JP2005311570A - デジタル変調信号評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 デジタル変調信号がアナログ放送等による妨害を受けているか否かを正確に且つ容易に把握できるようにする。
【解決手段】 復調部３０でサブキャリアごとに復調された復調信号ｕ（１）〜ｕ（Ｎ）に対してそれぞれ変調誤差比ＭＥＲ（１）〜Ｍ（Ｎ）を求めて記憶する。しきい値設定部３７は、記憶された変調誤差比のうち、妨害波の干渉を受けると予想される干渉帯域に含まれないサブキャリアの変調誤差比に基づいて、妨害波の有無を判定するためのしきい値Ｒを求め、判定部３８は、このしきい値Ｒと干渉帯域に含まれるサブキャリアの変調誤差比とを比較して妨害波があるか否かを判定し、その判定結果を表示する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、地上波デジタル放送等で使用されるデジタル変調信号に対する評価を行うための装置について、妨害波の影響を受けているか否かを容易に把握できるようにするための技術に関する。

テレビジョンの地上波による放送は、従来のアナログ方式からデジタル方式に移行してきており、地上波デジタル放送で使用されるデジタル変調信号の評価を行うための装置が各種提案されている。

この種のデジタル変調信号の質は、一般的に搬送波（キャリア）と雑音（ノイズ）との比を表すＣＮ比、ビット誤り率（ＢＥＲ）、変調誤差比（ＭＥＲ）等で評価され、これらの評価値は、例えばＣＮ比が小さければ、ビット誤り率は大きく、また変調誤差比は小さくなり、逆にＣＮ比が大きければ、ビット誤り率は小さく、また変調誤差比は大きくなるというように互いに相関があり、システムや変調方式が定まればそれらの関係も一義的に決まる。

変調誤差比は、受信したデジタル放送信号を復調して得られるＩ、Ｑ座標上のコンスタレーション・シンボルと、理論的なコンスタレーション・シンボルとの間の距離を誤差として求め、その実効値について統計的に集計して得られる値であり、本願出願人はこの変調誤差比の測定が可能な変調誤差比測定装置を次の特許文献１において開示している。

特開２００２−１２４９３１号公報

図６は、変調誤差比測定機能を有する従来のデジタル変調信号評価装置１０（以下、評価装置１０と記す）の概略構成を示している。

この評価装置１０では、例えばＩＳＤＢ−Ｔシステムで採用されるＢＳＴ−ＯＦＤＭ変調方式で変調された測定対象のデジタル放送信号を周波数変換して得られた中間周波数帯のデジタル変調信号ｄ（ｔ）を、Ａ／Ｄ変換部１１によりデジタル信号列Ｄ（ｋ）に変換し、直交復調部１２によってベースバンド信号Ｉ（ｋ）、Ｑ（ｋ）に復調し、これを復調部１３に出力する。

復調部１３は、周波数誤差補正部１４、シンボルタイミング検出部１５およびシンボル復調部１６を含み、入力されたベースバンド信号Ｉ（ｋ）、Ｑ（ｋ）に対する周波数誤差補正処理、シンボルタイミング検出処理を行い、それらの処理で得られた情報に基づいてＩ、Ｑ座標上のコンスタレーション・シンボルの復調処理を行う。

復調部１３によって得られたコンスタレーション・シンボルの情報は変調誤差比算出部１７に出力され、入力されたデジタル変調信号ｄ（ｔ）の品質を示す変調誤差比（ＭＥＲ）が算出される。なお、この算出は前記特許文献１の式（１）に基づいて行われる。

上記のように評価対象のデジタル変調信号の変調誤差比を得ることができると、その変調誤差比の大小等からデジタル変調信号の品質の善し悪しを把握できる。

現在、地上波についてはアナログ放送からデジタル放送への移行期にあたり、また、デジタル放送とアナログ放送のチャネル周波数帯域は同一であるため、地域によってはデジタル放送のチャネル内にアナログ放送が妨害波として存在する状況が考えられる。

このようにデジタル放送とアナログ放送とが同一チャネル周波数に存在した場合、アナログ放送の音声帯域と映像帯域の信号が、デジタル変調信号に雑音として加わることになり、変調誤差比が低下する。

妨害波の存在は、一般的にスペクトラムアナライザ等で観測可能であるが、デジタル変調信号の場合、そのチャネル帯域全体に多数のサブキャリアが存在しているので妨害波がマスクされてしまい、スペクトラムアナライザによる観測では妨害波の存在を認識することは困難である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、デジタル変調信号が、アナログ放送等による妨害を受けているか否かを正確に且つ容易に把握できるデジタル変調信号評価装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の請求項１のデジタル変調信号評価装置は、
所望チャネルのデジタル変調信号を受け、該デジタル変調信号に含まれる全てのサブキャリアについて復調する復調部（３０）と、
前記復調部で復調されたサブキャリア毎の復調信号について変調誤差比を算出する変調誤差比算出部（３５）と、
前記変調誤差比算出部によって算出されたサブキャリア毎の変調誤差比に対して妨害波の有無を判定するためのしきい値を設定するしきい値設定部（３７）と、
前記しきい値設定部によって設定されたしきい値と、前記サブキャリア毎の変調誤差比とを比較して、妨害波があるか否かを判定する判定部（３８）と、
表示器（４２）と、
前記判定部の判定結果を前記表示器に表示させる表示制御部（４１）とを備えている。

また、本発明の請求項２のデジタル変調信号評価装置は、請求項１記載のデジタル変調信号評価装置において、
前記しきい値設定部は、前記変調誤差比算出部によって得られた全てのサブキャリアについての変調誤差比のうち、妨害波の干渉を受けると予想される干渉帯域に含まれないサブキャリアの変調誤差比に基づいて、妨害波の有無を判定するためのしきい値を算出するように構成され、
前記判定部は、前記しきい値設定部によって算出設定されたしきい値と、前記干渉帯域に含まれるサブキャリアの変調誤差比とを比較して、前記干渉帯域に妨害波があるか否かを判定するように構成されている。

また、本発明の請求項３のデジタル変調信号評価装置は、請求項２記載のデジタル変調信号評価装置において、
前記しきい値設定部は、前記干渉帯域に含まれないサブキャリアの変調誤差比の平均値と標準偏差とを求め、該平均値と標準偏差とで決まるしきい値を算出することを特徴としている。

また、本発明の請求項４のデジタル変調信号評価装置は、請求項１または請求項２または請求項３記載のデジタル変調信号評価装置において、
前記表示制御部は、前記変調誤差比算出部によって算出されたサブキャリア毎の変調誤差比の周波数特性を前記判定部の判定結果とともに前記表示器に表示することを特徴としている。

また、本発明の請求項５のデジタル変調信号評価装置は、請求項４記載のデジタル変調信号評価装置において、
前記表示制御部は、所定時間毎に得られた前記変調誤差比の周波数特性を、時間軸を含めた３次元座標上に表示させることを特徴としている。

このように、本発明のデジタル変調信号評価装置では、復調部でサブキャリアごとに復調された復調信号に対してそれぞれ変調誤差比を求め、これをしきい値と比較して妨害波があるか否かを判定し、その判定結果を表示している。

このため、アナログ放送波等の妨害波の影響を受けているか否かを正確に且つ容易に把握できる。

また、しきい値設定部が、妨害波の干渉を受けると予想される干渉帯域に含まれないサブキャリアの変調誤差比に基づいてしきい値を算出するように構成され、判定部がそのしきい値と、干渉帯域に含まれるサブキャリアの変調誤差比とを比較して、干渉帯域に妨害波があるか否かを判定するように構成されたものでは、干渉帯域が既知の場合に、自動的にしきい値の算出設定がされるので、簡単に妨害波の有無を知ることができる。

また、干渉帯域に含まれないサブキャリアの変調誤差比の平均値と標準偏差とによりしきい値を算出するものでは、妨害波の影響を受けていない変調誤差比のばらつきの程度に応じた適正なしきい値を得ることができ、妨害波の存在判定を正確に行うことができる。

また、サブキャリア毎の変調誤差比の周波数特性を判定結果とともに表示するものでは、妨害波の影響の大きさ等を直感的に把握できる。

また、所定時間毎に得られた変調誤差比の周波数特性を、時間軸を含めた３次元座標上に表示させるものでは、妨害波の影響の経時変化を一画面上で把握できる。

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用したデジタル変調信号評価装置２０（以下、評価装置２０と記す）の構成を示している。

この評価装置２０は、前記特許文献１の変調誤差比測定装置と同様に、地上波デジタル放送に用いられる受信機を含む各種機器が出力するデジタル変調信号に対して、変調誤差比（ＭＥＲ）を求め、これを評価対象値として品質評価を行うものである。

図１に示しているように、評価対象のデジタル変調信号ｄ（ｔ）は、Ａ／Ｄ変換器２１によってデジタル信号列Ｄ（ｋ）に変換され、直交復調部２２に入力される。なお、ここでは、評価対象のデジタル変調信号ｄ（ｔ）を、Ａ／Ｄ変換器２１で直接サンプリングしているが、前記特許文献１の変調誤差比測定装置と同様に、Ａ／Ｄ変換器２１の前段に周波数変換部を設けて、より高い周波数のデジタル変調信号（デジタル放送波）を直接入力できるようにしてもよい。

直交復調部２２は、デジタル変調信号ｄ（ｔ）に対応した周波数を有する正弦波の局発信号（実際はその振幅の数値列）とデジタル信号列Ｄ（ｋ）との積をベースバンドの同相成分信号Ｉ（ｋ）として出力し、前記局発信号に対して９０°位相差をもつ信号（実際はその振幅の数値列）とデジタル信号列Ｄ（ｋ）との積をベースバンドの直交成分信号Ｑ（ｋ）として出力する。

直交復調部２２から出力されたベースバンド信号Ｉ（ｋ）、Ｑ（ｋ）は、復調部３０に入力される。

復調部３０は、図２に示すように、シンボルタイミング検出部３１、周波数誤差補正部３２、シンボル／データ復調部３３等を含み、入力されたベースバンド信号Ｉ（ｋ）、Ｑ（ｋ）に対して、シンボルタイミング検出処理、周波数誤差補正処理、コンスタレーション・シンボルの復調処理、およびデジタル変調信号に含まれる全てのサブキャリアについてのデータ復調（復号）処理をそのサブキャリアの変調方式に応じてそれぞれ行い、コンスタレーション・シンボルの情報を含む復調信号ｕ（１）〜ｕ（Ｎ）および各サブキャリアについての変調方式の情報を変調誤差比算出部３５に入力する。

変調誤差比算出部３５は、復調部３０によって復調されたサブキャリア毎の復調信号ｕ（１）〜ｕ（Ｎ）を受けて、サブキャリア毎の変調誤差比ＭＥＲ（１）〜（Ｎ）をその変調方式に応じてそれぞれ算出する。この算出は特許文献１の式（１）に基づいて行われる。

変調誤差比算出部３５によって得られたサブキャリア毎の変調誤差比ＭＥＲ（１）〜（Ｎ）は、メモリ３６に記憶される。

しきい値設定部３７は、前記変調誤差比算出部によって算出されたサブキャリア毎の変調誤差比に対して妨害波の有無を判定するためのしきい値を設定するためのものであり、手動による設定あるいは自動設定のいずれでもよいが、ここでは自動設定の場合について説明する。

即ち、しきい値設定部３７は、メモリに記憶されたサブキャリア毎の変調誤差比ＭＥＲ（１）〜（Ｎ）のうち、妨害波の干渉を受けると予想される干渉帯域に含まれないサブキャリアの変調誤差比に基づいて、妨害波の有無を判定するためのしきい値Ｒを算出して後述する判定部３８に設定する。

ここで、妨害波を日本や米国で採用されているＮＴＳＣ方式のアナログ放送とすると、図３に示すように、映像キャリアＣｖを基準にして、−１．２５ＭＨｚから音声キャリアＣａが存在する４．５ＭＨｚまでの約６ＭＨｚ幅のチャネル帯域を有している。

映像信号は映像キャリアＣｖに対する振幅変調、音声信号は音声キャリアＣａに対するＦＭ変調が採用されており、この方式のチャネル帯域全体でみると、映像キャリアＣｖと音声キャリアＣａのレベルが映像信号成分より格段に大きく、デジタル変調信号に対する影響が高く、キャリアを除く映像信号成分の影響は小さいと予想される。

したがって、この場合、チャネル帯域の下限から１．２５ＭＨｚだけ高い周波数を中心とする所定幅の帯域Ｂ１と、その帯域Ａの中心から４．５ＭＨｚだけ高い周波数を中心とする所定幅の帯域Ｂ２を、デジタル変調信号が妨害を受けると予想される干渉帯域とし、それ以外を非干渉帯域とする。なお、この干渉帯域Ｂ１、Ｂ２の幅は任意であるが、ＦＭ変調される音声キャリア側の帯域Ｂ２については、その周波数変調幅より広く設定する必要がある。

また、しきい値Ｒについても、妨害波の影響の大小が識別できる値であれば任意である。ここでは一例として、妨害波の影響が小さいと予想される変調誤差比が正規分布を示すと仮定し、干渉帯域Ｂ１、Ｂ２の変調誤差比がこの分布から外れているか否かを識別できるようにしきい値Ｒを決定している。

即ち、非干渉帯域のサブキャリアについての変調誤差比の平均値Ａと標準偏差σとを求め、Ａ−ｋσ（ｋは任意の係数で例えば３、４）を算出して、これをしきい値Ｒとしている。

このように、非干渉帯域のサブキャリアの変調誤差比の平均値Ａと標準偏差σ、即ち、非干渉帯域の変調誤差比の分布を決める情報に基づいてしきい値Ｒを算出しているので、妨害波の影響を受けていない変調誤差比のばらつきの程度に応じた適正なしきい値Ｒを得ることができ、妨害波の存在判定を正確に行うことができる。

判定部３８は、しきい値設定部３７によって算出設定されたしきい値Ｒと、干渉帯域Ｂ１、Ｂ２に含まれるサブキャリアの変調誤差比とを比較し、しきい値Ｒより小さい変調誤差比が存在したとき妨害波があると判定し、しきい値Ｒより小さい変調誤差比が存在しないとき妨害波がないと判定し、その判定結果を後述する表示制御部４１に出力する。

また、干渉帯域情報算出部３９は、干渉帯域Ｂ１、Ｂ２に含まれるサブキャリアの変調誤差比の平均値Ａ１、Ａ２と、最低値ＭＥＲ（Ｌ１）、ＭＥＲ（Ｌ２）を求める。

情報設定部４０は、しきい値設定部３７、判定部３８および干渉帯域情報算出部３９に対して、妨害波の影響を受けると予想される干渉帯域を決定するのに必要な情報、しきい値Ｒの決定に必要な係数ｋの情報等を設定するためのものであり、図示しない操作部によって例えばＮＴＳＣ方式やＰＡＬ方式のいずれかを指定させ、また、係数ｋとして３や４など値を指定させる。

表示制御部４１は、変調誤差比算出部３５によって算出されたサブキャリア毎の変調誤差比ＭＥＲ（１）〜（Ｎ）の周波数特性、しきい値設定部３７で得られたしきい値、非干渉帯域の平均値Ａおよび標準偏差σ、判定部３８の判定結果、干渉帯域情報算出部３９の算出結果等を所定のレイアウトで表示器４２に表示させる。

図４は、その表示画面の一例であり、画面の中央および右の範囲には、指定された妨害波の種類（この場合ＮＴＳＣ）と判定結果（この場合干渉有り）、周波数を横軸とする変調誤差比ＭＥＲの周波数特性のグラフ、非干渉帯域の変調誤差比の平均値Ａと標準偏差σ、干渉帯域Ｂ１、Ｂ２の各変調誤差比の平均値Ａ１、Ａ２と最低値ＭＥＲ（Ｌ１）、ＭＥＲ（Ｌ２）、しきい値Ｒ（この場合３σ）等を一画面上に表示させている。また、変調誤差比ＭＥＲの周波数特性のグラフには、干渉帯域Ｂ１、Ｂ２の境界線、しきい値Ｒの線等も表示される。

また、画面左側には、情報設定部４０によって設定された測定の条件、測定チャネル、妨害波の種別、しきい値（係数ｋ）の値等が表示される。また、測定の条件として、復調部３０の各種復調用パラメータ（階層値等）を表示してもよい。

なお、この周波数特性のグラフで、しきい値Ｒより小さい変調誤差比の特性部分を他の部分と識別できるように表示してもよい。例えば、しきい値Ｒより小さい部分の色を別の色で表示したり、太い線や別の線種で表示する。このようにすれば、妨害波の有無をより直感的に把握できる。

このように、実施形態のデジタル変調信号評価装置２０は、復調部３０でサブキャリアごとに復調された復調信号に対してそれぞれ変調誤差比を求め、その変調誤差比のうち、妨害波の干渉を受けると予想される干渉帯域に含まれないサブキャリアの変調誤差比に基づいて、妨害波の有無を判定するためのしきい値Ｒを求め、そのしきい値Ｒと、干渉帯域に含まれるサブキャリアの変調誤差比とを比較して妨害波があるか否かを判定し、その判定結果を表示している。

このため、アナログ放送波等の妨害波の影響を受けているか否かを正確に且つ容易に把握できる。

また、変調誤差比の周波数特性をグラフ表示しているので、そのグラフ上で妨害波の影響の度合いを把握できる。

なお、表示器４２の表示フォーマットは任意であり、図４の例に限定されるものではない。また、上記した単発的な測定だけでなく、所定時間ごとに変調誤差比を求めてメモリ３６に順次記憶しておき、操作部などの操作にしたがって、各時間の変調誤差比についてのしきい値算出処理、判定処理を行い、各時間の測定結果を前記同様に表示器４２に順次表示してもよい。

また、このように、時間毎の変調誤差比の周波数特性を、例えば図５に示すように、変調誤差比軸、周波数軸および時間軸からなる３次元座標上に立体的に表示してもよい。

なお、上記説明では、しきい値設定部３７が非干渉帯域の変調誤差比に基づいてしきい値Ｒを自動的に算出していたが、図示しない操作部の操作によって任意に入力された値をしきい値として判定部３８に設定するように構成してもよく、また、前記した自動設定モードと手動設定モードとを選択できるようにしたり、自動設定モードで得られたしきい値Ｒを手動で可変調整できるように構成してもよい。

また、このように手動でしきい値Ｒを設定する場合、前記同様に干渉帯域についての変調誤差比と比較する方法の他に、全てのサブキャリアについての変調誤差比と比較して、アナログ放送波以外の妨害波の存在も把握できるようにしてもよい。

また、上記評価装置２０では、アナログのデジタル変調信号ｄ（ｔ）を評価対象として入力させていたが、デジタル変換されたデジタル変調信号列Ｄ（ｋ）を評価対象のデジタル変調信号として受ける場合には、評価装置２０においてＡ／Ｄ変換器２１を省略でき、また、ベースバンド信号Ｉ（ｋ）、Ｑ（ｋ）を評価対象のデジタル変調信号として受ける場合には、評価装置２０において、Ａ／Ｄ変換器２１および直交復調部２２を省略できる。

本発明の実施形態の構成を示す図 実施形態の要部の構成図 ＮＴＳＣ方式のアナログ放送波の伝送帯域特性図 実施形態の表示画面の一例を示す図 実施形態の表示画面の別の例を示す図 従来装置の構成を示す図

符号の説明

２０……デジタル変調信号評価装置、２１……Ａ／Ｄ変換器、２２……直交復調部、３０……復調部、３１……シンボルタイミング検出部、３２……周波数誤差補正部、３３……シンボル／データ復調部、３５……変調誤差比算出部、３６……メモリ、３７……しきい値設定部、３８……判定部、３９……干渉帯域情報算出部、４０……情報設定部、４１……表示制御部、４２……表示器

Claims (5)

1. 所望チャネルのデジタル変調信号を受け、該デジタル変調信号に含まれる全てのサブキャリアについて復調する復調部（３０）と、
   前記復調部で復調されたサブキャリア毎の復調信号について変調誤差比を算出する変調誤差比算出部（３５）と、
   前記変調誤差比算出部によって算出されたサブキャリア毎の変調誤差比に対して妨害波の有無を判定するためのしきい値を設定するしきい値設定部（３７）と、
   前記しきい値設定部によって設定されたしきい値と、前記サブキャリア毎の変調誤差比とを比較して、妨害波があるか否かを判定する判定部（３８）と、
   表示器（４２）と、
   前記判定部の判定結果を前記表示器に表示させる表示制御部（４１）とを備えたデジタル変調信号評価装置。
2. 前記しきい値設定部は、前記変調誤差比算出部によって得られた全てのサブキャリアについての変調誤差比のうち、妨害波の干渉を受けると予想される干渉帯域に含まれないサブキャリアの変調誤差比に基づいて、妨害波の有無を判定するためのしきい値を算出するように構成され、
   前記判定部は、前記しきい値設定部によって算出設定されたしきい値と、前記干渉帯域に含まれるサブキャリアの変調誤差比とを比較して、前記干渉帯域に妨害波があるか否かを判定するように構成されていることを特徴とする請求項１記載のデジタル変調信号評価装置。
3. 前記しきい値設定部は、前記干渉帯域に含まれないサブキャリアの変調誤差比の平均値と標準偏差とを求め、該平均値と標準偏差とで決まるしきい値を算出することを特徴とする請求項２記載のデジタル変調信号評価装置。
4. 前記表示制御部は、前記変調誤差比算出部によって算出されたサブキャリア毎の変調誤差比の周波数特性を前記判定部の判定結果とともに前記表示器に表示することを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３記載のデジタル変調信号評価装置。
5. 前記表示制御部は、所定時間毎に得られた前記変調誤差比の周波数特性を、時間軸を含めた３次元座標上に表示させることを特徴とする請求項４記載のデジタル変調信号評価装置。

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