專利名稱：電磁波區(qū)分設(shè)備、電磁波區(qū)分方法以及電磁波區(qū)分程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及區(qū)分電磁波的電磁波區(qū)分設(shè)備、電磁波區(qū)分方法以及電磁波區(qū)分程序。
背景技術(shù)：
隨著無線通信的日益流行，對移動通信中的電波的需求也日益增長。另一方面，由于在該頻段中的干擾波的電磁干擾，在便攜式電話、無線LAN等等中經(jīng)常發(fā)生無線通信干擾，且在電視、無線電等等中的糟糕接收經(jīng)常發(fā)生。因此，為了增強吞吐量，需要區(qū)分干擾波，并執(zhí)行針對電磁干擾的檢測處理。作為實現(xiàn)該電磁波區(qū)分和電磁干擾檢測的方法，已提出了各種建議。在日本未審專利申請首次公開Νο.Η09_218230(下文中稱作專利文獻1)，中公開的電磁環(huán)境觀察設(shè)備通過基于觀察電磁環(huán)境的結(jié)果來估計無線通信的質(zhì)量，并對觀察到的電磁環(huán)境進行分類，從而識別不必要的放射線的放射線源。專利文獻1公開的電磁環(huán)境觀察設(shè)備通過計算作為電磁波的波形的特征量的振幅概率分布(APD)，來估計無線通信的質(zhì)量。關(guān)于在日本未審專利申請首次公開No. 2007-206037(下文中稱作專利文獻2)，中公開的信號測量和分析設(shè)備以及存儲和分析波形數(shù)據(jù)，通過分析已存儲的波形數(shù)據(jù)的特征和相似度，并顯示其結(jié)果，用戶掌握了電磁環(huán)境和噪聲環(huán)境。關(guān)于在專利文獻1中公開的電磁環(huán)境觀察設(shè)備，使用APD (其為振幅波動的概率分布)作為特征量，來估計比特錯誤率或吞吐量。在該設(shè)備中假定已獲得了針對干擾通信的調(diào)制系統(tǒng)或強度的在先信息，使得難以對應(yīng)于由于接收地點產(chǎn)生的電波環(huán)境的改變。關(guān)于在專利文獻2中公開的信號測量和分析設(shè)備，使用在任意時間域中對波形峰值或平均值等等的單一參數(shù)估計作為在波形數(shù)據(jù)的特性分析中使用的波形參數(shù)。對于該常規(guī)測量參數(shù)，難以準(zhǔn)確區(qū)分已由于通信技術(shù)的發(fā)展而變得復(fù)雜化的電磁環(huán)境。此外，為了準(zhǔn)確地估計，系統(tǒng)配置已變?yōu)榇笠?guī)模，且因此不適用于移動設(shè)施。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，設(shè)計了本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明的一種電磁波區(qū)分設(shè)備區(qū)分電磁波，且包括獲取部，接收具有預(yù)定頻率的通信信號，以及每預(yù)定時間對所述通信信號的波形數(shù)據(jù)進行采樣，以獲得每一預(yù)定時間的采樣數(shù)據(jù)；特征量計算部，基于每一預(yù)定時間的所述采樣數(shù)據(jù)，計算每一預(yù)定時間的振幅特征量；相似度計算部，計算相對于每一預(yù)定時間的所述振幅特征量的相似度；分類部，基于所述相似度，將每一預(yù)定時間的所述通信信號分類為簇，以獲得每一預(yù)定時間的所述通信信號的簇分析結(jié)果；區(qū)分部，基于每一預(yù)定時間的所述通信信號的簇分析結(jié)果，針對所述簇中的每一個，區(qū)分構(gòu)成一個簇的通信信號，以獲得區(qū)分結(jié)果；輸出部，輸出所述區(qū)分結(jié)果；以及存儲部，存儲所述振幅特征量、所述相似度、所述簇分析結(jié)果以及所述區(qū)分結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明的電磁波區(qū)分方法用于區(qū)分電磁波的電磁波區(qū)分設(shè)備。所述方法包括接收具有預(yù)定頻率的通信信號，以及每預(yù)定時間對所述通信信號的波形數(shù)據(jù)進行采樣， 以獲得每一預(yù)定時間的采樣數(shù)據(jù)；基于每一預(yù)定時間的所述采樣數(shù)據(jù)，計算每一預(yù)定時間的振幅特征量；計算相對于每一預(yù)定時間的所述振幅特征量的相似度；基于所述相似度， 將每一預(yù)定時間的所述通信信號分類為簇，以獲得每一預(yù)定時間的所述通信信號的簇分析結(jié)果；基于每一預(yù)定時間的所述通信信號的簇分析結(jié)果，針對所述簇中的每一個，區(qū)分構(gòu)成一個簇的通信信號，以獲得區(qū)分結(jié)果；輸出所述區(qū)分結(jié)果；以及存儲所述振幅特征量、所述相似度、所述簇分析結(jié)果以及所述區(qū)分結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明的一種計算機可讀存儲介質(zhì)存儲電磁波區(qū)分程序。所述程序使計算機執(zhí)行獲取功能，接收具有預(yù)定頻率的通信信號，以及每預(yù)定時間對所述通信信號的波形數(shù)據(jù)進行采樣，以獲得每一預(yù)定時間的采樣數(shù)據(jù)；特征量計算功能，基于每一預(yù)定時間的所述采樣數(shù)據(jù)，計算每一預(yù)定時間的振幅特征量；相似度計算功能，計算相對于每一預(yù)定時間的所述振幅特征量的相似度；分類功能，基于所述相似度，將每一預(yù)定時間的所述通信信號分類為簇，以獲得每一預(yù)定時間的所述通信信號的簇分析結(jié)果；區(qū)分功能，基于每一預(yù)定時間的所述通信信號的簇分析結(jié)果，針對所述簇中的每一個，區(qū)分構(gòu)成一個簇的通信信號，以獲得區(qū)分結(jié)果；輸出功能，輸出所述區(qū)分結(jié)果；以及存儲功能，存儲所述振幅特征量、所述相似度、所述簇分析結(jié)果以及所述區(qū)分結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明，所述電磁波區(qū)分設(shè)備基于波形的特征量的相似度，對所接收的電磁波的波形進行分類。因此，可以準(zhǔn)確地區(qū)分電磁波的特性，同時不需要對電磁波環(huán)境的在先信息。因此，可以自動識別簡單設(shè)備組件中的通信信號的電磁干擾的產(chǎn)生。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例實施例的電磁波區(qū)分設(shè)備的配置的框圖。圖2是示出了在本發(fā)明的第一示例實施例中的波形采樣的特征量的數(shù)據(jù)配置示例的表。圖3是示出了在本發(fā)明的第一示例實施例中計算相似度的序列的流程圖。圖4是示出了在本發(fā)明的第一示例實施例的相似度計算部中計算的波形采樣之間的相似度的示例的表。圖5是示出了在本發(fā)明的第一示例實施例中將波形采樣分類為簇的序列的流程圖。圖6是示出了在本發(fā)明的第一示例實施例中基于相似度將波形采樣分類為簇的過程的表。圖7示出了在本發(fā)明的第一示例實施例中被分類為兩個簇的波形采樣的示例。圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示例實施例的電磁波區(qū)分設(shè)備的配置的框圖。圖9是示出了在本發(fā)明的第二示例實施例中創(chuàng)建教導(dǎo)數(shù)據(jù)的序列的流程圖。
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圖10是示出了在本發(fā)明的第二示例實施例中確定在電磁波中是否發(fā)生電磁干擾的序列的流程圖。圖11是示出了在本發(fā)明的第三示例實施例中在信號波形中由于調(diào)制方法產(chǎn)生的差異的概念圖。圖12是示出了在本發(fā)明的第三示例實施例中計算作為振幅特征量的APD的示例的圖。圖13是示出了在本發(fā)明的第三示例實施例中計算作為振幅特征量的振幅柱狀圖的示例的圖。圖14是示出了在本發(fā)明的第三示例實施例中的由分類部映射特征量的結(jié)果的示例的圖。圖15是示出了在本發(fā)明的第三示例實施例中的由分類部進行的分級簇分析的結(jié)果的示例的圖。圖16是示出了在本發(fā)明的第三示例實施例中的由區(qū)分部指定構(gòu)成簇的電磁波分量的示例的圖。圖17是示出了在本發(fā)明的第三示例實施例中的根據(jù)干擾強度的量值的相關(guān)系數(shù)的改變的圖。圖18是示出了在本發(fā)明的第三示例實施例中的根據(jù)干擾強度的量值的距離函數(shù)的改變的圖。
具體實施例方式(第一示例實施例)參照附圖來詳細描述本發(fā)明的第一示例實施例。圖1是示出了根據(jù)第一示例實施例的電磁波區(qū)分設(shè)備100的配置的框圖。電磁波區(qū)分設(shè)備100包括獲取部101、特征量計算部102、存儲部103、相似度計算部104、分類部105、區(qū)分部106、以及輸出部108。獲取部101接收電磁波，并每預(yù)定時間對所接收的電磁波(到來電波)的波形進行采樣，并將采樣提供給特征量計算部102。此外，獲取部101向特征量計算部102提供每一預(yù)定時間的已接收的電磁波的測量日期(接收時間)。獲取部101可以是例如測量波形的振幅的頻譜分析儀(測量設(shè)備)。獲取部101可以從另一個設(shè)備獲取指示波形或波形的振幅的數(shù)據(jù)。特征量計算部102接收已接收的電磁波的振幅數(shù)據(jù)，以及在每一預(yù)定時間的測量日期(接收時間)。特征量計算部102添加在每一預(yù)定時間輸出的區(qū)分信息，并創(chuàng)建“波形采樣”(例如，采樣1、采樣2，依此類推)。此外，特征量計算部102計算每一波形采樣的已接收電磁波的特征量。此處，特征量是例如振幅概率分布。振幅概率分布是示出了在波形的整個時間長度和波形超過預(yù)定振幅的時間長度之間的比率的概率分布。特征量計算部102 輸出已被添加了區(qū)分信息的與在每一預(yù)定時間接收的電波相關(guān)的每一特征量。已接收的電波的特征量不一定限于振幅概率分布。例如，已接收的電波的特征量可以包括以下統(tǒng)計量中至少一項或多項例如振幅柱狀圖、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、失真度、峰度 (kurtosis)、峰值因子、或概率分布的瞬間、以及測量日期。存儲部103存儲每一波形采樣的已接收電波的特征量。圖2示出了每一波形采樣的特征量的數(shù)據(jù)配置示例。作為一個示例，在圖2中，示出了以下情況已接收電波的特征量是振幅概率分布、振幅柱狀圖以及測量時間。此外，存儲部103還可以存儲已接收的電磁波的預(yù)定接收頻率和接收時間。返回圖1，繼續(xù)對電磁波區(qū)分設(shè)備100的配置的描述。計算部104接收每一波形采樣的已接收的電磁波的特征量。相似度計算部104計算計算在波形采樣之間的特征量的相似度，并創(chuàng)建相似度矩陣。圖3是示出了計算相似度的序列的流程圖。相似度計算部104獲取每一預(yù)定時間的波形采樣的特征量(步驟Si)。相似度計算部104計算波形采樣之間的特征量的相似度 (步驟S》。相似度計算部104輸出計算出的相似度(步驟S3)。圖4示出了相似度計算部104檢測到的相似度的示例。此處，作為一個示例，示出了相似度是Pearson相關(guān)性系數(shù)的情況。為了增加區(qū)分電磁波的準(zhǔn)確性，需要使波形采樣的樣本數(shù)足夠大。作為相關(guān)性系數(shù)，在波形采樣的數(shù)目是η的情況下(其中η是大于等于 2的整數(shù))，計算nC2個相似度的最大值，以形成相關(guān)性系數(shù)。下文中，作為一個示例，描述采樣2和采樣3之間的相似度是“0. 61”的情況，其中，該相似度是所有波形采樣之間的相似度中的最小相似度。返回圖1，繼續(xù)對電磁波區(qū)分設(shè)備100的配置的描述。分類部105獲取每一波形采樣的相似度，并基于獲取的相似度將波形采樣分類為簇。圖5是示出了將波形采樣分類為簇的序列的流程圖。分類部105從相似度計算部 104獲取每一采樣波形之間的相似度(步驟Ml)。分類部105選擇相似度最小的波形采樣 (此處，采樣2和幻(步驟。分類部105將波形采樣分類為簇(步驟。分類部105 輸出每一波形采樣的簇區(qū)分信息(步驟&ι4)。此處，簇區(qū)分信息是用于區(qū)分已分類的簇的區(qū)分信息。下文中，將簇區(qū)分信息標(biāo)記為CN(其中N是大于等于1的整數(shù))，并標(biāo)記為Cl、 C2，依此類推。圖6示出了基于相似度將波形采樣分類為簇的過程。在分類為簇中使用的變量 (波形采樣的特征量)是理想的相互獨立的且不具有相似度的。這是由于通過保持已分離的簇之間的距離，增強了電磁波的區(qū)分準(zhǔn)確性。因此，分類部105選擇了在相似度矩陣中相似度最小的波形采樣對。如圖6所示的表的最左列，分類部105選擇采樣2和采樣3，他們具有在所有波形采樣的相似度中的最小相似度(參見圖4)。分類部105基于所選采樣2和采樣3與其他采樣的相似度，將波形采樣分類為簇。 具體地，分類部105將與采樣2的相似度高于與采樣3的相似度的采樣分類入簇C2中。此外，分類部105將與采樣3的相似度高于與采樣2的相似度的采樣分類入簇Cl 中。通過使用這種分類，分類部105將類似于所選采樣2的電磁波分量和類似于采樣3的電磁波分量進行分類。作為在分類部105將波形采樣分類為簇時的簇分析方法，可應(yīng)用分級簇分析方法 (例如，最短距離方法、中位數(shù)方法、質(zhì)心方法、群平均方法、或Ward方法)和非分級簇分析方法(例如，k平均方法、模糊類型簇方法、或自組織處理方法)。分類部105恰當(dāng)?shù)剡x擇簇分析方法，使得簇的形狀不失真。圖7示出了已將波形采樣分類為兩個簇(Cl和C2)的示例。由X軸示出了在采樣 2和其他采樣(除了采樣幻之間的相關(guān)性系數(shù)。由Y軸示出了在采樣3和其他采樣(除了采樣2)之間的相關(guān)性系數(shù)。為了區(qū)分電磁波，至少兩個簇是必要的。簇的數(shù)目的最優(yōu)值根據(jù)接收電磁波的傳感器臺的電磁環(huán)境和安裝位置而改變。因此，可以在確定簇的數(shù)目的最優(yōu)值時，使用恰當(dāng)?shù)乃惴?。返回圖1，繼續(xù)對電磁波區(qū)分設(shè)備100的配置的描述。區(qū)分部106確定與波形采樣相對應(yīng)的電磁波的特征，該波形采樣構(gòu)成了由簇區(qū)分信息指示的簇。此處，區(qū)分部106對構(gòu)成簇的波形采樣的數(shù)目和數(shù)據(jù)(參見圖2、4和6)以及示出了接收頻率和時間的信息進行比較和引用，從而區(qū)分電磁波的特征。因此，區(qū)分部106能夠區(qū)分出與構(gòu)成簇Cl的波形采樣相對應(yīng)的電磁波是受影響的波(有害波)，且與構(gòu)成簇C2的波形采樣相對應(yīng)的電磁波是干擾波。輸出部108可以例如是顯示器或打印機。輸出部108從區(qū)分部106獲取區(qū)分結(jié)果， 并輸出(顯示)該區(qū)分結(jié)果。輸出部108顯示以下效果作為例如區(qū)分結(jié)果與構(gòu)成簇Cl的波形采樣相對應(yīng)的電磁波是受影響的波，且與構(gòu)成簇C2的波形采樣相對應(yīng)的電磁波是干擾波。如上所述，電磁波區(qū)分設(shè)備100包括獲取部101，在每一預(yù)定時間對所接收的電磁波的波形進行采樣；特征量計算部102，計算每一波形采樣的波形的特征量；相似度計算部104，計算在波形采樣之間的特征量的相似度；分類部105，基于相似度，將波形采樣分類為簇；以及區(qū)分部106，區(qū)分與構(gòu)成簇的波形采樣相對應(yīng)的電磁波。電磁波區(qū)分設(shè)備基于波形的特征量的相似度，對已接收的電磁波的波形進行分類，且因此可以準(zhǔn)確地區(qū)分電磁波的特征。作為特征量，可以多次使用與波形的振幅相對應(yīng)的量(例如振幅概率分布)。因此，電磁波區(qū)分設(shè)備能夠基于與已接收的電磁波的波形的振幅相對應(yīng)的量，更準(zhǔn)確地進行區(qū)分，甚至在將多個電磁波混合的環(huán)境中。電磁波區(qū)分設(shè)備100在存儲部103中存儲電磁波的預(yù)定頻率和時間的信息，且區(qū)分部106基于預(yù)定頻率和時間中的至少一項來區(qū)分電磁波。因此，電磁波區(qū)分設(shè)備100可以準(zhǔn)確地區(qū)分自發(fā)產(chǎn)生的電磁波。(第二示例實施例)參照附圖來詳細描述本發(fā)明的第二示例實施例。第二示例實施例與第一示例實施例的不同之處在于電磁波區(qū)分設(shè)備基于教導(dǎo)數(shù)據(jù)，確定在電磁波中是否發(fā)生電磁干擾。圖8是根據(jù)本發(fā)明的第二示例實施例的電磁波區(qū)分設(shè)備的配置的框圖。電磁波區(qū)分設(shè)備200通過計算在波形采樣的特征量和教導(dǎo)數(shù)據(jù)之間的相似度，確定在電磁波中是否發(fā)生電磁干擾。電磁波區(qū)分設(shè)備200包括獲取部201、特征量計算部202、存儲部203、相似度計算部204、教導(dǎo)數(shù)據(jù)選擇部210 (分類部205、區(qū)分部206)、確定部207以及輸出部208。獲取部201的功能與第一示例實施例中的獲取部101的功能相同。特征量計算部 202的功能與第一示例實施例中的特征量計算部102的功能相同。針對每一波形采樣，存儲部203存儲由特征量計算部202計算的波形采樣的特征量。教導(dǎo)數(shù)據(jù)選擇部210包括分類部205和區(qū)分部206。針對每一波形采樣，教導(dǎo)數(shù)據(jù)選擇部210從存儲部203獲取波形采樣的特征量。教導(dǎo)數(shù)據(jù)選擇部210從多個獲取的波形采樣中選擇一個波形采樣，并將所選波形采樣的特征量設(shè)置為教導(dǎo)數(shù)據(jù)。
分類部205與第一示例實施例中的分類部105的功能相同。區(qū)分部206從波形采樣中選擇一個波形采樣，并將所選波形采樣的特征量設(shè)置為教導(dǎo)數(shù)據(jù)。作為確定教導(dǎo)數(shù)據(jù)的方法，例如，計算簇的質(zhì)心位置，且選擇最接近計算出的質(zhì)心位置的波形采樣作為教導(dǎo)數(shù)據(jù)。區(qū)分部206區(qū)分與波形采樣相對應(yīng)的電磁波的特征量，該波形采樣構(gòu)成了由簇區(qū)分信息指示的簇。一般地，預(yù)期電磁波區(qū)分設(shè)備200從無效無線電臺接收無效電波的時間短，其從有效無線電臺接收有效電波的時間是絕大多數(shù)。因此，區(qū)分部206能夠通過對構(gòu)成簇的波形采樣進行計數(shù)，來區(qū)分來自有效無線電臺的有效電波和來自其他無效無線電臺的無效電波。圖9是示出了選擇教導(dǎo)數(shù)據(jù)的序列的流程圖。區(qū)分部206獲取每一波形采樣的簇區(qū)分信息(步驟Sbl)。區(qū)分部206對構(gòu)成簇的波形采樣的數(shù)目進行計數(shù)(步驟Sb》。區(qū)分部206選擇構(gòu)成簇的波形采樣的數(shù)目最大的簇(步驟Sb； )。區(qū)分部206從所選簇中選擇一個波形采樣(步驟Sb4)。然后，區(qū)分部206將所選波形采樣的特征量確定為教導(dǎo)數(shù)據(jù)，且在存儲部203中存儲所確定的教導(dǎo)數(shù)據(jù)(步驟Sb5)。返回圖8，繼續(xù)對電磁波區(qū)分設(shè)備200的配置的描述。相似度計算部204基于由獲取部201新采樣的已接收的電波的特征量以及在存儲部203中存儲的教導(dǎo)數(shù)據(jù)，計算它們的相似度。確定部207通過將預(yù)定閾值和相似度的量值進行比較，確定在與獲取部201采樣的波形采樣相對應(yīng)的電磁波中是否發(fā)生電磁干擾。在電磁波中發(fā)生電磁干擾的情況下，由于電磁干擾的影響產(chǎn)生的波形采樣的特征量發(fā)生改變，相似度也改變。因此，通過將預(yù)定閾值和相似度的量值進行比較，確定部207可以確定在電磁波中是否發(fā)生電磁干擾。輸出部208可以是例如顯示器或打印機。在確定部207確定電磁波中發(fā)生電磁干擾的情況下，輸出部208輸出以下效果在電磁波中發(fā)生電磁干擾。圖10是示出了確定在電磁波中是否發(fā)生電磁干擾的序列的流程圖。相似度計算部204獲取由獲取部201新采樣的波形采樣的特征量以及在存儲部203中存儲的教導(dǎo)數(shù)據(jù) (步驟&1)。相似度計算部204計算在波形采樣的特征量和教導(dǎo)數(shù)據(jù)之間的相似度(步驟 Sc2)。確定部207將預(yù)定閾值和相似度的量值進行比較。具體地，確定部207確定相似度是否小于等于預(yù)定閾值(步驟&3)。在相似度小于等于預(yù)定閾值的情況下(步驟是)， 輸出部208通知在電磁波中發(fā)生電磁干擾(步驟。另一方面，在相似度大于預(yù)定閾值的情況下(步驟Sc3-否)，確定部207完成確定在電磁波中是否發(fā)生電磁干擾的序列。可以反復(fù)執(zhí)行確定在電磁波中是否發(fā)生電磁干擾的過程。如上所述，電磁波區(qū)分設(shè)備200包括確定在電磁波中是否發(fā)生電磁干擾的確定部 207。區(qū)分部206選擇構(gòu)成簇的波形采樣的數(shù)目最大的簇，且使構(gòu)成所選簇的波形采樣的特征量作為教導(dǎo)數(shù)據(jù)。相似度計算部204計算教導(dǎo)數(shù)據(jù)和獲取部201新采樣的波形采樣的特征量之間的相似度。在相似度小于等于預(yù)定閾值的情況下，確定部207確定在電磁波中發(fā)生了電磁干擾。因此，電磁波區(qū)分設(shè)備200可以基于教導(dǎo)數(shù)據(jù)，確定在電磁波中是否發(fā)生了電磁干擾。此外，電磁波區(qū)分設(shè)備200可以基于教導(dǎo)數(shù)據(jù)，區(qū)分有效電波和無效電波。
(第三示例實施例)第三示例實施例使用更具體的示例描述了可以區(qū)分在有線或無線通信的通信中是否由于其他通信、電流或電磁噪聲而發(fā)生通信阻塞(干擾)的系統(tǒng)的配置。參照第一和第二示例實施例描述了第三示例實施例。下文中，描述了無線通信的示例實施例。圖8的獲取部201接收電磁波(到來電波)，在該電磁波中，通信信號包括干擾，例如電磁噪聲。此時使用的接收機是伏特計、電場強度計、頻譜分析儀等等。這種設(shè)備可以測量電磁波的每一頻率處的振幅。在該獲取部201 處獲得的振幅數(shù)據(jù)與振幅數(shù)據(jù)獲取的時間的時間數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，該時間數(shù)據(jù)自我保存在獲取部201中，或從外部獲取。此外，該獲取部201具有以下功能在每一預(yù)定時間重復(fù)采樣(對頻率和振幅值的測量)。獲取部201向特征量計算部202發(fā)送每一采樣的獲取數(shù)據(jù)。特征量計算部202計算APD (振幅概率分布)。APD是基于從獲取部201發(fā)送的振幅值數(shù)據(jù)和獲取時間數(shù)據(jù)的特征量，通過在超過規(guī)定振幅值的時間和整個測量時間之間的比率獲得該特征量。此處，由于計算出的特征量很大程度上受到振幅值的影響，其對于每種調(diào)制方法是不同的(參見例如圖11)。此外，即使是相同的調(diào)制方法，根據(jù)干擾度，或換言之根據(jù)通信阻塞，也發(fā)生其特征量的改變。作為示例，描述以下情況對于使用PSK作為調(diào)制方法的通信A，使用FSK的通信 B引起干擾。圖12示出了受影響的波α (通信Α)、干擾波β (通信B)、以及合成波γ (通信A+通信B)。關(guān)于特征量計算部202計算的APD，在分別僅接收通信A和通信B作為單一波的情況下(受影響的波α、干擾波β)，以及在干擾發(fā)生的情況下(合成波Y)，類似于圖 12所示的差異發(fā)生。使用分布中的該差異來區(qū)分電磁干擾。可以使用如圖13所示的振幅柱狀圖作為特征量。振幅柱狀圖是APD的導(dǎo)數(shù)，且對于振幅的震蕩，更高度靈敏的區(qū)分是可能的。特征量計算部202在存儲部203中存儲針對每一波形采樣的通過這種過程計算出的特征量數(shù)據(jù)。在存儲部203中，將特征量計算部202獲得的特征量進行量化并存儲。如果在從特征量計算部202接收的數(shù)據(jù)中包括數(shù)據(jù)獲取時間的時間數(shù)據(jù)，則有可能了解干擾 (或換言之，阻塞)發(fā)生的時間。圖2示出了在存儲部203中存儲的數(shù)據(jù)的示例。相似度計算部204執(zhí)行用于區(qū)分在由特征量計算部202獲得的特征量中的差異。 為了區(qū)分由于通信、電流、或電磁噪聲產(chǎn)生的通信阻塞(干擾)的目的，獲取部201重復(fù)測量，以監(jiān)視干擾波，且特征量計算部202計算每次的特征量。為了確定在這種狀態(tài)下發(fā)生的干擾強度的改變，相似度計算部204執(zhí)行將特征量之間的相似度進行數(shù)字化的過程。圖 3是示出了在相似度計算部204中數(shù)據(jù)處理的序列的流程圖。此處該過程是一般在統(tǒng)計處理中使用的方法，在該統(tǒng)計處理中，使用示出了兩個變量之間的相似度的相關(guān)性系數(shù)。公式 (1)示出了相關(guān)性系數(shù)的計算方法。該數(shù)離1越近，則兩個特征量的相似度越高，且可以確定他們與相同的電磁波分量相關(guān)。當(dāng)應(yīng)用由兩對數(shù)值構(gòu)成的數(shù)據(jù)集合(x，y) = Kxi，yi)} (i = 0，1，...，n)時，由公式(1)定義了 Pearson相關(guān)性系數(shù)C (x，y)。公式(1)
權(quán)利要求
1.一種區(qū)分電磁波的電磁波區(qū)分設(shè)備，包括獲取部，接收具有預(yù)定頻率的通信信號，以及每預(yù)定時間對所述通信信號的波形數(shù)據(jù)進行采樣，以獲得每一預(yù)定時間的采樣數(shù)據(jù)；特征量計算部，基于每一預(yù)定時間的采樣數(shù)據(jù)，計算每一預(yù)定時間的振幅特征量； 相似度計算部，計算相對于每一預(yù)定時間的振幅特征量的相似度； 分類部，基于所述相似度，將每一預(yù)定時間的通信信號分類為簇，以獲得每一預(yù)定時間的通信信號的簇分析結(jié)果；區(qū)分部，基于每一預(yù)定時間的通信信號的簇分析結(jié)果，針對所述簇中的每一個，區(qū)分構(gòu)成一個簇的通信信號，以獲得區(qū)分結(jié)果； 輸出部，輸出所述區(qū)分結(jié)果；以及存儲部，存儲所述振幅特征量、所述相似度、所述簇分析結(jié)果以及所述區(qū)分結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波區(qū)分設(shè)備，其中，所述區(qū)分部基于所獲得的每一預(yù)定時間的通信信號的簇分析結(jié)果，針對所述簇中的每一個，區(qū)分構(gòu)成一個簇的通信信號，以獲得區(qū)分結(jié)果，并基于所述區(qū)分結(jié)果，從所述存儲部中存儲的、每一預(yù)定時間的振幅特征量中選擇教導(dǎo)數(shù)據(jù)，以及所述電磁波區(qū)分設(shè)備還包括確定部，通過將預(yù)定閾值與以下相似度進行比較來確定在通信信號中是否發(fā)生干擾， 該相似度是所述區(qū)分部所選擇的教導(dǎo)數(shù)據(jù)與由所述獲取部新近采樣且由所述特征量計算部計算出的振幅特征量之間的相似度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁波區(qū)分設(shè)備，其中，所述振幅特征量包括所述獲取部中的每一預(yù)定時間的采樣數(shù)據(jù)的振幅概率分布和振幅柱狀圖。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁波區(qū)分設(shè)備，其中，所述區(qū)分部基于所述簇分析結(jié)果中簇之間的距離，自動確定所述確定部中的閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求4中任一項所述的電磁波區(qū)分設(shè)備，其中，所述區(qū)分部基于通信信號的接收頻率和接收時間中的至少一項來區(qū)分所述電磁波。
6.一種用于區(qū)分電磁波的電磁波區(qū)分設(shè)備的電磁波區(qū)分方法，所述方法包括 接收具有預(yù)定頻率的通信信號，以及每預(yù)定時間對所述通信信號的波形數(shù)據(jù)進行采樣，以獲得每一預(yù)定時間的采樣數(shù)據(jù)；基于每一預(yù)定時間的采樣數(shù)據(jù)，計算每一預(yù)定時間的振幅特征量； 計算相對于每一預(yù)定時間的振幅特征量的相似度；基于所述相似度，將每一預(yù)定時間的通信信號分類為簇，以獲得每一預(yù)定時間的通信信號的簇分析結(jié)果；基于每一預(yù)定時間的通信信號的簇分析結(jié)果，針對所述簇中的每一個，區(qū)分構(gòu)成一個簇的通信信號，以獲得區(qū)分結(jié)果； 輸出所述區(qū)分結(jié)果；以及存儲所述振幅特征量、所述相似度、所述簇分析結(jié)果以及所述區(qū)分結(jié)果。
7.一種存儲電磁波區(qū)分程序的計算機可讀存儲介質(zhì)，所述電磁波區(qū)分程序使計算機執(zhí)行以下各項功能獲取功能，接收具有預(yù)定頻率的通信信號，以及每預(yù)定時間對所述通信信號的波形數(shù)據(jù)進行采樣，以獲得每一預(yù)定時間的采樣數(shù)據(jù)；特征量計算功能，基于每一預(yù)定時間的采樣數(shù)據(jù)，計算每一預(yù)定時間的振幅特征量； 相似度計算功能，計算相對于每一預(yù)定時間的振幅特征量的相似度； 分類功能，基于所述相似度，將每一預(yù)定時間的通信信號分類為簇，以獲得每一預(yù)定時間的通信信號的簇分析結(jié)果；區(qū)分功能，基于每一預(yù)定時間的通信信號的簇分析結(jié)果，針對所述簇中的每一個，區(qū)分構(gòu)成一個簇的通信信號，以獲得區(qū)分結(jié)果； 輸出功能，輸出所述區(qū)分結(jié)果；以及存儲功能，存儲所述振幅特征量、所述相似度、所述簇分析結(jié)果以及所述區(qū)分結(jié)果。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一種電磁波區(qū)分設(shè)備區(qū)分電磁波，且包括獲取部、特征量計算部、相似度計算部、分類部、區(qū)分部、輸出部以及存儲部。所述獲取部接收具有預(yù)定頻率的通信信號，以及每預(yù)定時間對所述通信信號的波形數(shù)據(jù)進行采樣，以獲得每一預(yù)定時間的采樣數(shù)據(jù)。所述特征量計算部基于每一預(yù)定時間的所述采樣數(shù)據(jù)，計算每一預(yù)定時間的振幅特征量。所述相似度計算部計算相對于每一預(yù)定時間的所述振幅特征量的相似度。所述分類部基于所述相似度，將每一預(yù)定時間的所述通信信號分類為簇，以獲得每一預(yù)定時間的所述通信信號的簇分析結(jié)果。所述區(qū)分部基于每一預(yù)定時間的所述通信信號的簇分析結(jié)果，針對所述簇中的每一個，區(qū)分構(gòu)成一個簇的通信信號，以獲得區(qū)分結(jié)果。所述輸出部輸出所述區(qū)分結(jié)果。所述存儲部存儲所述振幅特征量、所述相似度、所述簇分析結(jié)果以及所述區(qū)分結(jié)果。
文檔編號H04B17/00GK102404058SQ20111020944
公開日2012年4月4日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者塚本健太, 夏目尚紀(jì), 楠本學(xué) 申請人:日本電氣株式會社