特許ウォッチ

公開番号2024092179
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-08
出願番号2022207936
出願日2022-12-26
発明の名称FSK信号識別装置、FSK信号識別方法、およびプログラム
出願人株式会社東芝,東芝インフラシステムズ株式会社
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H04L 27/14 20060101AFI20240701BHJP(電気通信技術)
要約【課題】 FSK信号を復調せずに正確に識別すること。
【解決手段】実施形態によれば、FSK信号識別装置は、スペクトラム生成部と、ピーク算出部と、ピークペアリング部と、特徴量生成部と、特徴量マッチング部とを具備する。スペクトラム生成部は、受信した信号から生成されたデジタルIQ信号のスペクトラムを生成する。ピーク算出部は、スペクトラムから時間フレームごとの周波数のピークを算出する。ピークペアリング部は、異なるピークをペアリングして、時間と周波数との組み合わせ情報をペアごとに生成する。特徴量生成部は、組み合わせ情報から特徴量を生成する。特徴量マッチング部は、特徴量と、予め用意された参照信号の信号特徴量とを比較してFSK信号を識別する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
デジタルＩＱ信号からスペクトラムを生成するスペクトラム生成部と、
前記スペクトラムから時間フレームごとの周波数のピークを算出するピーク算出部と、
異なるピークをペアリングして、時間と周波数との組み合わせ情報をペアごとに生成するピークペアリング部と、
前記組み合わせ情報から特徴量を生成する特徴量生成部と、
前記特徴量と、予め用意された参照信号の信号特徴量とを比較してＦＳＫ信号を識別する特徴量マッチング部とを具備する、ＦＳＫ信号識別装置。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記参照信号を生成する参照信号生成部と、
前記参照信号の前記信号特徴量を蓄積する参照信号特徴量蓄積部とをさらに具備し、
前記特徴量マッチング部は、前記参照信号特徴量蓄積部から前記信号特徴量を取得して対象のＦＳＫ信号の特徴量と比較する、請求項１に記載のＦＳＫ信号識別装置。
【請求項３】
前記デジタルＩＱ信号のサンプリングレートを変換するサンプリングレート変更部をさらに具備する、請求項１または２に記載のＦＳＫ信号識別装置。
【請求項４】
コンピュータが、受信した信号から生成されたデジタルＩＱ信号のスペクトラムを生成する過程と、
コンピュータが、前記スペクトラムから時間フレームごとの周波数のピークを算出する過程と、
コンピュータが、異なるピークをペアリングして、時間と周波数との組み合わせ情報をペアごとに生成する過程と、
コンピュータが、前記組み合わせ情報から特徴量を生成する過程と、
コンピュータが、前記特徴量と、予め用意された参照信号の信号特徴量とを比較してＦＳＫ信号を識別する過程とを具備する、ＦＳＫ信号識別方法。
【請求項５】
コンピュータに、受信した信号から生成されたデジタルＩＱ信号のスペクトラムを生成させる命令と、
コンピュータに、前記スペクトラムから時間フレームごとの周波数のピークを算出させる命令と、
コンピュータに、異なるピークをペアリングして、時間と周波数との組み合わせ情報をペアごとに生成させる命令と、
コンピュータに、前記組み合わせ情報から特徴量を生成させる命令と、
コンピュータに、前記特徴量と、予め用意された参照信号の信号特徴量とを比較してＦＳＫ信号を識別させる命令とを含む、プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ＦＳＫ信号識別装置、ＦＳＫ信号識別方法、およびプログラムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調された信号（ＦＳＫ信号）を識別することは、例えば電波源の特定などに応用することができ、その他にも様々なニーズがある。受信した信号を復調することができれば、ＦＳＫ信号を識別することは比較的容易である。つまり、未知のＦＳＫ信号を受信してデジタル復調し、シンボル列を生成し、シンボル列と所望のシンボル列とを比較して、ＦＳＫ信号を識別することができる。
【０００３】
信号を復調するには、中心周波数、通信速度、シフト幅、トーン数、あるいはシンボルパターンなどの信号諸元を知ることが必要である。これらを正確に測定することが信号を正確に識別する前提となる。当然ながら、誤った測定値で復調すると、正しいシンボル列を得ることができず、識別の結果も正確ではなくなる。
【０００４】
その対策として、あらゆる信号諸元を設定し、設定された全ての信号諸元を用いて受信信号を復調し、結果を比較する方法が考えられる。しかし、対象の信号諸元やシンボル列の数が多くなればなるほど計算量が増えてしまい、リソースが大量に消費されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２１－１３６４９３号公報
特許第５１１５９９１号公報
特許第５９７１７６８号公報
特許第４９５０９６３号公報
【非特許文献】
【０００６】
An Industrial-Strength Audio Search Algorithm Avery Li-chun Wang , Th Floor Block F
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＦＳＫ信号を識別するには、対象とする信号を復調することが必要であった。このため、期待した精度を得られなかったり、大量の計算機資源が必要であった。このような課題を解決し得る技術が求められる。
【０００８】
ところで、例えばスマートフォンアプリで知られるように、音声データから曲名を識別する技術がある。しかし、この技術をＦＳＫ信号の識別に応用することは難しい。例えば、キーを変えただけで曲を識別できなくなる。キーが変わることは中心周波数が変化することと同様で、この技術をＦＳＫ信号の識別に応用するには中心周波数を高い精度で合わせる必要がある。そもそもＦＳＫ信号はトーン信号なので、音声信号とは信号の性質が著しく異なる。例えば、ＦＳＫ信号はピーク周波数の時間変化が少ないことから、音声データと比較して同じ特徴量が多く発生する。このため信号ごとの特徴量の違いが小さくなり、対象信号の識別の精度が劣化してしまう。
【０００９】
そこで、目的は、ＦＳＫ信号を復調せずに正確に識別することの可能なＦＳＫ信号識別装置、ＦＳＫ信号識別方法、およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
実施形態によれば、ＦＳＫ信号識別装置は、スペクトラム生成部と、ピーク算出部と、ピークペアリング部と、特徴量生成部と、特徴量マッチング部とを具備する。スペクトラム生成部は、デジタルＩＱ信号からスペクトラムを生成する。ピーク算出部は、スペクトラムから時間フレームごとの周波数のピークを算出する。ピークペアリング部は、異なるピークをペアリングして、時間と周波数との組み合わせ情報をペアごとに生成する。特徴量生成部は、組み合わせ情報から特徴量を生成する。特徴量マッチング部は、特徴量と、予め用意された参照信号の信号特徴量とを比較してＦＳＫ信号を識別する。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許