JP3075846B2 - 汎用復調装置および通信波形解析装置 - Google Patents
汎用復調装置および通信波形解析装置Info
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Description
通信波形解析装置に関し、特に、ディジタル無線変調さ
れた通信信号を受信し復調する装置において、受信した
通信信号の変調方式が不明な場合でも、その受信信号を
復調できる汎用復調装置およびその変調方式の認識に用
いられる通信波形解析装置に関するものである。
中氏,中山氏共著「やさしいディジタル無線」で示され
た従来のディジタル通信受信装置の構成図であり、図に
おいて、1は受信アンテナ、2はこの受信アンテナ1に
接続された受信機、3は受信機2の出力信号の変調を復
調する復調器である。
1によって受信された通信信号は、受信機2に入力され
る。次いで、受信機2からの通信信号は、あらかじめ送
受信双方で定められた特定の変調方式の復調が可能な復
調器3に入力され、通信情報が抽出される。
を示すものであり、図において、1001は解析対象
波、1002はスペクトラム解析手段としてのFFT変
換装置、1003はその出力である。
001は、FFT変換装置1002に入力され、高速フ
ーリエ変換されてスペクトル解析され、解析結果100
3として出力される。
の判定のプロセスを示すもので、図において、2001
は受信装置、2002は受信装置2001の出力信号を
スペクトル分析するスペクトル解析装置、2003は受
信装置2001の出力信号を位相解析する位相解析装
置、2004は受信装置2001の出力信号の周波数を
解析する周波数解析装置、2005は各解析装置の解析
結果から変調方式を判定する解析専門家である。
信波は受信装置2001で受信され、その受信信号はス
ペクトル解析装置2002、位相解析装置2003、及
び周波数解析装置2004に入力される。スペクトル解
析装置2002からはスペクトル解析波形が出力され、
位相解析装置2003からは、位相解析波形が出力され
る。また解析専門家の必要に応じて、周波数解析装置2
004から必要な解析結果を出力させる。
である解析専門家2005が変調方式を判定し、復調諸
元を算出し報告する。
受信装置は、以上のように構成されていたので、受信側
は、送信側から送信される通信信号の変調方式をあらか
じめ知っておかなければならず、送信側が、任意に変調
方式を変更したり、送信側が未知の場合、受信信号を復
調できない等の問題点があった。
るためになされたもので、受信した通信信号の変調方式
が未知な場合でもこれを自動的に認識できるとともに、
受信した信号の変調方式が、受信した信号を復調する復
調器を選択することができる汎用復調装置を得ることを
目的とする。
受信信号がFSK(Frequency Shift Keying)変調信号
の場合、変調の多値数(2値,4値等)の判断はできる
が、FSK変調信号とPSK(Phase Shift Keying)変
調信号の区分及びPSK変調信号系の細部変調諸元の判
別が困難であるなどの問題点があった。
るためになされたもので、例えばSNR(Signal to No
ise Ratio )が10dB等の高雑音下でもFSKとPS
Kの区分ができるとともに、PSK変調系の細部変調諸
元の区分ができる通信波形解析装置を得ることを目的と
している。
門家を養成しなければならず、それには多くの経験と素
質が必要で、また24時間体制の稼働が困難であるなど
の問題点があった。
ためになされたもので、解析専門家を必要とせずに変調
方式を解析できるとともに、復調に必要な細部諸元が出
力できる通信波形解析装置を得ることを目的とする。
装置は、受信信号の複数の種類の変調方式の各々に対応
して設けられた,複数の種類分の復調器と、受信信号の
変調方式を認識する変調方式認識手段と、該認識結果に
基づいて複数の種類分の復調器のなかから受信信号の変
調方式に対応する復調器を選択する復調器選択手段とを
備え、前記変調方式認識手段は、前記受信信号を入力
し、その位相を90度ずらせて出力する移相器と、前記
受信信号を入力し、該受信信号の包絡線を検波する第1
の包絡線検波器と、前記移相器の出力を入力し、前記移
相器により90度位相のずれた受信信号の包絡線を検波
する第2の包絡線検波器と、前記第1,第2の包絡線検
波器の出力を入力し、それぞれの検波後の位相レベルを
X軸,Y軸とするIQパターン平面上に展開するIQパ
ターン計算手段と、前記IQパターン平面上のピーク数
を検出するピーク検出手段とを有し、該ピーク数に基づ
いて受信信号の変調方式を認識するようにしたものであ
る。
らに前記変調方式認識手段を構成する包絡線検波器と前
記IQパターン計算手段との間に、前記第1,第2の包
絡線検波器の出力を入力し、該出力に含まれる雑音を除
去する第1,第2の雑音除去手段と、該第1,第2の雑
音除去手段の出力を入力し、雑音により変化した位相を
補正する第1,第2の位相補正手段とを設けたものであ
る。
は、受信信号を入力しその位相を90度ずらせて出力す
る移相器と、前記受信信号を入力し、該受信信号の包絡
線を検波する第1の包絡線検波器と、前記移相器の出力
を入力し、前記移相器により90度位相のずれた受信信
号の包絡線を検波する第2の包絡線検波器と、前記第
1,第2の包絡線検波器の出力を入力し、それぞれの検
波後の位相レベルをX軸,Y軸とするIQパターン平面
上に展開するIQパターン計算手段と、前記IQパター
ン平面上のピーク数を検出するピーク検出手段とを有
し、該ピーク数に基づいて受信信号の変調方式を認識す
るようにしたものである。
は、さらに前記第1,第2の包絡線検波器と、前記IQ
パターン計算手段との間に、前記第1,第2の包絡線検
波器の出力を入力し、該出力に含まれる雑音を除去する
第1,第2の雑音除去手段と、該第1,第2の雑音除去
手段の出力を入力し、雑音により変化した位相を補正す
る第1,第2の位相補正手段とをそれぞれ設けたもので
ある。
は、到来通信波のスペクトラム解析を行なうスペクトラ
ム解析装置を備えるとともに、到来通信波の位相解析を
行なう位相解析装置を備え、さらに各解析装置の解析結
果からエキスパートルールにより到来通信波の変調諸元
の判定を行うエキスパート解析装置とを備えたものであ
る。
は、スペクトラム解析装置として、高速フーリエ変換装
置および最大エントロピー法(Maximum Entropy Metho
d:MEM) 装置の両者を備えるようにしたものであ
る。
記エキスパート解析装置を有する通信波解析装置を最適
復調方式判定装置として用い、当該最適復調方式判定装
置の判定出力に基づき、到来通信波をその変調諸元に応
じた復調方式で復調する解析復調装置を備えたものであ
る。
は、通信信号を受信する受信装置と、この受信信号の受
信出力信号に対しそれぞれスペクトル分析,位相分析お
よび周波数分析を行うスペクトル解析装置、位相解析装
置および周波数解析装置と、これら各解析装置の出力か
ら前記通信信号の波形次元数に応じてそのピーク数の算
出あるいは波形パターンの形状判定を行なう波形認識手
段と、この波形認識手段の解析出力をもとにあらかじめ
記憶された変調方式判定ルールに従って変調方式を推定
出力する変調方式推定手段と、この変調方式推定手段よ
り推定出力される変調方式データより算出すべき変調諸
元を設定し、この設定値と前記波形認識手段の解析出力
より前記通信信号の変調諸元データを算出する変調諸元
算出手段とを備え、変調方式を判定し、細部復調諸元を
出力するものである。
は、変調方式の判定ルールを事例学習する学習機能を有
するものである。
記波形認識装置を有する通信波形解析装置を、最適復調
方式判定装置として用い、当該最適復調方式判定装置の
出力に基づいて到来通信波をその変調諸元に応じた復調
方式で復調する解析復調装置を備えたものである。
信信号の周波数を測定する周波数測定手段と、この周波
数測定手段の周波数測定結果に基づいてその変調方式を
ファジイ推論により判別する変調方式判別手段と、復調
する受信信号の変調方式の種類分の復調器と、前記変調
方式判別手段による判別結果に基づいて、前記複数の種
類分の復調器のなかから受信信号の変調方式に対応する
復調器を選択する復調器選択手段とを備え、受信信号の
周波数を測定し、測定した結果から受信信号の変調方式
をファジィ推論により判別し、判別した変調方式の受信
信号を復調できる復調器を選択し、これに受信信号を入
力するようにしたものである。
は、受信信号を入力し、受信信号の周波数を測定する周
波数測定手段と、この周波数測定手段の周波数測定結果
に基づいてその変調方式をファジィ推論により判別する
変調方式判別手段とを備えるようにしたものである。
は、受信信号の位相を解析する位相解析手段と、この位
相解析手段の出力に基づきIQパターンを生成するIQ
パターン生成手段と、このIQパターン生成手段の出力
から前記受信信号の変調方式をニューラルネットワーク
により認識するニューラルネットワーク認識手段とを備
え、IQパターンの形状をニューラルネットワークに認
識させ、変調方式を区分するようにしたものである。
受信信号の位相を解析する位相解析手段と、この位相解
析手段の出力に基づきIQパターンを生成するIQパタ
ーン生成手段と、このIQパターン生成手段の出力に基
づきニューラルネットワークにより前記受信信号の変調
方式を認識するニューラルネットワーク認識手段と、復
調する受信信号の変調方式の種類分の復調器と、前記ニ
ューラルネットワーク認識手段による認識結果に基づい
て、前記複数の種類分の復調器のなかから受信信号の変
調方式に対応する復調器を選択する復調器選択手段とを
備え、受信信号の位相を解析し、位相解析結果からIQ
パターンを生成し、生成したIQパターンの形状をニュ
ーラルネットワークに認識させ、変調方式を区分させ、
その区分した結果に応じて通信波を復調するようにした
ものである。
変調方式の各々に対応する複数の種類分の復調器を設
け、受信した通信信号の位相から通信信号の変調方式を
認識し、この認識結果に基づいて該当する復調器を選択
し復調するようにするとともに、受信信号の位相を90
度ずらした信号が移相器により生成され、これと受信信
号のそれぞれの包絡線が包絡線検波器により検波され、
IQパターン計算手段によりそれぞれの検波後の位相レ
ベルをXY軸とするIQパターン平面上に展開され、展
開後、ピーク検出手段によりIQパターン上のピーク数
が検出され、このピーク数により受信信号の変調方式が
認識されるようにしたから、受信側が送信側から送信さ
れる通信信号の変調方式を知らない場合や、送信側に任
意に変調方式を変更した場合でも、受信側は自動的に通
信信号の変調方式を認識でき、通信信号を復調できる。
記包絡線検波器とIQパターン計算手段との間に、包絡
線検波器の出力を入力しこれに含まれる雑音を除去する
雑音除去手段と、雑音除去手段の出力を入力し雑音によ
り変化した位相を補正する位相補正手段を設けるように
したから、受信機等の雑音レベルが上昇しても、雑音の
影響は抑圧され、正確にピーク検出ができる。
記のように構成したから、受信信号の位相を90度ずら
した信号が移相器により生成され、これと受信信号のそ
れぞれの包絡線が包絡線検波器により検波され、IQパ
ターン計算手段によりそれぞれの検波後の位相レベルを
XY軸とするIQパターン平面上に展開され、展開後、
ピーク検出手段によりIQパターン上のピーク数が検出
され、このピーク数により受信信号の変調方式が認識さ
れる。
記包絡線検波器とIQパターン計算手段との間に、包絡
線検波器の出力を入力しこれに含まれる雑音を除去する
雑音除去手段と、雑音除去手段の出力を入力し雑音によ
り変化した位相を補正する位相補正手段を設けるように
したから、受信機等の雑音レベルが上昇しても、雑音の
影響は抑圧され、正確にピーク検出ができる。
は、到来通信波のスペクトラム解析を行い、位相解析装
置により到来通信波の位相解析を行い、スペクトラム解
析結果と位相解析結果からエキスパート解析装置により
変調諸元を判定するようにしたから、FSKとPSKの
区分、及び細部変調諸元の区分ができる。
FFT装置の他にMEM装置により到来通信波のスペク
トラム解析を行うようにしたから、変調諸元により判定
のしやすさが異なるFSK系を正確に判定できる。
上記エキスパート解析装置を有する通信波解析装置を最
適復調方式判定装置として用い、当該通信波解析装置の
判定出力に基づいて通信波を復調するようにしたから、
変調方式が未知の通信波を変調諸元に応じて復調するこ
とができる。
の変調方式判定手段は、解析装置の出力を波形認識さ
せ、その認識結果に必要な変調方式判定ルールを用い
て、変調方式を判定する。また、波形認識過程において
細部復調諸元を算出する。
は、その認識結果ルールを事例学習する学習機能を設け
たので、変調方式が未知の通信波の場合についても、そ
の変調方式を推定できる。
上記波形認識装置を有する通信波形解析装置を、最適復
調方式判定装置として用い、当該通信波解析装置の判定
出力に基づいて通信波を復調する手段を備えたので、解
析専門家を必要とせずにその復調が可能となる。
調方式判別手段は、周波数測定手段から受信信号の瞬時
周波数を入力し、これをあらかじめ設定した周波数を中
心周波数とするグループのいずれかに属するかをファジ
ィ推論により推定し、規定回数の繰り返し後、入力した
瞬時周波数が属しているグループの数から受信信号の変
調方式に対応した復調器に入力するようにスイッチを操
作し、復調させるものである。
は、周波数測定手段から受信信号の瞬時周波数を入力
し、これをあらかじめ設定した周波数を中心周波数とす
るグループのいずれかに属するかをファジィ推論により
推定するようにしたものである。
のニューラルネットワーク認識手段は、IQパターン生
成手段から受信信号の位相解析情報により生成されるI
Qパターンを入力し、このIQパターンの形状を認識す
るようにあらかじめ学習させたニューラルネットワーク
を用いて認識することにより、通信波の変調諸元を解析
する。
ニューラルネットワーク認識手段は、IQパターン生成
手段から受信信号の位相解析情報により生成されるIQ
パターンを入力し、このIQパターンの形状を認識する
ようにあらかじめ学習させたニューラルネットワークを
用いて認識することにより、通信波の変調諸元を解析
し、その解析結果に基づいて通信波を復調する。
する。図1はこの発明の一実施例による汎用復調装置と
してのディジタル通信受信装置の構成を示す図であり、
図において、1はアンテナ、2はアンテナ1で受信した
信号を入力する受信機、4は受信機2の出力を入力し、
受信信号の変調方式を認識する変調方式認識手段、5は
変調方式認識手段4の出力で制御され、受信機2の出力
をいずれかの復調器に出力するスイッチ、6は復調する
対象の変調方式がそれぞれ異なりスイッチ5から入力さ
れた信号を復調する、N個の前記第1〜第Nの復調器で
ある。
置に内蔵された通信波形解析装置としての変調方式認識
手段4の一構成例を示す。図において、7は入力する受
信機2の出力信号の位相を90度ずらす移相器、8aは
受信信号を入力とし、受信信号の包絡線を検波する包絡
線検波器(第1の包絡線検波器)、8bは移相器7から
の出力信号を入力とし、該信号の包絡線を検波する包絡
線検波器(第2の包絡線検波器)、9は前記2つの包絡
線検波器8a,8bの出力を入力し、包絡線検波器8a
で検波後の位相レベルをX軸、包絡線検波器8bで検波
後の位相レベルをY軸とするIQパターン平面上に展開
するIQパターン計算手段、10はIQパターン計算手
段9の出力であるIQパターン平面に存在するピークの
数を検出し、前記スイッチ5にスイッチングのための制
御情報を出力するピーク検出手段である。
受信された受信信号x(t) は受信機2を経て、変調方式
認識手段4とスイッチ5に入力される。変調方式認識手
段4では、移相器7で90度位相をずらした信号x′
(t) を生成する。そして、x(t),x′(t) は、それぞれ
包絡線検波器8a,8bに入力される。今、x(t),x′
(t) が(1),(2) 式で示される信号とすると、包絡線検波
器8a,8bの出力s(t),s′(t) は(3),(4) 式で表わ
される。
り変化する。ここで、s(t) ,s′(t) は瞬時的には固
定値なので、IQパターン計算手段9は、例えばs(t)
をx軸,s′(t) をy軸とするxy平面上にその交点を
展開する。図3にIQパターンの一例を示す。図3(a)
はBPSK(Binary Phase Shift Keying)変調方式,図
3(b) はQPSK(Quadrature PSK) 変調方式,図3
(c) はπ/4シフトQPSK変調方式,図3(d) は16
QAM変調方式のIQパターンである。
ぞれN等分されたN×Nの配列、H(i,j)( i=1,
2,…,N;j=1,2,…,N)でピーク検出手段1
0に入力される。ピーク検出手段10はH(i,j)の値か
らピークポイントを(5) 式により判定し、その数uを求
める。
り、この関係に基づいてピーク数にあった復調器をスイ
ッチ5により選択するように制御信号cをスイッチ5に
出力する。図4にその動作フローを示す。まず、ピーク
数uが2ならばBPSK復調器を選択する制御信号cを
出力する(S12),(S13),(S20)。ピーク
数uが4ならばQPSK復調器を選択する制御信号cを
出力する(S14),(S15),(S20)。ピーク
数uが8ならばπ/4シフトQPSK復調器を選択する
制御信号cを出力する(S16),(S17),(S2
0)。ピーク数uが16ならば16QAM復調器を選択
する制御信号cを出力する(S18),(S19),
(S20)。スイッチ5は変調方式認識手段4より入力
した制御信号cに従って、対応する復調器6に受信機2
からの信号が流れるようにスイッチングを行う。
信号の位相を90度ずらした信号を移相器7により生成
し、これと受信信号それぞれの包絡線を包絡線検波器8
a,8bにより検波し、IQパターン計算手段9により
それぞれの検波後の位相レベルをX軸,Y軸とするIQ
パターン平面上に展開し、展開後、ピーク検出手段10
によりIQパターン上のピーク数を検出し、このピーク
数により受信信号の変調方式を認識する変調方式認識手
段4を設け、この認識結果に基づいてスイッチ5によ
り、受信信号の複数の種類の変調方式の各々に対応する
複数の種類分の復調器6の中から該当する復調器を選択
し、受信信号を復調するように構成したので、送信側が
任意に変調方式を変更したり、送信側の変調方式が未知
な場合であっても受信側は受信した信号を復調すること
ができる。
音レベルが上昇すると、IQパターンが図6に示すよう
になり、正確なピーク検出ができない。そこで、以下、
雑音の影響を抑圧するように構成した変調方式認識手段
を図5を用いて説明する。
装置における変調方式認識手段(通信波形解析装置)の
他の構成例を示す図であり、図において、7は受信機2
の出力信号の位相を90度ずらす移相器、8aは受信機
2の出力信号の包絡線を検波する包絡線検波器、8bは
移相器7の出力信号の包絡線を検波する包絡線検波器、
17a,17bはそれぞれ包絡線検波器8a,8bの出
力信号に含まれる雑音を除去する雑音除去フィルタ(第
1,第2の雑音除去フィルタ)、18a,18bはそれ
ぞれ雑音除去フィルタ17a,17bの出力を入力し、
雑音により微妙に変化した位相を補正し、雑音によるピ
ークのばらつきをなくす位相補正手段(第1,第2の位
相補正手段)、9は位相補正手段18a,18bの出力
を入力し、IQパターンを計算するIQパターン計算手
段、10はIQパターン計算手段9の出力からIQパタ
ーン上のピーク数を算出し、前記スイッチ5にスイッチ
ングのための制御信号を出力するピーク検出手段であ
る。本構成は、上記実施例の変調方式認識手段の構成
に、さらに雑音除去フィルタ17a,17b,振幅レベ
ル補正手段18a,18bを加えているのが特徴であ
る。
包絡線検波器8a,8bの動作については前記実施例と
同じである。雑音除去フィルタ17a,17bは包絡線
検波器8aの出力s(t) ,包絡線検波器8aの出力s′
(t) に対して、例えば(6) 式に示す移動平均法により雑
音を抑圧する。
s(t) となり、包絡線検波器8bでは、a(t) =s′
(t) となる。次に、雑音除去フィルタ17aの出力v
(t) は位相補正手段18aに入力され、雑音除去フィル
タ17bの出力v′(t) は位相補正手段18bに入力さ
れる。位相補正手段18a,18bは雑音除去フィルタ
17a,17bの処理で生じた信号の歪みを補正し、I
Qパターン計算時の信号振幅値のピークのばらつきをな
くすことを目的としている。
を図7に示す。まず、位相補正手段18a,18bに入
力があると、立ち上げ後、1回目の入力か否かを判定す
る(S21)。ここで、1回目ならば入力した位相値を
記憶する(S22)。そして、記憶した位相値を出力す
る(S23)。そして、次に雑音除去フィルタ17a,
17bからの入力信号待ちとなる(S24)。もし、
(S21)で入力が2回目以降ならば、記憶している位
相値と入力値の差を求める(S25)。(S25)で求
めた差と設定値mとの比較を実施する(S26)。ここ
で、設定値mは雑音によるピークのばらつきを許容する
限界値であり、あらかじめ設定されている。(S26)
での比較の結果、(S25)で求めた差がmよりも大き
ければ、記憶している全ての値と(S25)の処理を実
施終了したか否かを判定する(S27)。ここで、終了
していなければ(S25)の処理に再帰する。逆に終了
していれば、入力した位相値を新たに記憶する(S2
2)。そして、前記(S23),(S24)の処理を実
施する。また、前記(S26)の処理で、(S25)の
処理の差の結果が設定値m以下であれば、(S25)で
用いた記憶内容を出力する(S26)。そして、次の入
力待ち(S22)の処理へ移る。以上の(S21)〜
(S28)の動作が位相補正手段18a,18bの動作
である。
パターン計算手段9に入力される。IQパターン計算手
段9の動作は前記実施例で示した動作と同じである。I
Qパターン計算手段9の出力を入力とするピーク検出手
段10の動作についても同様に前記実施例で示した動作
と同じである。
動平均法のアルゴリズムを用いた場合について説明した
が、Wienerフィルタや周波数領域法,積算平均化法等で
あっても良く、上記実施例と同様の効果を奏する。
例と同様に、送信側が任意に変調方式を変更したり、送
信側の変調方式が未知な場合であっても受信した信号を
復調することができる上、さらに、変調方式認識手段4
に設けた雑音除去フィルタ17a,17b,振幅レベル
補正手段18a,18bにより受信機等の雑音の影響を
抑圧するように構成したので、受信機等の雑音レベルが
上昇した場合にも正確にピーク検出することができ、受
信した信号を正確に復調することができる。
ーンを検出し、そのピーク値の個数に応じて変調方式を
判別するようにしたが、以下では、エキスパート解析装
置によりその変調方式を判定する、本発明のさらに他の
実施例について説明する。
調方式を判定する本発明のさらに他の実施例による通信
波形解析装置の構成を示すブロック図であり、図におい
て、101は解析対象波、102は解析対象波101の
スペクトラム解析装置としての高速フーリエ変換(Fast
Fourier Transform:FFT)装置、103はFFT装
置102の出力、104は解析対象波101のスペクト
ラム解析装置としての最大エントロピー法(Maximum En
tropy Method:MEM)装置であり、105はMEM装
置104の出力、106は解析対象波101の位相解析
を行なう位相解析装置、107は位相解析装置105の
出力、108は出力103,出力105及び出力107
を入力とし通信波形の解析を行なうエキスパート解析装
置である。
る。解析対象波101は位相解析装置106に入力さ
れ、位相解析が行われ、解析結果として出力107が出
力される。図11は出力107の一例を示す図である。
出力107は、エキスパート解析装置108に入力され
る。エキスパート解析装置108では、位相解析装置1
06の出力結果107をもとに、対象通信波101がF
SK系であるかPSK系であるかを判定し、PSK系で
あれば、引つづき細部諸元について位相解析装置106
の出力107をもとに解析を継続する。ここで図9から
もわかるように、S/N比が10dBの高雑音下におい
ても、FSK系であるかPSK系であるかの判定、PS
K系における細部諸元の解析は十分可能である。
装置としてのFFT変換装置102及びMEM装置10
4の解析結果である出力103及び出力105を、エキ
スパート解析装置108で解析し細部変調諸元の解析を
行う。図9はFFT装置102の出力103の一例を示
す図、図10はMEM装置104の出力105の一例を
示す図である。FSK系の変調諸元の判定はその諸元に
よりどの解析方式による結果から判定し易いかが異な
り、また一つの解析方式による結果からは判定しにくい
場合があるが、本実施例では複数の解析方式のスペクト
ラム解析装置を設けており、場合に応じて各結果出力を
適宜用いることにより正確に判定することができる。
より通信波の位相解析を行い、FFT装置,及びMEM
装置により通信波のスペクトラム解析を行い、これら位
相解析結果及びスペクトラム解析結果から、エキスパー
ト解析装置により波形の判定を行うようにしたから、F
SK系であるかPSK系であるかの判定,及び各変調方
式における細部変調諸元を自動的に判定することができ
る。
調装置を示すブロック図であり、図において、図8と同
一符号は同一又は相当部分である。また、109は図8
の実施例による通信波形解析装置からなる最適復調方式
判定装置、110は最適復調方式判定装置109の出力
に基づいて通信波をその変調諸元に応じた復調方式によ
り復調する解析復調装置である。
に示すような複数の復調器と、最適復調方式判定装置の
判別出力に応じて復調器を切換えるスイッチから構成さ
れる。
図8の実施例による通信波形解析装置からなる最適復調
方式判定装置109に入力され、上述と同様の動作によ
りその変調諸元が判定される。解析復調装置110は判
定結果を受け、通信波をその変調諸元に応じた復調方式
により復調する。
よる通信波形解析装置を最適復調方式判定装置として用
い、その判定結果に基づいて通信波をその変調諸元に応
じた復調方式により復調するようにしたから、変調諸元
が未知の通信波であってもこれを自動的に復調できる汎
用復調装置を実現できる。
装置の具体的な解析ルールについては言及しなかった
が、以下ではこの解析ルールの具体的な一例について述
べる。
変調諸元を判別できる本発明のさらに他の実施例による
通信波形解析装置を示す。図13において、201は通
信波の受信装置、202は受信装置201の受信信号を
スペクトル解析するスペクトル解析装置、203は受信
装置201の受信信号のI−Qパターンを出力する位相
解析装置、204は受信装置201の周波数成分を解析
し出力する周波数解析装置、250はこれら各解析装置
202,203,204からの出力を基にエキスパート
解析、即ち種々のルールが用意されたルールベースのな
かから条件に適合するルールに基づき判定を行なう手法
により変調方式の判別および変調諸元の算出を行い、結
果を出力する自動通信波形解析装置である。
250の構成を示す図であり、206は各解析装置20
2、203、204の出力波形から、変調方式の判別及
び変調諸元の算出に必要な特徴を認識する波形認識手段
であり、207は波形認識手段206の出力を基に、2
値FSK,4値FSK等、その変調方式を判別する変調
方式推定手段であり、208は波形認識手段206から
の出力を基にセンタ周波数,伝送速度等、その変調諸元
を算出する変調諸元算出手段である。
1で受信された通信信号は、各解析装置202,20
3,204へそれぞれ出力される。スペクトル解析装置
202では、フーリエ変換によりそのスペクトル解析を
行い、位相解析装置203では、位相解析によりそのI
−Qパターンを出力し、周波数解析装置204では通信
信号の周波数解析によりその周波数成分を出力する。
示し、図16は位相解析による解析出力結果としてI−
Qパターンの一例を示すものであり、これらはそれぞれ
図9,図11のスペクトル解析波形及びI−Qパターン
等の解析出力に相当するものである。スペクトル解析波
形及びI−Qパターン等の解析出力は変調方式によりそ
の差異が見られるため、変調方式によりその差異のルー
ルを記述し、選択することにより変調方式の判別を行
い、また、スペクトル解析波形のピーク位置,数に基づ
いて周波数等変調方式により算出すべき変調諸元を算出
する。
調方式推定手段207、図19は変調諸元算出手段20
8の動作フローをそれぞれ示す図である。まず、波形認
識手段206では、図17の動作フローに従って、2次
元波形の時(S31)、そのピークの認識を行ってピー
ク数を算出し(S32),(S33)、3次元のパター
ン図の時、そのパターン認識を行って形状判定を行う
(S34),(S35)。そして、その認識結果を記憶
し(S36)、全ての解析出力に対する波形認識が終了
しない間は次の解析出力を選択し(S37),(S3
8)、全ての解析出力に対して波形認識が完了するとそ
の結果を出力する(S39)。
8の動作フローに基づき、波形認識手段206の結果を
基にルールベース、即ち、あらかじめ記述した変調方式
判定ルールの集りに従ってその変調方式を推定する(S
40)。例えば、スペクトル解析波形のピーク数が2
つ、I−Qパターンが円であると認識されたら2値FS
Kのルールが起動し、変調方式を2値FSKと推定する
(S41),(S42)。同様にBPSKのルールが起
動した場合は変調方式をBPSKと推定し(S43),
(S44)、QPSKのルールが起動した場合は変調方
式をQPSKと推定する(S45),(S46)。そし
て、以上のような推定結果を変調方式決定内容として出
力する(S47)。
19の動作フローに従って、変調方式推定手段207で
推定した変調方式に対して算出すべき変調諸元を設定し
(S50)、波形認識手段206の出力を基に変調諸元
としてセンター周波数、伝送量、周波数帯域等を算出
し、出力する(S51),(S52),(S53)。
判定を変調方式判定ルールに基づき行なうようにしたの
で、その変調方式を判定できるとともに、その細部諸元
を出力できる。
式が既知の場合について示したが、図20に示すように
変調方式推定手段207に、変調方式のルールを事例学
習する学習機能210を加えた変調方式推定手段を用い
ることにより、上記実施例では不可能な、変調方式が未
知の場合の通信波の場合についても、変調方式を推定す
る汎用自動通信波形解析装置として利用することもでき
る。
た解析対象波の変調方式および変調諸元を自動通信波形
解析装置により解析するようにしたが、図21に示すよ
うに、この解析結果を解析復調装置260に入力するこ
とにより、変調方式が未知の場合の通信波の場合につい
ても、その復調が可能な、汎用復調装置を得ることがで
きる。
場合について示したが、レーダ波の場合でもよく、図2
2に示すように、自動通信波形解析装置250内の変調
方式推定手段207を探知目標識別手段211に、変調
諸元算出手段208を目標諸元算出手段212に変更す
ることにより、自動探知目標識別装置として利用するこ
ともできる。
ースを用いることにより未知の通信波を解析する場合に
ついて説明したが、以下では、ファジィルールベースを
用いてその変調方式を判定する場合について説明する。
調方式を判定する、本発明のさらに他の実施例による汎
用復調装置を示す。図において、301はアンテナ、3
02はアンテナ301で受信した信号を入力する受信
機、303は受信機302の出力を入力し、受信信号の
瞬時周波数を測定する周波数測定手段、304は周波数
測定手段3で測定された瞬時周波数を入力しアンテナ3
01で受信した信号の変調方式を判別する変調方式判別
手段、305は変調方式判別手段304の出力で制御さ
れ、受信機302の出力をいずれかの復調器に出力する
スイッチ、306は復調する対象の変調方式がそれぞれ
異なりスイッチ305から入力された信号を復調する前
記復調器である。
01で受信された受信信号x(t) は、受信機302を経
て、周波数測定手段303とスイッチ305に入力され
る。周波数測定手段303は、図24に示すように受信
信号x(t) の半波長毎に時間△tを測定し、(7)式に
より瞬時周波数△fを計算する。
4に入力される。変調方式判別手段304は、入力した
瞬時周波数△fを用いて受信信号x(t) の変調方式を判
別する。
まず、S61では瞬時周波数△fを入力する。次にS6
2では、入力した瞬時周波数△fとあらかじめ設定した
グループの中心周波数fiの差をグループ分けの指標と
なるグループiの隣接グループとの周波数差fcで規格
化する。その規格化値Sは(8)式で求める。
(8)
≦S≦1
はグループiの中心周波数と一致していることを示し、
S=0の場合は隣接したグループの中心周波数に一致し
たことを示す。
値Sを用いて、測定した瞬時周波数が前回入力した瞬時
周波数の属するグループと同じグループに属するかどう
かを判定する。表1のファジィルールで用いられている
曖昧な表現として「だいたい同じ」,「似ている」,
「似ていない」がある。この表現を先の規格化値Sにグ
レードをつけてメンバーシップ関数とし、例えばそれぞ
れを以下のファジィ集合で設定する。
値S”を表す。図26にこれらを図式化して示す。図2
6は各図とも縦軸がグレード、横軸が規格化値Sを示し
ている。図26(a) は「だいたい同じ」のメンバーシッ
プ関数、図26(b) は「似ている」のメンバーシップ関
数、図26(c) は「似ていない」のメンバーシップ関数
である。また、各メンバーシップ関数を規格化値Sから
導出する数式を各図の上に示す。各式において、Sは規
格化値、Yはグレードをあらわす。
ルールから周波数測定手段303から入力した瞬時周波
数△fが前回のものと同一であるグレードa、表1のR
5のルールからそうでない異なるグループに属するグレ
ードbが計算される。例えばR1〜R4の各ルールから
グレードaを計算するには、各ルールの前件部の各要素
毎のグレードを求め、このうち値の低い方をそのルール
のグレードとし、対象となる全ルールのグレード計算
後、全グレードの中の最大値をグレードaとする。グレ
ードbは対象のルールがR5のみなので、前件部の各要
素から得られるグレードのうち低い方を用いる。
瞬時周波数△fが前回のものと同一か否かを判定するも
ので、a>bならば同一のグループと判定し、a<bな
らば異なるグループと判定する。
で更に設定済みのどのグループに属するかを、例えば表
2に示すR6〜R15の各ファジィルールを用いて判定
する。ここでは、設定済みの各グループに属するグレー
ドをS63と同様に、グループ毎にR6〜R15の各ル
ールを用いて先のグレードaの計算と同じ要領で計算
し、グループ毎に得られたグレードのうち最大のグレー
ドが得られたグループに属すると判定する。
た場合あるいはS65の処理の後に実行される。S66
では上述のS61〜S65の処理を規定回数n回実行し
たかを判定する(S65)。規定回数nはあらかじめ設
定しておく。ここでS61〜S65の処理が規定回数n
未満なら次の瞬時周波数を周波数測定手段303から入
力し、S61の処理から再実行する。逆に規定回数△n
以上であれば、S67の処理を実行する。
が属すると判定したグループの数uからスイッチ5を制
御する。
あり、この関係に基づいてグループ数uに合った復調器
をスイッチ305により選択するように制御信号cをス
イッチ305に出力する。
す。まず、初期設定を行ない(S71)、グループ数u
が2ならば2値FSK復調器を選択する制御信号cを出
力する(S72,S73)。
復調器を選択する制御信号cを出力する(S74,S7
5)。
復調器を選択する制御信号cを出力する(S76,S7
7)。
より入力した制御信号cに従って、対応する復調器に受
信機302からの信号が流れるようにスイッチングを行
う(S78)。
信信号の瞬時周波数の周波数分布状況からファジィ推論
により変調方式を判別するようにしたので、FSK系の
細部変調諸元の解析が可能となり、受信した通信信号の
変調方式が既知,未知にかかわらず、その変調方式に応
じた復調器を選択して自動的に復調を行なことが可能と
なる。
アナログ的に周波数を測定する例を示したが、ディジタ
ル的に測定しても良い。図28にディジタル的に周波数
を測定する周波数測定手段を用いた実施例を示す。30
7は受信機302の出力信号をディジタル信号に変換す
るA/D変換器、308はA/D変換器307の出力信
号の周波数を測定する周波数測定器であり、他は上記実
施例と同じである。
307は受信機302の出力信号x(t) の周波数を2倍
以上の周波数でサンプリングを実施し、アナログ信号を
ディジタル信号に変換する。周波数測定器308は、A
/D変換器307の出力信号の振幅変化から符号の変換
するポイントを推定し、このポイント間の時間から瞬時
周波数△fを計算する。
入力信号の波長から求める方法を用いたが、高速フーリ
エ変換法や最大エントロピー法であっても良く、上記実
施例と同様の効果を奏する。
式の判定に、ファジィルールベースを使用するものを示
したが、ニューラルネットワークを使用して変調方式を
判定することも可能である。
て変調方式を判定する本発明のさらに他の実施例におけ
る通信波形解析装置を示す。図において、401は解析
対象波、404は解析対象波401の位相を解析する位
相解析手段、405は位相解析手段404の位相解析結
果よりIQパターンを生成するIQパターン生成手段、
406はIQパターン生成手段405により生成された
IQパターンより解析対象波の種類を認識するニューラ
ルネットワーク認識手段、407はその認識結果出力で
ある。
401は位相解析手段404に入力される。位相解析手
段404は、解析対象波401のベースバンド帯でのI
信号,Q信号を生成する。IQパターン生成手段405
は、位相解析手段404からI信号,Q信号を入力し、
I信号の位相振幅チャンネルをX軸、Q信号の位相振幅
値をY軸としてI信号,Q信号各々の位相振幅値をXY
座標として、XY平面上に展開するIQパターンを生成
する。
例を示す。図30(a) は解析対象波1がFSK変調信号
の場合であり、図30(b) は解析対象波401が2相P
SK変調信号の場合であり、図30(c) は解析対象波4
01が4相PSK変調信号の場合であり、図30(d) は
解析対象波401がπ/4シフトPSK変調信号の場合
であり、図30(e) は解析対象波401が16QAMの
場合である。以上のように、IQパターンはFSK変調
系の信号であれば円形であり、PSK変調系の信号であ
れば変調諸元毎に特徴のある形状を示すことがわかる。
従って、このIQパターン形状を認識すれば変調方式の
認識ができる。
は、IQパターン生成手段405よりIQパターンを入
力し、これをニューラルネットワークの入力層に入力す
る。図31にニューラルネットワーク認識手段で用いる
ニューラルネットワークの一例として3層で構成される
ニューラルネットワークを示す。まず入力層406aの
ユニット数であるが、入力するIQパターンがXY平面
上でS×Sのマトリックス構造とすると、これを図に示
すように一次元に展開し、S×S個のユニットで構成さ
れる。中間層406bは、N個のユニットで構成され、
学習時に最適な数に調整され、各ユニットは入力層と出
力層それぞれに接続されており各層間の各ユニット間を
接続するシナプスの接続の強さは学習により調整され
る。学習は入力層に認識すべきデータを例示的に与え、
これに対して出力層に現れる出力を正解と照合してシナ
プスの重みを順次変化させる、いわゆるバックプロパゲ
ーションアルゴリズムにより行なう。出力層406cは
M個のユニットにより構成され、出力に必要な情報に応
じてMは決定されるが、ここでは一例として図29で示
したIQパターンの数と同じ5ユニットの例を示す。出
力層の各ユニットは図30において入力したIQパター
ンがFSK変調信号によるものであれば左端が最大の出
力値を示し、2相PSK変調信号であれば左から2番目
のユニットが最大出力値を示し、以降順に入力した信号
の変調方式毎に最大出力値を示すユニットが1対1の関
係で対応する。
認識結果出力407は、該ニューラルネットワーク認識
手段406の出力層で最大の出力値をもつユニットより
認識結果として入力信号の変調方式情報を出力する。
ンをニューラルネットワーク認識手段で認識することに
より、変調方式を判別するようにしたので、S/N比が
例えば10dB等の高雑音下でもFSKとPSKの区別
ができるとともに、PSK変調系の細部変調諸元の区別
ができる。
出力層の3層構造によりパターン認識を行なうニューラ
ルネットワーク認識手段を示したが、中間層は2層以上
あってもよく、また、ニューラルネットワーク認識手段
はバックプロパゲーション以外の認識アルゴリズムによ
るものであってもよいことは言うまでもない。
調系とPSK変調系の区分とPSK変調の細部変調諸元
を区分する方式について例を示したが、本装置にFFT
変換装置402を併設することにより、FSK変調信号
の細部変調諸元も同時に区分することができる通信波形
解析装置を構築できる。図32に本装置の一実施例を示
す。
トワーク認識手段406からFFT変換装置402に対
する起動要求である。他は上述の実施例と同じである。
408はニューラルネットワーク認識手段406の認識
結果がFSK変調系である場合に出力される。起動要求
信号408が出力されるとFFT変換装置402が起動
し、従来方式と同様に対象解析信号401のスペクトル
解析が実施され、FSK変調系信号の細部変調諸元を区
分する。
機能について説明したが、本装置に解析復調装置409
を接続することにより、未知の変調方式の通信波に対す
る汎用復調装置としても利用することができる。図33
に本装置の一実施例を示す。
あり、FFT変換装置402とニューラルネットワーク
認識手段406との両者に連接しており、他は上記実施
例と同じである。
409はFFT変換装置402から周波数に関する情報
と解析対象信号401がFSK変調系であった場合の細
部変調諸元を入力し、ニューラルネットワーク認識手段
406から解析対象信号401がPSK変調信号であっ
た場合の細部変調諸元を入力し、各々の入力情報から最
適な復調処理を実施する。
ネットワーク認識手段406の出力および図23の変調
方式判別手段の出力をファジィ推論装置411に入力す
ることにより、解析対象信号401がFSK変調系であ
った場合の細部変調諸元および解析対象信号401がP
SK変調信号であった場合の細部変調諸元を総合的に判
断して最も確からしい判定結果を最終判定出力410と
して出力することができる。
ァジィ推論装置410の出力に応じて解析復調装置41
2を制御することにより、解析対象信号401がFSK
変調系であった場合の細部変調諸元および解析対象信号
401がPSK変調信号であった場合の細部変調諸元を
総合判断して、それに応じた復調を実行できる汎用復調
装置を得ることができる。
K系の細部変調諸元を識別し、ニューラルネットワーク
認識手段によりPSK系の細部変調諸元を識別し、その
両者の識別結果をファジィ推論装置410により総合判
断する通信波形解析装置の動作を示すもので、まず、ニ
ューラルネットワーク認識手段406にIQパターン,
変調方式判別手段304に周波数データをそれぞれ入力
し(S81)、ニューラルネットワーク認識手段406
によりPSK系の細部変調方式を認識するとともに変調
方式判別手段304によりFSK系の細部変調方式を認
識し(S82)、これ以後は、通常のファジィ推論によ
りニューラルネットワーク認識手段406や変調方式判
別手段304の出力にランク付けを行ない、そのうちの
最も確からしいものを最終の判定出力として出力する。
即ち、ファジィ推論によりグレード値を計算し(S8
3)、属するグループが前回のグループと同一か否かの
判定を行ない(S84),(S85)、以上の処理を規
定回数実行したかを判定し(S86)、規定回数を実行
した段階で判定出力を外部に出力する(S87)。
ットワーク認識手段がFSK系と認識した場合はその認
識出力によりFFT変換装置を駆動し、ニューラルネッ
トワーク認識手段の認識結果およびFFT変換装置の変
換出力をファジィ推論装置に入力して総合的な判断を行
なうようにしてもよく、上記実施例と同様の効果を奏す
る。
装置によれば、ディジタル無線変調された通信信号を受
信し、該受信信号を復調するディジタル通信受信装置に
おいて、受信信号の複数の種類の変調方式の各々に対応
して設けられた,複数の種類分の復調器と、受信信号の
変調方式を認識する変調方式認識手段と、該変調方式認
識手段による認識結果に基づいて、前記複数の種類分の
復調器のなかから受信信号の変調方式に対応する復調器
を選択する復調器選択手段とを備え、前記変調方式認識
手段は、前記受信信号を入力し、その位相を90度ずら
せて出力する移相器と、前記受信信号を入力し、該受信
信号の包絡線を検波する第1の包絡線検波器と、前記移
相器の出力を入力し、前記移相器により90度位相のず
れた受信信号の包絡線を検波する第2の包絡線検波器
と、前記第1,第2の包絡線検波器の出力を入力し、そ
れぞれの検波後の位相レベルをX軸,Y軸とするIQパ
ターン平面上に展開するIQパターン計算手段と、前記
IQパターン平面上のピーク数を検出するピーク検出手
段とを有し、該ピーク数に基づいて受信信号の変調方式
を認識するようにしたので、送信側の変調方式が未知の
場合や、送信側が任意に変調方式を変更した場合でも受
信側は受信した信号を正確に復調でき、情報を収集でき
る変調方式の判別手法を、実際に提供できるという効果
がある。
ば、前記第1,第2の包絡線検波器と、前記IQパター
ン計算手段との間に、前記第1,第2の包絡線検波器の
出力を入力し、該出力に含まれる雑音を除去する第1,
第2の雑音除去手段と、該第1,第2の雑音除去手段の
出力を入力し、雑音により変化した位相を補正する第
1,第2の位相補正手段とをそれぞれ設けるようにした
ので、受信機等の雑音レベルが上昇しても、雑音の影響
は抑圧され、正確なピーク検出が可能となる。
よれば、ディジタル無線変調された通信信号を受信し、
該受信信号の変調方式を認識する通信波形解析装置にお
いて、前記受信信号を入力し、その位相を90度ずらせ
て出力する移相器と、前記受信信号を入力し、該受信信
号の包絡線を検波する第1の包絡線検波器と、前記移相
器の出力を入力し、前記移相器により90度位相のずれ
た受信信号の包絡線を検波する第2の包絡線検波器と、
前記第1,第2の包絡線検波器の出力を入力し、それぞ
れの検波後の位相レベルをX軸,Y軸とするIQパター
ン平面上に展開するIQパターン計算手段と、前記IQ
パターン平面上のピーク数を検出するピーク検出手段と
を有し、該ピーク数に基づいて受信信号の変調方式を認
識するようにしたので、変調方式の判別手法を実際に提
供できる。
よれば、前記第1,第2の包絡線検波器と、前記IQパ
ターン計算手段との間に、前記第1,第2の包絡線検波
器の出力を入力し、該出力に含まれる雑音を除去する第
1,第2の雑音除去手段と、該第1,第2の雑音除去手
段の出力を入力し、雑音により変化した位相を補正する
第1,第2の位相補正手段とをそれぞれ設けるようにし
たので、受信機等の雑音レベルが上昇しても、雑音の影
響は抑圧され、正確なピーク検出が可能となる。
よれば、実空界伝搬における通信波の波形解析を行なう
通信波形解析装置において、到来通信波のスペクトラム
解析を行なうスペクトラム解析装置と、到来通信波の位
相解析を行なう位相解析装置と、前記スペクトラム解析
装置の解析結果及び前記位相解析装置の解析結果から解
析ルールにより上記到来通信波の変調諸元を判定するエ
キスパート解析装置とを備えたので、ノイズの多い通信
信号でもFSK系とPSK系の変調諸元の解析が実施で
きる。
よれば、前記スペクトラム解析装置として、高速フーリ
エ変換装置および最大エントロピー法装置の両者を備え
るようにしたので、変調諸元により判定のしやすさが異
なるFSK系を正確に判定できる。
ば、前記通信波形解析装置を最適復調方式判定装置とし
て用い、当該最適復調方式判定装置の出力に基づき、到
来通信波をその変調諸元に応じた復調方式で復調する解
析復調装置を備え、最適復調方式判定装置の判定結果に
基づいて通信波をその変調諸元に応じた復調方式により
復調するようにしたので、変調諸元が未知の通信波を復
調することができる復調装置を実現できる効果がある。
よれば、通信信号を受信する受信装置と、この受信装置
の受信出力信号に対しそれぞれスペクトル分析,位相分
析および周波数分析を行うスペクトル解析装置、位相解
析装置および周波数解析装置と、これら各解析装置の出
力から前記通信信号の波形次元数に応じてそのピーク数
の算出あるいは波形パターンの形状判定を行なう波形認
識手段と、この波形認識手段の解析出力をもとにあらか
じめ記憶された変調方式判定ルールに従って変調方式を
推定出力する変調方式推定手段と、この変調方式推定手
段より推定出力される変調方式データより算出すべき変
調諸元を設定し、この設定値と前記波形認識手段の解析
出力より前記通信信号の変調諸元データを算出する変調
諸元算出手段とを備え、受信信号のスペクトル分析,位
相分析および周波数分析を行ない、その波形次元数から
そのピーク数の算出あるいは波形パターンの形状判定を
行ない、その算出あるいは判定結果に応じて、あらかじ
め記憶された変調方式判定ルールに従って変調方式を推
定するようにしたので、通信波の変調方式を自動的に解
析でき、送信側が既知の変調方式を使用し、受信側では
未知の変調方式であっても解析復調できる効果がある。
よれば、前記変調方式推定手段に、変調方式の判定ルー
ルを事例学習する学習機能を付加したので、変調方式が
未知の通信方式の場合でも、その変調方式を推定でき
る。
ば、前記通信波形解析装置を最適復調方式判定装置とし
て用い、当該最適復調方式判定装置の出力に基づき、到
来通信波をその変調諸元に応じた復調方式で復調する解
析復調装置を備えたので、解析専門家を必要とせずにそ
の復調が可能となる。
ば、ディジタル無線変調された通信信号を受信し、該受
信信号を復調するディジタル通信受信装置において、前
記通信信号の周波数を測定する周波数測定手段と、 こ
の周波数測定手段の周波数測定結果に基づいてその変調
方式をファジィ推論により判別する変調方式判別手段
と、復調する受信信号の変調方式の種類分の復調器と、
前記変調方式判別手段による判別結果に基づいて、前記
複数の種類分の復調器のなかから受信信号の変調方式に
対応する復調器を選択する復調器選択手段とを備えるこ
とにより、周波数測定手段から受信信号の瞬時周波数を
入力し、これをあらかじめ設定した周波数を中心周波数
とするグループのいずれに属するかをファジィ推論によ
り推定し、規定回数の繰り返し後、入力した瞬時周波数
が属しているグループの数を判定するようにしたので、
解析対象信号の変調方式を自動的に認識し、FSK信号
の細部変調諸元(多値数)の解析が実施できる効果があ
る。
よれば、ディジタル無線変調された通信信号を受信し、
該受信信号の変調方式を認識する通信波形解析装置にお
いて、前記受信信号の周波数を測定する周波数測定手段
と、この周波数測定手段の周波数測定結果に基づいてそ
の変調方式をファジィ推論により判別する変調方式判別
手段とを備えるようにしたので、送信側の変調方式が未
知であっても、受信側は受信した信号の変調方式を判別
できる。
よれば、ディジタル無線変調された通信信号を受信し、
受信信号の変調方式を認識する通信波形解析装置におい
て、前記受信信号の位相を解析する位相解析手段と、
この位相解析手段の出力に基づいてIQパターンを生成
するIQパターン生成手段と、このIQパターン生成手
段の出力から前記受信信号の変調方式をニューラルネッ
トワークにより認識するニューラルネットワーク認識手
段とを備えるようにしたので、解析対象信号の変調方式
を自動的に認識し、FSK変調信号とPSK変調系信号
の区分とPSK変調信号の細部変調諸元の解析が実施で
きる効果がある。
ば、ディジタル無線変調された通信信号を受信し、該受
信信号を復調するディジタル通信受信装置において、前
記受信信号の位相を解析する位相解析手段と、この位相
解析手段の出力に基づきIQパターンを生成するIQパ
ターン生成手段と、このIQパターン生成手段の出力に
基づきニューラルネットワークにより前記受信信号の変
調方式を認識するニューラルネットワーク認識手段と、
復調する受信信号の変調方式の種類分の復調器と、 前
記ニューラルネットワーク認識手段による認識結果に基
づいて、前記複数の種類分の復調器のなかから受信信号
の変調方式に対応する復調器を選択する復調器選択手段
とを備え、位相解析手段で解析対象信号の位相情報を抽
出し、これを用いてIQパターン生成手段により、IQ
パターンを生成し、この形状をニューラルネットワーク
認識手段で認識するようにしたので、解析対象信号の変
調方式を自動的に認識でき、FSK変調信号とPSK変
調系信号の区分とPSK変調件手段の細部変調諸元の解
析,復調が実施できる効果がある。
装置の構成を示す図である。
装置の変調方式認識手段の一構成例を示す図である。
装置の変調方式認識手段のIQパターンの説明図であ
る。
装置の変調方式認識手段のピーク検出手段の動作を示す
フローチャートを示す図である。
装置の変調方式認識手段の他の構成例を示す図である。
ル通信受信装置の変調方式認識手段の雑音の影響を受け
た場合のIQパターンを示す図である。
ル通信受信装置の変調方式認識手段の位相補正手段の動
作を示すフローチャートを示す図である。
示すブロック図である。
装置を示すブロック図である。
解析装置の構成図である。
析装置の構成図である。
図である。
である。
である。
ト図である。
ト図である。
装置の構成図である。
波形解析装置の構成図である。
目標識別装置の構成図である。
ル通信受信装置の構成図である。
信装置の周波数測定手段の周波数測定概念図である。
ァジィ推論用メンバーシップ関数を示す図である。
である。
段の構成図である。
解析装置の構成図である。
ンで、変調方式毎のIQパターンの一例を示す図であ
る。
ーク認識手段で用いられるニューラルネットワークの構
成図である。
認識装置の構成図である。
装置の構成図である。
解析装置の構成図である。
装置の構成図である。
ィ推論装置の推論アルゴリズムを示す図である。
装置の構成図である。
である。
る。
調器 7 移相器 8a 包絡線検波器(第1の包絡線検波器) 8b 包絡線検波器(第2の包絡線検波器) 9 IQパターン計算手段 10 ピーク数検出手段 17a 雑音除去フィルタ(第1の雑音除去フィルタ) 17b 雑音除去フィルタ(第2の雑音除去フィルタ) 18a 位相補正手段(第1の位相補正手段) 18b 位相補正手段(第2の位相補正手段) 101 解析対象波 102 FFT変換装置 103 FFT変換出力 104 MEM装置 105 MEM出力 106 位相解析装置 107 位相解析出力 108 エキスパート解析装置 109 最適復調方式判定装置 110 解析復調装置 201 受信装置 202 スペクトル解析装置 203 位相解析装置 204 周波数解析装置 205 解析専門家 206 波形認識手段 207 変調方式推定手段 208 変調諸元算出手段 210 学習機能 211 探知目標識別手段 212 目標諸元算出手段 250 自動通信波形解析装置 260 解析復調装置 301 受信アンテナ 302 受信機 303 周波数測定手段 304 変調方式認識手段 305 スイッチ 306 復調器 307 A/D変換器 308 周波数測定器 401 解析対象波 404 位相解析手段 405 IQパターン生成手段 406 ニューラルネットワーク認識手段 407 認識結果出力
Claims (14)
- 【請求項1】 ディジタル無線変調された通信信号を受
信し、該受信信号を復調するディジタル通信受信装置に
おいて、 受信信号の複数の種類の変調方式の各々に対応して設け
られた,複数の種類分の復調器と、 受信信号の変調方式を認識する変調方式認識手段と、 該変調方式認識手段による認識結果に基づいて、前記複
数の種類分の復調器のなかから受信信号の変調方式に対
応する復調器を選択する復調器選択手段とを備え、 前記変調方式認識手段は、前記 受信信号を入力し、その位相を90度ずらせて出力
する移相器と、 前記受信信号を入力し、該受信信号の包絡線を検波する
第1の包絡線検波器と、 前記移相器の出力を入力し、前記移相器により90度位
相のずれた受信信号の包絡線を検波する第2の包絡線検
波器と、 前記第1,第2の包絡線検波器の出力を入力し、それぞ
れの検波後の位相レベルをX軸,Y軸とするIQパター
ン平面上に展開するIQパターン計算手段と、 前記IQパターン平面上のピーク数を検出するピーク検
出手段とを有し、 該ピーク数に基づいて受信信号の変調方式を認識するも
のであることを特徴とする汎用復調装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の汎用復調装置において、 前記第1,第2の包絡線検波器と、前記IQパターン計
算手段との間に、 前記第1,第2の包絡線検波器の出力を入力し、該出力
に含まれる雑音を除去する第1,第2の雑音除去手段
と、 該第1,第2の雑音除去手段の出力を入力し、雑音によ
り変化した位相を補正する第1,第2の位相補正手段と
をそれぞれ設けたことを特徴とする汎用復調装置。 - 【請求項3】 ディジタル無線変調された通信信号を受
信し、該受信信号の変調方式を認識する通信波形解析装
置において、前記 受信信号を入力し、その位相を90度ずらせて出力
する移相器と、 前記受信信号を入力し、該受信信号の包絡線を検波する
第1の包絡線検波器と、 前記移相器の出力を入力し、前記移相器により90度位
相のずれた受信信号の包絡線を検波する第2の包絡線検
波器と、 前記第1,第2の包絡線検波器の出力を入力し、それぞ
れの検波後の位相レベルをX軸,Y軸とするIQパター
ン平面上に展開するIQパターン計算手段と、 前記IQパターン平面上のピーク数を検出するピーク検
出手段とを有し、 該ピーク数に基づいて受信信号の変調方式を認識するも
のであることを特徴とする通信波形解析装置。 - 【請求項4】 請求項3記載の通信波形解析装置におい
て、 前記第1,第2の包絡線検波器と、前記IQパターン計
算手段との間に、 前記第1,第2の包絡線検波器の出力を入力し、該出力
に含まれる雑音を除去する第1,第2の雑音除去手段
と、 該第1,第2の雑音除去手段の出力を入力し、雑音によ
り変化した位相を補正する第1,第2の位相補正手段と
をそれぞれ設けたことを特徴とする通信波形解析装置。 - 【請求項5】 実空界伝搬における通信波の波形解析を
行なう通信波形解析装置において、 到来通信波のスペクトラム解析を行なうスペクトラム解
析装置と、 到来通信波の位相解析を行なう位相解析装置と、 前記スペクトラム解析装置の解析結果及び前記位相解析
装置の解析結果から解析ルールにより上記到来通信波の
変調諸元を判定するエキスパート解析装置とを備えたこ
とを特徴とする通信波形解析装置。 - 【請求項6】 請求項5記載の通信波形解析装置におい
て、 前記スペクトラム解析装置として、高速フーリエ変換装
置および最大エントロピー法装置の両者を備えたことを
特徴とする通信波形解析装置。 - 【請求項7】 請求項5または6記載の通信波形解析装
置を最適復調方式判定装置として用い、 当該最適復調方式判定装置の出力に基づき、到来通信波
をその変調諸元に応じた復調方式で復調する解析復調装
置を備えたことを特徴とする汎用復調装置。 - 【請求項8】 通信信号を受信する受信装置と、 この受信装置の受信出力信号に対しそれぞれスペクトル
分析,位相分析および周波数分析を行うスペクトル解析
装置、位相解析装置および周波数解析装置と、 これら各解析装置の出力から前記通信信号の波形次元数
に応じてそのピーク数の算出あるいは波形パターンの形
状判定を行なう波形認識手段と、 この波形認識手段の解析出力をもとにあらかじめ記憶さ
れた変調方式判定ルールに従って変調方式を推定出力す
る変調方式推定手段と、 この変調方式推定手段より推定出力される変調方式デー
タより算出すべき変調諸元を設定し、この設定値と前記
波形認識手段の解析出力より前記通信信号の変調諸元デ
ータを算出する変調諸元算出手段とを備えたことを特徴
とする通信波形解析装置。 - 【請求項9】 請求項8記載の通信波形解析装置におい
て、 前記変調方式推定手段に、変調方式の判定ルールを事例
学習する学習機能を付加したことを特徴とする通信波形
解析装置。 - 【請求項10】 請求項8または9記載の通信波形解析
装置を最適復調方式判定装置として用い、 当該最適復調方式判定装置の出力に基づき、到来通信波
をその変調諸元に応じた復調方式で復調する解析復調装
置を備えたことを特徴とする汎用復調装置。 - 【請求項11】 ディジタル無線変調された通信信号を
受信し、該受信信号を復調するディジタル通信受信装置
において、 前記通信信号の周波数を測定する周波数測定手段と、 この周波数測定手段の周波数測定結果に基づいてその変
調方式をファジィ推論により判別する変調方式判別手段
と、 復調する受信信号の変調方式の種類分の復調器と、 前記変調方式判別手段による判別結果に基づいて、前記
複数の種類分の復調器のなかから受信信号の変調方式に
対応する復調器を選択する復調器選択手段とを備えたこ
とを特徴とする汎用復調装置。 - 【請求項12】 ディジタル無線変調された通信信号を
受信し、該受信信号の変調方式を認識する通信波形解析
装置において、 前記受信信号の周波数を測定する周波数測定手段と、 この周波数測定手段の周波数測定結果に基づいてその変
調方式をファジィ推論により判別する変調方式判別手段
とを備えたことを特徴とする通信波形解析装置。 - 【請求項13】 ディジタル無線変調された通信信号を
受信し、受信信号の変調方式を認識する通信波形解析装
置において、 前記受信信号の位相を解析する位相解析手段と、 この位相解析手段の出力に基づいてIQパターンを生成
するIQパターン生成手段と、 このIQパターン生成手段の出力から前記受信信号の変
調方式をニューラルネットワークにより認識するニュー
ラルネットワーク認識手段とを備えたことを特徴とする
通信波形解析装置。 - 【請求項14】 ディジタル無線変調された通信信号を
受信し、該受信信号を復調するディジタル通信受信装置
において、 前記受信信号の位相を解析する位相解析手段と、 この位相解析手段の出力に基づきIQパターンを生成す
るIQパターン生成手段と、 このIQパターン生成手段の出力に基づきニューラルネ
ットワークにより前記受信信号の変調方式を認識するニ
ューラルネットワーク認識手段と、 復調する受信信号の変調方式の種類分の復調器と、 前記ニューラルネットワーク認識手段による認識結果に
基づいて、前記複数の種類分の復調器のなかから受信信
号の変調方式に対応する復調器を選択する復調器選択手
段とを備えたことを特徴とする汎用復調装置。
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JP3-176722 | 1991-07-01 | ||
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JP17672291 | 1991-07-17 | ||
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