JP2021044724A - 測定装置及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】階層毎にＳＰ配置が異なる場合でも、より低コスト化で、より短時間にＭＩＭＯ-ＯＦＤＭ信号の測定を可能とする測定装置及びプログラムを提供する。【解決手段】本発明のＯＦＤＭ信号の測定装置は、ＭＩＭＯ伝送されたＯＦＤＭ信号を受信してＳＰ信号に基づく周波数特性、及び、ＯＦＤＭ信号におけるデータ信号のコンスタレーションを少なくとも含む測定値を解析して測定する信号解析部１７Ｈ，１７Ｖを備える。信号解析部１７Ｈ，１７Ｖは、等化処理を実行する等化部１７５を備える。等化部１７５は、１系と２系のＳＰ配置パターンを持つＭＩＭＯ伝送時に、同期再生後のＯＦＤＭ信号から階層毎のＳＰ信号の先頭シンボルを検出し、所定シンボル期間分の時間方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号について、ＳＰ信号が非線形の周波数特性を有する場合にはＳＰ信号が線形に連続する周波数特性を持つＯＦＤＭ信号に変換する。【選択図】図１

Description

本発明は、次世代地上デジタル放送のＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号の測定装置及びプログラムに関する。

次世代地上波放送は、現行のＩＳＤＢ−Ｔ（Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial）であるＯＦＤＭ変調方式を継承した上で、伝送容量を拡大することが予定されている。

例えば、現行の地上デジタル放送（ＩＳＤＢ−Ｔ）ではキャリア変調方式として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；ＵＣ）の６４ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）を最大多値変調として用いており、１キャリアシンボルで６ビットを伝送している（例えば、非特許文献１参照）。

一方、次世代地上波放送では、ハイビジョンを超える超高精細映像として４Ｋや８ＫのＳＨＶ（Super Hi-Vision）などの大容量コンテンツサービスを伝送するために、６４ＱＡＭを超える多値変調（現在、４０９６ＱＡＭを最大多値変調として検討されている）とし、信号点の間隔が不均一なコンスタレーション（不均一コンスタレーション；ＮＵＣ）のキャリア変調方式を含む超多値ＯＦＤＭ変調技術を用いて伝送容量を拡大することが検討されている（例えば、非特許文献２参照）。更に、次世代地上波放送では、水平偏波及び垂直偏波を同時に使う偏波ＭＩＭＯ（multiple-input and multiple-output）技術を用いて伝送容量を２倍に拡大することが検討されている。

尚、現行の地上デジタル放送（ＩＳＤＢ−Ｔ）では、ＯＦＤＭ信号に多重されるデータ信号（データキャリア）の各階層（Ａ階層、Ｂ階層、及びＣ階層）で共通して、スキャッタードパイロット（ＳＰ）信号のシンボルの配置が為され、即ち一種類のＳＰ信号の信号点配置（キャリア番号方向については１２キャリアに１回、シンボル番号方向については４シンボルに１回、ＳＰ信号の１シンボルを配置）となっている。

一方、次世代地上波放送では、ＯＦＤＭ信号に多重されるデータ信号（データキャリア）の各階層（Ａ階層、Ｂ階層、及びＣ階層）で個別に、ＳＰ信号のシンボルの配置を変更可能（例えば、Ａ階層ではキャリア番号方向について６キャリアに１回、Ｂ階層ではキャリア番号方向について１２キャリアに１回、ＳＰ信号の１シンボルを配置）に指定できるものとし、そのＳＰ信号の信号点配置に係る情報はＴＭＣＣ制御情報に含めて伝送することが検討されている。

特に、次世代地上波放送において、ＭＩＭＯ方式でＯＦＤＭ信号を伝送する時では、ＳＰ信号について、直交した１系・２系のＳＰ信号を使用することが検討されている。

図１０は、次世代地上波放送で検討されているＭＩＭＯ伝送時のＳＰ信号として、直交した１系・２系のＳＰ信号の配置（以下、単に「ＳＰ配置」とも称する。）と符号の一例を示す図である。例えば、ＭＩＭＯ伝送時に、１系のＳＰ配置は水平偏波で、２系のＳＰ配置は垂直偏波で伝送される。この１系及び２系のＳＰ信号は、階層毎に、符号反転方式に対応して生成される。符号反転方式では、２系のＳＰ信号について、１系として配置されるＳＰ信号に＋１、或いは−１を乗じたものとする（ＳＰの振幅の絶対値は維持される）。

より具体的には、２系のＳＰ配置は、２系のＯＦＤＭ信号のフレーム（以下、「ＯＦＤＭフレーム」とも称する。）の先頭のＳＰシンボル（２系の先頭のキャリア番号の時間方向最初のＳＰシンボル）について、１系のＯＦＤＭフレームの先頭のＳＰシンボル（１系の先頭のキャリア番号の時間方向最初のＳＰシンボル）に＋１を乗じたものとし（非符号反転）、このＯＦＤＭフレーム先頭のＳＰシンボルを基準に、キャリア間隔Ｄｘ及びシンボル間隔Ｄｙを基に規定されるキャリア‐シンボル空間においてシンボル方向（時間方向）及びキャリア方向（周波数方向）にＳＰシンボルの符号値を交互に反転させる。更に、２系のＳＰ配置は、ＯＦＤＭフレームの先頭のＳＰシンボルを含むキャリア‐シンボル空間の基本ブロックを、キャリア方向及びシンボル方向に基本ブロック単位でＳＰシンボルの符号を交互に反転させて配列したものとする。このようにして、２系のＳＰ配置は、ＯＦＤＭフレーム先頭のＳＰシンボルを基準に、１系のＳＰ配置に対して、シンボル方向（時間方向）にＳＰ（非符号反転）シンボルとＳＰ（符号反転）シンボルとが交互に割り当てられて、尚且つキャリア‐シンボル空間の基本ブロック単位で、キャリア方向及びシンボル方向にＳＰシンボルの符号を交互に反転させて配列される。

ところで、偏波ＭＩＭＯに対応したＯＦＤＭ信号の測定装置が市販されている（例えば、非特許文献３参照）。従来のＯＦＤＭ信号の測定装置は、ＭＩＭＯ-ＯＦＤＭ信号の復調時にはＯＦＤＭフレームの先頭シンボルから順次実施される。１系・２系の分離には、等化部の処理において符号反転したＳＰシンボルを用いて行われる。尚、伝搬路の推定にもＳＰシンボルが用いられている。このため、従来のＭＩＭＯ-ＯＦＤＭ信号の測定装置では、ＯＦＤＭフレームの先頭シンボルの検出を基に、受信電力、周波数特性、コンスタレーション、ＭＥＲ（Modulation Error Ratio（変調誤差比））、及び遅延プロファイルが測定可能である。

"地上デジタルテレビジョン放送の伝送方式 標準規格 ARIB STD-B31 2.2版"、平成26年3月18日改定、一般社団法人 電波産業会（ARIB） 蔀 拓也、朝倉 慎悟、齋藤 進、斉藤 知弘、渋谷 一彦、"次世代地上放送に向けた伝送技術 〜 Non-Uniform Mappingによる超多値信号の伝送特性改善 〜"、映像情報メディア学会技術報告、Vol. 38、No. 5、2014年1月、pp.117-120 "ＬＴＥテストにおけるＭＩＭＯ性能とコンディション・ナンバー"、キーサイトテクノロジーズ、［online］、［令和 1年8月19日検索］、インターネット〈URL：http://literature.cdn.keysight.com/litweb/pdf/5990-4759JAJP.pdf〉

非特許文献３に開示されるような従来のＯＦＤＭ信号の測定装置では、ＭＩＭＯ-ＯＦＤＭ信号の復調処理の際にＯＦＤＭフレームの先頭を検出するものとなっている。ＯＦＤＭフレームの先頭の検出には、測定装置において、少なくとも１ＯＦＤＭフレーム分の入力信号を一時的に保存するバッファメモリが必要になる。ＯＦＤＭフレームは１フレームあたりＦＦＴサイズが８ｋでは２２４シンボル期間、１６ｋでは１１２シンボル期間、３２ｋでは５６シンボル期間の長さであることから、任意のＦＦＴサイズでＯＦＤＭフレームの先頭を検出するには、バッファメモリのバッファ容量として、少なくとも２２４シンボル期間分が必要になる。このため、従来のＯＦＤＭ信号の測定装置では、少なくとも１ＯＦＤＭフレーム分のバッファ容量を持つバッファメモリを用意する必要があり、低廉化の観点で課題があった。また、従来のＭＩＭＯ-ＯＦＤＭ信号の測定装置では、通常の受信機と同様に、ＯＦＤＭフレームの先頭を検出するために必要となるプログラムやハードウェアも不可欠になり、コストの観点で改善の余地があった。更に、従来のＯＦＤＭ信号の測定装置では、少なくとも１ＯＦＤＭフレーム分の信号を取り込む時間が必要となるため、信号解析結果を得る時間に改善の余地があった。

また、従来のＯＦＤＭ信号の測定装置では、階層毎にＳＰ配置の符号関係が異なる場合でも信号解析を可能とするには、ＯＦＤＭフレームの先頭を検出しなければ、周波数特性やコンスタレーションの正しい測定ができないものとなっている。

図１１は、次世代地上波放送におけるＭＩＭＯ伝送時の階層毎のＳＰ配置例を示した図である。次世代地上波放送におけるＭＩＭＯ伝送時では、階層毎にＳＰ配置を同じ（階層間の符号関係も同じ）とすることができるし、階層毎にＳＰ配置を異なる（階層間の符号関係も異なるときがある）ものとすることもでき、種々のＳＰ配置パターンで構成できる。階層毎にＳＰ配置を同じとする場合では、同一シンボルごとにＳＰの先頭の符号は揃うものとなる（図１１の左図に示す例では、Ａ階層、Ｂ階層、Ｃ階層の全てにおいてＤｙ＝４であり、階層間の符号関係も同じ）。一方、階層毎にＳＰ配置を異なるものとする場合、シンボルによっては階層毎にＳＰの配置や符号関係が異なる場合が存在する（図１０の右図に示す例では、Ａ階層、Ｂ階層、Ｃ階層の各々においてＤｙ＝１，２，４のいずれかの値を持つ組み合わせとなり、階層間の符号関係も異なるときがある）。

しかし、従来のＯＦＤＭ信号の測定装置では、ＯＦＤＭフレームの先頭を検出しなければ階層毎に異なるＳＰの配置や符号関係を周波数特性として線形に連続させるように復調することができないため、ＯＦＤＭフレームの先頭の検出以外では周波数特性を線形に連続させることができず、コンスタレーションも正しく測定できないものとなる。

そこで、本発明の目的は、上述の問題に鑑みて、階層毎にＳＰ配置が異なる場合でも、より低コスト化で、より短時間にＭＩＭＯ-ＯＦＤＭ信号の測定を可能とする測定装置及びプログラムを提供することにある。

本発明の測定装置は、ＯＦＤＭ信号の測定装置であって、ＭＩＭＯ伝送されたＯＦＤＭ信号を受信して、同期再生後のＯＦＤＭ信号における階層毎のスキャッタードパイロット（ＳＰ）信号を基にした周波数特性、及び、前記ＯＦＤＭ信号におけるデータ信号のコンスタレーションを少なくとも含む測定値を解析して測定する信号解析手段を備え、前記信号解析手段は、前記同期再生後のＯＦＤＭ信号における階層毎のＳＰ信号を基にＯＦＤＭ信号を補正する等化処理を実行する等化手段と、を備え、前記等化手段は、１系のＳＰ信号の信号点配置と、前記１系のＳＰ信号の信号点配置に対して所定のＳＰシンボルを規則的に符号反転した２系のＳＰ信号の信号点配置の２種類のＳＰ配置パターンを持つＭＩＭＯ伝送時に、前記同期再生後のＯＦＤＭ信号から階層毎のＳＰ信号の先頭シンボルを検出するＳＰ先頭検出手段と、前記ＳＰ信号の先頭シンボルから所定シンボル期間分のＯＦＤＭ信号を格納するバッファメモリと、前記所定シンボル期間分のＯＦＤＭ信号について複素除算を行って、所定の伝搬路推定によりＳＰ信号の振幅・位相変化量を推定するＳＰ複素除算手段と、前記振幅・位相変化量を用いて時間方向のＳＰ補間処理を実行するＳＰ時間方向補間手段と、前記時間方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号について、ＳＰ信号が非線形の周波数特性を有する場合には、ＳＰ信号が線形に連続する周波数特性を持つＯＦＤＭ信号に変換する周波数特性変換手段と、前記周波数特性変換手段から得られるＯＦＤＭ信号に対して周波数方向のＳＰ補間処理を行うＳＰ周波数方向補間手段と、前記周波数方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号を複素除算することにより前記ＯＦＤＭ信号を補正する複素除算手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明の測定装置において、前記周波数特性変換手段は、前記時間方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号が階層毎に同一シンボル上でＳＰ信号の先頭シンボルの符号が同じであるか異なっているかを判定し、ＳＰ信号が非線形の周波数特性を持つときにはＳＰ信号が線形に連続する周波数特性を持つＯＦＤＭ信号に変換することを特徴とする。

また、本発明の測定装置において、前記周波数特性変換手段は、前記時間方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号におけるＳＰ信号の周波数特性を第１の周波数特性とし、前記第１の周波数特性を持つＳＰ信号の符号反転の可能性がある階層の有無と符号反転の周期性をＴＭＣＣ情報から判定し、符号反転の可能性があるとして判定した階層のＳＰ信号については、当該所定シンボル期間分にて、判定した周期性に従い符号反転しているＳＰシンボルを非符号反転のＳＰシンボルに正負符号を反転させた第２の周波数特性に変換し、前記第１及び第２の周波数特性を比較して、線形に連続する方の周波数特性を持つＯＦＤＭ信号を選択して前記ＳＰ周波数方向補間手段に出力することを特徴とする。

また、本発明の測定装置において、前記周波数特性変換手段は、前記第１及び第２の周波数特性の各々について、キャリア方向に隣接するＳＰシンボル間の振幅距離の総和を算出し、前記第１及び第２の周波数特性のうち、振幅距離の総和の小さい方が線形に連続する周波数特性であると判定し、より線形に連続する周波数特性を持つＯＦＤＭ信号を選択して出力することを特徴とする。

更に、本発明のプログラムは、コンピュータを、本発明の測定装置における前記信号解析手段として機能させるためのプログラムとして構成する。

本発明によれば、階層毎にＳＰ配置が異なる場合でも、より低コスト化で、より短時間にＭＩＭＯ-ＯＦＤＭ信号の測定が可能となる。つまり、本発明によれば、ＯＦＤＭフレームの先頭の検出が不要となることから、必要となるプログラムやハードウェアが不要となり、ＭＩＭＯ-ＯＦＤＭ信号を信号解析するためのバッファメモリのバッファ容量を削減することができ、解析時間の短縮が可能となる。

本発明による一実施形態のＯＦＤＭ信号の測定装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明による一実施形態のＯＦＤＭ信号の測定装置における信号解析部の概略構成を示すブロック図である。 本発明による一実施形態のＯＦＤＭ信号の測定装置における一実施例の等化部の概略構成を示すブロック図である。 従来技術のＯＦＤＭ信号の測定装置における比較例の等化部の概略構成を示すブロック図である。 従来技術のＯＦＤＭ信号の測定装置における比較例の等化部の実動作として、ＯＦＤＭフレームの先頭検出を行うときの動作と、このときに得られる周波数特性、及びコンスタレーションを概略的に示す図である。 従来技術のＯＦＤＭ信号の測定装置における比較例の等化部の課題として、ＳＰの先頭検出を試みたときの動作と、このときに得られる周波数特性、及びコンスタレーションを概略的に示す図である。 本発明による一実施形態のＯＦＤＭ信号の測定装置における一実施例の等化部に設けられるＭＩＭＯ伝送時の周波数特性変換部の制御を示すフローチャートである。 （ａ）乃至（ｄ）は、本発明による一実施形態のＯＦＤＭ信号の測定装置における一実施例の等化部に設けられる周波数特性変換部の制御を説明する図である。 本発明による一実施形態のＯＦＤＭ信号の測定装置における一実施例の等化部の実動作として、ＳＰの先頭検出を行うときの動作と、このときに得られる周波数特性、及びコンスタレーションを概略的に示す図である。 次世代地上波放送で検討されているＭＩＭＯ伝送時のスキャッターパイロット（ＳＰ）として、直交した１系・２系のパイロット信号の配置と符号の一例を示す図である。 次世代地上波放送におけるＭＩＭＯ伝送時の階層毎のＳＰ配置例を示した図である。

以下、図面を参照して、本発明による一実施形態のＯＦＤＭ信号の測定装置１について説明する。

（全体構成）
図１は、本発明による一実施形態のＯＦＤＭ信号の測定装置１の概略構成を示すブロック図である。図１に示す測定装置１は、複数種の偏波（本例では、水平偏波と垂直偏波）を用いてＭＩＭＯ（或いはＭＩＳＯ）方式で伝送されたＯＦＤＭ信号と、水平偏波と垂直偏波のうち一方の偏波を用いてＳＩＳＯ方式で伝送されたＯＦＤＭ信号とを区別して受信し、これらのＯＦＤＭ信号の所定の測定を行う装置として構成され、受信電力計測部１１，１２と、周波数変換部１３，１４と、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部１５、１６と、信号解析部１７と、データ収集部１８と、を備えている。データ収集部１８は、表示部１８１、操作部１８２、及び記録部１８３を有している。

尚、ＭＩＭＯ方式とＭＩＳＯ方式は、複数種の偏波（本例では、水平偏波と垂直偏波）毎のＯＦＤＭ信号を測定する観点から、測定装置１としては区別する必要はないことから、以下の説明でＭＩＭＯと称するときはＭＩＳＯを含むものとする。更に、測定装置１は、ＭＩＭＯ方式のＯＦＤＭ信号を測定できるよう構成されていることから、ＳＩＳＯ方式のＯＦＤＭ信号を測定することもできる。このため、以下の説明では、測定装置１が、主として、ＭＩＭＯ方式で伝送されたＯＦＤＭ信号を受信し、後述する所定の測定を行う例を説明する。

受信電力計測部１１は、水平偏波用受信アンテナ（図示略）経由で水平偏波用のＯＦＤＭ信号を受信してその受信電力を計測し、計測結果を示す受信電力データを生成して信号解析部１７に出力する。また、受信電力計測部１２は、垂直偏波用受信アンテナ（図示略）経由で垂直偏波用のＯＦＤＭ信号を受信してその受信電力を計測し、計測結果を示す受信電力データを生成して信号解析部１７に出力する。従って、受信電力計測部１１，１２は、ＯＦＤＭ信号を偏波毎に受信して偏波毎の受信電力を計測し、偏波毎の受信電力データを生成する受信電力計測手段として構成される。

周波数変換部１３は、水平偏波用受信アンテナ（図示略）経由で受信した水平偏波用のＯＦＤＭ信号を中間周波数の信号に周波数変換し、Ａ／Ｄ変換部１５に出力する。また、周波数変換部１４は、垂直偏波用受信アンテナ（図示略）経由で受信した垂直偏波用のＯＦＤＭ信号を中間周波数の信号に周波数変換し、Ａ／Ｄ変換部１６に出力する。従って、周波数変換部１３，１４は、偏波毎に受信したＯＦＤＭ信号をそれぞれ中間周波数の信号に周波数変換する周波数変換手段として構成される。

Ａ／Ｄ変換部１５は、中間周波数に周波数変換された水平偏波用のＯＦＤＭ信号をデジタル値に変換し、信号解析部１７に出力する。また、Ａ／Ｄ変換部１６は、中間周波数に周波数変換された垂直偏波用のＯＦＤＭ信号をデジタル値に変換し、信号解析部１７に出力する。従って、Ａ／Ｄ変換部１５，１６は、中間周波数に周波数変換された偏波毎のＯＦＤＭ信号をデジタル値に変換するアナログ／デジタル変換手段として構成される。

信号解析部１７は、当該デジタル値に変換された偏波毎のＯＦＤＭ信号に多重される、ＴＭＣＣ信号及び階層毎に割り当てられるデータ信号を復調する手段と、当該データ信号の位相・振幅値を推定可能とするパイロット信号（ＳＰ信号）に基づく遅延プロファイル、及び周波数特性、並びに、当該データ信号のコンスタレーション、及び変調誤差比（ＭＥＲ）を解析して測定する手段と、ＴＭＣＣ（Transmission and Multiplexing Configuration Control Information）信号のＭＥＲを解析して測定する手段と、当該複数種の偏波（本例では、水平偏波と垂直偏波）の伝送に係る評価値を示すコンディション・ナンバー（条件数）を解析して測定する手段と、受信電力計測部１１，１２から得られる偏波毎の受信電力データを含む測定した各測定値を表示部１８１又は記録部１８３に出力する手段と、を備えている。

本実施形態における信号解析部１７は、必須ではないが、偏波毎のＯＦＤＭ信号に多重されるＬＬｃｈ信号を復調し、ＬＬｃｈ信号のＭＥＲを解析して測定する手段を更に備えるものとしている。

そして、信号解析部１７は、データ信号、ＴＭＣＣ信号、及びＬＬｃｈ信号のうちいずれの信号についてのＭＥＲを測定するかを、操作部１８２から選択的に指定できるようになっている。

また、信号解析部１７は、ＳＰ信号に基づく遅延プロファイル、及び周波数特性、階層毎のデータ信号のコンスタレーション、及びＭＥＲ、並びに、コンディション・ナンバーの各測定値のうち全部を測定することができるように構成されるが、その変形例として、各測定値のうち一部を測定するよう、操作部１８２から選択的に指定する構成とすることもできる。

また、信号解析部１７によって測定した各測定値は、操作部１８２からの設定で、表示部１８１に表示することや記録部１８３に記録することを指定できるようになっている。

データ収集部１８は、受信地点の情報（ＧＰＳ情報）を自動受信する機能を有し、操作部１８２からの解析指示で信号解析部１７を作動させ、信号解析部１７によって測定した各測定値を、受信地点の情報（ＧＰＳ情報）とともに一画面で表示部１８１に一覧表示することや、記録部１８３に記録するように構成されている。

（信号解析部）
図２は、本発明による一実施形態のＯＦＤＭ信号の測定装置１における信号解析部１７の概略構成を示すブロック図である。

信号解析部１７は、操作部１８２からの指示に基づいて作動する、水平偏波用信号解析部１７Ｈ、垂直偏波用信号解析部１７Ｖ、及び条件数算出部１７Ｃを備える。

水平偏波用信号解析部１７Ｈは、Ａ／Ｄ変換部１５から得られる当該デジタル値に変換された水平偏波用のＯＦＤＭ信号を入力し、操作部１８２からの指示に基づいて、このＯＦＤＭ信号に多重されるＴＭＣＣ信号及びＬＬｃｈ信号と、階層毎に割り当てられるデータ信号とを復調し、データ信号、ＴＭＣＣ信号、及びＬＬｃｈ信号、並びにＳＰ信号に係る所定の測定を選択的に行い、受信電力計測部１１から得られる水平偏波用ＯＦＤＭ信号の受信電力データを含む測定した各測定値を表示部１８１又は記録部１８３に出力する。

垂直偏波用信号解析部１７Ｖは、Ａ／Ｄ変換部１６から得られる当該デジタル値に変換された垂直偏波用のＯＦＤＭ信号を入力し、操作部１８２からの指示に基づいて、このＯＦＤＭ信号に多重されるＴＭＣＣ信号及びＬＬｃｈ信号と、階層毎に割り当てられるデータ信号とを復調し、データ信号、ＴＭＣＣ信号、及びＬＬｃｈ信号、並びにＳＰ信号に係る所定の測定を選択的に行い、受信電力計測部１２から得られる垂直偏波用ＯＦＤＭ信号の受信電力データを含む測定した各測定値を表示部１８１又は記録部１８３に出力する。

条件数算出部１７Ｃは、ＭＩＭＯを構成する伝搬路応答の行列から、水平偏波用信号解析部１７Ｈ及び垂直偏波用信号解析部１７Ｖの測定結果（遅延プロファイル及び周波数応答）を基に最大特異値及び最小特異値を求め、これらの比からコンディション・ナンバーを算出し、その算出値を表示部１８１又は記録部１８３に出力する。このコンディション・ナンバーの算出は、操作部１８２からの指示に基づいて、水平偏波用信号解析部１７Ｈ及び垂直偏波用信号解析部１７Ｖにより遅延プロファイル及び周波数応答の測定結果が得られるときに行う。コンディション・ナンバーの値が小さければＭＩＭＯを構成する伝搬路として良条件にあることを表し、値が大きければ悪条件にあることを表す。

尚、図２において、垂直偏波用信号解析部１７Ｖは水平偏波用信号解析部１７Ｈと同様に構成されることから、水平偏波用信号解析部１７Ｈの構成要素のみ詳細に図示している。以下、代表して、水平偏波用信号解析部１７Ｈの構成要素について説明する。

水平偏波用信号解析部１７Ｈは、データ入出力部１７０と、同期再生部１７１と、ＴＭＣＣ復号部１７２と、制御情報読出部１７３と、等化部１７５と、信号分離部１７６と、デインターリーブ部１７７と、階層分離部１７８と、ＭＥＲ算出部１７９Ａ，１７９Ｂ，１７９Ｃと、を備える。

データ入出力部１７０は、受信電力計測部１１から得られる水平偏波用ＯＦＤＭ信号の受信電力データを入力して、遅延プロファイル及び周波数応答等の他の測定値と関連付けるよう同期させるべく操作部１８２からの指示に基づいて表示部１８１又は記録部１８３に出力する。

同期再生部１７１は、Ａ／Ｄ変換部１５から得られる当該デジタル値に変換された水平偏波用のＯＦＤＭ信号を入力して直交復調し、ＯＦＤＭ信号のシンボル同期及びキャリア周波数を同期再生する機能部であり、ガードインターバル（ＧＩ）相関部１７１１、ＬＬｃｈ，ＴＭＣＣ相関部１７１２、及びＬＬｃｈ，ＴＭＣＣ指定部１７１３を有する。

ガードインターバル（ＧＩ）相関部１７１１は、直交復調したＯＦＤＭ信号についてＦＦＴ（Fast Fourier Transform）窓分だけ離れた時点の信号を比較することによりガードインターバルの相関を取ることで有効シンボル位置を検出し、キャリア周波数を同期させる機能部である。

ＬＬｃｈ，ＴＭＣＣ相関部１７１２は、ガードインターバルの相関後のＯＦＤＭ信号におけるキャリア周波数のずれを検出するために、そのＯＦＤＭ信号に多重されているＬＬｃｈ信号及びＴＭＣＣ信号を用いるか、又はＬＬｃｈ，ＴＭＣＣ指定部１７１３によって外部入力で指定されたＬＬｃｈ信号及びＴＭＣＣ信号を用いて、ＯＦＤＭ信号のキャリア位置の相関検出を行う機能部である。ＬＬｃｈ信号及びＴＭＣＣ信号は、予めキャリア番号が決まっている信号であり、尚且つ通常、データ信号（データキャリア）より振幅が大きいため、ＦＦＴ後に各キャリアの振幅を比較することによりそのキャリア位置を正確に検出することができ、ＯＦＤＭ信号のシンボル同期及びキャリア周波数を高精度に同期再生することができる。

ＬＬｃｈ，ＴＭＣＣ指定部１７１３は、ＬＬｃｈ，ＴＭＣＣ相関部１７１２に対し、操作部１８２より外部入力でＬＬｃｈ信号及びＴＭＣＣ信号を指定する機能部であり、特に、ＴＭＣＣ信号の指定では、そのＴＭＣＣ信号に含まれるＴＭＣＣ制御情報を操作部１８２から任意に設定することができる。

ＴＭＣＣ復号部１７２は、ＬＬｃｈ，ＴＭＣＣ相関部１７１２を経てシンボル同期及びキャリア周波数の同期再生が為されたＯＦＤＭ信号から、ＴＭＣＣ信号を抽出して復号することによりＴＭＣＣ制御情報を取得して制御情報読出部１７３に出力する。尚、キャリア変調方式や、誤り訂正符号化率といった符号化変調方式を示す伝送パラメータ情報はＴＭＣＣ信号を復号することで得られる。

制御情報読出部１７３は、ＴＭＣＣ復号部１７２から得られたＴＭＣＣ制御情報を階層毎にＭＥＲ算出部１７９Ａ，１７９Ｂ，１７９Ｃに出力する。尚、ＴＭＣＣ制御情報がＬＬｃｈ，ＴＭＣＣ指定部１７１３を経て操作部１８２からの外部入力でＴＭＣＣ信号を指定しているときは、結局その指定したＴＭＣＣ制御情報が読み出されるが、操作部１８２から外部入力されたＴＭＣＣ制御情報を直接的に読み出してもよい。即ち、操作部１８２は、ＭＥＲ算出部１７９Ａ，１７９Ｂ，１７９Ｃにて、外部入力するＴＭＣＣ制御情報、及びＯＦＤＭ信号に多重されているＴＭＣＣ信号内のＴＭＣＣ制御情報のうちいずれを用いるかを制御情報読出部１７３に対して設定することができる。

ＳＰ信号は、ＬＬｃｈ信号及びＴＭＣＣ信号と同様に、予めキャリア番号、振幅及び位相が決まっているものであり、測定装置１側で既知である。そして、次世代地上波放送では、ＯＦＤＭ信号に多重されるデータキャリアの各階層（Ａ階層、Ｂ階層、及びＣ階層）で個別に、ＳＰ信号のシンボルの配置を変更可能に指定できることから、本実施形態に係る測定装置１において、操作部１８２より外部入力で等化部１７５に対し抽出すべきＳＰ信号を指定することもできる。

等化部１７５は、本発明に係る特有の機能を有し、図３を参照して詳細は後述するが、ＬＬｃｈ，ＴＭＣＣ相関部１７１２を経て同期再生後のＯＦＤＭ信号を入力して、階層毎のＳＰ信号の先頭シンボル（キャリア番号先頭のＳＰシンボル）を検出し、そのＳＰ信号の先頭シンボルから所定シンボル期間（本例では２０シンボル期間であり、１ＯＦＤＭフレーム分より短いシンボル期間）分のＯＦＤＭ信号を格納するバッファメモリ１７５２を有する。ここで、本発明に係るバッファメモリ１７５２は、従来技術のような１ＯＦＤＭフレーム期間（少なくとも２２４シンボル期間）分のＯＦＤＭ信号を格納する必要はない点に留意する。

そして、等化部１７５は、バッファメモリ１７５２に格納したＯＦＤＭ信号について、複素除算を行って、所定の伝搬路推定（予め既知の送信信号としてのＳＰ信号と、実際の受信信号としてのＳＰ信号の伝搬路行列による推定）により振幅・位相変化量を推定して、時間方向のＳＰ補間処理を実行後、本発明に係る周波数特性変換部１７５５により、ＳＰ信号が非線形の周波数特性を持つときに、ＳＰ信号が線形に連続する周波数特性を持つＯＦＤＭ信号に変換する処理を行う。

続いて、等化部１７５は、周波数特性変換部１７５５から得られるＯＦＤＭ信号に対して、周波数方向のＳＰ補間処理を行って複素除算することにより、ＯＦＤＭ信号を補正する等化処理を実行し、信号分離部１７６に出力する。

尚、等化部１７５は、操作部１８２からの指示に基づいて、ＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号におけるＳＰ信号について、対応するＯＦＤＭ信号を送信した送信装置（測定装置１側で既知である）の送信アンテナ（図示せず）から、本実施形態の測定装置１の受信アンテナ（図示せず）への経路の偏波毎の伝搬路応答（送受間の周波数軸上での変化量）から各経路の伝搬路応答を逆高速フーリエ変換することでその周波数領域の信号を時間領域の信号に変換することにより、送受間の時間軸上での変化量を示す遅延プロファイルを求め更に、遅延プロファイルを高速フーリエ変換することで周波数特性を求めて、これらの測定値を表示部１８１又は記録部１８３に出力する。つまり、伝搬路応答を時間軸上で測定するのが遅延プロファイル、周波数軸上で測定するのが周波数特性である。

信号分離部１７６は、上記の等化部１７５によるＳＰ補間及び複素除算処理後のＯＦＤＭ信号に対し、操作部１８２より指定したＺＦ、ＭＭＳＥ、ＭＬＤのうちいずれかによる信号分離・抽出法により信号分離を行うことで、当該ＭＩＭＯ方式の水平偏波用のＯＦＤＭ信号から垂直偏波成分を分離除去し、デインターリーブ部１７７に出力する。

ここでは、水平偏波用信号解析部１７Ｈの構成について説明しているため、水平偏波用信号解析部１７Ｈに設けられる信号分離部１７６はＭＩＭＯ方式の水平偏波用のＯＦＤＭ信号から垂直偏波成分を分離除去するものとなるが、垂直偏波用信号解析部１７Ｖにも同様に設けられる信号分離部１７６は、ＭＩＭＯ方式の垂直偏波用のＯＦＤＭ信号から水平偏波成分を分離除去するよう構成される。そこで、水平偏波用信号解析部１７Ｈと垂直偏波用信号解析部１７Ｖに設けられる各信号分離部１７６は、それぞれの偏波毎に信号分離するよう一体化させてもよい。いずれにしろ、図２に示すデインターリーブ部１７７以降の処理は、偏波毎のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号に対し実行される。

デインターリーブ部１７７は、信号分離部１７６を経て得られる水平偏波用のＯＦＤＭ信号に対し送信装置（図示略）側でインターリーブ処理された信号を元に戻すデインターリーブ処理を行い、階層分離部１７８に出力する。

階層分離部１７８は、水平偏波用のＯＦＤＭ信号に多重される各階層（Ａ階層、Ｂ階層、及びＣ階層）のデータ信号（データキャリア）を分離して、それぞれＭＥＲ算出部１７９Ａ，１７９Ｂ，１７９Ｃに出力する。

尚、階層分離部１７８は、操作部１８２からの指示に基づいて、偏波毎に、各階層（Ａ階層、Ｂ階層、及びＣ階層）のデータ信号（データキャリア）のコンスタレーションを表示部１８１又は記録部１８３に出力する。

また、階層分離部１７８は、ＭＥＲ算出部１７９Ａ，１７９Ｂ，１７９Ｃのいずれか１つ以上に対して、対応するデータ信号とは別にＩＱ信号形式のＴＭＣＣ信号及びＬＬｃｈ信号を多重して出力する。尚、本例の階層分離部１７８は、いずれの階層からもＴＭＣＣ信号又はＬＬｃｈ信号の選択指定ができるように、ＭＥＲ算出部１７９Ａ，１７９Ｂ，１７９Ｃの全てに対してＴＭＣＣ信号及びＬＬｃｈ信号を多重している。

ＭＥＲ算出部１７９Ａ，１７９Ｂ，１７９Ｃは、操作部１８２からの指示に基づいて、ＴＭＣＣ制御情報を基に対応する符号化変調方式のデータ信号のＭＥＲ、ＴＭＣＣ信号又はＬＬｃｈ信号のＭＥＲを選択的に算出して表示部１８１又は記録部１８３に出力する。

（本発明に係る一実施例の等化部の構成）
図３は、本発明による一実施形態のＯＦＤＭ信号の測定装置１における一実施例の等化部１７５の概略構成を示すブロック図である。本実施例の等化部１７５は、ＳＰ先頭検出部１７５１、バッファメモリ１７５２、ＳＰ複素除算部１７５３、ＳＰ時間方向補間部１７５４、周波数特性変換部１７５５、ＳＰ周波数方向補間部１７５６、複素除算部１７５７、及びデータ出力部１７５８を備える。

図３に示す本実施例の等化部１７５は、従来技術に基づく等化部１７５Ｐ（図４を参照して後述する。）と比較して、より少ないバッファ容量のバッファメモリ１７５２としている点と、ＯＦＤＭフレームの先頭を検出するのではなくＳＰ信号の先頭シンボル（キャリア番号先頭のＳＰシンボル）を検出するＳＰ先頭検出部１７５１を設ける点と、周波数特性変換部１７５５を新たに設けている点で、相違している。

ＳＰ先頭検出部１７５１は、同期再生部１７１から同期再生後のＯＦＤＭ信号を入力して、ＳＰ信号の先頭シンボルを検出し、そのＳＰ信号の先頭シンボルから所定シンボル期間（本例では２０シンボル期間であり、１ＯＦＤＭフレーム分より短いシンボル期間）分のＯＦＤＭ信号をバッファメモリ１７５２に格納する。

特に、ＳＰ先頭検出部１７５１は、図１０を参照して説明したように、１系のＳＰ信号の信号点配置と、１系のＳＰ信号の信号点配置に対して所定のＳＰシンボルを規則的に符号反転した２系のＳＰ信号の信号点配置とする２種類のＳＰ配置パターンを持つＭＩＭＯ伝送時においても、同期再生後のＯＦＤＭ信号から階層毎のＳＰ信号の先頭シンボルを検出し、そのＳＰ信号の先頭シンボルから所定シンボル期間（本例では２０シンボル期間）分のＯＦＤＭ信号をバッファメモリ１７５２に格納する。

従って、バッファメモリ１７５２には、ＳＰ信号の先頭シンボルから所定シンボル期間（本例では２０シンボル期間）分のＯＦＤＭ信号が格納される。ここで、次世代地上波放送では、図１１を参照して説明したように、各階層（Ａ階層、Ｂ階層、及びＣ階層）で個別に、ＳＰ（非符号反転）とＳＰ（符号反転）とを含むＳＰ配置をデータシンボルに対して種々のＳＰ配置パターンで構成可能である。一方で、本実施例の等化部１７５においては、ＳＰ先頭検出部１７５１及び後述する周波数特性変換部１７５５を設けていることから、バッファメモリ１７５２は、いずれのＳＰ配置パターンでも、最大で２０シンボル期間分のバッファ容量で足りるようにしている。つまり、図１１に例示するようにＡ階層、Ｂ階層、Ｃ階層の各々においてＤｙ＝１，２，４のいずれかの値を持つ組み合わせとなり、バッファメモリ１７５２は、最大でも、時間方向で４シンボル（Ｄｙ＝４）×５シンボル（最大間隔）＝２０シンボル期間分のＯＦＤＭ信号を一時記憶するバッファ容量であればよい。尚、バッファメモリ１７５２は、特定のＤｙの値を持つＳＰ配置のみを指定して測定対象とする場合では、２０シンボル期間未満のバッファ容量とすることも可能であり、例えば、最小で、時間方向で１シンボル（Ｄｙ＝１）×１シンボル（最小間隔）＝１シンボル期間分のＯＦＤＭ信号を一時記憶するバッファ容量とすることも可能である。

ＳＰ複素除算部１７５３は、バッファメモリ１７５２に格納されたＳＰ信号の先頭シンボルから所定シンボル期間分のＯＦＤＭ信号について複素除算を行うことで伝搬路を推定して、予め既知の送信信号としてのＳＰ信号と、実際の受信信号としてのＳＰ信号の振幅・位相変化量を検出し、当該シンボル期間分のＯＦＤＭ信号と、ＳＰ補間を行うために使用する振幅・位相変化量の情報をＳＰ時間方向補間部１７５４に出力する。

ＳＰ時間方向補間部１７５４は、ＳＰ複素除算部１７５３から得られる振幅・位相変化量の情報を基に、当該シンボル期間分のＯＦＤＭ信号におけるシンボル方向（時間方向）のＳＰ補間処理を実行して、時間方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号を周波数特性変換部１７５５に出力する。

周波数特性変換部１７５５は、後述する図７及び図８を参照して詳細に説明するが、時間方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号について、時間方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号が階層毎に同一シンボル上でＳＰ信号の先頭シンボルの符号が同じであるか異なっているかを判定し、ＳＰ信号が非線形の周波数特性を持つときにはＳＰ信号が線形に連続する周波数特性を持つＯＦＤＭ信号に変換してＳＰ周波数方向補間部１７５６に出力する。尚、周波数特性は、横軸をＡ階層、Ｂ階層、Ｃ階層の全てについて表されるＳＰ信号のキャリア番号を横軸に、各階層のＳＰ信号の振幅を縦軸で表した２次元で表すことができる。また、非ＭＩＭＯ伝送時では、この周波数特性変換部１７５５の処理は省略してバイパスできる。

ＳＰ周波数方向補間部１７５６は、周波数特性変換部１７５５から得られる周波数特性を持つＯＦＤＭ信号に対して、周波数方向のＳＰ補間処理を行って複素除算部１７５７に出力する。

複素除算部１７５７は、ＳＰ周波数方向補間部１７５６による周波数方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号を用いて、元のＯＦＤＭ信号を複素除算することにより、ＯＦＤＭ信号を補正する等化処理を実行し、信号分離部１７６に出力する。

データ出力部１７５８は、操作部１８２からの指示に基づいて、ＳＰ周波数方向補間部１７５６による周波数方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号におけるＳＰ信号の周波数特性と、対応する遅延プロファイルのデータを外部出力する。尚、データ出力部１７５８は、操作部１８２からの指示に基づいて、ＳＰ時間方向補間部１７５４及び周波数特性変換部１７５５からそれぞれ得られるＳＰ信号の周波数特性（第１及び第２の周波数特性）と、対応する遅延プロファイルのデータを外部出力するように構成することもできる。

（従来技術に基づく比較例の等化部の構成）
ここで、図４乃至図６を参照して、非特許文献３に開示されるような従来の測定装置における比較例の等化部１７５Ｐと、その課題について説明する。図４は、従来技術のＯＦＤＭ信号の測定装置における比較例の等化部１７５Ｐの概略構成を示すブロック図である。また、図５は、従来技術のＯＦＤＭ信号の測定装置における比較例の等化部１７５Ｐの実動作として、ＯＦＤＭフレームの先頭検出を行うときの動作と、このときに得られる周波数特性、及びコンスタレーションを概略的に示す図である。そして、図６は、従来技術のＯＦＤＭ信号の測定装置における比較例の等化部１７５Ｐの課題として、ＳＰの先頭検出を試みたときの動作と、このときに得られる周波数特性、及びコンスタレーションを概略的に示す図である。

まず、図４に示すように、従来技術に基づく比較例の等化部１７５Ｐは、ＯＦＤＭフレーム先頭検出部１７５１Ｐ、バッファメモリ１７５２Ｐ、ＳＰ複素除算部１７５３、ＳＰ時間方向補間部１７５４、ＳＰ周波数方向補間部１７５６、複素除算部１７５７、及びデータ出力部１７５８を備える。尚、等化部１７５ＰにおけるＳＰ複素除算部１７５３、ＳＰ時間方向補間部１７５４、ＳＰ周波数方向補間部１７５６、複素除算部１７５７、及びデータ出力部１７５８の動作は、図３に示す本発明に係る一実施例の等化部１７５と同様に動作する。このため、図４においては、図３に示す本発明に係る一実施例の等化部１７５と同様な構成要素には同一の参照番号を付している。

図４に示す比較例の等化部１７５Ｐでは、図３に示すＳＰ先頭検出部１７５１ではなく、ＯＦＤＭフレーム先頭検出部１７５１Ｐが設けられ、図３に示す周波数特性変換部１７５５が設けられていない。

ＯＦＤＭフレーム先頭検出部１７５１Ｐは、入力されるＯＦＤＭ信号からＯＦＤＭフレームの先頭シンボルを検出し、１ＯＦＤＭフレーム期間分のＯＦＤＭ信号をバッファメモリ１７５２Ｐに格納する。

従って、バッファメモリ１７５２Ｐには、１ＯＦＤＭフレーム期間（少なくとも２２４シンボル期間）分のＯＦＤＭ信号が格納される。このため、比較例の等化部１７５Ｐにおいては、任意のＦＦＴサイズでＯＦＤＭフレームの先頭を検出するためのバッファメモリ１７５２Ｐのバッファ容量として、１ＯＦＤＭフレーム期間（少なくとも２２４シンボル期間）分のＯＦＤＭ信号を格納するバッファ容量が必要になり、高コストになる。

図４に示すＳＰ複素除算部１７５３は、バッファメモリ１７５２Ｐに格納された１ＯＦＤＭフレーム期間（少なくとも２２４シンボル期間）分のＯＦＤＭ信号について複素除算を行うことで伝搬路を推定して、予め既知の送信信号としてのＳＰ信号と、実際の受信信号としてのＳＰ信号の振幅・位相変化量を検出し、当該シンボル期間分のＯＦＤＭ信号と、ＳＰ補間を行うために使用する振幅・位相変化量の情報をＳＰ時間方向補間部１７５４に出力する。

図４に示すＳＰ時間方向補間部１７５４は、ＳＰ複素除算部１７５３から得られる振幅・位相変化量の情報を基に、当該シンボル期間分のＯＦＤＭ信号におけるシンボル方向（時間方向）のＳＰ補間処理を実行して、時間方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号をＳＰ周波数方向補間部１７５６に出力する。

図４に示すＳＰ周波数方向補間部１７５６は、時間方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号に対して、周波数方向のＳＰ補間処理を行って複素除算部１７５７に出力する。

図４に示す複素除算部１７５７は、ＳＰ周波数方向補間部１７５６による周波数方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号を用いて、元のＯＦＤＭ信号を複素除算することにより、ＯＦＤＭ信号を補正する等化処理を実行し、信号分離部１７６に出力する。

図４に示すデータ出力部１７５８は、ＳＰ周波数方向補間部１７５６による周波数方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号におけるＳＰ信号の周波数特性と、対応する遅延プロファイルのデータを外部出力する。

ここで、１ＯＦＤＭフレーム期間分のＯＦＤＭ信号は、周期性を持つＳＰ（非符号反転）とＳＰ（符号反転）を含むものとなる。このため、例えば図５の左上図に示すように階層毎にＳＰ配置が同じ（階層間の符号関係も同じ）とき（図示する例では、全ての階層でＤｙ＝４）、図５の右上図に示すように階層毎にＳＰ配置を異なる（階層間の符号関係も異なるときがある）とき（図示する例では、Ａ，Ｂ階層でＤｙ＝２、Ｃ階層でＤｙ＝４）、のいずれであっても、等化部１７５Ｐは、周波数方向もＯＦＤＭフレームの先頭を基準に等化処理を行うため、各階層（Ａ階層、Ｂ階層、Ｃ階層）の全ての周波数特性が線形に連続したものを得ることができる（図５の左中図、及び右中図を参照）。尚、図５の左中図、及び右中図では、Ａ階層、Ｂ階層、Ｃ階層を全て合わせた周波数特性を図示しており、ＩＱ信号を構成する水平偏波のリアルパート（“水平Ｒｅ”）、水平偏波のイマジナリパート（“水平Ｉｍ”）、垂直偏波のリアルパート（“垂直Ｒｅ”）、及び垂直偏波のイマジナリパート（“垂直Ｉｍ”）の周波数特性が得られる。

そして、周波数特性として線形に連続したものを得ることができることから、この結果として、図５の左下図、及び右下図に例示するように、この周波数特性を用いて等化した信号のコンスタレーションは正しく得られる。尚、図５の左下図、及び右下図では、Ｃ階層の垂直偏波時のコンスタレーションを横軸及び縦軸をそれぞれＩ軸及びＱ軸として図示しており、ＩＱ信号を構成する垂直偏波のリアルパート（“垂直Ｒｅ”）、及び垂直偏波のイマジナリパート（“垂直Ｉｍ”）の座標値は正規化している。従って、図４に示す比較例の等化部１７５Ｐは、１ＯＦＤＭフレーム期間分のＯＦＤＭ信号を解析する分には、階層毎にＳＰ配置や符号関係が同じであるか否かに関わらず、Ａ階層、Ｂ階層、Ｃ階層の各コンスタレーションの測定も安定して得られる。

ただし、図４に示す比較例の等化部１７５Ｐでは、少なくとも１ＯＦＤＭフレーム分のバッファ容量を持つバッファメモリ１７５２Ｐを用意する必要があり、低コスト化に不利である。また、ＯＦＤＭフレーム先頭検出部１７５１Ｐとして、ＯＦＤＭフレームの先頭を検出するために必要となるプログラムやハードウェアも不可欠になり、この観点からも低コスト化に不利である。更に、比較例の等化部１７５Ｐは、少なくとも１ＯＦＤＭフレーム分の信号を取り込む時間が必要となるため、信号解析時間の短縮にも不利である。

ところで、図４に示す比較例の等化部１７５Ｐにおいて、バッファメモリ１７５２Ｐにおける少なくとも１ＯＦＤＭフレーム分とする比較的大きなバッファ容量を許容するとしても、仮に、図４に示すＯＦＤＭフレーム先頭検出部１７５１Ｐを、図３に示すＳＰ先頭検出部１７５１に単に置き換えたのみでは、階層毎に異なるＳＰの配置や符号関係を周波数特性として線形に連続させることができない。これについて、図６を参照して説明する。

図６に示すように、図４に示すＯＦＤＭフレーム先頭検出部１７５１Ｐを、図３に示すＳＰ先頭検出部１７５１に単に置き換えたのみである場合の等化部１７５Ｐは、例えば図６の左上図に示すように階層毎にＳＰ配置が同じ（階層間の符号関係も同じ）とき（図示する例では、全ての階層でＤｙ＝４）であれば、周波数方向はＳＰ信号の先頭シンボルを基準に等化することになるため、ＳＰ（非符号反転）とＳＰ（符号反転）の周期性が保たれて、各階層（Ａ階層、Ｂ階層、Ｃ階層）の全ての周波数特性が線形に連続したものを得ることができ（図６の左中図を参照）、Ａ階層、Ｂ階層、Ｃ階層の各コンスタレーションの測定も安定して得られる（図６の左下図を参照）。

しかしながら、図６の右上図に示すように階層毎にＳＰ配置を異なる（階層間の符号関係も異なるときがある）とき（図示する例では、Ａ，Ｂ階層でＤｙ＝２、Ｃ階層でＤｙ＝４）のとき、図４に示すＯＦＤＭフレーム先頭検出部１７５１Ｐを、図３に示すＳＰ先頭検出部１７５１に単に置き換えたのみである場合の等化部１７５Ｐは、同じく周波数方向はＳＰ信号の先頭シンボルを基準に等化することになるため、ＳＰ（非符号反転）とＳＰ（符号反転）の周期性を保つことができず、本例ではＣ階層の周波数特性のみ非線形となり（図６の右中図を参照）、Ｃ階層のコンスタレーションの測定が不安定になる（図６の右下図を参照）。

尚、図６の左中図、及び右中図についても、図５と同様にＡ階層、Ｂ階層、Ｃ階層を全て合わせた周波数特性を図示しており、図６の左下図、及び右下図についても、図５と同様にＣ階層の垂直偏波時のコンスタレーションを横軸及び縦軸をそれぞれＩ軸及びＱ軸として図示している。

つまり、図４に示すＯＦＤＭフレーム先頭検出部１７５１Ｐを、図３に示すＳＰ先頭検出部１７５１に単に置き換えたのみである場合の等化部１７５Ｐであっても、ＳＰ信号の先頭シンボル（キャリア番号先頭のＳＰシンボル）はシンボル方向に所定間隔ごとに存在するため、階層毎のＳＰ配置が同じであれば階層毎ＳＰの符号の正負は一致するので、問題なく伝搬路を推定可能である。

しかし、図４に示すＯＦＤＭフレーム先頭検出部１７５１Ｐを、図３に示すＳＰ先頭検出部１７５１に単に置き換えたのみである場合の等化部１７５Ｐでは、階層毎にＳＰ配置が異なる場合、同一シンボル内で階層毎のＳＰの符号の正負が異なる場合があるため、伝搬路を推定して得た周波数特性において、ＳＰの符号の正負が異なるセグメントが反転してしまい、正しくＯＦＤＭ復調を行うことができない。

つまり、階層毎にＳＰ配置が異なる場合においては同一シンボル内で最下層のＳＰ（Ｃ階層）とその上の階層（Ａ階層、Ｂ階層）のＳＰの先頭の符号が異なる場合があり、ＳＰ信号の先頭において符号が異なる場合に、ＳＰ信号の先頭シンボルより伝搬路を推定し周波数特性を求めると、周波数特性が線形とはならない。図６の右図で示すように、例えば最下層（Ｃ階層）のＳＰの符号が反転していると、最下層（Ｃ階層）の信号の符号が反転したような周波数特性となり、この周波数特性を用いて等化した信号のコンスタレーションは正しく復調されない。

そこで、図３に示す本発明に係る一実施例の等化部１７５は、従来技術に基づく等化部１７５Ｐ（図４を参照して後述する。）と比較して、より少ないバッファ容量のバッファメモリ１７５２とし、尚且つ、ＯＦＤＭフレームの先頭を検出するのではなくＳＰ信号の先頭シンボル（キャリア番号先頭のＳＰシンボル）を検出するＳＰ先頭検出部１７５１を設け、更に、以下、詳細に説明する周波数特性変換部１７５５を設けている。

（本発明に係る一実施例の等化部における周波数特性変換部の制御）
図７は、本発明による一実施形態のＯＦＤＭ信号の測定装置１における一実施例の等化部１７５に設けられるＭＩＭＯ伝送時の周波数特性変換部１７５５の制御を示すフローチャートである。また、図８（ａ）乃至（ｄ）は、周波数特性変換部１７７５の制御を説明する図である。

図７に示すように、周波数特性変換部１７７５は、まず、時間方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号を入力し、そのＳＰ信号の周波数特性を「第１の周波数特性」として、当該ＯＦＤＭ信号を一時保持する（ステップＳ１）。

続いて、周波数特性変換部１７５５は、第１の周波数特性を持つＳＰ信号の符号反転の可能性がある階層の有無と符号反転の周期性をＴＭＣＣ情報から判定し、符号反転の可能性があるとして判定した階層のＳＰ信号については、当該所定シンボル期間分（２０シンボル期間分）において、判定した周期性に従いＳＰ（符号反転）シンボルを、−１を乗じてＳＰ（非符号反転）シンボルに変換する（ステップＳ２）。例えば、周波数特性変換部１７５５は、図８（ａ）に示すように、入力されるＳＰ信号の第１の周波数特性としてＣ階層の周波数特性のみ非線形であるとすると、図８（ｂ）に示すように、Ｃ階層の符号反転ＳＰシンボルの正負符号を反転して、第１の周波数特性から第２の周波数特性を生成する。

尚、図１０を参照して説明したように、ＭＩＭＯ伝送時では、２系のＯＦＤＭフレームの先頭のＳＰシンボルについて、１系のＯＦＤＭフレームの先頭のＳＰシンボルに＋１を乗じたものとし（非符号反転）、このＯＦＤＭフレーム先頭のＳＰシンボルを基準に、キャリア間隔Ｄｘ及びシンボル間隔Ｄｙを基に規定されるキャリア‐シンボル空間においてシンボル方向（時間方向）及びキャリア方向（周波数方向）にＳＰシンボルの符号値を交互に反転させる。そして、２系のＳＰ配置は、ＯＦＤＭフレームの先頭のＳＰシンボルを含むキャリア‐シンボル空間の基本ブロックを、キャリア方向及びシンボル方向に基本ブロック単位でＳＰシンボルの符号を交互に反転させて配列したものである。そして、符号反転方式が採用されているか否かは、受信側で判別できるようにＴＭＣＣ情報に記述される。

続いて、周波数特性変換部１７５５は、「第１の周波数特性」を、当該判定に基づいてＳＰシンボルの正負符号を反転させた「第２の周波数特性」に変換し、この第２の周波数特性を持つＯＦＤＭ信号を一旦生成し、一時保持する（ステップＳ３）。

続いて、周波数特性変換部１７５５は、第１及び第２の周波数特性を比較して、より線形に連続する周波数特性を持つＯＦＤＭ信号を選択する。

より具体的には、周波数特性変換部１７５５は、第１及び第２の周波数特性の各々について、階層におけるキャリア方向に隣接するＳＰシンボル間の振幅距離の総和を算出する（ステップＳ４）。例えば、周波数特性変換部１７５５は、図８（ｃ）に示すように、図８（ａ）に示す第１の周波数特性についてＭＩＭＯ伝送の偏波毎の全ての階層におけるキャリア方向に隣接するＳＰシンボル間の振幅距離の総和を算出するとともに、図８（ｄ）に示すように、図８（ｂ）に示す第２の周波数特性についてＭＩＭＯ伝送の偏波毎の全ての階層におけるキャリア方向に隣接するＳＰシンボル間の振幅距離の総和を算出する。尚、図８（ｃ），（ｄ）は、Ａ階層（又はＢ階層）とＣ階層の境界に現れるＳＰシンボルを拡大図示しており、特に、図８（ｃ）は、図８（ｄ）に比べて、非線形の周波数特性になっている様子を例示している。

最終的に、周波数特性変換部１７５５は、第１及び第２の周波数特性のうち、振幅距離の総和の小さい方が線形に連続する周波数特性であると判定し、より線形に連続する周波数特性を持つＯＦＤＭ信号を選択してＳＰ周波数方向補間部１７５６に出力する（ステップＳ５）。ＳＰ配置は、ＴＭＣＣ情報から符号反転している階層を知ることができるが、線形でない周波数特性と、線形な周波数特性のいずれが第一に現れるかは、検出したＳＰ信号の先頭シンボルによって変化することになる。即ち、検出したＳＰ信号の先頭シンボルの階層毎の符号が揃っていれば線形な周波数特性が第一に現れるが、揃っていなければ非線形な周波数特性が第一に現れることから、ステップＳ４，Ｓ５の検証処理が必要になる。

このようにして、周波数特性変換部１７５５は、時間方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号が階層毎に同一シンボル上でＳＰ信号の先頭シンボルの符号が同じであるか異なっているかを判定し、ＳＰ信号が非線形の周波数特性を持つときにはＳＰ信号が線形に連続する周波数特性を持つＯＦＤＭ信号に変換する。

従って、周波数特性変換部１７５５を有する図３に示す本発明に係る一実施例の等化部１７５は、ＳＰ信号の先頭シンボルから所定シンボル期間（本例では２０シンボル期間）分のＯＦＤＭ信号の解析であっても、例えば図９の左上図に示すように階層毎にＳＰ配置が同じ（階層間の符号関係も同じ）とき（図示する例では、全ての階層でＤｙ＝４）、図９の右上図に示すように階層毎にＳＰ配置を異なる（階層間の符号関係も異なるときがある）とき（図示する例では、Ａ，Ｂ階層でＤｙ＝２、Ｃ階層でＤｙ＝４）、のいずれであっても、各階層（Ａ階層、Ｂ階層、Ｃ階層）の全ての周波数特性が線形に連続したものを得ることができる（図９の左中図、及び右中図を参照）。

そして、周波数特性として線形に連続したものを得ることができることから、この結果として、図９の左下図、及び右下図に例示するように、この周波数特性を用いて等化した信号のコンスタレーションは正しく得られる。従って、ＳＰ信号の先頭シンボルから所定シンボル期間（本例では２０シンボル期間であり、１ＯＦＤＭフレーム分より短いシンボル期間）分のＯＦＤＭ信号の解析であっても、階層毎にＳＰ配置や符号関係が同じであるか否かに関わらず、Ａ階層、Ｂ階層、Ｃ階層の各コンスタレーションの測定も安定して得られる。尚、図９の左中図、及び右中図についても、図６と同様にＡ階層、Ｂ階層、Ｃ階層を全て合わせた周波数特性を図示しており、図９の左下図、及び右下図についても、図６と同様にＣ階層の垂直偏波時のコンスタレーションを横軸及び縦軸をそれぞれＩ軸及びＱ軸として図示している。

これにより、図３に示す本発明に係る一実施例の等化部１７５は、ＳＰ信号の先頭シンボルから所定シンボル期間（本例では２０シンボル期間であり、１ＯＦＤＭフレーム分より短いシンボル期間）分のＯＦＤＭ信号の解析であっても、階層毎にＳＰ配置が同一である場合、及び異なる場合のいずれの場合でも、線形に連続した周波数特性のＯＦＤＭ信号を形成することができ、安定したコンスタレーションを得ることができる。

従って、本実施形態の測定装置１によれば、階層毎にＳＰ配置が異なる場合でも、より低コスト化で、より短時間にＭＩＭＯ-ＯＦＤＭ信号の測定が可能となる。つまり、本実施形態の測定装置１によれば、ＯＦＤＭフレームの先頭の検出が不要となることから、必要となるプログラムやハードウェアが不要となり、ＭＩＭＯ-ＯＦＤＭ信号を信号解析するためのバッファメモリのバッファ容量を削減することができ、解析時間の短縮が可能となる。

上述した各実施形態の例に関して、測定装置１の信号解析部１７、或いは信号解析部１７及びデータ収集部１８として機能するコンピュータを構成し、これらの装置の各手段を機能させるためのプログラムを好適に用いることができる。具体的には、各手段を制御するための制御部をコンピュータ内の中央演算処理装置（ＣＰＵ）で構成でき、且つ、各手段を動作させるのに必要となるプログラムを適宜記憶する記憶部を少なくとも１つのメモリで構成させることができる。即ち、そのようなコンピュータに、ＣＰＵによって該プログラムを実行させることにより、上述した各手段の有する機能を実現させることができる。更に、各手段の有する機能を実現させるためのプログラムを、前述の記憶部（メモリ）の所定の領域に格納させることができる。そのような記憶部は、装置内部のＲＡＭ又はＲＯＭなどで構成させることができ、或いは又、外部記憶装置（例えば、ハードディスク）で構成させることもできる。また、そのようなプログラムは、コンピュータで利用されるＯＳ上のソフトウェア（ＲＯＭ又は外部記憶装置に格納される）の一部で構成させることができる。更に、そのようなコンピュータに、各手段として機能させるためのプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録することができる。また、上述した各手段をハードウェア又はソフトウェアの一部として構成させ、各々を組み合わせて実現させることもできる。

上述の各実施形態について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することができることは当業者に明らかである。例えば、上述の説明では、測定装置１は、主としてＭＩＭＯ方式のＯＦＤＭ信号の測定を行う例に説明したが、ＭＩＳＯ方式のＯＦＤＭ信号の測定や、ＳＩＳＯ方式のＯＦＤＭ信号の測定にも利用できる。従って、本発明は、上述の各実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲によってのみ制限される。

本発明によれば、次世代地上波放送のＯＦＤＭ信号を測定する用途に有用である。

１ 測定装置
１１，１２ 受信電力計測部
１３，１４ 周波数変換部
１５，１６ アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部
１７ 信号解析部
１７Ｈ 水平偏波用信号解析部
１７Ｖ 垂直偏波用信号解析部
１７Ｃ 条件数算出部
１８ データ収集部
１７０ データ入出力部
１７１ 同期再生部
１７２ ＴＭＣＣ復号部
１７３ 制御情報読出部
１７５ 等化部
１７５Ｐ 従来技術における等化部
１７６ 信号分離部
１７７ デインターリーブ部
１７８ 階層分離部
１７９Ａ，１７９Ｂ，１７９Ｃ ＭＥＲ算出部
１８１ 表示部
１８２ 操作部
１８３ 記録部
１７５１ ＳＰ先頭検出部
１７５１Ｐ 従来技術におけるＯＦＤＭフレーム先頭検出部
１７５２ バッファメモリ
１７５２Ｐ 従来技術におけるバッファメモリ
１７５３ ＳＰ複素除算部
１７５４ ＳＰ時間方向補間部
１７５５ 周波数特性変換部
１７５６ ＳＰ周波数方向補間部
１７５７ 複素除算部
１７５８ データ出力部

Claims (5)

1. ＯＦＤＭ信号を測定する測定装置であって、
   ＭＩＭＯ伝送されたＯＦＤＭ信号を受信し、同期再生後のＯＦＤＭ信号における階層毎のスキャッタードパイロット（ＳＰ）信号を基にした周波数特性、及び、前記ＯＦＤＭ信号におけるデータ信号のコンスタレーションを少なくとも含む測定値を解析して測定する信号解析手段を備え、
   前記信号解析手段は、前記同期再生後のＯＦＤＭ信号における階層毎のＳＰ信号を基にＯＦＤＭ信号を補正する等化処理を実行する等化手段を備え、
   前記等化手段は、
   １系のＳＰ信号の信号点配置と、前記１系のＳＰ信号の信号点配置に対して所定のＳＰシンボルを規則的に符号反転した２系のＳＰ信号の信号点配置の２種類のＳＰ配置パターンを有するＭＩＭＯ伝送時に、前記同期再生後のＯＦＤＭ信号から階層毎のＳＰ信号の先頭シンボルを検出するＳＰ先頭検出手段と、
   前記ＳＰ信号の先頭シンボルから所定シンボル期間分のＯＦＤＭ信号を格納するバッファメモリと、
   前記所定シンボル期間分のＯＦＤＭ信号について複素除算を行って、所定の伝搬路推定によりＳＰ信号の振幅・位相変化量を推定するＳＰ複素除算手段と、
   前記振幅・位相変化量を用いて時間方向のＳＰ補間処理を実行するＳＰ時間方向補間手段と、
   前記時間方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号について、ＳＰ信号が非線形の周波数特性を有する場合には、ＳＰ信号が線形に連続する周波数特性を持つＯＦＤＭ信号に変換する周波数特性変換手段と、
   前記周波数特性変換手段から得られるＯＦＤＭ信号に対して周波数方向のＳＰ補間処理を行うＳＰ周波数方向補間手段と、
   前記周波数方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号を複素除算することにより前記ＯＦＤＭ信号を補正する複素除算手段と、
   を有することを特徴とする測定装置。
2. 前記周波数特性変換手段は、前記時間方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号が階層毎に同一シンボル上でＳＰ信号の先頭シンボルの符号が同じであるか異なっているかを判定し、ＳＰ信号が非線形の周波数特性を持つときにはＳＰ信号が線形に連続する周波数特性を持つＯＦＤＭ信号に変換することを特徴とする、請求項１に記載の測定装置。
3. 前記周波数特性変換手段は、前記時間方向のＳＰ補間処理後のＯＦＤＭ信号におけるＳＰ信号の周波数特性を第１の周波数特性とし、前記第１の周波数特性を持つＳＰ信号の符号反転の可能性がある階層の有無と符号反転の周期性をＴＭＣＣ情報から判定し、符号反転の可能性があるとして判定した階層のＳＰ信号については、当該所定シンボル期間分にて、判定した周期性に従い符号反転しているＳＰシンボルを非符号反転のＳＰシンボルに正負符号を反転させた第２の周波数特性に変換し、前記第１及び第２の周波数特性を比較して、線形に連続する方の周波数特性を持つＯＦＤＭ信号を選択して前記ＳＰ周波数方向補間手段に出力することを特徴とする、請求項１又は２に記載の測定装置。
4. 前記周波数特性変換手段は、前記第１及び第２の周波数特性の各々について、キャリア方向に隣接するＳＰシンボル間の振幅距離の総和を算出し、前記第１及び第２の周波数特性のうち、振幅距離の総和の小さい方が線形に連続する周波数特性であると判定し、より線形に連続する周波数特性を持つＯＦＤＭ信号を選択して出力することを特徴とする、請求項３に記載の測定装置。
5. コンピュータを、請求項１から４のいずれか一項に記載の測定装置における前記信号解析手段として機能させるためのプログラム。

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