JP2017183921A - Measuring apparatus, measuring method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、不均一コンスタレーションを用いた伝送方式において、IQ座標上にマッピングされた受信信号と理想信号点との誤差を示す変調誤差比を測定する測定装置、測定方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to a measuring apparatus, a measuring method, and a program for measuring a modulation error ratio indicating an error between a received signal mapped on IQ coordinates and an ideal signal point in a transmission method using a non-uniform constellation.
従来、複数ビットのデータをIQ平面上のIQ座標値(信号点)に割り当てるマッピング処理においては、信号点の間隔が均一なコンスタレーション(IQ座標値の集合)が用いられていた。受信側では、一般的に、コンスタレーション上の全ての信号点を使って、受信信号品質、具体的には、受信信号と理想的な信号点との誤差を示す変調誤差比(MER:Modulation Error Ratio)の測定が行われていた。 Conventionally, in mapping processing for assigning multiple bits of data to IQ coordinate values (signal points) on the IQ plane, a constellation (set of IQ coordinate values) with uniform intervals between signal points has been used. On the receiving side, in general, all signal points on the constellation are used, and the received signal quality, specifically, a modulation error ratio (MER: Modulation Error) indicating an error between the received signal and an ideal signal point. Ratio) was measured.
近年、伝送特性の改善を目的として、IQ平面上の信号点の間隔を不均一にした不均一コンスタレーション(NUC:Non−Uniform Constellation)が、米国の地上デジタル放送方式であるATSC3.0などで検討されている(非特許文献1参照)。 In recent years, for the purpose of improving transmission characteristics, non-uniform constellation (NUC: Non-Uniform Constellation) with non-uniform constellation of signal points on the IQ plane has been introduced in ATSC 3.0, which is a US terrestrial digital broadcasting system. It has been studied (see Non-Patent Document 1).
上述したように、信号点の間隔が均一なコンスタレーション(均一コンスタレーション)が用いられる場合、全ての信号点を使ってMERの測定が行われるのが一般的であった。一方、不均一コンスタレーションでは、信号点の間隔が不均一であり、信号点の密度にもばらつきがある。そのため、信号点の密度が高い部分では、MERが実際よりも高く測定(算出)され、MERの測定精度が低下してしまうことがある。近年では、ハイビジョンを超える超高精細映像として4Kや8Kスーパーハイビジョン(SHV)の開発が進んでおり、このようなSHVでは、単位時間当たりのデータの伝送量の増大のために、変調多値数の大きな変調方式が用いられる。このような変調多値数の大きい変調方式では、信号点間隔が小さくなり、全ての信号点を使ってMERを測定すると、測定精度の低下の問題がより顕著となる。 As described above, when a constellation with uniform intervals between signal points (uniform constellation) is used, MER is generally measured using all signal points. On the other hand, in the non-uniform constellation, the signal point intervals are non-uniform, and the signal point density also varies. Therefore, in a portion where the density of signal points is high, the MER is measured (calculated) higher than the actual value, and the measurement accuracy of the MER may decrease. In recent years, 4K and 8K Super Hi-Vision (SHV) has been developed as ultra-high-definition video exceeding Hi-Vision, and in such SHV, the modulation multi-level number is increased in order to increase the transmission amount of data per unit time. A large modulation scheme is used. In such a modulation method with a large number of modulation multi-values, the signal point interval becomes small, and the problem of a decrease in measurement accuracy becomes more conspicuous when MER is measured using all signal points.
本発明の目的は、上述した課題を解決し、不均一コンスタレーションを用いた場合にも、変調誤差比の測定精度の低下を抑制することができる測定装置、測定方法およびプログラムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a measuring apparatus, a measuring method, and a program capable of solving the above-described problems and suppressing a decrease in measurement accuracy of a modulation error ratio even when a non-uniform constellation is used. is there.
上記課題を解決するために本発明の測定装置は、IQ平面において信号点が不均一に配置された不均一コンスタレーション上の信号点にデータがマッピングされた信号を受信し、受信信号と前記不均一コンスタレーション上の信号点との誤差を示す変調誤差比を測定する測定装置であって、前記不均一コンスタレーションの一部の信号点に対応する受信信号について前記変調誤差比を測定する測定部を備える。 In order to solve the above-described problems, the measurement apparatus of the present invention receives a signal in which data is mapped to signal points on a non-uniform constellation in which signal points are non-uniformly arranged on an IQ plane, A measurement device for measuring a modulation error ratio indicating an error from a signal point on a uniform constellation, wherein the measurement unit measures the modulation error ratio for a received signal corresponding to some signal points of the non-uniform constellation. Is provided.
また、上記課題を解決するため、本発明に係る測定装置において、前記測定部は、前記不均一コンスタレーション上の信号点のうち、他の部分よりも信号点の密度が低い部分の信号点に対応する受信信号について前記変調誤差比を測定することが好ましい。 In order to solve the above-described problem, in the measurement apparatus according to the present invention, the measurement unit may select signal points of signal points on the non-uniform constellation where signal point density is lower than other parts. The modulation error ratio is preferably measured for the corresponding received signal.
また、上記課題を解決するため、本発明に係る測定装置において、前記測定部は、前記不均一コンスタレーション上の信号点のうち、最外周から内側に向けて所定幅の部分にある信号点に対応する受信信号について前記変調誤差比を測定することが好ましい。 In order to solve the above-described problem, in the measurement apparatus according to the present invention, the measurement unit includes signal points on the non-uniform constellation at signal points in a predetermined width from the outermost periphery toward the inside. The modulation error ratio is preferably measured for the corresponding received signal.
また、上記課題を解決するため、本発明に係る測定装置において、前記測定部は、前記不均一コンスタレーション上の信号点のうち、頂点から所定の範囲内の信号点に対応する受信信号について前記変調誤差比を測定することが好ましい。 In order to solve the above-described problem, in the measurement apparatus according to the present invention, the measurement unit is configured to process the received signal corresponding to a signal point within a predetermined range from a vertex among signal points on the non-uniform constellation. It is preferable to measure the modulation error ratio.
また、上記課題を解決するため、本発明に係る測定装置において、前記測定部は、前記不均一コンスタレーション上の信号点のうち、隣接する信号点間の距離が、前記不均一コンスタレーション上の隣接する各信号点間の距離の平均値よりも大きい部分の信号点に対応する受信信号について前記変調誤差比を測定することが好ましい。 In order to solve the above-described problem, in the measurement apparatus according to the present invention, the measurement unit is configured such that, among signal points on the non-uniform constellation, a distance between adjacent signal points is on the non-uniform constellation. Preferably, the modulation error ratio is measured for a received signal corresponding to a signal point in a portion larger than an average value of distances between adjacent signal points.
また、上記課題を解決するため、本発明に係る測定方法は、IQ平面において信号点が不均一に配置された不均一コンスタレーション上の信号点にデータがマッピングされた信号を受信し、受信信号と前記不均一コンスタレーション上の信号点との誤差を示す変調誤差比を測定する測定方法であって、前記不均一コンスタレーションの一部の信号点に対応する受信信号について前記変調誤差比を測定する。 In order to solve the above problem, the measurement method according to the present invention receives a signal in which data is mapped to signal points on a non-uniform constellation in which signal points are non-uniformly arranged on an IQ plane, and receives a received signal. Measuring a modulation error ratio indicating an error between a signal point on the non-uniform constellation and measuring the modulation error ratio for a received signal corresponding to some signal points of the non-uniform constellation To do.
また、上記課題を解決するため、本発明に係るプログラムは、IQ平面において信号点が不均一に配置された不均一コンスタレーション上の信号点にデータがマッピングされた信号を受信し、受信信号と前記不均一コンスタレーション上の信号点との誤差を示す変調誤差比を測定する測定装置内のコンピュータに、前記不均一コンスタレーションの一部の信号点に対応する受信信号について前記変調誤差比を測定する処理を実行させる。 In order to solve the above problem, a program according to the present invention receives a signal in which data is mapped to signal points on a non-uniform constellation in which signal points are non-uniformly arranged on an IQ plane, The modulation error ratio is measured for a received signal corresponding to some signal points of the non-uniform constellation by a computer in a measuring apparatus that measures a modulation error ratio indicating an error with the signal point on the non-uniform constellation. To execute the process.
本発明に係る測定装置、測定方法およびプログラムによれば、不均一コンスタレーションを用いた場合にも、変調誤差比の測定精度の低下を抑制することができる。 According to the measurement apparatus, the measurement method, and the program according to the present invention, it is possible to suppress a decrease in the measurement accuracy of the modulation error ratio even when a non-uniform constellation is used.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
図1は、本発明の一実施形態に係る測定装置10の構成例を示すブロック図である。本実施形態に係る測定装置10は、不均一コンスタレーションを用いて送信側から送信されてきた信号を受信し、受信信号と不均一コンスタレーション上の理想信号点との誤差である変調誤差比(MER)を測定するものである。測定装置10は、例えば、放送エリア内の各地点におけるMERの測定などに用いられる。なお、送信側では、例えば、LDPC(Low Density Parity Check)符号などを用いた誤り訂正、誤り訂正符号後のデータの不均一コンスタレーション上の信号点へのマッピング、マッピング後の直交変調などが施されて信号が送信されるが、このような送信側の装置の構成は、当業者によく知られており、また、本発明と直接関係しないため、説明を省略する。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a
図1に示す測定装置10は、直交復調部11と、チャネル推定部12と、等化部13と、測定部14とを備える。
The
直交復調部11は、送信側から送信されてきた信号を測定装置10側で受信した受信信号(Rx)が入力され、入力された受信信号に対して直交復調を行う。そして、直交復調部11は、直交復調後の信号をチャネル推定部12および等化部13に出力する。
The
チャネル推定部12は、直交復調部11の出力信号に含まれる伝送路推定用の信号(パイロット信号)などからチャネル推定を行い、推定値を等化部13に出力する。
The
等化部13は、直交復調部11の出力信号に対して、チャネル推定部12から出力されたチャネル推定の推定値に基づき、伝送路で発生した信号のひずみを補正(等化)し等化後の信号(受信シンボル:IQ平面上の複素数)を測定部14に出力する。
The
測定部14は、等化部13の出力信号についてMERを測定する。上述したように、本実施形態においては、IQ平面において信号点が不均一に配置された不均一コンスタレーション上の信号点にデータがマッピングされて送信されている。測定部14は、不均一コンスタレーション上の全ての信号点ではなく、不均一コンスタレーション上の一部の信号点を使ってMERを測定する(不均一コンスタレーション上の一部の信号点に対応する受信信号についてMERを測定する)。
The
図2Aは、信号点の間隔が均一な均一コンスタレーションの一例を示す図である。また、図2Bは、信号点の間隔が不均一な不均一コンスタレーションの一例を示す図である。図2A,2Bにおいては変調方式が4096QAM(Quadrature Amplittude Modulation)である場合のコンスタレーションを示している。 FIG. 2A is a diagram illustrating an example of a uniform constellation with uniform signal point intervals. FIG. 2B is a diagram illustrating an example of a non-uniform constellation in which signal point intervals are non-uniform. 2A and 2B show a constellation when the modulation method is 4096 QAM (Quadrature Amplitude Modulation).
図2Aに示すように、均一コンスタレーションでは、I軸方向およびQ軸方向にそれぞれ64個の信号点(64×64)が配置され、隣接する信号点間の間隔は、I軸方向およびQ軸方向に均一である。一方、不均一コンスタレーションでも、I軸方向およびQ軸方向にそれぞれ64個の信号点(64×64)が配置されるが、図2Bに示すように、隣接する信号点間の間隔は、I軸方向およびQ軸方向に不均一である。そのため、コンスタレーション上において、信号点の密度が高い部分(信号点が密な部分)と信号点の密度が低い部分(信号点が疎な部分)とが存在する。なお、図2Bにおいては、隣接する信号点の一部が重畳して描かれており、I軸方向およびQ軸方向それぞれの信号点の数が64個よりも少ないように見えるが、実際には、I軸方向およびQ軸方向それぞれに64個の信号点が配置されている。 As shown in FIG. 2A, in the uniform constellation, 64 signal points (64 × 64) are arranged in the I-axis direction and the Q-axis direction, respectively, and the interval between adjacent signal points is the I-axis direction and the Q-axis. Uniform in direction. On the other hand, even in a non-uniform constellation, 64 signal points (64 × 64) are arranged in the I-axis direction and the Q-axis direction, respectively. As shown in FIG. Non-uniform in the axial direction and the Q-axis direction. Therefore, on the constellation, there are a portion where the signal point density is high (portion where the signal points are dense) and a portion where the signal point density is low (portion where the signal points are sparse). In FIG. 2B, some of the adjacent signal points are drawn so as to overlap, and the number of signal points in each of the I-axis direction and the Q-axis direction seems to be less than 64. , 64 signal points are arranged in each of the I-axis direction and the Q-axis direction.
信号点の密度が高い部分の信号点を使ってMERを測定すると、測定されるMERが実際のMERよりも高くなり、測定精度が低下してしまうことがある。ここで、例えば、BPSK(Binary Phase Shift Keying)などの信号点の密度が低い変調方式を用いた場合には、MERを高精度に測定することができることが知られている。そこで、測定部14は、不均一コンスタレーションの一部の信号点、より、具体的には、他の部分よりも信号点の密度が低い部分の信号点を使ってMERを測定する。こうすることで、MERの測定精度の低下を抑制することができる。
When MER is measured using signal points in a portion where the density of signal points is high, the measured MER is higher than the actual MER, and the measurement accuracy may decrease. Here, for example, it is known that MER can be measured with high accuracy when a modulation method with low signal point density such as BPSK (Binary Phase Shift Keying) is used. Therefore, the
測定部14がMERの測定に用いる信号点の選択には種々の方法がある。以下では、MERの測定に用いる信号点の選択方法の例について説明する。
There are various methods for selecting signal points used by the
図3は、図2Bに示す不均一コンスタレーションの第1象限を拡大した図である。 FIG. 3 is an enlarged view of the first quadrant of the non-uniform constellation shown in FIG. 2B.
図3に示すように、不均一コンスタレーションでは、中心から外側に向かうにつれて、信号点の間隔が広くなる傾向がある。そこで、測定部14は、不均一コンスタレーションの最外周から内側に向けて所定幅の部分にある信号点を使ってMERを測定する。例えば、測定部14は、図3に示すように、最外周の信号点と最外周の信号点に隣接する内側の信号点との間に境界線を設定し、その境界線よりも外側の部分21に含まれる信号点を使ってMERを測定する。なお、図3においては、最外周の信号点のみをMERの測定対象とする例を用いて説明しているが、これに限られるものではなく、MERを高精度に測定可能な密度であれば、最外周から数周分内側の部分の信号点を使ってMERを測定してもよい。
As shown in FIG. 3, in the non-uniform constellation, the distance between signal points tends to increase from the center toward the outside. Therefore, the
なお、不均一コンスタレーションの最外周であっても、図4に示すように、信号点の間隔が短く、信号点の密度が高い点がある。ここで、不均一コンスタレーションにおいては、頂点の信号点近傍ほど、信号点間の間隔が大きく、密度が小さくなる場合がある。そこで、測定部14は、図4に示すように、不均一コンスタレーションの最外周であっても信号点の密度が高い部分22は除外し、不均一コンスタレーションの頂点の信号点から所定の範囲内にある信号点を使ってMERを測定してもよい。なお、不均一コンスタレーションの各信号点の位置は既知であるため、信号点の密度が高い部分は予め特定することができる。
Even in the outermost periphery of the non-uniform constellation, as shown in FIG. 4, there are points where the interval between signal points is short and the density of signal points is high. Here, in the non-uniform constellation, there are cases where the distance between signal points is larger and the density is smaller in the vicinity of the vertex signal points. Therefore, as shown in FIG. 4, the
また、測定部14は、不均一コンスタレーション上の信号点のうち、隣接する信号点間の距離が、不均一コンスタレーション上の隣接する各信号点間の距離の平均値よりも大きい部分の信号点を使ってMERを測定してもよい。こうすることで、不均一コンスタレーション上の信号点の密度が低い部分を選んでMERを測定することができる。
In addition, the
このように本実施形態によれば、測定装置10は、不均一コンスタレーションの一部の信号点に対応する受信信号について変調誤差比(MER)を測定する測定部14を備える。不均一コンスタレーションの全ての信号点ではなく、一部の信号点を使ってMERを測定することで、信号点の密度が低い部分の信号点を使ってMERを測定することができるので、測定精度の低下を抑制することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
本発明に係る測定装置10にて行われる方法は、コンピュータに実行させるためのプログラムに適用してもよい。また、そのプログラムを記憶媒体に格納することも可能であり、ネットワークを介して外部に提供することも可能である。
The method performed by the
本発明を図面および実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形または修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各ブロックあるいはステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数のブロックあるいはステップを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。 Although the present invention has been described based on the drawings and embodiments, it should be noted that those skilled in the art can easily make various variations or modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations or modifications are included in the scope of the present invention. For example, functions included in each block or step can be rearranged so as not to be logically contradictory, and a plurality of blocks or steps can be combined into one or divided.
10 測定装置
11 直交復調部
12 チャネル推定部
13 等化部
14 測定部
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記不均一コンスタレーションの一部の信号点に対応する受信信号について前記変調誤差比を測定する測定部を備えることを特徴とする測定装置。 A modulation error indicating an error between a received signal and a signal point on the non-uniform constellation by receiving a signal in which data is mapped to a signal point on a non-uniform constellation in which signal points are non-uniformly arranged on the IQ plane A measuring device for measuring the ratio,
A measurement apparatus comprising: a measurement unit that measures the modulation error ratio for a reception signal corresponding to a part of signal points of the non-uniform constellation.
前記測定部は、前記不均一コンスタレーション上の信号点のうち、他の部分よりも信号点の密度が低い部分の信号点に対応する受信信号について前記変調誤差比を測定することを特徴とする測定装置。 The measuring apparatus according to claim 1,
The measurement unit measures the modulation error ratio with respect to a received signal corresponding to a signal point of a signal point density lower than other portions among signal points on the non-uniform constellation. measuring device.
前記測定部は、前記不均一コンスタレーション上の信号点のうち、最外周から内側に向けて所定幅の部分にある信号点に対応する受信信号について前記変調誤差比を測定することを特徴とする測定装置。 The measuring apparatus according to claim 1 or 2,
The measurement unit measures the modulation error ratio with respect to a received signal corresponding to a signal point in a predetermined width portion from the outermost circumference toward the inside from signal points on the non-uniform constellation. measuring device.
前記測定部は、前記不均一コンスタレーション上の信号点のうち、頂点から所定の範囲内の信号点に対応する受信信号について前記変調誤差比を測定することを特徴とする測定装置。 The measuring apparatus according to claim 1 or 2,
The measurement device is characterized in that the modulation error ratio is measured for a received signal corresponding to a signal point within a predetermined range from a vertex among signal points on the non-uniform constellation.
前記測定部は、前記不均一コンスタレーション上の信号点のうち、隣接する信号点間の距離が、前記不均一コンスタレーション上の隣接する各信号点間の距離の平均値よりも大きい部分の信号点に対応する受信信号について前記変調誤差比を測定することを特徴とする測定装置。 The measuring apparatus according to claim 1 or 2,
The measurement unit is a signal of a portion of the signal points on the non-uniform constellation in which the distance between adjacent signal points is larger than the average value of the distances between adjacent signal points on the non-uniform constellation. A measuring apparatus for measuring the modulation error ratio for a received signal corresponding to a point.
前記不均一コンスタレーションの一部の信号点に対応する受信信号について前記変調誤差比を測定することを特徴とする測定方法。 A modulation error indicating an error between a received signal and a signal point on the non-uniform constellation by receiving a signal in which data is mapped to a signal point on a non-uniform constellation in which signal points are non-uniformly arranged on the IQ plane A measuring method for measuring the ratio,
A measurement method comprising measuring the modulation error ratio for a received signal corresponding to a part of signal points of the non-uniform constellation.
前記不均一コンスタレーションの一部の信号点に対応する受信信号について前記変調誤差比を測定する処理を実行させるプログラム。
A modulation error indicating an error between a received signal and a signal point on the non-uniform constellation by receiving a signal in which data is mapped to a signal point on a non-uniform constellation in which signal points are non-uniformly arranged on the IQ plane In the computer in the measuring device that measures the ratio,
A program for executing a process of measuring the modulation error ratio for a received signal corresponding to a part of signal points of the non-uniform constellation.
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