JP2011109601A

JP2011109601A - 評価装置および評価方法

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Publication number: JP2011109601A
Application number: JP2009265316A
Authority: JP
Inventors: Isao Sakakida; 勲榊田
Original assignee: Renesas Electronics Corp
Current assignee: Renesas Electronics Corp
Priority date: 2009-11-20
Filing date: 2009-11-20
Publication date: 2011-06-02
Anticipated expiration: 2029-11-20
Also published as: JP5226648B2

Abstract

【課題】デジタル信号の受信機の性能評価を効率良く行う。
【解決手段】パターン生成部１２０は、キャリア変調方式で変調されたデータ信号と、キャリア変調方式と異なるパイロット変調方式で変調されたパイロット信号を含むデジタル信号を生成する。同期判定部１３２は、受信機１１０により受信される上記デジタル信号に含まれるパイロット信号の送受信間の同期が不能な状態から可能な状態へ変化する変化点の制御変数の値を求める。測定部１３４は、パイロット変調方式とキャリア変調方式間における、制御変数に対しての指標値の相関関係から、同期判定部が求めた制御変数の値をキャリア変調方式に対応する値に変換し、変換後の値を最初の測定ポイントにして、受信機が受信したデジタル信号に含まれるデータ信号に対して指標値を測定する処理を繰り返し、ＢＥＲの基準値に対応する制御変数の値を求める。
【選択図】図７

Description

本発明は、評価技術、特にデジタル信号の受信機の性能を評価する技術に関する。

電子機器の性能を検証する際に、制御変数の値を変化させて、これらの値毎に、指標値を測定し、制御変数の値と指標値間の関係を求めることがなされている。

制御変数の値と指標値の関係を求める手法としては、ラスタ法が知られている。ラスタ法では、まず、制御変数の上限値と下限値、掃引ステップ幅、溜込時間の設定が行われる。そして、最初の測定ポイントすなわち制御変数の最初の値の設定が行われる。この最初の測定ポイントは、制御変数の上限値または下限値のいずれかに設定される。そして、上限値と下限値の範囲内で、最初の測定ポイントから、制御変数の順次掃引と指標値の測定が繰り返され、制御変数と指標値の関係が求められる。

通信システムに対してデジタル信号の伝送性能を検証する際にもラスタ法を用いることができる。デジタル信号の伝送性能を表す指標の１つとしてＢＥＲ（ビット誤り率：ＢｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ）がある。制御変数例えばＣ／Ｎ（ＣａｒｒｉｅｒｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ：搬送波対雑音比）の値を上限値と下限値の範囲内で変化させ、Ｃ／Ｎ毎にＢＥＲを測定することによりＣ／ＮとＢＥＲの関係を求めることができる。

特許文献１には、制御変数とＢＥＲの関係を求める際に、測定ポイント（すなわち制御変数の値の個数）を減少し、効率向上を図る手法が開示されている。

一般に、ＢＥＲの測定は、測定母数を多くとる必要があり、一定の統計的信頼度を保ちながら低いＢＥＲを測定するためには長い測定時間を要する。図１７を参照して説明する。

図１７は、特許文献１の表１であり、ＢＥＲ（ＥｒｒｏｒＲａｔｅ）と、転送ビットレート（ＢｉｔＲａｔｅ）と、測定時間（ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＴｉｍe）の関係を示す。図示のように、転送ビットレートが低いほど、ＢＥＲが低いほど、多くの測定時間が必要である。そのため、測定ポイントを減らすことにより処理時間を短縮することができる。

図１８は、特許文献１の図５に対してステップ番号を付与し直したものであり、該特許文献に開示された手法により、制御変数とＢＥＲの関係を示すダイアグラムを得る手順を示すフローチャートである。

図１８に示すように、まず、複数の測定ポイント（当初の測定ポイント）が与えられ、各測定ポイントでＢＥＲの測定が行われる（Ｓ１０）。これらの複数の測定ポイントは、間隔を大きくとったポイントの選択や、またはダイアグラムの正負両側（制御変数の上限値と下限値に対応する）の選択などによって与えられる。

そして、新しいポイントでのＢＥＲ測定が行われる（Ｓ１２）。また、該ポイントは記憶され、測定結果はダイアグラムにブロットされる（Ｓ１２、Ｓ１４、Ｓ１６）。

ダイアグラムがユーザの要求を満たすまで、新しいポイントの選択からの処理が繰り返される（Ｓ１８：Ｎｏ、Ｓ２０、Ｓ１２〜）。なお、新しいポイントの選択（Ｓ２０）は、図１８の右側に示すように、既に測定されたポイントの読出しと、最適化基準を適用した選択からなる（Ｓ２２、Ｓ２４）。最適化基準は、新しい測定ポイントと前に測定された測定ポイントとの間の距離を最長とすることや、低ＢＥＲの測定数を最小にすることなどである。

また、特許文献２には、ＣＤＭＡなどの通信システムのＢＥＲを測定する手法が開示されている。この手法は、パイロット信号に用いているスペクトル拡散符号信号の送受信間の同期を取り、該パイロット信号を復調してＢＥＲを測定する。こうすることにより、フレーム同期を取ることなくＢＥＲを測定することができる。

他方、地上デジタルテレビ放送などの通信システムにおいて、受信可能か否かはビタビ復号後の出力にてＢＥＲの値が基準値（通常２×１０^−４である）以上であるか否かによって判断される。このような通信システムにおいて、受信機の性能を評価する際に、種々の制御変数について、ＢＥＲの基準値に対応する値を求める手法が知られている。具体的には、制御変数の値を変化させながらＢＥＲを測定し、ＢＥＲの基準値に対応する該制御変数の値を求める。制御変数としては、Ｃ／Ｎ（ＣａｒｒｉｅｒｔｏＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ：搬送波対雑音比）や、希望波の入力電力、妨害波の入力電力などが挙げられる。なお、ＢＥＲの基準値に対応する制御変数の値は、通常、１つのポイントではなく、範囲として求められる。以下の説明において、「ＢＥＲの基準値に対応する制御変数の値」は、「ＢＥＲの基準値に対応する制御変数の値の範囲」を含む。

受信機の性能に対してこのような評価を行う際に、上述したラスタ法や、特許文献１の手法を適用することができる。

ラスタ法を適用した場合、図１９に示す処理手順が考えられる。まず、制御変数の上限値と下限値、掃引ステップ幅、溜込時間の設定が行われる（Ｓ３０）。そして、最初のＢＥＲ測定ポイントすなわち制御変数の最初の値の設定が行われる（Ｓ３２）。最初のＢＥＲ測定ポイントは、制御変数の上限値または下限値のいずれかに設定される。

そして、最初のＢＥＲ測定ポイントから、制御変数の順次掃引に伴ったＢＥＲの測定が繰り返される（Ｓ３４）。そして、ＢＥＲの基準値に対応する制御変数の値が得られたことをもって測定は終了する（Ｓ３６）。

図２０は、ラスタ法により得られた制御変数とＢＥＲのダイアグラムの例を示す。これは、一定の掃引ステップ幅における、Ｃ／ＮとＢＥＲのダイアグラムの例である。図２０の例において、制御変数Ｃ／Ｎの下限値からＢＥＲの測定が開始し、ＢＥＲの基準値に対応するＣ／Ｎの範囲が得られた時点で測定が終了している。また、図２０から分かるように、ＢＥＲは、Ｃ／Ｎに対して単調減少の依存性を有する。

また、特許文献１の手法を適用する際には、図１８におけるステップＳ１８を「ＢＥＲの基準値に対応する制御変数の値が得られたか？」に置換えればよい。

また、ＣＤＭＡなどの通信システムの受信機に対して上述した手法により評価を行う際に、ＢＥＲの測定には、特許文献２の手法を適用することができる。

特開２００４−１５８０７号公報特開平１０−１４５３３９号公報

ＡＲＩＢＳＴＢ−Ｂ３１１．７版塩見正、羽鳥光俊："ディジタル放送"，オーム社（１９９８．７）

ところで、図１９に示すようにラスタ法を適用した場合には、単純に上限値と下限値の範囲内で制御変数を均一に掃引するため、目的の制御変数の値（ＢＥＲの基準値に対応する制御変数の値）から遠く離れた測定ポイントでのＢＥＲ測定が多く行われる可能性がある。これらの測定ポイントでの測定値は、目的の制御変数の値の求めに利用されないため、多くの無駄が生じる恐れがある。

特許文献１の手法を適用した場合、新しいポイントを選択するときに、例えばノルムが最大になるように、すなわち前に測定したポイントとの距離が最大になる最適化基準を適用すると、前に測定したポイントと新しいポイントのいずれか一方が必然的に低いＢＥＲに対応することになるため、低いＢＥＲを測定することになり、時間がかかってしまうという問題がある。

また、通常、パイロット信号のビットレートがデータ信号のビットレートより低いため、ＢＥＲの測定に特許文献２の手法を適用した場合、低いビットレートにてＢＥＲを測定することになり、測定に時間がかかるという問題がある。

本発明の一つの態様は、デジタル信号を受信する受信機に対して、制御変数の複数の値毎に受信機の性能を表す指標値を測定することにより、指標値の基準値に対応する制御変数の値を求める評価装置である。デジタル信号は、所定のキャリア変調方式で変調されており、該キャリア変調方式と異なる変調方式であるパイロット変調方式で変調されたパイロット信号を含む。該態様の評価装置は、同期判定部と測定部を備える。

同期判定部は、デジタル信号に含まれるパイロット信号の送受信間の同期が不能な状態から可能な状態へ変化する変化点の制御変数の値を求める。

測定部は、パイロット変調方式とキャリア変調方式間における、制御変数に対しての指標値の相関関係から、同期判定部が求めた制御変数の値をキャリア変調方式に対応する値に変換し、変換後の値を最初の測定ポイントにして、受信機が受信したデジタル信号に対して指標値を測定する。

なお、上記態様の装置を方法やシステムに置き換えて表現したもの、コンピュータを該装置として動作せしめるプログラムや、該プログラムを記録した記録媒体なども、本発明の態様としては有効である。

本発明にかかる技術によれば、デジタル信号の受信機の性能評価を効率良く行うことができる。

デジタル放送の送信側の基本構成を示す図である。図１に示す基本構成における伝送路符号化部を示す図である。同期変調の場合のＯＦＤＭセグメントの構成を示す図である。差動変調の場合のＯＦＤＭセグメントの構成を示す図である。異なる変調方式におけるＢＥＲ特性の相関関係を示す図である。理論上のＢＥＲ特性と実測のＢＥＲ特性の例を示す図である。本発明の第１の実施の形態にかかる評価装置を示す図である。図７に示す評価装置の同期判定部による処理の流れの例を示すフローチャートである（その１）図７に示す評価装置の同期判定部による処理の流れの例を示すフローチャートである（その２）図７に示す評価装置の測定部による最初のＢＥＲ測定ポイントの設定を説明するための図である。図７に示す評価装置の評価部による処理の流れを示すフローチャートである。サンプル集団の変動に起因する評価結果の差を説明するための図である。本発明の第２の実施の形態の評価装置におけるパラメータ設定部を示す図である。本発明の第３の実施の形態の評価装置における同期判定部を示す図である。本発明の第４の実施の形態の評価装置における測定部を示す図である。図１５に示す測定部の最初ポイント補正部を説明するための図である。ＢＥＲの測定時間と、ＢＥＲの値及びビットレートとの関係を示す図である。特許文献１の手法を説明するための図である。指標値の基準値に対応する制御変数の値を求める際にラスタ法を適用した場合のフローチャートである。ラスタ法により得られた制御変数とＢＥＲのダイアグラムの例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

本発明の具体的な実施の形態の前に、まず、本発明の原理を説明する。
本願発明者は、地上デジタル放送などの受信機の性能評価について鋭意研究模索して得た知見に基づき、効率の良い評価手法を確立した。ここで、地上デジタル放送の規格として日本国内で採用されているＩＳＤＢ−Ｔ方式を例にして、伝送路符号化方式について説明する。

ＩＳＤＢ−Ｔ方式は、ＡＲＩＢＳＴＢ−Ｂ３１（ＡＲＩＢ：ＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｏｆＲａｄｉｏＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓａｎｄＢｕｓｉｎｅｓｓｅｓ）にて規定されている。図１は、該方式で定められた送信側の基本構成を示す。なお、該図は、非特許文献１のＰ８における図２−１である。

図１に示すように、送信側において、ＭＥＰＧ２Ｓｙｓｔｅｍｓで規定される１つのトランスポートストリーム（ＴＳ）、または複数のＴＳを再多重により得た１つのＴＳは、伝送路符号化部１０により複数の伝送路符号化が施されて１つのＯＦＤＭ信号として送信される。

図２は、非特許文献１のＰ１６における図３−２であり、伝送路符号化部１０の基本構成を示す。伝送路符号化部１０は、ＭＰＥＧ−２ＴＳをＯＦＤＭ信号に変換して伝送路に送出する。図１０に示すように、伝送路符号化部１０において、キャリア変調を経て周波数インターリーブを終えた段階で、受信機での復調と復号を補助するためのパイロット信号、及びＴＭＣＣ信号が付加され、ＯＦＤＭのフレーム構成が行われる。

図３と図４は、同期変調と差動変調の場合におけるＯＦＤＭセグメントの構成をそれぞれ示す。図３に示すように、同期変調の場合、パイロット信号としてキャリア番号順（周波数方向）とシンボル方向（時間方向）に分散されたＳｃａｔｔｅｒｅｄＰｉｌｏｔ（ＳＰ）が挿入される。図４に示すように、差動変調の場合は、連続キャリアであるＣｏｎｔｉｎｕａｌＰｉｌｏｔ（ＣＰ）が埋め込まれる。また、同期変調と差動変調のいずれの場合にも、伝送制御情報を含むＴＭＣＣ信号、ＡｕｘｉｌｉａｒｙＣｈａｎｎｅｌ（ＡＣ）信号が付加される。なお、パイロット信号（ＳＰ、ＣＰ）の変調方式はＢＰＳＫ変調であり、ＴＭＣＣとＡＣ信号の変調方式はＤＢＰＳＫである。一方、キャリア変調方式としては、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、ＤＱＰＳＫのいずれかが採用される。

すなわち、送信側から送出したデジタル信号の中に、キャリア変調方式で変調されたデータ信号と、キャリア変調方式と異なる変調方式（ＢＰＳＫ）で変調されたパイロット信号が含まれている。このパイロット信号は、受信側において同期信号として用いられ、それを元に受信データの再生が行われる。

なお、ＩＳＤＢ−Ｔ方式に限らず、欧州で採用されているＤＶＢ−Ｔ方式や、北米で採用されているＡＳＴＣ方式などにおいても、送信側が送信したデジタル信号の中に、データ信号のキャリア変調方式と異なる変調方式で変調された、同期用のパイロット信号が含まれている。以下、ＢＰＳＫなどのパイロット信号の変調方式を「パイロット変調方式」という。

本願発明者は、様々な変調方式は、異なる伝送性能特性を有すると共に、変調方式間で伝送性能特性が相関することに着目した。伝送性能特性を表す指標値の例としてＢＥＲ、制御変数の例としてＣ／Ｎを用いて説明する。

ビット当たりの信号エネルギー対雑音電力比（Ｅ_ｂ／Ｎ_０）をγで表記すると、絶対位相同期検波を行ったときの各変調方式の理論上のＢＥＲは、下記の式（１）〜（４）で与えられる（非特許文献２の式（３．７）、式（３．９）、式（３．１２）、式（３．１３）。なお、下記各式における「Ｐ」は、ＢＥＲである。

また、式（１）〜（４）における誤差補関数ｅｒｆｃ（ｘ）は、下記の式（５）で定義される。

さらに、γ（Ｅ_ｂ／Ｎ_０）は、下記の式（６）により、Ｃ／Ｎに変換することができる。

式（６）において、ｋは１シンボル当たりの情報量（ビット）であり、Ｂｎは受信フィルタでの等価雑音帯域幅であり、Ｔはシンボル周期である。マッチドフィルタの場合、「ＢｎＴ」は「１」になる。従って、ＢＰＳＫの場合には、Ｅ_ｂ／Ｎ_０はＣ／Ｎと一致し、ＱＰＳＫの場合には、Ｅ_ｂ／Ｎ_０はＣ／Ｎより３ｄＢ低い値になる。図５は、式（１）〜（４）で与えられる各変調方式のＢＥＲ特性を示す。

このように、変調方式毎に、ＢＥＲは理論上それぞれ「Ｅ_ｂ／Ｎ_０」（または「Ｃ／Ｎ」）の関数で表わされる。実際の測定では、通信回線でのノイズによる劣化が加わったＢＥＲ特性が観察される。図６は、理論上のＢＥＲ特性と、劣化が加わったＢＥＲ特性の比較例を示す。図示のように、劣化が加わった場合のＢＥＲは、理論上のＢＥＲより高くなるものの、ＢＥＲが制御変数ここでは「Ｅ_ｂ／Ｎ_０」（または「Ｃ／Ｎ」）に対する依存の傾向は同一である。

同一の測定系において劣化が同一である。そのため、同一の測定系では、異なる変調方式間で、劣化が加わったＢＥＲ特性も相関関係が成り立つ。そのため、受信したデジタル信号に含まれるパイロット信号の送受信間の同期が不能状態から可能状態に変化する変化点の「Ｃ／Ｎ」を、パイロット変調方式とキャリア変調方式のＢＥＲ特性の相関関係に基づいて、キャリア変調方式に対応する「Ｃ／Ｎ」に変換すれば、変換後の「Ｃ／Ｎ」は、受信機が受信したデータ信号の再生可能か否かを判断するためのＢＥＲの基準値に対応する「Ｃ／Ｎ」の近傍になるはずである。そのため、この変換後の「Ｃ／Ｎ」を最初の測定ポイントにしてデータ信号のＢＥＲを測定することにより、ＢＥＲの基準値に対応する「Ｃ／Ｎ」の値を速く求めることができる。

ここで、受信機の性能を評価するための指標値と制御変数をそれぞれＢＥＲとＣ／Ｎを例にして説明したが、キャリア変調方式とパイロット変調方式化間で、制御変数に対しての指標値は相関関係が成り立てば、上記のことが言える。例えば、指標値として、Ｃ／Ｎの関数で表わすごとができる変調誤差比（ＭＥＲ：ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＥｒｒｏｒＲａｔｅ）を用いる場合や、制御変数として、希望波の電力、妨害波の電力などを用いる場合も同様である。

上記知見に基づき、本願発明者は、キャリア変調方式で変調されたデータ信号と、パイロット変調方式で変調されたパイロット信号を含むデジタル信号を受信する受信機に対して、制御変数の複数の値毎に受信機の性能を表す指標値を測定することにより、指標値の基準値に対応する制御変数の値を求めて受信機の性能を評価するための、効率の良い手法を確立した。

この手法は、まず、デジタル信号に含まれるパイロット信号の送受信間の同期が不能な状態から可能な状態へ変化する変化点の制御変数の値を求める。次いで、パイロット変調方式とキャリア変調方式間における、制御変数に対しての指標値の相関関係から、上記変化点の制御変数の値をキャリア変調方式に対応する値に変換する。そして、変換後の値を最初の測定ポイントにして、受信機が受信したデジタル信号中のデータ信号に対して指標値を測定する。

この手法によれば、指標値の最初の測定ポイントは、指標値の基準値に対応する制御変数の値の近傍になるため、指標値の基準値に対応する制御変数の値を迅速に求めることができる。

以上の説明を踏まえて、本発明の実施の形態を説明する。
＜第１の実施の形態＞
図７は、本発明の第１の実施の形態にかかる評価装置１００を示す。評価装置１００は、所定のキャリア変調方式で変調されたデータ信号と、キャリア変調方式と異なる変調方式であるパイロット変調方式で変調されたパイロット信号とを含むデジタル信号を受信する受信機に対して、制御変数の複数の値毎に受信機の性能を表す指標値を測定し、指標値の基準値に対応する制御変数の値を求めることによる評価を行うものである。例として、デジタル信号がＩＳＤＢ−Ｔ方式に準拠したＯＦＤＭ信号であるとする。

なお、図７と以下の説明において、クロック供給やクロックの回復などを行う、この種の評価装置に通常備えられるものを省略する。

図７に示すように、評価装置１００は、パターン生成部１２０と評価部１３０を有し、評価の対象となる受信機１１０は、パターン生成部１２０と評価部１３０間に接続される。評価部１３０は、同期判定部１３２、測定部１３４、パラメータ設定部１３６を有する。

パターン生成部１２０は、評価用のデジタル信号を生成して出力する。このデジタル信号は、データパターン（データ信号）とパイロット信号が含まれる。データパターンは、一般的なＰＲＢＳ（擬似ランダム・ビット・シーケンス）などであり、パイロット信号は、該デジタル信号を受信する側においてデータ信号の同期位置を検出するためのものである。また、パターン生成部１２０は、データパターンの変調方式としてはＩＳＤＢ−Ｔで定められた種々のキャリア変調方式を用い、パイロット信号の変調方式としてはＢＰＳＫを用いる。また、パターン生成部１２０は、種々の制御変数について、値を任意に変えることができる。

以下の説明において、制御変数と指標値の例としてＣ／ＮとＢＥＲを用い、指標値の基準値が２×１０^−４であるとする。

パターン生成部１２０が生成したデジタル信号は、受信機１１０により受信され、評価部１３０に入力される。以下、受信機１１０を経て評価部１３０に入力された信号を受信信号という。

評価部１３０は、制御変数（ここではＣ／Ｎ）の複数の値毎に受信信号に含まれるデータパターンのＢＥＲを測定し、基準値に対応するＣ／Ｎの値を求める。評価部１３０の各機能ブロックについて説明する。

同期判定部１３２は、パターン生成部１２０に対して複数のＣ／Ｎの値を順次指定し、Ｃ／Ｎのこれらの値毎に、パターン生成部１２０が出力するデジタル信号に含まれるパイロット信号の送受信間の同期がとれるか否かを判定することにより、同期が不能な状態から可能な状態に変化する変化点のＣ／Ｎの値を求める。具体的には、パターン生成部１２０が送信するデジタル信号に含まれるパイロット信号と同様の信号を生成して、受信機１１０からの受信信号に含まれるパイロット信号との同期をとり、同期が取れた時点のＣ／Ｎの値を求める。なお、同期判定部１３２は、パラメータ設定部１３６により設定されたＣ／Ｎの上限値と下限値の範囲内でＣ／Ｎの値を変化させ、同期可／不可の判定をする。

同期判定部１３２による上記変化点を求める手法としては、ラスタ法や特許文献１の手法など、従来知られているいかなる手法を用いてもよい。但し、同期判定部１３２は、パイロット信号の送受信間の同期が不能な状態から可能な状態に変化する変化点を求めるものであり、ＢＥＲの測定は行わない。

図８は、ラスタ法を適用した場合の同期判定部１３２の処理の例を示すフローチャートである。まず、同期判定部１３２は、パラメータ設定部１３６よりＣ／Ｎの上限値と下限値、掃引ステップ幅、溜込時間の設定が行われる（Ｓ１００）。次いで、同期判定部１３２は、上限値と下限値のうちの、ＢＥＲが高いほうを最初の同期判定ポイントに設定し、パターン生成部１２０に該Ｃ／Ｎの値を指示する。なお、ここでは、制御変数がＣ／Ｎであるため、下限値はＢＥＲの高いほうになる。他の制御変数例えば最小受信感度の評価時に制御変数として希望波の入力電力が低いほどＢＥＲが高い傾向にあるので、この場合においても下限値が最初の同期判定ポイントに設定される。一方、妨害波の入力電力が高いほどＢＥＲが高い傾向にあるので、この場合においては上限値が最初の同期判定ポイントに設定される。

そして、同期判定部１３２は、指示されたＣ／Ｎに従ってパターン生成部１２０が出力したデジタル信号の受信信号に含まれるパイロット信号の送受信間の同期可／不可の判定を行い、その後、Ｃ／Ｎの順次掃引と同期可／不可の判定を繰り返す（Ｓ１０４）。最後に、隣接する２つの同期判定ポイントの間に、同期が不能な状態から可能な状態に変化する変化点（Ｃ／Ｎの値）があると判定されたことをもって処理を終了する（Ｓ１０６）。

図９は、特許文献１の手法を適用した場合の同期判定部１３２の処理の例を示すフローチャートである。まず、同期判定部１３２は、パラメータ設定部１３６よりＣ／Ｎの上限値と下限値が設定される（Ｓ１１０）。次いで、同期判定部１３２は、上限値と下限値の範囲内で複数個の同期判定ポイントを設定して、パターン生成部１２０に順次指示すると共に、各同期判定ポイントにおいてパイロット信号の送受信間の同期可／不可の判定を行う（Ｓ１１２）。そして、パイロット信号の送受信間の同期が不能な状態から可能な状態に変化する変化点が求まるまで、新しい同期判定ポイントの設定と、同期可／不可の判定を繰り返す（Ｓ１１４、Ｓ１１６：Ｎｏ、Ｓ１１４〜）。変化点が求まると、例えば所定の間隔の同期判定ポイントの間に変化点があると判定されると（Ｓ１１６：Ｙｅｓ）、処理を終了する。なお、新しい同期判定ポイントの設定に際しては、ノルムすなわち新しいポイントと前のポイントの距離が最大になるなどの最適化基準を適用する。

同期判定部１３２は、このようにしてパイロット信号の送受信間の同期可／不可の変化点（Ｃ／Ｎの値の範囲）を求めて測定部１３４に出力する。

測定部１３４は、まず、同期判定部１３２からの変化点を、キャリア変調方式に対応する値に変換する。具体的には、パイロット変調方式（ここではＢＰＳＫ）とキャリア変調方式間における、Ｃ／Ｎに対するＢＥＲ特性の相関関係から、同期判定部１３２が求めた変化点をキャリア変調方式に対応する値に変換する。例えば、キャリア変調方式がＱＰＳＫである場合には、まず、式（６）を用いて、変化点のＣ／Ｎをγ（Ｅ_ｂ／Ｎ_０）に変換する。この場合、パイロット変調すなわちＢＰＳＫであるため、Ｃ／ＮとＥ_ｂ／Ｎ_０は同一である。そして、γを式（１）に代入してＰ_ＢＰＳＫ（ＢＥＲ）を求める。次いで、求められたＰ_ＢＰＳＫをＰ_ＱＰＳＫとして式（２）に代入してγを求める。最後に式（６）を用いてこのγをＣ／Ｎに変換する。この場合、キャリア変調方式がＱＰＳＫであるため、Ｃ／Ｎはγより３ｄＢ高い値になる。

測定部１３４は、このような変換により得られたＣ／Ｎの値を最初のＢＥＲ測定ポイントに設定して、パターン生成部１２０に指示する。そして、指示されたＣ／Ｎの値に従ってパターン生成部１２０が生成したデジタル信号の受信信号に含まれるデータパターンに対してＢＥＲの測定を行う。その後、ラスタ法や特許文献１の手法など、従来の手法を用いてＢＥＲの測定ポイントの設定、ＢＥＲの測定を繰り返し、ＢＥＲの基準値（２×１０^−４）が求まった時点で処理を終了する。

なお、従来の手法を適用したＢＥＲを測定する際に、Ｃ／Ｎの掃引範囲は、パラメータ設定部１３６により設定された上限値と下限値の間ではない。例えば、最初のＢＥＲ測定ポイントで測定したＢＥＲが基準値より大きい場合に、最初のＢＥＲ測定ポイントを起点にして、パターン生成部１２０が設定した下限値に向かう方向で掃引を行う。一方、最初のＢＥＲ測定ポイントで測定したＢＥＲが基準値より小さい場合には、最初のＢＥＲ測定ポイントを起点にして、パラメータ設定部１３６が設定した上限値に向かう方向で掃引する。

例えば、図１０に示すように、同期判定部１３２により求められた変化点をキャリア変調方式に対応するＣ／Ｎの値に変換して得た最初のＢＥＲ測定ポイントが点Ａであり、点Ａで測定したＢＥＲが基準値より小さい。この場合、測定部１３４は、点Ａと上限値の間で次のＢＥＲ測定ポイントを設定する。一方、最初のＢＥＲ測定ポイントが点Ｂであり、点Ｂで測定したＢＥＲが基準値より大きい場合には、測定部１３４は、点Ｂと下限値の間で次のＢＥＲ測定ポイントを設定する。

なお、制御変数が希望波の入力電力である場合にも同様に、最初のＢＥＲ測定ポイントで測定したＢＥＲが基準値より大きい場合に、制御変数の掃引範囲は、最初のＢＥＲ測定ポイントと、パターン生成部１２０が設定した下限値の間になる。一方、最初のＢＥＲ測定ポイントで測定したＢＥＲが基準値より小さい場合には、制御変数の掃引範囲は、最初のＢＥＲ測定ポイントと、パラメータ設定部１３６が設定した上限値との間になる。

逆に、制御変数が妨害波の入力電力である場合には、最初のＢＥＲ測定ポイントで測定したＢＥＲが基準値より大きい場合に、制御変数の掃引範囲は、最初のＢＥＲ測定ポイントと、パターン生成部１２０が設定した上限値の間になる。一方、最初のＢＥＲ測定ポイントで測定したＢＥＲが基準値より小さい場合には、制御変数の掃引範囲は、最初のＢＥＲ測定ポイントと、パラメータ設定部１３６が設定した下限値との間になる。

また、最初のＢＥＲ測定ポイントの次以降のＢＥＲ測定ポイントの設定には、ラスタ法や特許文献１の手法以外の手法を用いてもよい。例えば、現在のＢＥＲ測定ポイントで測定したＢＥＲと基準値との差が大きいほどステップ幅を大きくし、差が小さいほどステップ幅を小さくするように次のＢＥＲ測定ポイントを設定するようにしてもよい。勿論、現在のＢＥＲ測定ポイントで測定したＢＥＲと基準値との差が所定の閾値以上であるときに大きなステップ幅を設定し、差が所定の閾値より小さいときに小さいステップ幅を用いるようにしてもよい。これらの手法により、次回のＢＥＲ測定ポイントを基準値近傍により効率的に近づけることができる。

図１１は、本実施の形態の評価装置１００による受信機の性能評価のフローチャートを示す。まず、デジタル信号に含まれるパイロット信号の送受信間の同期の判定により、同期が不能な状態から同期可能な状態に変化する変化点の制御変数の値を求める（Ｓ１２０〜Ｓ１２４）。具体的には、同期判定部１３２に対して、制御変数の変化範囲の上限値と下限値が設定される（Ｓ１２０）。そして、上限値と下限値の範囲内で、同期判定部１３２により、上記変化点が求まるまで、同期判定ポイント（制御変数の値）の設定と、設定されたポイントにおける同期可／不可の判定が繰り返される（Ｓ１２２、Ｓ１２４）。

次に、変化点の制御変数の値は、データ信号の変調方式でキャリア変調方式に対応する値に変換される（Ｓ１３０）。

そして、測定部１３４により、デジタル信号に含まれるデータ信号に対してＢＥＲ測定が行われ、ＢＥＲの基準値に対応する制御変数の値が求められる（Ｓ１４０〜Ｓ１４４）。具体的には、ステップＳ１３０の変換により得られた値は、最初のＢＥＲ測定ポイントに設定され、ＢＥＲ測定が行われる（Ｓ１４０）。そして、最初のＢＥＲ測定ポイントと下限値の間、またはＢＥＲ測定ポイントと上限値の間の範囲で、ＢＥＲの基準値に対応する制御変数の値が求まるまで、ＢＥＲ測定ポイントの設定とＢＥＲ測定が繰り返される（Ｓ１４２、Ｓ１４４）。

本実施の形態の評価装置１００は、最初のＢＥＲ測定ポイントをＢＥＲ基準値の近傍の制御変数の値に設定するため、少ない測定回数でＢＥＲ基準値に対応する制御変数を求めることができる。

一般に、パイロット変調方式で変調されたパイロット信号は、キャリア変調方式で変調されたデータ信号に比べ、受信可能のために必要なＣ／Ｎが小さい。そのため、同一のＣ／Ｎに対して、パイロット信号で送受信間の同期の可／不可の判定にかかる時間が短い。そのため、最初のＢＥＲ測定ポイントを設定するためにパイロット信号を用いて変化点を求める処理が必要であるものの、評価処理全体にかかる時間を短縮できる。

ＢＥＲ基準値に対応する制御変数の値の近傍に最初のＢＥＲ測定ポイントを設定する手法としては、最初のＢＥＲ測定ポイントを、過去の評価により得られた平均値に設定する手法が考えられる。例えば、図１２に示すように、過去の評価により得られた平均値（ＢＥＲ基準値に対応する制御変数の値の平均値）Ｑ０に最初のＢＥＲ測定ポイントを設定することができる。しかし、サンプル集団のばらつき変動により、ＢＥＲ特性は、平均的なＢＥＲ特性（図中曲線Ｌ０）より低いほう（図中曲線Ｌ１）または高いほう（図中曲線Ｌ２）ばらつく場合がある。図１２の下部に示すように、ＢＥＲ基準値に対応する制御変数の値のばらつきの幅（分散度数）がかなり大きい。

そのため、測定時のＢＥＲ特性が図中曲線Ｌ１のように低いほうにばらついた場合には、過去の評価により得られた平均値Ｑ０を最初のＢＥＲ測定ポイントとするのでは、低いＢＥＲ値の範囲で最初のＢＥＲ測定を行うことになり、測定時間が長くなる恐れがある。

また、測定時のＢＥＲ特性が図中曲線Ｌ２のように高いほうにばらついた場合には、最初のＢＥＲ測定でかかる時間が長くならないが、最終的な制御変数の値を求める上で無用なＢＥＲ測定を行ってしまう恐れがある。

それに対して、本実施の形態の評価装置１００では、パイロット信号の送受信間の同期が不能状態から可能状態に変化する変化点を求め、それに基づいて最初のＢＥＲ測定ポイントを設定する。受信機のＢＥＲ特性にならつく変動が存在した場合や伝送線路内に時間方向に変動がある場合においても、パイロット信号とデータ信号が同程度の影響を受けるので、確実に、目的の制御変数の値の近傍に最初のＢＥＲ測定ポイントを設定することができる。

＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態も評価装置である。この評価装置は、図１に示す第１の実施の形態にかかる評価装置１００とは、パラメータ設定部が異なる点以外、同様である。そのため、第２の実施の形態の評価装置についてパラメータ設定部のみを説明する。説明に際しては、他の機能ブロックを言及する必要があるときには、評価装置１００の該機能ブロックの名称と符号を用いる。

図１３は、本発明の第２の実施の形態にかかる評価装置のパラメータ設定部２００を示す。パラメータ設定部２００は、標準値記憶部２０２と、測定条件入力部２０４と、設定実行部２０６を備える。

標準値記憶部２０２は、標準の測定条件において制御変数を変化させる範囲（上限値と下限値）を記憶している。

測定条件とは、ＢＥＲ特性に影響を与えるパラメータを意味し、環境温度、電源電圧、プロセスなどを例として挙げることができる。標準値記憶部２０２には、これらのパラメータが標準状態の値である場合の制御変数の範囲が記憶される。

測定条件入力部２０４は、上述各測定条件の実際の値を設定実行部２０６に入力するものである。例えば、ユーザに入力させるためのインタフェースを有し、ユーザが入力した測定条件を設定実行部２０６に出力するものや、温度センサなど測定条件を計測する装置を有し、計測した測定条件を設定実行部２０６に入力するものである。

設定実行部２０６は、標準値記憶部２０２に記憶された制御変数の上限値と下限値に対して、測定条件入力部２０４から入力された測定条件に応じて補正を行う。そして、補正後に上限値と下限値を同期判定部１３２と測定部１３４に設定する。なお、補正は、例えば、予め設定された経験式や理論式に従って行えばよい。

ＢＥＲ基準値に対応する制御変数の値を求めることが目的であるため、制御変数の掃引範囲内にＢＥＲ基準値に対応する制御変数の値が含まれることは必要である。一方、制御変数の掃引範囲が広いほど、余剰な測定ポイントでの測定が行われる可能性が増える。本実施の形態の評価装置におけるパラメータ設定部２００は、測定条件に応じて制御変数の上限値と下限値を補正することによって、制御変数の範囲を適切に設定し、測定時間の短縮を図ることができる。

＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態も評価装置である。この評価装置は、図１に示す第１の実施の形態にかかる評価装置１００とは、同期判定部が異なる点以外、同様である。そのため、第３の実施の形態の評価装置について同期判定部のみを説明する。説明に際しては、他の機能ブロックを言及する必要があるときには、評価装置１００の該機能ブロックの名称と符号を用いる。

図１４は、本発明の第３の実施の形態にかかる評価装置の同期判定部３００を示す。同期判定部３００は、変化点候補測定部３０２と、変化点決定部３０４を備える。

変化点候補測定部３０２は、パターン生成部１２０からのデジタル信号に含まれるパイロット信号の送受信間の同期が不能な状態から可能な状態へ変化する変化点の測定を複数回行い、測定された各変化点（制御変数の値）を変化点候補として変化点決定部３０４に出力する。複数回の測定を行い、測定結果を変化点決定部３０４に出力する点を除き、各回の具体的な測定手法は、評価装置１００における同期判定部１３２と同様である。

変化点決定部３０４は、変化点候補測定部３０２からの複数個の変化点から、最も信頼度の高い変化点を選択して測定部１３４に出力する。例えば、多数決により、複数回の測定結果のうちの、重複する回数が最も多い測定結果を選択する。

なお、変化点候補測定部３０２の測定回数は、例えば３回以上の任意の固定回数であってもよいが、測定結果に応じて変化させてもよい。例えば、まず変化点候補測定部３０２により２回測定して変化点決定部３０４に測定する。変化点決定部３０４は、この２回の測定結果が同じであれば、測定結果値（変化点の制御変数の値）を測定部１３４に出力する一方、２回の測定結果が異なればさらに変化点候補測定部３０２に測定させ、その後多数決により測定部１３４に出力する変化点を決定するようにしてもよい。

一般的な測定環境において、突発的な外来ノイズなどにより誤測定が起こる可能性がある。変化点が誤測定されると、測定部１３４の最初のＢＥＲ測定ポイントがＢＥＲ基準値に対応するポイントから離れて、評価に時間がかかってしまう結果になる。特に最初のＢＥＲ測定ポイントがＢＥＲの低いほうにずれてしまうと、この問題がより深刻になる。本実施の形態の評価装置における同期判定部３００は、複数回の測定を行い、複数回の測定結果から信頼度の高い変化点を得て測定部１３４に供するので、変化点の誤測定のリスクを軽減することができる。変化点の複数回の測定は、１回の測定により時間がかかるが、変化点の測定がＢＥＲ測定により短いため、評価全体にかかる処理時間を短縮することができる。

＜第４の実施の形態＞
本発明の第４の実施の形態も評価装置である。この評価装置は、図１に示す第１の実施の形態にかかる評価装置１００とは、測定部が異なる点以外、同様である。そのため、第４の実施の形態の評価装置について測定部のみを説明する。説明に際しては、他の機能ブロックを言及する必要があるときには、評価装置１００の該機能ブロックの名称と符号を用いる。

図１５は、本発明の第４の実施の形態にかかる評価装置の測定部４００を示す。測定部４００は、変化点変換部４０２と、最初ポイント補正部４０４と、測定実行部４０６を備える。

変化点変換部４０２は、同期判定部１３２から供された変化点の制御変数の値をキャリア変調方式に対応する値に変換する。この変換は、評価装置１００における測定部１３４による変換と同様である。

最初ポイント補正部４０４は、変化点変換部４０２により得た変換後の値を補正し、補正後の値を最初のＢＥＲ測定ポイントに設定する。具体的には、変化点変換部４０２により得られた変換後の値に対して、ＢＥＲが高くなるほうにシフトして得た値を最初のＢＥＲ測定ポイントに設定する。

測定実行部４０６は、最初ポイント補正部４０４により設定された最初のＢＥＲ測定ポイントを起点にして制御変数の掃引とＢＥＲ測定を行い、ＢＥＲ基準値に対応する制御変数の値を得る。測定実行部４０６による制御変数の掃引とＢＥＲ測定は、評価装置１００の測定部１３４によるこれらの処理と同様である。

図１６は、最初ポイント補正部４０４による補正の一例を示す。図１６に示すように、同期判定部１３２により得られた変化点をキャリア変調方式に対応する値に変換して得た値がＡ０であるとする。そこで、最初ポイント補正部４０４は、ＢＥＲが高くなるほうにＡ０をシフトした結果、最初のＢＥＲ測定ポイントとして設定されたＡ１は、Ａ０より高くなる。前述したように、ＢＥＲが低いほどＢＥＲ測定に時間がかかるため、このように補正を行うことにより、高いＢＥＲでの測定が期待され、測定時間の短縮に効果がある。

なお、図１６の例において、制御変数がＣ／Ｎであるため、ＢＥＲが高くなるように行う最初のＢＥＲ測定ポイントの補正は、Ｃ／Ｎを小さくする補正である。制御変数が希望波の入力電力である場合にも同様である。一方、制御変数が妨害波の入力電力である場合には、この補正は、妨害波の入力電力を大きくする補正となる。

以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、上述した各実施の形態に対してさまざまな変更、増減、組合せを行ってもよい。これらの変更、増減、組合せが行われた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０伝送路符号化部
１００評価装置
１１０受信機
１２０パターン生成部
１３０評価部
１３２同期判定部
１３４測定部
１３６パラメータ設定部
２００パラメータ設定部
２０２標準値記憶部
２０４測定条件入力部
２０６設定実行部
３００同期判定部
３０２変化点候補測定部
３０４変化点決定部
４００測定部
４０２変化点変換部
４０４最初ポイント補正部
４０６測定実行部

Claims

所定のキャリア変調方式で変調されたデータ信号と、前記キャリア変調方式と異なる変調方式であるパイロット変調方式で変調されたパイロット信号とを含むデジタル信号を受信する受信機に対して、制御変数の複数の値毎に前記受信機の性能を表す指標値を測定することにより、前記指標値の基準値に対応する制御変数の値を求める評価装置であって、
前記デジタル信号に含まれるパイロット信号の送受信間の同期が不能な状態から可能な状態へ変化する変化点の制御変数の値を求める同期判定部と、
前記パイロット変調方式と前記キャリア変調方式間における、制御変数に対しての指標値の相関関係から、前記同期判定部が求めた制御変数の値を前記キャリア変調方式に対応する値に変換し、変換後の値を最初の測定ポイントにして、前記受信機が受信した前記デジタル信号に含まれるデータ信号に対して前記指標値を測定する測定部とを備えることを特徴とする評価装置。
前記同期判定部は、前記変化点の制御変数の値の求めを複数回行い、該複数回の結果から最も信頼度の高い変化点の値を前記測定部に出力することを特徴とする請求項１に記載の評価装置。
前記指標値は、ＢＥＲであり、
前記測定部は、さらに、ＢＥＲが高くなる側に前記変換後の値をシフトさせる補正を行い、補正後の値を最初の測定ポイントとすることを特徴とする請求項１または２に記載の評価装置。
前記同期判定部と前記測定部に対して制御変数を変化させる上限値と下限値を設定するパラメータ設定部をさらに備え、
該パラメータ設定部は、測定条件に応じて前記上限値と下限値を変化可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の評価装置。
前記制御変数は、搬送波対雑音比と、希望波の入力電力と、妨害波の入力電力のうちのいずれかであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の評価装置。