JP2009017410A - デジタル放送波評価装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】測定者による測定結果のバラツキの発生がなく、マルチパスの特性変化に容易に対応できるようにする。
【解決手段】OFDM方式のデジタル放送波を受信し、その受信信号からシンボルタイミングを検出し、そのシンボルの信号列に対して指定された窓位置の信号列切出処理を行い、該切り出した信号列に対してデジタル放送波の評価に必要な演算処理を行うデジタル放送波評価装置において、特定タイミングに受信された受信信号についてのシンボルの信号列に対して、予め設定された複数の異なる窓位置で信号列の切出処理を行わせ、その切り出された複数組の信号列に対する変調誤差比の演算を行い、最大の変調誤差比が得られる窓位置を最適窓位置として選定する最適窓位置選定手段31を有しており、この選定された最適窓位置によって切り出した信号列に対して遅延プロファイルの演算を行う。
【選択図】図1
【解決手段】OFDM方式のデジタル放送波を受信し、その受信信号からシンボルタイミングを検出し、そのシンボルの信号列に対して指定された窓位置の信号列切出処理を行い、該切り出した信号列に対してデジタル放送波の評価に必要な演算処理を行うデジタル放送波評価装置において、特定タイミングに受信された受信信号についてのシンボルの信号列に対して、予め設定された複数の異なる窓位置で信号列の切出処理を行わせ、その切り出された複数組の信号列に対する変調誤差比の演算を行い、最大の変調誤差比が得られる窓位置を最適窓位置として選定する最適窓位置選定手段31を有しており、この選定された最適窓位置によって切り出した信号列に対して遅延プロファイルの演算を行う。
【選択図】図1
Description
本発明は、地上波デジタル放送等に用いられるOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式のデジタル放送波の評価を正しく且つ容易に行うための技術に関する。
現在利用されているVHF帯およびUHF帯の地上波アナログ放送は、2003年から一部の地域で開始された地上波デジタル放送に移行しており、2011年には地上波アナログ放送に代わって地上波デジタル放送のサービスが全地域で実施される予定である。
この地上波デジタル放送ではUHF帯のOFDM方式の電波を用いているが、VHF帯の地上波アナログ放送を受信している地域で地上波デジタル放送に切り換える際には、放送局からその受信地域までの伝搬状況を調べる必要がある。
このような伝搬状況に関する主な測定項目として遅延測定が知られている。
遅延測定は、図7に示すように、放送局1から出力されて例えば地域2に直接到来した直接波A1と、反射物3等で反射して地域2に到来した遅延波A2のレベルと到来タイミングの差とを検出する測定であり、この信号A1、A2のレベルと到来タイミングの差の特性を一般的に遅延プロファイルと称している。
遅延測定は、図7に示すように、放送局1から出力されて例えば地域2に直接到来した直接波A1と、反射物3等で反射して地域2に到来した遅延波A2のレベルと到来タイミングの差とを検出する測定であり、この信号A1、A2のレベルと到来タイミングの差の特性を一般的に遅延プロファイルと称している。
地上波デジタル放送では、上記のようなマルチパスに対する受信画像の劣化を防止するために、図8に示すように、OFDM信号を構成する各シンボルS(i)の先頭から所定時間幅Tgの部分にガードインターバルGIと呼ばれる信号成分が挿入されている。
ガードインターバルGIは、それに続く有効シンボルの最後尾の時間幅Tgの信号と同一の信号成分であり、この冗長な信号成分を設けていることにより、例えば直接波から時間幅Tgの範囲内で遅延して到来した遅延波が存在しても、データ復調を正しく行えるようになっている。
例えば、図9の(a)のようにレベルが高い直接波A1に対して図9の(b)のように時間Txだけ遅延してレベルが低い遅延波A2が到来した場合、その合成波Bには、図9の(c)のように、直接波A1と遅延波A2の同一シンボルの信号同士が合成されたシンボル非干渉部Baと、前後の異なるシンボルの信号同士が合成されたシンボル干渉部Bbとが交互に現れ、相関の強い信号同士が合成されたシンボル非干渉部Baの信号列に対して所定演算処理を行うことで遅延プロファイルを精度よく求めることができる。
図10は、上記原理に基づくデジタル放送波評価装置10の構成の一部を示している。
このデジタル放送波評価装置10は、周波数変換部11により、図示しないアンテナ等を介して入力された信号B0から測定対象チャンネルのOFDM信号を受信して、所定の中間周波数帯の信号B1に変換し、この中間周波数帯の信号B1をA/D変換器12によりデジタル信号B2に変換する。
このデジタル放送波評価装置10は、周波数変換部11により、図示しないアンテナ等を介して入力された信号B0から測定対象チャンネルのOFDM信号を受信して、所定の中間周波数帯の信号B1に変換し、この中間周波数帯の信号B1をA/D変換器12によりデジタル信号B2に変換する。
直交復調器13は、デジタル信号B2に対して直交復調処理を行い、ベースバンド信号I、Qを出力する。
シンボルタイミング検出手段14は、ベースバンド信号I、Qを受けて、OFDM信号を構成するシンボルの特定位置(ここでは先頭位置)の入力タイミングを検出する。
窓位置指定手段15は、操作部16の操作で設定された値を、後述のシンボルに対する信号列切出処理の開始タイミングTaとして窓位置信号発生手段17に指定する。
窓位置信号発生手段17は、シンボルタイミング検出手段14によって検出されたシンボルの先頭位置の入力タイミングを基準タイミングとし、その基準タイミングからTa時間経過後に所定時間幅Twの窓位置信号Wを信号列切出手段18に出力する。
信号列切出手段18は、入力されるベースバンド信号I、Qの信号列のうち窓位置信号発生手段17から窓位置信号Wを受けている間に入力された信号列I′、Q′を出力する。
遅延プロファイル生成手段19は、信号列切出手段18によって切り出された信号列I′、Q′に対するフーリエ変換処理によりシンボルに含まれるパイロット信号等から伝送路特性を抽出し、その伝送路特性に対する逆フーリエ変換処理により、測定対象の入力信号B0に含まれ、同一送信元から送信されて異なる経路を経て異なるタイミングに到来した各信号成分のレベルと到来タイミング差を表す遅延プロファイルを生成する。
表示データ生成手段20は、横軸が時間、縦軸がレベルの直交座標上に、遅延プロファイル生成手段19によって生成された遅延プロファイルの波形の表示データを生成し、レベル最大の到来波についての波形の表示位置が規定位置となるように表示器21に表示する。
次に、上記装置10の動作を説明する。
図11の(a)に示す直接波A1と図11の(b)に示す遅延波A2とが合成された図11の(c)の合成波Bを入力信号B0(図10)とし、直接波A1のレベルが遅延波A2のレベルより大きいとする。
図11の(a)に示す直接波A1と図11の(b)に示す遅延波A2とが合成された図11の(c)の合成波Bを入力信号B0(図10)とし、直接波A1のレベルが遅延波A2のレベルより大きいとする。
この合成波Bは、周波数変換部11により中間周波数帯の信号B1(図10)に変換され、A/D変換器12によりデジタル信号B2(図10)に変換され、直交復調器13によってベースバンド信号I、Qに変換され、シンボルタイミング検出手段14により、図11の(a)、(c)に示しているように、シンボル先頭位置に対応した基準タイミングt(i)が検出される。なお、ここで検出される基準タイミングは、ガードインターバルGIの時間幅分の抽出データで元データに対するスライディング相関演算を行い、その相関値が最大となったときに用いた抽出データが信号レベルの大きい直接波A1のシンボル先頭位置に対応しているものとして検出している。
この基準タイミングt(i)に対し窓位置指定手段15により信号列の切出開始タイミングTa(窓位置)が指定されているとすると、窓位置信号発生手段17から信号列切出手段18に対して、図11の(d)のように、基準タイミングt(i)から時間Taの経過後に所定幅Tw(例えば有効シンボル長の幅)の窓位置信号Wが出力され、図11の(e)のように、窓位置信号Wが出力されている間の信号列I′、Q′が切り出されて、遅延プロファイル生成手段19に出力される。
上記処理が例えば4つの連続するシンボルS(i)〜S(i+3)について行われることにより、伝送路特性を精度よく抽出するために必要な信号列が得られ、その信号列を受けた遅延プロファイル生成手段19により、図11の(f)のように、直接波A1と遅延波A2のレベルとそれぞれの到来時間の差Txとを表す遅延プロファイルが生成される。
そして、この遅延プロファイルのデータが表示データ生成手段20により例えば平均化処理されて、図12のように、レベル最大の直接波A1の表示位置が時間軸上の規定位置となるように表示器21に表示される。
なお、上記したように地上波デジタル放送に用いられるOFDM信号の遅延プロファイルを生成して表示する技術は、例えば、次の特許文献1に開示されている。
前記した例の窓位置Taは遅延時間Txより前にあるので、切り出された信号列の先頭部には、異なるシンボルの信号成分同士が合成されたシンボル干渉部Bbが含まれている。したがって、窓がこのシンボル干渉部Bbと重なり合うと、遅延プロファイルの生成精度が低下し、表示される遅延プロファイルのノイズフロアが高くなる。
このシンボル干渉部Bbの影響を受けないようにするには、信号切出用の窓位置をレベル最大の直接波A1の有効シンボルの先頭に固定すればよい。
ところが、近年では、大出力の放送局で大きなサービスエリアをカバーする従来の放送システムだけでなく、大出力放送局と小出力放送局とを併用して不感エリアをなくすSFN(Single Frequency Network)方式が実現され、小出力放送局からの低レベルの到来波の後に大出力放送局からの高レベルの到来波が受信される状況が発生している。
このように高レベルの到来波より先に低レベルの到来波が受信される地域で、上記のように窓位置をレベル最大の到来波の有効シンボルの先頭に合わせると、その切出した信号の最後部に、次シンボルの信号が重ったシンボル干渉部が生じ、測定精度が低下してしまう。
上記した従来装置では、このような不都合を軽減するために、測定者の操作部16による操作で信号列切出開始タイミングTa(窓位置)を可変させて、表示される遅延プロファイル波形のノイズフロアが最も小さくなるようにしているが、測定者自身が、表示器に表示される遅延プロファイル波形のノイズフロアが最も小さくなるように操作部を操作する方法では、測定者による測定結果のバラツキが生じるという問題があった。
また、電波伝搬路の変化(反射物の移動、振動あるいは天候変化による反射率の変化等)により、マルチパス特性が変化した場合に速やかに対応することが困難であった。
本発明は、これらの問題を解決して、測定者による測定結果のバラツキの発生がなく、マルチパスの特性変化に容易に対応できるデジタル放送波評価装置を提供することを目的としている。
なお、本発明は、遅延プロファイル波形のノイズフロア等を含む放送波の品質が、受信信号の変調精度に対応していることに着目したものであり、数値で得られる変調誤差比が最大となる窓位置を、評価演算に用いる信号列の切り出しに最適な窓位置とすることにより、上記目的を達成するものである。
前記目的を達成するために、本発明の請求項1のデジタル放送波評価装置は、
OFDM方式のデジタル放送波を受信し、その受信信号からシンボルタイミングを検出し、そのシンボルの信号列に対して指定された窓位置の信号列切出処理を行い、該切り出した信号列に対してデジタル放送波の評価に必要な演算処理を行うデジタル放送波評価装置において、
特定タイミングに受信された受信信号についてのシンボルの信号列に対して、予め設定された複数の異なる窓位置で信号列の切出処理を行わせ、該切り出された信号列それぞれに対する変調誤差比の演算を行い、最大の変調誤差比が得られる窓位置を最適窓位置として選定する最適窓位置選定手段(31)を有していることを特徴とする。
OFDM方式のデジタル放送波を受信し、その受信信号からシンボルタイミングを検出し、そのシンボルの信号列に対して指定された窓位置の信号列切出処理を行い、該切り出した信号列に対してデジタル放送波の評価に必要な演算処理を行うデジタル放送波評価装置において、
特定タイミングに受信された受信信号についてのシンボルの信号列に対して、予め設定された複数の異なる窓位置で信号列の切出処理を行わせ、該切り出された信号列それぞれに対する変調誤差比の演算を行い、最大の変調誤差比が得られる窓位置を最適窓位置として選定する最適窓位置選定手段(31)を有していることを特徴とする。
また、本発明の請求項2のデジタル放送波評価装置は、請求項1記載のデジタル放送波評価装置において、
前記特定タイミングに受信された受信信号についてのシンボルの信号列から、前記最適窓位置選定手段によって選定された最適窓位置によって切り出した信号列に対して前記デジタル放送波の評価に必要な演算処理を行うことを特徴とする。
前記特定タイミングに受信された受信信号についてのシンボルの信号列から、前記最適窓位置選定手段によって選定された最適窓位置によって切り出した信号列に対して前記デジタル放送波の評価に必要な演算処理を行うことを特徴とする。
また、本発明の請求項3のデジタル放送波評価装置は、請求項1記載のデジタル放送波評価装置において、
前記特定タイミングの後に受信された受信信号についてのシンボルの信号列から、前記最適窓位置選定手段によって選定された最適窓位置によって切り出した信号列に対して前記デジタル放送波の評価に必要な演算処理を行うことを特徴とする。
前記特定タイミングの後に受信された受信信号についてのシンボルの信号列から、前記最適窓位置選定手段によって選定された最適窓位置によって切り出した信号列に対して前記デジタル放送波の評価に必要な演算処理を行うことを特徴とする。
また、本発明の請求項4のデジタル放送波評価装置は、請求項1〜3のいずれかに記載のデジタル放送波評価装置において、
前記最適窓位置選定手段は、評価演算を用いる信号列の切出処理を行う前のタイミングあるいは評価演算に用いる信号列の最適窓位置による切出処理を継続的に行っている期間中の一定時間が経過するタイミングを前記特定タイミングとして、最適窓位置の選定処理を行うことを特徴とする。
前記最適窓位置選定手段は、評価演算を用いる信号列の切出処理を行う前のタイミングあるいは評価演算に用いる信号列の最適窓位置による切出処理を継続的に行っている期間中の一定時間が経過するタイミングを前記特定タイミングとして、最適窓位置の選定処理を行うことを特徴とする。
また、本発明の請求項5のデジタル放送波評価装置は、請求項1〜4のいずれかに記載のデジタル放送波評価装置において、
前記最適窓位置選定手段は、デジタル放送波の評価に必要な演算処理のために選定した最適窓位置で切出処理された信号列に対する変調誤差比の算出を継続的に行い、該算出した変調誤差比が予め設定された基準値より小さくなったタイミングを前記特定タイミングとして最適窓位置の選定処理を行うことを特徴とする。
前記最適窓位置選定手段は、デジタル放送波の評価に必要な演算処理のために選定した最適窓位置で切出処理された信号列に対する変調誤差比の算出を継続的に行い、該算出した変調誤差比が予め設定された基準値より小さくなったタイミングを前記特定タイミングとして最適窓位置の選定処理を行うことを特徴とする。
また、本発明の請求項6のデジタル放送波評価装置は、請求項1〜5のいずれかに記載のデジタル放送波評価装置において、
前記最適窓位置選定手段によって選定された最適窓位置で切出処理された信号列に対して、前記受信したデジタル放送波に含まれる各到来波のレベルと到来タイミングの差を表す遅延プロファイルを求める演算処理を行うことを特徴とする。
前記最適窓位置選定手段によって選定された最適窓位置で切出処理された信号列に対して、前記受信したデジタル放送波に含まれる各到来波のレベルと到来タイミングの差を表す遅延プロファイルを求める演算処理を行うことを特徴とする。
このように本発明のデジタル放送波評価装置は、特定タイミングに受信された受信信号についてのシンボルの信号列に対して、予め設定された複数の異なる窓位置で信号列の切出処理を行わせ、その切り出された複数組の信号列に対する変調誤差比の演算を行い、最大の変調誤差比が得られる窓位置を最適窓位置として選定する最適窓位置選定手段(31)を有している。
したがって、この最適窓位置によりシンボル干渉部の影響が最も少ない状態で信号切り出し処理を行うことができ、測定者や周辺環境による測定結果のバラツキの発生がなく正確な評価演算が可能となる。
また、評価演算を用いる信号列の切出処理を行う前のタイミングだけでなく、評価演算に用いる信号列の最適窓位置による切出処理を継続的に行っている期間中の一定時間が経過するタイミング、あるいは、デジタル放送波の評価に必要な演算処理のために選定した最適窓位置で切出処理された信号列に対する変調誤差比の算出を継続的に行い、その算出した変調誤差比が予め設定された基準値より小さくなったタイミングを特定タイミングとして最適窓位置の再選定処理を行うようにした場合には、マルチパスの特性変化に影響されずに、常に正確な評価演算が可能となる。
また、最適窓位置選定手段によって選定された窓位置で切出処理された信号列に対して、デジタル放送波に含まれる各到来波のレベルと到来タイミングの差を表す遅延プロファイルを求める演算処理を行うものでは、測定者の違いやマルチパスの特性変化による影響を受けることなく、正確な遅延プロファイルの評価演算を行うことができる。
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放送波評価装置30の要部構成を示している。
図1は、本発明を適用したデジタル放送波評価装置30の要部構成を示している。
このデジタル放送波評価装置30は、評価対象となるOFDM方式の所望チャンネルのデジタル放送波を受信し、その受信信号からシンボルタイミングを検出し、そのシンボルの信号列に対して指定された窓位置の信号列切出処理を行い、その切り出した信号列に対して、デジタル放送波の評価に必要な演算を行うものであり、ここでは、評価対象のデジタル放送波に含まれる各到来波のレベルと到来タイミングの差を表す遅延プロファイルの算出処理を行うものとする。
図1で示しているように、デジタル放送波評価装置30は前記した従来装置10と同様に、周波数変換部11、A/D変換器12、直交復調器13、シンボルタイミング検出手段14、操作部16、窓位置信号発生手段17、信号列切出手段18、遅延プロファイル生成手段19、表示データ生成手段20および表示器21を有している。
周波数変換部11は、図示しないアンテナ等を介して入力された信号B0から所望チャンネルのデジタル放送波を受信して、所定の中間周波数帯の信号B1に変換し、この中間周波数帯の信号B1をA/D変換器12によりデジタル信号B2に変換して、メモリ25に数シンボル分一時記憶する。
また、直交復調器13は、メモリ25に記憶されたデジタル信号B2に対して直交復調処理を行い、ベースバンド信号I、Qを出力する。なお、前記したメモリ25でこの直交変調器13の出力I、Qを記憶してもよい。
シンボルタイミング検出手段14は、前記したように、ベースバンド信号I、Qを受けて、OFDM信号を構成するシンボルの先頭位置の入力タイミングを検出する。
窓位置信号発生手段17は、シンボルタイミング検出手段14によって検出されたシンボルの先頭位置の入力タイミングを基準タイミングとし、後述する最適窓位置選定手段31によって指定された窓位置Ta(k)に対応した窓位置信号W(k)を信号列切出手段18に出力する。
信号列切出手段18は、入力されるベースバンド信号I、Qの信号列のうち窓位置信号発生手段18から窓位置信号W(k)を受けている間に入力された信号列I′、Q′を出力する。
遅延プロファイル生成手段19は、信号列切出手段18によって切り出された信号列I′、Q′に対するフーリエ変換処理によりシンボルに含まれるパイロット信号等から伝送路特性を抽出し、その伝送路特性に対する逆フーリエ変換処理により、測定対象の入力信号B0に含まれ、同一送信元から送信されて異なる経路を経て異なるタイミングに到来した各信号成分のレベルと到来タイミング差を表す遅延プロファイルを生成する。
表示データ生成手段20は、横軸が時間、縦軸がレベルの直交座標上に、遅延プロファイル生成手段19によって生成された遅延プロファイルの波形の表示データを生成し、レベル最大の到来波についての波形の表示位置が所定位置となるように表示器21に表示する。また、表示データ生成手段20は、後述する最適窓位置選定手段31によって選定された最適窓位置に対応する最大変調誤差比MER(k)または測定中に得られる変調誤差比MER(j)を表示器21に表示できるようになっている。
このデジタル放送波評価装置30には、評価演算に用いる信号列を切り出すための最適な窓位置を自動的に設定する最適窓位置選定手段31が設けられている。
この最適窓位置選定手段31は、窓位置情報記憶手段33、変調誤差比演算手段35、変調誤差比比較手段36、最適窓位置記憶手段37および判定手段38を有している。
窓位置情報記憶手段33には、複数nの異なる窓位置Ta(1)〜Ta(n)が予め設定されている。これらの窓位置Ta(1)〜Ta(n)は、測定対象のシンボルのガードインターバルGIの幅の範囲内で、その長さに応じて設定することができる。ここで、各窓の幅Twは、有効シンボル長に等しいものとする。
例えばガードインターバルGIの長さが有効シンボル長の1/4の場合には、窓位置Taとして、シンボルの先頭からガードインターバルGIの長さの0/4、1/4、2/4、3/4、4/4ずつシフトした5つの窓位置Ta(1)〜Ta(5)が指定される。
なお、この窓位置の数や間隔は任意であり、上記数値例に限定されず、より多くの窓位置を設定することも可能である。また、シンボルの先頭あるいは有効シンボルの先頭に一致する窓位置を用いる場合、僅かなタイミングのズレ(例えば同期ズレ)により前のシンボルあるいは後ろのシンボルが窓に重なり、測定精度を大きく低下させるので、上記各窓位置からシンボルの先頭および有効シンボルの先頭に一致する窓位置を省略してもよい。
最適窓位置選定手段31は、特定タイミングに受信されてメモリ25に一時記憶された信号B2(またはI信号、Q信号)について検出されたシンボルの信号列に対して、窓位置情報記憶手段33に設定された複数の異なる窓位置Ta(1)〜Ta(n)で信号列の切出処理を行わせ、切り出された信号列D(1)〜D(n)それぞれに対する変調誤差比の演算を変調誤差比演算手段35により行い、その演算で得られた変調誤差比MER(1)〜MER(n)の値を変調誤差比比較手段36によって比較し、最大の変調誤差比MER(k)が得られる窓位置Ta(k)を最適窓位置として選定して、最適窓位置記憶手段37に記憶する。
なお、上記特定タイミングは、測定の開始時の他に、測定中に一定時間が経過する毎、あるいはマルチパス等の変化により窓位置が不適切になったとき等である。
また、変調誤差比MERとは、デジタル変調信号の変調品質を表す値であり、変調方式で決まるコンスタレーション上の理論上のシンボル位置に対して実際に検出されたシンボル位置がどの程度離れているかを表す値であり、キャリア電力Pcと雑音電力Pnとの比Pc/Pnで算出され、シンボル位置の誤差が小さい程、変調誤差比MERの値は大きくなる。
実際の変調誤差比の演算処理は、復調データに対するフーリエ変換によりサブキャリアを抽出し上記電力比の演算を行うが、この演算処理は公知(例えば次の特許文献2)の技術であるので詳述しない。
また、この変調誤差比演算手段35は、特定タイミングの後の受信信号について最適窓位置Ta(k)で切出処理された信号列に対する変調誤差比の算出を継続的に行い、判定手段38に出力する。判定手段38は、変調誤差比演算手段35によって算出された変調誤差比が予め設定された基準値Rより小さいか否かを判定する。
そして、基準値Rより小さい変調誤差比が算出される毎に、最適窓位置選定手段31は、最適窓位置の選定処理を行い、最適窓位置を更新する。
ここで、基準値Rとしては、受信環境等に応じて決定した固定値の他に、前回選定された最適窓位置に対応する変調誤差比MER(i)から許容低下量Δrを減じた値や許容低下率αを乗じた値等のように前回選定された最適窓位置に対応する変調誤差比MER(i)に依存した量であってもよい。
図2は、最適窓位置選定手段31の処理手順を含むフローチャートである。以下、このフローチャートに基づいて、デジタル放送波評価装置30の動作を説明する。
始めに、OFDM方式のデジタル放送波についてのパラメータ(例えばシンボル長、GI長等)を設定する(S1)。この設定により、最適窓位置の候補、例えばTa(1)〜Ta(5)が決定される(S2)。
ここで、図3の(a)のレベル最大の到来波A1と、図3の(b)のように到来波A1に対してガイドインターバルGIの幅Tg以内で時間Txだけ遅れた到来波A2と、図3の(c)のように到来波A1に対してガイドインターバルGIの幅Tg以内で時間Tx′だけ早い到来波A3との合成波Bが、図3の(d)のように入力されているタイミングに測定開始を指示する(S3)と、メモリ25に数シンボル分の信号B2が記憶され(S4)、その信号に対する直交復調処理およびシンボル検出処理(S5)がなされ、図3の(e)および図4の(a)のような信号列D(0)が得られる。
そして、図4の(a)に示す信号列D(0)に対し、図4の(b)〜(f)のように、Tg/4ずつシフトした各窓位置Ta(1)〜Ta(5)でそれぞれ信号列D(1)〜D(5)を切り出させ、それぞれの信号列D(1)〜D(5)に対して変調誤差比(MER)の演算を行う(S6〜S10)。
ここで、最初に取得した信号列D(0)のうち、前後のシンボルデータが合成されているシンボル干渉部Bbと窓とが重なる領域が大きい程、位相、振幅が非相関なデータの合成により変調品質が低下し変調誤差比MERの値が小さくなり、窓がシンボル非干渉部Baのみに重なるとき、変調品質が最大となり、変調誤差比MERも最大となる。
図4の(g)は、この変調誤差比MERの変化の一例を示すものであり、窓位置Ta(4)ときの変調誤差比MER(4)が最大(k=4)となっており、この最大の変調誤差比MER(4)を与える窓位置Ta(4)を最適窓位置として記憶する(S11)。
このようにして最適な窓位置として選定された窓位置Ta(k)は、窓位置信号発生手段17に与えられ、以後の測定の際には、この窓位置Ta(k)による信号切出処理がなされて、デジタル放送波に対する遅延プロファイルが生成され、その生成された遅延プロファイルが表示器21に表示されることになる(S12〜S14)。
したがって、予め測定に必要な条件(測定チャンネル、変調方式等)の設定等の設定操作だけで、上記のように最適窓位置選定手段31により評価対象のデジタル放送波に対して最適な窓位置が自動的に設定され、その設定された窓位置で切り出された信号列に対して遅延プロファイルが生成され、表示されることになるので、測定者による測定結果のバラツキは発生せず、測定者に依存しない正確な測定が行える。
なお、このデジタル放送波測定装置30は、単発測定モードと連続測定モードのいずれかを選択できるようになっており、単発測定モードが選択された場合には、図2に示しているように、最初にメモリ25に記憶した信号B2から得られる信号列D(0)(あるいは最適窓位置が選定された直後にメモリ25に記憶した信号B2から得られる信号列D(0)でもよい)に対して、前記選定処理で得られた最適窓位置Ta(k)による信号切出処理を行って、遅延プロファイルを演算し、これを表示して測定を終了する。
また、連続測定モードが指定された場合には、図5に示すように、メモリ25に記憶される信号B2が順次更新され(S31)、その更新された信号についての直交復調処理およびシンボル検出処理が行われ(S32)、そのシンボル検出処理で得られた信号列に対する最適窓位置による信号切出処理(S12)が順次行われて、信号切出処理で得られた信号列に対する遅延プロファイルの演算(S13)が順次行われて、遅延プロファイルの表示が順次更新される(S14)。
ただし、この連続測定の場合、最適窓位置選定手段31は、一定時間が経過する毎に処理S6に戻り(S33)、最適窓位置の再選定処理を行い、最適窓位置を更新する。
また、最適窓位置選定手段31は、この連続測定の間に最適窓位置で切り出された信号列に対する変調誤差比演算手段35による演算処理を継続的に行い(S34)、その演算結果MER(j)と基準値Rとを比較し(S35)、MER(j)が基準値Rより小さくなった場合(固定の基準値より小くなった場合あるいは前回選定された最適窓位置に対応するMER(k)に対して大きくした場合)、即ち、マルチパスの特性変化により窓位置が不適切になった場合、処理S6に戻り前記した最適窓位置の再選定処理を行い、最適窓位置を更新する。
この処理により連続測定中に電波伝搬路の変化(反射物の移動、振動あるいは天候変化による反射率の変化等)によってマルチパス特性が変化した場合でも、そのマルチパス特性の変化に応じて最適な窓位置が自動的に設定され、測定者がなんら特別な操作することなく、正確な遅延プロファイルの測定を継続することができる。
なお、ここでは、一定時間毎の最適窓位置の更新処理と、変調誤差比の算出値低下による最適窓位置の更新処理とを併用していたが、一方の更新処理だけで最適窓位置の更新してもよい。
また、上記動作例では、複数の窓位置Ta(1)〜Ta(n)で切り出された信号列についてそれぞれ得られた変調誤差比MER(1)〜MER(n)のうちの最大のものが一つであったが、最大レベルの到来波に対して遅延到来波や早期到来波が少ない場合や、それらのレベルが無視できる程小さいような場合(放送波の品質が非常に高い場合)、変調誤差比MER(1)〜MER(n)のうちの最大のものが複数存在する場合が生じるが、その場合に予め設定した優先順位で最大のMERを与える窓位置を選定すればよい。
例えば、最大の変調誤差比を与える複数の窓位置のうち、タイミングの僅かなずれで測定結果が大きく変化しないように、シンボルの先頭、有効シンボルの先頭から遠い位置で、且つレベル最大の到来波についてのシンボルと2番目のレベルの到来波についてのシンボルとが重なり合う部分の先頭に近い窓位置を最適窓位置として選定すればよい。
上記実施形態では、受信したデジタル放送波に対して最適な窓位置を自動的に選定して評価演算に必要な信号列の切出処理を行う例を示したが、図6に示すデジタル放送波評価装置30′のように、操作部16の操作によって指定された窓位置の情報を窓位置信号発生手段17に与える窓位置指定手段15を設けておき、前記したように自動で最適な窓位置を設定する自動設定モードと、手動で窓位置を可変する手動操作モードとを切替できるようにしてもよい。
また、デジタル放送波の評価演算には上記した遅延プロファイルだけでなく、変調誤差比そのものやビット誤り率(BER)があるが、いずれの評価演算を行う場合であっても、上記したように変調誤差比が最大となる窓位置が選定され、その選定された窓位置で切り出した信号列に対して評価演算処理を行うことで、測定者の違いやマルチパスの変化によらない正確な評価結果を得ることができる。
11……周波数変換部、12……A/D変換器、13……直交復調器、14……シンボルタイミング検出手段、15……窓位置指定手段、16……操作部、17……窓位置信号発生手段、18……信号列切出手段、19……遅延プロファイル生成手段、20……表示データ生成手段、21……表示器、25……メモリ、30、30′……デジタル放送波評価装置、31……最適窓位置選定手段、33……窓位置情報記憶手段、35……変調誤差比演算手段、36……変調誤差比比較手段、37……最適窓位置記憶手段、38……判定手段
Claims (6)
- OFDM方式のデジタル放送波を受信し、その受信信号からシンボルタイミングを検出し、そのシンボルの信号列に対して指定された窓位置の信号列切出処理を行い、該切り出した信号列に対してデジタル放送波の評価に必要な演算処理を行うデジタル放送波評価装置において、
特定タイミングに受信された受信信号についてのシンボルの信号列に対して、予め設定された複数の異なる窓位置で信号列の切出処理を行わせ、該切り出された信号列それぞれに対する変調誤差比の演算を行い、最大の変調誤差比が得られる窓位置を最適窓位置として選定する最適窓位置選定手段(31)を有していることを特徴とするデジタル放送波評価装置。 - 前記特定タイミングに受信された受信信号についてのシンボルの信号列から、前記最適窓位置選定手段によって選定された最適窓位置によって切り出した信号列に対して前記デジタル放送波の評価に必要な演算処理を行うことを特徴とする請求項1記載のデジタル放送波評価装置。
- 前記特定タイミングの後に受信された受信信号についてのシンボルの信号列から、前記最適窓位置選定手段によって選定された最適窓位置によって切り出した信号列に対して前記デジタル放送波の評価に必要な演算処理を行うことを特徴とする請求項1記載のデジタル放送波評価装置。
- 前記最適窓位置選定手段は、評価演算を用いる信号列の切出処理を行う前のタイミングあるいは評価演算に用いる信号列の最適窓位置による切出処理を継続的に行っている期間中の一定時間が経過するタイミングを前記特定タイミングとして、最適窓位置の選定処理を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のデジタル放送波評価装置。
- 前記最適窓位置選定手段は、デジタル放送波の評価に必要な演算処理のために選定した最適窓位置で切出処理された信号列に対する変調誤差比の算出を継続的に行い、該算出した変調誤差比が予め設定された基準値より小さくなったタイミングを前記特定タイミングとして最適窓位置の選定処理を行うことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のデジタル放送波評価装置。
- 前記最適窓位置選定手段によって選定された最適窓位置で切出処理された信号列に対して、前記受信したデジタル放送波に含まれる各到来波のレベルと到来タイミングの差を表す遅延プロファイルを求める演算処理を行うことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のデジタル放送波評価装置。
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