JP2007028367A - 遅延プロファイル測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 地上デジタル放送波の遅延プロファイルの測定に関し、遅延プロファイルの解像度を上げることにより、電波受信状況や電波伝搬状況の解析精度を向上させることが可能な遅延プロファイル測定方法及び装置を提供する。
【解決手段】 遅延プロファイル測定装置は、受信アンテナ部１００により連続した複数チャンネルの地上デジタル放送波を取り込み、ＳＰキャリア情報抽出部５００が復調データから各チャンネルのＳＰキャリア情報を抽出し、遅延プロファイル算出部８００が当該各チャンネルのＳＰキャリア情報を用いて、従来よりも多数のＦＦＴ点数によって遅延プロファイルを算出する。これにより、従来技術よりも遅延プロファイルの解像度（Δｔ）の値が小さくなり、すなわち遅延プロファイルの解像度を上げることができるから、上記課題を解決することが可能となる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重）信号の遅延プロファイルを測定する技術に関する。

日本の地上デジタル放送は、ＵＨＦのテレビ帯（１３ｃｈから６２ｃｈまで）の電波を用いており、１チャンネルの帯域幅は６ＭＨｚに定められている。図６は、関東エリアにおける地上デジタル放送波のチャンネル配置を示す図である。図６に示すように、２０ｃｈから２７ｃｈまでの８チャンネルが周波数軸上に連続しており、このようなチャンネル配置により各放送局の番組が放送されている。他のエリアにおいても、このような複数の連続するチャンネル配置により、各放送局の番組が放送される場合が多い。なお、各チャンネルは６ＭＨｚの間隔で割り当てられているが、日本の地上デジタル放送の方式であるＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting−Terrestrial）の信号帯域幅は、約５．６ＭＨｚ（６／１４×１３ＭＨｚ）である。隣同士のチャンネルの放送波の間には、約４３０ｋＨｚ（６／１４ＭＨｚ）のガードバンドがある。

各チャンネルの放送波は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式に従った変調方式で送信される。ＩＳＤＢ−Ｔ方式では、数千本からなるＯＦＤＭキャリアがあり、各キャリアはＱＰＳＫ（Quatenary Phase Shift Keying）、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、６４ＱＡＭなどのようにＱＡＭ変調される。ＱＡＭ変調された信号を復調するための基準位相と基準レベルを得るために、図７に示すように、キャリア方向に３キャリアに１回、シンボル方向に４シンボルにｌ回の割合でスキャッタードパイロット（ＳＰ）キャリアが挿入されている。図７において、黒丸がＳＰキャリア、白丸がデータキャリアである。このＳＰキャリアは、振幅と位相が予め規定によって定められた既知信号である。また、ＩＳＤＢ−Ｔの帯域右端（最も高い周波数のキャリア）には、ＣＰキャリア（Continual Pilot Carrier）が１本追加されている。なお、地上デジタル放送におけるＩＳＤＢ−Ｔ伝送方式の規格の詳細については、非特許文献１のＡＲＩＢ標準規格ＳＴＤ Ｂ−３１を参照されたい。

地上デジタル放送受信機や従来の遅延プロファイル測定装置では、図７及び図９（ｂ）に示すように、受信したＳＰキャリアを抽出する。図７において、最下段の黒丸が、シンボル番号ｎ−３からｎまでのキャリア番号０，３，６，・・・から抽出されたＳＰキャリアである。また、図９（ｂ）において、シンボル番号ｎの黒丸のうちキャリア番号３，６，９，・・・の黒丸が、シンボル番号ｎ−３からｎ−１までのキャリア番号３，６，９，・・・から抽出されたＳＰキャリアである。

そして、地上デジタル放送受信機などは、図８の上図に示すように、ＳＰキャリアの位置にＳＰの振幅及び位相データを、ＳＰキャリア間のデータキャリアの位置に振幅及び位相＝０のデータを代入（０補完）する。

なお、図９（ｂ）は、抽出対象シンボル（シンボル番号ｎ）の前のシンボルを用いてＳＰキャリアを抽出し、内挿する手法の例であるが、図９（ａ）に示すように、抽出対象シンボル（シンボル番号ｎ）の前後のシンボルからＳＰキャリアを抽出し、内挿する手法もある。一般に、受信したＳＰ信号は、直交復調のために、Ｉ（In-phase）及びＱ（Quadrature）の複素ベクトルに表記され、Ｉ軸及びＱ軸でそれぞれ独立して演算が行われる。ここでは、ＳＰ信号を振幅及び位相で表現し、振幅のみに着目して遅延プロファイル測定の原理を述べる。

そして、地上デジタル放送受信機などは、データキャリアに０補完を施したデータを高速フーリエ逆変換（ＩＦＦＴ）し、遅延プロファイルを求める。図８を参照して、ＩＦＦＴ後のデータは、時間軸で△ｔ×ＦＦＴ点数分の範囲で得られるが、３キャリアに１個のＳＰキャリア以外のデータキャリアを０補完しているため、同じ波形が３回折り返した波形が観測される。したがって、有効な遅延プロファイルのデータ範囲は、△ｔ×ＦＦＴ点数のうちの１／３となる。なお、図８では、振幅データのイメージのみを表したが、実際には位相データも用いた複素演算によるＩＦＦＴを行い、△ｔ毎に振幅データ及び位相データから遅延プロファイルを得る。これにより、マルチパスのＤＵ比（ＯＦＤＭ信号の希望波と遅延波の強度の比）と位相を知ることができる。このような遅延プロファイル測定装置は、例えば、特許文献１に記載されている。

一例として、ＩＳＤＢ−Ｔ方式のモード３と呼ばれる伝送パラメータでは、キャリア間隔△ｆは１２５／１２６＝０．９９２・・・［ｋＨｚ］、ＦＦＴサンプル速度は５１２／６３＝８．１２６９・・・［ＭＨｚ］、１シンボルのＦＦＴ点数は２^１３＝８１９２であり、遅延プロファイルの解像度（分解能）△ｔ、及び遅延プロファイルの時間幅Ｔは、（１）、（２）式のようになる。

"標準規格の概要及び改訂の概要 ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｂ３１ 地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式"、［online］、平成１３年５月３１日、［平成１７年５月２６日検索］、インターネット、＜ＵＲＬ：http://www.arib.or.jp/tyosakenkyu/kikaku_hoso/hoso_std-b031.html＞ 特開２０００−１１５０８７号公報

従来、遅延プロファイル測定装置を用いて測定した信号を分析することにより、受信機などの性能を向上させるための研究が行われている。また、電波伝搬状況を詳細に分析することも行われている。しかしながら、従来技術では、（１）式で表される遅延プロファイルの解像度（Δｔ）よりも短い遅延時間で到達する超近接マルチパスの成分を検出することや、（１）式で表される遅延プロファイルの解像度（Δｔ）よりも短い遅延時間の差で到達する異なる複数のマルチパスの成分を分離することが不可能であった。

また、この遅延プロファイルの解像度（Δｔ）の限界値は、通常の地上デジタル放送受信機が受信機内部で行う波形等化処理の解像度と同じである。したがって、遅延プロファイルの測定により、前述の性能を向上させるための研究や電波伝搬状況の分析を行うことには、自ずと限界があった。

本発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、地上デジタル放送波の遅延プロファイルの測定に関し、遅延プロファイルの解像度を上げることにより、電波受信状況や電波伝搬状況の解析精度を向上させることが可能な遅延プロファイル測定方法及び装置を提供することにある。

一般に、遅延プロファイルの解像度△ｔは、測定帯域幅をＷ［ＭＨｚ］とすると、（３）式で表される。

したがって、測定帯域幅を広くし、ＦＦＴ点数を多くすることにより、遅延プロファイルの解像度Δｔの値は小さくなり、すなわち遅延プロファイルの解像度を上げることができる。前述のように、多くの地上デジタル放送の放送エリアでは、連続する複数のチャンネルで送信される予定である。

そこで、本発明による遅延プロファイル測定方法及び装置では、これら連続する複数のチャンネルの信号を同時に取り込み、より多くのＦＦＴ点数を用いて遅延プロファイルを算出する。これにより、従来技術よりも遅延プロファイルの解像度（Δｔ）の値が小さくなり、すなわち遅延プロファイルの解像度を上げることができるから、上記課題を解決することが可能になる。

例えば、関東エリアでは、図６に示したように、８つのチャンネルの信号が連続して送信されているので、本発明による遅延プロファイル測定方法及び装置では、８チャンネル分の信号を同時に取り込み、従来の１チャンネル分の８倍のＦＦＴ点数を用いて遅延プロファイルを算出する。これにより、遅延プロファイルの解像度（Δｔ）の値は従来の１／８となるから、遅延プロファイルの解像度を８倍に上げることができる。

本発明によれば、受信した地上デジタル放送波のマルチパス成分を検出する遅延プロファイル測定において、遅延プロファイルの解像度の値を小さくすることができ、すなわち遅延プロファイルの解像度を上げることができる。したがって、マルチパスの遅延時間の検出分解能が上がり、従来検出できなかった遅延時間の非常に短いマルチパスの検出や、非常に短い遅延時間の差で到達する複数のマルチパスを分離して検出することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。本発明の実施の形態における実施例１は、連続した複数チャンネルの地上デジタル放送波を取り込み、ＳＰ信号から各チャンネルの周波数特性を算出し、当該各チャンネルの周波数特性を用いて、従来よりも多数のＦＦＴ点数によって遅延プロファイルを算出するものである。また、実施例２は、特定のチャンネルが他のチャンネルと異なる受信状況になり、遅延プロファイルを正しく算出することができない場合に、その特定のチャンネルの周波数特性を除外して遅延プロファイルを算出するものである。

実施例１及び２は、共に、ＩＳＤＢ−Ｔ伝送方式の地上デジタル放送において、遅延プロファイルを測定する例である。これらの実施例では、チャンネルの数をｎとして表したが、例えば、図８に示した関東エリアの例では、８チャンネルが連続しているから、ｎ＝８として実施される。なお、ＦＦＴは２のべき乗で行う必要があるため、ｎとして、２のべき乗（２，４，８・・・）を選択することができる。

まず、実施例１の遅延プロファイル測定装置について説明する。図１は、本発明による実施例１の遅延プロファイル測定装置を示す構成図である。この遅延プロファイル測定装置は、受信アンテナ部１００、分配部２００、チャンネルにそれぞれ対応するｎ個のチューナー部３００−１〜ｎ、ｎ個のＯＦＤＭ復調部４００−１〜ｎ、ｎ個のモード・ガードインターバル比検出部４５０−１〜ｎ、ｎ個のＳＰキャリア情報抽出部５００−１〜ｎ、ｎ個のバッファ部６００−１〜ｎ、合成部７００、合成制御部７５０、遅延プロファイル算出部８００、及び測定トリガー部１１００を備えている。遅延プロファイル測定装置は、受信アンテナ部１００により連続した複数チャンネルの地上デジタル放送波を取り込み、ＯＦＤＭ復調部４００−１〜ｎにより各チャンネルの復調データを出力し、ＳＰキャリア情報抽出部５００により各チャンネルのＳＰキャリア情報を抽出し、遅延プロファイル算出部８００により当該各チャンネルのＳＰキャリア情報を用いて従来よりも多数のＦＦＴ点数によって遅延プロファイルを算出する。図１に示すように、チューナー部３００−１〜ｎ、ＯＦＤＭ復調部４００−１〜ｎ、モード・ガードインターバル比検出部４５０−１〜ｎ、ＳＰキャリア情報抽出部５００−１〜ｎ、及びバッファ部６００−１〜ｎは、地上デジタル放送波において連続したチャンネル毎に設けられている。

受信アンテナ部１００は、地上デジタル放送信号を受信し、信号１０１を出力する。分配部２００は、受信アンテナ１００により受信された地上デジタル放送信号１０１を入力し、当該地上デジタル放送信号１０１をチャンネル数分に分配し、信号２０１−１〜ｎを出力する。なお、この分配器２００は、地上デジタル放送信号１０１を分配する前に、信号増幅を行うようにしてもよい。

チューナー部３００−１〜ｎは、分配部２００により分配された信号２０１〜ｎをそれぞれ入力し、当該チューナー部が処理するチャンネルの周波数帯域以外の信号をカットし、所望のチャンネルの信号を得て、ＲＦ信号からＩＦ信号に周波数変換し、ＩＦ信号３０１−１〜ｎをそれぞれ出力する。

ＯＦＤＭ復調部４００−１〜ｎは、チューナー部３００−１〜ｎにより変換されたＩＦ信号３０１−１〜ｎをそれぞれ入力し、Ａ／Ｄ変換処理、シンボル及びフレームなどの各種同期処理、ＦＦＴ復調処理などにより、一連のＩＳＤＢ−Ｔ伝送方式によるＯＦＤＭ復調を行い、受信信号の復調データ４０１−１〜ｎ，４０２−１〜ｎをそれぞれ出力する。

モード・ガードインターバル比検出部４５０−１〜ｎは、ＯＦＤＭ復調部４００−１〜ｎにより復調された復調データ４０２−１〜ｎをそれぞれ入力し、当該復調データのうちのＴＭＣＣ情報から、各チャンネルの伝送モード（モード１，２，３）を検出すると共に、ガードインターバル比（１／４，１／８，１／１６，ｌ／３２）を検出し、これらの検出結果情報をそれぞれ出力する。

ＳＰキャリア情報抽出部５００−１〜ｎは、ＯＦＤＭ復調部４００−１〜ｎにより復調された復調データ４０１−１〜ｎを入力し、当該復調データ４０１−１〜ｎから、図７に示したように、４シンボル分のＳＰデータを抽出し、シンボル毎の周波数特性情報（ＳＰキャリアの振幅位相情報またはＩ，Ｑデータ）を算出し、当該周波数特性情報をＳＰキャリア情報５０１−１〜ｎとしてそれぞれ出力する。

バッファ部６００−１〜ｎは、ＳＰキャリア情報抽出部５００−１〜ｎにより出力されたＳＰキャリア情報５０１−１〜ｎをそれぞれ入力すると共に、測定トリガー部１１００により出力された測定トリガー信号１１０１を入力する。そして、測定トリガー信号１１０１に合わせてＳＰキャリア情報６０１−１〜ｎを出力する。

この場合、バッファ部６００−１〜ｎは、測定トリガー信号１１０１によりＳＰキャリア情報５０１−１〜ｎを出力するタイミングを図る。これにより、各チャンネルのＯＦＤＭ復調におけるタイミングのずれや、モード・ガードインターバル比の違いを調整することができる。なお、バッファ部６００−１〜ｎは、ＯＦＤＭ復調部４００−１〜ｎから復調データ４０１−１〜ｎ，４０２−１〜ｎを入力し、当該復調データ４０１−１〜ｎ，４０２−１〜ｎを用いて出力タイミングを図り、各チャンネルのＯＦＤＭ復調におけるタイミングのずれを調整するようにしてもよい。また、バッファ部６００−１〜ｎは、出力するタイミングを図ることにより、ＳＰキャリア情報６０１−１〜ｎを同期させて合成部７００に出力するようにしたが、入力するタイミングを同時にすることにより、同期させるようにしてもよい。要するに、合成部７００への出力のタイミングを同期させ、結果的に、合成部７００及び遅延プロファイル算出部８００において、一定のタイミングで処理できればよい。

合成部７００は、バッファ部６００−１〜ｎにより出力されたＳＰキャリア情報６０１−１〜ｎを入力すると共に、合成制御部７５０により生成された制御信号を入力し、当該制御信号に基づいて、ＳＰキャリア情報６０１−１〜ｎを周波数の順番に並べ、測定対象となる複数チャンネル分のＳＰキャリアデータ７０１に合成し、当該ＳＰキャリアデータ７０１を出力する。また、データキャリアの周波数位置やチャンネルとチャンネルとの間の周波数位置など、ＳＰキャリアが存在しない周波数位置のデータには、０を代入する（０補完する）。また、合成制御部７５０から入力した制御信号に基づいて、受信及び解析する連続チャンネルの数がｎ未満であると判断した場合は、存在しないチャンネルまたは解析に加えたくないチャンネルのデータを全て０補完する。ここで、合成部７００が合成制御部７５０から入力する制御信号は、存在しないチャンネルまたは解析に加えたくないチャンネルが設定された情報である。そして、出力するＳＰキャリアデータと０補完したデータの総数は、Ｍ＝２^ｍとする。Ｍは、Ｋ（１つのチャンネルのＦＦＴ点数）にｎ（測定する連続のチャンネル数）を乗算した値である。

合成部７００の処理について具体例を挙げて説明する。地上デジタル放送の伝送モードが各チャンネルにおいてモード３の場合に、１つのチャンネルの１シンボルあたりのキャリア数は、ＳＰキャリア、データキャリア及びＣＰキャリアを合わせて５６１７本であり、ＦＦＴ点数は２^１３＝８１９２点である。測定するチャンネル数が１つの場合は、Ｍ＝２^１３＝８１９２となる。送信信号が全てＱＡＭ変調されている場合は、５６１７本のキャリアのうち、１／３である１８７２本のキャリアがＳＰキャリアであり、最右端の１本がＣＰキャリアである。この場合、合成部７００は、合成制御部７５０から制御信号を入力し、ＳＰキャリア間、及びＳＰキャリアとＣＰキャリアとの間の５６１７−１８７３＝３７４４本のデータキャリアに相当する部分をデータ０に０補完し、また、８１９２−５６１７＝２５７５本の帯域外のキャリアに相当する部分もデータ０に０補完する。

なお、帯域外のキャリアは、一般に、下（周波数の低い）側に１２８８本、上（周波数の高い）側に１２８７本存在するが、合計のキャリア数が２５７５本であれば、下側及び上側とも何本であってもよい。また、図２に示すように、帯域外のキャリアには、複数本のＳＰキャリアを外挿するようにしてもよい。

また、測定するチャンネルを連続する２つのチャンネルとし、前述と同様、地上デジタル放送の伝送モードが２つのチャンネルにおいてモード３とし、全てＱＡＭ変調されている場合を想定する。この場合、Ｍ＝２^１４＝１６３８４、１チャンネル分のキャリア数が５６１７本であり、チャンネル間のキャリア数は４３１本となる。また、帯域外のキャリアは、１６３８４−（５６１７×２）＝４７１９本であり、これが連続する２チャンネルの外側のキャリアとなる。合成部７００は、合成制御部７５０から制御信号を入力し、チャンネル間のキャリアに相当する４３１本のデータを０補完し、連続する２チャンネルの外側のキャリアに相当する４７１９本のデータも０補完する。

なお、前述と同様、帯域外のキャリアについては、連続する２チャンネルの外側のキャリアが下側に２３６０本、上側に２３５９本存在するようにしてもよく、合計のキャリア数が４７１９本であれば、下側及び上側とも何本であってもよい。また、図２に示すように、帯域外のキャリア（２つのチャンネル間のキャリアを含む）には、複数本のＳＰキャリアを外挿するようにしてもよい。

合成制御部７５０は、モード・ガードインターバル比検出部４５０−１〜ｎにより検出されたモード・ガードインターバル比情報を入力し、各チャンネルのモード及びガードインターバル比を認識し、当該各チャンネルのモード及びガードインターバル比を用いて、合成部７００、測定トリガー部１１００及びバッファ部６００−１〜ｎを制御する。この場合、合成制御部７５０は、受信及び解析する連続チャンネル数がｎ未満のときは、存在しないチャンネルまたは解析に加えたくないチャンネルを設定した制御信号を生成し、当該制御信号を合成部７００に出力する。

また、合成制御部７５０は、入力したモード・ガードインターバル比情報により、ｎチャンネルのうちの測定する複数チャンネルのモードまたはガード比が異なると判断した場合、測定トリガー部１１００に、測定トリガー信号１１０１として、測定する複数のチャンネルのうち最もシンボル長の長いチャンネルのシンボルクロック、または最もシンボル長の短いチャンネルのシンボルクロックを出力させる。つまり、合成制御部７５０が、モードまたはガード比が異なると判断した場合、測定トリガー部１１００は、合成制御部７５０からの指示に従い、測定トリガー信号１１０１として前記シンボルクロックを出力する。また、合成制御部７５０は、合成部７００に、バッファ部６００−１〜ｎから入力したＳＰキャリア情報６００−１〜ｎを適切に合成させるために、合成部７００に制御信号を出力する。なお、この場合も、測定トリガー部１１００がシンボルクロックの整数倍の周期で測定トリガー信号１１０１を出力するように、測定トリガー部１１００に指示するようにしてもよい。

図３は、モード及びガードインターバルが異なる場合の測定を説明する図であり、モード３、ガード比１／８の第１のチャンネルと、モード２、ガード比１／４の第２のチャンネルとから成る２つのチャンネルを用いる場合の例である。図３では、前述のように、測定トリガー部１１００が、最もシンボル長の長い第１のチャンネルのシンボルクロックにて測定トリガー信号１１０１を与える場合を想定している。具体的には、合成制御部７５０は、測定トリガー部１１００に、シンボル長の長いモード３、ガード比１／８の第１のチャンネルのシンボルクロックとして測定トリガー信号１１０１を出力するように、指示を与える。測定トリガー部１１００は、この指示に従い、測定トリガー信号１１０１を出力する。また、図３では、チャンネルが異なる場合シンボルタイミングも異なるので、そのような場合におけるキャリア方向のサンプルとシンボルクロックが示されている。キャリア方向のサンプルは、第１のチャンネルのモード３を基準にしているため、モード３の場合は３キャリアサンプルに１つの割合でＳＰキャリアが存在するが、第２のチャンネルのモード２の場合は、モード３のキャリアサンプルにおいて、６キャリアサンプルに１つの割合でＳＰキャリアが存在していることがわかる。

一般に、ガードインターバルを除いた有効シンボル長は、モード３では１００８μ秒、モード２では５０４μ秒、モード１では２５２μ秒であり、１シンボルの長さは、この有効シンボル長の１／４〜１／３２の時間のガードインターバルを有効シンボル長に加算した時間となる。モード比またはガードインターバル比が異なる場合、シンボル長が異なるから、ＯＦＤＭ復調部４００による復調のタイミングも異なるため、いずれかのタイミングに合わせる必要がある。図３に示した例では、シンボル長は、第１のチャンネルでは１１３４μ秒、第２のチャンネルでは５７６μ秒であることから、第１のチャンネルの信号について１シンボルが復調される間に、第２のチャンネルの信号は２シンボルが復調されることになる。ＳＰデータは１シンボル毎に算出されるから、第１のチャンネルのＳＰデータ１つが算出される間に、第２のチャンネルのＳＰデータは２つ算出される。

図３では、測定トリガー部１１００は、最もシンボル長の長い第１のチャンネルのシンボルクロックを測定トリガー信号１１０１として出力する。この場合、測定トリガー信号１１０１が出力されるタイミングの間に、第１のチャンネルのバッファ部６００には、１シンボル分のＳＰキャリア情報５０１が入力され、第２のチャンネルのバッファ部６００には、２シンボル分のＳＰキャリア情報５０１が入力される。つまり、第１のチャンネルのバッファ部６００は、前記入力した１シンボル分のＳＰキャリア情報を出力し、第２のチャンネルのバッファ部６００は、前記入力した２シンボル分のＳＰキャリア情報のうちの一方を捨て、他方を出力する。具体的には、第２のチャンネルのバッファ部６００は、測定トリガー信号１１０１を入力する前に、先に入力したＳＰキャリア情報５０１を捨て、次に入力したＳＰキャリア情報５０１を保持し、測定トリガー信号１１０１を入力したときにその保持したＳＰキャリア情報５０１をＳＰキャリア情報６０１として出力する。なお、第２のチャンネルのバッファ６００は、一方を捨て他方を出力するのではなく、２シンボル分のＳＰキャリア情報を平均化し、その平均のＳＰキャリア情報を出力するようにしてもよい。具体的には、第２のチャンネルのバッファ部６００は、測定トリガー信号１１０１を入力する前に、ＳＰキャリア情報５０１を入力する毎にその平均値を算出し、測定トリガー信号１１０１を入力したときにその平均値をＳＰキャリア情報６０１として出力するようにしてもよい。

また、測定トリガー部１１００は、最もシンボル長の短い第２のチャンネルのシンボルクロックを測定トリガー信号１１０１として出力するようにしてもよい。また、複数のチャンネルにおいて、シンボル長が、最も短いシンボル長の整数倍でない場合であっても、前述したように、測定トリガー部１１００は、最もシンボル長が長いチャンネルのシンボルクロック、または最もシンボル長が短いチャンネルのシンボルクロックを測定トリガー信号１１０１として出力することにより、合成部７００において合成のタイミングを図ることができる。

なお、図３では、測定トリガー部１１００は、モード・ガードインターバル比が異なる場合に、バッファ部６００−１〜ｎからＳＰキャリア情報６０１−１〜ｎを同期して出力させるための測定トリガー信号１１０１を出力するようにしたが、ＯＦＤＭ復調部４００−１〜ｎにおいてＯＦＤＭ復調を行う際の同期タイミングから得られる遅延情報に基づいて、測定トリガー信号１１０１を出力するようにしてもよい。ここで、ＯＦＤＭ復調部４００−１〜ｎでは、シンボル同期を行うことによりシンボル先頭タイミングが決定されるから、遅延情報は、このタイミングがＯＦＤＭ復調部４００−１〜ｎの間でどの程度ずれているかの相対値となる。例えば、遅延情報は、特定の一つのＯＦＤＭ復調部４００のフレーム先頭タイミングに対する他のＯＦＤＭ復調部４００の遅延量、または、フレーム先頭タイミングの一番早いものまたは一番遅いものに対しての遅れ時間（クロック数）や進み時間（クロック数）とすることができ、正負の符号を有する情報とすることができる。

遅延プロファイル算出部８００は、合成部７００により合成された複数チャンネルのＳＰキャリアデータ７０１を入力し、ＩＦＦＴ演算を行う。合成部７００からの出力データ点数（ＳＰキャリアデータ数）、つまりｍのデータ点数は２^ｍ＝Ｍである。例えば、受信信号が、モード３、ｎ＝８（チャンネル数）の場合は、２^１６＝６５５３６となる。

この場合、遅延プロファイルの解像度Δｔは、（１）式で表される従来技術の１／ｎとなり、例えば、受信信号がモード３、ｎ＝８の場合は、

となる。従来技術で説明したように、その出力波形は、ＳＰキャリアデータ７０１の配置から同じ波形が３回折り返した波形となるので、遅延プロファイル算出部８００は、このうちの１／３の区間を抽出し遅延プロファイルデータを得る。

ところで、前述した実施例１の遅延プロファイル測定装置を、各チャンネルで送信アンテナが異なる場合に適用すると、電波伝搬経路が異なるため遅延プロファイルを正確に測定することができないという問題が想定される。実施例１の遅延プロファイル測定装置を、各チャンネルの放送波が全く異なる場所から送信される場合に適用することは困難であると考えられる。しかしながら、例えば、同一の鉄塔で異なる送信アンテナから各チャンネルの放送波が送信される場合、送信アンテナの位置の違いによる電波伝搬時間の差が、遅延プロファイルの解像度に比べて小さいときには、実施例１の遅延プロファイル測定装置を適用することが可能となる。

例えば、鉄塔から１０ｋｍ離れた場所に遅延プロファイル測定装置を設置し、遅延プロファイル測定装置が受信した信号を解析する場合を想定する。各チャンネルの送信アンテナの高さが２５０ｍと２６０ｍの位置にあり、１０ｍの差があるとする。送信アンテナの位置の差による電波伝搬経路の距離の差は、約０．２５５ｍとなり、これを伝搬時間の差に換算すると、約０．８５ｎｓｅｃとなる。これに対し、遅延プロファイルの解像度Δｔは、前述のように、解析するチャンネル数を８としても、約１５．４ｎｓｅｃである。これにより、送信アンテナの位置が若干異なることによる電波伝搬時間の差は、遅延プロファイルの解像度に比べて１／１０以上小さくなる。したがって、実施例１の遅延プロファイル測定装置により遅延プロファイルを算出することは、実用上問題がない範囲であると考えられる。

このように、例えば、関東エリアにおいて東京タワーから送信される地上デジタル放送波などのように、同一の鉄塔に設置された異なる送信アンテナで送信される複数の放送波に対しても、実施例１に示した遅延プロファイル測定装置を適用することが可能となる。

以上にように、実施例１の遅延プロファイル測定装置によれば、連続した複数チャンネルの地上デジタル放送波を取り込み、ＳＰキャリア情報抽出部５００−１〜ｎが、チャンネル毎のＳＰキャリア情報を抽出し、合成部７００が、各チャンネルのＳＰキャリア情報を合成し、遅延プロファイル算出部８００が、合成されたＳＰキャリア情報を用いて、従来よりも多数のＦＦＴ点数によって遅延プロファイルを算出するようにした。これにより、測定帯域幅が広くなるから、前述した（３）式において、遅延プロファイルの解像度Δｔの値を小さくすることができる。したがって、遅延プロファイルの解像度を上げることが可能となる。

また、実施例１の遅延プロファイル測定装置によれば、バッファ部６００−１〜ｎが、ＳＰキャリア情報５０１−１〜ｎを入力し、測定トリガー部１１００からの測定トリガー信号１１０１により、ＳＰキャリア情報６０１−１〜ｎを出力するようにした。測定トリガー信号１１０１は、モード・ガードインターバル比情報から生成された信号であり、合成部７００が各チャンネルのＳＰキャリア情報６０１−１〜ｎを適切に合成することができるように、バッファ部６００−１〜ｎの出力タイミングを図る信号である。これにより、ＯＦＤＭ復調におけるタイミングのずれや、モード・ガードインターバル比の違いを調整することが可能となる。したがって、ＯＦＤＭ復調の際に各チャンネルにタイミングのずれが生じた場合や、チャンネル間でモードやガードインターバル比が異なる場合であっても、合成部７００が適切に各チャンネルの周波数特性を合成し、遅延プロファイル算出部８００が適切に遅延プロファイルを算出することができるから、遅延プロファイルの解像度を上げることが可能となる。

次に、実施例２の遅延プロファイル測定装置について説明する。前述の実施例１は、適用の前提として、測定する各チャンネルで共用の送信アンテナを用いて送信パターンが同じであることが条件となる。このような条件の場合、同一受信点における遅延プロファイルは、位相項を考えなければほぼ同様になると考えられる。

しかし、例外的に、妨害波や異常伝搬、その他の影響により特定のチャンネルのみが異なる受信状況となることも考えられる。そのようなチャンネルを、遅延プロファイルの測定のための解析に加えてしまうと、正しい遅延プロファイルを算出することができない。そのような場合を考慮し、実施例２は、妨害波などの影響を受ける特定のチャンネルを、遅延プロファイルの測定のための解析に加えるデータから削除することを特徴とする。

図４は、本発明による実施例２の遅延プロファイル測定装置を示す構成図である。この遅延プロファイル測定装置は、実施例１に示した構成に加えて、チャンネルにそれぞれ対応するｎ個のチャンネル遅延プロファイル算出部５１０−１〜ｎを備えている。図４に示すように、チャンネル遅延プロファイル算出部５１０−１〜ｎは、チューナー部３００−１〜ｎ、ＯＦＤＭ復調部４００−１〜ｎ、モード・ガードインターバル比検出部４５０−１〜ｎ、ＳＰキャリア情報抽出部５００−１〜ｎ、及びバッファ部６００−１〜ｎと同様に、地上デジタル放送波において連続したチャンネル毎に設けられている。この遅延プロファイル測定装置は、受信アンテナ部１００により連続した複数チャンネルの地上デジタル放送波を取り込み、ＯＦＤＭ復調部４００−１〜ｎにより各チャンネルの復調データを出力し、ＳＰキャリア情報抽出部５００により各チャンネルのＳＰキャリア情報を抽出し、遅延プロファイル算出部８００により当該各チャンネルのＳＰキャリア情報を用いて従来よりも多数のＦＦＴ点数によって遅延プロファイルを算出する点で、図１に示した実施例１を同様である。これに対し、実施例２の合成部７００が、妨害波などにより影響を受けたチャンネルの周波数特性を除外してＳＰキャリア情報を合成し、遅延プロファイル算出部８００がその合成されたＳＰキャリア情報を用いて遅延プロファイルを算出する点で、実施例１と相違する。以下、この相違点を中心に説明する。

図４を参照して、ＳＰキャリア情報抽出部５００−１〜ｎは、ＯＦＤＭ復調部４００−１〜ｎによりＯＦＤＭ復調された復調データ４０１−１〜ｎを入力し、当該復調データ４０１−１〜ｎからＳＰキャリア情報を抽出し、当該ＳＰキャリア情報５０１−１〜ｎをバッファ部６００−１〜ｎ及びチャンネル遅延プロファイル算出部５１０−１〜ｎにそれぞれ出力する。

チャンネル遅延プロファイル算出部５１０−１〜ｎは、ＳＰキャリア情報抽出部５００−１〜ｎにより抽出されたＳＰキャリア情報をそれぞれ入力し、当該ＳＰキャリア情報に基づいて各チャンネルの遅延プロファイルを算出する。図５は、チャンネル毎の遅延プロファイルを示す図である。チャンネル遅延プロファイル算出部５１０−１〜ｎは、図５に示すように、チャンネル毎に遅延波の遅延時間とその遅延時間で到達する遅延波の振幅の大きさを算出する。そして、算出した各チャンネルの遅延プロファイルを比較し、特定のチャンネルの特定の遅延時間の遅延波の振幅が、他のチャンネルの同一遅延時間の遅延波の振幅と大きく異なる特異点が存在するか否かを判断する。例えば、図５のようにＮ＋２チャンネルに特異点があるものと判断した場合、当該特異点情報を合成制御部７５０にそれぞれ出力する。

合成制御部７５０は、チャンネル遅延プロファイル算出部５１０−１〜ｎにより出力された特異点情報をそれぞれ入力し、当該特異点情報を用いて、合成部７００が、バッファ部６００から入力したＳＰキャリア情報６００−１〜ｎを合成する際に、特異点を有するチャンネルのＳＰキャリア情報を除外し、それ以外のＳＰキャリア情報を合成するように、合成部７００に制御信号を出力する。

ここで、特異点が存在するか否かの基準について、この基準を小さく設定した場合、チャンネル遅延プロファイル算出部５１０−１〜ｎは、算出する遅延プロファイルがチャンネル毎に加わる無相関な装置熱雑音の影響などに支配されてしまうため、ほとんどの点で特異点が存在すると判断してしまう。これに対し、基準を大きく設定した場合、チャンネル遅延プロファイル算出部５１０−１〜ｎは、ほとんどの点で特異点が存在しないと判断してしまう。このような基準を設定した場合は、妨害波などの影響を受ける特定のチャンネルを除外し、遅延プロファイルを算出するという前述の機能を実現することが不可能となる。このため、例えば、特異点が存在すると判断する基準を、あるチャンネルの特定の遅延時間の遅延波の振幅と、他のチャンネルの同一の遅延時間の遅延波の振幅の平均値との差分が６ｄＢ以上の場合などとする。または、平均値の代わりに中央値を用いるようにしてもよい。さらに、前記平均値との差分、または中央値との差分の値は、遅延プロファイル測定装置や受信状況その他様々な測定要因によって可変としてもよい。

以上にように、実施例２の遅延プロファイル測定装置によれば、チャンネル遅延プロファイル算出部５１０−１〜ｎが、チャンネル毎の遅延プロファイルを算出し、当該遅延プロファイルを比較して特異点が存在するか否かを判断し、合成制御部７５０が、特異点が存在するチャンネルのＳＰキャリア情報を除外することを示す制御信号を出力するようにした。これにより、合成部７００は、特異点が存在するチャンネルを除外してＳＰキャリア情報を合成し、遅延プロファイル算出部８００は、前記合成を反映して遅延プロファイルを算出することができる。したがって、実施例１の効果に加えて、遅延プロファイルの測定精度を向上させることが可能となる。

本発明による実施例１の遅延プロファイル測定装置を示す構成図である。 周波数軸上における振幅位相基準の補完を説明する図である。 モード及びガードインターバルが異なる場合の測定を説明する図である。 本発明による実施例２の遅延プロファイル測定装置を示す構成図である。 実施例２におけるチャンネル毎の遅延プロファイルを示す図である。 関東エリアにおける地上デジタル放送波のチャンネル配置を示す図である。 ＩＳＤＢ−Ｔ方式のＳＰキャリアの配置及びその抽出を説明する図である。 ＳＰキャリアの信号データをＩＦＦＴした場合における遅延プロファイルの算出を説明する図である。 ＳＰキャリアの抽出及びデータの０補完を説明する図である。

符号の説明

１００ 受信アンテナ部
２００ 分配部
３００ チューナー部
４００ ＯＦＤＭ復調部
４５０ モード・ガードインターバル比検出部
５００ ＳＰキャリア情報抽出部
５１０ チャンネル遅延プロファイル算出部
６００ バッファ部
７００ 合成部
７５０ 合成制御部
８００ 遅延プロファイル算出部
１１００ 測定トリガー部

Claims (4)

1. 受信アンテナにより連続する複数チャンネルのＯＦＤＭ信号を受信し、
   該ＯＦＤＭ信号に対しチャンネル毎にＯＦＤＭ復調を行い、
   該復調した信号からＳＰキャリア情報を抽出し、該ＳＰキャリア情報をチャンネル毎に記憶し、該記憶したＳＰキャリア情報を読み出し、
   該読み出したＳＰキャリア情報と、データキャリアを０補完した情報とを、測定対象となる複数チャンネル分合成し、
   該合成した複数チャンネルのＳＰキャリア情報及び０補完した情報にＩＦＦＴ演算を施し、遅延プロファイルを算出することを特徴とする遅延プロファイル測定方法。
2. 受信アンテナにより連続する複数チャンネルのＯＦＤＭ信号を受信し、該ＯＦＤＭ信号を復調し、周波数特性を算出し、遅延プロファイルを算出する遅延プロファイル測定装置において、
   前記連続する複数チャンネルのＯＦＤＭ信号に対し、チャンネル毎にＯＦＤＭ復調を行う復調部と、
   前記復調された信号からＳＰキャリア情報をチャンネル毎に抽出するＳＰキャリア情報抽出部と、
   前記抽出されたＳＰキャリア情報を入力し、該ＳＰキャリア情報をチャンネル毎に記憶し、該記憶したＳＰキャリア情報を読み出して出力するバッファ部と、
   前記出力されたＳＰキャリア情報をキャリアの順に並べ、データキャリアを０補完し、前記ＳＰキャリア情報と０補完した情報とを、測定対象となる複数チャンネル分合成する合成部と、
   前記合成された複数チャンネルのＳＰキャリア情報及び０補完した情報にＩＦＦＴ演算を施し、遅延プロファイルを算出する遅延プロファイル算出部とを備えたことを特徴とする遅延プロファイル測定装置。
3. 請求項２に記載の遅延プロファイル測定装置において、
   さらに、前記連続する複数チャンネルのＯＦＤＭ信号について、チャンネル毎にモード及びガードインターバル比を検出するモード・ガードインターバル比検出部を備え、
   前記バッファ部が、検出されたチャンネル毎のモード及びガードインターバル比のうち、少なくとも一つのチャンネルのモードまたはガードインターバル比が他のチャンネルと異なる場合に、最もシンボル長の長いチャンネルまたは最もシンボル長の短いチャンネルのシンボルクロックに応じて、前記ＳＰキャリア情報を出力することを特徴とする遅延プロファイル測定装置。
4. 請求項２または３に記載の遅延プロファイル測定装置において、
   さらに、前記ＳＰキャリア情報抽出部により抽出されたＳＰキャリア情報に基づいて、チャンネル毎に遅延プロファイルを算出するチャンネル遅延プロファイル算出部を備え、
   前記合成部が、チャンネル毎の遅延プロファイルに他のチャンネルと異なる特異点が存在する場合、前記バッファ部により出力されたＳＰキャリア情報のうち、前記特異点が存在するチャンネルのＳＰキャリア情報を除外して、測定対象となる複数チャンネル分合成することを特徴とする遅延プロファイル測定装置。
   
   

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