JPS6145909B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は離散的フーリエ変換によつて予め決
められた周波数のデジタル信号を検出するデジタ
ル信号受信器に関する。

Ｎ個のサンプル数列ｆ（nt），０ｎＮ―１
の離散的フーリエ変換Ｆ（ｋΩ）はＴを時間領域
でのサンプリング間隔、ｗ（nt）を窓関数 Ω＝２／ＮＴ (1) とおけばｋ＝０，１，２……，Ｎ―１に対し で定義される。Fw（ｋΩ）は窓関数Ｗ（nT）の
フーリエ変換Ｗ（ω）と入力信号ｆ（nT）のフ
ーリエ変換Ｆ（ω）との畳み込み積分で与えられ
るから窓関数のフーリエ変換Ｗ（ω）の零点を与
える正の最小の周波数をω_０とすれば、ω_０だけ
離れた２周波は独立に検出できる。従つて検出す
べき周波数間隔、つまり周波数分解能が△ωであ
るような信号受信器ではω_０＝△ωとなるような
積分時間NTの窓関数を用いて離散的フーリエ変
換を行えば良い。

１回の離散的フーリエ変換を行うのにこの積分
時間NTかかつた。このため何回かの離散的フー
リエ変換の結果を見て信号の有無の判定をするた
めには全体として長い時間がかかつていた。また
積分時間が長いため信号が継続している間に信号
の有無の判定に足りる回数だけ離散的フーリエ変
換を行うことができない場合もあつた。

この発明の目的は１回の解散的フーリエ変換に
要する時間を短かくすることにより短かい時間で
正確に信号検出を行うことができるデジタル信号
受信器を提供することにある。

窓関数の積分時間NTを始め及び終り付近では
窓関数が小さいからこの部分を省略しても余り影
響しないと考えられ、この発明で前記積分時間の
始め及び終り付近の少くとも一方を除いた部分に
ついて窓関数と入力デジタル信号とを掛算したも
のの離散的フーリエ変換を行う。ただし窓関数の
積分時間NTの決定はこのデジタル信号受信器に
おける周波数分解能、つまり分離しようとする二
つの周波数の間隔により決められたものである。
つまりこの発明ではこの積分時間NTの始め及び
終り付近の少くとも一方の部分の演算を省略する
ように離散的フーリエ変換の演算回路を制御す
る。

次にこの発明によるデジタル受信器の実施例に
ついて図面を参照して説明しよう。入力端子１１
よりデジタル信号ｆ（ｎ_T）は離散的フーリエ変
換を行う演算回路１_１〜１_Pへ供給され、これ等
演算回路１_１〜１_Pにおいてそれぞれ窓関数ｗ
（ｎ_T）が掛算されて離散的フーリエ変換が演算さ
れる。演算回路１_１〜１_Pにおいて検出すべき周
波数の間隔を△ωとする時窓関数Ｗ（ｎ_T）のフ
ーリエ変換Ｗ（ω）の零点を与える最小周波数ω
_０が△ωと等しくなるよう積分時間NTが選定さ
れる。演算回路１_１〜１_Pは例えば多周波式ダイ
ヤル信号における各周波数成分の信号を検出する
ように選定される。これ等演算回路１_１〜１_Pの
各演算時間は制御回路１２のタイミングにより制
御される。

これ等演算回路１_１〜１_Pの出力は各演算期間
ごとに例えば“１”又は“０”の二値の何れかが
出力され、これ等出力は出力論理回路１３へ供給
される。出力論理回路１３では例えば多数決論理
がとられたり、何回同一のものが検出されるかの
論理がとられるなどされ、その入力の状態と対応
して予め決められた出力端子に出力される。

第２図は分離しようとする周波数間隔により決
められる積分時間NTの全体について演算を行つ
た場合の離散的フーリエ変換特性の具体例を示
す。窓関数ｗ（ｎ_T）としてハミング窓関数 ｗ（ｎ_T）＝0.54−0.46cos（２ｎ／Ｎ） (3) 用いられサンプリング間隔Ｔ＝125μｓ，サンプ
ル数Ｎ＝80とされ角周波数２ｆ_C＝ｋΩについ
ての離散的フーリエ変換F′（ｋΩ） を行つた場合の周波数特性である。

この発明では先に述べたように積分時間NTの
始め及び終りの少くとも一方の付近での演算を省
略する。例えば第２図に示した具体例について積
分時間の始め及び終りについて10ずつ演算を省略
し、つまり積分時間を４分の３に短かくした場合
の離散的フーリエ変換F″_W（ｋΩ） の特性は第３図に示すようになる。

一般に窓関数ｗ（ｎ_T）はｎ＝Ｎ／２もしくは
ｎ＝（Ｎ−１）／２を中心に偶対称であり、ｎ＝
Ｎ／２付近の窓関数の値ｗ（Ｎ／２Ｔ）と比較してｎ＝ ０，ｎ＝Ｎ付近の窓関数ｗ（ｎ_T）の値は著しく
小さい。よつて式(4)の積分においてｎの０付近及
びＮ付近の項を省略しても演算結果は大きく変わ
ることはない。

このことは第２図及び第３図に比較しても明ら
かである。即ち上記演算省略の影響はF′_W（ｋ
Ω）の値が小さい所で現われサイドロープが省略
により上がつてくるだけで特性の概形は変らず中
心周波数ｆ_Cも一致している。

従つて積分時間を短かくしてもよいことが理解
される。先に述べたようにサイドロープのレベル
が上がるため検出できる入力信号のダイナミツク
レンジが積分時間を短続しない場合と比較して小
さくなる。しかし演算出力が“０”か“１”かの
判定を行うためのしきい値を入力信号の大きさに
応じて変化させる、いわゆる可変しきい値方式を
用いればダイナミツクレンジの広い入力信号に対
しても検出できる。検出条件により異なるが積分
時間の始めの1/4及び終りの1/4を省略し全体とし
ての積分時間は周波数分解能上必要とする時間の
約２分の１程度に短絡することも可能である。従
つてこの発明によればそれだけ短時間に信号を検
出でき、また限られた時間内に従来よりも多くの
回数の検出を行うことができそれだけ正確な検出
が可能となる。上述においては窓関数としてハミ
ング窓関数を用いたがハニング窓関数、ガラス窓
関数、cos窓関数など他の窓関数についても同様
に積分時間をその始め、終り付近で省略して演算
した結果、第２図及び第３図の関係と同様な関係
が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるデジタル信号受信器の
実施例を示すブロツク図、第２図は従来の受信器
による離散的フーリエ変換の特性を示す曲線図、
第３図はこの発明の受信器による離散的フーリエ
変換の特性の一例を示す曲線図である。 １_１〜１_P：離散的フーリエ変換回路、１１：
入力端子、１２：制御回路、１３：出力論理回
路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 入力デジタル信号に無関数を乗算して演算回
   路で離散的フーリエ変換を行い、その変換出力の
   大きさが所定値以上か否かによつて上記入力デジ
   タル信号が予め決められた周波数の信号であるか
   否かの検出を行うデジタル信号受信器において、
   上記窓関数としてそのフーリエ変換の零点を与え
   る正の最小周波数が目的とする周波数分解能と一
   致するような窓関数が用いられ、その窓関数の積
   分時間の始め及び終り付近の少くとも一方を除い
   た部分について上記離散的フーリエ変換を行うよ
   うに制御回路が構成されてなるデジタル信号受信
   器。