JP4975691B2 - Receiving apparatus and waveform processing method - Google Patents
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Description
本発明は、受信装置及び波形処理方法に係り、特に、複数波の原信号が混合された信号をブラインド分離処理により分離後、順次連結して原信号を抽出する受信装置及び波形処理方法に関する。 The present invention relates to a receiving apparatus and a waveform processing method, and more particularly, to a receiving apparatus and a waveform processing method that extract a signal obtained by mixing a plurality of original signals by blind separation processing and sequentially connecting them.
複数の原信号が混合されて受信される信号から原信号を分離抽出する手法として、独立成分分析に代表されるブラインド分離処理の手法が知られている。ブラインド分離処理では、これら原信号を複数のセンサで受信し、信号の到来方向や変調形式といった先見情報を一切用いることなく、それぞれの原信号の有する統計的な独立性に基づき分析を行なうことによって、最大でセンサ数に対応した信号数までの原信号を分離・抽出する。 As a technique for separating and extracting an original signal from a signal received by mixing a plurality of original signals, a blind separation process technique typified by independent component analysis is known. In blind separation processing, these original signals are received by multiple sensors and analyzed based on the statistical independence of each original signal without using any foresight information such as the direction of arrival or modulation format of the signal. The original signals up to the number of signals corresponding to the number of sensors are separated and extracted.
このブラインド分離処理の手法においては、処理の1周期に対応する所定の期間中にサンプリングされた一連のデータを1つのデータブロックとし、このデータブロック単位で順次連続的に分離処理がなされる。そして、分離処理が完了するたびごとに、分離した信号数、ならびに、センサ数に対応して複数設けられた出力側のポートから分離後の信号波形及び混合ベクトル等が並列的に出力される。原信号を抽出するには、処理周期毎に出力されるこれら分離処理後の信号波形をそれぞれに順次連結して連続信号にする必要がある。しかし、ブラインド分離処理では分離処理後の信号波形とこれら信号が出力されるポートの番号との関係が、連続する処理周期の間で同一に維持されるとは限らない。すなわち、特定のポートから同一の原信号に対応した分離処理後の信号波形が継続して出力されるとは限らず、その出現順序が特定できない。 In this blind separation processing method, a series of data sampled during a predetermined period corresponding to one cycle of processing is used as one data block, and separation processing is sequentially performed in units of this data block. Each time the separation process is completed, the number of separated signals and the separated signal waveforms and mixed vectors are output in parallel from a plurality of ports on the output side corresponding to the number of sensors. In order to extract the original signal, it is necessary to sequentially connect the signal waveforms after separation processing that are output at each processing cycle to a continuous signal. However, in the blind separation process, the relationship between the signal waveform after the separation process and the number of the port from which these signals are output is not always kept the same between successive processing cycles. That is, the signal waveform after separation processing corresponding to the same original signal is not always output from a specific port, and the appearance order cannot be specified.
このため、このような出現順序の不定性に対処しつつ、分離処理後の信号波形を順次確実に連結して原信号を抽出するための手法が開示されている(例えば、特許文献1、及び特許文献2参照。)。特許文献1に開示された事例では、直前の処理周期で分離された信号波形との相関性に基づいて分離直後の信号波形の連結先を順次特定し、連結後の連続した信号を原信号として抽出している。また、特許文献2に開示された事例では、分離処理結果の混合ベクトルから導出した分離後の信号波形毎の到来方向に基づいて相互に連結している。
しかしながら、実環境下で受信される信号は、常に安定した状態で受信されるとは限らず、多くの歪みを含んだり、信号対雑音比が不十分である場合も多い。また、原信号が断続信号等の場合や、伝搬経路上の影響を強く受けた場合等は、受信信号が一時的に消失する。このため、ブラインド分離処理後に、分離した信号波形を順次連結していく際には、的確な連結が行えずに失敗することもあった。特に原信号が一時消失するような場合等には、消失期間中はブラインド分離の処理結果が得られず連結候補となる信号波形が存在しないため、部分的に欠落した形の原信号が抽出されていた。そして、この欠落部分は無信号であるため、その前後で不連続な部分を伴った不自然な信号となり、信号の品質を劣化させていた。特に、抽出された原信号を可聴領域の信号として処理した場合には、この無信号の期間は例えば無音になって、聴感上、違和感の多いものになるなど、重大な影響を及ぼしていた。 However, a signal received in a real environment is not always received in a stable state, and often includes a lot of distortion and an insufficient signal-to-noise ratio. Further, when the original signal is an intermittent signal or the like, or when the original signal is strongly influenced by the propagation path, the received signal is temporarily lost. For this reason, when the separated signal waveforms are sequentially connected after the blind separation process, the connection may fail due to an inaccurate connection. In particular, when the original signal is temporarily lost, the result of blind separation processing is not obtained during the loss period, and there is no signal waveform that is a candidate for connection, so a partially missing original signal is extracted. It was. And since this missing part is no signal, it becomes an unnatural signal with a discontinuous part before and after that, and the quality of the signal is deteriorated. In particular, when the extracted original signal is processed as a signal in the audible region, this no-signal period has a significant influence such as silence, which causes a sense of incongruity and a sense of incongruity.
本発明は、上述の事情を考慮してなされたものであり、ブラインド分離処理後の分離信号波形を順次連結し原信号として抽出する際に、連結候補の分離信号波形が存在しない場合にも、連結後の信号品質の劣化を抑えるとともに、より自然な状態で信号波形の連結を行なう受信装置及び波形処理方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and when separating signal waveforms after blind separation processing are sequentially connected and extracted as an original signal, even when a separation candidate separation signal waveform does not exist, An object of the present invention is to provide a receiving apparatus and a waveform processing method for suppressing signal quality deterioration after concatenation and performing concatenation of signal waveforms in a more natural state.
上記目的を達成するために、本発明の受信装置は、所定の形状に配列され、複数波の原信号が混合された信号を受信する複数のセンサと、これら複数のセンサで受信した前記信号をそれぞれに所定の間隔でサンプリングしサンプルデータを取得するサンプリング手段と、所定の周期でこの1周期内の前記サンプルデータにブラインド分離処理を施し、各周期毎に前記センサ数に対応した最大m波分の分離信号波形及び混合ベクトルならびに分離信号数を取得する信号分離手段と、前記分離信号波形を時系列に記憶する波形記憶手段と、今回分離された分離信号波形と直前までに前記波形記憶手段に記憶された分離信号波形との相関値を算出する相関値算出手段と、前記混合ベクトルに基づき前記分離信号波形毎にその到来方向を算出し時系列に記憶する到来方向算出記憶手段と、この到来方向算出記憶手段により算出記憶した到来方向の頻度を計数し、その頻度の高さに基づき到来方向を最大m個分、抽出対象とする原信号の到来する信号方向として指定する信号方向指定手段と、この信号方向指定手段により指定された信号方向を処理対象の方向として前記サンプルデータに対して波形抽出処理を施し、その処理信号波形を取得する方向指定による波形抽出手段と、前記信号方向指定手段により指定された信号方向毎に、これら信号方向に対して所定の方向範囲内から到来する前記信号分離手段により今回分離された分離信号波形の数、及び前記相関値算出手段により算出された直前までの分離信号波形との相関値に基づいて前記分離信号波形を順次連結するとともに、連結対象の前記分離信号波形が存在しない場合には、この指定された信号方向を処理対象とした前記方向指定による波形抽出手段からの処理信号波形を連結し、これら連結結果を前記指定された信号方向からの原信号として抽出する連結手段とを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a receiving apparatus according to the present invention includes a plurality of sensors arranged in a predetermined shape and receiving a signal in which a plurality of original signals are mixed, and the signals received by the plurality of sensors. Sampling means for sampling each sample at a predetermined interval to obtain sample data, and subjecting the sample data within one cycle to blind separation processing at a predetermined cycle, and a maximum m-wave component corresponding to the number of sensors for each cycle. Signal separation means for acquiring the separated signal waveform and mixed vector and the number of separated signals, waveform storage means for storing the separated signal waveform in time series, separated signal waveform separated this time, and waveform storage means until immediately before Correlation value calculating means for calculating a correlation value with a stored separated signal waveform, and calculating a direction of arrival for each separated signal waveform based on the mixed vector The direction-of-arrival calculation storage means for storing and the frequency of arrival directions calculated and stored by this direction-of-arrival calculation storage means are counted, and the arrival of the original signal to be extracted for up to m arrival directions based on the frequency. A signal direction designating means for designating as a signal direction to be performed, and a direction designating for performing waveform extraction processing on the sample data with the signal direction designated by the signal direction designating means as a processing target direction and acquiring the processed signal waveform For each signal direction designated by the signal direction designating means, and the number of separated signal waveforms separated this time by the signal separating means coming from within a predetermined direction range with respect to these signal directions, and The separated signal waveforms are sequentially connected based on the correlation value with the separated signal waveform up to immediately before calculated by the correlation value calculating means, and When the separated signal waveform does not exist, the processing signal waveform from the waveform extraction means by the direction designation with the designated signal direction as a processing target is coupled, and the result of the coupling is obtained from the designated signal direction. And connecting means for extracting the original signal.
また、前記連結手段は、前記分離信号波形を順次連結する際に、前記信号方向指定手段により指定された信号方向に基づき前記到来方向算出記憶手段により算出された今回分離後の分離信号波形毎の到来方向を参照し、この指定された信号方向に対して所定の方向範囲内から到来する分離信号波形が1つのみ存在する場合には、この分離信号波形を前記指定された信号方向からのものとして連結し、それ以外の場合には、前記相関値算出手段により算出された直前までの分離信号波形との相関値を参照し、所定のしきい値を超えるものがある場合には、その中で最大の相関値を有する前記直前までの分離信号波形の連結先に連結し、それ以外の場合には、この指定された信号方向を処理対象にして前記方向指定による波形抽出手段により取得された処理信号波形を連結することを特徴とする。 In addition, the connecting means, for sequentially connecting the separated signal waveforms, for each separated signal waveform after the current separation calculated by the arrival direction calculating storage means based on the signal direction designated by the signal direction designating means. When there is only one separated signal waveform that comes from within a predetermined direction range with respect to the designated signal direction with reference to the direction of arrival, this separated signal waveform is from the designated signal direction. In other cases, reference is made to the correlation value with the separated signal waveform calculated immediately before by the correlation value calculation means. In the other cases, it is connected to the connection destination of the immediately preceding separated signal waveform having the maximum correlation value, and in other cases, the designated signal direction is processed and acquired by the waveform extraction means by the direction designation. Characterized by connecting the processed signal waveform.
また、本発明の波形処理方法は、複数波の原信号が混合された信号を所定の形状に配列された複数のセンサで受信し所定の期間毎にブラインド分離処理して分離信号波形、及び混合ベクトル、ならびに分離信号数を継続的に取得するとともに、これら分離信号波形、及び混合ベクトルから算出した分離信号波形の到来方位を時系列に記憶しておき、これらブラインド分離処理の結果に基づき抽出対象の前記原信号の到来する信号方向を指定し、この指定された信号方向に基づき前記ブラインド分離処理後の分離信号波形を順次連結し前記指定した信号方向からの原信号として抽出する波形処理方法であって、前記指定された信号方向に対して所定の方向範囲内から到来する今回のブラインド分離処理による分離信号波形が1つのみ存在する場合には、この分離信号波形を前記指定された信号方向からのものとして連結し、それ以外の場合には、直前までにブラインド分離処理された分離信号波形との相関値を算出し、所定のしきい値を超えるものがある場合には、その中で最大の相関値を有する前記直前までの分離信号波形の連結先に連結し、それ以外の場合には、この指定された信号方向を処理対象として前記受信した信号に方向指定による波形抽出処理を施して取得した処理信号波形を連結することを特徴とする。 Further, the waveform processing method of the present invention receives a signal in which a plurality of original signals are mixed by a plurality of sensors arranged in a predetermined shape, performs a blind separation process every predetermined period, and a separated signal waveform The vector and the number of separated signals are continuously acquired, the arrival directions of these separated signal waveforms and the separated signal waveforms calculated from the mixed vectors are stored in time series, and the objects to be extracted based on the results of these blind separation processes A waveform processing method for designating a direction of the incoming signal of the original signal, sequentially connecting the separated signal waveforms after the blind separation processing based on the designated signal direction, and extracting the original signal from the designated signal direction. When there is only one separated signal waveform by the current blind separation process that comes from within the predetermined direction range with respect to the specified signal direction. In this case, the separated signal waveform is connected as that from the designated signal direction, and in other cases, a correlation value with the separated signal waveform subjected to the blind separation processing until immediately before is calculated, and a predetermined value is obtained. If there is a value exceeding the threshold, it is linked to the destination of the separated signal waveform up to the previous one having the maximum correlation value, and in other cases, this designated signal direction is processed. As described above, the received signal is subjected to waveform extraction processing by direction designation to connect a processed signal waveform.
また、前記方向指定による波形抽出処理は、その処理アルゴリズムをDCMP法、またはMSN法としたことを特徴とする。 Further, the waveform extraction processing by the direction designation is characterized in that its processing algorithm is a DCMP method or an MSN method.
本発明によれば、ブラインド分離処理後の分離信号波形を順次連結し原信号として抽出する際に、連結候補の分離信号波形が存在しない場合にも、連結後の信号品質の劣化を抑えることができるとともに、より自然な状態で連結したものとして取り出すことのできる受信装置及び波形処理方法を得ることができる。 According to the present invention, when the separated signal waveforms after the blind separation processing are sequentially connected and extracted as an original signal, deterioration of signal quality after the connection can be suppressed even when there is no connection candidate separated signal waveform. In addition, it is possible to obtain a receiving apparatus and a waveform processing method that can be taken out as being connected in a more natural state.
以下に、本発明に係る受信装置及び波形処理方法を実施するための最良の形態について、図1乃至図5を参照して説明する。 The best mode for carrying out a receiving apparatus and a waveform processing method according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1は、本発明に係る受信装置の一実施例を示すブロック図である。図1に例示したように、この受信装置は、センサ部11、サンプリング部12、ブラインド分離処理部13、連結波形記憶部14、相関値算出部15、到来方向算出部16、連結到来方向記憶部17、信号方向指定部18、指定方向波形抽出処理部19、連結制御部20、連結部21、及び操作・表示部22から構成されている。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a receiving apparatus according to the present invention. As illustrated in FIG. 1, the receiving device includes a
センサ部11は、所定の形状に配列されたm個のセンサから成る。これらのセンサは、例えば円形や直線状などに配列されたアンテナであり、それぞれに到来する原信号を受信してサンプリング部12に送出する。サンプリング部12は、センサ部11の各センサからの信号に対してフィルタリング、周波数変換、増幅等の受信処理を施すとともに、所定の間隔でサンプリングしてサンプルデータを取得し、ブラインド分離処理部13、及び指定方向波形抽出処理部19に送出する。
The
ブラインド分離処理部13は、サンプリング部12からのサンプルデータに対してブラインド分離処理を施し、センサ数mを超えない数の分離信号波形及び混合ベクトル、ならびに分離信号数を取得して、後段の各部に送出する。ブラインド分離処理の手法としては、例えば、独立成分分析と呼ばれる手法を適用することができる。また、処理の実行に際しては、分離処理の単位とする所定の期間を1周期とし、この期間内のサンプルデータを処理対象に順次処理を繰り返していき、各処理周期毎にその分離結果を得ている。ブラインド分離処理による分離後の結果出力の一例を、表形式にモデル化して図2に例示する。この図2に示した事例では、例えば、センサ数を3個、ブラインド分離処理後の出力ポート数はセンサ数に対応して3ポートとし、A波、B波、及びC波の3波の原信号に対する、それぞれの処理周期での分離結果をモデル化して示している。そして、分離結果としては、各処理周期毎に3信号を分離しているが、それぞれのポートには、必ずしも同一のポートに連続して同一の原信号に対応した分離信号波形及び混合ベクトルが現れるとは限らない場合を例示している。
The blind
連結波形記憶部14は、ブラインド分離処理部13から順次出力される分離信号波形の連結結果を受けとって、これらを時系列に記憶する。その記憶内容をモデル化して図3に例示する。図3は、図2に倣って記憶内容をモデル化して例示した説明図であり、図2の各処理周期毎に各ポートから出力される分離信号波形が、連結部21においてその出現ポートの入れ違いを並べ替えられた後に、時刻経過に沿って記憶されている事例を示している。相関値算出部15は、今回分離された分離信号波形と直前までに分離され連結波形記憶部14に記憶されている分離信号波形との相関値を総当たり的に算出し、後述する連結制御部20に送出する。相関値の算出にあたっては、直前の処理周期で分離された分離信号波形のみを対象にすることもできるが、直前から数周期分遡った複数回分の分離信号波形を対象にするなど、その対象範囲は種々に選択可能である。
The connected
到来方向算出部16は、ブラインド分離処理部13からの混合ベクトルに基づいて、対応する分離信号波形毎に信号の到来方向を算出する。到来方向は、例えば、センサ部11における複数のセンサの配列によって形成される指向パターンを表すステアリングベクトルと混合ベクトルとの相関処理等によって算出される。連結到来方向記憶部17は、到来方向算出部16で算出された分離信号波形毎の到来方向の連結結果を受けとって、これらを時系列に記憶する。連結到来方向記憶部17の記憶内容をモデル化して図4に例示する。図4は、図2及び図3に倣って記憶内容をモデル化して例示した説明図であり、図2の各処理周期毎に各ポートから出力される混合ベクトルに基づいて算出された分離信号波形毎の到来方向が、連結部21において分離信号波形と同様に並べ替えられた後に、時刻経過に沿って記憶されている事例を示している。信号方向指定部18は、この連結到来方向記憶部17に記憶された到来方向の頻度を計数するとともに、頻度の高い到来方向をセンサ数mに対応した個数を上限に、抽出対象とする原信号の到来する信号方向として指定し、指定方向波形抽出処理部19、及び連結制御部20に通知する。これに加え、本実施例においては、後述する操作・表示部22からの内容に基づき信号方向を指定することも可能に構成されている。
The arrival
指定方向波形抽出処理部19は、信号方向指定部18により指定された信号方向を処理対象の方向として、サンプリング部12からのサンプルデータに対して波形抽出処理を施し、その処理信号波形を取得する。本実施例においては、方向指定による波形抽出処理のアルゴリズムとして、指定された方向以外からの受信電力を最小とするよう制御するDCMP(Directionally Constrained Minimization of Power)法、またはMSN(Maximum Signal−to−Noise ratio)法を適用するものとしている。なお、これら処理アルゴリズムについては、非特許文献「アダプティブアンテナ技術」(菊間信良著 オーム社 2003年10月)等に詳述されている。
The designated direction waveform
連結制御部20は、信号方向指定部18により指定された信号方向を抽出対象の原信号の到来方向として、これら指定された各信号方向毎に、分離信号波形を順次連結して原信号を抽出するための制御信号を生成し、後段の連結部21に送出する。本実施例においては、指定された信号方向に対して所定の範囲内から到来する分離信号波形の数、及び直前までの分離信号波形と今回の分離信号波形との相関に基づいて、各周期毎の分離信号波形を順次連結するとともに、連結対象の分離信号波形が存在しない場合には、この指定された信号方向を処理対象として指定方向波形抽出処理部19により取得された処理信号波形を連結するように、制御信号を生成する。すなわち、指定された信号方向に対して所定の範囲内から到来する分離信号波形が1つの場合には、この分離信号波形を順次連結するよう制御する。また、それ以外の場合、すなわち方向範囲内に複数存在するかまたは存在しない場合は、直前までの分離信号波形との相関値を算出して所定のしきい値を超えたものがあれば、最も高い相関値を有する分離信号波形に順次連結する。一方、ここで所定のしきい値を超えるものがない場合、すなわち、指定された信号方向に対して所定の範囲内から到来する分離信号波形は複数あるがいずれも直前までの分離信号波形との相関が高くない場合、あるいは指定された信号方向に対して所定の範囲内から到来する分離信号波形もなく直前までの分離信号波形との相関も高くない場合は、連結候補となる分離信号波形が存在しないものとしている。そして、このような場合には、方向指定による波形抽出処理による処理信号波形を連結するように制御する。
The
連結部21は、連結制御部20からの制御信号に基づいて、ブラインド分離処理部13からの分離信号波形を順次連結するとともに、分離信号波形が存在しない場合には指定方向波形抽出処理部19からの処理信号波形を補間するように連結し、原信号として抽出する。また、分離信号波形と対をなす到来方位についても同様に連結する。操作・表示部22は、操作員によって行なわれる、抽出対象とする原信号の到来する信号方向の指定操作を含む各種操作を受けつけて、装置内の各部に送出するとともに、操作入力結果を含む装置内各部からの表示データを表示する。
The connecting
次に、前出の図1乃至図4、ならびに図5のフローチャートを参照して、上述のように構成された本実施例の受信装置の動作について説明する。図5は、本発明に係る受信装置の動作を説明するためのフローチャートである。 Next, the operation of the receiving apparatus according to the present embodiment configured as described above will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 1 to 4 and FIG. FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation of the receiving apparatus according to the present invention.
複数波の原信号が混合されてセンサ部11で受信されると(ST501)、これら受信された信号は、サンプリング部12で受信処理及びサンプリングされ、ブラインド分離処理部13に送出される。ブラインド分離処理部13では、サンプリング部12からのサンプルデータに対して所定の周期でブラインド分離処理が施され、図2に例示したように、センサ数mを上限として原信号に対応した分離信号波形及び混合ベクトル、ならびに分離信号数が取得される。ブラインド分離処理の手法としては、例えば独立成分分析等の手法が適用できる。また、取得された混合ベクトルは到来方向算出部16に送られ、ステアリングベクトルとの相関処理等によって分離信号波形毎の到来方向が算出される(ST502)。次いで、信号方向指定部18において、連結到来方向記憶部17に記憶された到来方向の頻度が計数される。この結果、頻度の高い到来方向が原信号の到来方向であるとし、これら頻度の高い到来方向の中からセンサ数mに対応した個数を上限に、抽出対象とする原信号の到来方向を「信号方向」として指定する。この信号方向は、このような到来方向の計数結果に基づき指定されるほかに、本実施例においては、操作・表示部22からの指定操作によっても指定される。そして、指定された信号方向は、連結制御部20に通知される(ST503)。
When the original signals of a plurality of waves are mixed and received by the sensor unit 11 (ST501), the received signals are subjected to reception processing and sampling by the
連結制御部20では、信号方向指定部18により指定された信号方向をキーにして分離信号波形を順次連結するための制御信号を生成する。この制御信号は、今回の周期で分離された分離信号波形を後段の連結部21において順次連結する際の連結先を次のように制御する。すなわち、指定された信号方向に対して所定の範囲内を到来方向とする分離信号波形が1つの場合には(ST504の単数)、この指定された信号方向から到来する原信号は1波と見なし、この信号方向に合致する直前までの分離信号波形に順次連結するよう制御する(ST505)。一方、ST504の判定で分離信号波形が複数存在するか存在しない場合には、信号方向のみをキーにした連結は困難と見なし、相関値算出部15において、連結波形記憶部14に記憶された直前までの分離信号波形との相関値を算出する(ST506)。そして、算出結果を所定のしきい値と比較し、しきい値を超えるものがある場合には(ST507のY)、最大の相関値を持つ直前までの分離信号波形に順次連結するように制御する。このように制御することによって、例えば複数波の原信号の到来方位が輻輳している場合や、伝搬経路の影響等により原信号の到来方向が一時的に急変し所定の範囲から大きく外れた場合等においても、分離信号波形を確実に連結できる(ST508)。
The
これに対し、しきい値を超えるものがない場合には(ST507のN)、この周期では指定された信号方向からのものとして連結すべき分離信号波形が存在しないことを表している。従ってこの場合には、指定方向波形抽出処理部19において、指定された信号方向を処理対象にした方向指定による波形抽出処理を行なってその処理信号波形を取得する(ST509)。本実施例においてはこのときの処理アルゴリズムを、DCMP法、またはMSN法としている。これらの処理アルゴリズムは、対象の方向を指定することによって指定方向からの信号を背景雑音等も含めて受信するとともに、指定方向以外からの信号を抑圧するものである。そして、取得された処理信号波形を直前までの連結済みの信号に連結するように制御する。このように制御することによって、例えば、伝搬経路の影響等により原信号が一時的に消失した場合や、原信号が断続信号である場合、あるいはブラインド分離処理での結果が不十分な場合等においても、連結部21から抽出された信号に欠落部分をなくすことができ、しかも指定された信号方向から受信された実信号が連結されているので、より自然な連結結果が得られる(ST510)。
On the other hand, when there is no signal exceeding the threshold value (N in ST507), this indicates that there is no separated signal waveform to be connected as from the designated signal direction in this period. Therefore, in this case, the designated direction waveform
このようにして生成された制御信号が連結部21に送出されると、連結部21では、この制御信号に従ってブラインド分離処理部13からの分離信号波形が順次連結されるとともに、連結対象の分離信号波形が存在しない場合には、指定方向波形抽出処理部19からの処理信号波形がこれを補間するように連結され、これら連結結果が原信号として連結部21から出力される。また、連結時には、ブラインド分離処理直後における信号の出現ポートの入れ違いが並べ替えられるので、連結後に並べ替えられた分離信号波形、及び到来方向がそれぞれ連結波形記憶部14、及び連結到来方向記憶部17に送られ、図3、及び図4に例示したように時系列に記憶される(ST511)。この後は、動作終了が指示されるまで、上述した動作ステップを繰り返す(ST512)。
When the control signal generated in this way is sent to the connecting
以上説明したように、本実施例においては、複数の原信号が混合された信号をブラインド分離処理して取得した分離信号波形を、指定された信号方向をキーにして順次連結する際に、この指定された信号方向を到来方向とする分離信号波形が1波の場合にはこれらを順次連結し、複数波存在するかまたは存在しない場合には、直前までの分離信号波形との間で最も有意な相関を有する連結先に連結する。さらに、信号方向も合致せず有意な相関も持たない場合は、連結すべき分離信号波形が得られていないものとして、指定された信号方向を対象にしてアダプティブアレイアンテナ処理により取得した処理信号波形を補間するように連結している。 As described above, in the present embodiment, when the separated signal waveforms obtained by blind separation processing of a signal in which a plurality of original signals are mixed are sequentially connected using a designated signal direction as a key, When the separated signal waveform with the specified signal direction as the arrival direction is one wave, these are sequentially connected, and when there are multiple waves or not, the most significant of the separated signal waveforms up to the previous one Link to a link destination that has a strong correlation. Furthermore, if the signal direction does not match and does not have a significant correlation, the processed signal waveform obtained by adaptive array antenna processing for the specified signal direction is assumed as the separated signal waveform to be connected has not been obtained. Are interpolated.
これにより、原信号が一時消失するなどして分離信号波形が存在しない場合においても、連結後に無信号となることはなく、しかも欠落部分は実際の受信信号が連結されるので、連結後に原信号として抽出される信号品質の不連続性に起因する劣化を抑えることができるとともに、より自然な状態の連結結果を得ることができる。また、原信号は存在するもののブラインド分離処理では十分な分離結果を得ることのできないような不規則な信号環境条件が発生する場合等においても、方向指定による波形抽出処理による結果を併用することができるので、良好な連結結果を得ることができる。 As a result, even if the separated signal waveform does not exist due to the temporary disappearance of the original signal, no signal is lost after connection, and the missing signal is connected to the actual received signal. As a result, it is possible to suppress degradation due to the discontinuity of the signal quality extracted as, and to obtain a more natural connection result. Even when there are irregular signal environment conditions where the original signal exists but the blind separation process cannot obtain a sufficient separation result, the result of the waveform extraction process by direction designation can be used together. As a result, good connection results can be obtained.
なお、本発明は、上記した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
11 センサ部
12 サンプリング部
13 ブラインド分離処理部
14 連結波形記憶部
15 相関値算出部
16 到来方向算出部
17 連結到来方向記憶部
18 信号方向指定部
19 指定方向波形抽出処理部
20 連結制御部
21 連結部
22 操作・表示部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
これら複数のセンサで受信した前記信号をそれぞれに所定の間隔でサンプリングしサンプルデータを取得するサンプリング手段と、
所定の周期でこの1周期内の前記サンプルデータにブラインド分離処理を施し、各周期毎に前記センサ数に対応した最大m波分の分離信号波形及び混合ベクトルならびに分離信号数を取得する信号分離手段と、
前記分離信号波形を時系列に記憶する波形記憶手段と、
今回分離された分離信号波形と直前までに前記波形記憶手段に記憶された分離信号波形との相関値を算出する相関値算出手段と、
前記混合ベクトルに基づき前記分離信号波形毎にその到来方向を算出し時系列に記憶する到来方向算出記憶手段と、
この到来方向算出記憶手段により算出記憶した到来方向の頻度を計数し、その頻度の高さに基づき到来方向を最大m個分、抽出対象とする原信号の到来する信号方向として指定する信号方向指定手段と、
この信号方向指定手段により指定された信号方向を処理対象の方向として前記サンプルデータに対して波形抽出処理を施し、その処理信号波形を取得する方向指定による波形抽出手段と、
前記信号方向指定手段により指定された信号方向毎に、これら信号方向に対して所定の方向範囲内から到来する前記信号分離手段により今回分離された分離信号波形の数、及び前記相関値算出手段により算出された直前までの分離信号波形との相関値に基づいて前記分離信号波形を順次連結するとともに、連結対象の前記分離信号波形が存在しない場合には、この指定された信号方向を処理対象とした前記方向指定による波形抽出手段からの処理信号波形を連結し、これら連結結果を前記指定された信号方向からの原信号として抽出する連結手段と
を有することを特徴とする受信装置。 A plurality of sensors arranged in a predetermined shape and receiving a signal in which a plurality of original signals are mixed;
Sampling means for obtaining sample data by sampling the signals received by the plurality of sensors, respectively, at predetermined intervals;
Signal separation means for performing blind separation processing on the sample data within one period at a predetermined period, and obtaining a separation signal waveform, a mixing vector, and the number of separation signals for the maximum m waves corresponding to the number of sensors for each period When,
Waveform storage means for storing the separated signal waveform in time series;
Correlation value calculating means for calculating a correlation value between the separated signal waveform separated this time and the separated signal waveform stored in the waveform storage means until immediately before;
Arrival direction calculation storage means for calculating the arrival direction for each separated signal waveform based on the mixed vector and storing it in time series;
Signal direction designation that counts the frequency of arrival direction calculated and stored by this arrival direction calculation storage means, and designates the arrival direction as the signal direction from which the original signal to be extracted arrives, based on the high frequency Means,
Waveform extraction means by direction designation for performing waveform extraction processing on the sample data with the signal direction designated by the signal direction designation means as the direction to be processed, and acquiring the processed signal waveform;
For each signal direction designated by the signal direction designating means, the number of separated signal waveforms currently separated by the signal separating means coming from within a predetermined direction range with respect to these signal directions, and the correlation value calculating means The separated signal waveforms are sequentially linked based on the calculated correlation value with the separated signal waveform up to immediately before, and when the separated signal waveform to be linked does not exist, the designated signal direction is set as the processing target. And a connecting means for connecting the processed signal waveforms from the waveform extracting means by specifying the direction and extracting the result of the connection as an original signal from the specified signal direction.
前記信号方向指定手段により指定された信号方向に基づき前記到来方向算出記憶手段により算出された今回分離後の分離信号波形毎の到来方向を参照し、
この指定された信号方向に対して所定の方向範囲内から到来する分離信号波形が1つのみ存在する場合には、この分離信号波形を前記指定された信号方向からのものとして連結し、
それ以外の場合には、前記相関値算出手段により算出された直前までの分離信号波形との相関値を参照し、所定のしきい値を超えるものがある場合には、その中で最大の相関値を有する前記直前までの分離信号波形の連結先に連結し、
それ以外の場合には、この指定された信号方向を処理対象にして前記方向指定による波形抽出手段により取得された処理信号波形を連結することを特徴とする請求項1に記載の受信装置。 When the connecting means sequentially connects the separated signal waveforms,
Refer to the arrival direction for each separated signal waveform after the current separation calculated by the arrival direction calculation storage means based on the signal direction designated by the signal direction designation means,
When there is only one separated signal waveform coming from within a predetermined direction range with respect to the designated signal direction, the separated signal waveform is connected as from the designated signal direction,
In other cases, the correlation value with the separated signal waveform calculated immediately before by the correlation value calculation means is referred to. Connected to the connection destination of the separated signal waveform up to immediately before having a value,
In other cases, the receiving apparatus according to claim 1, wherein the processing signal waveform acquired by the waveform extracting means by the direction specification is connected to the specified signal direction as a processing target.
前記指定された信号方向に対して所定の方向範囲内から到来する今回のブラインド分離処理による分離信号波形が1つのみ存在する場合には、この分離信号波形を前記指定された信号方向からのものとして連結し、
それ以外の場合には、直前までにブラインド分離処理された分離信号波形との相関値を算出し、所定のしきい値を超えるものがある場合には、その中で最大の相関値を有する前記直前までの分離信号波形の連結先に連結し、
それ以外の場合には、この指定された信号方向を処理対象として前記受信した信号に方向指定による波形抽出処理を施して取得した処理信号波形を連結することを特徴とする波形処理方法。 A signal in which a plurality of original signals are mixed is received by a plurality of sensors arranged in a predetermined shape and subjected to blind separation processing every predetermined period to continuously generate a separated signal waveform, a mixed vector, and the number of separated signals. In addition to acquiring the separated signal waveform and the arrival direction of the separated signal waveform calculated from the mixed vector in time series, the direction of the arrival of the original signal to be extracted is determined based on the result of the blind separation process. A waveform processing method for sequentially specifying the separated signal waveforms after the blind separation processing based on the designated signal direction and extracting as an original signal from the designated signal direction,
When there is only one separated signal waveform by the current blind separation process that comes from within a predetermined direction range with respect to the designated signal direction, this separated signal waveform is from the designated signal direction. Concatenated as
In other cases, the correlation value with the separated signal waveform subjected to the blind separation processing until immediately before is calculated. Connect to the connection destination of the separated signal waveform until just before,
In other cases, a waveform processing method is characterized in that a processing signal waveform obtained by performing waveform extraction processing by direction designation on the received signal is connected to the designated signal direction as a processing target.
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