JP2012129835A

JP2012129835A - 信号発生器及び信号発生システム並びに信号発生方法

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Publication number: JP2012129835A
Application number: JP2010280082A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Ito; 伸一伊藤; Tatsuro Hanaya; 達郎花屋; Jun Ono; 小野　　純
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2012-07-05
Anticipated expiration: 2030-12-16
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Abstract

【課題】任意の波形を繰り返し発生し、波形の周波数を変えることなく、発生した波形の先頭と最後尾の位相を連続させることができる信号発生器及び信号発生システム並びに信号発生方法を提供する。
【解決手段】信号発生器は、繰り返し出力回数がｎ回目となる波形データを受けて、ｎ−１回目の波形データの最後尾とｎ回目の波形データの先頭との位相変化を連続とするためのｎ−１回目の波形データとｎ回目の波形データとの位相差である基準位相差θ及び繰り返し出力回数ｎから求めた位相シフト量φ_ｎだけｎ回目の波形データの各サンプルデータの位相をシフトしてＤ／Ａ変換手段に出力する位相シフト手段を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、試験対象の無線通信機器にＲＦの試験信号を出力し、この無線通信機器を試験するための信号発生器及び信号発生システム並びに信号発生方法に関する。

無線通信機器を試験するために、この無線通信機器に対応した通信方式の試験信号をこの無線通信機器に送出する信号発生器が知られている。その一例として、試験信号に対応するベースバンド信号をデジタルの波形データとして内部のメモリ部に記憶しておき、記憶された波形データを繰り返し出力してＤ／Ａ変換し、変換された信号を周波数変換して、ＲＦの試験信号として出力する信号発生器がある。

このような信号発生器では、メモリ部の容量が限られるため、波形データのデータ長が有限となる。一方で、無線通信機器の試験条件が規格で定められている等により、波形データのデータ長を自由に変更できない場合がある。このため、従来の信号発生器では、繰り返し出力される波形データの先頭と最後尾との接続部で位相が不連続となる現象が発生する。これにより、位相の不連続点でスプリアスが発生するほか、無線通信の同期が外れ、無線通信機器の試験を正常に行えないおそれがある。

図１３は、そのような現象の概念図である。Ｄ_１乃至Ｄ_ＭのＭ個のサンプルデータから成る波形データＷを３回繰り返して出力し、Ｄ／Ａ変換した波形を示している。ここで、波形データＷの先頭のサンプルデータＤ_１の位相と最後尾のサンプルデータＤ_Ｍの位相とが大きく異なっていることにより、波形データ繰り返しの１回目と２回目の接続部及び２回目と３回目の接続部において、Ｄ／Ａ変換した波形で位相の不連続点が現れている。

このような問題に対し、接続部の位相を連続させた波形パターンのＦＳＫ（Frequency Shift Keying：周波数偏移変調）信号を発生する任意波形信号発生装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この任意波形信号発生装置は、ＰＮ（Pseudo-Noise）信号を繰り返し出力するデジタルデータ発生器と、デジタルデータ発生器の出力データの各ビットに補正値を分割して加算する補正手段と、を備え、接続部の位相が連続したＦＳＫ信号を発生することができるようになっている。

特開２００２−４４１７０号公報

しかしながら、特許文献１で開示された発明では、データを補正して接続部の位相を連続させるようにした結果、出力信号の周波数が変わってしまい、無線通信機器の試験を精度良く行うことができないという課題があった。

本発明は、以上のような課題に対し、無線通信機器の試験を精度良く行うために、波形の周波数を変えることなく、発生した波形の最後尾と次に繰り返し発生した波形の先頭の位相とを連続させて、任意の波形を繰り返し発生することができる信号発生器及び信号発生システム並びに信号発生方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するために、本発明の信号発生器（１０，１１，１２）は、Ｍ個のサンプルデータから成るデジタルのベースバンド信号の波形データを記憶し、当該波形データを繰り返し連続して出力する波形データ記憶手段（２０）と、前記波形データをデジタル−アナログ変換するＤ／Ａ変換手段（４０）と、このデジタル−アナログ変換されたベースバンド信号を所定の周波数のキャリア信号で周波数変換して、無線通信機器を試験するためのＲＦの試験信号として出力する周波数変換手段（６０，７０）とを備えた信号発生器において、前記波形データ記憶手段からの繰り返し出力回数がｎ回目となる前記波形データを受けて、ｎ−１回目の前記波形データの最後尾とｎ回目の前記波形データの先頭との位相変化を連続とするための当該ｎ−１回目の波形データと当該ｎ回目の波形データとの位相差である基準位相差θ及び前記繰り返し出力回数ｎから求めた位相シフト量φ_ｎだけ前記ｎ回目の波形データの各サンプルデータの位相をシフトして前記Ｄ／Ａ変換手段に出力する位相シフト手段（３０）を備えたことを特徴とする。

また、本発明の信号発生器は、前記波形データ記憶手段に記憶された前記波形データに基づいて、前記基準位相差θを決定する基準位相差決定手段（２３）を備えていてもよい。

また、本発明の信号発生器は、前記基準位相差決定手段は、前記波形データの先頭からＭ番目のサンプルデータの位相とＭ−１番目のサンプルデータの位相と基づいてＭ＋１番目のサンプルデータの位相を推定する位相推定手段（８２）と、前記波形データの先頭のサンプルデータの位相と前記Ｍ＋１番目のサンプルデータの位相との差から前記基準位相差θを算出する基準位相差算出手段（８３）とを有していてもよい。

また、本発明の信号発生器は、前記基準位相差決定手段は、前記波形データの１サンプルデータあたりの平均位相差を算出する平均位相差算出手段（８１）と、前記波形データの先頭からＭ番目のサンプルデータの位相と前記平均位相差とに基づいてＭ＋１番目のサンプルデータの位相を推定する位相推定手段（８２）と、前記波形データの先頭のサンプルデータの位相と前記Ｍ＋１番目のサンプルデータの位相との差から前記基準位相差θを算出する基準位相差算出手段（８３）とを有していてもよい。

また、本発明の信号発生システムは、前記の信号発生器と、前記波形データを生成して前記信号発生器に送出する波形データ生成装置（９０）とを含み、前記波形データ生成装置は、前記波形データを生成する波形生成手段（９２）と、前記基準位相差θを決定する基準位相差決定手段（９３）と、前記波形データ及び前記基準位相差θを前記信号発生器に送出する波形送出手段（９４）とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の信号発生システムは、前記基準位相差決定手段は、前記波形データの先頭からＭ番目のサンプルデータの位相とＭ−１番目のサンプルデータの位相と基づいてＭ＋１番目のサンプルデータの位相を推定する位相推定手段（８２）と、前記波形データの先頭のサンプルデータの位相と前記Ｍ＋１番目のサンプルデータの位相との差から前記基準位相差θを算出する基準位相差算出手段（８３）とを有していてもよい。

また、本発明の信号発生システムは、前記基準位相差決定手段は、前記波形データの１サンプルデータあたりの平均位相差を算出する平均位相差算出手段（８１）と、前記波形データの先頭からＭ番目のサンプルデータの位相と前記平均位相差とに基づいてＭ＋１番目のサンプルデータの位相を推定する位相推定手段（８２）と、前記波形データの先頭のサンプルデータの位相と前記Ｍ＋１番目のサンプルデータの位相との差から前記基準位相差θを算出する基準位相差算出手段（８３）とを有していてもよい。

また、本発明の信号発生システムは、前記波形生成手段は、先頭からＭ番目までのサンプルデータを生成するとともにＭ＋１番目のサンプルデータの位相を取得して、この生成したＭ個のサンプルデータを用いて前記波形データを生成し、前記基準位相差決定手段は、前記波形データの先頭のサンプルデータの位相と前記Ｍ＋１番目のサンプルデータの位相との差から前記基準位相差θを算出する基準位相差算出手段（８３）を有していてもよい。

また、本発明の信号発生方法は、Ｍ個のサンプルデータから成るデジタルのベースバンド信号の波形データを繰り返し連続して出力する段階（Ｓ９）と、前記波形データをデジタル−アナログ変換する段階（Ｓ１１）と、このデジタル−アナログ変換されたベースバンド信号を所定の周波数のキャリア信号で周波数変換して、無線通信機器を試験するためのＲＦの試験信号として出力する段階（Ｓ１２）とを備えた信号発生方法において、前記波形データの繰り返し出力回数がｎ回目であるときに、ｎ−１回目の前記波形データの最後尾とｎ回目の前記波形データの先頭との位相変化を連続とするための当該ｎ−１回目の波形データと当該ｎ回目の波形データとの位相差である基準位相差θ及び前記波形データの前記繰り返し出力回数ｎから位相シフト量φｎを求める段階（Ｓ７）と、前記デジタル−アナログ変換する段階の前に、前記繰り返し出力回数がｎ回目となる前記波形データを受けたときに前記位相シフト量φｎだけ前記ｎ回目の波形データの各サンプルデータの位相をシフトする段階（Ｓ１０）とを備えたことを特徴とする。

また、本発明の信号発生方法は、前記波形データに基づいて、前記基準位相差θを決定する段階（Ｓ３）を備えていてもよい。

また、本発明の信号発生方法は、前記基準位相差θを決定する段階は、前記波形データの先頭からＭ番目のサンプルデータの位相とＭ−１番目のサンプルデータの位相と基づいてＭ＋１番目のサンプルデータの位相を推定する段階（Ｓ２３）と、前記波形データの先頭のサンプルデータの位相と前記Ｍ＋１番目のサンプルデータの位相との差から前記基準位相差θを算出する段階（Ｓ２４）とを有していてもよい。

また、本発明の信号発生方法は、前記基準位相差θを決定する段階は、前記波形データの１サンプルデータあたりの平均位相差を算出する段階（Ｓ３２）と、前記波形データの先頭からＭ番目のサンプルデータの位相と前記平均位相差とに基づいてＭ＋１番目のサンプルデータの位相を推定する段階（Ｓ３４）と、前記波形データの先頭のサンプルデータの位相と前記Ｍ＋１番目のサンプルデータの位相との差から前記基準位相差θを算出する段階（Ｓ３５）とを有していてもよい。

また、本発明の信号発生方法は、先頭からＭ番目までのサンプルデータを生成するとともにＭ＋１番目のサンプルデータの位相を取得する段階（Ｓ４１）と、この生成したＭ個のサンプルデータを用いて前記波形データを生成する段階（Ｓ４２）と、前記波形データの先頭のサンプルデータの位相と前記Ｍ＋１番目のサンプルデータの位相との差から前記基準位相差θを算出する段階（Ｓ４４）とを備えていてもよい。

本発明の信号発生器及び信号発生システム並びに信号発生方法は、波形の周波数を変えることなく、発生した波形の最後尾と次に繰り返し発生した波形の先頭の位相とを連続させて、任意の波形を繰り返し発生することができる。

本発明の概念図本発明の第１の実施形態のブロック図本発明の第１の実施形態の要部のブロック図本発明の第１の実施形態の信号発生器の変形例本発明の第１の実施形態のフローチャート本発明の基準位相差θの決定手法の概念図本発明の基準位相差決定手段の第１の実施例本発明の基準位相差決定手段の第２の実施例本発明の基準位相差決定手段の第３の実施例本発明の基準位相差決定手段の第４の実施例本発明の第２の実施形態のブロック図本発明の第２の実施形態のフローチャート従来の信号発生器の波形データ出力の概念図

まず、図１により、本発明の概念を説明する。図１では、Ｄ_１乃至Ｄ_ＭのＭ個のサンプルデータから成る波形データＷを３回繰り返して出力し、Ｄ／Ａ変換した波形を示している。波形データＷの繰り返しの１回目をＷ_１、次の２回目の繰り返しをＷ_２、その次の３回目の繰り返しをＷ_３としたとき、その繰り返し回数ｎに応じた位相シフト量φ_ｎだけ、波形データＷの各サンプルデータＤ_１乃至Ｄ_Ｍの位相がシフトされる。この位相シフト量φ_ｎは、波形データＷ_１の最後尾と波形データＷ_２の先頭、波形データＷ_２の最後尾と波形データＷ_３の先頭で、それぞれ位相が連続となるように決定されている。これにより、３回繰り返された波形データＷは、位相が連続した波形データＷ_１、Ｗ_２、Ｗ_３となる。

具体的には、波形データＷの繰り返しの１回目で、各サンプルデータＤ_１乃至Ｄ_Ｍの位相がφ_１だけシフト（遅れ）される。この例では、φ_１＝０であるので、実質的には位相はシフトされず、波形データＷ＝Ｗ_１となる。次に、波形データＷの繰り返しの２回目で、各サンプルデータＤ_１乃至Ｄ_Ｍの位相がφ_２だけシフトされ、Ｄ_１（φ_２）乃至Ｄ_Ｍ（φ_２）となった波形データＷ_２となる。この例では、φ_２＝π／２である。その次に、波形データＷの繰り返しの３回目で、各サンプルデータＤ_１乃至Ｄ_Ｍの位相がφ_３だけシフトされ、Ｄ_１（φ_３）乃至Ｄ_Ｍ（φ_３）となった波形データＷ_３となる。この例では、φ_３＝πである。

この位相シフト量φ_ｎは、繰り返し回数ｎと基準位相差θとから、φ_ｎ＝（ｎ−１）×θにより算出される。この基準位相差θとは、先に出力される波形データの最後尾（のサンプルデータ）とその次に繰り返し出力される波形データの先頭（のサンプルデータ）との位相変化を連続としたときの、この先の波形データとこの次の波形データとの位相差である。具体的には、繰り返しの１回目の波形データＷ_１の最後尾のサンプルデータＤ_Ｍと次の２回目の繰り返し波形データＷ_２の先頭のサンプルデータＤ_１（φ_２）との位相変化が連続となる位相差であって、この例では、θ＝π／２である。なお、基準位相差θの決定の手法の詳細は後述する。

このように、本発明では、基準位相差θを決定し、繰り返し回数ｎと基準位相差θとから位相シフト量φ_ｎを求め、繰り返し回数ｎに応じた位相シフト量φ_ｎだけ波形データＷの各サンプルデータＤ_１乃至Ｄ_Ｍの位相をシフトする。これにより、波形の周波数を変えることなく、且つスプリアスを発生させることなく、発生した波形の最後尾と次に繰り返し発生した波形の先頭の位相とを連続させて、任意の波形を繰り返し発生することができる。

（第１の実施形態）
図２は、本発明の信号発生システム１００の構成を示している。信号発生システム１００は、波形データＷを生成するとともに基準位相差θを決定する波形データ生成装置９０と、この波形データＷ及び基準位相差θにより、ＲＦの試験信号を発生する信号発生器１０とを備える。例えば、この波形データＷはＦＳＫ変調信号の波形データであり、信号発生器１０は、ＦＳＫ変調方式を採用する通信方式に対応した無線通信機器を試験するためのＲＦの試験信号を発生する。ＦＳＫ変調方式を採用する通信方式は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）である。

波形データ生成装置９０は、操作手段９１、波形データ生成手段９２、基準位相差決定手段９３、波形データ送出手段９４を備える。波形データ生成装置９０は、例えばパーソナルコンピュータ及びソフトウェアによって構成され、これらの各手段の機能を実現している。

操作手段９１は、波形データを生成するためのパラメータを設定するため、ユーザが操作するものである。例えば、操作手段９１は、図示を省略したが、パラメータを設定するための設定画面を表示するディスプレイと、キーボードやマウス等の入力デバイスとを備えている。

波形データ生成手段９２は、ユーザが操作手段９１を操作して入力したパラメータに基づき、デジタルの波形データＷを生成するようになっている。この波形データＷは、ベースバンド信号の波形データであり、Ｄ_１乃至Ｄ_ＭのＭ個のサンプルデータから成る。より正確には、この波形データＷは複素のＩＱデータであり、Ｍ個のＩ相のデータと、Ｍ個のＱ相のデータとで成る。従って、ＩＱでＭ組のデータとなるが、ここでは１組のＩＱデータを１つのサンプルデータとして説明する。また、波形データ生成手段９２は、基準位相差決定手段９３に波形データＷに関する情報を送出するとともに、波形データ送出手段９４に波形データＷを送出する。

基準位相差決定手段９３は、波形データ生成手段９２から受けた波形データＷに関する情報に基づいて、基準位相差θを決定する。基準位相差決定手段９３の詳細な構成は後述する。

波形データ送出手段９４は、波形データ生成手段９２から受けた波形データＷと、基準位相差決定手段９３から受けた基準位相差θとを、信号発生器１０に送出する。信号発生器１０への波形データの送出は、ＵＳＢやイーサネット（登録商標）、無線ＬＡＮ等により波形データ生成装置９０と信号発生器１０とを接続して行っても良いし、ＣＤやＳＤカード等の記憶媒体を介して行っても良い。

信号発生器１０は、波形データ記憶手段２０、位相シフト手段３０、Ｄ／Ａ変換手段４０、直交変調手段５０、周波数変換手段６０を備える。信号発生器１０は、波形データＷを基にして、無線通信機器を試験するためのＲＦ試験信号を発生する。

波形データ記憶手段２０は、波形データ生成装置９０から受けた波形データＷ及び基準位相差θを記憶し、波形データＷのＩ相のデータとＱ相のデータとを繰り返し出力する。また、波形データ記憶手段２０は、出力される波形データＷに対応した基準位相差θと波形データＷの繰り返し出力回数ｎとを出力する。波形データ記憶手段２０は、具体的には、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の大容量のストレージ部と、高速でデータをリード／ライト可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のメモリ部とを有しており、ストレージ部に複数種類の波形データＷ及び基準位相差θの組合せを記憶できるようになっている。そして、ユーザが指定した波形データＷをメモリ部に移し、このメモリ部から波形データＷを出力する。このため、波形データＷのデータ容量は、メモリ部の記憶容量を超えないようにされている。

位相シフト手段３０は、波形データ記憶手段２０から受けた基準位相差θと繰り返し出力回数ｎに基づいて位相シフト量φ_ｎを算出し、この算出した位相シフト量だけ、波形データＷのＩ相のデータとＱ相のデータとの位相をシフトする。図３に位相シフト手段３０の構成を示す。位相シフト手段３０は、デジタルの乗算器３１ａ乃至３１ｄと、デジタルの加算器３２ａ，３２ｂと、位相シフト量算出手段３３とを有している。位相シフト量算出手段３３は、波形データ記憶手段２０から基準位相差θと波形データＷの繰り返し出力回数ｎとを受けて、位相シフト量φ_ｎ＝（ｎ−１）×θを算出し、算出した位相シフト量に応じた位相シフトデータｃｏｓφ_ｎ，ｓｉｎφ_ｎを出力する。乗算器３１ａ乃至３１ｄは、波形データＷの各サンプルデータのＩＱデータそれぞれに位相シフトデータを乗じ、それらの出力を加算器３２ａ，３２ｂで加算（又は減算）して、各サンプルデータの位相をシフトしたＩＱデータＩ’，Ｑ’を出力する。具体的には、波形データＷの各サンプルデータは、Ａｅ^ｊφ＝Ａ（ｃｏｓφ＋ｊｓｉｎφ）で表現され、Ｉ相のデータはＡｃｏｓφ、Ｑ相のデータはＡｓｉｎφとなる。ここで、位相シフトデータをｅ^ｊφｎとし、この位相シフトデータｅ^ｊφｎを各サンプルデータに乗じることにより、各サンプルデータの位相が位相シフト量φ_ｎだけシフトされる。この式を展開すると、以下のようになる。

Ａｅ^ｊφ・ｅ^ｊφｎ＝Ａ（ｃｏｓφ＋ｊｓｉｎφ）・（ｃｏｓφ_ｎ＋ｊｓｉｎφ_ｎ）
＝（Ａ・ｃｏｓφ・ｃｏｓφ_ｎ−Ａ・ｓｉｎφ・ｓｉｎφ_ｎ）
＋ｊ（Ａ・ｓｉｎφ・ｃｏｓφ_ｎ＋Ａ・ｃｏｓφ・ｓｉｎφ_ｎ）
＝（Ｉ・ｃｏｓφ_ｎ−Ｑ・ｓｉｎφ_ｎ）＋ｊ（Ｑ・ｃｏｓφ_ｎ＋Ｉ・ｓｉｎφ_ｎ）
＝Ｉ’＋ｊＱ’
ここで、
Ｉ’＝Ｉ・ｃｏｓφ_ｎ−Ｑ・ｓｉｎφ_ｎ
Ｑ’＝Ｑ・ｃｏｓφ_ｎ＋Ｉ・ｓｉｎφ_ｎ
図３に示す位相シフト手段３０は、これに相当する演算を行い、位相をシフトしたＩＱデータＩ’，Ｑ’を出力する。

Ｄ／Ａ変換手段４０は、２つのＤ／Ａ変換器４１，４２を有し、位相シフトされた各サンプルデータのＩＱデータをそれぞれ順次Ｄ／Ａ変換する。

直交変調手段５０は、２つのミキサ５１，５２、局部発振器５３、９０度移相器５４、加算器５５を有する直交変調器で構成されている。Ｄ／Ａ変換されたＩ相の信号が局部発振器５３からの局部発振信号と混合されるとともに、Ｄ／Ａ変換されたＱ相の信号が局部発振器５３からの局部発振信号を９０度（π／２）移相した信号と混合され、これらの混合された信号を加算して出力する。

周波数変換手段６０は、局部発振器６１とミキサ６２とを有し、直交変調手段５０からの信号を局部発振器６１からの局部発振信号により周波数変換する。周波数変換された信号は、図示しないフィルタ及びアンプにより整形及び増幅され、ＲＦ試験信号として出力される。

なお、信号発生器は、図４に示す信号発生器１１のような構成であっても良い。図４において、周波数変換手段７０は、図２の直交変調手段５０及び周波数変換手段６０の機能を兼ねており、局部発振器７３からの局部発振信号の周波数を搬送波の周波数とすることにより、直交変調と周波数変換とを同一の手段で行っている。

次に、本実施形態における信号発生システム１００の動作について、図５のフローチャートにより説明する。まず、波形データ生成装置９０の動作を説明する。ユーザが操作手段９１を操作して、波形データＷを生成するためのパラメータを設定する（Ｓ１）。このパラメータとは、変調前のデータの内容、データ長等である。設定されたパラメータを基に、波形データ生成手段９２が、波形データＷを生成する（Ｓ２）。波形データＷの情報を用いて、基準位相差決定手段９３が基準位相差θを決定する（Ｓ３）。波形データ送出手段９４は、生成された波形データＷ及び決定された基準位相差θを信号発生器１０に送出する（Ｓ４）。

さらに、信号発生器１０の動作を説明する。波形データ記憶手段２０は、波形データ生成装置９０から受けた波形データＷ及び基準位相差θを記憶する（Ｓ５）。ユーザが図示しない操作部を操作して、ＲＦ試験信号を出力するためのパラメータを設定する（Ｓ６）。このパラメータとは、波形データ記憶手段２０に複数種類記憶された波形データＷの選択、ＲＦ試験信号の搬送波周波数、出力レベル、出力継続時間（又は繰り返し出力継続回数）等である。波形データ記憶手段２０から基準位相差θを受けて、位相シフト量算出手段３３が、波形データＷの繰り返し回数ｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）それぞれについて、位相シフト量φ_ｎを算出する（Ｓ７）。なお、位相シフト量φ_ｎの算出は、パラメータとして設定された出力継続時間又は繰り返し出力継続回数を用いて、予め想定される全てのｎについて算出しておいても良いし、波形データＷを繰り返し出力する度に、そのときの繰り返し出力回数ｎについて算出しても良い。

そして、波形データＷの繰り返し出力回数ｎがｎ＝１に設定され（Ｓ８）、波形データ記憶手段２０から波形データＷが、先頭のサンプルデータＤ_１から最後尾のサンプルデータＤ_Ｍまで順に出力される（Ｓ９）。出力された波形データＷの各サンプルデータＤ_１乃至Ｄ_Ｍに、乗算器３１，３２により位相シフトデータが乗算され、各サンプルデータＤ_１乃至Ｄ_Ｍの位相が位相シフト量φ_ｎだけシフトされる（Ｓ１０）。この位相シフト量φ_ｎは、波形データＷの繰り返し回数ｎ毎に異なる。

位相シフトされた各サンプルデータはＤ／Ａ変換器４１，４２によりＤ／Ａ変換され（Ｓ１１）、直交変調手段５０により直交変調され、周波数変換手段６０によりＲＦ信号に周波数変換されて、ＲＦ試験信号として出力される（Ｓ１２）。その一方で、波形データＷの繰り返し出力回数ｎがインクリメントされて（Ｓ１３）、次の繰り返しの波形データＷが、波形データ記憶手段２０から出力される。このようにして、Ｓ９乃至Ｓ１３の動作は、繰り返し出力回数ｎが所定数に達するまで反復される。

次に、基準位相差θを決定する手法について詳述する。まず、その概念について図６を用いて説明し、その後に４つの実施例を挙げて、対応する図７乃至図１０に基づき説明する。

図６は、基準位相差θを決定する手法の概念を示した図であり、図６（Ａ）は各サンプルデータを模式的に時間軸で並べたもの、図６（Ｂ）は、それをＩＱ平面上に示したものである。図６（Ａ）に示すように、波形データＷの繰り返しの１回目と、次の２回目の繰り返しとで位相を連続にするため、２回目の繰り返しの先頭のサンプルデータＤ_１に着目すると、２回目の繰り返しのＤ_１の位相が、１回目の繰り返しのＤ_Ｍ＋１の位相となるように、２回目の繰り返しのＤ_１の位相をシフトすれば良い。図６（Ｂ）に示すように、Ｄ_１とＤ_Ｍ＋１との位相差はθであり、これが基準位相差θとなる。別な表現をすれば、基準位相差θは、波形データＷの先頭のサンプルデータＤ_１の位相と、最後尾のサンプルデータＤ_Ｍの次のサンプルデータＤ_Ｍ＋１を仮想したときのこの仮想サンプルデータＤ_Ｍ＋１の位相との位相差である。

ただし、サンプルデータＤ_Ｍ＋１は、本来は存在しないデータである。従って、基準位相差θの決定は、まずサンプルデータＤ_Ｍ＋１の位相を得て、それにより基準位相差θを決定するという手法で行う。以下の実施例にて、その手法を詳述する。第１の実施例及び第２の実施例は、最後尾のサンプルデータＤ_Ｍの位相に所定の位相（Ψ_Ａ又はΨ_Ｂ）を付加してサンプルデータＤ_Ｍ＋１の位相を得る手法であり、第３の実施例は、波形データＷを解析してサンプルデータＤ_Ｍ＋１の位相を推定する手法、第４の実施例は、直接的にサンプルデータＤ_Ｍ＋１の位相を得る手法である。

（第１の実施例）
図７（Ａ）は、第１の実施例における基準位相差決定手段９３（または後述する基準位相差決定手段２３）の構成を示すブロック図である。基準位相差決定手段９３は、位相推定手段８２ａ、基準位相差算出手段８３を有している。図７（Ｂ）は、図７（Ａ）に対応して基準位相差θを決定する手法のフローチャートである。

まず、波形データ生成手段９２により、サンプルデータＤ_１乃至Ｄ_ＭのＭ個のサンプルデータから成る波形データＷが生成されている（Ｓ２１）。位相推定手段８２ａは、波形データ生成手段９２から、波形データＷの１番目のサンプルデータＤ_１の位相Ψ_１と、Ｍ−１番目のサンプルデータＤ_Ｍ−１の位相Ψ_Ｍ−１と、Ｍ番目のサンプルデータＤ_Ｍの位相Ψ_Ｍとの３つの位相情報を取得する（Ｓ２２）。ここで、Ｍ番目のサンプルデータＤ_Ｍの位相Ψ_ＭとＭ−１番目のサンプルデータＤ_Ｍ−１の位相Ψ_Ｍ−１との位相差をΨ_Ａとして、位相推定手段８２ａは、Ψ_Ｍ＋１＝Ψ_Ｍ＋Ψ_Ａ＝Ψ_Ｍ＋（Ψ_Ｍ−Ψ_Ｍ−１）の演算を行って、Ｍ＋１番目のサンプルデータＤ_Ｍ＋１を仮想したときのサンプルデータＤ_Ｍ＋１の位相Ψ_Ｍ＋１を推定する（Ｓ２３）。基準位相差算出手段８３は、サンプルデータＤ_１の位相Ψ_１と、推定したサンプルデータＤ_Ｍ＋１の位相Ψ_Ｍ＋１とから、θ＝Ψ_Ｍ＋１−Ψ_１の演算により、基準位相差θを算出する（Ｓ２４）。これにより、基準位相差θが決定される。

本実施例によれば、生成された波形データＷの３つのサンプルデータの位相情報から、簡易な演算により基準位相差θを決定しているので、容易に基準位相差θを決定できる。また、従来の波形データ生成装置で生成され、基準位相差θが決定されていない波形データであっても、後から基準位相差θを決定でき、本発明の信号発生器により波形の先頭と最後尾の位相を連続させて出力することができる。

（第２の実施例）
図８（Ａ）は、第２の実施例における基準位相差決定手段９３（または後述する基準位相差決定手段２３）の構成を示すブロック図である。基準位相差決定手段９３は、平均位相差算出手段８１、位相推定手段８２ｂ、基準位相差算出手段８３を有している。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）に対応して基準位相差θを決定する手法のフローチャートである。

まず、波形データ生成手段９２により、サンプルデータＤ_１乃至Ｄ_ＭのＭ個のサンプルデータから成る波形データＷが生成されている（Ｓ３１）。平均位相差算出手段８１は、波形データ生成手段９２からサンプルデータＤ_１乃至Ｄ_Ｍの位相情報を受け、あるサンプルデータＤ_ｍと次のサンプルデータＤ_ｍ＋１との位相差の平均値である１サンプルデータあたりの平均位相差Ψ_Ｂを算出する（Ｓ３２）。位相推定手段８２ｂは、波形データＷの１番目のサンプルデータＤ_１の位相Ψ_１と、Ｍ番目のサンプルデータＤ_Ｍの位相Ψ_Ｍとの位相情報を取得する（Ｓ３３）。そして、位相推定手段８２ｂは、Ψ_Ｍ＋１＝Ψ_Ｍ＋Ψ_Ｂの演算を行って、Ｍ＋１番目のサンプルデータＤ_Ｍ＋１を仮想したときのサンプルデータＤ_Ｍ＋１の位相Ψ_Ｍ＋１を推定する（Ｓ３４）。基準位相差算出手段８３は、サンプルデータＤ_１の位相Ψ_１と、推定したサンプルデータＤ_Ｍ＋１の位相Ψ_Ｍ＋１とから、θ＝Ψ_Ｍ＋１−Ψ_１の演算により、基準位相差θを算出する（Ｓ３５）。これにより、基準位相差θが決定される。

本実施例によれば、生成された波形データＷのサンプルデータの位相情報から基準位相差θを決定しているので、従来の波形データ生成装置で生成され、基準位相差θが決定されていない波形データであっても、後から基準位相差θを決定でき、本発明の信号発生器により波形の先頭と最後尾の位相を連続させて出力することができる。

（第３の実施例）
図９（Ａ）は、第３の実施例における基準位相差決定手段９３（または後述する基準位相差決定手段２３）の構成を示すブロック図である。基準位相差決定手段９３は、平均位相差算出手段８１、位相推定手段８２ｃ、基準位相差算出手段８３を有している。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）に対応して基準位相差θを決定する手法のフローチャートである。

まず、波形データ生成手段９２により、サンプルデータＤ_１乃至Ｄ_ＭのＭ個のサンプルデータから成る波形データＷが生成されている（Ｓ４１）。位相推定手段８２ｃは、波形データ生成手段９２から波形データＷを受けてこれを解析し、Ｍ＋１番目のサンプルデータＤ_Ｍ＋１を仮想したときのサンプルデータＤ_Ｍ＋１の位相Ψ_Ｍ＋１を推定する（Ｓ４２）。基準位相差算出手段８３は、サンプルデータＤ_１の位相Ψ_１と、推定したサンプルデータＤ_Ｍ＋１の位相Ψ_Ｍ＋１とから、θ＝Ψ_Ｍ＋１−Ψ_１の演算により、基準位相差θを算出する（Ｓ４３）。これにより、基準位相差θが決定される。

位相推定手段８２ｃにおける波形データＷの解析の手法について、以下に例を挙げて説明する。

（ａ）波形データＷの先頭のデータ付近と最後尾のデータ付近との周波数を解析する。その結果、それらの周波数がほぼ同一であれば、最後尾のデータ付近から次の繰り返し波形データＷの先頭のデータ付近まで周波数がほぼ変化しない期間となり、その期間では位相が一定の割合で変化するので、位相Ψ_Ｍ＋１を容易に推定できる。

（ｂ）波形データＷの周波数の時間変化を解析する。その結果、例えば、時間の経過に従って、周波数１ｋＨｚと２ｋＨｚとに交互に変化するような信号であれば、ＦＳＫ変調信号と推測できる。ＦＳＫ変調信号であれば、周波数が変化しない期間では位相が一定の割合で変化するので、位相Ψ_Ｍ＋１を容易に推定できる。

（ｃ）波形データＷの位相の時間変化を解析する。その結果、例えば、位相が時間に比例（１次関数の関係）する信号であれば、位相が一定の割合で変化するので、位相Ψ_Ｍ＋１を容易に推定できる。さらに、波形データＷをＦＦＴ処理して周波数成分を解析することを組み合わせて、より正確に波形データＷを推測し、位相Ψ_Ｍ＋１推定するようにしても良い。

（ｄ）波形データＷの振幅の時間変化を解析する。その結果に対して近似式を求め、求めた近似式から位相Ψ_Ｍ＋１を算出する。
これら（ａ）乃至（ｄ）のいずれか又はこれらの組合せにより、位相推定手段８２ｂは、位相Ψ_Ｍ＋１を推定する。

本実施例によれば、生成された波形データＷを解析して基準位相差θを決定しているので、従来の波形データ生成装置で生成され、基準位相差θが決定されていない波形データであっても、後から基準位相差θを決定でき、本発明の信号発生器により波形の先頭と最後尾の位相を連続させて出力することができる。

（第４の実施例）
図１０（Ａ）は、第４の実施例における基準位相差決定手段９３の構成を示すブロック図である。基準位相差決定手段９３は、基準位相差算出手段８３を有している。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）に対応して基準位相差θを決定する手法のフローチャートである。

まず、波形データ生成手段９２により、サンプルデータＤ_１乃至Ｄ_ＭのＭ個のサンプルデータと、少なくともサンプルデータＤ_Ｍ＋１の位相情報とが生成（Ｄ_１乃至Ｄ_Ｍ＋１のＭ＋１個のサンプルデータを全て生成してしまっても良い）され（Ｓ５１）、このサンプルデータＤ_１乃至Ｄ_ＭのＭ個のサンプルデータから成る波形データＷが生成されている（Ｓ５２）。基準位相差算出手段８３は、サンプルデータＤ_１の位相Ψ_１と、サンプルデータＤ_Ｍ＋１の位相Ψ_Ｍ＋１との位相情報を波形データ生成手段９２から取得し（Ｓ５３）、θ＝Ψ_Ｍ＋１−Ψ_１の演算により、基準位相差θを算出する（Ｓ５４）。これにより、基準位相差θが決定される。

本実施例によれば、Ｍ個のサンプルデータから成る波形データＷを生成する際に、本来は生成されないＭ＋１番目のサンプルデータＤ_Ｍ＋１の位相情報も生成して取得し、その位相情報から基準位相差θを決定している。Ｍ＋１番目のサンプルデータＤ_Ｍ＋１の位相Ψ_Ｍ＋１を推定によって求めるのではなく、実際に生成して得ているので、基準位相差θを精度良く決定でき、本発明の信号発生器により波形の先頭と最後尾の位相を連続させて出力することができる。

（第２の実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態における信号発生システム１０１の構成を示している。信号発生システム１０１は、波形データＷを生成する波形データ生成装置９５と、この波形データＷにより、ＲＦの試験信号を発生する信号発生器１２とを備える。以下、主に第１の実施形態との差異について説明し、第１の実施形態における構成と同等の部分については、適宜説明を省略する。

波形データ生成装置９５は、基準位相差決定手段９３が無い点が、第１の実施形態の波形データ生成装置９０と異なる。このため、波形データ生成装置９５では基準位相差θは決定されず、波形データ生成装置９５から信号発生器１２に対して、基準位相差θの情報は送出されない。

信号発生器１２は、基準位相差決定手段２３を備える点で、第１の実施形態の信号発生器１０と異なる。基準位相差決定手段２３は、前述した第１の実施形態の第１の実施例、第２の実施例または第３の実施例のいずれかの構成を備えている。なお、信号発生器１２は、図４に示す信号発生器１１のように、直交変調手段５０及び周波数変換手段６０の機能を兼ねた周波数変換手段７０を備える構成であっても良い。

図１２は、本実施形態における信号発生システム１０１の動作を説明するためのフローチャートである。Ｓ６１からＳ６３に至る波形データ生成装置の動作において、基準位相差θを算出する手順が無いことが、第１の実施形態と異なる。また、Ｓ６４からＳ７３に至る信号発生器の動作において、基準位相差θを算出する手順（Ｓ６６）を備えることが、第１の実施形態と異なる。前述したように、この基準位相差θを算出する手順は、第１の実施形態の第１の実施例、第２の実施例または第３の実施例のいずれかの手順を適用できる。なお、基準位相差θを算出する手順の順番は、波形データＷを記憶する手順の後で且つ位相シフト量φ_ｎを算出する手順の前であれば、いつでも良い。

このように、本発明の信号発生器及び信号発生システム並びに信号発生方法は、任意の波形を繰り返し発生し、発生した波形の先頭と最後尾の位相を連続させることができるので、無線通信機器の試験を精度良く行うために有用である。

１０，１１，１２…信号発生器、２０…波形データ記憶手段、２３…基準位相差決定手段、３０…位相シフト手段、３１，３２…乗算器、３３…位相シフト量算出手段、４０…Ｄ／Ａ変換手段、４１，４２…Ｄ／Ａ変換器、５０…直交変調手段、５１，５２…ミキサ、５３…局部発振器、５４…９０度移相器、５５…加算器、６０…周波数変換手段、６１…局部発振器、６２…ミキサ、７０…周波数変換手段、７３…局部発振器、８１…平均位相差算出手段、８２…位相推定手段、８３…基準位相差算出手段、９０…波形データ生成装置、９１…操作手段、９２…波形データ生成手段、９３…基準位相差決定手段、９４…波形データ送出手段、９５…波形データ生成装置、１００，１０１…信号発生システム

Claims

Ｍ個のサンプルデータから成るデジタルのベースバンド信号の波形データを記憶し、当該波形データを繰り返し連続して出力する波形データ記憶手段（２０）と、
前記波形データをデジタル−アナログ変換するＤ／Ａ変換手段（４０）と、
このデジタル−アナログ変換されたベースバンド信号を所定の周波数のキャリア信号で周波数変換して、無線通信機器を試験するためのＲＦの試験信号として出力する周波数変換手段（６０，７０）とを備えた信号発生器において、
前記波形データ記憶手段からの繰り返し出力回数がｎ回目となる前記波形データを受けて、ｎ−１回目の前記波形データの最後尾とｎ回目の前記波形データの先頭との位相変化を連続とするための当該ｎ−１回目の波形データと当該ｎ回目の波形データとの位相差である基準位相差θ及び前記繰り返し出力回数ｎから求めた位相シフト量φ_ｎだけ前記ｎ回目の波形データの各サンプルデータの位相をシフトして前記Ｄ／Ａ変換手段に出力する位相シフト手段（３０）を備えたことを特徴とする信号発生器（１０，１１，１２）。
前記波形データ記憶手段に記憶された前記波形データに基づいて、前記基準位相差θを決定する基準位相差決定手段（２３）を備えたことを特徴とする請求項１に記載の信号発生器。
前記基準位相差決定手段は、
前記波形データの先頭からＭ番目のサンプルデータの位相とＭ−１番目のサンプルデータの位相と基づいてＭ＋１番目のサンプルデータの位相を推定する位相推定手段（８２）と、
前記波形データの先頭のサンプルデータの位相と前記Ｍ＋１番目のサンプルデータの位相との差から前記基準位相差θを算出する基準位相差算出手段（８３）とを有することを特徴とする請求項２に記載の信号発生器。
前記基準位相差決定手段は、
前記波形データの１サンプルデータあたりの平均位相差を算出する平均位相差算出手段（８１）と、
前記波形データの先頭からＭ番目のサンプルデータの位相と前記平均位相差とに基づいてＭ＋１番目のサンプルデータの位相を推定する位相推定手段（８２）と、
前記波形データの先頭のサンプルデータの位相と前記Ｍ＋１番目のサンプルデータの位相との差から前記基準位相差θを算出する基準位相差算出手段（８３）とを有することを特徴とする請求項２に記載の信号発生器。
請求項１に記載の信号発生器と、
前記波形データを生成して前記信号発生器に送出する波形データ生成装置（９０）とを含み、
前記波形データ生成装置は、
前記波形データを生成する波形生成手段（９２）と、
前記基準位相差θを決定する基準位相差決定手段（９３）と、
前記波形データ及び前記基準位相差θを前記信号発生器に送出する波形送出手段（９４）とを備えたことを特徴とする信号発生システム。
前記基準位相差決定手段は、
前記波形データの先頭からＭ番目のサンプルデータの位相とＭ−１番目のサンプルデータの位相と基づいてＭ＋１番目のサンプルデータの位相を推定する位相推定手段（８２）と、
前記波形データの先頭のサンプルデータの位相と前記Ｍ＋１番目のサンプルデータの位相との差から前記基準位相差θを算出する基準位相差算出手段（８３）とを有することを特徴とする請求項５に記載の信号発生システム。
前記基準位相差決定手段は、
前記波形データの１サンプルデータあたりの平均位相差を算出する平均位相差算出手段（８１）と、
前記波形データの先頭からＭ番目のサンプルデータの位相と前記平均位相差とに基づいてＭ＋１番目のサンプルデータの位相を推定する位相推定手段（８２）と、
前記波形データの先頭のサンプルデータの位相と前記Ｍ＋１番目のサンプルデータの位相との差から前記基準位相差θを算出する基準位相差算出手段（８３）とを有することを特徴とする請求項５に記載の信号発生システム。
前記波形生成手段は、先頭からＭ番目までのサンプルデータを生成するとともにＭ＋１番目のサンプルデータの位相を取得して、この生成したＭ個のサンプルデータを用いて前記波形データを生成し、
前記基準位相差決定手段は、
前記波形データの先頭のサンプルデータの位相と前記Ｍ＋１番目のサンプルデータの位相との差から前記基準位相差θを算出する基準位相差算出手段（８３）を有することを特徴とする請求項５に記載の信号発生システム。
Ｍ個のサンプルデータから成るデジタルのベースバンド信号の波形データを繰り返し連続して出力する段階（Ｓ９）と、
前記波形データをデジタル−アナログ変換する段階（Ｓ１１）と、
このデジタル−アナログ変換されたベースバンド信号を所定の周波数のキャリア信号で周波数変換して、無線通信機器を試験するためのＲＦの試験信号として出力する段階（Ｓ１２）とを備えた信号発生方法において、
前記波形データの繰り返し出力回数がｎ回目であるときに、ｎ−１回目の前記波形データの最後尾とｎ回目の前記波形データの先頭との位相変化を連続とするための当該ｎ−１回目の波形データと当該ｎ回目の波形データとの位相差である基準位相差θ及び前記波形データの前記繰り返し出力回数ｎから位相シフト量φｎを求める段階（Ｓ７）と、
前記デジタル−アナログ変換する段階の前に、前記繰り返し出力回数がｎ回目となる前記波形データを受けたときに前記位相シフト量φｎだけ前記ｎ回目の波形データの各サンプルデータの位相をシフトする段階（Ｓ１０）とを備えたことを特徴とする信号発生方法。
前記波形データに基づいて、前記基準位相差θを決定する段階（Ｓ３）を備えたことを特徴とする請求項９に記載の信号発生方法。
前記基準位相差θを決定する段階は、
前記波形データの先頭からＭ番目のサンプルデータの位相とＭ−１番目のサンプルデータの位相と基づいてＭ＋１番目のサンプルデータの位相を推定する段階（Ｓ２３）と、
前記波形データの先頭のサンプルデータの位相と前記Ｍ＋１番目のサンプルデータの位相との差から前記基準位相差θを算出する段階（Ｓ２４）とを有することを特徴とする請求項１０に記載の信号発生方法。
前記基準位相差θを決定する段階は、
前記波形データの１サンプルデータあたりの平均位相差を算出する段階（Ｓ３２）と、
前記波形データの先頭からＭ番目のサンプルデータの位相と前記平均位相差とに基づいてＭ＋１番目のサンプルデータの位相を推定する段階（Ｓ３４）と、
前記波形データの先頭のサンプルデータの位相と前記Ｍ＋１番目のサンプルデータの位相との差から前記基準位相差θを算出する段階（Ｓ３５）とを有することを特徴とする請求項１０に記載の信号発生方法。
先頭からＭ番目までのサンプルデータを生成するとともにＭ＋１番目のサンプルデータの位相を取得する段階（Ｓ４１）と、
この生成したＭ個のサンプルデータを用いて前記波形データを生成する段階（Ｓ４２）と、
前記波形データの先頭のサンプルデータの位相と前記Ｍ＋１番目のサンプルデータの位相との差から前記基準位相差θを算出する段階（Ｓ４４）とを備えたことを特徴とする請求項９に記載の信号発生方法。