に含まれ、
前記情報１区間信号処理部は、
前記ＳＴＳの開始から０．８μｓ経過した時刻を先頭に、３．２μｓの区間を０．８μｓずつずらした第１から第６の情報１区間の６区間を切り取る情報１区間信号切り取り部と、
前記情報１区間切り取り部が切り取った６区間の信号を個別にフーリエ変換して出力する情報１区間フーリエ変換部とを含み、
前記情報２区間信号処理部は、
前記ＬＴＳの開始から０．８μｓ経過した時刻を先頭に、３．２μｓの区間を０．８μｓずつずらした第１から第６の情報２区間の６区間を切り取る情報２区間信号切り取り部と、
前記情報２区間切り取り部が切り取った６区間の信号を個別にフーリエ変換して出力する情報２区間フーリエ変換部とを含み、
前記特徴量計算部は、前記情報１区間信号処理部が出力した６区間分の信号のそれぞれを、前記情報２区間信号処理部が出力した６区間分の信号のそれぞれ割り算することで６つの区間のそれぞれで特徴量を計算し、該６つの区間それぞれの特徴量のうち、少なくとも２つの区間の特徴量の平均を周波数ビンごとに計算し、該計算した平均を前記特徴量として出力する、付記１又は２に記載の電波特徴量計算装置。

［付記９］
前記特徴量計算部は、第１の情報１区間の信号を第１の情報２区間の信号で周波数ビンごとに割り算することで前記第１の情報１区間の特徴量を計算し、第２の情報１区間の信号を第２の情報２区間の信号で周波数ビンごとに割り算することで前記第２の情報１区間の特徴量を計算し、第３の情報１区間の信号を第３の情報２区間の信号で周波数ビンごとに割り算することで前記第３の情報１区間の特徴量を計算し、第４の情報１区間の信号を第４の情報２区間の信号で周波数ビンごとに割り算することで前記第４の情報１区間の特徴量を計算し、第５の情報１区間の信号を第５の情報２区間の信号で周波数ビンごとに割り算することで前記第５の情報１区間の特徴量を計算し、第６の情報１区間の信号を第６の情報２区間の信号で周波数ビンごとに割り算することで前記第６の情報１区間の特徴量を計算する、付記８に記載の電波特徴量計算装置。

［付記１０］
前記受信された通信波の定型信号のうち特定の１個体から出力された定型信号を選定する信号選定部を更に有し、
前記信号検出部は、前記信号選定部で選定された定型信号のうち、前記情報１区間と前記情報２区間とを指定し、
前記情報１区間信号処理部は、前記信号選定部で選定された定型信号のうち、前記信号検出部が指定した情報１区間をフーリエ変換して出力し、
前記情報２区間信号処理部は、前記信号選定部で選定された定型信号のうち、前記信号検出部が指定した情報２区間をフーリエ変換して出力する、付記１から９何れか１項に記載の電波特徴量計算装置。

［付記１１］
信号選定部で選定された定型信号について、Ｎを任意の自然数として、前記特徴量計算部で計算されたＮ回分の特徴量を、周波数ビンごとに平均化処理するＮ回平均部を更に有する、付記１０に記載の電波特徴量計算装置。

［付記１２］
受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定する信号検出部と、
前記ベースバンド信号のうち、前記信号検出部が指定した情報１区間をフーリエ変換して出力する情報１区間信号処理部と、
前記ベースバンド信号のうち、前記信号検出部が指定した情報２区間をフーリエ変換して出力する情報２区間信号処理部と、
前記情報１区間信号処理部の出力と前記情報２区間信号処理部の出力とに基づいて、特徴量を計算する特徴量計算部と、
前記特徴量計算部で計算された特徴量に基づいて、前記受信された通信波の発信源の個体を特定する識別部とを備える電波発信源識別装置。

［付記１３］
前記識別部の特定結果を取得し、Ｍを任意の自然数として、Ｍ回分の前記特定結果に基づいて、前記通信波の発信源の個体を判定する判定部を更に有する、付記１２に記載の電波発信源識別装置。

［付記１４］
前記判定部は、Ｍ回分の前記特定結果において、最も多く発信源として特定された個体を、前記通信波の発信源として判定する、付記１３に記載の電波発信源識別装置。

［付記１５］
前記特徴量計算部は、前記情報１区間信号処理部の出力を、前記情報２区間信号処理部の出力で、周波数ビンごとに割り算することで、前記特徴量を計算する、付記１２から１４何れか１項に記載の電波発信源識別装置。

［付記１６］
前記情報１区間信号処理部は、
前記ベースバンド信号から前記情報１区間を切り取る情報１区間信号切り取り部と、
前記情報１区間信号切り取り部が切り取った情報１区間の信号に対してフーリエ変換を実施する情報１区間フーリエ変換部とを含み、
前記情報２区間信号処理部は、
前記ベースバンド信号から前記情報２区間を切り取る情報２区間信号切り取り部と、
前記情報２区間信号切り取り部が切り取った情報２区間の信号に対してフーリエ変換を実施する情報２区間フーリエ変換部とを含む、付記１２から１５何れか１項に記載の電波発信源識別装置。

［付記１７］
受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定し、
前記ベースバンド信号のうち、前記情報１区間をフーリエ変換し、
前記ベースバンド信号のうち、前記情報２区間をフーリエ変換し、
前記フーリエ変換された情報１区間の信号と前記フーリエ変換された情報２区間の信号とに基づいて、前記通信波の発信源を識別するための特徴量を計算することを含む電波特徴量計算方法。

［付記１８］
受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定し、
前記ベースバンド信号のうち、前記情報１区間をフーリエ変換し、
前記ベースバンド信号のうち、前記情報２区間をフーリエ変換し、
前記フーリエ変換された情報１区間の信号と前記フーリエ変換された情報２区間の信号とに基づいて特徴量を計算し、
前記計算された特徴量に基づいて、前記受信された通信波の発信源の個体を特定することを含む電波発信源識別方法。

［付記１９］
受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定し、
前記ベースバンド信号のうち、前記情報１区間をフーリエ変換し、
前記ベースバンド信号のうち、前記情報２区間をフーリエ変換し、
前記フーリエ変換された情報１区間の信号と前記フーリエ変換された情報２区間の信号とに基づいて、前記通信波の発信源を識別するための特徴量を計算することを含む処理をプロセッサに実行させるためのプログラム。

［付記２０］
受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定し、
前記ベースバンド信号のうち、前記情報１区間をフーリエ変換し、
前記ベースバンド信号のうち、前記情報２区間をフーリエ変換し、
前記フーリエ変換された情報１区間の信号と前記フーリエ変換された情報２区間の信号とに基づいて特徴量を計算し、
前記計算された特徴量に基づいて、前記受信された通信波の発信源の個体を特定することを含む処理をプロセッサに実行させるためのプログラム。

１００：電波特徴量計算装置
１１１：信号受信部
１１２：信号検出部
１１３：情報１区間信号処理部
１１４：情報２区間信号処理部
１１５：特徴量計算部
１１６：平均化処理部
１１７：信号選定部
１１８：Ｎ回平均部
２００：電波発信源識別装置
２１１：識別部
２１２：多数決判定部

Claims (10)

1. 受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定する信号検出部と、
   前記ベースバンド信号のうち、前記信号検出部が指定した情報１区間をフーリエ変換して出力する情報１区間信号処理部と、
   前記ベースバンド信号のうち、前記信号検出部が指定した情報２区間をフーリエ変換して出力する情報２区間信号処理部と、
   前記情報１区間信号処理部の出力と前記情報２区間信号処理部の出力とに基づいて、前記通信波の発信源を識別するための特徴量を計算する特徴量計算部とを備える電波特徴量計算装置。
2. 前記情報１区間信号処理部は、
   前記ベースバンド信号から前記情報１区間を切り取る情報１区間信号切り取り部と、
   前記情報１区間信号切り取り部が切り取った情報１区間の信号に対してフーリエ変換を実施する情報１区間フーリエ変換部とを含み、
   前記情報２区間信号処理部は、
   前記ベースバンド信号から前記情報２区間を切り取る情報２区間信号切り取り部と、
   前記情報２区間信号切り取り部が切り取った情報２区間の信号に対してフーリエ変換を実施する情報２区間フーリエ変換部とを含む、請求項１に記載の電波特徴量計算装置。
3. 前記定型信号が、前記情報１区間内で複数回繰り返す単一の信号パターンと、前記情報２区間内で複数回繰り返す単一の信号パターンとを含み、
   前記情報１区間信号切り取り部は、前記情報１区間内で複数回繰り返す単一の信号パターンから第１の情報１区間と第２の情報１区間との２サイクル分を切り出し、
   前記情報１区間フーリエ変換部は、前記第１の情報１区間の信号に対してフーリエ変換を実施する第１の情報１区間フーリエ変換部と、前記第２の情報１区間の信号に対してフーリエ変換を実施する第２の情報１区間フーリエ変換部とを含み、
   前記情報１区間信号処理部は、前記第１の情報１区間フーリエ変換部でフーリエ変換された第１の情報１区間と、前記第２の情報１区間フーリエ変換部でフーリエ変換された第２の情報１区間との平均を、周波数ビンごとに計算する情報１区間平均化処理部を更に含み、
   前記情報２区間信号切り取り部は、前記情報２区間内で複数回繰り返す単一の信号パターンから第１の情報２区間と第２の情報２区間との２サイクル分を切り出し、
   前記情報２区間フーリエ変換部は、前記第１の情報２区間の信号に対してフーリエ変換を実施する第１の情報２区間フーリエ変換部と、前記第２の情報２区間の信号に対してフーリエ変換を実施する第２の情報２区間フーリエ変換部とを含み、
   前記情報２区間信号処理部は、前記第１の情報２区間フーリエ変換部でフーリエ変換された第１の情報２区間と、前記第２の情報２区間フーリエ変換部でフーリエ変換された第２の情報２区間との平均を、周波数ビンごとに計算する情報１区間平均化処理部を更に含み、
   前記第１の情報１区間の信号長と、前記第２の情報１区間の信号値と、前記第１の情報２区間の信号長と、前記第２の情報２区間の信号長は相互に等しい、請求項２に記載の電波特徴量計算装置。
4. 前記定型信号が、前記情報１区間内で複数回繰り返す単一の信号パターンと、前記情報２区間内で複数回繰り返す単一の信号パターンとを含み、
   前記情報１区間信号切り取り部は、前記情報１区間内で複数回繰り返す単一の信号パターンから第１の情報１区間と第２の情報１区間との２サイクル分を切り出し、
   前記情報１区間フーリエ変換部は、前記第１の情報１区間の信号に対してフーリエ変換を実施する第１の情報１区間フーリエ変換部と、前記第２の情報１区間の信号に対してフーリエ変換を実施する第２の情報１区間フーリエ変換部とを含み、
   前記情報２区間信号切り取り部は、前記情報２区間内で複数回繰り返す単一の信号パターンから第１の情報２区間と第２の情報２区間との２サイクル分を切り出し、
   前記情報２区間フーリエ変換部は、前記第１の情報２区間の信号に対してフーリエ変換を実施する第１の情報２区間フーリエ変換部と、前記第２の情報２区間の信号に対してフーリエ変換を実施する第２の情報２区間フーリエ変換部とを含み、
   前記特徴量計算部は、
   前記第１の情報１区間フーリエ変換部でフーリエ変換された第１の情報１区間を、前記第１の情報２区間フーリエ変換部でフーリエ変換された第１の情報２区間で、周波数ビンごとに割り算することで第１の特徴量を計算する第１の特徴量計算部と、
   前記第２の情報１区間フーリエ変換部でフーリエ変換された第２の情報１区間を、前記第２の情報２区間フーリエ変換部でフーリエ変換された第２の情報２区間で、周波数ビンごとに割り算することで第２の特徴量を計算する第２の特徴量計算部と、
   前記第１の特徴量と、前記第２の特徴量との平均を周波数ビンごとに計算し、該計算した平均を前記特徴量として出力とする平均化処理部とを含み、
   前記第１の情報１区間の信号長と、前記第２の情報１区間の信号値と、前記第１の情報２区間の信号長と、前記第２の情報２区間の信号長は相互に等しい、請求項２に記載の電波特徴量計算装置。
5. 前記受信された通信波の定型信号のうち特定の１個体から出力された定型信号を選定する信号選定部を更に有し、
   前記信号検出部は、前記信号選定部で選定された定型信号のうち、前記情報１区間と前記情報２区間とを指定し、
   前記情報１区間信号処理部は、前記信号選定部で選定された定型信号のうち、前記信号検出部が指定した情報１区間をフーリエ変換して出力し、
   前記情報２区間信号処理部は、前記信号選定部で選定された定型信号のうち、前記信号検出部が指定した情報２区間をフーリエ変換して出力し、
   前記電波特徴量計算装置は、信号選定部で選定された定型信号について、Ｎを任意の自然数として、前記特徴量計算部で計算されたＮ回分の特徴量を、周波数ビンごとに平均化処理するＮ回平均部を更に有する、請求項１から４何れか１項に記載の電波特徴量計算装置。
6. 受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定する信号検出部と、
   前記ベースバンド信号のうち、前記信号検出部が指定した情報１区間をフーリエ変換して出力する情報１区間信号処理部と、
   前記ベースバンド信号のうち、前記信号検出部が指定した情報２区間をフーリエ変換して出力する情報２区間信号処理部と、
   前記情報１区間信号処理部の出力と前記情報２区間信号処理部の出力とに基づいて、特徴量を計算する特徴量計算部と、
   前記特徴量計算部で計算された特徴量に基づいて、前記受信された通信波の発信源の個体を特定する識別部とを備える電波発信源識別装置。
7. 受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定し、
   前記ベースバンド信号のうち、前記情報１区間をフーリエ変換し、
   前記ベースバンド信号のうち、前記情報２区間をフーリエ変換し、
   前記フーリエ変換された情報１区間の信号と前記フーリエ変換された情報２区間の信号とに基づいて、前記通信波の発信源を識別するための特徴量を計算することを含む電波特徴量計算方法。
8. 受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定し、
   前記ベースバンド信号のうち、前記情報１区間をフーリエ変換し、
   前記ベースバンド信号のうち、前記情報２区間をフーリエ変換し、
   前記フーリエ変換された情報１区間の信号と前記フーリエ変換された情報２区間の信号とに基づいて特徴量を計算し、
   前記計算された特徴量に基づいて、前記受信された通信波の発信源の個体を特定することを含む電波発信源識別方法。
9. 受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定し、
   前記ベースバンド信号のうち、前記情報１区間をフーリエ変換し、
   前記ベースバンド信号のうち、前記情報２区間をフーリエ変換し、
   前記フーリエ変換された情報１区間の信号と前記フーリエ変換された情報２区間の信号とに基づいて、前記通信波の発信源を識別するための特徴量を計算することを含む処理をプロセッサに実行させるためのプログラム。
10. 受信された通信波のベースバンド信号に含まれる定型信号のうち、前記受信された通信波のフェージングが時間変化するよりも短い時間内に存在する２種類の異なる通信情報を有する信号区間である情報１区間と情報２区間とを指定し、
    前記ベースバンド信号のうち、前記情報１区間をフーリエ変換し、
    前記ベースバンド信号のうち、前記情報２区間をフーリエ変換し、
    前記フーリエ変換された情報１区間の信号と前記フーリエ変換された情報２区間の信号とに基づいて特徴量を計算し、
    前記計算された特徴量に基づいて、前記受信された通信波の発信源の個体を特定することを含む処理をプロセッサに実行させるためのプログラム。

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