JP5826038B2 - 電波分離装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に示した電波分離装置では、各系の送信周期を基準に各信号を系毎に分離する装置であるため、各系で送信周期が同一の場合、系の分離ができないという課題があった。
この発明の実施の形態1による電波分離装置について、図1から図8までを参照しながら説明する。
図1はこの発明の実施の形態1による電波分離装置を示す処理ブロック図である。
図において、受信装置100は、複数の系にそれぞれ所属する複数の端末からの電波を受信する。
信号分離装置200は、受信装置100から得られる混信受信信号に対して所定のアルゴリズムを適用し、混信受信信号を系毎の周波数チャネルに分離する。
表示装置300は、信号分離装置200による系毎に分離された周波数チャネルを表示する。
端末分離手段202は、周波数チャネル抽出手段201により抽出された信号に対して、端末受信間隔毎の同一番目における単位受信時間の信号を抽出する。
周波数チャネル群判定行列生成手段204は、単独受信信号抽出手段203により抽出された信号に対して、端末受信間隔毎の同一番目における単位受信時間の信号に出現する周波数チャネル群の組み合わせを判定する周波数チャネル群判定行列を生成する。
系分離手段205は、周波数チャネル群判定行列生成手段204により生成された周波数チャネル群判定行列中で、同一周波数チャネルを使用している信号群同士を同一の系として分離する。
図2はこの発明の実施の形態1による信号分離の対象となる通信モデルである。
図2において、系1には端末1から端末4が所属し、周波数チャネルf4,f5,f8を用いて通信を行っている。系2には端末5から端末7が所属し、周波数チャネルf1,f3,f7を用いて通信を行っている。系3には端末8から端末10が所属し、周波数チャネルf2,f6を用いて通信を行っている。図2の通信モデルでは、誤検出は無いものとする。
図3はこの発明の実施の形態1による信号分離の対象となる信号モデルである。
図3の縦軸は周波数、f1〜f8は周波数チャネル、横軸は単位受信時間(T11〜T18,T21〜T28,T31〜T38)をそれぞれを示す。系1の信号を三角、系2の信号を丸、系3の信号を四角で表している。
図3より、同じ系の信号は端末受信間隔毎に時分割で受信され、異なる系の信号と混信して受信される。
ここで、単位受信時間とは、1つの無線キャリアを複数の端末で時間的に分割して使用する通信において、1つの端末が1回の通信で割り当てられる時間長のことを言う。
また、端末受信間隔とは、1つの無線キャリアを複数の端末で時間的に分割して使用する通信において、1つの端末がある通信を割り当てられてから、次回の通信が割り当てられるまでの時間間隔のことを言う。
まず、周波数チャネル抽出手段201により、発生した周波数から周波数チャネルf1〜f8が抽出される。
図4に発生した周波数チャネルを抽出した結果を示す。ここで、図4の縦軸は周波数チャネル、横軸は単位受信時間を示す。
すなわち、端末受信間隔で信号を受信する単位受信時間は、Tlkで表した場合、kが等しい信号である。例えば、図4において、T11の信号と端末受信間隔で受信される信号は、T21,T31,・・・である。
図5に図4における単位受信時間を、端末受信間隔毎に並べ替えたものを示す。
図6に図5において、同一単位受信時間に1つの信号を受信している単位受信時間の信号のみを抽出したものを示す。
図7および図8を用いて周波数チャネル群判定行列の生成方法を示す。
図7に、図6に示すモデルの周波数チャネル群判定行列を示す。
同様に、Tl2では、f4とf5、Tl4では、f4とf8、Tl6では、f1とf3、Tl7では、f2とf6の値が入る。
図8に系分離方法の例を示す。
図8では、異なる周波数チャネル群の中で同じ系となる組み合わせを同じ系として判定している。
図8(b)において、同一の時刻群に属する周波数チャネル群を、同一の系として分離する。
すなわち、f4,f5,f8の組み合わせと、f1,f3,f7の組み合わせと、f2,f6の組み合わせの3種類のグループに周波数チャネルを分離することができる。
続いて、得られた系分離結果を表示装置300に表示する。
この発明の実施の形態2による電波分離装置について、図9から図15までを参照しながら説明する。
図9はこの発明の実施の形態2による電波分離装置を示す処理ブロック図である。
図において、信号分離装置200aにおける、系数抽出手段206は、周波数チャネル抽出手段201により抽出された信号の中から、単位受信時間内に重複して受信される信号数の最大値およびその周波数チャネルを抽出して、その最大値から系の数を推測する。
系分離手段205aにおける、同一周波数チャネル信号抽出手段207は、系数抽出手段206により抽出された単位受信時間の周波数チャネルと同一の周波数チャネルで受信された信号を抽出する。
端末分離手段202aは、同一周波数チャネル信号抽出手段207により抽出された信号の中で単位受信時間内に単独で受信されている信号の端末受信間隔毎の周波数チャネルを抽出する。
その他の構成については、実施の形態1の図1と同様なので、重複する説明を省略する。
図10にこの発明の実施の形態2による信号分離の対象となる信号モデルから周波数チャネルを抽出した結果を示す。
まず、周波数チャネル抽出手段201により、図10に示すように、発生した周波数チャネルを単位受信時間毎に抽出する。
図10では、同時に受信される最大信号数は3であることから、系の数は3以上であることがわかる。そこで、最大同時受信数である3つの信号を同時に受信している単位受信時間T15における信号を起点として系の分離を行う。
まず、同一周波数チャネル信号抽出手段207について説明する。同一周波数チャネル信号抽出手段207では、同一の周波数チャネルで受信された信号が同じ系であると判定する。
系数抽出手段206により、系2にはf7の周波数チャネルが属していることから、図11で示すように、f7の周波数チャネルで受信される全ての信号を系2の信号と判定する。
同一周波数チャネル信号抽出手段207により、系2であると判断された信号のうち、単独で受信されている信号のうちの1つを抽出し、そこから端末受信間隔の整数倍の時間間隔で発生する信号が系2であると判断する。
ここで、T11およびT31では、f1の周波数チャネルを用いているため、系2にはf1の周波数チャネルが属することがわかる。
この発明の実施の形態3による電波分離装置について、図16から図20までを参照しながら説明する。
図16はこの発明の実施の形態3による電波分離装置を示す処理ブロック図である。
図において、信号分離装置200bにおける、未分離系判定手段208は、系分離手段205aにより一部の全系が分離されたかどうか判定を行い、一部の系が未分離と判定された場合、分離済みの周波数チャネル群で受信された信号を消去し、未分離の系の信号のみで構成されるモデルに対して再度系分離を行う。
その他の構成については、実施の形態2の図9と同様なので、重複する説明を省略する。
図17にこの発明の実施の形態3による信号分離の対象となる信号モデルから周波数チャネルを抽出した結果を示す。対象とするモデルは、各系の時間重複度が高く、単独単位受信時間が存在しない系があるものとする。
これは、例えば、分離済み系を削除する際に、信号が残っていれば、未分離系があると判定することができる。
図19に、分離済み系を削除した結果を示す。系2の信号を削除したことにより、系1の信号のうち、単独受信している単位受信時間が発生する。
分離済みである系1の信号を削除し、図20で示すモデルに対して同様に系分離を行う。
この発明の実施の形態4による電波分離装置について、図21から図23までを参照しながら説明する。
図21はこの発明の実施の形態4による電波分離装置を示す処理ブロック図である。
図において、信号分離装置200cは、単位受信時間内で周波数切り替えが行われる信号を受信する。
その他の構成については、実施の形態1の図1と同様なので、重複する説明を省略する。
図22にこの発明の実施の形態4による信号分離の対象となる信号モデルから周波数チャネルを抽出した結果を示す。
図22に示すように、1単位受信時間内で周波数切り替えを行い、複数の周波数チャネルを受信する。
図22より、まず、T11で受信された信号に着目する。T11では、f1の周波数チャネルで2回、f7の周波数チャネルで1回、T21では、f1,f3,f7の周波数チャネルでそれぞれ1回ずつ信号が検出されているため、それぞれを加算したカウント数を、図23の周波数チャネル群判定行列のTl1の列に加算する。
この発明の実施の形態5による電波分離装置について、図24および図25を参照しながら説明する。
図24はこの発明の実施の形態5による電波分離装置を示す処理ブロック図である。
図において、信号分離装置200dにおける、系分離手段205dは、周波数チャネル群判定行列中で、予め設定された閾値以上の要素のみ有効とする。
その他の構成については、実施の形態1の図1と同様なので、重複する説明を省略する。
図25に失検出と誤検出がある場合の周波数チャネル群判定行列の例を示す。
図25より、失検出と誤検出が同時に発生する場合、観測される各時刻群におけるカウント数には誤った周波数チャネルにカウントが発生する。この誤カウントを閾値により除去し、正しいカウントの部分のみを抽出するため、系分離手段205dにより閾値以上のカウント数の信号のみを検出する。ここでは、簡単のため閾値を5とした。
この発明の実施の形態6による電波分離装置について、図26から図29までを参照しながら説明する。
図26はこの発明の実施の形態6による電波分離装置を示す処理ブロック図である。
図において、信号分離装置200eにおける、端末分離手段202eは、周波数チャネル抽出手段201により抽出された信号に対して、端末受信間隔毎の同一番目における単位受信時間の信号を抽出するとともに並び替え、信号数が1の単位受信時間が連続する場合は同じ系の信号と見なし、信号数が0または2以上の単位受信時間の場合は異なる系との境界と見なす。
誤周波数チャネル群判定手段209は、端末分離手段202eにより信号数が2以上と判定された単位受信時間の複数の周波数チャネルを抽出し、それら抽出された周波数チャネルに応じて、周波数チャネル群判定行列生成手段204eにより生成された周波数チャネル群判定行列の誤りを判定する。
その他の構成については、実施の形態1の図1と同様なので、重複する説明を省略する。
図27から図29を用いて端末分離手段202eについて説明する。
図27に信号の発生・消滅がある場合の通信モデルを示す。図27より、信号の発生・消滅がある場合、1つの時刻群に複数の系が混在する。そこで、それぞれの系を分離するため、受信信号数が1である単位受信時間が連続している場合は同じ系の信号と見なし、受信信号数が0または2以上となった場合、信号が発生または消滅したと判断し、異なる時刻群として分離する。
図29に受信信号数で区切った新たな時刻群を用いて作成した周波数チャネル群判定行列を示す。先に述べたように、Tl1の時刻群では、時刻群の分離が行えていないため、このまま系分離を行うと、系1と系2とが同じ系として判定されてしまう。
また、誤周波数チャネル群判定手段209により、周波数チャネル群判定行列の誤り、すなわち、時刻群に複数の系が混在しているのを判定することができる。
この発明の実施の形態7による電波分離装置について、図30から図32までを参照しながら説明する。
図30はこの発明の実施の形態7による電波分離装置を示す処理ブロック図である。
図において、信号分離装置200fにおける、周波数チャネル群判定行列生成手段204fは、受信S/N比が高い信号に対する要素には高い値になるように重み付けし、受信S/N比が低い信号に対する要素には低い値になるように重み付けした周波数チャネル群判定行列を生成する。
その他の構成については、実施の形態1の図1と同様なので、重複する説明を省略する。
雑音が入っている信号モデルにおいて、実施の形態6までは、一定の閾値を超える信号を検出し、信号レベルによらず、処理を行っていた。
図31に信号モデルの例を示す。
まず、単位受信時間T11の信号レベルが1、単位受信時間T21の信号レベルが0.5、単位受信時間T31の信号レベルが1であるとする。ここで、各単位受信時間における信号レベルに相当するカウント数を各要素に加える。
図32のTl1列目では、単位受信時間T21でf7の信号レベルが0.5であったことから、信号レベルに相当するカウント数0.5を加算している。
図32のTl2列目では、単位受信時間T22でf5の信号レベルが1.5であったことから、信号レベルに相当するカウント数1.5を加算している。
図32のTl4列目では、単位受信時間T24でf4の信号レベルが0.5であったことから、信号レベルに相当するカウント数0.5を加算している。
Claims (8)
- 複数の系にそれぞれ所属する複数の端末からの電波を受信する受信装置と、
前記受信装置から得られる混信受信信号に対して所定のアルゴリズムを適用する信号分離装置とを備え、
前記信号分離装置は、
前記受信装置から得られる混信受信信号に対して、発生した周波数チャネルを単位受信時間毎に抽出する周波数チャネル抽出手段と、
前記周波数チャネル抽出手段により抽出された信号に対して、端末受信間隔毎に単位受信時間の信号を抽出する端末分離手段と
前記端末分離手段により抽出された信号のうち、単位受信時間に単独の信号を受信している信号を抽出する単独受信信号抽出手段と、
前記単独受信信号抽出手段により抽出された信号に対して、端末受信間隔毎に抽出された単位受信時間の信号に出現する周波数チャネル群の組み合わせを判定する周波数チャネル群判定行列を生成する周波数チャネル群判定行列生成手段と、
前記周波数チャネル群判定行列生成手段により生成された周波数チャネル群判定行列中で、同一周波数チャネルを使用している信号群同士を同一の系として分離する系分離手段とを備えたことを特徴とする電波分離装置。 - 複数の系にそれぞれ所属する複数の端末からの電波を受信する受信装置と、
前記受信装置から得られる混信受信信号に対して所定のアルゴリズムを適用する信号分離装置とを備え、
前記信号分離装置は、
前記受信装置から得られる混信受信信号に対して、発生した周波数チャネルを単位受信時間毎に抽出する周波数チャネル抽出手段と、
前記周波数チャネル抽出手段により抽出された信号の中から、単位受信時間内に重複して受信される信号数の最大値およびその周波数チャネルを抽出して、その最大値から系の数を推測する系数抽出手段と、
前記系数抽出手段により抽出された単位受信時間の周波数チャネルおよび系の数に基づいて信号群の系を分離する系分離手段とを備え、
前記系分離手段は、
前記系数抽出手段により抽出された単位受信時間の周波数チャネルと同一の周波数チャネルで受信された信号を抽出する同一周波数チャネル信号抽出手段と、
前記同一周波数チャネル信号抽出手段により抽出された信号の中で単位受信時間内に単独で受信されている信号の端末受信間隔毎の周波数チャネルを抽出する端末分離手段とを備えたことを特徴とする電波分離装置。 - 前記信号分離装置は、
前記系分離手段により全系が分離されたかどうか判定を行い、一部の系が未分離と判定された場合、分離済みの周波数チャネル群で受信された信号を消去し、未分離の系の信号のみで構成されるモデルに対して再度系分離を行うようにする未分離系判定手段を備えたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の電波分離装置。 - 前記信号分離装置は、
単位受信時間内で周波数切り替えが行われる信号を受信することを特徴とする請求項1記載の電波分離装置。 - 前記系分離手段は、
周波数チャネル群判定行列中で、予め設定された閾値以上の要素のみ有効としたことを特徴とする請求項1記載の電波分離装置。 - 前記端末分離手段は、
前記周波数チャネル抽出手段により抽出された信号に対して、端末受信間隔毎に単位受信時間の信号を抽出するとともに並び替え、信号数が1の単位受信時間が連続する場合は同じ系の信号と見なし、信号数が0または2以上の単位受信時間の場合は異なる系との境界と見なし、
前記周波数チャネル群判定行列生成手段は、
前記異なる系との境界に応じて、区分された周波数チャネル群判定行列を生成することを特徴とする請求項1記載の電波分離装置。 - 前記端末分離手段により信号数が2以上と判定された単位受信時間の複数の周波数チャネルを抽出し、それら抽出された周波数チャネルに応じて、前記周波数チャネル群判定行列生成手段により生成された周波数チャネル群判定行列の誤りを判定する誤周波数チャネル群判定手段を備えたことを特徴とする請求項6記載の電波分離装置。
- 前記周波数チャネル群判定行列生成手段は、
受信S/N比が高い信号に対する要素には高い値になるように重み付けし、受信S/N比が低い信号に対する要素には低い値になるように重み付けした周波数チャネル群判定行列を生成することを特徴とする請求項1記載の電波分離装置。
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