JP6999717B2 - ブロック自動検出装置、それを備えた信号解析装置、ブロック自動検出方法、及び信号解析方法 - Google Patents

Description

本発明は、ブロック自動検出装置、それを備えた信号解析装置、ブロック自動検出方法、及び信号解析方法に関し、特に、被測定信号のパワー波形の測定を行うためのブロック自動検出装置、それを備えた信号解析装置、ブロック自動検出方法、及び信号解析方法に関する。

従来、無線通信システムにおける複信方式として、上りリンクと下りリンクとを、周波数で分割する周波数分割複信（Frequency Division Duplex：ＦＤＤ）方式と、時間で分割する時分割複信（Time Division Duplex：ＴＤＤ）方式とが知られている。ＦＤＤ方式では、上り信号と下り信号とが、同一時間の異なる周波数で送受信される。一方、ＴＤＤ方式では、上り信号と下り信号とが、同一周波数の異なる時間で送受信される。

ＴＤＤ方式を用いた無線通信システムにおいて、無線端末は同一周波数で無線信号の送信と受信とを交互に行う。このため、無線端末から送信される無線信号には、送信オンの区間（以降では「Ｏｎブロック」とも称する）と、送信オフの区間（以降では「Ｏｆｆブロック」とも称する）とが交互に存在する。

３ＧＰＰの５Ｇ ＮＲ規格に沿った物理層で構成された無線信号のフレームは、そのフレーム長が１０ｍｓであり、１ｍｓのサブフレーム１０個で構成される。１サブフレームは更に複数のスロットで構成される。各スロットはＣＰ（Cyclic Prefix）が付加された例えば１４個のＯＦＤＭシンボル（以下、単に「シンボル」とも称する）で構成される。ＣＰは、シンボルの後半部分のコピーであり、図１０に示すようにシンボルの先頭に付加される。

上記のような構成の無線信号の電力（パワー）の時間的変化を既存の技術で解析する方法では、ユーザが解析対象のブロックに手動でマーカを当てて時間を読み取り、ブロックの開始シンボルやシンボル数を手動で計算する必要があった。このとき、３ＧＰＰの５Ｇ ＮＲ規格に沿った物理層で構成される最小単位は１シンボルであるため、最小ブロックは１シンボルとなり、シンボル単位で複雑にＯｎ／Ｏｆｆされることも考慮しなければならなかった。

また、図１１に示すように、１フレーム内のシンボル数は、サブキャリア間隔が１５ｋＨｚの場合は１４０であるが、サブキャリア間隔が１２０ｋＨｚの場合には１１２０であるため、解析するブロック数が最大で１１２０個となることも考えられる。さらには、他のシンボルのＣＰ（ＮｏｒｍａｌＣＰ）よりも長いＬｏｎｇＣＰを含むシンボルが０．５ｍｓごとに出現し、このＬｏｎｇＣＰを含むシンボルの長さがＮｏｒｍａｌＣＰを含む他のシンボルよりも長くなっている。解析するブロックの開始・終了位置をシンボル単位で表すための手動計算では、そのことも考慮する必要があった。

以上のとおり、複雑かつ最大１１２０個となるブロックを従来の手動による方法で解析する場合、かなりの手間と時間がかかるうえ、計算ミスなどのヒューマンエラーが起きることも考えられる。

ところで、従来、５Ｇ ＮＲ規格の信号のフレーム同期を迅速に行うことができるフレーム同期装置（例えば、特許文献１参照）や、ＬＴＥ規格の信号のシンボル単位のパワー、ＥＶＭ（Error Vector Magnitude）等を測定して表示することができる移動体通信端末試験装置（例えば、特許文献２参照）が知られている。

特許第６５７８０３１号公報 特許第４９１４４８４号公報

しかしながら、特許文献１，２に開示されたような従来の方法では、無線信号がシンボル単位で複雑にＯｎ／Ｏｆｆされることの考慮はされておらず、そのような無線信号に対する測定で得られた時間ドメインのパワー波形に対して、マーカを当てて読み取った時間から手動計算でブロックを検出する必要があった。つまり、特許文献１，２に開示された方法でも、シンボル単位で複雑にＯｎ／Ｏｆｆされる無線信号の解析処理において、時間と手間がかかってしまうことに加えて計算ミスが誘発されるという問題を解決できるものではなかった。

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、被測定信号のＯｎブロックとＯｆｆブロックとを容易に検出することができるブロック自動検出装置、それを備えた信号解析装置、ブロック自動検出方法、及び信号解析方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るブロック自動検出装置は、被測定信号に含まれるフレームの先頭位置を検出し、前記先頭位置が検出された前記フレームの波形データを生成するフレーム同期部と、前記フレーム同期部により生成された前記フレームの波形データに含まれる複数のシンボルの位置情報を生成するシンボル位置情報生成部と、前記シンボル位置情報生成部により生成された位置情報を参照して、前記フレーム同期部により生成された前記フレームの波形データから各前記シンボルの波形データを抽出し、抽出した波形データから各前記シンボルの平均パワーを算出するシンボルパワー算出部と、前記シンボルパワー算出部により算出された各前記シンボルの平均パワーと閾値との比較に基づいて、各前記シンボルがＯｎ状態又はＯｆｆ状態のいずれの状態であるかを判定するＯｎ／Ｏｆｆ判定部と、前記Ｏｎ状態と前記Ｏｆｆ状態とが切り替わるシンボルの境界を検出することにより、前記境界によって分割された同じ状態のシンボルごとのブロックを検出するブロック検出部と、前記ブロック検出部により検出されたブロックの位置情報を生成するブロック位置情報生成部と、を備える構成である。

この構成により、本発明に係るブロック自動検出装置は、被測定信号のフレームに含まれる複数のシンボルの位置情報を生成し、この位置情報を参照してＯｎ状態とＯｆｆ状態とが切り替わるシンボルの境界を検出することにより、被測定信号のＯｎブロックとＯｆｆブロックとを容易に検出することができる。特に、本発明に係るブロック自動検出装置は、シンボル単位で複雑にＯｎ／Ｏｆｆされるバースト信号や、開発段階の被試験対象から出力され得る規格外の信号を被測定信号とした場合であっても、各種の信号解析処理に必要なブロック情報をこれらの信号から容易に検出することができる。

また、本発明に係るブロック自動検出装置においては、前記被測定信号がＣＰ－ＯＦＤＭ信号であってもよい。

この構成により、本発明に係るブロック自動検出装置は、ＬｏｎｇＣＰを含む特定のシンボルだけシンボル長が長いＣＰ－ＯＦＤＭ信号に対しても、ＯｎブロックとＯｆｆブロックとを容易に検出することができる。

また、本発明に係るブロック自動検出装置は、操作入力を受け付ける操作部を更に備え、前記閾値が、前記操作部への操作入力により設定される構成であってもよい。

この構成により、本発明に係るブロック自動検出装置は、シンボルのＯｎ／Ｏｆｆ状態を判別するための閾値を、操作部を介してユーザに任意に設定させることができる。

また、本発明に係るブロック自動検出装置は、前記Ｏｎ／Ｏｆｆ判定部で用いられる前記閾値を算出する閾値算出部を更に備え、前記閾値算出部は、前記シンボルパワー算出部により算出された、前記フレームに含まれる各前記シンボルの平均パワーの最小値に、１０ｄＢを加算した値を前記閾値として算出する構成であってもよい。

この構成により、本発明に係るブロック自動検出装置は、１フレームに含まれる各シンボルの平均パワーに応じて、Ｏｎ／Ｏｆｆ判定部で用いられる閾値を算出するため、測定環境に関わらず、Ｏｎ状態のシンボルがＯｆｆ状態のシンボルとして誤判定されることを防止できる。

また、本発明に係る信号解析装置は、上記のいずれかのブロック自動検出装置と、前記ブロック位置情報生成部により生成された位置情報を参照して、前記フレーム同期部により生成された前記フレームの波形データから各前記ブロックの波形データを抽出し、抽出した波形データから各前記ブロックの平均パワーを算出するブロック平均パワー算出部と、前記ブロック平均パワー算出部により算出された平均パワーを前記ブロックごとに表示する表示部と、を備える構成である。

この構成により、本発明に係る信号解析装置は、ブロックごとの平均パワー（ブロック平均パワー）を測定し、その測定結果を表示することで、被測定信号のパワー波形が所望のバースト波形になっているか否かをユーザが確認することができる。

また、本発明に係るブロック自動検出方法は、被測定信号に含まれるフレームの先頭位置を検出し、前記先頭位置が検出された前記フレームの波形データを生成するフレーム同期ステップと、前記フレーム同期ステップにより生成された前記フレームの波形データに含まれる複数のシンボルの位置情報を生成するシンボル位置情報生成ステップと、前記シンボル位置情報生成ステップにより生成された位置情報を参照して、前記フレーム同期ステップにより生成された前記フレームの波形データから各前記シンボルの波形データを抽出し、抽出した波形データから各前記シンボルの平均パワーを算出するシンボルパワー算出ステップと、前記シンボルパワー算出ステップにより算出された各前記シンボルの平均パワーと閾値との比較に基づいて、各前記シンボルがＯｎ状態又はＯｆｆ状態のいずれの状態であるかを判定するＯｎ／Ｏｆｆ判定ステップと、前記Ｏｎ状態と前記Ｏｆｆ状態とが切り替わるシンボルの境界を検出することにより、前記境界によって分割された同じ状態のシンボルごとのブロックを検出するブロック検出ステップと、前記ブロック検出ステップにより検出されたブロックの位置情報を生成するブロック位置情報生成ステップと、を含む構成である。

この構成により、本発明に係るブロック自動検出方法は、被測定信号のフレームに含まれる複数のシンボルの位置情報を生成し、この位置情報を参照してＯｎ状態とＯｆｆ状態とが切り替わるシンボルの境界を検出することにより、被測定信号のＯｎブロックとＯｆｆブロックとを容易に検出することができる。特に、本発明に係るブロック自動検出方法は、シンボル単位で複雑にＯｎ／Ｏｆｆされるバースト信号や、開発段階の被試験対象から出力され得る規格外の信号を被測定信号とした場合であっても、各種の信号解析処理に必要なブロック情報をこれらの信号から容易に検出することができる。

また、本発明に係る信号解析方法は、上記のブロック自動検出方法と、前記ブロック位置情報生成ステップにより生成された位置情報を参照して、前記フレーム同期ステップにより生成された前記フレームの波形データから各前記ブロックの波形データを抽出し、抽出した波形データから各前記ブロックの平均パワーを算出するブロック平均パワー算出ステップと、前記ブロック平均パワー算出ステップにより算出された平均パワーを前記ブロックごとに表示する表示ステップと、を含む構成である。

この構成により、本発明に係る信号解析方法は、ブロックごとの平均パワー（ブロック平均パワー）を測定し、その測定結果を表示することで、被測定信号のパワー波形が所望のバースト波形になっているか否かをユーザが確認することができる。

本発明は、被測定信号のＯｎブロックとＯｆｆブロックとを容易に検出することができるブロック自動検出装置、それを備えた信号解析装置、ブロック自動検出方法、及び信号解析方法を提供するものである。

本発明の第１の実施形態に係る信号解析装置及びブロック自動検出装置の構成を示すブロック図である。 サブキャリア間隔が１５ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ、１２０ｋＨｚの場合のシンボル位置情報テーブルの一例を示す表である 本発明の第１の実施形態に係るブロック自動検出装置におけるシンボルパワー算出部により平均パワーが算出されるシンボルの区間を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るブロック自動検出装置におけるブロック検出部によるブロック検出処理を説明するための図（その１）である。 本発明の第１の実施形態に係るブロック自動検出装置におけるブロック検出部によるブロック検出処理を説明するための図（その２）である。 本発明の第１の実施形態に係る信号解析装置の結果表示画面の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るブロック自動検出装置を用いるブロック自動検出方法、及び、本発明の第１の実施形態に係る信号解析装置を用いる信号解析方法の処理を示すフローチャート（その１）である。 本発明の第１の実施形態に係るブロック自動検出装置を用いるブロック自動検出方法、及び、本発明の第１の実施形態に係る信号解析装置を用いる信号解析方法の処理を示すフローチャート（その２）である。 本発明の第２の実施形態に係るブロック自動検出装置の構成を示すブロック図である。 ＣＰが付加されたＯＦＤＭシンボルを示す図である。 ５Ｇ ＮＲのフレーム構成を示す図である。

以下、本発明に係るブロック自動検出装置、それを備えた信号解析装置、ブロック自動検出方法、及び信号解析方法の実施形態について、図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る信号解析装置１０は、解析処理部１１と、表示部１２と、操作部１３と、制御部１４と、ブロック自動検出装置２０と、を備え、例えば、被試験対象（Device Under Test：ＤＵＴ）１００から出力されるＣＰ－ＯＦＤＭ（Cyclic Prefix-based OFDM）信号を被測定信号として測定するようになっている。

図１１に示すように、ＣＰ－ＯＦＤＭ信号のフレームは、そのフレーム長が１０ｍｓであり、１ｍｓのサブフレーム１０個で構成される。１サブフレームは更に複数のスロットで構成される。各スロットはＣＰが付加された例えば１４個のシンボルで構成される。

ＤＵＴ１００は、例えば、無線通信アンテナとＲＦ回路を有し、５Ｇ ＮＲ、Ｖ５Ｇ、ＴＤ－ＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄなど、ＣＰ－ＯＦＤＭ信号を使用する通信規格に基づいた通信を行う無線端末や基地局などである。ＤＵＴ１００とブロック自動検出装置２０とは、同軸ケーブルなどで有線接続されてもよく、あるいは、無線通信アンテナを介して無線接続されてもよい。

ブロック自動検出装置２０は、ダウンコンバータ２１と、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）２２と、直交復調器２３と、フレーム同期部２４と、波形データ記憶部２５と、シンボル位置情報生成部２６と、シンボルパワー算出部２７と、Ｏｎ／Ｏｆｆ判定部２８と、ブロック検出部２９と、ブロック位置情報生成部３０と、を含む。

ダウンコンバータ２１は、ＤＵＴ１００から入力された被測定信号をアナログのベースバンド信号に周波数変換し、ＡＤＣ２２に出力するようになっている。

ＡＤＣ２２は、ダウンコンバータ２１から出力されたベースバンド信号をサンプリングして、ディジタルデータに変換するようになっている。

直交復調器２３は、ＡＤＣ２２から出力された被測定信号のディジタルデータを直交復調して、互いに直交する直交信号Ｉ（ｔ）及びＱ（ｔ）を生成するようになっている。直交復調器２３としては、例えばヒルベルト変換を利用した直交分配器を用いることができる。

フレーム同期部２４は、直交復調器２３により得られた直交信号Ｉ（ｔ）及びＱ（ｔ）に含まれるフレームの先頭位置を検出するようになっている。例えば、フレーム同期部２４は、被測定信号のフレームと同一のフォーマットを有するあらかじめ用意された参照フレームを用いて、例えばスライディング相関処理により、被測定信号に含まれるフレームの先頭位置を検出するようになっている。さらに、フレーム同期部２４は、先頭位置が検出されたフレームに対してフィルタリングやリサンプルを行って、当該フレームの所定のレートＲの解析用波形データを生成する。

ここで、上記の所定のレートＲは、下記の式（１）で表される。例えば、サブキャリア間隔Δｆが１５ｋＨｚで、処理の単位となるサンプル数Ｎ_ｆが２０４８である場合、レートＲは３０．７２ＭＨｚとなる。

また、上記の所定のレートＲを時間に変換して得られる時間単位Ｔ_sは、下記の式（２）で表される。例えば、サブキャリア間隔Δｆが１５ｋＨｚで、処理の単位となるサンプル数Ｎ_ｆが２０４８である場合、時間単位Ｔ_sは３２．５５ｎｓとなる。

波形データ記憶部２５は、フレーム同期部２４により生成された解析用波形データを順次記憶するようになっている。

シンボル位置情報生成部２６は、５Ｇ ＮＲなどの各種の通信規格に沿ったシンボルの開始位置や終了位置などのシンボル位置情報を、時間単位Ｔ_sを単位として算出するようになっている。また、シンボル位置情報生成部２６は、算出した各シンボルのシンボル位置情報をシンボル位置情報テーブル２６ａ上に格納して、フレーム全体のシンボル位置情報テーブルを生成するようになっている。背景技術の欄で述べたように、１フレーム内のシンボル数はサブキャリア間隔によって異なる。さらに、シンボル位置情報生成部２６は、例えば操作部１３への操作入力により、被測定信号の通信規格、サブキャリア間隔Δｆ、フレームのレートＲなどが指定されることにより、波形データ記憶部２５に記憶されている解析用波形データに含まれる複数のシンボルのシンボル位置情報を、後段のシンボルパワー算出部２７に出力可能に構成されている。

図２は、サブキャリア間隔が１５ｋＨｚ、３０ｋＨｚ、６０ｋＨｚ、１２０ｋＨｚの場合のシンボル位置情報テーブルの一例を示す表である。網掛けを施したシンボルは、他のシンボルよりもシンボル長が長い、０．５ｍｓごとに出現するＬｏｎｇＣＰを含むシンボルである。

例えば、サブキャリア間隔が１５ｋＨｚの場合、ＬｏｎｇＣＰを含むシンボルの長さが２２０８［Ｔ_s］であるのに対して、ＮｏｒｍａｌＣＰを含むシンボルの長さは２１９２［Ｔ_s］である。また、サブキャリア間隔が３０ｋＨｚの場合、ＬｏｎｇＣＰを含むシンボルの長さが１１１２［Ｔ_s］であるのに対して、ＮｏｒｍａｌＣＰを含むシンボルの長さは１０９６［Ｔ_s］である。また、サブキャリア間隔が６０ｋＨｚの場合、ＬｏｎｇＣＰを含むシンボルの長さが５６４［Ｔ_s］であるのに対して、ＮｏｒｍａｌＣＰを含むシンボルの長さは５４８［Ｔ_s］である。また、サブキャリア間隔が１２０ｋＨｚの場合、ＬｏｎｇＣＰを含むシンボルの長さが２９０［Ｔ_s］であるのに対して、ＮｏｒｍａｌＣＰを含むシンボルの長さは２７４［Ｔ_s］である。

シンボルパワー算出部２７は、シンボル位置情報生成部２６により生成されたシンボル位置情報テーブルを参照して、波形データ記憶部２５に記憶された解析用波形データから各シンボルのデータを抽出し、抽出した波形データから各シンボルの平均パワーを算出するようになっている。また、シンボルパワー算出部２７は、算出した各シンボルの平均パワーの値をシンボル情報テーブル２６ｂに格納するようになっている。

なお、５Ｇ ＮＲの規格上、ブロックの最小の長さは１シンボルであるため、１シンボルごとにＯｎ／Ｏｆｆが繰り返されるブロック構成も考えられる。その場合、各シンボルには隣接シンボルの過渡域が混ざりこむことが考えられる。このため、シンボルパワー算出部２７は、単純に各シンボル全体のデータから平均パワーを算出するのではなく、図３にパワー算出区間として示すように、各シンボルの中心を基準とした、例えば７０％分のデータからそのシンボルの平均パワーを算出するようになっている。また、これにより、被測定信号のパワー波形の立ち上がりや立ち下がりを含まない範囲で、シンボルの平均パワーを算出することが可能になる。

Ｏｎ／Ｏｆｆ判定部２８は、シンボル情報テーブル２６ｂを参照して、シンボルパワー算出部２７により算出された各シンボルの平均パワーとあらかじめ設定された閾値Ｔｈとの比較に基づいて、各シンボルがＯｎ状態又はＯｆｆ状態のいずれの状態であるかを判定するようになっている。この閾値Ｔｈは、ユーザによる操作部１３への操作入力により設定可能である。すなわち、Ｏｎ／Ｏｆｆ判定部２８は、ｎ番目のシンボルＳ（ｎ）（ｎは０以上の整数）の平均パワーが閾値Ｔｈよりも大きい場合に、シンボルＳ（ｎ）がＯｎ状態であると判定する。一方、Ｏｎ／Ｏｆｆ判定部２８は、ｎ番目のシンボルＳ（ｎ）の平均パワーが閾値Ｔｈ以下である場合に、シンボルＳ（ｎ）がＯｆｆ状態であると判定する。また、Ｏｎ／Ｏｆｆ判定部２８は、判定した各シンボルのＯｎ／Ｏｆｆ状態の判定結果をシンボル情報テーブル２６ｂに格納するようになっている。

ブロック検出部２９は、シンボル情報テーブル２６ｂを参照して、Ｏｎ状態とＯｆｆ状態とが切り替わるシンボルの境界を検出することにより、この境界によって分割された同じ状態のシンボルごとのブロックを検出するようになっている。図４は、１４シンボル分（１スロット分）のシンボルのＯｎ／Ｏｆｆ状態と、ブロック検出部２９によるブロック検出の例を示している。この例の場合、ブロック検出部２９は、シンボルＳ（２）とＳ（３）との境界、シンボルＳ（３）とＳ（４）との境界、シンボルＳ（５）とＳ（６）との境界、シンボルＳ（７）とＳ（８）との境界、シンボルＳ（８）とＳ（９）との境界、シンボルＳ（１１）とＳ（１２）との境界で、Ｏｎ状態とＯｆｆ状態とが切り替わっていることを検出する。この検出結果に基づき、ブロック検出部２９は、シンボルＳ（０）～Ｓ（２）をＯｎブロックＢ（０）、シンボルＳ（３）をＯｆｆブロックＢ（１）、シンボルＳ（４），Ｓ（５）をＯｎブロックＢ（２）、シンボルＳ（６），Ｓ（７）をＯｆｆブロックＢ（３）、シンボルＳ（８）をＯｎブロックＢ（４）、シンボルＳ（９）～Ｓ（１１）をＯｆｆブロックＢ（５）、シンボルＳ（１２），Ｓ（１３）をＯｎブロックＢ（６）にそれぞれブロック分けする。このようにして、ブロック検出部２９は、同じＯｎ／Ｏｆｆ状態が連続して続く隣接シンボルを一塊とすることで、Ｏｎ／Ｏｆｆブロックを自動で検出する。

なお、上記の説明では、１フレーム単位でＯｎ／Ｏｆｆブロックの検出を行う処理を念頭に置いていたが、本実施形態のブロック自動検出装置２０は複数のフレームに跨ったＯｎ／Ｏｆｆブロックの検出を行えるように構成されてもよい。例えば、フレーム同期部２４により１フレーム単位で生成される解析用波形データを、波形データ記憶部２５において複数のフレームの波形データが連続する形式で記憶することにより、複数のフレームに跨ったＯｎ／Ｏｆｆブロックの検出が可能となる。図５は、２つの連続するフレームについて、前フレームの最後のシンボルＳ（１３）と、次フレームの最初のシンボルＳ（１４）が共にＯｎ状態であり、ブロックＢ（６）が２つのフレームのシンボルＳ（１２）～Ｓ（２０）にわたって構成される例を示している。

図１に示すブロック位置情報生成部３０は、ブロック検出部２９の検出結果に基づき、波形データ記憶部２５に記憶された解析用波形データに含まれる複数のブロックの開始位置や終了位置などのブロック位置情報を、時間単位Ｔ_sを単位として生成するようになっている。また、ブロック位置情報生成部３０は、生成したブロック位置情報をブロック位置情報テーブル３０ａ上に格納して、フレーム全体のブロック位置情報テーブルを生成するようになっている。

図１に示す解析処理部１１は、ブロック平均パワー算出部１１ａを含む。ブロック平均パワー算出部１１ａは、ブロック位置情報生成部３０により生成されたブロック位置情報テーブル３０ａを参照して、波形データ記憶部２５に記憶された解析用波形データから各ブロックの波形データを抽出し、抽出した波形データから各ブロックの平均パワー（以下、「ブロック平均パワー」とも称する）を算出するようになっている。

ブロック平均パワー算出部１１ａにより算出されたブロック平均パワーは、ブロックごとに表示部１２に表示されるようになっている。図６に示すように、表示部１２は、結果表示画面４０の領域４１において、Ｏｎ／Ｏｆｆ状態（図中の"State"）、開始シンボル番号とシンボル数（図中の"Symbol Start (Number)"）、ブロック平均パワー（図中の"Power [dBm]"）などをブロックごとに表示する。なお、ユーザによる操作部１３への操作入力により任意のブロック番号が指定されることにより、表示部１２は、結果表示画面４０の領域４２において、指定されたブロックのパワー波形を表示する。

さらに、解析処理部１１は、波形データ記憶部２５に記憶された解析用波形データのうち、ブロック検出部２９により検出されたＯｎブロックの解析用波形データに対して、以下の信号解析処理を行うものであってもよい。解析処理部１１が実行する信号解析処理としては、例えば、被測定信号の振幅（パワー）などの時間変化を示す時系列データやスペクトラムの生成、チャネルパワー（Channel Power：ＣＨＰ）、占有帯域幅（Occupied Band Width：ＯＢＷ）、隣接チャネル漏洩電力比（Adjacent Channel Leakage Ratio：ＡＣＬＲ）、バースト平均電力、変調精度（ＥＶＭ）、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）などが挙げられる。

表示部１２は、例えばＬＣＤやＣＲＴなどの表示機器で構成され、図６に示したような解析処理部１１による解析処理結果などを表示するようになっている。さらに、表示部１２は、制御部１４から出力される制御信号に応じて、測定条件などを設定するためのボタン、ソフトキー、プルダウンメニュー、テキストボックスなどの操作対象の表示を行うようになっている。

操作部１３は、ユーザによる操作入力を受け付けるためのものであり、例えば表示部１２に設けられたタッチパネルで構成される。あるいは、操作部１３は、キーボード又はマウスのような入力デバイスを含んで構成されてもよい。また、操作部１３は、リモートコマンドなどによる遠隔制御を行う外部制御装置で構成されてもよい。操作部１３への操作入力は、制御部１４により検知されるようになっている。例えば、操作部１３により、シンボルの平均パワーの閾値Ｔｈの指定や、表示部１２における表示内容の指定などをユーザが行うことが可能である。

制御部１４は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどを含むマイクロコンピュータ又はパーソナルコンピュータ等で構成され、信号解析装置１０を構成する上記各部の動作を制御する。また、制御部１４は、ＲＯＭ等に記憶された所定のプログラムをＲＡＭに移して実行することにより、解析処理部１１、フレーム同期部２４、シンボル位置情報生成部２６、シンボルパワー算出部２７、Ｏｎ／Ｏｆｆ判定部２８、及びブロック検出部２９の少なくとも一部をソフトウェア的に構成することが可能である。なお、解析処理部１１、フレーム同期部２４、シンボル位置情報生成部２６、シンボルパワー算出部２７、Ｏｎ／Ｏｆｆ判定部２８、及びブロック検出部２９の少なくとも一部は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのディジタル回路で構成することも可能である。あるいは、解析処理部１１、フレーム同期部２４、シンボル位置情報生成部２６、シンボルパワー算出部２７、Ｏｎ／Ｏｆｆ判定部２８、及びブロック検出部２９の少なくとも一部は、ディジタル回路によるハードウェア処理と所定のプログラムによるソフトウェア処理とを適宜組み合わせて構成することも可能である。

以下、本実施形態のブロック自動検出装置２０を用いるブロック自動検出方法、及び、本実施形態の信号解析装置１０を用いる信号解析方法について、図７及び図８のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、ダウンコンバータ２１は、ＤＵＴ１００から出力されたＣＰ－ＯＦＤＭ信号をアナログのベースバンド信号に周波数変換する。次に、ＡＤＣ２２は、ダウンコンバータ２１から出力されたベースバンド信号をサンプリングしてディジタルデータに変換する。次に、直交復調器２３は、ＡＤＣ２２から出力されたディジタルデータを直交復調して、互いに直交する直交信号Ｉ（ｔ）及びＱ（ｔ）を生成する（ステップＳ１）。

次に、フレーム同期部２４は、ＣＰ－ＯＦＤＭ信号に含まれるフレームの先頭位置を検出し、先頭位置が検出されたフレームの解析用波形データを生成する（フレーム同期ステップＳ２）。

次に、波形データ記憶部２５は、ステップＳ２により生成された解析用波形データを順次記憶する（ステップＳ３）。

次に、シンボル位置情報生成部２６は、解析用波形データに含まれる複数のシンボルのシンボル位置情報テーブルを生成する（シンボル位置情報生成ステップＳ４）。

次に、制御部１４は、シンボルの順番を示す変数ｎをｎ＝０に設定する（ステップＳ５）。

次に、シンボルパワー算出部２７は、ステップＳ４により生成されたシンボル位置情報テーブル２６ａを参照して、解析用波形データからｎ番目のシンボルＳ（ｎ）の波形データを抽出し、抽出した波形データからシンボルＳ（ｎ）の平均パワーを算出する。さらに、シンボルパワー算出部２７は、算出したシンボルＳ（ｎ）の平均パワーの値をシンボル情報テーブル２６ｂに格納する（シンボルパワー算出ステップＳ６）。

次に、Ｏｎ／Ｏｆｆ判定部２８は、シンボル情報テーブル２６ｂを参照して、ステップＳ６により算出されたシンボルＳ（ｎ）の平均パワーと閾値Ｔｈとの比較に基づいて、シンボルＳ（ｎ）がＯｎ状態又はＯｆｆ状態のいずれの状態であるかを判定する。さらに、Ｏｎ／Ｏｆｆ判定部２８は、シンボルＳ（ｎ）のＯｎ／Ｏｆｆ状態の判定結果をシンボル情報テーブル２６ｂに格納する（Ｏｎ／Ｏｆｆ判定ステップＳ７）。

次に、制御部１４は、測定対象である全てのシンボル（個数をＮ個とする）に対して、ステップＳ７までの処理が完了したか否か、すなわち、変数ｎがＮ－１に到達したか否かを判定する（ステップＳ８）。

ステップＳ８で変数ｎがＮ－１に到達していないと判定された場合、制御部１４は、変数ｎの値をインクリメントして（ステップＳ９）、ステップＳ６以降の処理を続行する。

一方、ステップＳ８で変数ｎがＮ－１に到達したと判定された場合、制御部１４は、変数ｎをｎ＝０に設定する（ステップＳ１０）。

次に、ブロック検出部２９は、シンボル情報テーブル２６ｂからｎ－１番目のシンボルＳ（ｎ－１）とシンボルＳ（ｎ）のＯｎ／Ｏｆｆ状態を参照する（ステップＳ１１）。

次に、ブロック検出部２９は、ｎ－１番目のシンボルＳ（ｎ－１）とシンボルＳ（ｎ）のＯｎ状態とＯｆｆ状態とが切り替わっている場合には、ブロックの境界となるシンボルの境界が、シンボルＳ（ｎ）の先頭にあることを検出する。これにより、ブロック検出部２９は、検出したブロックの境界によって分割された同じ状態のシンボルごとのブロックを検出する（ブロック検出ステップＳ１２）。なお、ｎ＝０の場合には、ブロック検出部２９は、シンボルＳ（０）の先頭に境界があると判定する。

ステップＳ１２でシンボルＳ（ｎ）の先頭にブロックの境界が検出された場合、ブロック位置情報生成部３０は、シンボルＳ（ｎ－１）を含むブロックの終了位置と、シンボルＳ（ｎ）を含むブロックの開始位置とをブロック位置情報テーブル３０ａ上に格納することにより、ブロック位置情報テーブルを生成する（ブロック位置情報生成ステップＳ１３）。

次に、制御部１４は、変数ｎがＮ－１に到達したか否かを判定する（ステップＳ１４）。

ステップＳ１４で変数ｎがＮ－１に到達していないと判定された場合、制御部１４は、変数ｎの値をインクリメントして（ステップＳ１５）、ステップＳ１１以降の処理を続行する。

一方、ステップＳ１４で変数ｎがＮ－１に到達したと判定された場合、制御部１４は、ブロックの順番を示す変数ｉをｉ＝０に設定する（ステップＳ１６）。

次に、ブロック平均パワー算出部１１ａは、ステップＳ１３により生成されたブロック位置情報テーブルを参照して、解析用波形データからｉ番目のブロックＢ（ｉ）の波形データを抽出し、抽出した波形データからブロックＢ（ｉ）のブロック平均パワーを算出する（ブロック平均パワー算出ステップＳ１７）。

次に、制御部１４は、ステップＳ１３により生成されたブロック位置情報テーブルに記録された全てのブロック（個数をＩ個とする）に対して、ステップＳ１７までの処理が完了したか否か、すなわち、変数ｉがＩ－１に到達したか否かを判定する（ステップＳ１８）。

ステップＳ１８で変数ｉがＩ－１に到達していないと判定された場合、制御部１４は、変数ｉの値をインクリメントして（ステップＳ１９）、ステップＳ１７以降の処理を続行する。

一方、ステップＳ１８で変数ｉがＩ－１に到達したと判定された場合、表示部１２は、ステップＳ１７により算出されたブロック平均パワーをブロックごとに表示する（表示ステップＳ２０）。

以上説明したように、本実施形態に係るブロック自動検出装置２０は、被測定信号のフレームに含まれる複数のシンボルのシンボル位置情報テーブルを生成し、このシンボル位置情報テーブルを参照してＯｎ状態とＯｆｆ状態とが切り替わるシンボルの境界を検出することにより、被測定信号のＯｎブロックとＯｆｆブロックとを容易に検出することができる。特に、本実施形態に係るブロック自動検出装置２０は、シンボル単位で複雑にＯｎ／Ｏｆｆされるバースト信号や、開発段階のＤＵＴから出力され得る規格外の信号を被測定信号とした場合であっても、各種の信号解析処理に必要なブロック情報をこれらの信号から容易に検出することができる。

また、本実施形態に係るブロック自動検出装置２０は、ＬｏｎｇＣＰを含む特定のシンボルだけシンボル長が長いＣＰ－ＯＦＤＭ信号に対しても、ＯｎブロックとＯｆｆブロックとを容易に検出することができる。

また、本実施形態に係るブロック自動検出装置２０は、シンボルのＯｎ／Ｏｆｆ状態を判別するための閾値Ｔｈを、操作部１３を介してユーザに任意に設定させることができる。

また、本実施形態に係る信号解析装置１０は、ブロックごとの平均パワー（ブロック平均パワー）を測定し、その測定結果を表示することで、被測定信号のパワー波形が所望のバースト波形になっているか否かをユーザが確認することができる。

（第２の実施形態）
続いて、本発明の第２の実施形態に係るブロック自動検出装置について図面を参照しながら説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して適宜説明を省略する。また、第１の実施形態と同様の動作についても適宜説明を省略する。

第１の実施形態では、Ｏｎ／Ｏｆｆ判定部２８は、あらかじめ設定された閾値Ｔｈを用いて各シンボルのＯｎ／Ｏｆｆ状態を判定するとした。しかしながら、この「あらかじめ設定された閾値」が、信号解析装置１０自身や、信号解析装置１０が配置される測定系の都合を考慮し適切に設定されなければ、Ｏｎ状態のシンボル（Ｏｎシンボル）がＯｆｆ状態のシンボル（Ｏｆｆシンボル）として誤判定される場合があることが考えられる。これは、第１の実施形態では、閾値Ｔｈが絶対値（ｄＢｍ又はｄＢｍ／ＭＨｚ）で設定されるためである。

シンボルパワー算出部２７により算出される、Ｏｆｆシンボルの平均パワーは、例えばサブキャリア間隔が１５ｋＨｚの場合には約７０μｓ区間の平均電力であるため、Ｏｆｆブロック内においてほぼ一定である。本実施形態ではこのことを利用し、以下のように閾値Ｔｈを算出する構成とした。

図９に示すように、本実施形態のブロック自動検出装置５０は、第１の実施形態の構成に加えて、Ｏｎ／Ｏｆｆ判定部２８で用いられる閾値Ｔｈを算出する閾値算出部５１を更に備える。

閾値算出部５１は、下記の式（３）に示すように、シンボルパワー算出部２７により算出された、１フレームに含まれる各シンボル（Ｏｎ／Ｏｆｆ状態は問わない）の平均パワーの最小値に、１０ｄＢを加算した値を閾値Ｔｈとして算出するようになっている。

閾値Ｔｈ＝MIN（シンボルＳ（ｎ）の平均パワー）＋10 dB ・・・（３）
ここで、ｎは１フレーム区間（１０ｍｓ）内のシンボル位置を示す０以上の整数

なお、式（３）における１０ｄＢの値は、Ｏｆｆシンボルの平均パワーが１０ｄＢ程度ばらつくことは現実的にあり得ないとの判断に基づいたものである。仮に、フレーム同期部２４から出力された段階での解析用波形データのノイズが１０ｄＢ程度ばらついていたとしても、例えばサブキャリア間隔が１５ｋＨｚの場合には、シンボルパワー算出部２７により約７０μｓ区間内の平均が行われることで、Ｏｆｆシンボルの平均パワーは現実的には１ｄＢ程度まで収まる。

以上説明したように、本実施形態に係るブロック自動検出装置５０は、１フレームに含まれる各シンボルの平均パワーに応じて、Ｏｎ／Ｏｆｆ判定部２８で用いられる閾値Ｔｈを算出するため、測定環境に関わらず、ＯｎシンボルがＯｆｆシンボルとして誤判定されることを防止できる。

１０ 信号解析装置
１１ 解析処理部
１１ａ ブロック平均パワー算出部
１２ 表示部
１３ 操作部
１４ 制御部
２０，５０ ブロック自動検出装置
２１ ダウンコンバータ
２２ ＡＤＣ
２３ 直交復調器
２４ フレーム同期部
２５ 波形データ記憶部
２６ シンボル位置情報生成部
２６ａ シンボル位置情報テーブル
２６ｂ シンボル情報テーブル
２７ シンボルパワー算出部
２８ Ｏｎ／Ｏｆｆ判定部
２９ ブロック検出部
３０ ブロック位置情報生成部
３０ａ ブロック位置情報テーブル
４０ 結果表示画面
４１，４２ 領域
５１ 閾値算出部
１００ ＤＵＴ

Claims (7)

1. 被測定信号に含まれるフレームの先頭位置を検出し、前記先頭位置が検出された前記フレームの波形データを生成するフレーム同期部（２４）と、
   前記フレーム同期部により生成された前記フレームの波形データに含まれる複数のシンボルの位置情報を生成するシンボル位置情報生成部（２６）と、
   前記シンボル位置情報生成部により生成された位置情報を参照して、前記フレーム同期部により生成された前記フレームの波形データから各前記シンボルの波形データを抽出し、抽出した波形データから各前記シンボルの平均パワーを算出するシンボルパワー算出部（２７）と、
   前記シンボルパワー算出部により算出された各前記シンボルの平均パワーと閾値との比較に基づいて、各前記シンボルがＯｎ状態又はＯｆｆ状態のいずれの状態であるかを判定するＯｎ／Ｏｆｆ判定部（２８）と、
   前記Ｏｎ状態と前記Ｏｆｆ状態とが切り替わるシンボルの境界を検出することにより、前記境界によって分割された同じ状態のシンボルごとのブロックを検出するブロック検出部（２９）と、
   前記ブロック検出部により検出されたブロックの位置情報を生成するブロック位置情報生成部（３０）と、を備えることを特徴とするブロック自動検出装置。
2. 前記被測定信号がＣＰ－ＯＦＤＭ信号であることを特徴とする請求項１に記載のブロック自動検出装置。
3. 操作入力を受け付ける操作部（１３）を更に備え、
   前記閾値が、前記操作部への操作入力により設定されることを特徴とする請求項１又は請求項２のブロック自動検出装置。
4. 前記Ｏｎ／Ｏｆｆ判定部で用いられる前記閾値を算出する閾値算出部（５１）を更に備え、
   前記閾値算出部は、前記シンボルパワー算出部により算出された、前記フレームに含まれる各前記シンボルの平均パワーの最小値に、１０ｄＢを加算した値を前記閾値として算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブロック自動検出装置。
5. 前記請求項１から請求項４のいずれかに記載のブロック自動検出装置（２０，５０）と、
   前記ブロック位置情報生成部により生成された位置情報を参照して、前記フレーム同期部により生成された前記フレームの波形データから各前記ブロックの波形データを抽出し、抽出した波形データから各前記ブロックの平均パワーを算出するブロック平均パワー算出部（１１ａ）と、
   前記ブロック平均パワー算出部により算出された平均パワーを前記ブロックごとに表示する表示部（１２）と、を備えることを特徴とする信号解析装置。
6. 被測定信号に含まれるフレームの先頭位置を検出し、前記先頭位置が検出された前記フレームの波形データを生成するフレーム同期ステップ（Ｓ２）と、
   前記フレーム同期ステップにより生成された前記フレームの波形データに含まれる複数のシンボルの位置情報を生成するシンボル位置情報生成ステップ（Ｓ４）と、
   前記シンボル位置情報生成ステップにより生成された位置情報を参照して、前記フレーム同期ステップにより生成された前記フレームの波形データから各前記シンボルの波形データを抽出し、抽出した波形データから各前記シンボルの平均パワーを算出するシンボルパワー算出ステップ（Ｓ６）と、
   前記シンボルパワー算出ステップにより算出された各前記シンボルの平均パワーと閾値との比較に基づいて、各前記シンボルがＯｎ状態又はＯｆｆ状態のいずれの状態であるかを判定するＯｎ／Ｏｆｆ判定ステップ（Ｓ７）と、
   前記Ｏｎ状態と前記Ｏｆｆ状態とが切り替わるシンボルの境界を検出することにより、前記境界によって分割された同じ状態のシンボルごとのブロックを検出するブロック検出ステップ（Ｓ１２）と、
   前記ブロック検出ステップにより検出されたブロックの位置情報を生成するブロック位置情報生成ステップ（Ｓ１３）と、を含むことを特徴とするブロック自動検出方法。
7. 前記請求項６に記載のブロック自動検出方法と、
   前記ブロック位置情報生成ステップにより生成された位置情報を参照して、前記フレーム同期ステップにより生成された前記フレームの波形データから各前記ブロックの波形データを抽出し、抽出した波形データから各前記ブロックの平均パワーを算出するブロック平均パワー算出ステップ（Ｓ１７）と、
   前記ブロック平均パワー算出ステップにより算出された平均パワーを前記ブロックごとに表示する表示ステップ（Ｓ２０）と、を含むことを特徴とする信号解析方法。

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