JP5164807B2

JP5164807B2 - 信号解析装置

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Publication number: JP5164807B2
Application number: JP2008292731A
Authority: JP
Inventors: 将実花立; 直博渡邉
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2008-11-14
Filing date: 2008-11-14
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2028-11-14
Also published as: JP2010119065A

Description

本発明は、３ＧＰＰ（ＴｈｉｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）から提案されている無線デジタル通信システムにおいて、所定の伝送フォーマットで構成されるフレーム列を含む変調データで変調されたデジタル信号を解析する信号解析装置に関する。特に、直交周波数分割多重通信システム、言い換えればＯＦＤＭＡ技術（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）を使った通信システムにおいて、受けたデジタル信号の、時間的にホップ上に変化する、サブキャリアの周波数帯域又は／及び変調方式等を含む変調状態、及びそのときときのパワーやＥＶＭ（ＥｒｒｏｒＶｅｃｔｏｒＭａｇｎｉｔｕｄｅ）等の特性を時間経過に応じて視認可能に表示する技術に係る。

例えば、ＬＴＥ（ＬｏｎｇＴｅｒｍＥｖｏｌｕｔｉｏｎ）とも呼ばれ、直交周波数分割多元接続（以下、「ＯＦＤＭＡ」と言うことがある。）技術を使ってデジタル通信を実現する計画が進行している。そして、このようなシステムで基地局、移動局（いわゆる移動体端末）等の通信局で交わされるデジタル通信信号の解析、試験が要求されている。

デジタル通信信号における信号解析は、デジタル通信信号の品質の評価、伝搬特性の評価、或いは上記のようにデバイス等を経由した変調信号を解析することにより、通信局、それに使用されるデバイス等を評価するのに用いられる。変調信号を解析する技術としては、変調信号の特徴的性質の変化を評価する技術、及び理想的な信号との対比で評価する等の技術がある。

例えば、デジタル通信信号を受けて、その特性を測定して、時間経過に応じて変化する特性を表示する装置がある（特許文献１）。この特許文献１の技術は、デジタル変調方式の信号を基に、伝搬特性、例えば、伝達関数や、遅延プロファイルを算出し、それらが時間的にどのように変化するかを、色、又は輝度で識別して視認可能に表示している。

特開２００８−４２６６８号公報

ところで、上記のようなＬＴＥシステムでは、単位周波数帯域幅ΔＦ（例えば、ΔＦ＝１２のサブキャリアの周波数範囲、及び単位時間幅（例えば、ΔＴ＝０．５ｍｓ＝１スロット＝７のシンボル数）のデータ束を１つのリソースブロック（以下、単に「ＲＢ」と言う。）とし、そのＲＢ単位で形成される、単位時間幅ΔＴと周波数帯域幅ｎΔＦ（ｎは１から始まる整数）からなるブロック（以下、「カレントブロック」と言う。ｎ＝１の場合は、カレントブロック＝ＲＢとなる。）を、時間経過と共に、周波数―時間領域にて、デジタル通信信号をホッピング状に変化させて伝送している。言い換えれば、単位時間幅ΔＴ毎に、周波数帯域がＦ〜Ｆ＋ｎΔＦ（カレントブロックの周波数範囲）の周波数Ｆと帯域幅の大きさを示すｎの値が変化する。ただし、周波数Ｆは、単位時間幅ΔＴの２倍（２スロット）毎に変わる可能性がある。

また、単位時間幅ΔＴ毎に周波数の外にも、変調方式、伝送レート、パワー等の伝送条件を規定（これらを纏めて「伝送情報」と言う。）して伝送している。これらの伝送情報の変更は、伝搬状況に応じて伝送品質を確保するために局側からコントロールされて行われる。

そこで、デジタル通信信号の特性を測定する際にも、測定時点の伝送情報がどのように変化しているときのものかを示して欲しいという要求がある。

なお、上記の伝送情報の一部は、デジタル通信信号を規定するデータフォーマットに組み込まれている。以下、そのデータフォーマットについて説明しておく。デジタル信号は、図６に示すようなデータフォーマットで伝送される。図６で１フレームは１０ｍｓ（ｍ秒）で、１０個のサブフレームで構成されている。その中にＰ−ＳＳ（第１の同期信号）やＳ−ＳＳ（第２の同期信号）を含むサブフレームが０番目と５番目に存在する。各サブフレームは、複数のリソースブロックＲＢ（以下、単に「ＲＢ」と言う。）で構成されている。各ＲＢは、図６（ｂ）に示すように時間軸方向に１スロットで構成され、１スロットは、時間軸に沿って７個のシンボルデータで構成される。１ＲＢの縦軸は、図６（ｂ）に示すようによう１２サブキャリアで構成されている。サブキャリアは１５ｋＨｚ間隔に設定されている。そして、ＲＢには、図６（ｂ）及び（ｃ）の模様で示すように各シンボルに搭載されるデータが決められている。図６（ｂ）及び（ｃ）で、Ｐ−ＳＳ（Ｐｒｉｍａｒｙｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌ）、Ｓ−ＳＳ（ＳｅｃｏｎｄａｒｙｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎＳｉｇｎａｌ）は、デジタル信号を同期して送受するのに用いられる第１の同期信号、第２の同期信号である。ＰＢＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＢｒｏａｄｃａｓｔＣｈａｎｎｅｌ）、ＰＤＣＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＤｏｗｎｌｉｎｋＣｏｎｔｒｏｌＣｈａｎｎｅｌ）、ＰＤＳＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＤｏｗｎｌｉｎｋＳｈａｒｅｄＣｈａｎｎｅｌ）、及びＲＳ（ＲｅｆｅｒｅｎｃｅＳｉｇｎａｌ）がある。中でも、ＰＤＣＣＨは、ＰＤＳＣＨの変調方式（例えば、ＱＰＳＫ変調、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等）、及びＲＢを制御するコントロール情報が含まれている。ＰＤＳＣＨには、ユーザのデータが含まれており、ＰＤＣＣＨで制御された変調方式で変調されている。なお、変調方式が変わるのは、その時の伝搬状況等により伝送品質を確保するためである。ＲＳは、基準信号とも言われ、無線端末（移動局）側の受信装置が復調する際の基準信号として使用されたり、伝搬路の等化（イコライゼーション）に使用されたりするものである。

本発明の目的は、受信したデジタル信号のデータフォーマットを利用して、経過時間に対して伝送情報がどのように変化しているかを、３次元座表上で視認可能にする技術を提供することである。

本発明の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、移動局又は基地局の各通信局に、単位周波数帯域幅ΔＦと該単位周波数帯域幅ΔＦを同一の周波数で使用できる単位時間幅ΔＴとでなる最小のリソースブロック単位で形成される、前記単位時間幅ΔＴ及び周波数Ｆと周波数帯域幅ｎΔＦ（ｎは１から始まる整数）とで定まる周波数範囲からなるカレントブロック毎に、時間経過に応じて前記周波数範囲を割り当てて通信を行う周波数分割多重通信方式における信号であって、少なくとも前記カレントブロックの割当情報及び前記通信局を特定する特定情報を含む各種の伝送情報を含むデジタル通信信号を受けて、該デジタル通信信号の特性を測定する測定部（３）を備えた信号解析装置において、受けた前記デジタル通信信号を復号する復号処理部（４）と、該復号処理部の出力から、前記伝送情報を取得し、前記通信局を特定し、特定された前記通信局に対する前記割当情報を検出するデータ判定部（５）と、表示部（８）と、前記時間経過とともに検出された前記特定された通信局に対する前記割当情報を基に、時間を示す一つの座標軸、並びに伝送情報の種類及び測定した特性の異なるいずれか二つを他の二つの座標軸とする３次元座標上に、該時間経過とともにホッピング状に変化する、前記特定された通信局に対する前記カレントブロックの位置を、視認可能に前記表示部に表示させる表示制御部（６）と、を備えた。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記測定部は、前記デジタル通信信号の特性を前記カレントブロック単位で測定して測定値を出力し、前記データ判定部は前記検出した割当情報を、該割当情報に該当する該カレントブロックの測定値と対応づけて記憶し、前記表示制御部は、前記カレントブロック毎に該当する測定値を識別可能に、該カレントブロックとともに前記２次元座標上に表示させる構成とした。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記復号処理部は、複数の前記通信局に対応する複数のデジタル通信信号を受けて復号し、該復号処理部の出力から前記データ判定部は該複数の通信局に対する各前記割当情報を検出し、前記表示制御部は、前記検出された各前記通信局に対する前記割当情報を基に、各通信局に割り当てられた前記カレントブロックを各通信局別に識別可能に、同一の前記３次元座標上に表示させる構成とした。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずいれか一つに記載の発明において、さらに、前記伝送情報には、前記カレントブロックが再送パケットである場合は、再送パケットであることを表すパケット識別情報が含まれており、前記データ判定部が該パケット情報を検出したとき、前記表示制御部は、前記３次元座標上に表示する前記カレントブロックの中で再送パケットに該当するカレントブロックを、再送でない通常のカレントブロックとは識別可能に表示させる構成とした。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずいれか一つに記載の発明において、さらに、前記伝送情報には、前記カレントブロックの伝送レートの少なくとも一部を示すレート情報が含まれており、前記データ判定部が該レート情報を検出したとき、該検出したレート情報を基に前記カレントブロックの伝送レートを算出し、前記表示制御部は、前記３次元座標上に表示する前記カレントブロックに、該カレントブロックに該当する伝送レートを、該カレントブロック毎に識別可能に表示させる構成とした。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずいれか一つに記載の発明において、さらに、前記伝送情報には、前記カレントブロックが変調されたときの変調方式が含まれており、前記データ判定部が該変調方式を検出したとき、前記表示制御部は、前記３次元座標上に表示する前記カレントブロックに、該カレントブロック毎に、検出された変調方式の種別を識別可能に表示させる構成とした。

請求項１に記載の本発明によれば、特定の移動局又は基地局（纏めて以下、「通信局」と言う。）に時間経過とともに単位時間幅毎に割り当てられたリソースブロック（或いはカレントブロック）の位置の変化を、表示部における周波数―時間の次元を含む３次元座標上で視認できる。

請求項２の発明によれば、表示されている周波数―時間上におけるカレントブロックの位置の変化とともに、そのカレントブロックにおけるパワーやＥＶＭを視認できる。

請求項３の発明によれば、複数の通信局に対するカレントブロックの変化が識別して視認できる。

請求項４の発明によれば、さらにカレントブロックが再送に係るものかどうか視認できる。

請求項５の発明によれば、さらにカレントブロックの伝送レートも視認できる。

請求項６の発明によれば、さらにカレントブロックにおける変調方式も視認できる。

本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る信号解析装置についての実施形態の機能構成を示す図である。図２〜図４は、表示制御部及び表示部によるカレントブロックの３次元表示例である。図５は、２次元表示の例である。

図１の信号解析装置に係る実施形態を説明する前に、図１の実施形態を用いて、通信局の通信状況を試験する態様について、説明する。主に次の（I）〜（IV）の態様がある。試験対象とする通信局や機器とは無線又は有線のいずれで結合されていても良い。（I）基地局と移動体端末（以下、「移動局」と言う。）とで通信しているデジタル通信信号を受信して試験する。この場合は、信号解析装置はモニターとして動作することになる。（II）移動局と信号解析装置が通信して、試験する。この場合は、信号解析装置が疑似基地局を兼ねることになる。（III）基地局と信号解析装置が通信して、試験する。この場合は、信号解析装置が疑似移動局を兼ねることになる。（IV）複数の信号解析装置がそれぞれ１つの基地局に対応する疑似移動局として通信して、試験する。

ここでの説明では、基地局と移動局を区別しない場合は、これら「通信局」と表現する。

図１の受信部１は、周波数変換手段、Ａ／Ｄ変換手段、直交復調手段及び信号波形記憶手段で構成される。この受信部１は、例えば、無線システムとしてＬＴＥシステムの基地局（不図示）から、直交周波数分割多重によるデジタル通信信号であって、図６に係るデータフォーマットのフレームを有する変調信号で変調されたデジタル通信信号を受けて、周波数変換手段によりデジタル通信信号の周波数を中間周波数の信号に変換する。Ａ／Ｄ変換手段は中間周波数の信号をデジタルデータに変換する。そして、直交復調手段は、ＩとＱの互いに直交するデータに分離して（以下、それぞれを「Ｉデータ」、「Ｑデータ」と言うことがある。）、復調する。そして、デジタルの復調データを受信の時間経過に対応させて信号波形記憶手段に記憶させる。

復調データは、いわば図６の変調データと同様のフレームのデータフォーマットであり、そのフォーマットの時間位置の順に取得されるが、フレームは次から次と到来するので、そのままでは、そのフレームの位置が不明瞭である。

そこで、信号処理部２における同期処理部２ｂにおいて、受信部１の信号波形記憶手段から読み出した復調データに含まれる第１の同期信号Ｐ−ＳＳ、及び／又は第２の同期信号Ｓ−ＳＳを用いて、復調データと同期をとる。つまり、復調データのフレーム位置、例えば、その先頭位置を知ることができる。

ＦＦＴ処理部２ａは、フレーム位置を知ることができるので、例えば、少なくともフレームの先頭位置からの１サブフレーム（２スロット、Ｔ＝１ｍｓ）単位で、受信部１の信号波形記憶手段から読み出した復調データをＦＦＴ処理して、時間領域データを周波数領域データに変換して、測定部３又は復号処理部４に送る。ＦＦＴ処理は、図６のような復調データであるとしたとき、図６（ｂ）の各シンボルデータ毎に行われ、そのときの、各周波数成分を出力する。少なくともカレントブロックを構成する周波数範囲（上記のＦ〜Ｆ＋ｎΔＦ）の成分（帯域はｎΔＦ、つまりＲＢの帯域のｎ倍である。ｎは１，２，３．・・の整数である。）を含む成分を出力する。

測定部３は、少なくともカレントブロック単位でのパワーとＥＶＭを測定する。パワーは、このカレントブロックに割り当てられた周波数範囲Ｆ〜Ｆ＋ｎΔＦにあるサブキャリア周波数の成分のパワーをシンボル単位で測定し、これらを積算して単位時間幅ΔＴ間（７シンボル）におけるトータルパワーを計算し、そしてシンボル数７で割って求められる。これを時間経過毎に、つまり時間ｍΔＴ（ｍ＝１、２、３・・・・・）毎に、そのとき割り当てられた周波数範囲のトータルパワーを測定する。

また、測定部３は、ＥＶＭを次のようにして測定する。各シンボルの各サブキャリア周波数成分毎に、ＩＱ平面上において、理想の信号とＦＦＴ処理部２ａの出力（ＩデータとＱデータ）とのベクトルの差を算出する。この例では、この算出を、単位時間幅ΔＴ、つまり７シンボル、１２サブキャリア周波数について行って平均（ＲＭＳ）をとる。例えば、Ｔｋ時間のシンボル及びサブキャリア周波数Ｆｈについての理想信号のベクトル（ＩＱ平面でのベクトル）をＲ（Ｔｋ、Ｆｈ）で表し、そのＴｋ時間のシンボル及びサブキャリア周波数Ｆｈのときの復調データにおけるベクトルをＭ（Ｔｋ、Ｆｈ）で表したときに、１カレントブロックにおけるＥＶＭは、次の式で示される。Ｋは測定しようとする１カレントブロックにおけるシンボルｋの総数、Ｈは１カレントブロックにおけるサブキャリア周波数の総数である。例えば、１リソースブロックでは、Ｋ＝７、Ｈ＝１２である。
｛ΣΣ［Ｍ（Ｔｋ、Ｆｈ）―Ｒ（Ｔｋ、Ｆｈ）］^２／Ｋ×Ｈ｝^１／２
なお、一つのΣは、ｋが０〜Ｋ−１までの積算、他の一つのΣは、ｈが０〜Ｈ−１までの積算であることを示す。

なお、受信部１が複数の移動局（「ユーザ」と言うことがある。）のデジタル通信信号を受けているとき、又は、複数の移動局（ユーザ）と通信している基地局のデジタル通信信号を受けているときは、ユーザそれぞれに同一の単位時間幅ΔＴ内に割り当てられた周波数範囲のパワー、ＥＶＭを測定する。

復号処理部４は、送信時にエンコードされたデータをデコードする。

データ判定部５は、データ記憶部５ａと伝送情報取得部５ｂを有する。伝送情報取得部５ｂは、通信局特定部５ｂ１、割当読取部５ｂ２、再送パケット確認部５ｂ３、レート処理部５ｂ４、変調方式確認部５ｂ５を有する。

伝送情報取得部５ｂは予め図６（ａ）（ｂ）に示されるデータフォーマットを知って、かつ同期処理部２ｂの同期出力によりそのフレーム位置を知って、復号処理部４からの復調データからＰＤＣＣＨを抽出し、各種の伝送情報を単位時間幅ΔＴ毎に取得する。

このＰＤＣＣＨは、ダウンリンクの物理制御チャンネルであって、ＤＣＩ（ＤｏｗｎｌｉｎｋＣｏｎｔｒｏｌＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ：ダウンリンク制御情報）が含まれている。さらにＤＣＩには、移動局に割り当てられたカレントブロック、変調方式、伝送レートを示す情報等の伝送情報が含まれている。また、ＤＣＩには、「ＮｅｗＤａｔａＩｎｄｉｃａｔｏｒ」の情報が含まれている。また、ＤＣＩには、誤り検出のための情報であるＣＲＣパリティビットが付加されており、このＣＲＣパリティビットは、後述するＲＮＴＩによってスクランブルされている。また、ＰＤＳＣＨは、データ伝送チャンネルであって、ＰＤＣＣＨで指定された変調方式で実際に変調されたデータが含まれている。ここで、ＲＮＴＩ（ｒａｄｉｏｎｅｔｗｏｒｋｔｅｍｐｏｒａｒｙｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）とは、通信開始時に、基地局が移動局に一時的に割り当てる識別子（ＩＤ）であり、移動局毎に異なる識別子が割り当てられる。つまり、ある移動局に対応するＤＣＩのＣＲＣパリティビットは、その移動局に対応するＲＮＴＩでスクランブルされており、このＣＲＣパリティビットは、この対応するＲＮＴＩを用いることで、正常にデスクランブルされる。

そこで、通信局特定部５ｂ１は、測定対象となる通信局を特定する。ダウンリンクにおいては、ＰＤＣＣＨに対応する移動局を特定する。具体的な処理は、前述した試験の態様（I）〜（IV）により異なる。（I）モニターとして動作する場合、通信局特定部５ｂ１は、ＤＣＩのＣＲＣパリティビットをＲＮＴＩでデスクランブルする。このとき、どの移動局にどのＲＮＴＩが割り当てられているかは既知ではないので、割り当てられる可能性のあるＲＮＴＩで順次デスクランブルしていき、正常にデスクランブルできたときに、そのＲＮＴＩをその移動局のＲＮＴＩとして判断し、移動局を特定する。（II）疑似基地局として動作する場合、通信局特定部５ｂ１は、通信開始時に信号解析装置から移動局に割り当てたＲＮＴＩ（本発明の信号解析装置内に保持されている）の情報に基づいて、移動局を特定する。（III）又は（IV）疑似移動局として動作する場合、通信局特定部５ｂ１は、通信開始時に基地局から割り当てられたＲＮＴＩ（本発明の信号解析装置内に保持されている）の情報に基づいて、自己の移動局を特定する。なお、（III）の態様で、他の移動局を特定したい場合は、（I）と同様に、ＣＲＣパリティビットをＲＮＴＩで順次デスクランブルすることにより、特定できる。また、（IV）の態様で、複数の信号解析装置がそれぞれ疑似移動局として動作する場合は、１台の全体制御装置（ＰＣ等）をこれら複数の信号解析装置に接続し、それぞれの信号解析装置から全体制御装置に、測定値や伝送情報を送り、全体制御装置で情報をまとめて表示するようにしてもよい。割当読取部５ｂ２は、ＰＤＣＣＨから割り当てられているカレントブロックを読み取る。つまり、その単位時間幅ΔＴに割り当てられた周波数Ｆ〜Ｆ＋ｎΔＦを読み取る。再送パケット確認部５ｂ３は、ＤＣＩに含まれる「ＮｅｗＤａｔａＩｎｄｉｃａｔｏｒ」を読み取って、ＮｅｗＤａｔａでない場合は、過去のいずれのカレントブロックのパケットと同じデータかを示す情報があるので、それを再送パケットと判断する。このとき、過去のいずれのカレントブロックの再送パケットかも知得する。変調方式確認部５ｂ５は、ＰＤＣＣＨから変調方式、例えば、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、又は６４ＱＡＭかを読み取る。

レート処理部５ｂ４は、ＰＤＣＣＨに含まれる情報に基づいて、各ユーザの所定時間当たりの伝送量、すなわち伝送レートを求める。例えば、次の計算により、相対的な伝送レートＲ１を求める。

伝送レートＲ１=ユーザに割り当てられたカレントブロックに含まれるＲＢ数×変調係数

ここで、ユーザに割り当てられたカレントブロックは前記割当読取部５ｂ２で読み出された値であり、変調係数は、相対的な目安の値として、変調方式確認部５ｂ５が確認した変調方式において、ＱＰＳＫ＝１、１６ＱＡＭ＝２、６４ＱＡＭ＝３として、割り当てている。変調方式によりシンボル当りに伝送するビット数は、ＱＰＳＫでは２ｂｉｔｓ／ｓｙｍｂｏｌ、１６ＱＡＭでは４ｂｉｔｓ／ｓｙｍｂｏｌ、６４ＱＡＭでは６ｂｉｔｓ／ｓｙｍｂｏｌである。
また、レート処理部５ｂ４は、ＰＤＣＣＨから転送ブロックサイズを読み取り、その値を伝送量として求めてもよい。
具体的には、ＤＣＩに含まれる、変調方式／コーディング方式情報である”ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄｃｏｄｉｎｇｓｃｈｅｍｅ”（Ｉ_ＭＣＳ）の値を読み取る。また、ＰＤＣＣＨに含まれる２つの情報であるリソースブロックアサインメントとリソースアロケーションヘッダとから、割り当てられたＰＲＢｓ（物理リソースブロック）の総数Ｎ_ＰＲＢを計算する。
そして、読み取ったＩ_ＭＣＳの値から、”ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄＴＢＳｉｎｄｅｘｔａｂｌｅｆｏｒＰＤＳＣＨ”（変調方式及び転送ブロックサイズ索引テーブル）を参照して、転送ブロックサイズ情報Ｉ_ＴＢＳを求め、この求めたＩ_ＴＢＳと計算したＮ_ＰＲＢとから、”Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｂｌｏｃｋｓｉｚｅｔａｂｌｅ”（転送ブロックサイズテーブル）を参照して転送ブロックサイズを得る。
なお、上記の”ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎａｎｄＴＢＳｉｎｄｅｘｔａｂｌｅｆｏｒＰＤＳＣＨ”及び”Ｔｒａｎｓｐｏｒｔｂｌｏｃｋｓｉｚｅｔａｂｌｅ”の各テーブルは、ＬＴＥ通信規格の３ＧＰＰＴＳ３６．２１３Ｖ８．３．０に定義されており、レート処理部５ｂ４はこれらのテーブルを記憶している。
ここで、転送ブロックサイズは１サブフレーム（＝１ｍｓ）に送信されるデータ量であるため、転送ブロックサイズを１ｍｓで除算することで、次式に示す通り、伝送レートＲ２を計算して求めてもよい。

伝送レートＲ２＝転送ブロックサイズ／１ｍｓ［ｂｐｓ］

なお、上述した伝送量又は上記式による伝送レートＲ１、Ｒ２に限らず、相対的なレートを示す指標を作ってもよい。

また、受信部１が複数の移動局（「ユーザ」）のデジタル通信信号を受けているとき、又は複数の移動局（ユーザ）と通信している基地局のデジタル通信信号を受けているときは、伝送情報取得部５ｂは、同一の単位時間幅ΔＴのユーザそれぞれに割り当てられたカレントブロック内における上記各伝送情報を求める。

さらに、ここで再送パケットについて簡単に説明しておく。次のようなイ）〜ニ）の手順で再送パケットが送信される。イ）基地局から移動局に送信される。そのとき移動局が復調できなかったと判定すると、受信から４サブフレーム後に正しく受信できなかったことを示すＮＡＣＫ信号（復調できたときはＡＣＫ信号）を基地局へ送信する。ロ）基地局はＮＡＣＫ信号を受信すると、任意のタイミング再送パケットを送信する（図４では、４サブフレーム後に再送パケットが送信されているが、これは模擬的に示したものである。）。そのとき、基地局は、パケットの欠損部を補うように、かつ、正常受信可能にするため送信パターンを変えて、送信する。ハ）移動局は、再送パケットを受信したとき、この再送パケットと、先に受信していたときに記憶しておいた欠損データとからパケットを再生し、復調する。

図１のデータ判定部５のデータ記憶部５ａは、同じ単位時間幅ΔＴにおける、つまり同一のカレントブロックにおける、測定部３で測定されたパワーやＥＶＭの測定値と、伝送情報取得部５ｂで取得した各種の伝送情報とを対応づけて、取得時間毎に（経過時間ΔＴ毎に）記憶する。かつ各種の伝送情報をユーザ別に、単位時間幅ΔＴ毎に抽出可能に記憶する。

表示制御部６は、データ判定部５からの対象データ（データ記憶部５ａに記憶されているデータである、測定値と伝送情報を合わせて、表示対象の「対象データ」と言う。そして、測定部３で測定されたパワーやＥＶＭ、伝送情報取得部５ｂで取得した各種の伝送情報のそれぞれを対象データの「種類」と言うことがある。）を受けて、例えば、図２〜図４に示すように経過時間、周波数（サブキャリア周波数）、パワー等の測定値、等のいずれかを、横軸、縦軸及び奥行き方向の軸とする３次元座標上に、その測定値や、伝送情報（対象データ）の変化が視認できるように表示部８に表示させる。以下、詳しく説明する。

座標生成部６ａは、例えば、図２に示すようにＸ軸（紙面に対して横軸）とＹ軸（紙面に対して奥行き方向の軸）及びＺ軸（紙面に対して縦軸）とからなる３次元座標を生成する。そのとき、後記する識別組合せ手段６ｃ１の組合せ、配列にしたがって各軸を割り当てることができる。ただし、測定値や伝送情報の時間経過を観察する目的からは、座標生成部６ａは、標準的には、横軸を、経過時間とし、単位時間幅ΔＴ毎に目盛ることが好ましい。そしてＺ軸及びＹ軸の一方は、後記するようにサブキャリア周波数、ＲＢ数等のカレントブロックの周波数情報或いは伝送レート等のいずれも周波数情報を含む情報が割当てられて表現され、Ｚ軸及びＹ軸の他方が、その他の対象データの軸として表現されることが好ましい。図２の例では、Ｚ軸は、測定値の一つであるパワーの値を示し、Ｙ軸は、伝送情報の一つであるサブキャリア周波数を単位周波数帯域幅ΔＦで目盛られて使用されている。なお、図２は、その右下段に示すように座標の目盛りが、少なくともＲＢ１００（１スロット＝単位時間幅ΔＴ、１２サブキャリア）単位であることを示している（図２でＲＢに符号１００を付しているが、以下の説明では、符号を省略する。）。

表示項目選択手段６ｄは、対象データを表示させるために、例えば、次の（Ａ）（Ｂ）のように構成されている。（Ａ）操作部７から指定された１又は複数のユーザに係る対象データをデータ記憶部５ａから読み出す。（Ｂ）データ記憶部５ａから読み出す対象データは、同じユーザの対象データであってもよいし、その対象データの種類（各種測定値、各種伝送情報の種類等）は、予め記憶していた種類であってもよいし、或いは表示部８に一覧表示させて操作部７により指示、選択される構成としても良い。

識別部６ｃは、表示項目選択手段６ｄで読み出された、ユーザの各種の対象データを、表示部８に表示させるために、ユーザ別、対象データの種類別に識別する。また、ユーザ、対象データの種類を表示させるときの組合せや配列を構成する。

識別組合せ手段６ｃ１は、表示項目選択手段６ｄで読み出されたユーザ識別情報及び各種の対象データ等のデータ（情報）を次の（Ｃ）（Ｄ）のように組み合わせ、次の（Ｅ）のように３次元座標軸の設定や配列を行う。なお、これらのデータ（情報）には、時間的な順序や大きさ等の順序も含まれているものとする。（Ｃ）ユーザ識別情報及び各種の対象データをメイン表示画面もしくはサブ表示画面のいずれにするかを決める。メイン表示画面は、図２、図３等のように全体を表示する画面である。そしてサブ表示画面は、例えば図２のように、メイン表示画面中にマーカ１１０で指定されたカレントブロックについての対象データ（測定値もしくは伝送情報）の一部をサブ表示マーク１５０内に表示する画面である。いずれの表示画面に表示するかは、予め決めて置いても良いし、操作部７からの指示でも良い。（Ｄ）ユーザ識別情報及び各種の対象データのうち、メイン表示画面に表示するデータ（情報）と識別の仕方を組み合わせる。識別の仕方は、例えば、色別、記号別、模様別、番号別に識別する方法がある。これも、予め決めて置いても良いし、操作部７からの指示でも良い。（Ｅ）予め決めておいた形態、或いは操作部７からの指示された形態で、３次元座標軸の設定や対象データ等の配列を行う。例えば、図２はメイン表示画面がＸ軸が時間、Ｙ軸が周波数（サブキャリア周波数）、Ｚ軸がパワーを示し、サブ表示画面が測定値であるパワー及びＥＶＭの数値情報、を示している。図３はメイン表示画面がＸ軸が時間及びＹ軸がＲＢの個数（ｎ）と、ユーザの配列順を示し、Ｚ軸がパワーを示している。図３では表示されていないが、サブ表示画面は隠れている。なお、図２，図３でパワーの代わりにＥＶＭの大きさをＺ軸で示すようにしても良い。図４は、図２におけるＺ軸（パワー）を伝送レートに置き換えて表示したものである。このように、識別組合せ手段６ｃ１は、操作部７からの指示で、その指示に応じて、座標軸の設定やデータの配列をレイアウトする。

そして、識別組合せ手段６ｃ１は、上記のレイアウト決定後に、図２の凡例１２０に示すような、凡例を作成し、表示できるようにする。

色別手段６ｃ２、記号別手段６ｃ３，模様別手段６ｃ４、及び番号別手段６ｃ５は、いわば識別手段であって、それぞれ識別組合せ手段６ｃ１による上記（Ｃ）（Ｄ）の処理結果を受けて、対象データが表示部８に表示されたとき、識別して視認可能に、識別化する。これらの各識別手段を、ユーザ識別情報及び各種の対象データのうち１つを例にして説明するが、この１つに限らない。また各識別手段は、複数種類の対象データを種類毎に識別対象とすることもできる。

色別手段６ｃ２は、ユーザ識別情報及び各種の対象データのうち識別組合せ手段６ｃ１によって指示されたデータ（情報）を色別にする。例えば、図２は、第１と第２のユーザの二つのユーザに係るカレントブロックと対象データの変化を示す図である。この場合、メイン表示画面には、各カレントブロックは模様別に表示されているがこれを色別にして表示する（図は、白黒で表現されているので、擬似的に模様にした。）。図２の場合は、色別手段６ｃ２は、凡例１２０に示すように、その色（模様）の系列をユーザ別に仕分け、同一系列で色の濃淡（模様の粗さ）を変調方式別に仕分けて、表示させている。

記号別手段６ｃ３は、ユーザ識別情報及び各種の対象データのうち識別組合せ手段６ｃ１によって指示されたデータ（情報）を記号別にする。例えば、図２に示すようにカレントブロックが再送パケットの場合は、楕円形の再送パケットマーク１４０を付している。伝送レートも例えば、三角印で表示するとして、その伝送レートの値に応じて複数段階に分け、各段階で三角印の数を変えても良い。また、例えば、図２では、変調方式を模様で示しているが、例えば、小さな横棒をカレントブロックの上に表示し、その横棒の本数で変調方式を識別するようにすることもできる。例えば、ＱＰＳＫは０本、１６ＱＡＭは１本、６４ＱＡＭは２本で表示することもできる。なお、カレントブロックにユーザ識別記号として「Ａ」「Ｂ」「Ｃ」「Ｄ」とともに番号を付すこともできる。

模様別手段６ｃ４は、ユーザ識別情報及び各種の対象データのうち識別組合せ手段６ｃ１によって指示されたデータ（情報）を模様別にする。例えば、ユーザ識別情報毎に、各カレントブロックを模様別（黒無地、白無地も含む）にして、表示している。これは、上記、色別手段６ｃ２が色別に仕分けるのを、模様別に仕分けるようにしたものである。

番号別手段６ｃ５は、ユーザ識別情報及び各種の対象データのうち識別組合せ手段６ｃ１によって指示されたデータ（情報）を番号別にする。例えば、表示開始（測定開始からでも良い。）からの時間経過に応じて、単位時間幅ΔＴを経過する順にＲＢ特定番号１６０を付しても良い。例えば、３次元座標上で図５（ａ）のようにＲＢ特定番号１６０を付してもよい。さらに図５（ａ）のように、再送パケットに該当するカレントブロックを、ＲＢ特定番号１６０は「１」「２」のカレントブロックのデータの再送であることを示すためにＲＢ特定番号１６０を「１−２」「２−２」と付すようにしてもよい。

メイン表示制御手段６ｅは、座標生成部６ａで生成された座標に、ユーザ識別情報及び各種の対象データのうち識別組合せ手段６ｃ１によって指示されたデータ（情報）を、その指示された組合せ（上記（Ｃ）（Ｄ）及び各識別手段を参照）、配列（上記（Ｅ）を参照）で割り振って、表示部８に表示させる。その例が、既に説明した図２〜図４である。また、メイン表示制御手段６ｅは、マーカ生成部６ｂで生成されたマーカ１１０が操作部７からの操作に応じて移動されてその位置が確定した指示を受けて、確定した位置におけるカレントブロックに係るサブ画面を開くようサブ表示制御手段６ｆに指示する。

サブ表示制御手段６ｆは、メイン表示制御手段６ｅからの指示を受け、識別組合せ手段６ｃ１からサブ画面用に割り振られたユーザ識別情報及び各種の対象データを、図２に示すようにサブ表示マーク１５０を対象とするカレントブロックの位置に対応づけて（図２では、カレントブロックから引き出すようにサブ表示マーク１５０を付している。）表示部８に表示させて、その中に表示させる。図２の例では、サブ画面用に割り振られたパワー、ＥＶＭ等の測定値をサブ画面で表示している。これはサブ画面に表示されるのは、測定値に限らず、伝送情報であっても良い。

上記のように、一度、表示させたが、さらに対象データを変更したい、識別の仕方やカレントブロックの配列の方法を変更したいという場合が生ずる。そのときは、再度、操作部７を操作して、表示項目選択手段６ｄ、識別組合せ手段６ｃ１に指示し、メイン表示制御手段６ｅに、再表示指示することにより、変更した画面を表示させることができる。

なお、表示項目選択手段６ｄは、予めデータ記憶部５ａからそこに記憶されているユーザ識別情報、対象データの種類等の情報を取得しておいて、表示部８に一覧表示させることにより、操作部７でマーカ１１０等で選択できるようにすると便利である。さらに、識別組合せ手段６ｃ１は、表示項目選択手段６ｄで選択された、ユーザ識別情報、対象データの種類と、色別手段６ｃ２、記号別手段６ｃ３，模様別手段６ｃ４、及び番号別手段６ｃ５で識別可能な方法とを表示部８に一覧表示させ、操作部７で、表示されている一覧上でそれらの組合せを指示又は選択できるとより便利である。

さらに、表示制御部６は、座標生成部６ａに３次元座標と２次元座標とを生成させて、それらを切り替えて使用することにより、例えば、図５に示すような２次元表示をさせることもできる。図５は、一つの通信局におけるカレントブロックの変化を示す。カレントブロックの色は、パワーの測定値に応じて模様別に示し、そのスケール１２０ａを示している。カレントブロックには、表示の順にＲＢ特定番号１６０を付している。また、変調方式マーク１３０は、横棒の数で識別している。再送パケットマーク１４０は、星印で示している。

図１で送信データ生成部９は、信号処理部２から（又は復号処理部４から）受信データを受けて送信データを生成し、送信部１０によりＲＦのデジタル通信信号として送信する（「ループバック」或いは「エコーバック」と言われる。）。いわば、信号処理部２で復調された信号を送信データ生成部９で変調して送信するものである。また、デコードされたデータを基にエンコードして変調する場合がある。この場合は、ＩｎｆｏｍａｔｉｏｎｂｉｔｓにＣＲＣｂｉｔｓを付加し、レート・マッチングしたうえで変調し、送信することをしている。

以上は、ＬＴＥ通信規格のダウンリンクを例として説明しているが、本発明は、ＬＴＥ通信規格以外でＯＦＤＭＡ通信方式を採用する他の通信規格（ＸＧ−ＰＨＳ、ＷｉＭＡＸ）の試験にも有用であり、また、ＬＴＥ通信規格のアップリンクに採用されるＳＣ−ＦＤＭＡ通信方式の試験においても有用である。

本発明に係る信号解析装置についての実施形態の機能構成を示す図である。表示制御部及び表示部による２通信局におけるカレントブロックの３次元表示例である。図２の座標軸を変えた表示例である。図２、図３の座標軸をさらに変えた表示例である。カレントブロックの２次元の表示例である。デジタル通信におけるデータフォーマットを説明するための図である。

符号の説明

１受信部、２信号処理部、２ａＦＦＴ処理部、２ｂ同期処理部、３測定部、４復号処理部、５データ判定部、５ａデータ記憶部、５ｂ伝送情報取得部、５ｂ１通信局特定部、５ｂ２割当読取部、５ｂ３再送パケット確認部、５ｂ４レート処理部、５ｂ５変調方式確認部、６表示制御部、６ａ座標生成部、６ｂマーカ生成部、６ｃ識別部、６ｃ１識別組合せ手段、６ｃ２色別手段、６ｃ３記号別手段、６ｃ４模様別手段、６ｃ５番号別手段、６ｄ表示項目選択手段、６ｅメイン表示制御手段、６ｆサブ表示制御手段、７操作部、８表示部、９送信データ生成部、１０送信部、１００ＲＢ、１１０マーカ、１２０凡例、１２０ａスケール、１３０変調方式マーク、１４０再送パケットマーク、１５０サブ表示マーク、１６０ＲＢ特定番号

Claims

移動局又は基地局の各通信局に、単位周波数帯域幅ΔＦと該単位周波数帯域幅ΔＦを同一の周波数で使用できる単位時間幅ΔＴとでなる最小のリソースブロック単位で形成される、前記単位時間幅ΔＴ及び周波数Ｆと周波数帯域幅ｎΔＦ（ｎは１から始まる整数）とで定まる周波数範囲からなるカレントブロック毎に、時間経過に応じて前記周波数範囲を割り当てて通信を行う周波数分割多重通信方式における信号であって、少なくとも前記カレントブロックの割当情報及び前記通信局を特定する特定情報を含む各種の伝送情報を含むデジタル通信信号を受けて、該デジタル通信信号の特性を測定する測定部（３）を備えた信号解析装置において、
受けた前記デジタル通信信号を復号する復号処理部（４）と、該復号処理部の出力から、前記伝送情報を取得し、前記通信局を特定し、特定された前記通信局に対する前記割当情報を検出するデータ判定部（５）と、表示部（８）と、前記時間経過とともに検出された前記特定された通信局に対する前記割当情報を基に、時間を示す一つの座標軸、並びに伝送情報の種類及び測定した特性の異なるいずれか二つを他の二つの座標軸とする３次元座標上に、該時間経過とともにホッピング状に変化する、前記特定された通信局に対する前記カレントブロックの位置を、視認可能に前記表示部に表示させる表示制御部（６）と、を備えた信号解析装置。
前記測定部は、前記デジタル通信信号の特性を前記カレントブロック単位で測定して測定値を出力し、前記データ判定部は前記検出した割当情報を、前記割当情報に該当する該カレントブロックの測定値と対応づけて記憶し、前記表示制御部は、前記カレントブロック毎に該当する測定値を識別可能に、該カレントブロックとともに前記３次元座標上に表示させることを特徴とする請求項１に記載の信号解析装置。
前記復号処理部は、複数の前記通信局に対応する複数のデジタル通信信号を受けて復号し、該復号処理部の出力から前記データ判定部は該複数の通信局に対する各前記割当情報を検出し、前記表示制御部は、前記検出された各前記通信局に対する前記割当情報を基に、各通信局に割り当てられた前記カレントブロックを各通信局別に識別可能に、同一の前記３次元座標上に表示させることを特徴とする請求項１又は２に記載の信号解析装置。
さらに、前記伝送情報には、前記カレントブロックが再送パケットである場合は、再送パケットであることを表すパケット識別情報が含まれており、前記データ判定部が該パケット情報を検出したとき、前記表示制御部は、前記３次元座標上に表示する前記カレントブロックの中で再送パケットに該当するカレントブロックを、再送でない通常のカレントブロックとは識別可能にして表示させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の信号解析装置。
さらに、前記伝送情報には、前記カレントブロックの伝送レートの少なくとも一部を示すレート情報が含まれており、前記データ判定部が該レート情報を検出したとき、該検出したレート情報を基に前記カレントブロックの伝送レートを算出し、前記表示制御部は、前記３次元座標上に表示する前記カレントブロックに、該カレントブロックに該当する伝送レートを、該カレントブロック毎に識別可能に表示させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の信号解析装置。
さらに、前記伝送情報には、前記カレントブロックが変調されたときの変調方式が含まれており、前記データ判定部が該変調方式を検出したとき、前記表示制御部は、前記３次元座標上に表示する前記カレントブロックに、該カレントブロック毎に、検出された変調方式の種別を識別可能に表示させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の信号解析装置。