JP5102911B1 - 信号探索装置、被災者探索装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】アレイアンテナのアンテナ素子ごとにαシンボル周期/サンプリング周期(αは1以上の整数)個の出力ポートを備えるS/P変換器を備え、所定期間内に全てのS/P変換器から出力された信号サンプルから信号サンプル行列を生成し、信号サンプル行列とCMA法とに基づいて各S/P変換器のそれぞれの出力ポートに対応する重み係数を推定し、推定された重み係数に基づいて、複数の送信機の1つから送信された信号を再生して再生信号に対応する信号レプリカ行列を生成するとともに、再生された信号の到来方向を推定し、信号サンプル行列から信号レプリカ行列を引いて信号サンプル行列を更新する。
【選択図】 図3
Description
図1は、本実施形態に係る被災者探索装置10(信号探索装置)を示す。この被災者探索装置10は、信号受信部30と信号処理部50とから構成される。信号受信部30は、複数の送信機から送信された信号をN個のアンテナ素子21で受信した後、受信信号をデジタル信号に変換する。信号処理部50は、信号受信部30から出力されたデジタル信号を処理して、送信機ごとに信号を分離するとともに分離した信号の到来方向を推定する。
第2実施形態に係る被災者探索装置は、複数の携帯電話(送信機)から、1シンボルに拡散系列の1周期が一致するように重畳されている直接スペクトル拡散信号を受信することを想定している。また、第2実施形態に係る被災者探索装置は、推定した送信機の方向を、モニタにおいて被災者探索装置10を中心とした円上に表示させる。
第3実施形態は、再生された信号の到来方向θを推定する処理(ブロックB13,B23,B33)の手順が第1実施形態と異なる。第3実施形態では、大きな信号電力が得られる出力ポートに対応する重み係数を抽出した重み係数抽出ベクトルと、ステアリングベクトルa(θ)との相関値から、再生された信号の到来方向θを推定する。ここで例として、アンテナ素子21が2個(N=2)で、アンテナ#1,#2のそれぞれに設置されたS/P変換器53の各出力ポートに対する重み係数の絶対値が、図10のようになっているとする。
・BPF31の後段にA/D変換器33を設け、取得した信号サンプルをCPU52へ送信し、CPU52に検波器32の処理を実行させてもよい。
Claims (9)
- 複数の送信機から送信された信号の合成信号を受信するアンテナ素子を、複数備えて構成されたアレイアンテナと、
各アンテナ素子の出力を所定のサンプリング周期でサンプリングして信号サンプルを取得するアナログデジタル変換手段と、
前記アナログデジタル変換手段から出力された信号サンプルを記憶する記憶手段と、
各アンテナ素子に設けられるとともに、前記送信機から送信された信号のシンボル周期を前記サンプリング周期で除算して得られた商の1以上の整数倍の出力ポートを備えて、前記記憶手段からシリアル出力された各アンテナ素子の前記信号サンプルをパラレル出力に変換するシリアルパラレル変換手段と、
全てのシリアルパラレル変換手段の前記出力ポートから1度に出力された前記信号サンプルを信号サンプルベクトルとし、所定期間内に出力された前記信号サンプルベクトルから信号サンプル行列を生成する信号サンプル行列生成手段と、
前記信号サンプル行列とCMA法とに基づいて、各シリアルパラレル変換手段のそれぞれの出力ポートに対応する重み係数を要素とする重み係数ベクトルを推定する重み係数推定手段と、
前記重み係数推定手段により推定された重み係数ベクトルと前記信号サンプル行列とから、前記複数の送信機の1つから送信された信号を再生するとともに、再生された信号に対応する信号サンプルを表す信号レプリカ行列を生成する信号レプリカ行列生成手段と、
前記シリアルパラレル変換手段の前記出力ポートから所定数の出力ポートを選定する出力ポート選定手段と、
前記出力ポート選定手段により選定された前記所定数の出力ポートのそれぞれに対応する前記重み係数を、前記重み係数推定手段により推定された前記重み係数ベクトルからそれぞれ抽出して、前記所定数の重み係数抽出ベクトルを生成する重み係数抽出手段と、
前記重み係数抽出手段により生成された前記所定数の重み係数抽出ベクトルのそれぞれと、前記アンテナ素子間の距離及び信号の到来方向から定まるステアリングベクトルとのそれぞれの相関値を算出し、算出された前記所定数の相関値を平均して平均相関値を算出する相関値算出手段と、
算出された前記平均相関値が最大となる前記到来方向を、前記信号レプリカ行列生成手段により再生された信号の到来方向と推定する到来方向推定手段と、
前記信号サンプル行列から前記信号レプリカ行列生成手段により生成された信号レプリカ行列を引いて、前記信号サンプル行列を更新する信号サンプル行列更新手段と、を備え、
前記重み係数推定手段と、前記信号レプリカ行列生成手段と、前記出力ポート選定手段と、前記重み係数抽出手段と、前記相関値算出手段と、前記到来方向推定手段と、前記信号サンプル行列更新手段と、による処理を繰り返し実行し、順次前記複数の送信機の1つから送信された信号を再生するとともに、再生された信号の到来方向を推定することを特徴とする信号探索装置。 - 前記シリアルパラレル変換手段は、前記シンボル周期を前記サンプリング周期で除算して得られた商の2以上の整数倍の出力ポートを備える請求項1に記載の信号探索装置。
- 前記出力ポート選定手段は、前記重み係数ベクトルのうち同じ出力ポートに対応する重み係数の絶対値を全ての前記アンテナ素子にわたって足し合わせた総和を算出し、算出された総和のうち大きいものから前記所定数選び、選んだ前記所定数の総和に対応する前記出力ポートを選定する請求項1又は2に記載の信号探索装置。
- 複数の送信機から送信された信号の合成信号を受信するアンテナ素子を、複数備えて構成されたアレイアンテナと、
各アンテナ素子の出力を所定のサンプリング周期でサンプリングして信号サンプルを取得するアナログデジタル変換手段と、
前記アナログデジタル変換手段から出力された信号サンプルを記憶する記憶手段と、
各アンテナ素子に設けられるとともに、前記送信機から送信された信号のシンボル周期を前記サンプリング周期で除算して得られた商の1以上の整数倍の出力ポートを備えて、前記記憶手段からシリアル出力された各アンテナ素子の前記信号サンプルをパラレル出力に変換するシリアルパラレル変換手段と、
全てのシリアルパラレル変換手段の前記出力ポートから1度に出力された前記信号サンプルを信号サンプルベクトルとし、所定期間内に出力された前記信号サンプルベクトルから信号サンプル行列を生成する信号サンプル行列生成手段と、
前記信号サンプル行列とCMA法とに基づいて、各アンテナ素子のそれぞれの出力ポートに対応する重み係数を要素とする重み係数ベクトルを推定する重み係数推定手段と、
前記重み係数推定手段により推定された重み係数ベクトルと前記信号サンプル行列とから、前記複数の送信機の1つから送信された信号を再生するとともに、再生された信号に対応する信号サンプルを表す信号レプリカ行列を生成する信号レプリカ行列生成手段と、
前記出力ポートの1つに対応する前記重み係数を、前記重み係数推定手段により推定された前記重み係数ベクトルから抽出して、重み係数抽出ベクトルを生成する重み係数抽出手段と、
前記重み係数抽出手段により生成された重み係数抽出ベクトルと、前記アンテナ素子間の距離及び信号の到来方向から定まるステアリングベクトルとの相関値を算出する相関値算出手段と、
算出された前記相関値が最大となる前記到来方向を、前記信号レプリカ行列生成手段により再生された信号の到来方向と推定する到来方向推定手段と、
前記信号サンプル行列から前記信号レプリカ行列生成手段により生成された信号レプリカ行列を引いて、前記信号サンプル行列を更新する信号サンプル行列更新手段と、を備え、
前記重み係数推定手段と、前記信号レプリカ行列生成手段と、前記重み係数抽出手段と、前記相関値算出手段と、前記到来方向推定手段と、前記信号サンプル行列更新手段と、による処理を繰り返し実行し、順次前記複数の送信機の1つから送信された信号を再生するとともに、再生された信号の到来方向を推定することを特徴とする信号探索装置。 - 前記シリアルパラレル変換手段は、前記シンボル周期を前記サンプリング周期で除算して得られた商の2以上の整数倍の出力ポートを備える請求項4に記載の信号探索装置。
- 前記所定期間内の所定時刻をk、前記信号サンプル行列のうち所定時刻kの信号サンプルベクトルをx[k]、前記重み係数推定手段により推定された重み係数ベクトルをw、前記重み係数ベクトルwの複素共役転置をwH、前記信号レプリカ行列生成手段により生成された前記信号レプリカ行列のうち所定時刻kの要素である信号レプリカベクトルをr[k]とすると、前記信号レプリカ行列生成手段は、
r[k]=wHx[k]w/(wHw)
の演算により、前記所定期間内の前記信号レプリカベクトルr[k]を算出し、前記信号レプリカベクトルr[k]から前記信号レプリカ行列を生成する請求項1〜5のいずれかに記載の信号探索装置。 - 請求項2又は5に記載の信号探索装置を備え、
前記送信機が周期的信号にシンボルが乗積された信号を送信する被災者探索装置。 - 前記送信機が携帯電話である請求項7に記載の被災者探索装置。
- モニタを備え、前記モニタに前記送信機の方向を表示させる請求項7又は8に記載の被災者探索装置。
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JP2001119231A (ja) * | 1999-08-06 | 2001-04-27 | Atr Adaptive Communications Res Lab | アレーアンテナの制御装置及び方法 |
JP2001326594A (ja) * | 2000-05-15 | 2001-11-22 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 受信機 |
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