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(duì)移動(dòng)通信中的電波的需求也日益增長(zhǎng)。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(qiáng)吞吐量，需要區(qū)分干擾波，并執(zhí)行針對(duì)電磁干擾的檢測(cè)處理。作為實(shí)現(xiàn)該電磁波區(qū)分和電磁干擾檢測(cè)的方法，已提出了各種建議。在日本未審專利申請(qǐng)首次公開Νο.Η09_218230(下文中稱作專利文獻(xiàn)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(jì)無線通信的質(zhì)量，并對(duì)觀察到的電磁環(huán)境進(jìn)行分類，從而識(shí)別不必要的放射線的放射線源。專利文獻(xiàn)1公開的電磁環(huán)境觀察設(shè)備通過計(jì)算作為電磁波的波形的特征量的振幅概率分布(APD)，來估計(jì)無線通信的質(zhì)量。關(guān)于在日本未審專利申請(qǐng)首次公開No. 2007-206037(下文中稱作專利文獻(xiàn)2)，中公開的信號(hào)測(cè)量和分析設(shè)備以及存儲(chǔ)和分析波形數(shù)據(jù)，通過分析已存儲(chǔ)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(xiàn)1中公開的電磁環(huán)境觀察設(shè)備，使用APD (其為振幅波動(dòng)的概率分布)作為特征量，來估計(jì)比特錯(cuò)誤率或吞吐量。在該設(shè)備中假定已獲得了針對(duì)干擾通信的調(diào)制系統(tǒng)或強(qiáng)度的在先信息，使得難以對(duì)應(yīng)于由于接收地點(diǎn)產(chǎn)生的電波環(huán)境的改變。關(guān)于在專利文獻(xiàn)2中公開的信號(hào)測(cè)量和分析設(shè)備，使用在任意時(shí)間域中對(duì)波形峰值或平均值等等的單一參數(shù)估計(jì)作為在波形數(shù)據(jù)的特性分析中使用的波形參數(shù)。對(duì)于該常規(guī)測(cè)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(jì)，系統(tǒng)配置已變?yōu)榇笠?guī)模，且因此不適用于移動(dòng)設(shè)施。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，設(shè)計(jì)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(hào)，以及每預(yù)定時(shí)間對(duì)所述通信信號(hào)的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，以獲得每一預(yù)定時(shí)間的采樣數(shù)據(jù)；特征量計(jì)算部，基于每一預(yù)定時(shí)間的所述采樣數(shù)據(jù)，計(jì)算每一預(yù)定時(shí)間的振幅特征量；相似度計(jì)算部，計(jì)算相對(duì)于每一預(yù)定時(shí)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(shí)間的所述通信信號(hào)分類為簇，以獲得每一預(yù)定時(shí)間的所述通信信號(hào)的簇分析結(jié)果；區(qū)分部，基于每一預(yù)定時(shí)間的所述通信信號(hào)的簇分析結(jié)果，針對(duì)所述簇中的每一個(gè)，區(qū)分構(gòu)成一個(gè)簇的通信信號(hào)，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(chǔ)部，存儲(chǔ)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(hào)，以及每預(yù)定時(shí)間對(duì)所述通信信號(hào)的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣， 以獲得每一預(yù)定時(shí)間的采樣數(shù)據(jù)；基于每一預(yù)定時(shí)間的所述采樣數(shù)據(jù)，計(jì)算每一預(yù)定時(shí)間的振幅特征量；計(jì)算相對(duì)于每一預(yù)定時(shí)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(shí)間的所述通信信號(hào)分類為簇，以獲得每一預(yù)定時(shí)間的所述通信信號(hào)的簇分析結(jié)果；基于每一預(yù)定時(shí)間的所述通信信號(hào)的簇分析結(jié)果，針對(duì)所述簇中的每一個(gè)，區(qū)分構(gòu)成一個(gè)簇的通信信號(hào)，以獲得區(qū)分結(jié)果；輸出所述區(qū)分結(jié)果；以及存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)電磁波區(qū)分程序。所述程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行獲取功能，接收具有預(yù)定頻率的通信信號(hào)，以及每預(yù)定時(shí)間對(duì)所述通信信號(hào)的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，以獲得每一預(yù)定時(shí)間的采樣數(shù)據(jù)；特征量計(jì)算功能，基于每一預(yù)定時(shí)間的所述采樣數(shù)據(jù)，計(jì)算每一預(yù)定時(shí)間的振幅特征量；相似度計(jì)算功能，計(jì)算相對(duì)于每一預(yù)定時(shí)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(shí)間的所述通信信號(hào)分類為簇，以獲得每一預(yù)定時(shí)間的所述通信信號(hào)的簇分析結(jié)果；區(qū)分功能，基于每一預(yù)定時(shí)間的所述通信信號(hào)的簇分析結(jié)果，針對(duì)所述簇中的每一個(gè)，區(qū)分構(gòu)成一個(gè)簇的通信信號(hào)，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(chǔ)功能，存儲(chǔ)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(duì)所接收的電磁波的波形進(jìn)行分類。因此，可以準(zhǔn)確地區(qū)分電磁波的特性，同時(shí)不需要對(duì)電磁波環(huán)境的在先信息。因此，可以自動(dòng)識(shí)別簡(jiǎn)單設(shè)備組件中的通信信號(hào)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(shí)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(shí)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(shí)施例中計(jì)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(shí)施例的相似度計(jì)算部中計(jì)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(shí)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(shí)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(shí)施例中被分類為兩個(gè)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)施例中在信號(hào)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(shí)施例中計(jì)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(shí)施例中計(jì)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(shí)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(shí)施例中的由分類部進(jìn)行的分級(jí)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(shí)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(shí)施例中的根據(jù)干擾強(qiáng)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(shí)施例中的根據(jù)干擾強(qiáng)度的量值的距離函數(shù)的改變的圖。
具體實(shí)施例方式(第一示例實(shí)施例)參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的第一示例實(shí)施例。圖1是示出了根據(jù)第一示例實(shí)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(jì)算部102、存儲(chǔ)部103、相似度計(jì)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(shí)間對(duì)所接收的電磁波(到來電波)的波形進(jìn)行采樣，并將采樣提供給特征量計(jì)算部102。此外，獲取部101向特征量計(jì)算部102提供每一預(yù)定時(shí)間的已接收的電磁波的測(cè)量日期(接收時(shí)間)。獲取部101可以是例如測(cè)量波形的振幅的頻譜分析儀(測(cè)量設(shè)備)。獲取部101可以從另一個(gè)設(shè)備獲取指示波形或波形的振幅的數(shù)據(jù)。特征量計(jì)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(shí)間的測(cè)量日期(接收時(shí)間)。特征量計(jì)算部102添加在每一預(yù)定時(shí)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(jì)算部102計(jì)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(gè)時(shí)間長(zhǎng)度和波形超過預(yù)定振幅的時(shí)間長(zhǎng)度之間的比率的概率分布。特征量計(jì)算部102 輸出已被添加了區(qū)分信息的與在每一預(yù)定時(shí)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(jì)量中至少一項(xiàng)或多項(xiàng)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(cè)量日期。存儲(chǔ)部103存儲(chǔ)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(gè)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(cè)量時(shí)間。此外，存儲(chǔ)部103還可以存儲(chǔ)已接收的電磁波的預(yù)定接收頻率和接收時(shí)間。返回圖1，繼續(xù)對(duì)電磁波區(qū)分設(shè)備100的配置的描述。計(jì)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(jì)算部104計(jì)算計(jì)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(jì)算相似度的序列的流程圖。相似度計(jì)算部104獲取每一預(yù)定時(shí)間的波形采樣的特征量(步驟Si)。相似度計(jì)算部104計(jì)算波形采樣之間的特征量的相似度 (步驟S》。相似度計(jì)算部104輸出計(jì)算出的相似度(步驟S3)。圖4示出了相似度計(jì)算部104檢測(cè)到的相似度的示例。此處，作為一個(gè)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(jì)算nC2個(gè)相似度的最大值，以形成相關(guān)性系數(shù)。下文中，作為一個(gè)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(duì)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(jì)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(dú)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(qiáng)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(duì)。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(jìn)行分類。作為在分類部105將波形采樣分類為簇時(shí)的簇分析方法，可應(yīng)用分級(jí)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(jí)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(gè)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(gè)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(tái)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(shí)，使用恰當(dāng)?shù)乃惴ā７祷貓D1，繼續(xù)對(duì)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(duì)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(duì)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(shí)間的信息進(jìn)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(duì)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(duì)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(jī)。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(duì)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(duì)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(shí)間對(duì)所接收的電磁波的波形進(jìn)行采樣；特征量計(jì)算部102，計(jì)算每一波形采樣的波形的特征量；相似度計(jì)算部104，計(jì)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(duì)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(duì)已接收的電磁波的波形進(jìn)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(duì)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(duì)應(yīng)的量，更準(zhǔn)確地進(jìn)行區(qū)分，甚至在將多個(gè)電磁波混合的環(huán)境中。電磁波區(qū)分設(shè)備100在存儲(chǔ)部103中存儲(chǔ)電磁波的預(yù)定頻率和時(shí)間的信息，且區(qū)分部106基于預(yù)定頻率和時(shí)間中的至少一項(xiàng)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(shí)施例)參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明的第二示例實(shí)施例。第二示例實(shí)施例與第一示例實(shí)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(shí)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(jì)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(jì)算部202、存儲(chǔ)部203、相似度計(jì)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(shí)施例中的獲取部101的功能相同。特征量計(jì)算部 202的功能與第一示例實(shí)施例中的特征量計(jì)算部102的功能相同。針對(duì)每一波形采樣，存儲(chǔ)部203存儲(chǔ)由特征量計(jì)算部202計(jì)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(duì)每一波形采樣，教導(dǎo)數(shù)據(jù)選擇部210從存儲(chǔ)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(gè)獲取的波形采樣中選擇一個(gè)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(shí)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(gè)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(jì)算簇的質(zhì)心位置，且選擇最接近計(jì)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(duì)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(tái)接收無效電波的時(shí)間短，其從有效無線電臺(tái)接收有效電波的時(shí)間是絕大多數(shù)。因此，區(qū)分部206能夠通過對(duì)構(gòu)成簇的波形采樣進(jìn)行計(jì)數(shù)，來區(qū)分來自有效無線電臺(tái)的有效電波和來自其他無效無線電臺(tái)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(duì)構(gòu)成簇的波形采樣的數(shù)目進(jìn)行計(jì)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(gè)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(chǔ)部203中存儲(chǔ)所確定的教導(dǎo)數(shù)據(jù)(步驟Sb5)。返回圖8，繼續(xù)對(duì)電磁波區(qū)分設(shè)備200的配置的描述。相似度計(jì)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(chǔ)部203中存儲(chǔ)的教導(dǎo)數(shù)據(jù)，計(jì)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(jìn)行比較，確定在與獲取部201采樣的波形采樣相對(duì)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(jìn)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(jī)。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(jì)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(chǔ)部203中存儲(chǔ)的教導(dǎo)數(shù)據(jù) (步驟&1)。相似度計(jì)算部204計(jì)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(jìn)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?？梢苑磸?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(jì)算部204計(jì)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(shí)施例)第三示例實(shí)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(shí)施例描述了第三示例實(shí)施例。下文中，描述了無線通信的示例實(shí)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(hào)包括干擾，例如電磁噪聲。此時(shí)使用的接收機(jī)是伏特計(jì)、電場(chǎng)強(qiáng)度計(jì)、頻譜分析儀等等。這種設(shè)備可以測(cè)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(shí)間的時(shí)間數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)，該時(shí)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(shí)間重復(fù)采樣(對(duì)頻率和振幅值的測(cè)量)。獲取部201向特征量計(jì)算部202發(fā)送每一采樣的獲取數(shù)據(jù)。特征量計(jì)算部202計(jì)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(shí)間數(shù)據(jù)的特征量，通過在超過規(guī)定振幅值的時(shí)間和整個(gè)測(cè)量時(shí)間之間的比率獲得該特征量。此處，由于計(jì)算出的特征量很大程度上受到振幅值的影響，其對(duì)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(duì)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(jì)算部202計(jì)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?？梢允褂萌鐖D13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(duì)于振幅的震蕩，更高度靈敏的區(qū)分是可能的。特征量計(jì)算部202在存儲(chǔ)部203中存儲(chǔ)針對(duì)每一波形采樣的通過這種過程計(jì)算出的特征量數(shù)據(jù)。在存儲(chǔ)部203中，將特征量計(jì)算部202獲得的特征量進(jìn)行量化并存儲(chǔ)。如果在從特征量計(jì)算部202接收的數(shù)據(jù)中包括數(shù)據(jù)獲取時(shí)間的時(shí)間數(shù)據(jù)，則有可能了解干擾 (或換言之，阻塞)發(fā)生的時(shí)間。圖2示出了在存儲(chǔ)部203中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的示例。相似度計(jì)算部204執(zhí)行用于區(qū)分在由特征量計(jì)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(cè)量，以監(jiān)視干擾波，且特征量計(jì)算部202計(jì)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(qiáng)度的改變，相似度計(jì)算部204執(zhí)行將特征量之間的相似度進(jìn)行數(shù)字化的過程。圖 3是示出了在相似度計(jì)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(jì)處理中使用的方法，在該統(tǒng)計(jì)處理中，使用示出了兩個(gè)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(jì)算方法。該數(shù)離1越近，則兩個(gè)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(duì)數(shù)值構(gòu)成的數(shù)據(jù)集合(x，y) = Kxi，yi)} (i = 0，1，...，n)時(shí)，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(hào)，以及每預(yù)定時(shí)間對(duì)所述通信信號(hào)的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，以獲得每一預(yù)定時(shí)間的采樣數(shù)據(jù)；特征量計(jì)算部，基于每一預(yù)定時(shí)間的采樣數(shù)據(jù)，計(jì)算每一預(yù)定時(shí)間的振幅特征量； 相似度計(jì)算部，計(jì)算相對(duì)于每一預(yù)定時(shí)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(shí)間的通信信號(hào)分類為簇，以獲得每一預(yù)定時(shí)間的通信信號(hào)的簇分析結(jié)果；區(qū)分部，基于每一預(yù)定時(shí)間的通信信號(hào)的簇分析結(jié)果，針對(duì)所述簇中的每一個(gè)，區(qū)分構(gòu)成一個(gè)簇的通信信號(hào)，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(chǔ)部，存儲(chǔ)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(shí)間的通信信號(hào)的簇分析結(jié)果，針對(duì)所述簇中的每一個(gè)，區(qū)分構(gòu)成一個(gè)簇的通信信號(hào)，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(chǔ)部中存儲(chǔ)的、每一預(yù)定時(shí)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(jìn)行比較來確定在通信信號(hào)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(jì)算部計(jì)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(shí)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(dòng)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(xiàng)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(hào)的接收頻率和接收時(shí)間中的至少一項(xiàng)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(hào)，以及每預(yù)定時(shí)間對(duì)所述通信信號(hào)的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，以獲得每一預(yù)定時(shí)間的采樣數(shù)據(jù)；基于每一預(yù)定時(shí)間的采樣數(shù)據(jù)，計(jì)算每一預(yù)定時(shí)間的振幅特征量； 計(jì)算相對(duì)于每一預(yù)定時(shí)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(shí)間的通信信號(hào)分類為簇，以獲得每一預(yù)定時(shí)間的通信信號(hào)的簇分析結(jié)果；基于每一預(yù)定時(shí)間的通信信號(hào)的簇分析結(jié)果，針對(duì)所述簇中的每一個(gè)，區(qū)分構(gòu)成一個(gè)簇的通信信號(hào)，以獲得區(qū)分結(jié)果； 輸出所述區(qū)分結(jié)果；以及存儲(chǔ)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(chǔ)電磁波區(qū)分程序的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述電磁波區(qū)分程序使計(jì)算機(jī)執(zhí)行以下各項(xiàng)功能獲取功能，接收具有預(yù)定頻率的通信信號(hào)，以及每預(yù)定時(shí)間對(duì)所述通信信號(hào)的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，以獲得每一預(yù)定時(shí)間的采樣數(shù)據(jù)；特征量計(jì)算功能，基于每一預(yù)定時(shí)間的采樣數(shù)據(jù)，計(jì)算每一預(yù)定時(shí)間的振幅特征量； 相似度計(jì)算功能，計(jì)算相對(duì)于每一預(yù)定時(shí)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(shí)間的通信信號(hào)分類為簇，以獲得每一預(yù)定時(shí)間的通信信號(hào)的簇分析結(jié)果；區(qū)分功能，基于每一預(yù)定時(shí)間的通信信號(hào)的簇分析結(jié)果，針對(duì)所述簇中的每一個(gè)，區(qū)分構(gòu)成一個(gè)簇的通信信號(hào)，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(chǔ)功能，存儲(chǔ)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(jì)算部、相似度計(jì)算部、分類部、區(qū)分部、輸出部以及存儲(chǔ)部。所述獲取部接收具有預(yù)定頻率的通信信號(hào)，以及每預(yù)定時(shí)間對(duì)所述通信信號(hào)的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，以獲得每一預(yù)定時(shí)間的采樣數(shù)據(jù)。所述特征量計(jì)算部基于每一預(yù)定時(shí)間的所述采樣數(shù)據(jù)，計(jì)算每一預(yù)定時(shí)間的振幅特征量。所述相似度計(jì)算部計(jì)算相對(duì)于每一預(yù)定時(shí)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(shí)間的所述通信信號(hào)分類為簇，以獲得每一預(yù)定時(shí)間的所述通信信號(hào)的簇分析結(jié)果。所述區(qū)分部基于每一預(yù)定時(shí)間的所述通信信號(hào)的簇分析結(jié)果，針對(duì)所述簇中的每一個(gè)，區(qū)分構(gòu)成一個(gè)簇的通信信號(hào)，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(chǔ)部存儲(chǔ)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(hào)H04B17/00GK102404058SQ20111020944
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)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(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社