JPH01316047A - 入力信号中の非コヒーレントなパターンを検出および識別する回路および入力信号の複数の非コヒーレントなパターンを検出する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は位相符号化されたパターン認識の分野、および
位相符号化された信号についてスペクトル分析を行うた
めのデジタル技術の使用に関するものである。

〔従来の技術〕

送信局と受信局の間の音声ネットワークにおけるデータ
清報の通信はモデム（変調器／復調器）によシ行われる
のが普通である。モデムはデジタル情報を周知の変調技
術に従って変調することによシそのデジタル情報を変換
する。その変調されたデータは受信モデムへ送られ、そ
の受信モ°デムにおいて復調されて元の情報を生する。

送信モデムから受信モデムへのデータの送信中に、設定
された情報をモデムへ供給するために位相符号化された
一連の音が利用される。それらの音列はデータパターン
を表し、かつそれらの音列は「ハンドシェイク」列とし
て知られそいる。１つの特定のハンドシェイク列はＶ、
　２２ビスモデムハンドシ工イク列として知られている
。ハンドシェイク信号を受信するためには、ハンドシェ
イク列を受信し、検出し、かつ復号する必要がある。し
・ンドシェイク列は典型的には位相符号化さｈた情報で
構成さ、　　れる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の技術においては、コヒーレント検出技術、または
クロック回復（ｃｌｏｃｋ　ｒｅｃｏｖｅ’ｒｅｄ）　
ｉヒーレント検出技術が利用される。それらの従来の検
出技術は、ハンドシェイク列中に見出される大きなダイ
ナミックレンジを得るために必要な時間がかかる。また
、従来の検出技術は使用する特定のモデム技術に依存し
ておシ、シたがってアルゴリズムに依存する。更に、従
来のコヒーレントパターン検出技術は変調技術に依存し
ているから、従来のパターン検出技術はノイズの存在す
る環境においては効率的に１　または迅速に動作しない
。したがって、コｉ−レントな検出ｉ各種の信号を検出
するためは大量の符号を必要とす不。また；コヒーレン
トｉ術は希望のノミターンを匈る麩めによシ長い時間を
必要とする。

したがって、本発明の目的はパターン認識のための高速
な方法を得ることである。

本発明の別の目的は、ハードウェアまたはファ−ムラエ
アに主として依存することがないパターン検出方法を得
ることである。

本発明の更に別の目的は、データクロックを必要としな
い回復方法を得ることである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はパターン認識を行うために位相符号化された信
号中のスペクトル分析を用いるデジタル非コヒーレント
パターン検出技術を提供するものである。本発明は入来
信号の電力レベルには比較的敏感ではない。電力レベル
は容易に検出され、＼　　　かつ決定されるから、本発
明によシ各種のアルゴリズムを迅速に動作させることが
できる。更に、入来信号の大きさの標本を利用すると変
調技術とは独立しているパターン検出技術が得られる結
果となる。位相符号化された信号中に存在するスペクト
ル線を検出するために、本発明はスペクトル分析の概念
を利用する。暗黙のパターンを含んでいるＤＰＳＫまた
はＱＡＭのような位相符号化された信号によシ独特のス
ペクトル線が生ずる結果となる。ある組合わせのスペク
トル線を検出するととにより、送信されている位相符号
化されたパターンを検出できる。たとえば、「スクラン
ブルされていかいマーク」、「ダブルドツティング（Ｓ
Ｉ）」およびその他のパターンを、本発明の方法を用い
て識別できる。

動作時には、特定の周波数における電力レベルを検出す
ることによシスベクトル線を検出するために複数の受信
チャネルが実現される。入カスベクトル信号をベースバ
ンドへ変換するために選択された、各受信チャネルにお
ける複数の変調周波数ＦＯ〜Ｆｎの１つを持つ入力信号
が復調される。

復調された信号は低域濾波され、その濾波された出力は
自乗されて電力信号を生ずる。好適な実施例において線
、電力信号が再び濾波されて推計学的平均を得る。その
平均された信号は電力検出ブロックへ結合される。希望
のスペクトルおよび十分な大きさの電力が存在するもの
とすると、デジタルの１１」が出力として供給され、不
十分な電力が供給されるとデジタル「０」が出力として
発生される。全てのチャネルからのデジタル値がデジタ
ル語に組合わされ、復号論理ブロックへ入力として供給
される。その論理ブロックは複数の出力を有する。各出
力は特定のパターンを表す。デジタル語によシ示されて
いる検出された特定のパターンを表す論理「１」が出力
端子に供給される。

この明細書においては非コヒーレントなデジタルパター
ンのための方法および装置について説明する。本発明を
完全に理解できるようにするために、以下の説明におい
ては、スペクトル値、周波数等のような特定の事項の詳
細について数多く述べである。しかし、そのような特定
の詳細事項なしに本発明を実施できることが当業者には
明らかであろう。その他の場合には、本発明を不必要に
詳しく説明して本発明をあいまいにしないようにするた
めに、周知の特徴は説明しなかった。

本発明はパターン認識を行うために位相符号化された信
号中のスペクトル分析を用いるデジタル非コヒーレント
パターン検出技術を提供するものである。動作時には、
特定の周波数における電力レベルを検出することにより
スペクトル線を検出するために複数の受信チャネルｄｉ
実現される。入カスベクトル信号をベースバンドへ変換
するために選択された、各受信チャネルにおける複数の
変調周波数Ｆ　ｏ　＝　Ｆ　ｎの１つを持つ入力信号が
復調される。復調された信号は低域濾波され、その濾波
された出力は自乗されて電力信号を生ずる。好適な実施
例においては、電力信号が再び濾波されて推計学的゛平
均を得る。

本発明は入来信号の電力レベルを感じない。更に、本発
明の技術は大きさの標本を利用して、変調技術およびア
ルゴリズムとは独立のパターン検出技術を提供するもの
である。暗黙のバタ、−ンを含んでいるＤＰＳＫまたは
ＱＡＭのような位相符号化された信号により、特定の検
出可能な周波数の電力を持つ独特のスペクトル線が生ず
る結果となる。ある組合わせのスペクトル線を検出する
ことによシ、送信されている位相符号化されたパターン
を検出できる。たとえば、「スクランブルされていない
マーク」、［ダブルドツティング（Ｓ　Ｉ　）Ｊおよび
その他のパターンを、本発明の方法を用いて識別できる
。

平均された信号は電力検出ブロックへ結合される。希望
のスペクトルおよび十分カ大きさの電力が存在するもの
とすると、デジタル出力１が出力とじて供給される。全
てのチャネルからのデジタル値がデジタル語に組合わさ
れ、復号論理ブロックへ入力として供給される。その論
理ブロックは複数の出力を有する。各出力は特定のパタ
ーンを表す。デジタル語により示されている検出された
特定のパターンを表す論理ｒＩＪが出力端子に供給され
る。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

本発明の好適な実施例において用いられるような時分割
多重化された受信チャネルが第１図に示されている。入
力信号１ｏが、特定の変調周波数とともに、固定されて
いる復調器１１へ入力される。特定のスペクトル線に対
応する電力を検出できるようにするために変調周波数が
選択される。

したがって、複数のスペクトル線を検出できるようにす
るためには複数の変調周波数を必要とする。

したがって、本発明は第１図に示されているチャネルの
ような複数のチャネルを提供するものである。各チャネ
ルの固定されている復調器へ変調周波数Ｆｏ〜Ｆｎの１
つが加えられる。本発明の好適な実施例においては、種
々の変調周波数ＦＯ〜Ｆｎでルーチンを何回も呼出すこ
とにょ９多重化が行われる。

復調器１１の出方は低域フィルタ１２へ供給される。好
適な実施例においては低域フィルタ１２は第二種の低域
フィルタである。低域フィルタ１２の出力は乗算器１３
において自乗される。自乗された信号は入力信号の電力
レベルを表す。その電力信号は、使用される特定の変調
技術とは独立である安定な基準点を与え、その結果とし
て検出技術とは無関係のアルゴリズムが得られる結果と
なる。

電力信号は低域フィルタ１へ供給される。好適碌実施例
においては、電力入力レベルの推計学的平均を得るため
に低域フィルタ１４が用いられる。

好適な実施例においては、おのおの１．６６ｍ５ｅｃの
レートの標本が用いられる。低域フィルタ１４の出力は
電力検出器１５へ供給される。その電力検出器１５は特
定の周波数の電力が存在するか否かを探し、デジタル信
号１６を出力する。そのデジタル出力は、電力の存在ま
たは不存在に応じてそれぞれ論理値「１」またはｒＯＪ
を有する。本発明の好適な実施例においては、復号検出
器１Ｔは４ピット語である。次に第２図を参照する。検
出器１Ｔの値に応じて論理ブロック１８が論理「１」ま
たは「０」を出力線１９〜２２へ出力する。各出力線１
９〜２２は独特のパターンを表す。　□次に、非コヒー
レントなパターンスペクトルのいくつかの例が示されて
いる第３Ａ〜３Ｄ図を参照する。たとえば、第３Ａ図は
「スクランブルされていないマーク」として示されてい
るパターンである。第３Ａ〜３Ｄ図において、基線は周
波数を表し、ｆｃは搬送周波数である。スクランブルさ
れていないマークに対しては、電力は一１５０Ｈｚと＋
４５０Ｈｚにおいて検出される。−１５ｏｎｚ　　にお
ける電力が＋４５０Ｈｚ　における電力よシ大きい。

スクランブルされていなりマークは送信された１−１１
１１Ｊを表す。第３Ｂ図は送られた「ｏｌｌｏ」を表す
スペクトルを示す。このパターンは十と−の１５０Ｈｚ
および＋と−の４５０Ｈｚにおけるスペクトル線エネル
ギーを有する。

第３Ｃ図は送られるｒｏ　０１１Ｊを表す［゛タプルド
ツティング（８Ｉ　）Ｊ　として知られているパターン
を示す。ＳＩパターンは十と−の３００ＨｚおよびＤＣ
において電力を有する。第３Ｄ図は送られるｒｏ　００
０ｊを表す「スクランブルされていないスペース」とし
て知られているパターンを表す。スクランブルされてい
ないスペースＩｄ−４５０Ｈｚ　および＋１５０Ｈｚに
おいて電力を有する。

再び第１図を参照して、本発明の好適な実施例において
は１つの受信チャネルが実現される。この実施例におい
ては、変調周波数はＦｎとＦｎ　。

間の値を有する。変調関数は、入カスベクトル信号をベ
ースバンドへ変換するようなものである。

復調器１１の出力がフィルタ１２において低域濾波され
る。電力信号である大きさを得るためにフィルタ１２の
出力は自乗され、その電力信号は低域フィルタ１４で再
び濾波されて推計学的平均を得る。１つのチャネルだけ
を示しているが、本発明においてはＮ個のチャネルが利
用されることがわかるであろう。好適な実施例において
は、４ビツトデジタル語を電力検出器１５から出力する
ように４つのチャネルが実現される。

論理ブロック１８は暗黙フィルタを有する。その暗黙フ
ィルタはスペクトル線に依存する。いいかえると、監視
されるあるパターンと、そのパターンの検出を阻止する
スペクトル値があるとすると、それらの値は濾波される
。一方、スペクトルの内容が衝突した（音が多すぎて）
時にパターンの獲得が試みられたとすると、パターンは
認識されない（おそらくノイズである）。そうすると、
本発明はスクランブルされた送信環境においてスクラン
ブルされていないパターンを検出できるようにする。そ
れがスクランブルされた送信環境の一部として作用する
から、誤ったスペクトル線が生ずることがある。したが
って、論理ブロックのフィルタ実現が、スクランブルさ
れていないパターンを検出できるように「誤った」スペ
クトル線の多くを除去する。

本発明の好適な実施例においては、希望のパターンの検
出に必要な周波数の電力を検出するために４つのチャネ
ルが実現される。この実施例におイテは、チャネルは一
１５０Ｈｚ、−１７５Ｈｚ、（ＤＰ８に用途のために）
、ＤＣおよび＋３００Ｈｚ　における電力を検出する。

再び第３Ａ図乃至第３咽を参照して、−１５０Ｈｚにお
いて電力を有するパターンだけが４５０）（Ｚにおける
電力も有するから、４５０Ｈｚにおける電力を検出する
必要はない。しかし、希望によっては、十分な数のチャ
ネルを設けることによシ、対象とする全ての周波数で電
力を検出できる。更に、パターンのいくつかの例だけを
示したが、適切な数および適切な種類のチャネルを設け
て適当な周波数における電力を検出することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は時分割多重化された受信チャネルを示すブロッ
ク図、第２図は本発明の好適な実施例を示すブロック図
、第３Ａ図乃至第３Ｄ図は本発明により検出された非コ
ヒーレントな）（ターンのスペクトル表現である。 １１・・・・復調器、１２．１４・・・・低域フィルタ
、１５・・・・電力検出器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）入力信号を受け、複数のスペクトル線の１つを検
   出する少くとも１つの受信チャネルと、復号手段と、 を備え、前記受信チャネルは、前記入力信号と複数の変
   調信号の１つとに結合され、前記入力信号をベースバン
   ド信号へ変換する復調手段と、前記ベースバンド信号へ
   結合されて、前記ベースバンド信号を濾波し、希望の周
   波数範囲の第１の出力を生ずる第１のフィルタ手段と、 前記第１の出力ヘ結合され、前記第１の出力を自乗して
   電力信号を生ずる自乗手段と、 前記電力信号へ結合され、その電力信号を濾波して、そ
   れの平均を求め、ある大きさを持つ第２の出力を生ずる
   第２のフィルタ手段と、 前記第２の出力へ結合され、その第２の出力の大きさが
   希望のレベルより大きい時に、デジタル信号を出力する
   検出手段と、 を備え、前記復号手段は前記デジタル信号へ結合されて
   そのデジタル信号を復号し、そのデジタル信号の値に応
   じて、複数のパターン検出信号のうちの１つを生ずるこ
   とを特徴とする入力信号中の非コヒーレントなパターン
   を検出および識別する回路。
2. （２）入力信号を受け、複数のスペクトル線の１つを検
   出する複数の受信チャネルと、組合わせ手段と、 復号手段と、 を備え、各前記受信チャネルは、 前記入力信号と複数の変調周波数の１つとに結合され、
   前記入力信号をベースバンド信号へ変換する復調手段と
   、 前記ベースバンド信号へ結合されて、前記ベースバンド
   信号を濾波し、希望の周波数範囲の第１の出力を生ずる
   第１のフィルタ手段と、 前記第１の出力ヘ結合され、前記第１の出力を自乗して
   電力信号を生ずる自乗手段と、 前記電力信号へ結合され、その電力信号を濾波して、そ
   れの平均を求め、ある大きさを持つ第２の出力信号を生
   ずる第２のフィルタ手段と、前記第２の出力信号へ結合
   され、その第２の出力信号の大きさを検出し、その第２
   の出力信号の大きさに依存する論理値を有するデジタル
   信号を生ずる検出手段と、 を備え、 前記組合わせ手段は各前記受信チャネルからの前記デジ
   タル信号へ結合されて、前記デジタル信号をデジタル語
   に組合わせ、 前記復号手段は前記デジタル語へ結合されてそのデジタ
   ル語を復号し、そのデジタル語の値に依存する複数の出
   力の１つを生じ、各前記複数の出力は前記複数のパター
   ンの１つを表すことを特徴とする入力信号中の非コヒー
   レントなパターンを検出および識別する回路。
3. （３）入力信号を変調関数で変調して前記入力信号をベ
   ースバンド信号へ変換する過程と、 前記ベースバンド信号を濾波し、希望の周波数範囲の第
   １の出力を生ずる過程と、 前記第１の出力から電力信号を生ずる過程と、第１の数
   の標本について前記電力信号の平均をとり、ある大きさ
   を持つ第２の出力を生ずる過程と、 その大きさを検出し、その大きさが希望のレベルより大
   きい時に、デジタル信号を出力する過程と、 前記デジタル信号を復号し、そのデジタル信号の値に応
   じて、複数のパターン検出信号のうちの１つを生じ、各
   前記パターン検出信号は前記複数の前記パターンの１つ
   を表すことを特徴とする入力信号の複数の非コヒーレン
   トなパターンを検出する方法。