JP3566126B2

JP3566126B2 - 測定装置

Info

Publication number: JP3566126B2
Application number: JP08704799A
Authority: JP
Inventors: ニックヒル・エム・デシュパンド; カイル・エル・バーナード; マンキット・ヨー
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1999-03-29
Publication date: 2004-09-15
Anticipated expiration: 2019-03-29
Also published as: US6272172B1; DE19910902A1; JPH11331881A; DE19910902B4; KR19990078402A; KR100536931B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、デジタル・データを処理し表示する装置、特に、８−ＶＳＢデジタル・テレビジョン信号などのようにデジタル的に変調された（デジタル変調）無線周波数信号を処理して、かかるデジタル変調無線周波数信号のピーク対平均電力に関連した測定データを示す測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アメリカ合衆国連邦通信委員会（ＦｅｄｅｒａｌＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）は、アドバンスド・テレビジョン・システム・コミティー（ＡＳＴＣ）が制定したデジタル・テレビジョン・スタンダードを改訂した。このデジタル・テレビジョン・スタンダードは、６ＭＨｚのチャンネルにより高品質のビデオ・データ、オーディオ・データ及び補助データを伝送できるように立案されている。このスタンダードによるシステムは、高い信号対ノイズ比を保証して、６ＭＨｚ地上放送チャンネルにおける１９Ｍｂｐｓ以上のスループット（処理量）や、６ＭＨｚケーブル・テレビジョン・チャンネルにおける約３８Ｍｂｐｓのスループットを確実に実現できる。このスタンダードは、地上及びケーブルでのアプリケーション用に、チャンネル・コード化及び変調無線周波数（ＲＦ）伝送サブシステムについて規定している。変調には、デジタル・データ・ストリーム（デジタル・データの流れ）を用いて、伝送信号を変調している。変調サブシステムは、２つのモード、即ち、地上放送モード（８−ＶＳＢ）と、データ・レートのより高いモード（１６−ＶＳＢ）とを提示している。なお、ＶＳＢは、残留側波帯（ＶｅｓｔｉｇｉａｌＳｉｄｅＢａｎｄ）モードの略称である。
【０００３】
デジタル・テレビジョン・スタンダードを実施した変調技術は、ゼニス・コーポレーション（Ｚｅｎｉｔｈ，Ｃｏｒｐ．）が開発した残留側波帯変調を用いる。組み合わせた送信器及び受信機の全体的なシステム応答は、レイズド・コサイン（ｒａｉｓｅｄｃｏｓｉｎｅ）フィルタを用いて、内部シンボル緩衝を除去している。このシステム応答は、送信器及び受信機において、マッチしたルート・レイズト・コサイン（ｒｏｏｔｒａｉｓｅｄｃｏｓｉｎｅ）フィルタにより実現されている。入力デジタル・データ・ストリームをランダム化し、フォワード・エラー（ｆｏｒｗａｒｄｅｒｒｏｒ）補正（ＦＥＣ）を行い、インターリーブする。ランダム化し、ＦＥＣコード化し、インターリーブしたデータを、８レベル（３ビット）の１次元配列（ｃｏｎｓｔｅｌｌａｔｉｏｎ）として格子状（トレリス状）にコード化する。このトレリスコード化回路の出力は、エンコーダにより設定された−７から＋７までの８個の独立した奇数レベルの整数の１つであるシンボルと呼ばれる。信号対ノイズ比が低く、高次の多重経路の条件下で同期を助けるために、１．２５ユニットだけ同期パルス及びデータを含んだコンポジット信号の実チャンネル又はＩチャンネルをオフセットすることにより、キャリア周波数にて、セグメント同期及びフィルタ同期を１０．７６メガ・シンボル／秒の信号と共に小さなパイロット・トーンに付加する。送信器において、コンポジット信号は、ルート・レイズト・コサイン・フィルタを通過し、中間周波数キャリア信号を変調して、所望チャンネル周波数での伝送用に、その周波数を無線周波数（ＲＦ）に変換（アップコンバート）する。このオフセットにより、パイロット・トーンがＩチャンネル・キャリア周波数と同相になる。この代わりに、コンポジット信号がが、無線周波数キャリアを直接的に変調してもよい。
【０００４】
デジタル・テレビジョン信号スタンダードにおいて、デジタル・テレビジョン信号の平均電力は、場面の内容、動き及び他の変数から独立しており、測定に適する。しかし、デジタル変調技術の特性により、変遷（トラジェント）ピークが、伝送された信号内に存在し、ランダムであり、ｄＢで示す値により表す平均電力を超えた遷移がある時間の比率（パーセント）により統計的に表す必要がある。実験的なデジタル伝送システムにとって、遷移ピーク電力対平均ピーク電力の適切な比が、約６ｄＢである。これら平均電力及びピーク電力の間の６ｄＢのヘッドルームにより、遷移ピークは、約０．２４％の時間範囲内となる。これら遷移ピークは、出力装置の圧縮や伝送ラインでの電圧ブレークダウンなどの非線形考察にとって重要である。
【０００５】
１９９３年６月に発行されたＩＥＥＥ放送会報（ＴｒａｓａｃｔｉｏｎｓｏｆＢｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）の第３９巻第２号におけるグレイ・スグリグノリ（ＧｒａｙＳｇｒｉｇｎｏｌｉ）の論文「ベクトル・アナライザによるゼニス／ＡＴ＆ＴのＤＳＣ−ＨＤＴＶ信号のピーク／平均電力比の測定」には、デジタル・テレビジョン信号用のピーク対平均電力比（ピークと平均電力との比）の累積分布関数（ＣＤＦ）と、ヒューレット・パッカード（ＨＰ）社製８９４４０Ａ型ベクトル信号アナライザを用いてこの測定を行う過程とが記載されている。このＨＰ８９４４Ａ型ベクトル信号アナライザを用いて、ＨＤＴＶ信号を取込み処理して、ピーク対平均電力比の表示のＣＤＦを説明できる時間対電圧出力の表示を行なった。ＣＤＦ表示は、ベクトル・アナライザにおける常駐関数ではないので、常駐エディタ、デバッガ及びプログラム・ユーティリティを有する装置内に組み込まれたインストールメント・ベーシック・プログラム言語を用いて、ベクトル・アナライザをプログラムして、関連データを取込み且つ表示する必要があった。この測定機器をプログラムすることにより、この測定機器を初期化して、ディフォルト・パラメータをオン状態にすると共に、プロンプトを与えて、変調ＲＦ（無線周波数）又はＩＦ（中間周波数）のデータ信号の中心周波数を入力して、捕捉したデータ・ブロック（「ラン」）の数を特定して処理した。中心周波数の周囲を中央とする６．０ＭＨｚ帯域幅に設定された電力帯域マーカを用いて、ＨＤＴＶ電力包絡線（ｅｎｖｅｌｏｐｅ）の平均電力を求めた。信号が１００個のデータ・ブロックに対して平均化されたＲＭＳである場合において、長期間の測定が実行された。これら信号包絡線電力サンプルの時間サンプルを２０４８個のサンプル点のデータ・ブロックにわたって捕捉し、ピーク対平均電力のヒストグラムを作成した。単一掃引モードにおいて、測定機器は、ループで元に戻り、初めに特定した数のランを完了するまで、包絡線時間サンプルの他のブロックを取り込んだ。この論文の著者は、データを取込み表示するために、１００個のデータ・ブロックを用いたことを記述している。
【０００６】
ピーク対平均ヒストグラムをスケーリング（拡大縮小）し、積分してＣＤＦ表示を行った。この表示のＸ軸は、ｄＢによるピーク対平均電力比の代わりにμ秒による時間であり、Ｙ軸は、比率の代わりにＶｐｋによる電圧である。これは、スタンダードでない出力データを表示するためにベクトル信号アナライザのスクリーンを用いたためであった。この論文の著者は、データをフロッピー・ディスクに転送し、外部プロティング・ソフトウェアを用いることによって、ＣＤＦプロット（描画）をＹ軸の対数プロットに変換して、表示データを一層正確に表示できることを記述している。ＨＰユーティリティ・ソフトウェアを用いて、ＰＣ互換コンピュータ上で、ＣＤＦプロットをアスキー（ＡＳＣＩＩ）フォーマットに変換した。次に、その後の対数プロットのために、このデータを独立型（スタンドアロン）図形ソフトウェアに読み込んだ。Ｙ軸マーカをＶｐｋとしではなく比率として直接的に読み出し、μ秒ではなくｄＢとしてＸ軸マーカを直接的に読み出すと共に、３０を減算することにより、ベクトル信号アナライザ上での時間対電圧のプロットを解釈できた。
【０００７】
ヒューレット・パッカード社製ベクトル信号アナライザの最新型であるＨＰ８９４４１Ａ型では、ピーク対平均電力比のＣＤＦの表示を行うことなく、選択可能なピーク比率値をユーザに示し、ピーク対平均電力比をｄＢで読出した。この測定機器のフロント・パネルのボタンを用いて、ユーザは、メニューを呼び出して、９０％及び９９．９％の間の時間値のピーク比率を選択する。この測定機器は、ＨＤＴＶＲＦ信号を表すＩＦ信号を信号を取込み且つ処理すると共に、時間値の選択したピーク比率に対するピーク対平均電力比を読み出す。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述の測定機器を用いる際に、ユーザには、８−ＶＳＢ技術に技術的知識が要求される。この知識には、ピーク対平均電力比のＣＤＦプロットを、ピーク対平均電力比の理想的なＣＤＦプロットに関連付ける能力が必要であり、８−ＶＳＢ送信器を設定するための「動作点」又は「計画因子（ｐｌａｎｎｉｎｇｆａｃｔｏｒ）」に関連した知識を用いる。ユーザは、ピーク対平均電力比の理想的なＣＤＦプロットが何に似ているか、また、理想的なＣＤＦ曲線上の種々の点に対するＸ及びＹ軸が何かの知識も必要である。また、ユーザは、時間対電圧の表示を、ピーク対平均電力比のＣＤＦプロットに解釈する能力も持たなければならない。また、ピーク対平均電力のＣＤＦプロットを正確に発生するために、測定機器からＰＣにデータをダウンロードすると共に、付加的な処理を実行できることも、ユーザに必要である。最新の測定機器を用いて、ピーク対平均電力比のＣＤＦプロットを行うためには、利用可能なピーク比率値から一連のピーク比率値を手動で選択し、結果であるピーク対平均電力比の値を紙の上に手動でプロットすることが必要である。
【０００９】
よって、求められている測定取込み及び表示装置（測定装置）とは、８−ＶＳＢ地上放送信号の如くデジタル的に変調されたＲＦ信号、即ち、デジタル変調ＲＦ信号のピーク対平均電力比のＣＤＦの図形表現を発生し、それを表示することである。この際、８−ＶＳＢ地上放送信号のピーク対平均電力比の理想的ＣＤＦを図形で表現して、実際のピーク対平均電力比の測定と比較する。この測定取込み及び表示装置により、ユーザは、計画因子情報を入力し、ピーク対平均電力比測定のために取込み及び表示したＣＤＦに基づいたデータ・バックを受けることができる。さらに、この測定取込み及び表示装置は、ピーク対平均電力比値の総合範囲と、ピーク対平均電力比測定のＣＤＦに関連した時間値の比率にアクセスしなければならない。また、この測定取込み及び表示装置は、連続的なモニタ及び警報（アラーム）能力を提供しなければならない。
【００１０】
したがって、本発明の目的の１つは、実際のデジタル変調無線周波数信号及び理想的なデジタル変調無線周波数信号の両方のピーク対平均電力比測定曲線の累積分布関数（ＣＤＦ）を図形的に表示する測定装置にある。
【００１１】
本発明の他の目的は、選択可能な計画因子値を与えて、送信器がデジタル変調無線周波数信号を発生するように調整できる測定装置にある。
【００１２】
本発明の更に他の目的は、ピーク対平均電力比の値と、このピーク対平均電力比測定曲線の時間値の関連した比率を含んだ実際の及び理想的な統計的データ配列に計画因子値を関係づける数値を表示できる測定装置にある。
【００１３】
本発明の別の目的は、無線周波数信号のピーク対平均電力比が警報値を超えたときに警報信号を発生するように、選択的な警報値を提供できる測定装置にある。
【００１４】
本発明の更に別の目的は、デジタル変調（デジタル的に変調された）無線周波数信号の周波数スペクトラムを発生し且つ表示できる測定装置にある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
測定取込み及び表示装置である本発明の測定装置は、デジタル変調無線周波数信号を受け、このデジタル変調無線周波数信号からダウン・コンバートした（周波数を下げた）デジタル変調中間周波数信号を表すデジタル・データ値を発生するのに適する。本発明の装置は、プロセッサを含んでおり、このプロセッサは、デジタル・データ値を処理して、無線周波数信号を表す平均電力値を発生する。また、このプロセッサは、無線周波数信号の平均電力から外れた無線周波数信号のピーク電力レベルを表す第１組の値と、ピーク電力値がこの平均電力レベルから外れた時間の比率を表す第２組の値とを含み、ピーク対平均電力比の値の各々が時間値に関連した比率を有する第１の統計的配列を発生する。また、本発明の装置は、理想的な無線周波数信号の理想的なピーク対平均電力比の値を表す第１組の値と、この理想的なピーク対平均電力比の値に関連した時間の理想的な比率を表す第２組の値とを含み、対応する理想的デジタル変調無線周波数を表す第２の統計的配列を記憶したメモリを具えている。表示器は、ピーク対平均電力比の値と、第１及び第２の統計的配列の時間値の関連した比率を図形的に表示して、デジタル変調無線周波数信号及び対応する理想的デジタル変調無線周波数信号を示す。
【００１６】
本発明の装置には、計画因子機能（ｐｌａｎｎｉｎｇｆａｃｔｏｒｆｕｎｃｔｉｏｎ）がある。プロセッサは、計画因子値を表す変数値を受け、この計画因子値を理想的なピーク対平均電力比値の１つにマッチ（匹敵）させて、無線周波数信号の対応ピーク対平均電力比値を求める。このプロセッサは、理想的なピーク対平均電力比値に関連した時間値の理想的比率を、無線周波数信号のピーク対平均電力比値に関連した最も近い時間の比率にマッチさせて、無線周波数信号のピーク対平均電力比値を求める。このプロセッサは、理想的なピーク対平均電力比値と無線周波数信号のピーク対平均電力比値との間の差の値を計算する。そして、プロセッサは、この差の値を、計画因子値と、この計画因子値にマッチした理想的なピーク対平均電力比値に関連した時間値の理想的な比率と、表示器における時間値の理想的比率にマッチした無線周波数信号の対応ピーク対平均電力比値と共に数字として表示する。
【００１７】
本発明の装置は、計画因子値を時間値の比率に変更するように設定可能である。ここで、プロセッサは、時間計画因子値の比率を表す変数値を受け、時間計画因子値の比率を、時間値の理想的比率と、それに関連した理想的なピーク対平均電力レベル比値とにマッチさせて、無線周波数信号の対応するピーク対平均電力レベル比値を求める。このプロセッサは、時間値の理想的な比率を、無線周波数信号のピーク対平均電力比値に関連した最も近い時間値の比率にマッチさせる。このプロセッサは、理想的なピーク対平均電力比値と、無線周波数信号のピーク対平均電力比値との間の差の値を計算する。そして、プロセッサは、この差の値を、時間計画因子値の比率と、この計画因子値に相関した時間値の理想的な比率に関連した理想的なピーク対平均電力比値と、表示器における時間値の理想的比率にマッチした無線周波数信号の対応ピーク対平均電力比値と共に数字として表示する。
【００１８】
本発明の装置は、プロセッサが発生した互いに交差する垂直カーソル及び水平カーソルを有し、交差点の値が、計画因子値にマッチする理想的なピーク対平均電力比値に等しくなる。表示器は、交差する垂直カーソル及び水平カーソルを図形的に表示する。この交差点は、理想的なデジタル変調無線周波数信号の図形的表示の上に位置決めされ、この交差点の値が理想的なピーク対平均電力比値に等しい。プロセッサは、更に、交差する垂直カーソル及び水平カーソルを発生するが、その交差点値は、計画因子値にマッチする時間値の理想的な比率に等しい。表示器は、交差する垂直カーソル及び水平カーソルを図形的に表示する。その交差点は、理想的なデジタル変調無線周波数信号の図形表示上となり、この交差点値は、時間値の理想的な比率に等しい。
【００１９】
本発明の装置は、更に、警報限界を表す変数値を受け、計画要因値にマッチした理想的なピーク対平均電力比値に対応する無線周波数信号のピーク対平均電力比値が、この警報限界を超えたときに、警報信号を発生する。また、本発明の装置は、警報限界を表す変数値を受け、無線周波数信号のピーク対平均電力比値と、時間値の比率における理想的なピーク対平均電力比値との差の値が警報限界を超えたとき、警報信号を発生する。
【００２０】
また、本発明の装置は、デジタル・データ値を処理するプロセッサを含んでおり、デジタル変調無線周波数信号の周波数スペクトラムを表す周波数スペクトラム値を発生する。表示器は、デジタル変調無線周波数信号の周波数スペクトラムを表す周波数スペクトラム値の図形的表示を行う。
【００２１】
本発明の装置に用いるプロセッサは、ピーク対平均電力比値の図形表示と、デジタル変調無線周波数信号及び対応する理想的なデジタル変調無線周波数信号を表す第１及び第２統計的配列の時間値の関連した比率とを表す第１の値と；デジタル変調無線周波数信号の周波数スペクトラム値の図形表示を表す第２の底値とを受ける。そして、このプロセッサは、表示器上に、ピーク対平均電力比値と、デジタル変調無線周波数信号及び対応する理想的なデジタル変調無線周波数信号を表す第１及び第２統計的配列の時間値の関連した比率の図形表示と；デジタル変調無線周波数信号の周波数スペクトラム値の図形表示とを選択的に表示する。
【００２２】
本発明の目的、利点及び新規な特徴は、添付図を参照した以下の説明から更に明らかになろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明による測定取込み及び表示システムである測定装置１０の代表的なブロック図であり、取込み処理したデジタル変調無線周波数（ＲＦ）信号のデジタル・データ値を表示する。測定装置１０は、ハードウェアのフロント・エンド（前処理回路）１２を含んでおり、このフロント・エンド１２は、デジタル変調ＲＦ入力信号１４を受ける。ハードウェアのダウン・コンバータ１６は、一般に中間周波数（ＩＦ）信号経路内に１個以上のミキサを含んでおり、ＲＦ信号１４をデジタル変調ＩＦ信号にダウン・コンバートする（周波数を下げる）。なお、各ミキサは、局部発振器により駆動される。アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１８は、デジタル変調ＩＦ信号を受け、この信号をデジタル・データ値に変換して、メモリ２０に蓄積する。メモリ２０は、ＲＡＭ、ＲＯＭとキャッシュ・メモリとの両方を具えている。ＲＡＭは、ＩＦ信号などを表すデータ値の如き揮発性データを蓄積する。ＲＯＭは、測定装置１０が使用するプログラム制御命令や、定数データ値の如き非揮発性データを蓄積する。キャッシュ・メモリは、中間的なマイクロプロセッサ・アクセス用のデータを蓄積する。
【００２４】
データ及び制御バス２２は、メモリ２０を制御器２４に結合する。この制御器２４は、例えば、アメリカ合衆国カリフォルニア州サンタ・クララのインテル・コーポレーションが製造販売しているペンティアム・マイクロプロセッサである。データ及び制御バス２２は、更に、フロント・エンド・ハードウェア１２、表示器２６及びフロント・パネル２８にも結合されている。表示器２６は、例えば、液晶表示器や陰極線管などであり、フロント・パネル２８は、このフロント・パネルに直接的に取り付けられたボタン、ノブ、スイッチなどの入力装置や、マウス３０及びキーボード３２に接続されている。表示器２６にタッチ・スクリーンを設けて、本発明を実施するための入力装置手段としてもよい。ソフトウェア復調器３４は、バス２２に接続されていると共に、メモリ２０にも結合されている。ソフトウェア復調器３４は、ＲＯＭ２０に蓄積された処理ルーチンを用いて、制御器２４が果たす種々の処理を実行する。メモリ２０及びソフトウェア復調器３４の間を接続するデータ経路は、メモリ２０からソフトウェア復調器３４へのデータの動きと、その逆の動きを示している。本発明の好適実施例における測定装置１０は、アメリカ合衆国ワシントン州レッドモノンドのマイクロソフト・コーポレーション製ウインドウズ９５オペレーティング・システムで制御されるＰＣ（パーソナル・コンピュータ）ベースのシステムであり、制御及び指示に対して標準のユーザ・インタフェース機構を用いている。制御器には、表示ボタン、タブ・ページ、スピン・ボックスなどがある。指示器には、状態バー・ヘルプ、タイム・スタンプ・リードアウト、図形表示領域などがある。静的テキスト領域は、システム設計者が定めた表示領域であり、ユーザが変更できない。アメリカ合衆国テキサス州ケイラーのギガソフト・インコーポレイテッド製プロエッセンシャル図形表示ソフトウェアの如き図形プロット・ソフトウェアを用いて、ピーク対平均電力比配列データ及び周波数スペクトラム・データの累積分布関数（ＣＤＦ）を表す図形を発生する。
【００２５】
以下、本発明を８−ＶＳＢデジタル変調ＲＦ信号に関連させて説明する。本発明の要旨を逸脱することなく他のデジタル変調ＲＦ信号１４を本発明に対して用いてもよいことが理解できよう。８−ＶＳＢＲＦ信号は、１０．７６Ｍシンボル／秒の範囲内でのシンボル周波数にてＲＦキャリアを変調するデータ・シンボルを有する。測定装置１０の好適実施例において、ＩＦキャリア信号をシンボル周波数の整数倍（１倍以上）にロックする。例えば、整数倍数を１に設定した場合、ＩＦキャリアは、シンボル周波数と同じである。Ａ／Ｄ変換器１８は、ＩＦキャリアの整数倍でクロックされるが、この場合の整数倍数は、１以上である。特に、Ａ／Ｄ変換器１８は、ＩＦキャリアの４倍で、デジタル変調中間周波数信号をサンプリングする。各８−ＶＳＢシンボルに対して、４個のデジタル・データ・サンプルが発生する。約１６０００個のデジタル・データ値の範囲内でのデータ・ブロックを取込み且つ蓄積して、デジタル変調ＲＦ信号１４のピーク対平均電力比の図形的なＣＤＦ表示を行う。約４０００個のデジタル・データ値の範囲内で含むデータ・ブロックのサブセットを用いて、デジタル変調ＲＦ信号１４の周波数スペクトラム図形表示を行う。測定装置１０は、連続取込み及び表示モードで動作して、デジタル・データ値のブロックを取込み且つ処理して、その結果を各取込みの前に表示器２６に表示する。
【００２６】
図２は、本発明で用いる表示器２６上に示された代表的な表示４０である。この表示４０は、スタンダード・ユーザ・インタフェース機構を用いて、ウインドウズ９５表示フォーマットで構成されている。表示４０は、ピーク対平均電力比データ及び周波数スペクトラム・データの実際及び理想的なＣＤＦを図形的に表す図形表示領域４２を含んでいる。選択可能な「ターゲット動作点（ＴａｒｇｅｔＯｐｅｒａｔｉｎｇＰｏｉｎｔ）」の静的テキスト表示４４により、ユーザは、上昇及び下降矢印ボタン４８を有するスピン・ボックス４６を用いて「計画因子（ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ）」値を選択できる。この「ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ」値は、静的テキスト表示４４内に示す如き「時間の比率（％ｏｆＴｉｍｅ）」により定義してもよいし、他の静的テキスト表示５０を表す点線ボックス内に示すようにｄＢで定義してもよい。任意の時点において、「ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ」表示の一方又は他方が「ＴａｒｇｅｔＯｐｅｒａｔｉｎｇＰｏｉｎｔ」静的テキスト表示４４内に表示される点に留意されたい。他の静的テキスト表示５２は、「ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ」値に関連して発生したＲＦ信号のピーク対平均電力比データ用の「ピーク対平均（ＰｅａｋｔｏＡｖｅｒａｇｅ）」値を示している。別の静的表示５４は、実際の及び理想的なピーク対平均電力比データの複数の対応するピーク対平均電力比値の間の計算した差である「実際対理想の差（Ａｃｔｕａｌ−ｔｏ−ＩｄｅａｌＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）」値を示している。設定（Ｓｅｔｕｐ）ボタン５６を設けて、ページ表示のタブの付いた設定を行う。「押してランさせる（ＰｕｓｈｔｏＲｕｎ）」ボタン５８は、ピーク対平均電力比データの取込み及び表示を開始及び停止させる。スピン・ボックス６０及びボタン６２を用いて、ピーク対平均電力比データ用の種々のスムージング（Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）レベルを選択する。ピーク対平均（ＰｅａｋｔｏＡｖｅｒａｇｅ）タブ６４及びチャンネル・スペクトラム（ＣｈａｎｎｅｌＳｐｅｃｔｒｕｍ）タブ６６は、夫々ピーク対平均電力比データ及び周波数スペクトラム・データの実際の及び理想的なＣＤＦを図形的に表すために、図形表示４２を変更する。
【００２７】
図３は、「測定（Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）」と呼ばれる第１設定タブ・ページ表示７０を示す。「Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ」設定タブ・ページ表示７０は、「時間の比率にて（ｉｎ％ｏｆＴｉｍｅ）」静的テキスト表示７４及び「ｄＢ（計画因子）にて（ｉｎｄＢ（ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ）」静的テキスト表示７６を有する「ターゲット動作点の設定（ＳｅｔＴａｒｇｅｔＯｐｅｒａｔｉｎｇＰｏｉｎｔ）」静的テキスト表示７２を含んでいる。静的テキスト表示７４及び７６の各々に関連したオプションのボタン制御があり、これらを７８及び８０で示す。よって、ユーザは、スピン・ボックス４４と共に、「ｉｎ％ｏｆＴｉｍｅ」又は「ｄＢ（ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ）」を表示する関連した「ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ」静的テキスト表示を設定できる。「限界（Ｌｉｍｉｔｓ）」タブをマウス３０でクリックするか、又は表示器２６のスクリーンにタッチすると、図４に示すように「Ｌｉｍｉｔｓ」とタブの付いたページ表示８４に入る。「Ｌｉｍｉｔｓ」タブのページ８４は、「ピーク対平均（ＰｅａｋｔｏＡｖｅｒａｇｅ）」限界テキスト８８及び「実際対理想の差（Ａｃｔｕａｌ−ｔｏ−ＩｄｅａｌＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）」限界テキスト９０の如き利用可能な限界試験のテキスト・リストを有する静的テキスト表示領域８６を含んでいる。各限界テキストに関連して、チェック・ボックス９２及び９４をクリックするかタッチして、特定の限界テキストをオン又はオフに設定する。また、警報限界値を設定するために、セル９６及び９８も各限界テキストに関連している。セル１００は、「ＰｅａｋｔｏＡｖｅｒａｇｅ」及び「Ａｃｔｕａｌ−ｔｏ−ＩｄｅａｌＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅ」限界用にｄＢの如き警報限界値の単位を示す静的テキスト表示である。「システム（Ｓｙｓｔｅｍ）」タブ上で、マウス３０でクリックするか又は表示器２６のスクリーンをタッチすると、図５に示すように「Ｓｙｓｔｅｍ」タブのページ表示１０２に入る。この「Ｓｙｓｔｅｍ」タブ・ページ１０２は、スピン・ボックス１０６及び関連した上昇／下降ボタン１０８を有する「測定機器同調（ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＴｕｎｉｎｇ）」の静的テキスト表示領域１０４を含んでおり、フロント・エンド・ハードウェア１２内のダウン・コンバータ１６を用いて測定装置を同調するチャンネル周波数を設定する。他の静的テキスト表示領域「結果データベース・ファイル（ＲｅｓｕｌｔｓＤａｔａｂａｓｅＦｉｌｅ）」１１０は、ファイル・ボタン１１２及び１１４を含んでおり、標準形式のウインドウズ９５のオープン・ウインドウを開いて、夫々ファイルを変更するか又は新たなファイルを作成する。新たなファイルを作成するか又は変更すると、「ＲｅｓｕｌｔｓＤａｔａｂａｓｅＦｉｌｅ」静的テキスト表示領域１１０内のファイル情報が更新される。「ＲｅｓｕｌｔｓＤａｔａｂａｓｅＦｉｌｅ」静的テキスト表示領域１１０内に「ノート（Ｎｏｔｅｓ）」編集可能テキスト・ボックス１１６を設けて、ユーザが情報を入力できるようにする。
【００２８】
本発明の測定装置１０は、理想的なＲＦ送信器信号及び実際のＲＦ送信器信号のピーク対平均電力比のＣＤＦプロットと共に、実際のＲＦ送信器信号の周波数スペクトラム・プロットを図形的に表示する。図６のブロック図で示すデジタル変調ＩＦ発生器１３０を用いて、理想的な送信器信号を表すピーク対平均電力比のＣＤＦプロットを行うデータを発生する。乱数（ランダム数）発生器１３２は、格子状符号器（ｔｒｅｌｌｉｓｃｏｄｅｒ）１３４により符号化されたトレリス（格子）であり、均一に分布した乱数を発生する。加算器１３６は、パイロット信号をトレリス・コード化値に加算して、ルート・レイズド（ｒｏｏｔｒａｉｓｅｄ）コサイン・フィルタ１３８に供給する。周波数変調器１４０及び１４２は、フィルタ１３８のＩ及びＱ周波数により、同じ周波数で９０度位相のずれた２つのＩＦ信号（Ｉチャンネル及びＱチャンネル）を夫々変調する。変調器１４０及び１４２からの９０度位相のずれた２つのデジタル変調ＩＦ信号を加算器１４４で加算して、理想的ＲＦ送信器信号を表すＩＦ信号を発生する。５００，０００個のランダム値を発生して、デジタル変調ＩＦ発生器１３０に供給する。デジタル変調ＩＦ発生器１３０の出力信号をアナログ・デジタル変換器（図示せず）によりデジタル化し、処理して、理想的な無線周波数信号の理想的な平均電力レベルから偏った（外れた）理想的な無線周波数信号の理想的なピーク電力レベルを表す第１組の値と、理想的なピーク電力レベルが理想的な平均電力レベルから偏った時間の理想的な比率を表す第２組の値とを発生する。理想的なピーク対平均電力比値の各々は、時間値の関連した理想的な比率を有する。これら経験的（実験的）に求めた値を、メモリ２０のＲＯＭ内の理想的なピーク対平均電力比配列（アレイ）内に蓄積する。また、これら経験的に求めた値を後からメモリ２０に転送するために、取り外し可能なフロッピー・ディスクや、ハード・ドライブ（ハード・ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭなどに蓄積してもよい。さらに、これら経験的に求めたデータを、ＲＳ２３２、ＧＰＩＢ、ラン・ネットワーク、無線リンクなどのデータ転送線を介して、外部データ源からメモリ２０にダウン・ロードしてもよい。代わりに、理想的なピーク対平均電力比配列データを数学的に求めて、メモリ２０に蓄積してもよい。
【００２９】
上述の如く、約１６，０００個のデジタル・データ値を取り込んで、ピーク対平均電力比データのＣＤＦ及びデジタル変調ＲＦ信号の周波数スペクトラム・データを発生する。ＲＦ信号のピーク対平均電力比を表す第１組の値を記憶したメモリ２０内に、ピーク対平均電力比配列を制定する。第２組の値は、ＲＦ信号の各ピーク対平均電力比値の時間の比率を表し、各ピーク対平均電力比値が時間値の関連した比率を有する。デジタル・データ値の各々の２乗を加算し、この加算結果をデジタル・データ値の数で割り算して、ＲＦ信号の平均電力レベルを求める。この結果の平均値を対数にし、線形平均電力をデシベル（ｄＢ）に変換する。
【００３０】
ピーク対平均電力比値を発生するには、先ず、カウンタの配列を確立するが、各カウンタが割り当てられたデシベル値を有する。本発明の好適実施例において、この配列が、ｄＢ範囲を０．１ｄＢから１０ｄＢに変換するが、各カウンタは、前のカウンタのアタックよりも０．０１ｄＢだけ大きい値に割り当てられている。デジタル・データ値をシンボル周波数の４倍で取り込むので、４個のデジタル・データ値を処理して、各シンボル点の包絡線電力（ピーク電力レベル）を求める。第１組としての約１６，０００個のデジタル・データ値のブロックにおける最初の４個のデジタル・データ値から、連続的な処理を開始する。この組の４個のデジタル・データ値を二乗し、加算し、４で割り算して、この組の第１点の包絡線電力を求める。この包絡線電力を包絡線電力値の配列内に蓄積する。この組を１つのデジタル・データ値とし、次の組の４個の値を二乗し、加算し、４で割り算して、デジタル・データのブロック内の第２デジタル・データ値の包絡線電力を発生する。この値を包絡線電力配列内に蓄積し、デジタル・データのブロックに対してこの連続処理を持続して、各デジタル・データ値の包絡線電力値を発生する。配列内の包絡線電力値を対数にし、線形包絡線電力値をデシベルに変換する。配列内の包絡線電力値の各々から平均電力を減算して、各包絡線電力値に対して、差の値を求める。なお、各差の値は、この差値がゼロよりも大きい場合に、カウンタ配列内の適切なカウンタを増分させる。各カウンタの計数値を、デジタル・データのブロック内のデジタル・データ値の総数で割り算し、各結果値を１００と掛け算して、各カウンタに対する時間の比率を発生する。これらカウンタのｄＢ値を第１組の値としてピーク対平均電力比配列内に蓄積すると共に、これらカウンタに対して求めた時間値の比率を第２組の値としてピーク対平均電力比配列内に蓄積する。
【００３１】
デジタル・データのブロック内のデジタル・データ値の約４０００個を用いて、表示器２６上に表示するスペクトラム・チャンネル用の周波数スペクトラム・データを発生する。高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を時間領域データに適用して、メモリ２０に蓄積する周波数スペクトラム・データを発生する。
【００３２】
本発明の測定装置１０は、表示器２６上に先ず主表示を行う。この主表示には、種々の測定を表すボタン・アイコンや、測定装置１０を用いて行う表示がある。これら測定の１つは、ピーク対平均電力比測定である。表示器２６上のピーク対平均電力比ボタン・アイコンをタッチするか、又はこのボタンをマウス３０でクリックすると、取込みが自動的に開始し、ピーク対平均電力比データのＣＤＦを表示する。これら取込み及び表示処理期間中の任意の時点で、設定（Ｓｅｔｕｐ）ボタン５６により、設定タブ・ページに入れる。図３に示すように、「Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ」タブ・ページにより、ユーザは、適切なオプション・ボタン７８及び８０上をタッチするか、マウス３０をクリックして、「ＴａｒｇｅｔＯｐｅｒａｔｉｎｇＰｏｉｎｔ」で、「％ｏｆＴｉｍｅ」又は「ｉｎｄＢ（ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ）」を設定できる。適切な「ＴａｒｇｅｔＯｐｅｒａｔｉｎｇＰｏｉｎｔ」静的テキスト表示４４又は５０が表示４０内に存在し、スピン・ボックス４６がｄＢ値又は時間値の比率を表示するように構成されている。上昇／下降矢印ボタン４８をタッチするか又はクリックして、「ＴａｒｇｅｔＯｐｅｒａｔｉｎｇＰｏｉｎｔ」を設定する。
【００３３】
図２の図形表示４２は、理想的な送信器信号１２０のピーク対平均電力比データのＣＤＦプロットと、被測定デジタル変調ＲＦ送信器信号１２２のピーク対平均電力比配列データのＣＤＦプロットとを含んでいる。可変垂直及び水平クロスヘア（十字）カーソル１２４及び１２６は、交差しており、スピン・ボックス４４に関連した上昇及び下降ボタン４８を用いて増加又は減少する「ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ」値に応答して、理想的なピーク対平均電力比プロット１２２に沿って移動可能である。垂直クロスヘア・カーソル１２４は、ピーク対平均（ＰｅａｋｔｏＡｖｅｒａｇｅ）電力比のＸ軸に沿って移動し、水平クロスヘア・カーソル１２６は、時間の比率（％ｏｆＴｉｍｅ）のＹ軸に沿って移動する。図２の表示において、スピン・ボックス４６に示すように、「ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ」が０．２３０％の時間に設定されている。制御器２４は、「ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ」値にマッチする時間値に最も近いの理想的な比率に対する理想的な配列を検索し、Ｙ軸の０．２３０％の時間に対応する理想的なピーク対平均電力比プロット１２２上に、クロスヘア・カーソル１２４及び１２６を位置決めする。理想的配列内の時間値の理想的比率に対応する理想的なピーク対平均電力比は、６．０ｄＢであり、Ｘ軸上で垂直クロスヘア・カーソル１２４の位置に対応する。水平クロスヘア・カーソル１２６は、ＲＦ送信器信号１２２のピーク対平均電力比配列データのＣＤＦプロットと交差するが、交差点は、０．２３０％の「ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ」値におけるＲＦ送信器信号ピーク対平均電力比値である。制御器２４は、０．０２３％の「ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ」値にマッチする時間値の最も近い比率に対して、ＲＦ送信器信号配列を検索し、ＲＦ送信器信号ピーク対平均電力比値として、関連したピーク対平均電力比値を用いる。この値を、「ピーク対平均（ＰｅａｋｔｏＡｖｅｒａｇｅ）」静的表示領域５２に５．０ｄＢとして表示する。制御器２４は、ＲＦ送信器信号のピーク対平均電力比値と理想的な送信器信号との間の差を計算し、この差の値を「実際的対理想的の差（Ａｃｔｕａｌ−ｔｏ−ＩｄｅａｌＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ）」静的表示領域５４内に１．０ｄＢとして表示する。「ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ」値がｄＢで表されるとき、制御器２４は、この「ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ」にマッチする理想的なピーク対平均電力比用の理想的な配列を検索する。関連した理想的な時間値の比率を用いて、時間値の理想的な比率にマッチする最も近い時間値の比率に対するＲＦ送信信号配列を検索する。時間値のＲＦ送信器信号比率に関連したＲＦ送信器信号ピーク対平均電力比値を、「ＰｅａｋｔｏＡｖｅｒａｇｅ」静的表示領域５６内に表示する。「ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ」値がスピン・ボックス４４内で変化すると、「ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ」に関連した「％ｏｆＴｉｍｅ」値が、ＲＦ送信器信号の「ＰｅａｋｔｏＡｖｅｒａｇｅ」値と、ＲＦ送信器信号及び理想的な送信器信号の間の「Ａｃｔｕａｌ−ｔｏ−ＩｄｅａｌＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ」値と共に変化する。
【００３４】
ＲＦ送信器信号のピーク対平均電力比配列データの理想的及び実際的なＣＤＦの両方を図形的に表示することにより、従来設計の測定機器を大幅に改善できる。送信器の操作者は、ピーク対平均電力比の理想的なＣＤＦプロットをピーク対平均電力比の実際のＲＦ送信器信号ＣＤＦプロットと比較することにより、送信器信号が適切に同調されているかを迅速に判断できる。例えば、点線のプロット線で示すように、ピーク対平均電力比のＲＦ送信器ＣＤＦプロットは、この送信器が圧縮で動作し、同調を必要としていることを示す。ピーク対平均電力比の実際のＲＦ送信器信号ＣＤＦプロットとピーク対平均電力比の理想的なＣＤＦプロットとの比較を行う能力がなくても、操作者は、何が理想的なプロットに似ているかを知る必要があると共に、実際のプロット対理想的なプロットの関係を視覚化する必要があり、実際のプロットとの比較のために理想的プロットの物理的コピーを準備する必要がある。他の改良点は、マウス３０を用いてチャンネル・スペクトラム（ＣｈａｎｎｅｌＳｐｅｃｔｒｕｍ）タブ６６をクリックするか、又は表示器２６をタッチすることにより、ピーク対平均電力比表示のＣＤＦプロットと、チャンネル周波数の周波数スペクトラム表示との間で切り替えができることである。図７に示すように、図形表示４２は、チャンネル周波数スペクトラム表示１３０に変化する。このチャンネル周波数スペクトラムを表示に直ちに利用できるようにすると、操作者は、周波数スペクトラム包絡線を基にして送信器を調整可能にできると共に、「ＰｅａｋｔｏＡｖｅｒａｇｅ」タブ６４をクリックするかタッチすることによりピーク対平均電力比表示に直ちに戻すように切り替えをでき、ＲＦ送信器信号のピーク対平均電力比に対するこれら調整の効果を見ることができる。
【００３５】
既存の送信器ＲＦ信号測定機器に対する本発明の測定装置の更なる改良点は、「限界テスト（ＬｉｍｉｔＴｅｓｔ）」に設定できることである。このテストは、「ＰｏｗｅｒｔｏＡｖｅｒａｇｅ」値又は「ＡｃｔｕａｌｔｏＩｄｅａｌＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅ」値を基にして警報信号を発生する。図４に示すように、「ＰｅａｋｔｏＡｖｅｒａｇｅ」又は「Ａｃｔｕａｌ−ｔｏ−ＩｄｅａｌＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅ」のいずれかにおいて、チェック・ボックス９２及び９４をクリックすることにより、「限界テスト（ＬｉｍｉｔＴｅｓｔ）」を設定してもよい。各「限界テスト」は、操作者が設定可能な「警戒（Ｃａｕｔｉｏｎ）」値９６及び「警報（Ａｌａｒｍ）」値９８を有する。各警報が活性化されると、「Ａ」又は他の図形的指示の如き警報指示が「Ａｃｔｕａｌ−ｔｏ−ＩｄｅａｌＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅ」及び「ＰｅａｋｔｏＡｖｅｒａｇｅ」の静的表示領域５４及び５６に加えられる。「ＴａｒｇｅｔＯｐｅｒａｔｉｎｇＰｏｉｎｔ」にてＲＦ送信器信号のピーク対平均電力比のＣＤＦが警報限界値を超すと、本発明の装置は、警報信号を開始する。
【００３６】
本発明の測定装置（測定取込み及び表示装置）を上述したが、ここでは、ＲＦ送信器信号のピーク対平均電力比データのＣＤＦプロットを発生し、このデータを、ＲＦ送信器信号のピーク対平均電力比データの理想的なＣＤＦプロットと共に表示器上に図形的に表す。プロセッサは、「ＰｌａｎｎｉｎｇＦａｃｔｏｒ」値を受け入れ、この値を用いて、理想的なピーク対平均電力比値と比較しながらＲＦ送信器信号のピーク対平均電力比値を求め、表示する。また、プロセッサは、ＲＦ送信器信号と理想的なＲＦ送信器信号とのピーク対平均電力比値の間の実際対理想の差の値を計算し、表示する。また、プロセッサは、警報値を受けて、ピーク対平均電力比、又は実際及び理想の差の値が警報限界よりも大きいときに、警報信号を発生する。
【００３７】
本発明の好適実施例について説明したが、当業者には、本発明の要旨を逸脱することなく、上述の実施例の細部において種々の変形変更をできることが理解できよう。
【００３８】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、実際のデジタル変調無線周波数信号及び理想的なデジタル変調無線周波数信号の両方のピークと平均電力との比の測定曲線の累積分布関数（ＣＤＦ）を図形的に表示できる。また、選択可能な計画因子値を与えて、送信器がデジタル変調無線周波数信号を発生するように調整できるし、ピーク対平均電力比の値と、このピーク対平均電力比測定曲線の時間値の関連した比率を含んだ実際の及び理想的な統計的データ配列に計画因子値を関係づける数値を表示できる。さらに、無線周波数信号のピーク対平均電力比が警報値を超えたときに警報信号を発生できるし、デジタル変調無線周波数信号の周波数スペクトラムを発生し且つ表示することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により累積分布関数ピーク対平均電力比測定を表示する測定装置の代表的ブロック図である。
【図２】本発明による測定装置における表示器に表示された代表的な表示を示す図である。
【図３】本発明による測定装置において、「測定」タブの付いたページの表示を示す図である。
【図４】本発明による測定装置において、「限界」タブの付いたページの表示を示す図である。
【図５】本発明による測定装置において、「システム」タブの付いたページの表示を示す図である。
【図６】理想的なデジタル変調ＩＦ信号を発生して、本発明による測定装置に用いる理想的なピーク対平均電力比値及び時間値の比率を発生するためのデジタル変調ＩＦ信号発生器のブロック図である。
【図７】本発明による測定装置における表示器のチャンネル・スペクトラム表示を示す図である。
【符号の説明】
１０測定装置
１２フロント・エンド
１６ダウン・コンバータ
１８Ａ／Ｄ変換器
２０メモリ
２４制御器（プロセッサ）
２６表示器
２８フロント・パネル
３４ソフトウェア復調器

Claims

デジタル変調無線周波数信号を受け、該デジタル変調無線周波数信号から変換されたデジタル変調中間周波数信号を表すデジタル・データ値を発生する測定用取込み表示装置であって、
上記デジタル・データ値を処理して、上記デジタル変調無線周波数信号を表す平均電力レベル値を発生すると共に、上記デジタル変調無線周波数信号のピーク電力レベルと上記平均電力レベルの差を表す第１組の値と、ピーク対平均電力比の値夫々について上記ピーク電力レベルが上記平均電力レベルと異なっている時間の比率を表す第２組とを含む第１の統計的配列を発生するプロセッサと、
理想的なピーク対平均電力比の値を表す第１組の値と、上記理想的なピーク対平均電力比の値に関連した理想的な時間の比率を表す第２組の値とを含み、対応する理想的デジタル変調無線周波数を表す第２の統計的配列を記憶したメモリと、
上記デジタル変調無線周波数信号及び上記対応する理想的デジタル変調無線周波数信号を表す上記第１及び第２の統計的配列の上記ピーク対平均電力比の値と関連する上記時間の比率を図形的に表示する表示器と
を具えた測定装置。