JP2015033031A - 信号評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】共聴設備における伝送路通過後の受信性能を評価するには、ヘッドエンドに搭載の変調器式数分用意する必要があり、装置規模が大きくなる。【解決手段】本発明による信号評価装置（１）の干渉波生成部（１３）は、入力された１波の変調波信号を第１周波数変換部（１３１）により周波数変換し、分配器（１３３）により複数波に分配し、前記複数変調波を第２周波数変換部（１３４−１〜１３４−Ｎ）により所望の干渉波周波数に変換され、遅延制御部（１３８）と遅延器（１３５−１〜１３５−Ｎ）により該複数変調波ごとに異なる遅延量を付加させ、干渉変調波信号を生成する手段、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、干渉波の影響を受ける環境下における所望波の伝送特性を評価する信号評価装置に関するものである。

現在運用されているデジタル放送においては、各種規格が採用されている。例えばケーブルテレビ用のデジタル放送には、ＤＶＢ−Ｃ（Digital Video Broadcasting-Cable）などの規格が採用されている。以下の説明においては、変調波信号は、特定の変調波信号ではなく、これらの規格に適合する一般的な変調波信号であるものとして説明する。

図４は、一般的な共同視聴（以下、「共聴」と称する）の設備におけるヘッドエンド部及び伝送路部の構成を示すブロック図である。

ヘッドエンド部６０は、複数の変調器６１（６１−１〜６１−Ｎ）と、混合器６２と、分配器６３と増幅器６４とを備える。

各々の変調器６１は、所定のデジタル変調方式により、映像・音声・データ放送などを多重した変調波信号を生成する。混合器６２は、複数の変調器６１から受け取った複数の変調波信号を混合し、１本のＲＦ（Radio Frequency）信号として出力する。

ここで、所定のデジタル変調方式とは、例えば、シングルキャリアのＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）、ＡＰＳＫ（Amplitude Phase Shift Keying）又はマルチキャリアのＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）などである。

分配器６３は、混合器６２から受け取った１本のＲＦ信号を、必要な本数に分配して出力する。以後、分配器６３の出力は複数本であるが、そのうちの１本の出力に着目して説明する。

増幅器６４は、分配器６３から受け取った信号の電力を増幅する。これは、後述する伝送路部７０内の室間ケーブル７１や分配器７２における信号の減衰を補完し、復調器７４が規定の電力レベルで信号を受信できるようにするためである。

伝送路部７０は、室間ケーブル７１と、分配器７２と、増幅器７３と復調器７４とを備える。

室間ケーブル７１は、ヘッドエンド部６０から受け取った変調波信号を各フロアなどに伝送する。分配器７２は、受け取った１本の変調波信号を必要な本数に分配して出力する。増幅器７３は、分配器７２から受け取った信号の電力を増幅する。復調器７４は、復調処理を行い所定の変調波信号を抽出する。

図４においては、１つの信号系統に対して２つの増幅器（増幅器６４及び増幅器７３）が設置され、分配器６３、室間ケーブル７１及び分配器７２などによる信号の減衰を補完しているが、必要に応じて増幅器の設置数は増やされる場合がある。

ここで、増幅器の一般的な特性について説明する。増幅器は、入力レベルと出力レベルとの間の関係が線形であることが理想であるが、実際には、出力レベルは入力レベルに対して非線形性を示す。一般に、入力レベルが大きくなると、利得は低下し、出力信号の位相は入力信号の位相に対して回転する。また、増幅器に入力された変調波信号は、混変調歪によって帯域外に不要波（リグロース）を発生させ、隣接する変調波信号に影響を与える。さらに、図５に示すような複数の変調波信号を重ね合わせた信号が増幅器に入力されると、相互変調歪が引き起こされ、同様に隣接する変調波信号に影響を与える。このような増幅器の非線形性に起因する影響はデジタル信号の品質劣化につながり、復調器７４は、この品質劣化に耐え得る必要がある。

上述した増幅器の非線形性に起因する影響の大きさは、変調方式に依存する。一例として、ケーブルテレビで採用されている６４ＱＡＭ変調方式と２５６ＱＡＭ変調方式とを比較する。２５６ＱＡＭ変調は６４ＱＡＭ変調より多値変調であるため、伝送効率は上がるが、信号点間の距離（ユークリッド距離）が小さいため、混変調歪や相互変調歪の影響を６４ＱＡＭ変調よりも大きく受ける。また、ノイズなどの影響に対しても、より脆弱である。

従って、特に従来の変調方式よりも多値の変調方式を採用する場合は、増幅器の非線形性に起因する混変調歪や相互変調歪の影響を大きく受けるため、復調器７４で確実に復調できるか否かを評価する必要がある。

実開平０３−００２７１６号公報

共聴設備における受信性能を評価する際には、干渉波が所望波に与える影響を確認する必要があるため、所望波に隣接する干渉波信号を生成し、当該信号に伝送路を通過させて受信性能を確認する必要がある。

図５に示す所望波に隣接する多数の干渉波信号のように、複数の異なる周波数の信号を生成する場合、発振周波数の異なる複数の発振器で生成した複数の信号を合成して、複数波の合成信号を生成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、所望波及び各々の干渉波を発生させるために、それぞれ変調器を用意する構成は、実際の共聴設備を模すると数十〜百式程度の変調器を必要とする場合があり、規模が膨大となるという問題があった。さらに１変調波を単純に複数分配しただけの場合、本来の干渉波信号は無相関であるので現象が異なり、それゆえ干渉波として与える影響が異なることから正確な評価ができない可能性があった。

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、少ない変調器で、所望波に隣接する複数の干渉波信号を生成し、共聴設備における受信性能を評価することができる信号評価装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明による信号評価装置は、所定の変調方式で変調された１波の変調波信号から複数の干渉変調波信号を生成する干渉波生成部と、所定の変調方式で変調された所望変調波信号と、前記複数の干渉変調波信号とを混合して混合変調波信号を生成する混合器と、伝送路及び復調器を有する模擬伝送路部であって、該伝送路を通過した前記混合変調波信号を該復調器で復調して、前記混合変調波信号の伝送特性を評価する模擬伝送路部とを備えることを特徴とする。

また、本発明による信号評価装置において、前記干渉波生成部は、入力された前記１波の変調波信号を、第１周波数帯から第２周波数帯に周波数変換する第１周波数変換部と、前記第２周波数帯に変換された前記１波の変調波信号を、Ｎ―１本の変調波信号に分配する第１分配器と、前記Ｎ―１本の変調波信号を、前記第２周波数帯から前記第１周波数帯の所望する干渉波周波数に変換するＮ−１個の第２周波数変換部と、前記第１周波数帯に変換された前記Ｎ―１本の変調波信号を、それぞれ異なる遅延量で遅延させてＮ−１本の干渉変調波信号を生成するＮ−１個の遅延器とを備えることを特徴とする。

また、本発明による信号評価装置において、前記模擬伝送路部は、さらに、第２分配器及び増幅器を有し、前記伝送路は室間ケーブルであることを特徴とする。

また、本発明による信号評価装置において、前記所定の変調方式は、ＡＳＫ、ＰＳＫ、ＱＡＭ、ＡＰＳＫ又はＯＦＤＭを含むことを特徴とする。

本発明によれば、少ない変調器で、所望波に隣接する複数の干渉波信号を生成し、共聴設備における受信性能を評価することができる信号評価装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る信号評価装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る信号評価装置における干渉波生成部の構成を示すブロック図である。 所望変調波信号と複数の干渉変調波信号とを混合して混合変調波信号を生成する様子を示す図である。 一般的な共聴設備におけるヘッドエンド部及び伝送路部の構成の一例を示すブロック図である。 所望波と複数の干渉波とを混合した様子を示す図である。

以下、本発明の一実施形態に係る共聴設備における受信性能を評価するための信号評価装置について、図面を参照して説明する。以下、本実施形態においては、伝送性能評価を、ＤＶＢ−Ｃなどの規格に準拠し一般化した変調波信号を用いて行うものとして説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る信号評価装置の構成を示すブロック図である。信号評価装置１は、模擬ヘッドエンド部１０と、模擬伝送路部２０とを備える。

まず模擬ヘッドエンド部１０について説明する。模擬ヘッドエンド部１０は、所望波用の変調波信号（所望変調波信号）を生成する所望波用変調器１１と、干渉波用の変調波信号（干渉変調波信号）を生成する干渉波用変調器１２と、干渉波生成部１３と、混合器１４と、分配器１５と、増幅器１６と、終端抵抗１７とを備える。

所望波用変調器１１は、所定のデジタル変調方式に基づいて所望変調波信号を生成し、混合器１４に出力する。

干渉波用変調器１２は、所定のデジタル変調方式に基づいて１波の干渉変調波信号を生成し、干渉波生成部１３に出力する。

ここで、所定のデジタル変調方式とは、例えば、シングルキャリアのＡＳＫ、ＰＳＫ、ＱＡＭ、ＡＰＳＫ、又は、マルチキャリアのＯＦＤＭなどを含む変調方式である。

干渉波生成部１３は、干渉波用変調器１２から受け取った１波の干渉変調波信号から、周波数次隣接ごとに配置された複数の干渉変調波信号を生成し、混合器１４に出力する。

ここで、図２を参照して、干渉波生成部１３の詳細について説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係る干渉波生成部１３の構成を示すブロック図である。干渉波生成部１３は、第１周波数変換部１３１と、ＢＰＦ（Band Pass Filter：バンドパスフィルタ）１３２と、分配器（第１分配器）１３３と、複数の第２周波数変換部１３４（１３４−１〜１３４−Ｎ）と、複数のＬＰＦ（Low Pass Filter：ローパスフィルタ）１３５（１３５−１〜１３５−Ｎ）と、複数の遅延器１３６（１３６−１〜１３６−Ｎ）と、複数の出力電力制御部１３７（１３７−１〜１３７−Ｎ）と、遅延量制御部１３８とを備える。

第１周波数変換部１３１は、干渉波用変調器１２から受け取った干渉変調波信号の周波数を変換する。例えば、図２に示すように、第１周波数変換部１３１は、ＵＨＦ帯（第１周波数帯）の信号を２ＧＨｚ帯（第２周波数帯）の信号に周波数変換する。

ＢＰＦ１３２は、第１周波数変換部から受け取った周波数変換後の信号に含まれるローカル信号などの不要周波数成分を抑圧する。

分配器１３３は、２ＧＨｚ帯の変調波信号を、干渉波として生成するために必要な複数の本数に分配して出力する。本実施形態においては、分配器１３３は、１波の干渉変調波信号を、１〜Ｋ―１ｃｈ、及び、Ｋ＋１〜ＮｃｈのＮ−１本の干渉変調波信号に分配する。ここで、Ｋｃｈは、所望変調波信号用のチャネルであるため除かれている。

Ｎ−１個の第２周波数変換部１３４は、分配器１３３から受け取った信号の周波数を変換する。例えば、図２に示すように、第２周波数変換部１３４は、それぞれ、２ＧＨｚ帯の信号をＵＨＦ帯の信号に周波数変換する。この際、Ｎ−１個の第２周波数変換部１３４は、図３（ａ）に示すような配置で、所定の周波数間隔ｆ_０で、干渉変調波信号が隣接して配置されるように、複数の干渉変調波信号を異なる周波数でＵＨＦ帯に変換する。なお、図３（ａ）に示すように、Ｋｃｈは、所望変調波信号用のチャネルであるため、第２周波数変換部１３４は、Ｋｃｈに相当する周波数には、干渉変調波信号を変換しない。

Ｎ−１個のＬＰＦ１３５は、第２周波数変換部から受け取った周波数変換後の信号に含まれるローカル信号などの不要周波数成分を抑圧する。

Ｎ−１個の遅延器１３６は、ＬＰＦ１３５から受け取った信号を、遅延量制御部１３８から指示された遅延量で遅延させる。

Ｎ−１個の出力電力制御部１３７は、遅延器１３６から信号を受け取り、所望の出力レベルに調整して出力する。

遅延量制御部１３８は、Ｎ−１個の遅延器１３６−１〜１３６−Ｎが、それぞれ異なる遅延量で信号を遅延させるように、遅延器１３６の遅延量を制御する。この処理により、同一時間軸上でみたときの干渉波毎の振幅や位相を異なる値とすることができ、元信号が同一信号であった信号を、擬似的に無相関な状態とすることができる。実際の複数の干渉波は互いに無相関であるため、このように擬似的な無相関の干渉波を生成できることは評価装置として好ましい。

なお、ＢＰＦ１３２とＬＰＦ１３５は、不要周波数成分を抑圧することを目的とするものであり、必ずしもこの形式のフィルタである必要はない。例えば、ＬＰＦ１３５がＢＰＦであってもよい。

また、遅延量制御部１３８が、遅延器１３６の遅延量を時間軸上で可変に制御するものとして説明したが、遅延器１３６−１〜１３６−Ｎが、それぞれ異なる固定の遅延量を持つ構成であってもよい。

再び、図１に戻って説明を続ける。

混合器１４は、所望波用変調器１１から受け取った、図３（ｂ）に示すようなＫｃｈの所望変調波信号と、干渉波用変調器１２から受け取った、図３（ａ）に示すような、１〜Ｋ―１ｃｈ、及び、Ｋ＋１〜ＮｃｈのＮ−１本の干渉変調波信号とを混合して、図３（ｃ）に示すように、所望変調波信号とＮ−１本の干渉変調波信号とが所定の周波数間隔ｆ_０で互いに隣接して配置された混合変調波信号を生成し、１本のＲＦ信号として分配器１５に出力する。

分配器１５は、混合器１４から１本のＲＦ信号として受け取った混合変調波信号を、複数の信号に分配して出力する。分配器１５は複数の信号を出力するが、図１に示す例においては、１本の信号のみを評価対象として増幅器１６に出力し、評価対象としないその他の出力は終端抵抗１７によって終端する。分配器１５は、インピーダンスミスマッチによりデジタル信号品質に影響を与えるため、その影響を評価する。

増幅器１６は、分配器１５から受け取った信号の電力を増幅する。これにより、増幅器１６は、後段の布線ケーブルなどによる減衰分を、復調器２４が規定のレベルで伝送できるように予め増幅する。

続いて模擬伝送路部２０について説明する。模擬伝送路部２０は、室間ケーブル２１と、分配器（第２分配器）２２と、増幅器２３と、復調器２４と、終端抵抗２５とを備える。模擬伝送路部２０は、混合変調波信号の伝送特性を評価する。

室間ケーブル２１は、伝送路であり、模擬ヘッドエンド部１０から受け取った混合変調波信号を伝送する。室間ケーブル２１が長距離ケーブルとなり信号レベルが減衰する場合は、必要に応じて増幅器２３で信号レベルを増幅する。また、室間ケーブル２１は、周波数振幅特性を有する。特に干渉波帯域内における周波数振幅特性が、デジタル信号品質に影響を与えるが、当該影響も本実施形態により評価することができる。

分配器２２は、室間ケーブル２１を通過した混合変調波信号を必要な本数に分配して出力する。分配器２２は、図１に示す例においては、１本の信号のみを評価対象として増幅器２３に出力し、評価対象としないその他の出力は終端抵抗２５によって終端する。分配器２２は、インピーダンスミスマッチによりデジタル信号品質に影響を与えるが、当該影響も本実施形態により評価することができる。

増幅器２３は、復調器２４が規定のレベルで信号を受信できるように、分配器２２から受け取った信号の電力を増幅する。

復調器２４は、混合変調波信号から所望変調波信号を抽出し、復調処理を行う。

このように、本実施形態に係る信号評価装置１によれば、干渉波生成部１３が、所定の変調方式で変調された１波の変調波信号から複数の干渉変調波信号を生成し、混合器１４が、所定の変調方式で変調された所望変調波信号と、複数の干渉変調波信号とを混合して混合変調波信号を生成することにより、２式の変調器で、所望波に隣接する複数の干渉波信号を生成することができ、共聴設備における受信性能を小規模な装置で評価することができる。

また、本実施形態に係る干渉波生成部１３によれば、入力された１波の変調波信号を所定の周波数帯域から高周波帯域に変換を行う第１周波数変換部１３１と、不要波を抑圧するＢＰＦ１３２と、分配器１３３と、高周波帯域から所望の干渉波周波数に変換を行う第２周波数変換部１３４−１〜１３４−Ｎと、不要波を抑圧するＬＰＦ１３５−１〜１３５−Ｎと、干渉波それぞれが擬似的に無相関となるための遅延器１３６−１〜１３６−Ｎと、出力電力制御部１３７−１〜１３７−Ｎと、前記遅延器の遅延量を制御する遅延量制御部１３８を用いて複数の干渉変調波信号を出力することができ、所望波と混合し、伝送路に通過させることで実干渉に近い環境で評価できる。

また、本実施形態に係る信号評価装置１は、増幅器を有するため、増幅器の非線形特性に起因する混変調歪や相互変調歪によって不要波が所望波の帯域内に発生することによるデジタル信号品質への影響、及び、増幅器が発生する熱雑音によるデジタル信号品質への影響を評価することができる。

なお、上述の実施形態においては、共聴設備に適用した場合を代表的な例として説明したが、それ以外の伝送路にも同様に本発明は適用可能である。干渉変調波は１台の変調器と本発明に係る干渉波生成部１３とで模擬することができ、伝送路は増幅器などのＲＦコンポーネントで構成することができる。

上述の実施形態は、代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。従って、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

従って、本発明は、上述の実施形態によって制限されるものと解するべきではなく、特許請求の範囲によってのみ制限される。

本発明によれば、入力された１波の変調波信号を周波数変換、分配、周波数変換することにより所望の干渉波周波数に変換され、干渉波ごとに異なる遅延量をもつ遅延器を通すことにより、それぞれが擬似的に無相関となる変調波を生成し、出力電力制御器により所望の干渉波レベルに調整され、干渉変調波信号が出力される。所望波と混合し、伝送路に通過後、所望波を復調することで、実干渉に近い環境で評価できることから、共聴設備等の干渉波が存在する伝送路における伝送性能評価用途に有効である。

１ 信号評価装置
１０ 模擬ヘッドエンド部
１１ 所望波用変調器
１２ 干渉波用変調器
１３ 干渉波生成部
１４ 混合器
１５ 分配器
１６ 増幅器
１７ 終端抵抗
１３１ 第１周波数変換部
１３２ ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）
１３３ 分配器
１３４−１〜１３４―Ｎ 第２周波数変換部
１３５−１〜１３５―Ｎ ＬＰＦ（ローパスフィルタ）
１３６−１〜１３６―Ｎ 遅延器
１３７−１〜１３７―Ｎ 出力電力制御部
１３８ 遅延量制御部
２０ 模擬伝送路部
２１ 室間ケーブル
２２ 分配器
２３ 増幅器
２４ 復調器
２５ 終端抵抗

Claims (4)

1. 所定の変調方式で変調された１波の変調波信号から複数の干渉変調波信号を生成する干渉波生成部と、
   所定の変調方式で変調された所望変調波信号と、前記複数の干渉変調波信号とを混合して混合変調波信号を生成する混合器と、
   伝送路及び復調器を有する模擬伝送路部であって、該伝送路を通過した前記混合変調波信号を該復調器で復調して、前記混合変調波信号の伝送特性を評価する模擬伝送路部と
   を備える信号評価装置。
2. 前記干渉波生成部は、
   入力された前記１波の変調波信号を、第１周波数帯から第２周波数帯に周波数変換する第１周波数変換部と、
   前記第２周波数帯に変換された前記１波の変調波信号を、Ｎ―１本の変調波信号に分配する第１分配器と、
   前記Ｎ―１本の変調波信号を、前記第２周波数帯から前記第１周波数帯の所望する干渉波周波数に変換するＮ−１個の第２周波数変換部と、
   前記第１周波数帯に変換された前記Ｎ―１本の変調波信号を、それぞれ異なる遅延量で遅延させてＮ−１本の干渉変調波信号を生成するＮ−１個の遅延器と
   を備えることを特徴とする、請求項１に記載の信号評価装置。
3. 前記模擬伝送路部は、さらに、第２分配器及び増幅器を有し、前記伝送路は室間ケーブルであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の信号評価装置。
4. 前記所定の変調方式は、ＡＳＫ、ＰＳＫ、ＱＡＭ、ＡＰＳＫ又はＯＦＤＭを含むことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の信号評価装置。

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