JP2917980B2 - 信号抽出装置及び方法 - Google Patents

信号抽出装置及び方法

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JP2917980B2
JP2917980B2 JP32240097A JP32240097A JP2917980B2 JP 2917980 B2 JP2917980 B2 JP 2917980B2 JP 32240097 A JP32240097 A JP 32240097A JP 32240097 A JP32240097 A JP 32240097A JP 2917980 B2 JP2917980 B2 JP 2917980B2
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は種々の形式の電波が
存在する一般的な電波環境下において所定形式の電波の
みを分離し抽出する装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】様々な電波が混在する実空間においてス
ペクトラム拡散通信の周波数ホッピング波を分離し抽出
する受信モニタ装置が特開平8−111654号公報に
開示されている。この受信モニタ装置の信号抽出方法に
よれば、チップチャネル毎にカウンタを設け、受信周波
数の掃引を所定回繰り返すことにより、各チャネルに存
在する電波の有効受信回数をカウントする。そのカウン
ト値が予め設定された目標値に一致すれば、そのチップ
チャネルにおいて周波数ホッピング波が抽出されたと判
断される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
信号抽出方法では、指定周波数帯域の全てのチャネルを
複数回掃引する必要があり、周波数ホッピング波の分離
抽出に多くの時間を要する。更に、従来の方法は、周波
数ホッピング波のように周波数チャネル当たりの通信時
間が所定値に固定されている電波形式のみに有効であ
り、周波数ホッピング波以外の電波を分離抽出すること
ができない。
【0004】本発明の目的は、様々な電波が混在する実
空間において所望の形式の電波のみを高速で分離抽出す
る装置及び方法を提供することにある。
【0005】本発明の他の目的は、構成を複雑化するこ
となく、所望形式の電波を高速で分離抽出することがで
きる小型軽量の信号抽出装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明による信号抽出装
置及び方法は、複数の形式の電波が存在する電波環境か
らの受信信号を第1信号と第2信号とに分岐させ、第2
信号を指定された遅延時間だけ遅延させると共に指定さ
れた位相量だけシフトさせる。そして、遅延さ位相制
御された信号と第1信号とを合成することで所望形式以
外の信号のエネルギを減衰させ、その合成信号と予め定
められたレベルとを比較することで1周波数チャネル当
たりの電波が離散的に存在する形式の目標形式信号のみ
を抽出する。抽出された目標形式信号の出力量を制御す
るために、抽出された信号に基づいて遅延時間及び位相
量を変化させることが望ましい。
【0007】
【実施の形態】以下の説明において使用される「至短時
間通信波」とは、1周波数チャネル当たりの電波が離散
的に存在する形式のものをいう。例えば、周波数ホッピ
ング通信の場合には、複数の周波数を使用し、発振周波
数がその間を飛び回るように設計されているが、ある周
波数チャネルを時間軸に沿って追いかけると、電波が離
散的に存在している。また、時分割多元接続(TDM
A)やバースト通信の場合には、ある周波数チャネルに
おいて電波が時間軸に沿って離散的に存在する。従っ
て、「至短時間通信波」は、周波数ホッピング通信、T
DMA通信及びバースト通信等における通信波を含む概
念である。このような「至短時間通信波」は、結果的
に、信号振幅(エネルギ)の変化量が変調等による変化
量に比べて大きくなり、以下述べるように、この変化量
の差異を信号の分離抽出に利用することができる。以
下、実施形態を詳細に説明する。
【0008】図1は、本発明による信号抽出装置の第1
実施形態を示すブロック図である。受信アンテナ1で受
信された広帯域の電波は受信機2に入力し、そこで指定
周波数帯域の信号に帯域制限された後、分配器3へ出力
される。分配器3は受信機2から入力した受信信号を第
1信号S1及び第2信号S2に分岐させ、第1信号S1
はそのまま信号相関比較回路7へ出力される。他方、第
2信号S2は遅延回路4によって指定時間だけ遅延さ
れ、その遅延信号S3が位相制御回路5へ出力される。
更に、位相制御回路5は遅延信号S3の位相をシフトさ
せ、信号相関比較回路7へ出力する。制御器6は、信号
相関比較回路7から所望の出力結果SOUTが得られるよ
うに、遅延回路4の遅延量及び位相制御回路5の位相シ
フト量を制御する。
【0009】信号相関比較回路7は分配器3からの第1
信号S1と位相制御回路5からの信号S4とを合成し、
その合成信号S5をしきい値比較回路9へ出力する。言
い換えれば、信号相関比較回路7は受信信号の信号変化
量あるいは自己相関を生成する。しきい値比較回路9は
しきい値メモリ10に格納されたしきい値THと合成信
号S5とを比較し、しきい値THより低い信号振幅の成
分を除去して所望の至短時間通信波SOUTのみを出力す
ることができる。
【0010】なお、遅延回路4としては、シフトレジス
タ、遅延線、表面弾性波フィルタ、DRFM(Digital
Radio Frequency Memories)、FIFO(First In Fir
st Out)メモリ等を組み合わせて使用することができ
る。それぞれ遅延特性が異なるために、目標とする至短
時間通信波に応じて選択することが望ましい。
【0011】図2は本実施形態の動作を説明するための
スペクトラムを示す図である。ここでは、至短時間通信
波として周波数ホッピング波を一例として取りあげる。
更に、説明を簡略化するために、図2(A)に示すよう
に、アンテナからの受信信号に周波数ホッピング波と周
波数変調形式(FM)の通信波とが含まれているものと
仮定する。
【0012】分配器3に入力する信号に図2(B)に示
すような周波数ホッピング波と周波数変調波とが含まれ
ているとすると、第1信号S1及び第2信号S2も同じ
く図2(B)に示す信号として分配器3から出力され
る。第1信号S1は合成器8へそのまま出力されるが、
第2信号S2は遅延回路4で遅延され、更に位相制御回
路5で位相反転された信号S4として合成器8へ出力さ
れる。遅延回路4の遅延量は、具体的には、周波数ホッ
ピング通信の1周波数チャネル当たりの信号滞留時間に
基づいて決定される。また、位相制御回路5は位相反転
を行うほかに、制御器6の指示によって、振幅制御を行
うこともできる。
【0013】合成器8は、第1信号S1と遅延及び位相
反転された信号S4とを入力して合成する。言い換えれ
ば、第1信号とそれを遅延させた信号との差分をとるこ
とになる。従って、適切な遅延時間及び位相シフト量を
設定することで、遅延時間内に至短時間通信波のような
信号振幅(エネルギ)変化がない周波数変調波の成分は
減衰し、図2(c)に示すような合成信号S5を得るこ
とができる。こうして得られた合成信号S5がしきい値
THと比較されることで周波数変調波を示す成分が除去
され、図2(D)に示すように、周波数ホッピング信号
OUTのみが得られる。これによって周波数ホッピング
波のみを分離抽出することができる。
【0014】制御器6は信号相関比較回路7の出力信号
OUTをモニタし、出力信号SOUTが所定の出力であるか
否かを判定する。例えば、出力信号SOUTを周波数ホッ
ピング波のトリガ信号として使用する場合には短いパル
ス状の出力であればよいが、音声信号として出力する場
合にはチャネル滞留時間に相当する出力が必要となる。
制御器6は出力信号SOUTをモニタし、所望の出力が得
られるように、遅延回路4及び位相制御回路5を制御す
る。
【0015】このように遅延回路4の遅延時間と位相制
御回路5の位相シフト量とを任意に制御することができ
るために、周波数ホッピング波のように単位通信時間が
一定の通信波だけでなく、TDMA通信やバースト通信
の通信波のように離散的に存在するものでも有効に分離
抽出することができる。しかも、上述したように、複数
のチャネルを掃引することもチャネル毎にカウンタを設
けることも不要となり、回路構成が簡略化され、動作も
高速化される。
【0016】図3は本発明による信号抽出装置の第2実
施形態を示すブロック図である。ただし、図1の第1実
施形態と同じ機能を有するブロックは同一参照番号を付
して説明を省略する。第2実施形態では、図1の遅延回
路4の代わりに位相シフタ21を用いて第2信号S2を
遅延させ、更に図1の位相制御回路5及び合成器8の代
わりにキャンセラ22を用いている。
【0017】位相シフタ21は、制御器6により指定さ
れた時間だけ第2信号S2を遅延させるものであり、例
えば、第2信号S2をI−Q分離し、各成分の位相を変
化させた後で合成することにより信号遅延を実現するこ
とができる。
【0018】キャンセラ22は、第1信号S1と位相シ
フタ21からの遅延信号S3とを入力し、遅延信号S3
の位相を反転させた後で第1信号S1と合成することで
合成信号S5を生成するものである。このようにキャン
セラ22を用いることで位相制御を容易に実現すること
ができ、更に回路構成が簡略化される。
【0019】図4は本発明による信号抽出装置の第3実
施形態を示すブロック図である。ただし、図1の第1実
施形態と同じ機能を有するブロックは同一参照番号を付
して説明を省略する。第3実施形態では、信号相関比較
回路7の出力SOUTを分析して至短時間通信波の信号諸
元(例えば周波数情報など)を出力する分析回路23が
設けられている。分析回路23として、例えば瞬時周波
数検出器(IFM)等の周波数測定装置が考えられる。
その際、上述したように、分析回路23による信号諸元
分析が有効となるような出力SOUTが得られるように、
制御器6は遅延回路4及び位相制御回路5を制御するこ
とが必要である。
【0020】図5は本発明による信号抽出装置の第4実
施形態を示すブロック図である。ただし、図1の第1実
施形態と同じ機能を有するブロックは同一参照番号を付
して説明を省略する。第4実施形態では、分配器3から
出力される第2信号S2がスイッチング回路31に入力
し、そこで2つの遅延ルートの1つが選択される。第1
の遅延ルートは遅延線41からなり、第2の遅延ルート
はアナログ/デジタル(A/D)変換器42、記憶素子
43及びデジタル/アナログ(D/A)変換器44から
なる。アナログの第1遅延ルートは、遅延線41の他
に、表面弾性波フィルタ、超伝導遅延線あるいは位相フ
ィルタ等を用いることもできる。
【0021】上述したように、アナログの第1遅延ルー
トとデジタルの第2遅延ルートとは遅延特性が異なる。
即ち、遅延量制御に関して、アナログ手法はデジタル手
法より短時間の信号遅延が可能である。デジタル手法で
は、A/D変換及びD/A変換に時間を要するために、
アナログ手法ほどの短時間の遅延を実現することができ
ないが、信号を記憶素子43にに蓄えることで信号遅延
時間を柔軟に設定することができる。従って、スイッチ
ング回路31によっていずれかを選択することで、抽出
できる至短時間通信波の範囲を広げることができる。な
お、スイッチング回路31の動作及び第2遅延ルートの
デジタル動作は制御器6によって制御され、その他の構
成及び動作は第1実施形態と同様である。
【0022】図6は本発明による信号抽出装置の第5実
施形態を示すブロック図である。ただし、図1の第1実
施形態と同じ機能を有するブロックは同一参照番号を付
して説明を省略する。第5実施形態では、N段(Nは2
以上の整数)の信号抽出回路EXC1〜EXCNが設けら
れ、各信号抽出回路は図1の第1実施形態と同様の構成
を有する。ただし、第5実施形態の分配器3は、N段の
信号抽出回路EXC1〜EXCNへそれぞれ第1信号及び
第2信号を出力するように、受信機2の出力を2N個の
信号に分岐させる。
【0023】各信号抽出回路は制御器6により所望の至
短時間通信波のみを分離抽出するように設定されるか
ら、対象とする至短時間信号波が複数存在する電波環境
下においても、それら至短時間通信波SOUT1〜SOUTN
同時に分離抽出することができる。なお、第5実施形態
では各信号抽出回路に制御器6が設けられているが、勿
論、至短時間通信波SOUT1〜SOUTNをそれぞれモニタす
る1つの制御器を設け、その制御器が各信号抽出回路の
遅延及び位相制御を実行しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による信号抽出装置の第1実施形態を示
すブロック図である。
【図2】本実施形態の動作を説明するためのスペクトラ
ムを示す図である。
【図3】本発明による信号抽出装置の第2実施形態を示
すブロック図である。
【図4】本発明による信号抽出装置の第3実施形態を示
すブロック図である。
【図5】本発明による信号抽出装置の第4実施形態を示
すブロック図である。
【図6】本発明による信号抽出装置の第5実施形態を示
すブロック図である。
【符号の説明】
1 受信アンテナ 2 受信機 3 分配器 4 遅延回路 5 位相制御回路 6 制御器 7 信号相関比較回路 8 合成器 9 しきい値比較回路 10 しきい値メモリ 21 位相シフタ 22 キャンセラ 23 信号諸元分析回路 31 スイッチング回路 41 遅延線 42 A/D変換器 43 記憶素子 44 D/A変換器 EXC1〜EXCN 信号抽出回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−4340(JP,A) 特開 平7−303121(JP,A) 特開 平6−291744(JP,A) 特開 平7−87057(JP,A) 特開 平8−65202(JP,A) 特開 平9−93217(JP,A) 特開 平9−232996(JP,A) 特許2865101(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04B 1/713

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の形式の電波が存在する電波環境か
    1周波数チャネル当たりの電波が離散的に存在する形
    式の信号(以下、目標形式信号という。)を分離抽出す
    る装置において、 前記電波環境からの受信信号を第1信号と第2信号とに
    分岐させる分岐手段と、 前記第2信号を指定された遅延時間だけ遅延させ、且つ
    指定された位相量だけシフトさせる遅延位相制御手段
    と、 前記遅延位相制御手段の出力信号と前記第1信号とを合
    成する合成手段と、 前記合成手段からの出力信号と予め定められたレベルと
    を比較することで前記目標形式信号を抽出する抽出手段
    と、前記目標形式信号が得られるように前記遅延時間及び前
    記位相量を指定する制御手段と、 からなることを特徴とする信号抽出装置。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、前記抽出手段から前記
    所望形式の信号の出力量を制御するために前記抽出手段
    の出力信号に基づいて前記遅延時間及び前記位相量を
    化させることを特徴とする請求項1記載の信号抽出装
    置。
  3. 【請求項3】 前記遅延位相制御手段は遅延手段と位相
    制御手段とからなり、前記遅延手段は位相シフタからな
    り、前記位相制御手段及び前記合成手段はキャンセラか
    らなることを特徴とする請求項1又は2記載の信号抽出
    装置。
  4. 【請求項4】 前記遅延位相制御手段は遅延手段と位相
    制御手段とからなり、前記遅延手段は、 アナログ回路からなる第1遅延手段と、 デジタル回路からなる第2遅延手段と、 前記第2信号を前記第1及び第2遅延手段のいずれかに
    出力する選択手段と、 からなることを特徴とする請求項1又は2記載の信号抽
    出装置。
  5. 【請求項5】 前記目標形式信号を分析して当該信号の
    諸元を出力する分析手段を更に有することを特徴とする
    請求項1ないし4のいずれかに記載の信号抽出装置。
  6. 【請求項6】 複数の形式の電波が存在する電波環境か
    1周波数チャネル当たりの電波が離散的に存在する形
    式の複数の信号(以下、目標形式信号という。)を分離
    抽出する装置において、 前記複数の目標形式信号にそれぞれ対応した複数の信号
    抽出回路を有し、 前記複数の信号抽出回路の各々は、 前記電波環境からの受信信号を第1信号と第2信号とに
    分岐させる分岐手段と、 前記第2信号を指定された遅延時間だけ遅延させ、且つ
    指定された位相量だけシフトさせる遅延位相制御手段
    と、 前記遅延位相制御手段の出力信号と前記第1信号とを合
    成する合成手段と、 前記合成手段からの出力信号と予め定められたレベルと
    を比較することで前記目標形式信号を抽出する抽出手段
    と、前記目標形式信号が得られるように前記遅延時間及び前
    記位相量を指定するための制御手段と、 からなることを特徴とする信号抽出装置。
  7. 【請求項7】 複数の形式の電波が存在する電波環境か
    1周波数チャネル当たりの電波が離散的に存在する形
    式の信号(以下、目標形式信号という。)を分離抽出す
    る方法において、 前記電波環境からの受信信号を第1信号と第2信号とに
    分岐させ、 前記第2信号を指定された遅延時間だけ遅延させると共
    に指定された位相量だけシフトさせ、 前記遅延及び位相制御された信号と前記第1信号とを合
    成し、 前記合成信号と予め定められたレベルとを比較すること
    で前記目標形式信号を抽出し、 前記目標形式信号が得られるように前記遅延時間及び前
    記位相量を指定する、 ことを特徴とする信号抽出方法。
  8. 【請求項8】 前記目標形式信号の出力量を制御するた
    めに、前記抽出された信号に基づいて前記遅延時間及び
    前記位相量を変化させることを特徴とする請求項7記載
    の信号抽出方法。
  9. 【請求項9】 複数の形式の電波が存在する電波環境か
    1周波数チャネル当たりの電波が離散的に存在する形
    式の信号(以下、目標形式信号という。)を受信する受
    信機において、 前記電波環境から指定周波数帯域の電波を受信して受信
    信号を生成する受信手段と、 前記受信信号を第1信号と第2信号とに分岐させる分岐
    手段と、 前記第2信号を指定された遅延時間だけ遅延させ、且つ
    指定された位相量だけシフトさせる遅延位相制御手段
    と、 前記遅延位相制御手段の出力信号と前記第1信号とを合
    成する合成手段と、 前記合成手段からの出力信号と予め定められたレベルと
    を比較することで前記目標形式信号を抽出する抽出手段
    と、前記目標形式信号が得られるように前記遅延時間及び前
    記位相量を指定するための制御手段と、 からなることを特徴とする受信機。
  10. 【請求項10】 前記制御手段は、前記抽出手段から前
    目標形式信号が所望時間だけ出力されるように、前記
    抽出手段の出力信号に基づいて前記遅延時間及び前記位
    相量を変化させることを特徴とする請求項9記載の受信
    機。
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