JP2011149713A - Apd measuring device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、APD(Amplitude Probability Distribution、振幅確率分布)を測定するAPD測定装置に関する。 The present invention relates to an APD measuring apparatus that measures APD (Amplitude Probability Distribution).
APD測定は、振幅が一定レベルを超える受信信号の時間確率を求める統計データの取得方法の1つであり、統計的に受信信号を観測することにより、瞬時に見て取れない信号特性を観測することができる。 APD measurement is one method of obtaining statistical data for obtaining the time probability of a received signal whose amplitude exceeds a certain level. By observing the received signal statistically, it is possible to observe signal characteristics that cannot be seen instantaneously. it can.
従来のAPD測定装置としては、受信信号をアナログデジタル変換器(以下、単に「A/D変換器」という)でデジタルデータに変換して、その出力をフィルタバンクで複数の周波数帯域成分に振り分けて、各周波数帯域成分の振幅を個々に所望の量で重み付けをして合成し、その出力を受けて重付APDが合成後の合成振幅の発生頻度に基づく確率を求め、求めた確率を様々な態様で表示部に表示させるものがある(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional APD measuring apparatus, a received signal is converted into digital data by an analog-digital converter (hereinafter simply referred to as “A / D converter”), and the output is divided into a plurality of frequency band components by a filter bank. , The amplitude of each frequency band component is individually weighted and synthesized by a desired amount, the weighted APD receives the output and obtains the probability based on the frequency of occurrence of the synthesized amplitude after the synthesis. There is what is displayed on the display unit in a manner (see, for example, Patent Document 1).
このようなAPD測定装置の測定対象とする信号の帯域が広い場合には、時間的な信号の振る舞いをつぶさに観測しようとすると、この帯域のなかで最も高い周波数の2倍以上の速さで信号をサンプリングして観測する必要がある。例えば、測定帯域が10MHzの場合は、その帯域の10倍の10M×10=100M/秒でサンプリングしてデータを観測する必要がある。 When the band of a signal to be measured by such an APD measuring device is wide, when trying to observe the behavior of a temporal signal in detail, the signal is at a speed twice as fast as the highest frequency in this band. Need to be sampled and observed. For example, when the measurement band is 10 MHz, it is necessary to observe data by sampling at 10M × 10 = 100 M / second, which is 10 times that band.
この膨大なデータのAPDを測定する場合には、データを実時間処理で記憶し累積する必要が生じてくる。この実時間処理を減らすため、従来のAPD測定装置は、サンプリングしたデータを実用に差し支えない精度で量子化して、ある一定時間(例えば、1秒間)あたりの出現頻度を蓄えることにより、確率密度関数(PDF、Probability Density function)のデータを作成する。 When measuring the APD of this enormous amount of data, it becomes necessary to store and accumulate the data by real-time processing. In order to reduce this real-time processing, the conventional APD measuring apparatus quantizes the sampled data with a precision that does not interfere with practical use, and stores the appearance frequency per certain time (for example, 1 second), thereby generating a probability density function. (PDF, Probability Density function) data is created.
このPDFデータは、一定時間毎(例えば、1秒毎)に発生するので、PDFデータを累積加算して求める分布関数であるAPD統計データを作成する処理は、実時間で実行する必要はなく、一定時間毎に処理することができて、表示処理や信号処理等のより複雑なハードウェアでは対応しがたい処理を容易に処理できるソフトウェア処理により実行することができる。 Since this PDF data is generated at regular time intervals (for example, every second), it is not necessary to execute processing for creating APD statistical data, which is a distribution function obtained by cumulatively adding PDF data, in real time. Processing can be performed at regular intervals, and can be executed by software processing that can easily handle processing that cannot be handled by more complicated hardware such as display processing and signal processing.
ソフトウェア処理は、処理速度の点ではハードウェアに比べれば遅いが、製造コスト面や将来の技術継承性では非常によい実現方法であり、判断子を含む制御等のような、より複雑な処理ができ、ソフトウェア処理の有用性を含めてハードウェア処理との並存が有効な実現手段となる。 Software processing is slower than hardware in terms of processing speed, but it is a very good implementation method in terms of manufacturing cost and future technology inheritance, and more complicated processing such as control including judgment is required. Therefore, coexistence with hardware processing including the usefulness of software processing is an effective means of realization.
このように従来のAPD測定装置は、実時間処理と非実時間処理との2つの処理によってAPD測定を実現するようになっている。ここで、実時間処理は、ハードウェアによって処理され、非実時間処理は、ソフトウェアによって処理される。 As described above, the conventional APD measurement apparatus realizes APD measurement by two processes of the real time process and the non-real time process. Here, the real-time processing is processed by hardware, and the non-real-time processing is processed by software.
ハードウェアにおいては、受信信号が、同相(In-Phase、以下、単に「I」という)成分と直交(Quadrature-Phase、以下、単に「Q」という)成分とに分離され、包絡線検波され、対数変換される。 In hardware, the received signal is separated into an in-phase (In-Phase, hereinafter simply referred to as “I”) component and a quadrature (Quadrature-Phase, hereinafter simply referred to as “Q”) component, and envelope detection is performed. Logarithmically converted.
ここで、信号レベルを0.1dB毎にカウントする場合には、1000個のカウンタを用意することにより、ダイナミックレンジが100dBで0.1dB毎の信号履歴を蓄積することができる。同様に、信号レベルを0.05dB毎にカウントする場合には、2000個のカウンタを用意することにより、ダイナミックレンジが100dBで0.05dB毎の信号履歴を蓄積することができる。 Here, when the signal level is counted every 0.1 dB, by preparing 1000 counters, it is possible to accumulate a signal history every 0.1 dB with a dynamic range of 100 dB. Similarly, when the signal level is counted every 0.05 dB, by preparing 2000 counters, it is possible to accumulate a signal history every 0.05 dB with a dynamic range of 100 dB.
これらのカウンタは、各周波数帯域成分に対して用意する必要があるため、例えば、サンプリング周期を100M/sとし、カウンタの量子化したレベルを1000段階と仮定すると、1秒間に最大100M個×1000個のカウントの内容値がハードウェアからソフトウェア処理側に転送される。100Mまでの整数値は28ビットで表現できるため、この例では、各周波数帯域成分に対するカウント値は、28×1000=28kb/sで転送されることになる。一方、包絡線検波後の時系列データの転送の場合は、毎秒100M/s×16ビット(1サンプルあたり16bitとする。)となる、1.6Gb/sの転送量を必要とする。 Since these counters need to be prepared for each frequency band component, for example, assuming that the sampling period is 100 M / s and the quantized level of the counter is 1000 levels, a maximum of 100 M × 1000 per second × 1000 The content value of the count is transferred from the hardware to the software processing side. Since an integer value up to 100M can be expressed by 28 bits, in this example, the count value for each frequency band component is transferred at 28 × 1000 = 28 kb / s. On the other hand, in the case of transferring time-series data after envelope detection, a transfer amount of 1.6 Gb / s, which is 100 M / s × 16 bits per second (16 bits per sample) is required.
APD測定においても、サンプリングされた各信号レベルを知りたいというニーズはある。例えば、APD測定時に異常値が検出されたときに、これらの信号レベルを解析することにより、何が起こったかを知ることができる。このように、どの時刻でどのような信号が出現していたかを知ることができれば異常時の例えば、現状分析やその対策に対して有益な情報となる。 Even in APD measurement, there is a need to know each sampled signal level. For example, when an abnormal value is detected during APD measurement, it is possible to know what has occurred by analyzing these signal levels. In this way, if it is possible to know what kind of signal appeared at which time, it becomes useful information for, for example, analysis of current conditions and countermeasures at the time of abnormality.
信号レベルは、実時間で取得できないとしても、オフライン処理で後程、解析できればよい。すなわち、信号レベルとAPD統計データとを対にして解析することにより、APD測定中に起こった現象をミクロな立場とマクロな立場との視点で同時に把握することができるようになる。 Even if the signal level cannot be acquired in real time, it may be analyzed later by offline processing. That is, by analyzing the signal level and the APD statistical data as a pair, it becomes possible to simultaneously grasp the phenomenon that occurred during the APD measurement from the viewpoints of the micro standpoint and the macro standpoint.
しかしながら、従来のAPD測定装置は、ミクロな立場で観測しようとすると、前述のようにハードウェアからソフトウェア処理側に大量な時系列データを転送するインタフェースの転送容量や、ソフトウェア処理側の記憶容量が不足してしまうため、大量にサンプリングされた時系列信号をソフトウェア処理側に格納する、大量の記憶容量のデバイスを用意しなければならないといった課題があった。 However, when the conventional APD measuring apparatus is to be observed from a micro standpoint, the transfer capacity of the interface for transferring a large amount of time-series data from the hardware to the software processing side and the storage capacity on the software processing side as described above. Due to the shortage, there is a problem that a device having a large storage capacity for storing a large number of time-series signals sampled on the software processing side has been required.
本発明は、従来の課題を解決するためになされたもので、インタフェースの転送容量やソフトウェア処理側の記憶容量を不足させることなく、大量にサンプリングされた時系列の信号をソフトウェア処理側に転送することができるAPD測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the conventional problems, and transfers a large number of sampled time-series signals to the software processing side without causing shortage of the transfer capacity of the interface and the storage capacity of the software processing side. An object of the present invention is to provide an APD measuring apparatus capable of performing the above.
本発明のAPD測定装置は、ハードウェアによって構成されるハードウェア部(2)と、ソフトウェア処理を実行するソフトウェア処理部(3)と、を備え、測定対象信号のAPDを測定するAPD測定装置において、前記ハードウェア部は、前記APDを測定するために、前記測定対象信号の予め定められた各周波数帯域成分の信号レベルを所定のサンプリングレートで取得する信号レベル取得部(13乃至18)と、前記信号レベル取得部によって取得された信号レベルの時系列の差分値を前記周波数帯域成分毎に算出する差分算出部(21)と、前記差分値を可逆な可変長ビットに対応させた第1テーブルを格納する第1テーブル格納部(22)と、前記差分算出部によって算出された時系列の差分値を前記第1テーブルに基づいて前記可変長ビットの列に変換するコード変換部(23)と、前記APDの測定用データと共に、前記信号レベル取得部によって取得された前記周波数帯域成分毎の信号レベルの初期値および前記コード変換部によって変換された可変長ビットの列を前記ソフトウェア処理部に転送する転送部(20、24)と、を有し、前記ソフトウェア処理部は、前記第1テーブルと同一な第2テーブルを格納する第2テーブル格納部(33)と、前記転送部から転送された可変長ビットの列を前記第2テーブルに基づいて前記時系列の差分値に変換し、前記初期値と該時系列の差分値とに基づいて、前記信号レベル取得部によって取得された前記周波数帯域成分毎の信号レベルを復元する復元部(30)と、を有している。 An APD measuring apparatus of the present invention includes a hardware unit (2) configured by hardware and a software processing unit (3) that executes software processing, and is an APD measuring apparatus that measures APD of a measurement target signal. The hardware unit acquires a signal level of each predetermined frequency band component of the measurement target signal at a predetermined sampling rate to measure the APD, and a signal level acquisition unit (13 to 18); A difference calculation unit (21) that calculates a time-series difference value of the signal level acquired by the signal level acquisition unit for each frequency band component, and a first table in which the difference value is associated with a reversible variable-length bit. A first table storage unit (22) for storing the time series difference values calculated by the difference calculation unit based on the first table A code conversion unit (23) for converting to a variable-length bit string, an initial value of the signal level for each frequency band component acquired by the signal level acquisition unit together with the APD measurement data, and the code conversion unit A transfer unit (20, 24) for transferring the converted variable-length bit string to the software processing unit, wherein the software processing unit stores a second table that is the same as the first table. A table storage unit (33) and a variable-length bit sequence transferred from the transfer unit are converted into the time-series difference value based on the second table, and the initial value and the time-series difference value are converted into the time-series difference value. And a restoration unit (30) for restoring the signal level for each of the frequency band components acquired by the signal level acquisition unit.
この構成により、本発明のAPD測定装置は、信号レベル取得部によって取得された信号レベルの時系列の差分値を周波数帯域成分毎に算出することにより、ソフトウェア処理部に送信するデータの出現分布の偏りを利用して可逆な可変長ビットに変換するため、可変長ビットによる符号量の圧縮率が向上する。 With this configuration, the APD measurement apparatus according to the present invention calculates the time series difference value of the signal level acquired by the signal level acquisition unit for each frequency band component, and thus the appearance distribution of the data to be transmitted to the software processing unit. Since conversion to reversible variable-length bits is performed using bias, the compression rate of the code amount by variable-length bits is improved.
そして、本発明のAPD測定装置は、この圧縮率が向上した可変長ビットの列をソフトウェア処理部に転送するため、インタフェースの転送容量やソフトウェア処理部の記憶容量を不足させることなく、大量にサンプリングされた信号レベルをソフトウェア処理部に転送することができる。 The APD measuring apparatus according to the present invention transfers the variable-length bit sequence with the improved compression rate to the software processing unit, so that a large amount of sampling can be performed without depleting the transfer capacity of the interface and the storage capacity of the software processing unit. The signal level can be transferred to the software processing unit.
例えば、前記第1テーブルは、0に近い差分値ほど、ビット長が短い可変長ビットが対応付けられている。 For example, in the first table, variable length bits with a shorter bit length are associated with a difference value closer to 0.
なお、本発明のAPD測定装置は、前記APDの事前測定の結果に基づいて、出現頻度が高い差分値ほど、ビット長が短い可変長ビットを対応付けるように前記第1テーブルを調整するテーブル調整部(63)を備えるようにしてもよい。 The APD measuring apparatus according to the present invention adjusts the first table so that a difference value having a higher appearance frequency is associated with a variable-length bit having a shorter bit length based on a result of the APD prior measurement. (63) may be provided.
この構成により、本発明のAPD測定装置は、時系列データの出現頻度が変動する測定環境において出現頻度が高い差分値ほど、ビット長が短い可変長ビットを対応付けることにより、その測定環境に応じて第1および第2テーブルを調整することができるため、可変長ビットによる符号量の圧縮率をより向上させることができる。 With this configuration, the APD measurement apparatus according to the present invention associates variable length bits with shorter bit lengths in a measurement environment in which the appearance frequency of time-series data varies, so that the difference value has a higher appearance frequency. Since the first and second tables can be adjusted, the compression rate of the code amount using variable length bits can be further improved.
また、本発明のAPD測定方法は、ハードウェアによって構成されるハードウェア部(2)と、ソフトウェア処理を実行するソフトウェア処理部(3)と、を備えたAPD測定装置(1)を用いて、測定対象信号のAPDを測定するAPD測定方法において、前記ハードウェア部が、前記APDを測定するために、前記測定対象信号の予め定められた各周波数帯域成分の信号レベルを所定のサンプリングレートで取得する信号レベル取得ステップと、前記ハードウェア部が、前記信号レベル取得ステップで取得された信号レベルの時系列の差分値を前記周波数帯域成分毎に算出する差分算出ステップと、前記ハードウェア部が、前記差分値を可逆な可変長ビットに対応させた第1テーブルに基づいて、前記差分算出ステップで算出された時系列の差分値を前記可変長ビットの列に変換するコード変換ステップと、前記ハードウェア部が、前記APDの測定用データと共に、前記信号レベル取得ステップで取得された前記周波数帯域成分毎の信号レベルの初期値および前記コード変換ステップで変換された可変長ビットの列を前記ソフトウェア処理部に転送する転送ステップと、前記ソフトウェア処理部が、前記第1テーブルと同一な第2テーブルに基づいて、前記ハードウェア部から転送された可変長ビットの列を前記時系列の差分値に変換し、前記初期値と該時系列の差分値とに基づいて、前記信号レベル取得ステップで取得された前記周波数帯域成分毎の信号レベルを復元する復元ステップと、を有する。 The APD measurement method of the present invention uses an APD measurement apparatus (1) including a hardware unit (2) configured by hardware and a software processing unit (3) that executes software processing. In the APD measurement method for measuring the APD of the measurement target signal, the hardware unit acquires the signal level of each predetermined frequency band component of the measurement target signal at a predetermined sampling rate in order to measure the APD. Signal level acquisition step, the hardware unit calculates a difference value of the time series of the signal level acquired in the signal level acquisition step for each frequency band component, and the hardware unit, Based on the first table in which the difference value is associated with a reversible variable length bit, the time system calculated in the difference calculating step A code conversion step for converting the difference value into the variable-length bit sequence, and the hardware unit, together with the APD measurement data, the signal level for each frequency band component acquired in the signal level acquisition step. A transfer step of transferring an initial value and a variable length bit sequence converted in the code conversion step to the software processing unit, and the software processing unit based on a second table identical to the first table, The frequency band component acquired in the signal level acquisition step based on the initial value and the time-series difference value, by converting the variable-length bit sequence transferred from the wear unit into the time-series difference value A restoration step of restoring each signal level.
したがって、本発明のAPD測定方法は、信号レベル取得ステップで取得された信号レベルの時系列の差分値を周波数帯域成分毎に算出することにより、ソフトウェア処理部に送信するデータの出現分布の偏りを利用して可逆な可変長ビットに変換するため、可変長ビットによる符号量の圧縮率が向上する。 Therefore, the APD measurement method of the present invention calculates the time series difference value of the signal level acquired in the signal level acquisition step for each frequency band component, thereby correcting the appearance distribution bias of the data transmitted to the software processing unit. Since it is converted to reversible variable-length bits by using it, the compression rate of the code amount by variable-length bits is improved.
そして、本発明のAPD測定方法は、この圧縮率が向上した可変長ビットの列をソフトウェア処理部に転送するため、インタフェースの転送容量やソフトウェア処理部の記憶容量を不足させることなく、大量にサンプリングされた信号レベルをソフトウェア処理部に転送することができる。 Since the APD measurement method of the present invention transfers the variable-length bit string with the improved compression ratio to the software processing unit, a large amount of sampling is performed without causing shortage of the interface transfer capacity and the storage capacity of the software processing unit. The signal level can be transferred to the software processing unit.
例えば、前記第1テーブルは、0に近い差分値ほど、ビット長が短い可変長ビットが対応付けられている。 For example, in the first table, variable length bits with a shorter bit length are associated with a difference value closer to 0.
また、本発明のAPD測定方法は、前記ハードウェア部が、前記APDの事前測定の結果に基づいて、出現頻度が高い差分値ほど、ビット長が短い可変長ビットを対応付けるように前記第1テーブルを調整するテーブル調整ステップを有するようにしてもよい。 In the APD measurement method of the present invention, the hardware unit associates the variable length bits with shorter bit lengths as the difference value having a higher appearance frequency based on the result of the prior measurement of the APD. There may be provided a table adjustment step for adjusting.
したがって、本発明のAPD測定方法は、出現頻度が高い差分値ほど、ビット長が短い可変長ビットを対応付けることにより、測定環境に応じて第1および第2テーブルを調整することができるため、可変長ビットによる符号量の圧縮率をより向上させることができる。 Therefore, the APD measurement method of the present invention can adjust the first and second tables in accordance with the measurement environment by associating variable length bits with shorter bit lengths as the difference frequency has a higher appearance frequency. The compression rate of the code amount by long bits can be further improved.
本発明は、インタフェースの転送容量やソフトウェア処理側の記憶容量を不足させることなく、大量にサンプリングされた信号レベルをソフトウェア処理側に転送することができるAPD測定装置を提供することができる。 The present invention can provide an APD measuring apparatus capable of transferring a large amount of sampled signal levels to the software processing side without causing the transfer capacity of the interface and the storage capacity of the software processing side to be insufficient.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に示す本実施の形態においては、屋外等で受信される外来電波から得られる信号を測定対象信号としてAPDを測定する例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following embodiment, an example in which APD is measured using a signal obtained from an external radio wave received outdoors as a measurement target signal will be described.
(第1の実施の形態)
図1に示すように、本発明の第1の実施の形態のAPD測定装置1は、ハードウェアによって構成されるハードウェア部2と、ソフトウェア処理を実行するソフトウェア処理部3と、ハードウェア部2からソフトウェア処理部3にデータを転送するためのインタフェース4とを備えている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, an
ハードウェア部2は、アンテナ10を介してRF(Radio Frequency)信号を受信するRF受信器11と、RF信号をベースバンド信号にダウンコンバートするダウンコンバータ(以下、単に「D/C」という)12と、ベースバンド信号をデジタル信号に変換するA/D変換器13と、デジタル信号に対して測定対象の帯域で帯域制限を行う帯域制限フィルタ14と、帯域制限された信号をI成分とQ成分とに分離するI/Q分離部15と、測定対象として予め定められた各周波数帯域成分を抽出するフィルタバンク16と、周波数帯域成分毎に包絡線検波する包絡線検波部17と、包絡線検波の結果を対数変換する対数変換部18とを備えている。
The
なお、本実施の形態において、A/D変換器13、帯域制限フィルタ14、I/Q分離部15、フィルタバンク16、包絡線検波部17および対数変換部18は、本発明における信号レベル取得部を構成する。
In the present embodiment, the A /
フィルタバンク16は、測定対象の各周波数帯域成分のI成分とQ成分とにそれぞれ対応する複数のバンドパスフィルタによって構成される。包絡線検波部17は、測定対象の各周波数帯域成分にそれぞれ対応する複数の包絡線検波回路によって構成され、各包絡線検波回路は、該当する周波数帯域成分のI成分とQ成分とに基づいて自乗検波することにより、各周波数帯域成分の信号レベルを算出するようになっている。
The
対数変換部18は、各包絡線検波回路に対応した複数の対数変換回路によって構成され、各周波数帯域成分の信号レベルをdB単位に対数変換するようになっている。
The
また、ハードウェア部2は、対数変換された信号レベルの出現頻度を周波数帯域成分毎に累積するカウンタ部19と、カウンタ部19のカウント値をソフトウェア処理部3に転送するためのバッファ20とを更に備えている。
The
カウンタ部19は、測定対象の周波数帯域成分と、信号レベルを量子化するときの解像度とに応じた複数のカウンタによって構成される。例えば、カウンタ部19は、測定対象の周波数帯域成分の数をNとし、ダイナミックレンジを100dBとし、0.1dB毎の信号履歴を蓄積する場合には、1000×N個のカウンタによって構成される。
The
バッファ20は、カウンタ部19を構成する各カウンタの値を一定の時間間隔T(例えば、1秒間隔)でソフトウェア処理部3にインタフェース4を介して転送するようになっている。なお、カウンタ部19を構成する各カウンタは、時間間隔Tでバッファ20にカウント値を転送し、カウント値を0にリセットするようになっている。
The
また、ハードウェア部2は、信号レベルの時系列の差分値を周波数帯域成分毎に算出する差分算出部21と、これら差分値をハフマン符号のような可逆な可変長ビットに対応させた第1テーブルを格納するテーブル格納部22と、差分算出部21によって算出された時系列の差分値を第1テーブルに基づいて可変長ビットの列(以下、単に「可変長ビット列」という)に変換するコード変換部23と、信号レベルの初期値およびコード変換部23によって変換された可変長ビット列等をソフトウェア処理部3に転送するためのバッファ24とを更に備えている。
In addition, the
差分算出部21は、信号レベルを周波数帯域成分毎に保持し、次のサンプリング周期で取得された信号レベルとの差分値を周波数帯域成分毎に算出するようになっている。ここで、帯域制限された信号は、帯域幅の大きさに反比例して、信号レベルの時間的な変動が緩やかになる。これは、フーリエ変換・逆変換の時間分解能(△t)と周波数分解能(△f)との関係が一定であることからも理解できる。
The
すなわち、時系列で隣り合う狭い帯域の信号レベルは相関が高く、差分値が小さい部分に集中するため、本発明においては、信号レベルの時系列の差分値を適用することにより、コード変換部23によって変換される可変長ビットによる符号量の圧縮率を向上させる。
That is, since the signal levels of narrow bands adjacent in time series are highly correlated and concentrate in a portion where the difference value is small, in the present invention, the
なお、本実施の形態においては、差分算出部21は、時系列で連続する2つの信号レベルの差分値を算出するものとして説明するが、時系列で連続する3つ以上の信号レベルの差分値を算出するようにしてもよい。
In the present embodiment, the
テーブル格納部22は、例えば、ROM(Read Only Memory)等の不揮発性の記憶媒体によって構成され、本発明における第1テーブル格納部を構成する。ここで、第1テーブルは、例えば、図2に示すように、0に近い差分値ほど、ビット長が短い可変長ビットが対応付けられている。
The
図1において、コード変換部23は、各周波数帯域成分に対して、差分算出部21によって算出された時系列の差分値を第1テーブルに基づいて可変長ビット列に変換し、変換した可変長ビット列をソフトウェア処理部3に転送するためにバッファ24に転送するようになっている。なお、バッファ20およびバッファ24は、本発明における転送部を構成する。
In FIG. 1, the
本実施の形態において、バッファ24は、バッファ20によって転送されるカウント値、すなわち、各周波数帯域成分の信号レベルの初期値をAPDの測定用データと同じ周期Tでソフトウェア処理部3にインタフェース4を介して転送するものとする。
In the present embodiment, the
また、バッファ24は、時系列で各周波数帯域成分の信号レベルの初期値を送信してから次のサンプリング周期の各周波数帯域成分の信号レベルの初期値を送信するまでの間に、各周波数帯域成分の可変長ビット列をソフトウェア処理部3にインタフェース4を介して転送するようになっている。
In addition, the
図3に示すように、ソフトウェア処理部3は、インタフェース4を構成するバスにそれぞれ接続された、CPU(Central Processing Unit)30と、RAM(Random Access Memory)31と、ROM32と、ハードディスク装置33と、キーボード装置やポインティングデバイス等よりなる入力装置34と、液晶ディスプレイ等よりなる表示装置35とを備えている。
As shown in FIG. 3, the
ROM32およびハードディスク装置33には、ソフトウェア処理部3を機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、CPU30がRAM31を作業領域としてROM32およびハードディスク装置33に記憶されたプログラムを実行することにより、ソフトウェア処理部3が機能する。
The
ハードディスク装置33は、本発明における第2テーブル格納部を構成し、ハードディスク装置33には、第1テーブルと同一な第2テーブルが格納されている。また、CPU30は、バッファ20から転送された各カウンタのカウント値と、バッファ24から転送された各周波数帯域成分の信号レベルの初期値と、バッファ24から転送された各周波数帯域成分の可変長ビット列をハードディスク装置33に格納するようになっている。なお、ハードディスク装置33は、不揮発性メモリの機能をもった記憶装置でもよい。
The hard disk device 33 constitutes a second table storage unit in the present invention, and the hard disk device 33 stores a second table identical to the first table. The
また、CPU30は、本発明における復元部を構成し、ハードディスク装置33に格納された可変長ビット列を第2テーブルに基づいて信号レベルの時系列の差分値に変換し、各周波数帯域成分の信号レベルの初期値とこの時系列の差分値とに基づいて、各周波数帯域成分の信号レベルを復元するようになっている。
Further, the
また、CPU30は、バッファ20から転送された各カウンタのカウント値に基づいて、APDを算出するようになっている。CPU30は、例えば図4に一例を示すように、算出したAPDおよび復元した各周波数帯域成分の信号レベルを表示装置35に表示させるようになっている。
Further, the
図4においては、入力装置34を介して指定された周波数帯域成分のAPD測定の結果が上段に示され、このAPD測定の結果に対して入力装置34を介して操作されたマーカ50に対応する時間帯の各信号レベルが下段に示されている。
In FIG. 4, the APD measurement result of the frequency band component designated via the
なお、図4におけるAPD測定の結果は、上からAPD≦10%、10%<APD≦50%、50%<APD≦70%、70%<APD≦100%といったAPD確率の帯で表示されている。 The results of the APD measurement in FIG. 4 are displayed in the APD probability band such as APD ≦ 10%, 10% <APD ≦ 50%, 50% <APD ≦ 70%, and 70% <APD ≦ 100% from the top. Yes.
以上のように構成されたAPD測定装置1について図5を用いてその動作を説明する。なお、以下に説明するAPD測定装置1の動作は、ソフトウェア処理部3の入力装置34によって入力される測定開始の指示に応じて開始されるものとする。
The operation of the
まず、A/D変換器13、帯域制限フィルタ14、I/Q分離部15、フィルタバンク16、包絡線検波部17および対数変換部18によって測定対象信号の周波数帯域成分毎の信号レベルが取得される。
First, the signal level for each frequency band component of the measurement target signal is acquired by the A /
このように取得された測定対象信号の周波数帯域成分毎の信号レベルの初期値は、ハードウェア部2からソフトウェア処理部3に転送され(ステップS1)、ソフトウェア処理部3のハードディスク装置33に周波数帯域成分毎に格納される(ステップS2)。
The initial value of the signal level for each frequency band component of the measurement target signal acquired in this way is transferred from the
ここで、差分算出部21によって算出された測定対象信号の周波数帯域成分毎の信号レベルの差分値からコード変換部23によって変換された周波数帯域成分毎の可変長ビット列が、バッファ24の予め定められた容量まで格納された場合、すなわち、送信タイミングとなった場合には(ステップS3:YES)、バッファ24に格納された周波数帯域成分毎の可変長ビット列がハードウェア部2からソフトウェア処理部3に転送される(ステップS4)。
Here, a variable-length bit string for each frequency band component converted by the
一方、送信タイミングとなっていない場合には(ステップS3:NO)、APD測定装置1の動作は、送信タイミングとなるまで待つ。このように、ソフトウェア処理部3に受信された周波数帯域成分毎の可変長ビット列は、ソフトウェア処理部3のハードディスク装置33に周波数帯域成分毎に格納される(ステップS5)。
On the other hand, when the transmission timing is not reached (step S3: NO), the operation of the
ここで、APD測定周期内の周波数帯域成分毎の可変長ビット列の送信が完了していない場合には(ステップS6:NO)、APD測定装置1の動作は、送信タイミングとなるまで待つ(ステップS3)。
Here, when the transmission of the variable length bit string for each frequency band component within the APD measurement cycle is not completed (step S6: NO), the operation of the
一方、APD測定周期内の周波数帯域成分毎の可変長ビット列の送信が完了した場合には(ステップS6:YES)、APDの測定用データがハードウェア部2からソフトウェア処理部3に転送される(ステップS7)。
On the other hand, when transmission of the variable-length bit string for each frequency band component in the APD measurement cycle is completed (step S6: YES), the APD measurement data is transferred from the
APD作成用のPDFデータを受信したソフトウェア処理部3では、CPU30によってAPDが算出され(ステップS9)、表示装置35による表示が更新され(ステップS10)、APDの算出結果がハードディスク装置33に周波数帯域成分毎に格納される(ステップS11)。ここで、ステップS11を実行した後で、ステップS10を実行するようにしてもよい。
In the
一方で、APDの測定用データを送信したハードウェア部2では、測定終了であるか否かが判断され(ステップS8)、測定終了であると判断された場合には、APD測定装置1の動作は、終了する一方、測定終了でないと判断された場合には、APD測定装置1の動作は、ステップS3に戻る。
On the other hand, in the
なお、測定終了であるか否かの判断は、ソフトウェア処理部3から送信される測定終了の指示に基づいて行うようにしてもよく、ソフトウェア処理部3から送信される測定開始時刻と測定時間との指示に基づいて行うようにしてもよい。
The determination as to whether or not the measurement is completed may be made based on the measurement end instruction transmitted from the
以上に説明したように、本発明の第1の実施の形態のAPD測定装置1は、ハードウェア部2において、信号レベルの時系列の差分値を周波数帯域成分毎に算出することにより、ソフトウェア処理部3に送信するデータの出現分布の偏りを利用して可逆な可変長ビットに変換するため、可変長ビットによる符号量の圧縮率が向上する。
As described above, the
そして、APD測定装置1は、全体のデータ量が低減された可変長ビット列をハードウェア部2からソフトウェア処理部3に転送するため、ハードウェア部2からソフトウェア処理部3にデータを転送するためのインタフェース4の転送容量やハードディスク装置33の記憶容量を不足させることなく、大量にサンプリングされた信号レベルをソフトウェア処理部3に転送することができる。
The
(第2の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態のAPD測定装置を図6に示す。なお、本実施の形態においては、本発明の第1の実施の形態におけるAPD測定装置1の構成要素と同一な構成要素には、同一の符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
An APD measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention is shown in FIG. In the present embodiment, the same components as those of the
図6に示すように、本発明の第2の実施の形態のAPD測定装置61は、ハードウェアによって構成されるハードウェア部62と、ソフトウェア処理部3と、インタフェース4とを備えている。
As illustrated in FIG. 6, the
ハードウェア部62は、本発明の第1の実施の形態のAPD測定装置1を構成するハードウェア部2の構成に加えて、テーブル格納部22に格納された第1テーブルを調整するテーブル調整部63を備えている。
The
APD測定装置61は、APDの事前測定を実行するモードと、APD測定を実行するモードとの何れかのモードをとる。APDの事前測定は、APD測定を実行する前に実行される。なお、APD測定を実行する前にAPDの事前測定を実行するか否かは、入力装置34を介して選択できるようにしてもよい。
The
テーブル調整部63は、APDの事前測定の結果に基づいて、出現頻度が高い差分値ほど、ビット長が短い可逆な可変長ビットを対応付けるように第1テーブルを調整するようになっている。なお、本実施の形態において、テーブル格納部22は、例えば、フラッシュメモリ等のように電気的に書き換え可能な記憶媒体によって構成される。
The
また、テーブル調整部63は、調整した第1テーブルをソフトウェア処理部3にインタフェース4を介して転送し、ソフトウェア処理部3のハードディスク装置33に第2テーブルとして格納させるようになっている。
The
すなわち、本実施の形態において、ソフトウェア処理部3のCPU30は、APDの事前測定が終了したときに、ハードウェア部2からインタフェース4を介して転送されたテーブルをハードディスク装置33に格納するようになっている。
That is, in the present embodiment, the
なお、APDの事前測定時に、ハードウェア部62は、APD測定を予め定められた時間実行するが、APDの測定結果、各周波数帯域成分の信号レベルの初期値、および、各周波数帯域成分の可変長ビット列をソフトウェア処理部3に転送しないようにしてもよい。すなわち、APDの事前測定時に、ハードウェア部62は、カウンタ部19、バッファ20およびコード変換部23を停止させていてもよい。
At the time of APD pre-measurement, the
また、本実施の形態において、テーブル格納部22には、測定対象の各周波数帯域成分に対応して第1テーブルを格納するようにしてもよい。この場合には、テーブル調整部63は、各周波数帯域成分に対応した第1テーブルを調整するように構成される。また、ソフトウェア処理部3のハードディスク装置33には、各周波数帯域成分に対応した第2テーブルが格納される。
In the present embodiment, the
以上に説明したように、本発明の第2の実施の形態のAPD測定装置61は、出現頻度が高い差分値ほど、ビット長が短い可逆な可変長ビットを対応付けることにより、測定環境に応じて第1および第2テーブルを調整することができるため、可変長ビットによる符号量の圧縮率をより向上させることができて、データ伝送量を低減でき、APDのマクロ表示と対応するミクロ表示が可能となる。
As described above, the
1、61 APD測定装置
2、62 ハードウェア部
3 ソフトウェア処理部
4 インタフェース
10 アンテナ
11 RF受信器
13 A/D変換器
14 帯域制限フィルタ
15 I/Q分離部
16 フィルタバンク
17 包絡線検波部
18 対数変換部
19 カウンタ部
20、24 バッファ
21 差分算出部
22 テーブル格納部
23 コード変換部
30 CPU
31 RAM
32 ROM
33 ハードディスク装置
34 入力装置
35 表示装置
63 テーブル調整部
DESCRIPTION OF
31 RAM
32 ROM
33
Claims (6)
前記ハードウェア部は、
前記APDを測定するために、前記測定対象信号の予め定められた各周波数帯域成分の信号レベルを所定のサンプリングレートで取得する信号レベル取得部(13乃至18)と、
前記信号レベル取得部によって取得された信号レベルの時系列の差分値を前記周波数帯域成分毎に算出する差分算出部(21)と、
前記差分値を可逆な可変長ビットに対応させた第1テーブルを格納する第1テーブル格納部(22)と、
前記差分算出部によって算出された時系列の差分値を前記第1テーブルに基づいて前記可変長ビットの列に変換するコード変換部(23)と、
前記APDの測定用データと共に、前記信号レベル取得部によって取得された前記周波数帯域成分毎の信号レベルの初期値および前記コード変換部によって変換された可変長ビットの列を前記ソフトウェア処理部に転送する転送部(20、24)と、を有し、
前記ソフトウェア処理部は、
前記第1テーブルと同一な第2テーブルを格納する第2テーブル格納部(33)と、
前記転送部から転送された可変長ビットの列を前記第2テーブルに基づいて前記時系列の差分値に変換し、前記初期値と該時系列の差分値とに基づいて、前記信号レベル取得部によって取得された前記周波数帯域成分毎の信号レベルを復元する復元部(30)と、を有することを特徴とするAPD測定装置。 In an APD measurement apparatus that includes a hardware unit (2) configured by hardware and a software processing unit (3) that executes software processing, and measures the APD of a measurement target signal,
The hardware part is
In order to measure the APD, a signal level acquisition unit (13 to 18) that acquires a signal level of each predetermined frequency band component of the measurement target signal at a predetermined sampling rate;
A difference calculation unit (21) that calculates a time-series difference value of the signal level acquired by the signal level acquisition unit for each frequency band component;
A first table storage unit (22) for storing a first table in which the difference value is associated with a reversible variable length bit;
A code conversion unit (23) for converting the time-series difference value calculated by the difference calculation unit into the variable-length bit sequence based on the first table;
Along with the APD measurement data, the initial value of the signal level for each frequency band component acquired by the signal level acquisition unit and the variable length bit string converted by the code conversion unit are transferred to the software processing unit. A transfer unit (20, 24),
The software processing unit
A second table storage unit (33) for storing a second table identical to the first table;
The variable length bit sequence transferred from the transfer unit is converted into the time-series difference value based on the second table, and the signal level acquisition unit is based on the initial value and the time-series difference value. A restoration unit (30) for restoring the signal level for each frequency band component acquired by the APD measurement apparatus.
前記ハードウェア部が、前記APDを測定するために、前記測定対象信号の予め定められた各周波数帯域成分の信号レベルを所定のサンプリングレートで取得する信号レベル取得ステップと、
前記ハードウェア部が、前記信号レベル取得ステップで取得された信号レベルの時系列の差分値を前記周波数帯域成分毎に算出する差分算出ステップと、
前記ハードウェア部が、前記差分値を可逆な可変長ビットに対応させた第1テーブルに基づいて、前記差分算出ステップで算出された時系列の差分値を前記可変長ビットの列に変換するコード変換ステップと、
前記ハードウェア部が、前記APDの測定用データと共に、前記信号レベル取得ステップで取得された前記周波数帯域成分毎の信号レベルの初期値および前記コード変換ステップで変換された可変長ビットの列を前記ソフトウェア処理部に転送する転送ステップと、
前記ソフトウェア処理部が、前記第1テーブルと同一な第2テーブルに基づいて、前記ハードウェア部から転送された可変長ビットの列を前記時系列の差分値に変換し、前記初期値と該時系列の差分値とに基づいて、前記信号レベル取得ステップで取得された前記周波数帯域成分毎の信号レベルを復元する復元ステップと、を有することを特徴とするAPD測定方法。 APD measurement for measuring APD of a signal to be measured using an APD measuring device (1) including a hardware unit (2) configured by hardware and a software processing unit (3) that executes software processing In the method
A signal level acquisition step in which the hardware unit acquires a signal level of each predetermined frequency band component of the measurement target signal at a predetermined sampling rate in order to measure the APD;
A difference calculating step in which the hardware unit calculates a time-series difference value of the signal level acquired in the signal level acquiring step for each frequency band component;
The hardware unit converts the time-series difference value calculated in the difference calculation step into the variable-length bit string based on a first table in which the difference value is associated with a reversible variable-length bit. A conversion step;
The hardware unit includes the APD measurement data, the initial value of the signal level for each frequency band component acquired in the signal level acquisition step, and the variable length bit sequence converted in the code conversion step. A transfer step for transferring to the software processing unit;
The software processing unit converts a variable-length bit sequence transferred from the hardware unit into the time-series difference value based on a second table that is the same as the first table, and converts the initial value and the time An APD measurement method comprising: a restoration step of restoring a signal level for each frequency band component acquired in the signal level acquisition step based on a sequence difference value.
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