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JP7528354B2 - Wireless devices - Google Patents
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JP7528354B2 - Wireless devices - Google Patents

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Description

本発明は、例えば航空管制で用いられる無線装置に係り、特に混信の有無を迅速且つ高精度に検出することができる無線装置に関する。 The present invention relates to radio equipment used, for example, in air traffic control, and in particular to radio equipment capable of quickly and accurately detecting the presence or absence of interference.

[先行技術の説明]
無線通信では、複数の無線局が同時に同一周波数で送信を行うことで、受信局において混信が発生する。
例えば航空管制において、複数の航空機の無線局が同時送信することで混信が発生し、重大インシデントにつながりかねない事象が報告されている。
Description of the Prior Art
In wireless communication, when multiple wireless stations transmit simultaneously at the same frequency, interference occurs at the receiving station.
For example, in air traffic control, there have been reports of interference caused by simultaneous transmissions from multiple aircraft radio stations, which could lead to serious incidents.

航空管制の無線通信方式は、AM変調が採用されており、混信状態では受信側で音声のかぶりや異音が発生するため、航空管制官がそれらに基づいて混信の有無を判断している。
しかし、混信状態にある信号の相対レベル差が20dB以上ある場合には、強い信号に弱い信号が抑圧されて異音を認識できないことがあり、混信の検出が困難となっている。
更に、従来は、人間の聴覚及び経験に基づく判定であるため、検出見逃しが発生する恐れがあった。
Air traffic control radio communication uses AM modulation, and when there is interference, audio overtones and strange noises occur at the receiving end. Air traffic controllers use these to determine whether there is interference or not.
However, when the relative level difference between the signals in an interference state is 20 dB or more, the weak signal is suppressed by the strong signal, and the abnormal sound may not be recognized, making it difficult to detect interference.
Furthermore, in the past, since the judgment was based on human hearing and experience, there was a risk of overlooking detection.

[関連技術]
尚、無線装置における混信の有無を検出する従来技術としては、特許第6647424号公報「無線機」(特許文献1)がある。
特許文献1には、ADCから出力された受信信号をベースバンド周波数に変換し、最適なサンプリングレートに変換し、窓処理を施してからFFT(Fast Fourier Transform:高速フーリエ変換)処理を行い、FFT処理の出力のピーク電力を検出し、検出したピーク数によって混信状態を検出する無線機が記載されている。
[Related Technology]
Incidentally, a conventional technique for detecting the presence or absence of interference in a wireless device is disclosed in Japanese Patent No. 6647424 "Wireless Device" (Patent Document 1).
Patent Document 1 describes a radio device that converts a received signal output from an ADC to a baseband frequency, converts it to an optimal sampling rate, applies window processing, and then performs FFT (Fast Fourier Transform) processing, detects peak power of the output of the FFT processing, and detects an interference state based on the number of detected peaks.

特許第6647424号公報Patent No. 6647424

しかしながら、従来の無線装置では、航空管制官が耳で聴き分けて混信の有無を判定していたため、検出精度が低く、見逃がしが発生する恐れがあるという問題点があった。
また、従来の無線装置では、混信の程度に応じた危険度を報知できるものとはなっていないという問題点があった。
However, with conventional wireless devices, air traffic controllers had to listen to signals to determine whether or not there was interference, which resulted in low detection accuracy and the risk of interference being overlooked.
Furthermore, conventional wireless devices have the problem that they are not capable of reporting the degree of danger according to the level of interference.

尚、特許文献1には、FFTをオーバーラップ処理で行って、混信の検出に要する時間を短縮し、検出精度を向上させることは記載されていない。Furthermore, Patent Document 1 does not mention performing FFT using overlap processing to shorten the time required to detect interference and improve detection accuracy.

本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、迅速且つ高精度に混信の有無を検出でき、更に混信の程度に応じた危険度を報知して、安全性を高めることができる無線装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned circumstances, and aims to provide a wireless device that can quickly and accurately detect the presence or absence of interference, and further notify the user of the level of risk according to the degree of interference, thereby enhancing safety.

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、一つの無線通信エリアにおいて複数の無線機が同時に同一周波数で電波を送信することで受信側に発生する混信を検出する無線装置であって、受信信号に対して後続の高速フーリエ変換(FFT)処理の結果を最適化するために窓処理を行う窓処理部と、窓処理部から出力された信号を高い周波数にレート変換して、特定数のサンプルを含むFFTフレームを、一定のサンプル数だけずらしながらオーバーラップさせて切り出し、FFTフレームを一定のサンプル数の時間毎に順次出力するレート変換部と、レート変換部から出力されたFFTフレーム毎に、当該FFTフレームの信号を周波数とレベルの関係に高速フーリエ変換するFFT部と、FFT部から出力されたキャリア周波数を含む帯域のピーク電力を検出し、検出したピークの数によって混信状態を一定のサンプル数の時間毎に判定して混信を検出する混信検出部と、を備える。 The present invention, which solves the problems of the above-mentioned conventional examples, is a wireless device that detects interference occurring on a receiving side when a plurality of wireless devices simultaneously transmit radio waves at the same frequency in one wireless communication area, and includes a window processing unit that performs window processing on the received signal in order to optimize the results of subsequent fast Fourier transform (FFT) processing, a rate conversion unit that rate converts the signal output from the window processing unit to a high frequency, extracts FFT frames each containing a specific number of samples by overlapping while shifting the frames by a fixed number of samples, and sequentially outputs the FFT frames every fixed number of samples , an FFT unit that performs a fast Fourier transform on the signal of the FFT frame output from the rate conversion unit so as to have a frequency-level relationship, and an interference detection unit that detects peak power in a band including the carrier frequency output from the FFT unit, and detects interference by determining the interference state every fixed number of samples based on the number of peaks detected.

また、本発明は、上記無線装置において、NTPプロトコル又はGPSによる時刻情報を取得するインタフェース部を有する。 The present invention also provides, in the wireless device, an interface unit that acquires time information via the NTP protocol or GPS.

また、本発明は、上記無線装置において、混信検出部によって混信が検出された場合に混信状態のデータを記憶する記憶装置が接続されている。 In addition, in the above wireless device, the present invention is connected to a memory device that stores data on the interference state when interference is detected by the interference detection unit.

また、本発明は、上記無線装置において、記憶装置から混信状態のデータを読み出して表示するコンピュータ装置が接続されている。 In addition, in the above-mentioned wireless device, the present invention is connected to a computer device that reads out and displays interference status data from the storage device.

また、本発明は、上記無線装置において、コンピュータ装置が、混信状態であることを示すデータを受信すると、危険度が小さいことを示す警告を表示すると共に計時を開始し、混信状態が特定の時間より長く継続した場合は危険度が大きいことを示す警報を表示する。 In addition, in the wireless device of the present invention, when the computer device receives data indicating that an interference state exists, it displays a warning indicating that the risk is low and starts timing, and if the interference state continues for longer than a specific time, it displays an alarm indicating that the risk is high.

また、本発明は、FFT処理の1フレームのサンプル数を増やすと共に、オーバーラップさせる回数を増やす上記無線装置としている。 The present invention also provides a wireless device that increases the number of samples per frame in FFT processing and increases the number of overlaps.

また、本発明は、上記無線装置において、複数の無線通信エリアに対応して、複数の周波数毎に窓処理部、FFT部及び混信検出部を備える。 In addition, in the above-mentioned wireless device, the present invention is provided with a window processing unit, an FFT unit, and an interference detection unit for each of multiple frequencies corresponding to multiple wireless communication areas.

本発明によれば、一つの無線通信エリアにおいて複数の無線機が同時に同一周波数で電波を送信することで受信側に発生する混信を検出する無線装置であって、受信信号に対して後続の高速フーリエ変換(FFT)処理の結果を最適化するために窓処理を行う窓処理部と、窓処理部から出力された信号を高い周波数にレート変換して、特定数のサンプルを含むFFTフレームを、一定のサンプル数だけずらしながらオーバーラップさせて切り出し、FFTフレームを一定のサンプル数の時間毎に順次出力するレート変換部と、レート変換部から出力されたFFTフレーム毎に、当該FFTフレームの信号を周波数とレベルの関係に高速フーリエ変換するFFT部と、FFT部から出力されたキャリア周波数を含む帯域のピーク電力を検出し、検出したピークの数によって混信状態を一定のサンプル数の時間毎に判定して混信を検出する混信検出部と、を備える無線装置としているので、混信有無の検出に要する時間を短縮すると共にFFTポイント数を増やして検出精度を向上させることができ、迅速且つ高精度に混信の有無を判定することができる効果がある。 According to the present invention, a wireless device that detects interference occurring on a receiving side when a plurality of wireless devices simultaneously transmit radio waves at the same frequency in one wireless communication area includes a window processing unit that performs window processing on the received signal in order to optimize the results of subsequent fast Fourier transform (FFT) processing, a rate conversion unit that rate converts the signal output from the window processing unit to a high frequency, and cuts out FFT frames including a specific number of samples by overlapping while shifting the FFT frames by a fixed number of samples, and sequentially outputs the FFT frames every fixed number of samples, an FFT unit that performs fast Fourier transform on the signal of the FFT frame output from the rate conversion unit to a relationship between frequency and level, and an interference detection unit that detects peak power in a band including the carrier frequency output from the FFT unit, and detects interference by determining the interference state every fixed number of samples based on the number of detected peaks. This wireless device has the effect of shortening the time required to detect the presence or absence of interference and increasing the number of FFT points to improve detection accuracy, thereby enabling the presence or absence of interference to be determined quickly and with high accuracy.

また、本発明によれば、混信検出部によって混信が検出された場合に混信状態のデータを記憶する記憶装置が接続されている上記無線装置としているので、混信状態のデータを解析に利用することができる効果がある。 In addition, according to the present invention, the wireless device is connected to a storage device that stores data on the interference state when interference is detected by the interference detection unit, which has the effect of making it possible to use the data on the interference state for analysis.

また、本発明によれば、記憶装置から混信状態のデータを読み出して表示するコンピュータ装置が接続されている上記無線装置としているので、混信の状態を表示によって報知することができる効果がある。 In addition, according to the present invention, the wireless device is connected to a computer device that reads out and displays data on the interference state from the storage device, thereby having the effect of being able to notify the user of the interference state by displaying it.

また、本発明によれば、コンピュータ装置が、混信状態であることを示すデータを受信すると、危険度が小さいことを示す警告を表示すると共に計時を開始し、混信状態が特定の時間より長く継続した場合は危険度が大きいことを示す警報を表示する上記無線装置としているので、混信の程度に応じた危険度を報知して、安全性を高めることができる効果がある。 Furthermore, according to the present invention, when the computer device receives data indicating an interference state, the wireless device displays a warning indicating that the risk is low and starts timing, and if the interference state continues for longer than a specific time, displays an alarm indicating that the risk is high. This has the effect of notifying the user of the risk according to the level of interference, thereby enhancing safety.

また、本発明によれば、FFT処理の1フレームのサンプル数を増やすと共に、オーバーラップさせる回数を増やす無線装置としているので、ノイズフロアを低減して更に検出精度を向上させることができる効果がある。 In addition, according to the present invention, a wireless device is provided that increases the number of samples per frame in FFT processing and also increases the number of overlaps, thereby reducing the noise floor and further improving detection accuracy.

また、本発明によれば、複数の無線通信エリアに対応して、複数の周波数毎に窓処理部、FFT部及び混信検出部を備える上記無線装置としているので、複数の無線通信エリアにおける混信の有無を検出することができる効果がある。 In addition, according to the present invention, the above-mentioned wireless device is provided with a window processing unit, an FFT unit, and an interference detection unit for each of a plurality of frequencies corresponding to a plurality of wireless communication areas, and thus has the effect of being able to detect the presence or absence of interference in a plurality of wireless communication areas.

本無線装置の構成例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing a configuration example of the present wireless device. 受信装置4の構成ブロック図である。FIG. 2 is a configuration block diagram of a receiving device 4. 混信検出装置における処理を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a process in the interference detection device. 混信検出装置におけるオーバーラップ処理の概要を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing an overview of overlap processing in an interference detection device. 混信検出時の波形例(1)を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example (1) of a waveform when interference is detected. 混信検出時の波形例(2)を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing an example (2) of a waveform when interference is detected.

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
[実施の形態の概要]
本発明の実施の形態に係る無線装置(本無線装置)は、複数の無線機が同一の周波数を用いて送信した際に受信側で発生する混信の有無を検出する混信検出装置を備え、混信検出装置において、窓処理部が、キャリア周波数を中心周波数とする受信信号に対して後続のFFT処理を最適に行うための窓処理を行い、レート変換部が、窓処理部からの出力信号を高い周波数でレート変換して、特定数のサンプルを含むフレームをオーバーラップさせつつ出力し、FFT部が、レート変換部から出力された信号をフレーム単位でFFT処理して周波数とレベルの関係を出力し、混信検出部が、FFT部から出力されたキャリアのピークを検出し、複数のピークが検出された場合に混信状態と判定するものであり、フレームをオーバーラップさせてFFT処理することにより、混信有無の検出に要する時間を短縮すると共にFFTポイント数を増やして検出精度を向上させることができ、迅速且つ高精度に混信の有無を判定することができるものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[Outline of the embodiment]
A wireless device according to an embodiment of the present invention (this wireless device) includes an interference detection device that detects the presence or absence of interference that occurs on the receiving side when a plurality of wireless devices transmit using the same frequency. In the interference detection device, a window processing unit performs window processing on a received signal having a carrier frequency as a center frequency in order to optimally perform subsequent FFT processing. A rate conversion unit rate converts the output signal from the window processing unit at a high frequency and outputs frames containing a specific number of samples while overlapping them. An FFT unit performs FFT processing on the signal output from the rate conversion unit on a frame-by-frame basis to output the relationship between frequency and level. An interference detection unit detects peaks of the carrier output from the FFT unit and determines that an interference state exists if multiple peaks are detected. By performing FFT processing with overlapping frames, the time required to detect the presence or absence of interference can be shortened and the number of FFT points can be increased to improve detection accuracy, making it possible to quickly and accurately determine the presence or absence of interference.

また、本無線装置は、混信を検出すると、混信があることを示す警告を出力すると共に継続時間の計測を開始し、継続時間が一定時間以上になると危険度が大きいことを示す警報を出力するものであり、危険度をリアルタイムで報知することができ、注意を促すことができるものである。 In addition, when this wireless device detects interference, it outputs a warning indicating that interference is present and begins measuring the duration, and if the duration exceeds a certain period of time, it outputs an alarm indicating a high level of danger, thereby reporting the level of danger in real time and calling attention to the danger.

また、本無線装置は、複数の無線通信エリアに対応する周波数毎に上述した混信検出装置を備えたものとしており、複数の無線通信エリアにおける混信の有無を検出することができるものである。 In addition, this wireless device is equipped with the above-mentioned interference detection device for each frequency corresponding to multiple wireless communication areas, and is capable of detecting the presence or absence of interference in multiple wireless communication areas.

[本無線装置の構成例:図1]
本無線装置の構成例について図1を用いて説明する。図1は、本無線装置の構成例を示す説明図である。
図1に示すように、本無線装置は、アンテナ1と、GPS(Global Positioning System:全地球測位システム)アンテナ2と、高周波部3と、受信装置4と、ネットワーク装置5と、パソコン(パーソナルコンピュータ)6と、外部記憶装置7とを備えている。
[Example of the configuration of this wireless device: Figure 1]
An example of the configuration of this wireless device will be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of this wireless device.
As shown in FIG. 1, the wireless device includes an antenna 1, a GPS (Global Positioning System) antenna 2, a high-frequency unit 3, a receiving device 4, a network device 5, a personal computer 6, and an external storage device 7.

アンテナ1は、航空機に搭載された無線機(無線局)と無線信号の送受信を行う。
GPSアンテナ2は、複数のGPS衛星からのGPS信号を受信して、GPS受信信号を受信装置4に出力する。受信装置4では、GPS受信信号に基づいて位置情報及び時刻情報を取得する。
The antenna 1 transmits and receives radio signals to and from a radio device (radio station) installed on the aircraft.
The GPS antenna 2 receives GPS signals from a plurality of GPS satellites and outputs the GPS reception signals to the receiving device 4. The receiving device 4 obtains position information and time information based on the GPS reception signals.

高周波部3は、無線信号の送受信に伴う周波数変換や増幅を行う。具体的には、高周波部3は、アンテナ1からの無線信号を増幅してIF信号にダウンコンバートし、受信装置4に出力する。また、受信装置4からのIF信号を高周波信号に変換し、無線アンテナ1に出力する。The high frequency unit 3 performs frequency conversion and amplification associated with the transmission and reception of radio signals. Specifically, the high frequency unit 3 amplifies the radio signal from the antenna 1, down-converts it to an IF signal, and outputs it to the receiving device 4. It also converts the IF signal from the receiving device 4 into a high frequency signal and outputs it to the radio antenna 1.

受信装置4は、復調部を備え、受信した信号を復調して受信音声をスピーカに出力する。
また、本無線装置の受信装置4は、受信信号における混信の有無を検出する混信検出装置を備えており、入力された受信信号について混信の有無を検出して、その結果をパソコン6に出力する。混信検出装置については後述する。
The receiving device 4 includes a demodulation section, which demodulates the received signal and outputs the received sound to a speaker.
The receiver 4 of the wireless device is also provided with an interference detection device for detecting the presence or absence of interference in the received signal, and detects the presence or absence of interference in the input received signal and outputs the result to the personal computer 6. The interference detection device will be described later.

更に、受信装置4は、GPSアンテナ2からのGPS受信信号に基づいて時刻情報を取得するGPSインタフェース部を備えている。
そして、混信検出装置における検出結果に時刻情報を付して、後述するパソコン6や外部記憶装置7に出力する。
ここでは、GPS受信信号から時刻情報を取得するものとしているが、ネットワーク信号からNTP(Network Time Protocol)の時刻情報を取得するネットワークインタフェース部を備えたものとしてもよい。
Furthermore, the receiving device 4 includes a GPS interface unit that acquires time information based on the GPS reception signal from the GPS antenna 2 .
The interference detection device then adds time information to the detection result and outputs it to the personal computer 6 or the external storage device 7, which will be described later.
Here, the time information is acquired from a GPS reception signal, but it may also be provided with a network interface unit that acquires NTP (Network Time Protocol) time information from a network signal.

尚、本無線装置には、入力された送信音声を変調して高周波部3に出力する送信装置も設けられているが、ここでは図示を省略する。また、受信装置4を送受信装置として、送信及び受信に伴う変復調を行うように構成してもよい。 The wireless device is also provided with a transmitter that modulates the input transmission sound and outputs it to the high frequency section 3, but this is not shown here. The receiver 4 may also be configured as a transceiver to perform modulation and demodulation associated with transmission and reception.

ネットワーク装置5は、受信装置4をネットワークに接続するものであり、ここでは、ネットワーク装置5を介してパソコン6及び外部記憶装置7が接続されているが、更にインターネット等外部のネットワークに接続してもよい。 The network device 5 connects the receiving device 4 to a network. In this case, a personal computer 6 and an external storage device 7 are connected via the network device 5, but it may also be connected to an external network such as the Internet.

パソコン6は、管制官等の操作者が操作する端末であり、受信装置4からの混信に関する情報(混信状態のデータ)に基づいて、混信の有無や、混信の程度を示す警告や警報を表示する。また、受信した音声を出力するスピーカや、送信音声を入力するマイクが設けられている。 The PC 6 is a terminal operated by an operator such as an air traffic controller, and displays warnings and alerts indicating the presence or absence of interference and the level of interference based on the information on interference (interference state data) from the receiving device 4. It is also equipped with a speaker that outputs received audio and a microphone that inputs transmitted audio.

外部記憶装置7は、受信装置4から出力された混信に関する情報を記憶し、パソコン6からの要求があれば、記憶している情報を出力する。外部記憶装置7にデータを蓄積することにより、混信の状況を解析可能としている。The external storage device 7 stores the information related to interference output from the receiving device 4, and outputs the stored information upon request from the personal computer 6. By storing data in the external storage device 7, it is possible to analyze the state of interference.

[受信装置の構成:図2]
次に、受信装置4の構成について図2を用いて説明する。図2は、受信装置4の構成ブロック図である。
受信装置4は、受信信号を復調して受信音声を出力すると共に、所定のキャリア周波数を中心とする狭い帯域の信号について混信の有無を検出するものである。
図2に示すように、受信装置4は、ADC(Analog Digital Converter)11と、周波数変換部12と、第1のレート変換部(レート変換部(1))13と、第2のレート変換部(レート変換部(2))14と、窓処理部15と、第3のレート変換部(レート変換部(3))16と、FFT部17と、混信検出部18と、電力検出部19と、復調部21と、DAC(Digital Analog Converter)22とを備えている。
これらの内、第2のレート変換部14と、窓処理部15と、第3のレート変換部16と、FFT部17と、混信検出部18と、電力検出部19とを含む部分が混信検出装置となる。
尚、ここでは、ADC11の前段に、所定のキャリア周波数を中心とする狭い帯域を通過させるバンドパスフィルタが設けられている。
[Configuration of receiving device: Figure 2]
Next, the configuration of the receiving device 4 will be described with reference to Fig. 2. Fig. 2 is a block diagram showing the configuration of the receiving device 4.
The receiver 4 demodulates the received signal and outputs the received sound, and also detects the presence or absence of interference for a narrow band signal centered on a predetermined carrier frequency.
As shown in FIG. 2 , the receiving device 4 includes an ADC (Analog Digital Converter) 11, a frequency conversion unit 12, a first rate conversion unit (rate conversion unit (1)) 13, a second rate conversion unit (rate conversion unit (2)) 14, a window processing unit 15, a third rate conversion unit (rate conversion unit (3)) 16, an FFT unit 17, an interference detection unit 18, a power detection unit 19, a demodulation unit 21, and a DAC (Digital Analog Converter) 22.
Of these, the portion including the second rate conversion section 14, the window processing section 15, the third rate conversion section 16, the FFT section 17, the interference detection section 18, and the power detection section 19 constitutes an interference detection device.
In this embodiment, a bandpass filter that passes a narrow band centered on a predetermined carrier frequency is provided in front of the ADC 11 .

ADC11は、IF周波数のアナログ信号又は直交化されたベースバンド周波数のアナログ信号をデジタル信号に変換する。
周波数変換部12は、IF周波数のデジタル信号をベースバンド周波数に変換する。但し、直交化されたベースバンド周波数のデジタル信号が入力される場合には、周波数変換部12は省略可能である。
第1のレート変換部13は、ベースバンド周波数の信号を復調処理に最適なサンプリングレート(例えば1MHz)に変換する。
The ADC 11 converts an analog signal of an IF frequency or an analog signal of an orthogonalized baseband frequency into a digital signal.
The frequency converter 12 converts the digital signal of the IF frequency into a baseband frequency, but when an orthogonalized digital signal of the baseband frequency is input, the frequency converter 12 can be omitted.
The first rate converter 13 converts the baseband frequency signal into a sampling rate (for example, 1 MHz) optimal for demodulation processing.

復調部21は、第1のレート変換部13から出力された信号を適切なレベルに増幅又は減衰してから、AM復調する。
DAC22は、復調されたデジタル信号をアナログ信号に変換して、音声を出力する。
The demodulation unit 21 amplifies or attenuates the signal output from the first rate conversion unit 13 to an appropriate level, and then AM demodulates the signal.
The DAC 22 converts the demodulated digital signal into an analog signal and outputs audio.

第2のレート変換部14は、入力された信号を、更に、後段の窓処理に適したサンプリングレート(例えば24kHz)に変換する。
窓処理部15は、第2のレート変換部14から出力された信号について、後段のFFT結果を最適化するよう窓関数による処理を行う。
The second rate converter 14 further converts the input signal into a sampling rate (for example, 24 kHz) suitable for the window processing in the subsequent stage.
The window processing unit 15 processes the signal output from the second rate conversion unit 14 using a window function so as to optimize the FFT result at the subsequent stage.

第3のレート変換部16は、窓処理部15から出力された信号について、FFTの処理単位となるサンプル数を含むFFTフレームを、FFT処理に最適なサンプリングレート(例えば200MHz)に変換して出力する。
その際、第3のレート変換部16は、予め設定されたサンプル数をオーバーラップさせつつフレームを出力する。第3のレート変換部16は、請求項に記載したレート変換部に相当する。
The third rate conversion unit 16 converts the signal output from the window processing unit 15 into an FFT frame including the number of samples that is the unit of FFT processing, into a sampling rate optimal for FFT processing (e.g., 200 MHz), and outputs the converted FFT frame.
At this time, the third rate conversion unit 16 outputs frames while overlapping a preset number of samples. The third rate conversion unit 16 corresponds to a rate conversion unit recited in the claims.

FFTフレームのサイズを固定とした場合、受信信号のサンプリング周波数を復調に必要な帯域よりも更に狭めることで、FFTの周波数分解能を向上させることが可能である。これは、送信機の周波数偏差により決定する。FFTの周波数分解能を無線機の送信周波数の揺らぎが識別できる程度にサンプリング周波数を調整し、FFT処理することで、周波数と受信レベルの関係を算出する。 When the size of the FFT frame is fixed, it is possible to improve the frequency resolution of the FFT by narrowing the sampling frequency of the received signal even further than the bandwidth required for demodulation. This is determined by the frequency deviation of the transmitter. The sampling frequency is adjusted to the extent that the FFT frequency resolution can identify fluctuations in the radio's transmission frequency, and the relationship between frequency and reception level is calculated by performing FFT processing.

FFT部17は、入力されたFFTフレームを単位としてFFT処理を行って、周波数とレベルの関係に変換する。これにより、キャリア周波数における電力レベルのピークが検出される。
本無線装置のFFT部17は、オーバーラップされたFFTフレームについてそれぞれFFT処理結果を出力する。オーバーラップにより、同一のサンプルを含む複数のFFTフレームがFFT処理されることで、検出精度を向上させ、混信の見逃しを防ぐことができるものである。
The FFT unit 17 performs FFT processing on the input FFT frame as a unit, and converts it into a relationship between frequency and level, thereby detecting a peak of the power level at the carrier frequency.
The FFT unit 17 of the wireless device outputs the FFT processing results for each of the overlapped FFT frames. By overlapping, multiple FFT frames containing the same samples are subjected to FFT processing, which improves detection accuracy and prevents interference from being overlooked.

混信検出部18は、FFT部17からの周波数とレベルの関係に基づいて、電力のピークの数を検出して、混信の有無を検出する。具体的には、ピークが1つであれば混信なし、2つ以上であれば混信ありとして判定し、判定結果をパソコン6に出力する。The interference detection unit 18 detects the number of power peaks based on the relationship between the frequency and level from the FFT unit 17, and detects the presence or absence of interference. Specifically, if there is one peak, it is determined that there is no interference, and if there are two or more peaks, it is determined that there is interference, and outputs the determination result to the computer 6.

その際、混信検出部18は、後述する電力検出部19からFFT処理結果におけるピーク電力の電力値(ピーク電力値)を入力し、ピーク電力値が予め設定されているしきい値未満の場合には、ピークとして検出しない。At this time, the interference detection unit 18 inputs the peak power power value (peak power value) in the FFT processing result from the power detection unit 19 described later, and if the peak power value is less than a predetermined threshold value, it is not detected as a peak.

これは、ノイズフロアの微小なレベル増減をピークとして検出しないためであり、ある一定レベル以上のピーク電力のみをピークとして検出する。
ピークを検出するためのピーク電力値のしきい値は、電波の受信状況(電波状況)に応じて設定され、パソコン6等からの外部信号によって設定変更が可能である。
This is because minute increases and decreases in the noise floor level are not detected as peaks, and only peak powers above a certain level are detected as peaks.
The threshold value of the peak power value for detecting the peak is set according to the radio wave reception conditions (radio wave conditions), and the setting can be changed by an external signal from the personal computer 6 or the like.

電力検出部19は、FFT部17からの信号について電力を検出し、ピーク電力値を混信検出部18に出力する。
また、混信が発生すると、それぞれの変調波の電力差にもよるが、ビート(波形の揺れ)が発生するため、電力検出部19が、それに基づいて混信レベルを検出して出力するように構成してもよい。
具体的には、電力検出部19は、第1のレート変換部13から出力される信号を入力し、その電力値を検出して、ビートの変動量から、2つの変調波の電力差を検出し、混信レベルとしてパソコン6等に出力する。
そして、パソコン6の操作者が、混信検出部18からの混信有無判定結果と合わせて、混信の有無を最終判定してもよい。
The power detection section 19 detects the power of the signal from the FFT section 17 and outputs the peak power value to the interference detection section 18 .
In addition, when interference occurs, a beat (waveform fluctuation) occurs depending on the power difference between each modulated wave, so the power detection unit 19 may be configured to detect and output the interference level based on that.
Specifically, the power detection unit 19 inputs the signal output from the first rate conversion unit 13, detects its power value, detects the power difference between the two modulated waves from the amount of beat fluctuation, and outputs this as an interference level to the personal computer 6, etc.
Then, the operator of the personal computer 6 may make a final judgment as to whether or not there is interference, taking into account the result of the interference judgment from the interference detection unit 18 .

[混信検出の処理:図3]
次に、図2に示した混信検出装置における処理について図3を用いて説明する。図3は、混信検出装置における処理を示すフローチャートである。尚、図3における処理番号(「S」に続く番号)は、図2における構成要素の符号と対応している。
図3に示すように、混信検出装置においては、キャリア周波数を中心として帯域制限された受信信号が入力されると、入力信号は、ADC11でデジタル信号に変換され(S11)、周波数変換部12でベースバンド周波数に変換される(S12)。
[Interference detection process: Figure 3]
Next, the processing in the interference detection device shown in Fig. 2 will be described with reference to Fig. 3. Fig. 3 is a flow chart showing the processing in the interference detection device. Note that the processing numbers in Fig. 3 (the numbers following "S") correspond to the reference numerals of the components in Fig. 2.
As shown in FIG. 3, in the interference detection device, when a received signal that is band-limited around a carrier frequency is input, the input signal is converted into a digital signal by the ADC 11 (S11), and then converted into a baseband frequency by the frequency conversion unit 12 (S12).

そして、ベースバンド周波数の信号は第1のレート変換部13で復調に適したレートにレート変換(レート変換(1))され(S13)、第2のレート変換部14で窓処理に適したレートにレート変換(レート変換(2))され(S14)、窓処理部15で窓処理が施される(S15)。 Then, the baseband frequency signal is rate converted (rate conversion (1)) to a rate suitable for demodulation in the first rate conversion unit 13 (S13), rate converted (rate conversion (2)) to a rate suitable for window processing in the second rate conversion unit 14 (S14), and window processing is performed in the window processing unit 15 (S15).

更に、窓処理が施された信号は、第3のレート変換部16においてFFTに適したレートにレート変換(レート変換(3))され(S16)、FFT部17においてフレーム単位でFFT処理されて、周波数とレベルの関係が出力される(S17)。 Furthermore, the windowed signal is rate converted (rate conversion (3)) to a rate suitable for FFT in the third rate conversion unit 16 (S16), and FFT processing is performed on a frame-by-frame basis in the FFT unit 17, and the relationship between frequency and level is output (S17).

そして、混信検出部18において、混信検出処理が行われる(S18)。
処理S18の混信検出処理では、混信検出部18は、FFT部17から出力されたFFT結果に基づいて所定のしきい値以上の電力値を有するピークの数を検出して、ピークの数が2つ以上であるか否かを判断する(S181)。
Then, the interference detection unit 18 performs an interference detection process (S18).
In the interference detection process of process S18, the interference detection unit 18 detects the number of peaks having a power value equal to or greater than a predetermined threshold based on the FFT result output from the FFT unit 17, and determines whether the number of peaks is two or more (S181).

処理S181において、ピークの数が2つ以上であれば、混信検出部18は、混信ありと判定して「混信あり」の結果をパソコン6及び外部記憶装置7に出力する(S182)。その際、混信検出部18は、GPS受信信号から取得した時刻情報を混信ありの検出結果に付して出力する。
また、処理181において、ピークの数が1つであれば、混信検出部18は、混信なしと判定して「混信なし」の結果に時刻情報を付してパソコン6及び外部記憶装置7に出力する(S183)。
このようにして、本無線装置の混信検出装置における処理が行われるものである。
In step S181, if the number of peaks is two or more, the interference detection unit 18 determines that interference exists and outputs a result of "interference exists" to the personal computer 6 and the external storage device 7 (S182). At that time, the interference detection unit 18 outputs the detection result of interference existence together with the time information acquired from the GPS reception signal.
Also, in process 181, if the number of peaks is one, the interference detection unit 18 determines that there is no interference, and outputs the result of "no interference" with time information to the personal computer 6 and the external storage device 7 (S183).
In this manner, processing is carried out in the interference detection device of this wireless device.

[オーバーラップ処理の概要:図4]
次に、本無線装置の混信検出装置におけるFFTのオーバーラップ処理の概要について図4を用いて説明する。図4は、混信検出装置におけるオーバーラップ処理の概要を示す説明図である。
図4では、上段に示した受信信号をオーバーラップFFT処理する場合を示している。横軸は時間である。
上述したように、本無線装置では、第3のレート変換部16が、200MHzにレート変換して、所定のサンプル数を含むフレームを、特定サンプル数(ここでは1サンプル)だけずらして切り出して、オーバーラップさせながらFFT部17に出力し、FFT部17では入力されたフレームから順次FFT処理して結果を出力する。
図4では、フレーム(1)、フレーム(2)、フレーム(3)…を1サンプルずつずらしてオーバーラップさせているため、フレーム(1)についてFFT処理を行った結果の出力後、1サンプル時間ずつ遅れてフレーム(2)、フレーム(3)…のFFT処理結果が出力される。
[Overview of overlap processing: Figure 4]
Next, an overview of the overlap processing of FFT in the interference detection device of this wireless device will be described with reference to Fig. 4. Fig. 4 is an explanatory diagram showing an overview of the overlap processing in the interference detection device.
4 shows a case where the received signal shown in the upper part is subjected to overlap FFT processing, with the horizontal axis representing time.
As described above, in this wireless device, the third rate conversion unit 16 converts the rate to 200 MHz, extracts frames containing a predetermined number of samples by shifting them by a specific number of samples (here, one sample), and outputs the frames with overlapping to the FFT unit 17, which then sequentially performs FFT processing on the input frames and outputs the results.
In FIG. 4 , frames (1), (2), (3), etc. are overlapped by being shifted by one sample each. Therefore, after the result of FFT processing for frame (1) is output, the results of FFT processing for frames (2), (3), etc. are output with a delay of one sample time.

このように、本無線装置では、オーバーラップによって1サンプル時間毎にFFT処理を行うため、混信の有無の検出結果を従来よりも迅速に通知できるものである。
同様に、混信ありの状態から混信なしの状態に変化した場合にも、従来よりも迅速に通知することができるものである。
In this way, in this wireless device, FFT processing is performed every sample time by overlapping, so that the detection result of the presence or absence of interference can be notified more quickly than in the past.
Similarly, when a state where there is interference changes to a state where there is no interference, the notification can be given more quickly than in the past.

また、同一サンプルについてオーバーラップされた回数分のFFT処理が行われるため、検出精度を大幅に向上させることができる。本無線装置では、信号間の相対レベル差が40dB以上ある場合でも混信を検出することができ、混信の見逃しを防ぐことができるものである。 In addition, because FFT processing is performed for the same sample the number of times it overlaps, the detection accuracy can be significantly improved. This wireless device can detect interference even when the relative level difference between signals is 40 dB or more, preventing interference from being overlooked.

更に、FFT処理を行う1フレームのサンプル数を増やして、オーバーラップさせる回数を増やすことも可能であり、これにより、ノイズフロアを低減して更に検出精度を向上させることができるものである。 Furthermore, it is possible to increase the number of samples per frame used for FFT processing and increase the number of overlaps, thereby reducing the noise floor and further improving detection accuracy.

[警告・警報の表示]
本無線装置では、混信を検出した場合に、パソコン6が警告や警報を出力して、操作者に報知する。
例えば、パソコン6の制御部は、受信装置の混信検出部18から「混信あり」が入力されると、表示部に「警告」のアラーム表示を出力する。警告は、危険度の比較的小さい混信状態を示す。
それと共に、パソコン6の制御部は、計時を開始し、計測時間が予め設定された特定時間を超えた場合には、「警報」のアラーム表示を出力する。警報は、危険度の大きい混信状態であることを示す。
パソコン6の制御部は、「混信なし」が入力されると、計測時間をリセットする。
[Warning/alarm display]
In this wireless device, when interference is detected, the personal computer 6 outputs a warning or alarm to notify the operator.
For example, when the control unit of the PC 6 receives an input of "interference detected" from the interference detection unit 18 of the receiving device, the control unit of the PC 6 outputs an alarm display of "warning" on the display unit. The warning indicates an interference state with a relatively low degree of danger.
At the same time, the control unit of the PC 6 starts measuring time, and when the measured time exceeds a preset specific time, it outputs an alarm display of "Warning." The warning indicates that a dangerous interference state exists.
When "no interference" is input, the control unit of the PC 6 resets the measurement time.

これにより、管制官等は、混信状態になっていることや、混信の程度がどの程度なのかをリアルタイムで知ることができ、航空機に対しても注意を喚起して重大インシデントを未然に防ぐことができるものである。
特に、混信状態にあることが一目で分かるため、耳で聴き分けるのに比べて見逃しを低減でき、更に、管制官の負荷も軽減できるものである。
This allows air traffic controllers and others to know in real time that interference is occurring and the extent of the interference, and can alert aircraft to the situation and prevent serious incidents from occurring.
In particular, since it is possible to tell at a glance whether interference is occurring, it is possible to reduce oversights compared to when listening for interference with the ear, and furthermore, it is possible to reduce the burden on air traffic controllers.

また、ここでは、リアルタイムで警告や警報を表示する例について説明したが、本無線装置では、受信装置4からの混信に関する情報(日時、受信状態、混信の有無、電力値のデータ、波形データ等)を外部記憶装置7に記憶しているため、パソコン6又は解析用の端末が外部記憶装置7からデータを読み出して、詳細な解析を行うことが可能である。
混信に関する情報は、請求項に記載した混信状態のデータに相当する。また、混信に関する情報として、混信していない状態における各種データを含んでもよい。
Also, although an example of displaying warnings and alerts in real time has been described here, in this wireless device, information relating to interference from the receiving device 4 (date and time, reception status, presence or absence of interference, power value data, waveform data, etc.) is stored in the external storage device 7, so that the personal computer 6 or an analysis terminal can read out the data from the external storage device 7 and perform detailed analysis.
The information on interference corresponds to the data on the interference state described in the claims. The information on interference may also include various data on a state without interference.

例えば、混信検出結果が、「混信なし」から「混信あり」に変わったタイミングを混信開始日時とし、「混信あり」から「混信なし」に変わったタイミングを混信終了日時として、混信継続時間を算出することが可能である。
同様に、波形データに基づいて、ピークが2つ検出され始めたタイミングを混信開始とし、ピークが1本に戻ったタイミングを混信終了として、混信継続時間を求めることも可能である。
更に、パソコン6において、外部記憶装置7から読み出したデータに基づいて、混信の履歴を一覧表示し、混信発生の状況を一目で分かるようにしてもよい。
For example, it is possible to calculate the duration of interference by taking the time when the interference detection result changes from "no interference" to "interference" as the interference start date and time, and the time when the interference detection result changes from "interference" to "no interference" as the interference end date and time.
Similarly, it is also possible to determine the duration of interference based on the waveform data by determining the timing when two peaks are detected as the start of interference and the timing when the peak returns to one as the end of interference.
Furthermore, the personal computer 6 may display a list of interference history based on data read from the external storage device 7, so that the state of interference occurrence can be known at a glance.

[混信検出時の波形例:図5,図6]
次に、混信検出時の波形例について図5,図6を用いて説明する。図5は、混信検出時の波形例(1)を示す説明図であり、図6は、混信検出時の波形例(2)を示す説明図である。図5(1)~図6(6)は一連の混信状態において検出された波形を時系列に表したものである。
[Examples of waveforms when interference is detected: Figures 5 and 6]
Next, examples of waveforms when interference is detected will be explained using Figures 5 and 6. Figure 5 is an explanatory diagram showing an example of a waveform when interference is detected (1), and Figure 6 is an explanatory diagram showing an example of a waveform when interference is detected (2). Figures 5 (1) to 6 (6) show the waveforms detected in a series of interference states in chronological order.

図5,6において、上段の図はFFT出力結果であり、横軸は周波数である。下段の図は観測周波数帯域であり、上段の図で受信信号が観測された帯域を示している。また、図5,6の各図における横軸のスケールは一致していない。 In Figures 5 and 6, the upper graph shows the FFT output result, and the horizontal axis is frequency. The lower graph shows the observed frequency band, which indicates the band in which the received signal was observed in the upper graph. Also, the scales of the horizontal axes in Figures 5 and 6 do not match.

図5(1)に示すように、航空機Aが送信中の場合、FFT結果は特定の周波数において電力のピーク(第1のピーク)が現れる。この状態はピークが1本であり、混信なしである。As shown in Figure 5 (1), when aircraft A is transmitting, the FFT result shows a power peak (first peak) at a specific frequency. In this state, there is one peak and no interference.

そして、図5(2)に示すように、航空機Bが同一周波数で送信を開始すると、航空機Bによる電力のピークが現れる。航空機Bの受信信号はまだそれほど強くなく、航空機Aの受信信号とはレベル差が大きいが、本無線装置では、FFT結果から第2のピークが検出され、波形にも第2のピークが現れるため、混信検出部18では、混信開始を迅速に検出でき、パソコン6に波形を表示すれば、波形からも容易に認識できるものである。 Then, as shown in Figure 5 (2), when aircraft B starts transmitting on the same frequency, a power peak due to aircraft B appears. The received signal from aircraft B is not yet very strong, and there is a large level difference with the received signal from aircraft A, but in this wireless device, a second peak is detected from the FFT results, and a second peak also appears in the waveform, so that the interference detection unit 18 can quickly detect the start of interference, and if the waveform is displayed on the PC 6, it can also be easily recognized from the waveform.

混信がある場合には、送信側が同一周波数で送信していても、原振の揺れとドップラーシフトにより、受信側ではAM変調波のキャリア信号が複数確認できる。本無線装置では、このことを利用してキャリア信号のピーク電力を検出し、電力値がしきい値以上のピークが2つ以上あれば混信ありと判断する。
上述したように、リアルタイムの処理では、パソコン6の制御部は、この状態で混信時間の計時を開始すると共に、「混信あり」を示す警告を表示する。
When interference occurs, even if the transmitting side is transmitting at the same frequency, multiple AM modulated carrier signals can be detected at the receiving side due to fluctuations in the original oscillation and Doppler shift. This wireless device makes use of this phenomenon to detect the peak power of the carrier signal, and if there are two or more peaks with a power value above a threshold, it determines that interference has occurred.
As described above, in real-time processing, the control unit of the personal computer 6 starts measuring the interference time in this state and displays a warning that "interference exists."

更に、図5(3)、図6(4)に示すように、航空機Bが近づくにつれて航空機Bによる第2のピークは大きくなり、混信状態が継続する。
そして、図6(5)に示すように、航空機Aからの送信が終了すると、第1のピークは小さくなって、混信が終了する。混信検出部18は、第1のピークの電力レベルが一定値未満となったら、混信終了を検出する。
パソコン6の制御部では、この時点で混信時間の計時を終了する。
図6(6)では、航空機Bが送信中であり、混信は発生していない。
Furthermore, as shown in FIG. 5(3) and FIG. 6(4), as aircraft B approaches, the second peak due to aircraft B becomes larger, and the interference state continues.
6(5), when the transmission from aircraft A ends, the first peak becomes smaller and the interference ends. The interference detection unit 18 detects the end of the interference when the power level of the first peak falls below a certain value.
At this point, the control unit of the personal computer 6 stops counting the interference time.
In FIG. 6(6), aircraft B is transmitting and no interference is occurring.

これらの波形データは、リアルタイムでパソコン6に表示可能であり、更に、外部記憶装置7にも記憶されるため、後日、データを読み出して解析に用いることができるものである。 These waveform data can be displayed in real time on the personal computer 6 and are also stored in the external storage device 7, so that the data can be read out at a later date and used for analysis.

[複数周波数における混信を検出]
図2では、1つのキャリア周波数における混信の有無を検出する受信装置の例を示したが、RFダイレクトサンプリングを用いて、複数の周波数について混信の有無を検出する構成とすることも可能である。複数の周波数には、例えば、隣接するセクタで用いられているキャリア周波数がある。
[Detects interference on multiple frequencies]
2 shows an example of a receiving device that detects the presence or absence of interference at one carrier frequency, but it is also possible to use RF direct sampling to detect the presence or absence of interference at multiple frequencies, including carrier frequencies used in adjacent sectors.

具体的には、受信装置を、複数の異なる周波数を通過させるフィルタと、各フィルタに対応するADCと、各ADCに対応する混信検出装置とを備えた構成とする。
そして、各ADCが各フィルタを通過した周波数をデジタル信号に変換し、対応する混信検出装置が、それぞれ入力された周波数についての混信の有無を検出して、パソコン6に出力する。パソコン6では、検出元の混信検出装置に応じて周波数を特定し、周波数を付して検出結果や警告及び警報を表示する。
各混信検出装置における動作は、上述した例と同様である。
これにより、本無線装置によって複数のセクタにまたがって、同時に混信の有無を検出することができ、広いエリアにおける航空管制の信頼性を向上させることができるものである。
Specifically, the receiving device is configured to include filters that pass a plurality of different frequencies, ADCs corresponding to the respective filters, and interference detection devices corresponding to the respective ADCs.
Then, each ADC converts the frequency that has passed through each filter into a digital signal, and the corresponding interference detection device detects the presence or absence of interference for each input frequency and outputs the result to the PC 6. The PC 6 identifies the frequency according to the interference detection device that detected it, and displays the detection result, warning, and alarm with the frequency.
The operation of each interference detection device is similar to the above-mentioned example.
This makes it possible for the present wireless device to simultaneously detect the presence or absence of interference across multiple sectors, thereby improving the reliability of air traffic control over a wide area.

[実施の形態の効果]
本無線装置によれば、複数の無線機が同一の周波数を用いて送信した際に受信側で発生する混信の有無を検出する混信検出装置を備え、混信検出装置において、窓処理部15が、キャリア周波数を中心周波数とする受信信号に対して後続のFFT処理を最適に行うための窓処理を行い、レート変換部16が、窓処理部15からの出力信号を高い周波数でレート変換して、特定数のサンプルを含むフレームをオーバーラップさせつつ出力し、FFT部17が、レート変換部16から出力された信号をフレーム単位でFFT処理して周波数とレベルの関係を出力し、混信検出部18が、FFT部17から出力されたキャリアのピークを検出し、複数のピークが検出された場合に混信状態と判定するようにしているので、フレームをオーバーラップさせてFFT処理することにより、混信有無の検出に要する時間を短縮すると共にFFTポイント数を増やして検出精度を向上させることができ、迅速且つ高精度に混信の有無を判定することができる効果がある。
[Effects of the embodiment]
According to this wireless device, an interference detection device is provided that detects the presence or absence of interference that occurs on the receiving side when a plurality of wireless devices transmit using the same frequency. In the interference detection device, a window processing unit 15 performs window processing on a received signal having a carrier frequency as a center frequency in order to optimally perform subsequent FFT processing. A rate conversion unit 16 rate converts the output signal from the window processing unit 15 at a high frequency and outputs frames containing a specific number of samples while overlapping them. An FFT unit 17 performs FFT processing on the signal output from the rate conversion unit 16 on a frame-by-frame basis to output the relationship between frequency and level. An interference detection unit 18 detects peaks of the carrier output from the FFT unit 17 and determines that an interference state exists when a plurality of peaks are detected. Therefore, by performing FFT processing with overlapping frames, the time required to detect the presence or absence of interference can be shortened and the number of FFT points can be increased to improve detection accuracy, resulting in the effect of being able to quickly and accurately determine the presence or absence of interference.

また、本無線装置によれば、パソコン6の制御部が、混信検出部18から混信ありを示すデータが入力されると、混信状態であることを示す警告を出力すると共に継続時間の計測を開始し、継続時間が一定時間以上になると、危険度が大きいことを示す警報を出力するようにしており、危険度をリアルタイムで報知して、管制官等に注意を促すことができる効果がある。 In addition, according to this wireless device, when the control unit of the personal computer 6 receives data indicating the presence of interference from the interference detection unit 18, it outputs a warning indicating that an interference state exists and starts measuring the duration, and when the duration exceeds a certain period of time, it outputs an alarm indicating that the degree of danger is high, thereby having the effect of reporting the degree of danger in real time and alerting air traffic controllers, etc.

本発明は、航空管制において迅速且つ高精度に混信の有無を検出でき、更に混信の程度に応じた危険度を報知して、安全性を高めることができる無線装置に適している。 The present invention is suitable for wireless devices that can quickly and accurately detect the presence or absence of interference in air traffic control, and can further increase safety by reporting the level of danger according to the level of interference.

1…アンテナ、 2…GPSアンテナ、 3…高周波部、 4…受信装置、 5…ネットワーク装置、 6…パソコン、 7…外部記憶装置、 11…ADC、 12…周波数変換部、 13…第1のレート変換部、 14…第2のレート変換部、 15…窓処理部、 16…第3のレート変換部、 17…FFT部、 18…混信検出部、 19…電力検出部、 21…復調部、 22…DAC1...antenna, 2...GPS antenna, 3...high frequency unit, 4...receiving device, 5...network device, 6...personal computer, 7...external storage device, 11...ADC, 12...frequency conversion unit, 13...first rate conversion unit, 14...second rate conversion unit, 15...window processing unit, 16...third rate conversion unit, 17...FFT unit, 18...interference detection unit, 19...power detection unit, 21...demodulation unit, 22...DAC

Claims (7)

一つの無線通信エリアにおいて複数の無線機が同時に同一周波数で電波を送信することで受信側に発生する混信を検出する無線装置であって、
受信信号に対して後続の高速フーリエ変換(FFT)処理の結果を最適化するために窓処理を行う窓処理部と、
前記窓処理部から出力された信号を高い周波数にレート変換して、特定数のサンプルを含むFFTフレームを、一定のサンプル数だけずらしながらオーバーラップさせて切り出し、前記FFTフレームを前記一定のサンプル数の時間毎に順次出力するレート変換部と、
前記レート変換部から出力されたFFTフレーム毎に、当該FFTフレームの信号を周波数とレベルの関係に高速フーリエ変換するFFT部と、
前記FFT部から出力されたキャリア周波数を含む帯域のピーク電力を検出し、検出したピークの数によって混信状態を前記一定のサンプル数の時間毎に判定して混信を検出する混信検出部と、を備える無線装置。
A wireless device that detects interference that occurs on a receiving side when multiple wireless devices simultaneously transmit radio waves at the same frequency in one wireless communication area,
a windowing unit that performs windowing on the received signal to optimize the results of subsequent Fast Fourier Transform (FFT) processing;
a rate conversion unit that performs rate conversion on the signal output from the window processing unit to a higher frequency, extracts FFT frames including a specific number of samples by shifting the frames by a certain number of samples and overlapping the frames, and sequentially outputs the FFT frames at a time corresponding to the certain number of samples ;
an FFT unit that performs a fast Fourier transform on the signal of each FFT frame output from the rate conversion unit to obtain a relationship between a frequency and a level of the signal of the FFT frame ;
and an interference detection unit that detects peak power in a band including the carrier frequency output from the FFT unit, and determines an interference state every certain number of samples based on the number of detected peaks to detect interference.
NTPプロトコル又はGPSによる時刻情報を取得するインタフェース部を有する請求項1記載の無線装置。 The wireless device according to claim 1, which has an interface unit that acquires time information using the NTP protocol or GPS. 混信検出部によって混信が検出された場合に混信状態のデータを記憶する記憶装置が接続されている請求項1記載の無線装置。 The wireless device according to claim 1, to which a storage device is connected that stores data on the interference state when interference is detected by the interference detection unit. 前記記憶装置から混信状態のデータを読み出して表示するコンピュータ装置が接続されている請求項3記載の無線装置。 The wireless device according to claim 3, which is connected to a computer device that reads and displays data on the interference state from the storage device. 前記コンピュータ装置が、混信状態であることを示すデータを受信すると、危険度が小さいことを示す警告を表示すると共に計時を開始し、混信状態が特定の時間より長く継続した場合は危険度が大きいことを示す警報を表示する請求項4記載の無線装置。 5. The wireless device according to claim 4, wherein when the computer device receives data indicating an interference state, the computer device displays a warning indicating that the danger is small and starts timing, and if the interference state continues for longer than a specific time, the computer device displays an alarm indicating that the danger is large. FFT処理の1フレームのサンプル数を増やすと共に、オーバーラップさせる回数を増やす請求項1記載の無線装置。 The wireless device of claim 1, which increases the number of samples per frame in FFT processing and also increases the number of overlaps. 複数の無線通信エリアに対応して、複数の周波数毎に窓処理部、FFT部及び混信検出部を備える請求項1記載の無線装置。 The wireless device according to claim 1, which is provided with a window processing unit, an FFT unit, and an interference detection unit for each of a plurality of frequencies corresponding to a plurality of wireless communication areas.
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