JP7324094B2 - Measuring device and program - Google Patents

Measuring device and program Download PDF

Info

Publication number
JP7324094B2
JP7324094B2 JP2019166059A JP2019166059A JP7324094B2 JP 7324094 B2 JP7324094 B2 JP 7324094B2 JP 2019166059 A JP2019166059 A JP 2019166059A JP 2019166059 A JP2019166059 A JP 2019166059A JP 7324094 B2 JP7324094 B2 JP 7324094B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
ofdm
unit
frequency characteristic
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019166059A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021044724A (en
Inventor
朋也 井地口
慎悟 朝倉
浩平 神原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Japan Broadcasting Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Broadcasting Corp filed Critical Japan Broadcasting Corp
Priority to JP2019166059A priority Critical patent/JP7324094B2/en
Publication of JP2021044724A publication Critical patent/JP2021044724A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7324094B2 publication Critical patent/JP7324094B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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。 The present invention relates to an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) signal measurement apparatus and program for next-generation terrestrial digital broadcasting.

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。 The next-generation terrestrial broadcasting is scheduled to expand the transmission capacity while inheriting the OFDM modulation system, which is the current ISDB-T (Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial).

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)。 For example, in the current terrestrial digital broadcasting (ISDB-T), 64QAM (Quadrature Amplitude Modulation) with a uniform constellation (uniform constellation; UC) is used as the maximum multilevel modulation as a carrier modulation method. Six bits are transmitted by one carrier symbol (see, for example, Non-Patent Document 1).

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。 On the other hand, in next-generation terrestrial broadcasting, in order to transmit large-capacity content services such as 4K and 8K SHV (Super Hi-Vision) as ultra-high-definition video that surpasses high-definition, multi-level modulation exceeding 64QAM (currently 4096QAM) is required. is considered as the maximum multi-level modulation), and the transmission capacity is expanded using ultra-multi-level OFDM modulation technology including a carrier modulation method of a constellation with non-uniform signal point intervals (non-uniform constellation; NUC) (For example, see Non-Patent Document 2). Furthermore, in the next-generation terrestrial broadcasting, it is being studied to double the transmission capacity by using polarized wave MIMO (multiple-input and multiple-output) technology that simultaneously uses horizontal polarization and vertical polarization.

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。 In the current terrestrial digital broadcasting (ISDB-T), scattered pilots ( SP) signal symbols are arranged, that is, one type of SP signal signal point arrangement (once in 12 carriers in the carrier number direction, once in 4 symbols in the symbol number direction, and 1 symbol of the SP signal is placement).

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。 On the other hand, in the next-generation terrestrial broadcasting, it is possible to change the arrangement of SP signal symbols individually in each layer (A layer, B layer, and C layer) of the data signal (data carrier) multiplexed in the OFDM signal (for example, , once for 6 carriers in the carrier number direction in layer A, once for 12 carriers in the carrier number direction in layer B, and 1 symbol of the SP signal can be specified), It is under consideration to include the information in the TMCC control information and transmit it.

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。 In particular, in next-generation terrestrial broadcasting, use of orthogonal 1-system and 2-system SP signals is being studied when transmitting OFDM signals in the MIMO system.

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)。 FIG. 10 shows an example of orthogonal 1-system/2-system SP signal arrangement (hereinafter simply referred to as "SP arrangement") and code as SP signals during MIMO transmission under consideration for next-generation terrestrial broadcasting. It is a figure which shows. For example, during MIMO transmission, the 1-system SP arrangement is transmitted with horizontal polarization, and the 2-system SP arrangement is transmitted with vertical polarization. These 1-system and 2-system SP signals are generated corresponding to the sign inversion method for each layer. In the sign inversion method, the SP signal of the 2nd system is obtained by multiplying the SP signal arranged as the 1st system by +1 or -1 (the absolute value of the amplitude of the SP is maintained).

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。 More specifically, the SP arrangement of system 2 is the first SP symbol in the frame of the OFDM signal of system 2 (hereinafter also referred to as "OFDM frame") (the first SP in the time direction of the carrier number at the beginning of system 2). symbol), the SP symbol at the beginning of the OFDM frame of system 1 (the first SP symbol in the time direction of the first carrier number of system 1) is multiplied by +1 (non-sign inversion), and the SP symbol at the beginning of this OFDM frame , the code values of the SP symbols are alternately inverted in the symbol direction (time direction) and carrier direction (frequency direction) in the carrier-symbol space defined based on the carrier interval Dx and the symbol interval Dy. Furthermore, in the SP arrangement of the 2 system, the basic block of the carrier-symbol space including the SP symbol at the beginning of the OFDM frame is arranged by alternately inverting the code of the SP symbol in basic block units in the carrier direction and the symbol direction. and In this way, the SP arrangement of system 2 is based on the SP symbol at the beginning of the OFDM frame, and the SP arrangement of system 1 is based on SP (non-sign inverted) symbols and SP (sign inverted) in the symbol direction (time direction). ) symbols are alternately assigned, and the signs of the SP symbols are alternately inverted in the carrier direction and the symbol direction in units of basic blocks in the carrier-symbol space.

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。 By the way, an OFDM signal measuring device compatible with polarization MIMO is commercially available (see, for example, Non-Patent Document 3). A conventional OFDM signal measuring device performs demodulation of a MIMO-OFDM signal sequentially from the first symbol of an OFDM frame. Separation of the 1st system and the 2nd system is performed using the SP symbol whose sign is inverted in the processing of the equalization unit. SP symbols are also used for channel estimation. Therefore, in the conventional MIMO-OFDM signal measurement device, the reception power, frequency characteristics, constellation, MER (Modulation Error Ratio), and delay profile are calculated based on the detection of the first symbol of the OFDM frame. It is measurable.

“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)“Transmission method standard for terrestrial digital television broadcasting ARIB STD-B31 Version 2.2”, revised on March 18, 2014, Association of Radio Industries and Businesses (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.117-120Takuya Tsuji, Shingo Asakura, Susumu Saito, Tomohiro Saito, Kazuhiko Shibuya, “Transmission Technology for Next-Generation Terrestrial Broadcasting -Improvement of Ultra-Multilevel Signal Transmission Characteristics by Non-Uniform Mapping-”, Institute of Image Information and Television Engineers Technical Report, Vol. 38, No. 5, January 2014, 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〉“MIMO Performance and Condition Numbers in LTE Tests”, Keysight Technologies, [online], [searched on August 19, 2019], Internet <URL: http://literature.cdn.keysight.com/litweb/ pdf/5990-4759EN.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。 A conventional OFDM signal measuring apparatus as disclosed in Non-Patent Document 3 detects the beginning of an OFDM frame during demodulation processing of a MIMO-OFDM signal. Detecting the beginning of an OFDM frame requires a buffer memory in the measuring device to temporarily store at least one OFDM frame of the input signal. An OFDM frame has a length of 224 symbol periods for an FFT size of 8k, 112 symbol periods for 16k, and 56 symbol periods for 32k. At least 224 symbol periods are required as memory buffer capacity. For this reason, the conventional OFDM signal measuring apparatus needs to prepare a buffer memory having a buffer capacity for at least one OFDM frame, which poses a problem in terms of cost reduction. In addition, conventional MIMO-OFDM signal measurement equipment requires the necessary programs and hardware to detect the beginning of OFDM frames, just like a normal receiver, and there is room for improvement in terms of cost. there were. Furthermore, since the conventional OFDM signal measuring apparatus requires time to acquire signals for at least one OFDM frame, there is room for improvement in the time required to obtain signal analysis results.

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。 In addition, in the conventional OFDM signal measurement device, correct measurement of frequency characteristics and constellation is necessary to enable signal analysis even when the code relationship of SP arrangement differs for each layer, unless the beginning of the OFDM frame is detected. is not possible.

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)。 FIG. 11 is a diagram showing an example of SP arrangement for each layer during MIMO transmission in next-generation terrestrial broadcasting. At the time of MIMO transmission in next-generation terrestrial broadcasting, the same SP arrangement can be used for each layer (the code relationship between layers is also the same), and the SP arrangement can be different for each layer (when the code relationship between layers is also different). ), and can be configured with various SP arrangement patterns. When the SP arrangement is the same for each layer, the code at the beginning of the SP is aligned for each symbol (in the example shown in the left diagram of FIG. 11, Dy= 4, and the sign relation between layers is the same). On the other hand, when the SP arrangement is different for each layer, depending on the symbol, there are cases where the SP arrangement and code relationship are different for each layer (in the example shown in the right diagram of FIG. 10, layers A, B, and C Each layer has a combination of values of Dy=1, 2, or 4, and the code relationship between layers may also differ).

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。 However, in the conventional OFDM signal measuring device, unless the beginning of the OFDM frame is detected, it is impossible to demodulate so that the different SP arrangements and code relationships for each layer are linearly continuous as frequency characteristics. The frequency characteristic cannot be linearly continued except for the detection of the head, and the constellation cannot be measured correctly.

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。 Therefore, in view of the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide a measuring apparatus and a program capable of measuring MIMO-OFDM signals at a lower cost and in a shorter time even if the SP arrangement differs for each layer. to provide.

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。 The measuring apparatus of the present invention is an OFDM signal measuring apparatus that receives a MIMO-transmitted OFDM signal and uses a frequency based on a scattered pilot (SP) signal for each layer in the OFDM signal after synchronous regeneration. and a signal analysis means for analyzing and measuring a measurement value including at least a constellation of data signals in the OFDM signal, wherein the signal analysis means analyzes the SP signal for each layer in the OFDM signal after synchronous reproduction. and equalization means for executing equalization processing for correcting the OFDM signal based on the signal point arrangement of the SP signal of system 1 and the signal point arrangement of the SP signal of system 1. During MIMO transmission having two types of SP arrangement patterns, which are signal point arrangements of two-system SP signals in which predetermined SP symbols are regularly sign-inverted, the first symbol of the SP signal for each layer is obtained from the OFDM signal after synchronous regeneration. a buffer memory for storing an OFDM signal for a predetermined symbol period from the head symbol of the SP signal; and a predetermined propagation path estimation by performing complex division on the OFDM signal for the predetermined symbol period. SP complex division means for estimating the amplitude/phase change amount of the SP signal by, SP time direction interpolation means for executing SP interpolation processing in the time direction using the amplitude/phase change amount, and the SP interpolation processing in the time direction frequency characteristic conversion means for converting the subsequent OFDM signal into an OFDM signal having a frequency characteristic in which the SP signal is linearly continuous when the SP signal has nonlinear frequency characteristics; and OFDM obtained from the frequency characteristic conversion means. SP frequency direction interpolation means for performing SP interpolation processing in the frequency direction on a signal, and complex division means for correcting the OFDM signal by performing complex division on the OFDM signal after the SP interpolation processing in the frequency direction. characterized by

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。 Further, in the measuring apparatus of the present invention, the frequency characteristic conversion means determines whether the code of the leading symbol of the SP signal is the same or different on the same symbol for each layer of the OFDM signal after the SP interpolation processing in the time direction. is determined, and when the SP signal has a nonlinear frequency characteristic, the SP signal is converted into an OFDM signal having a linearly continuous frequency characteristic.

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。 Further, in the measuring apparatus of the present invention, the frequency characteristic conversion means sets the frequency characteristic of the SP signal in the OFDM signal after the SP interpolation processing in the time direction as the first frequency characteristic, and the SP signal having the first frequency characteristic. The presence or absence of a layer in which the sign of the signal may be inverted and the periodicity of the sign inversion are determined from the TMCC information, and for the SP signal of the layer determined as having the possibility of sign inversion, for the predetermined symbol period, The SP symbol whose sign is inverted according to the determined periodicity is converted into a second frequency characteristic in which the sign is inverted into a non-sign-inverted SP symbol, and the first and second frequency characteristics are compared to obtain a linear is selected and output to the SP frequency direction interpolating means.

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。 Further, in the measuring apparatus of the present invention, the frequency characteristic conversion means calculates a sum of amplitude distances between adjacent SP symbols in the carrier direction for each of the first and second frequency characteristics, Of the second frequency characteristics, one having a smaller sum of amplitude distances is determined to be linearly continuous frequency characteristics, and an OFDM signal having more linearly continuous frequency characteristics is selected and output. .

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。 Furthermore, the program of the present invention constitutes a program for causing a computer to function as the signal analysis means in the measuring apparatus of the present invention.

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。 According to the present invention, it is possible to measure a MIMO-OFDM signal at a lower cost and in a shorter time even if the SP arrangement differs for each layer. In other words, according to the present invention, detection of the beginning of an OFDM frame becomes unnecessary, so that the necessary programs and hardware become unnecessary, and the buffer capacity of the buffer memory for signal analysis of the MIMO-OFDM signal can be reduced. It is possible to shorten the analysis time.

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。1 is a block diagram showing a schematic configuration of an OFDM signal measuring apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG. 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。1 is a block diagram showing a schematic configuration of a signal analysis section in an OFDM signal measuring apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG. 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。1 is a block diagram showing a schematic configuration of an equalization section of an example in an OFDM signal measuring apparatus of an embodiment according to the present invention; FIG. 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。FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of an equalization section of a comparative example in a conventional OFDM signal measuring device; 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。FIG. 10 is a diagram schematically showing the actual operation of the equalizer of the comparative example in the OFDM signal measuring device of the prior art, the operation when detecting the beginning of the OFDM frame, the frequency characteristics obtained at this time, and the constellation; be. 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。FIG. 10 is a diagram schematically showing the operation when trying to detect the beginning of an SP, the frequency characteristics obtained at this time, and the constellation as a problem of the equalization unit of the comparative example in the OFDM signal measuring device of the prior art; . 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。4 is a flow chart showing control of a frequency characteristic conversion section during MIMO transmission provided in an equalization section of an embodiment of an OFDM signal measuring apparatus according to an embodiment of the present invention; (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。4(a) to 4(d) are diagrams for explaining control of a frequency characteristic conversion section provided in an equalization section of an example of an OFDM signal measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 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。As the actual operation of the equalization unit of the embodiment of the OFDM signal measuring apparatus according to the present invention, the operation of detecting the beginning of the SP, the frequency characteristics obtained at this time, and the constellation are schematically shown. is a diagram shown in FIG. 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。FIG. 2 is a diagram showing an example of arrangement and codes of orthogonal 1-system and 2-system pilot signals as scatter pilots (SP) during MIMO transmission under consideration for next-generation terrestrial broadcasting. 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。FIG. 10 is a diagram showing an example of SP arrangement for each layer during MIMO transmission in next-generation terrestrial broadcasting;

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。 An OFDM signal measuring apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(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。
(overall structure)
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an OFDM signal measuring apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. The measurement device 1 shown in FIG. Received OFDM signals are distinguished from OFDM signals transmitted by the SISO system using one of the polarized waves, and are configured as a device for performing predetermined measurements of these OFDM signals. It includes converters 13 and 14 , analog/digital (A/D) converters 15 and 16 , a signal analyzer 17 , and a data collector 18 . The data collection unit 18 has a display unit 181 , an operation unit 182 and a recording unit 183 .

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。 It should be noted that the MIMO method and the MISO method do not need to be distinguished from each other in the measurement apparatus 1 from the viewpoint of measuring OFDM signals for each of a plurality of types of polarization (horizontal polarization and vertical polarization in this example). MISO is included when MIMO is used in the following description. Furthermore, since the measuring apparatus 1 is configured to measure MIMO OFDM signals, it can also measure SISO OFDM signals. Therefore, in the following description, an example will be described in which the measuring apparatus 1 mainly receives OFDM signals transmitted by the MIMO method and performs predetermined measurements, which will be described later.

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。 The received power measuring unit 11 receives a horizontally polarized OFDM signal via a horizontally polarized receiving antenna (not shown), measures the received power, generates received power data indicating the measurement result, and performs signal analysis. Output to unit 17 . In addition, the received power measuring unit 12 receives a vertically polarized OFDM signal via a vertically polarized wave receiving antenna (not shown), measures the received power, and generates received power data indicating the measurement result. Output to the signal analysis unit 17 . Therefore, the reception power measurement units 11 and 12 are configured as reception power measurement means for receiving the OFDM signal for each polarization, measuring the reception power for each polarization, and generating reception power data for each polarization.

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。 The frequency converter 13 frequency-converts a horizontal polarized OFDM signal received via a horizontal polarized wave reception antenna (not shown) into an intermediate frequency signal, and outputs the intermediate frequency signal to the A/D converter 15 . Further, the frequency converter 14 frequency-converts a vertically polarized OFDM signal received via a vertically polarized wave reception antenna (not shown) into an intermediate frequency signal, and outputs the intermediate frequency signal to the A/D converter 16 . Accordingly, the frequency conversion units 13 and 14 are configured as frequency conversion means for frequency-converting the OFDM signals received for each polarization into signals of intermediate frequencies.

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。 The A/D conversion unit 15 converts the horizontally polarized OFDM signal frequency-converted to the intermediate frequency into a digital value, and outputs the digital value to the signal analysis unit 17 . Further, the A/D converter 16 converts the vertically polarized OFDM signal frequency-converted to the intermediate frequency into a digital value, and outputs the digital value to the signal analysis unit 17 . Accordingly, the A/D conversion units 15 and 16 are configured as analog/digital conversion means for converting the OFDM signal for each polarization frequency-converted to the intermediate frequency into a digital value.

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。 The signal analysis unit 17 includes means for demodulating the TMCC signal and the data signal assigned to each layer, which are multiplexed on the OFDM signal for each polarization converted into the digital value, and estimating the phase and amplitude value of the data signal. Means for analyzing and measuring the delay profile based on the possible pilot signal (SP signal), frequency characteristics, the constellation of the data signal, and the modulation error ratio (MER), and TMCC (Transmission and Multiplexing Configuration Control Information) Analysis of means for analyzing and measuring the MER of a signal and condition numbers indicating evaluation values related to transmission of the multiple types of polarization (horizontal polarization and vertical polarization in this example) and means for outputting each measured value including the received power data for each polarization obtained from the received power measuring units 11 and 12 to the display unit 181 or the recording unit 183 .

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。 Although not essential, the signal analysis unit 17 in this embodiment further includes means for demodulating the LLch signal multiplexed with the OFDM signal for each polarization and analyzing and measuring the MER of the LLch signal.

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。 Then, the signal analysis unit 17 can selectively specify from the operation unit 182 which of the data signal, TMCC signal, and LLch signal the MER of which signal is to be measured.

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。 In addition, the signal analysis unit 17 can measure all of the measured values of the delay profile and frequency characteristics based on the SP signal, the constellation and MER of the data signal for each layer, and the condition number. However, as a modified example, it is also possible to configure the operation unit 182 to selectively specify a part of each measurement value to be measured.

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。 Each measurement value measured by the signal analysis unit 17 can be specified to be displayed on the display unit 181 or recorded on the recording unit 183 by setting from the operation unit 182 .

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。 The data collection unit 18 has a function of automatically receiving information (GPS information) on the reception point, operates the signal analysis unit 17 in response to an analysis instruction from the operation unit 182, and collects each measurement value measured by the signal analysis unit 17. , and the information of the reception point (GPS information) are displayed on the display unit 181 in one screen, or recorded in the recording unit 183 .

(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。
(Signal analysis part)
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of the signal analysis section 17 in the OFDM signal measuring apparatus 1 according to one embodiment of the present invention.

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。 The signal analysis unit 17 includes a horizontal polarization signal analysis unit 17H, a vertical polarization signal analysis unit 17V, and a condition number calculation unit 17C, which operate based on instructions from the operation unit 182 .

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。 The horizontal polarization signal analysis unit 17H receives the horizontal polarization OFDM signal converted into the digital value obtained from the A/D conversion unit 15, and converts the OFDM signal based on the instruction from the operation unit 182. demodulates the TMCC signal and LLch signal multiplexed into each layer and the data signal assigned to each layer, selectively performs predetermined measurements related to the data signal, the TMCC signal, the LLch signal, and the SP signal, and measures the received power Each measured value including the reception power data of the horizontally polarized OFDM signal obtained from the unit 11 is output to the display unit 181 or the recording unit 183 .

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。 The vertical polarization signal analysis unit 17V receives the vertical polarization OFDM signal converted into the digital value obtained from the A/D conversion unit 16, and converts the OFDM signal based on the instruction from the operation unit 182. demodulates the TMCC signal and LLch signal multiplexed into each layer and the data signal assigned to each layer, selectively performs predetermined measurements related to the data signal, the TMCC signal, the LLch signal, and the SP signal, and measures the received power Each measured value including the reception power data of the OFDM signal for vertical polarization obtained from the unit 12 is output to the display unit 181 or the recording unit 183 .

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。 The condition number calculation unit 17C calculates the maximum singularity based on the measurement results (delay profile and frequency response) of the horizontal polarization signal analysis unit 17H and the vertical polarization signal analysis unit 17V from the matrix of the channel response constituting MIMO. A value and a minimum singular value are obtained, a condition number is calculated from their ratio, and the calculated value is output to the display unit 181 or the recording unit 183 . Calculation of this condition number is performed when measurement results of the delay profile and frequency response are obtained by the horizontal polarization signal analysis unit 17H and the vertical polarization signal analysis unit 17V based on an instruction from the operation unit 182. . If the value of the condition number is small, it indicates that the propagation path constituting MIMO is in good condition, and if the value is large, it indicates that it is in bad condition.

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。 In FIG. 2, since the vertical polarization signal analysis unit 17V is configured in the same manner as the horizontal polarization signal analysis unit 17H, only the components of the horizontal polarization signal analysis unit 17H are illustrated in detail. . Hereinafter, the components of the horizontal polarization signal analysis unit 17H will be described as a representative.

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。 The horizontal polarization signal analysis unit 17H includes a data input/output unit 170, a synchronization reproduction unit 171, a TMCC decoding unit 172, a control information reading unit 173, an equalization unit 175, a signal separation unit 176, and a deinterleaving unit. A section 177, a layer separation section 178, and MER calculation sections 179A, 179B, and 179C.

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。 The data input/output unit 170 inputs the reception power data of the horizontally polarized OFDM signal obtained from the reception power measurement unit 11, and operates the operation unit 182 to synchronize with other measured values such as the delay profile and frequency response. It outputs to the display unit 181 or the recording unit 183 based on the instruction from.

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。 The synchronization reproduction unit 171 receives the OFDM signal for horizontal polarization that has been converted into the digital value obtained from the A/D conversion unit 15, performs orthogonal demodulation, and performs symbol synchronization and carrier frequency synchronization reproduction of the OFDM signal. , which includes a guard interval (GI) correlator 1711 , an LLch, TMCC correlator 1712 , and an LLch, TMCC designator 1713 .

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。 A guard interval (GI) correlator 1711 detects an effective symbol position by correlating guard intervals by comparing signals at times separated by an FFT (Fast Fourier Transform) window for the orthogonally demodulated OFDM signal, This is a functional unit that synchronizes carrier frequencies.

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 correlation section 1712 uses the LLch signal and TMCC signal multiplexed in the OFDM signal in order to detect the carrier frequency shift in the OFDM signal after the guard interval correlation, or the LLch, TMCC designation section 1713, using the LLch signal and the TMCC signal designated by the external input, performs correlation detection of the carrier position of the OFDM signal. LLch signals and TMCC signals are signals with carrier numbers determined in advance, and usually have larger amplitudes than data signals (data carriers). , and the symbol synchronization and carrier frequency of the OFDM signal can be synchronously reproduced with high accuracy.

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。 The LLch, TMCC designation unit 1713 is a functional unit that designates the LLch signal and the TMCC signal by external input from the operation unit 182 to the LLch, TMCC correlation unit 1712. The TMCC control information received can be arbitrarily set from the operation unit 182 .

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。 The TMCC decoding unit 172 extracts and decodes the TMCC signal from the OFDM signal that has undergone symbol synchronization and carrier frequency synchronous reproduction through the LLch and TMCC correlation unit 1712, thereby acquiring TMCC control information and reading the control information. Output to unit 173 . Transmission parameter information indicating the encoding modulation scheme such as the carrier modulation scheme and the error correction coding rate can be obtained by decoding the TMCC signal.

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。 Control information reading section 173 outputs the TMCC control information obtained from TMCC decoding section 172 to MER calculating sections 179A, 179B, and 179C for each layer. When the TMCC control information designates the TMCC signal by the external input from the operation unit 182 via the LLch and TMCC designation unit 1713, the designated TMCC control information is eventually read out, but the external input from the operation unit 182 TMCC control information may be read directly. That is, the operation unit 182 uses the MER calculation units 179A, 179B, and 179C to read control information to determine which of the externally input TMCC control information and the TMCC control information in the TMCC signal multiplexed on the OFDM signal is to be used. 173 can be set.

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。 As with the LLch signal and the TMCC signal, the SP signal has a predetermined carrier number, amplitude and phase, and is known to the measuring device 1 side. In the next-generation terrestrial broadcasting, it is possible to change the symbol arrangement of the SP signal individually for each layer (A layer, B layer, and C layer) of the data carrier multiplexed in the OFDM signal. In the measurement apparatus 1 according to the embodiment, the SP signal to be extracted can be designated to the equalization section 175 by an external input from the operation section 182 .

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。 The equalization unit 175 has a unique function according to the present invention, which will be described in detail later with reference to FIG. Detect the leading symbol of the SP signal (SP symbol at the beginning of the carrier number), and the OFDM signal for a predetermined symbol period (20 symbol periods in this example, a symbol period shorter than 1 OFDM frame) from the leading symbol of the SP signal has a buffer memory 1752 for storing Note that the buffer memory 1752 according to the present invention does not need to store OFDM signals for one OFDM frame period (at least 224 symbol periods) as in the prior art.

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。 Then, the equalization unit 175 performs complex division on the OFDM signal stored in the buffer memory 1752 to perform a predetermined propagation path estimation (SP signal as a known transmission signal and SP signal as an actual reception signal. After estimating the amount of change in amplitude and phase by estimation using a channel matrix) and executing SP interpolation processing in the time direction, the frequency characteristic conversion unit 1755 according to the present invention performs when the SP signal has a nonlinear frequency characteristic, Processing is performed to convert the SP signal into an OFDM signal having linearly continuous frequency characteristics.

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。 Subsequently, the equalization unit 175 executes equalization processing for correcting the OFDM signal by performing SP interpolation processing in the frequency direction on the OFDM signal obtained from the frequency characteristic conversion unit 1755 and performing complex division. Output to the signal separation unit 176 .

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。 In addition, based on the instruction from the operation unit 182, the equalization unit 175, for the SP signal in the OFDM signal after the SP interpolation processing, the transmission device (known on the measurement device 1 side) that transmitted the corresponding OFDM signal From the transmission antenna (not shown) to the reception antenna (not shown) of the measuring device 1 of the present embodiment, each path from the propagation path response (variation on the frequency axis between transmission and reception) for each polarization By transforming the frequency domain signal into a time domain signal by inverse fast Fourier transforming the channel response of , a delay profile indicating the amount of change on the time axis between transmission and reception is obtained. Frequency characteristics are obtained by Fourier transform, and these measured values are output to the display section 181 or the recording section 183 . In other words, the delay profile is measured on the time axis, and the frequency characteristic is measured on the frequency axis.

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。 The signal separation unit 176 separates the OFDM signal after SP interpolation and complex division processing by the equalization unit 175 by a signal separation/extraction method by one of ZF, MMSE, and MLD designated by the operation unit 182. , the vertical polarization component is separated and removed from the horizontal polarization OFDM signal of the MIMO scheme, and output to the deinterleaving section 177 .

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。 Since the configuration of the horizontal polarization signal analysis unit 17H is described here, the signal separation unit 176 provided in the horizontal polarization signal analysis unit 17H converts the MIMO horizontal polarization OFDM signal into the vertical polarization. A signal separation unit 176, which is also provided in the vertical polarization signal analysis unit 17V, separates and removes the horizontal polarization component from the MIMO vertical polarization OFDM signal. Configured. Therefore, the signal separation units 176 provided in the horizontal polarization signal analysis unit 17H and the vertical polarization signal analysis unit 17V may be integrated so as to separate signals for each polarization. In any case, the processing after the deinterleaving unit 177 shown in FIG. 2 is performed on the OFDM signal after the SP interpolation processing for each polarization.

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。 The deinterleaving unit 177 performs deinterleaving processing on the OFDM signal for horizontal polarization obtained through the signal separation unit 176 to restore the signal interleaved by the transmission device (not shown) side, and the layer separation unit 178 performs deinterleaving processing. output to

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。 The layer separation unit 178 separates the data signals (data carriers) of each layer (A layer, B layer, and C layer) multiplexed on the OFDM signal for horizontal polarization, and generates MER calculation units 179A, 179B, 179C.

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。 In addition, based on an instruction from the operation unit 182, the layer separation unit 178 displays the constellation of the data signals (data carriers) of each layer (A layer, B layer, and C layer) for each polarized wave on the display unit 181. Or output to the recording unit 183 .

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。 In addition, the layer separation section 178 multiplexes and outputs the TMCC signal and the LLch signal in the IQ signal format separately from the corresponding data signal to one or more of the MER calculation sections 179A, 179B, and 179C. Note that the layer separation unit 178 of this example multiplexes the TMCC signal and the LLch signal for all of the MER calculation units 179A, 179B, and 179C so that the TMCC signal or the LLch signal can be selected and specified from any layer. ing.

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。 The MER calculation units 179A, 179B, and 179C selectively calculate the MER of the data signal, the TMCC signal, or the LLch signal of the corresponding coded modulation scheme based on the TMCC control information, based on the instruction from the operation unit 182. and output to the display unit 181 or the recording unit 183.

(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。
(Structure of Equalization Section of One Example According to the Present Invention)
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the equalization section 175 of one example in the OFDM signal measuring apparatus 1 of one embodiment according to the present invention. The equalization unit 175 of this embodiment includes an SP head detection unit 1751, a buffer memory 1752, an SP complex division unit 1753, an SP time direction interpolation unit 1754, a frequency characteristic conversion unit 1755, an SP frequency direction interpolation unit 1756, and a complex division unit 1757. , and a data output unit 1758 .

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。 The equalization unit 175 of this embodiment shown in FIG. 3 has a buffer memory 1752 with a smaller buffer capacity than the equalization unit 175P based on the prior art (described later with reference to FIG. 4). , the provision of an SP head detector 1751 for detecting the head symbol of the SP signal (the SP symbol at the head of the carrier number) instead of detecting the head of the OFDM frame, and the newly provided frequency characteristic converter 1755. , are different.

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。 The SP head detection unit 1751 receives the OFDM signal after synchronous reproduction from the synchronous reproduction unit 171, detects the head symbol of the SP signal, and detects a predetermined symbol period (20 symbol periods in this example) from the head symbol of the SP signal. The OFDM signal for a symbol period shorter than one OFDM frame is stored in the buffer memory 1752 .

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。 In particular, as described with reference to FIG. 10, the SP head detector 1751 regularly detects predetermined SP symbols for the signal point arrangement of the SP signal of system 1 and the signal point arrangement of the SP signal of system 1. Even in MIMO transmission with two types of SP arrangement patterns, which are signal point arrangements of two systems of SP signals whose signs are inverted, the leading symbol of the SP signal for each layer is detected from the OFDM signal after synchronous regeneration, and the SP The OFDM signal for a predetermined symbol period (20 symbol periods in this example) from the leading symbol of the signal is stored in the buffer memory 1752 .

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。 Therefore, the buffer memory 1752 stores the OFDM signal for a predetermined symbol period (20 symbol periods in this example) from the leading symbol of the SP signal. Here, in next-generation terrestrial broadcasting, as described with reference to FIG. and can be configured with various SP placement patterns for the data symbols. On the other hand, since the equalization unit 175 of this embodiment is provided with an SP head detection unit 1751 and a frequency characteristic conversion unit 1755, which will be described later, the buffer memory 1752 can store up to 20 symbols in any SP arrangement pattern. The buffer capacity for the period is sufficient. That is, as illustrated in FIG. 11, each of the A layer, the B layer, and the C layer has a combination of values of Dy=1, 2, or 4, and the buffer memory 1752 has a maximum of 4 symbols in the time direction. (Dy=4)×5 symbols (maximum interval)=20 symbol periods of OFDM signals may be temporarily stored. Note that the buffer memory 1752 can have a buffer capacity of less than 20 symbol periods when only SP arrangements with a specific Dy value are specified and measured. can be a buffer capacity for temporarily storing OFDM signals for 1 symbol (Dy=1)×1 symbol (minimum interval)=1 symbol period.

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。 The SP complex division unit 1753 performs complex division on the OFDM signal for a predetermined symbol period from the first symbol of the SP signal stored in the buffer memory 1752, thereby estimating the propagation path, and presuming the SP signal as a known transmission signal. Then, the amplitude/phase change amount of the SP signal as the actual received signal is detected, and the OFDM signal for the symbol period and information on the amplitude/phase change amount used for SP interpolation are sent to the SP time direction interpolation unit Output to 1754.

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。 The SP time direction interpolation unit 1754 executes SP interpolation processing in the symbol direction (time direction) of the OFDM signal for the symbol period based on the information on the amplitude/phase change amount obtained from the SP complex division unit 1753, The OFDM signal after the SP interpolation processing in the time direction is output to the frequency characteristic conversion section 1755 .

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。 The frequency characteristic conversion unit 1755 will be described later in detail with reference to FIGS. 7 and 8. For each OFDM signal after SP interpolation processing in the time direction, the OFDM signal after SP interpolation processing in the time direction is converted to It is determined whether the codes of the leading symbols of the SP signals on the same symbol are the same or different, and when the SP signal has nonlinear frequency characteristics, the SP signal is converted into an OFDM signal having linearly continuous frequency characteristics. Output to SP frequency direction interpolation section 1756 . The frequency characteristics are two-dimensional, with the horizontal axis representing the carrier numbers of the SP signals represented for all of the A, B, and C layers, and the vertical axis representing the amplitude of the SP signals for each layer. be able to. Also, during non-MIMO transmission, the processing of this frequency characteristic conversion unit 1755 can be omitted and bypassed.

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。 SP frequency direction interpolation section 1756 performs SP interpolation processing in the frequency direction on the OFDM signal having frequency characteristics obtained from frequency characteristic conversion section 1755 and outputs the result to complex division section 1757 .

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。 The complex division unit 1757 performs equalization processing for correcting the OFDM signal by performing complex division on the original OFDM signal using the OFDM signal after the SP interpolation processing in the frequency direction by the SP frequency direction interpolation unit 1756, Output to the signal separation unit 176 .

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。 Based on an instruction from the operation unit 182, the data output unit 1758 externally outputs the frequency characteristic of the SP signal in the OFDM signal after the SP interpolation processing in the frequency direction by the SP frequency direction interpolation unit 1756 and the corresponding delay profile data. do. Based on an instruction from the operation unit 182, the data output unit 1758 outputs the frequency characteristics (first and second frequency characteristics) of the SP signal obtained from the SP time direction interpolation unit 1754 and the frequency characteristics conversion unit 1755, respectively. , the corresponding delay profile data can also be configured to be externally output.

(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。
(Configuration of equalization unit of comparative example based on conventional technology)
Here, with reference to FIGS. 4 to 6, the equalization unit 175P of a comparative example in the conventional measuring device disclosed in Non-Patent Document 3 and its problems will be described. FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of an equalization section 175P of a comparative example in a conventional OFDM signal measuring apparatus. Also, FIG. 5 shows, as the actual operation of the equalizer 175P of the comparative example in the conventional OFDM signal measuring apparatus, the operation when detecting the beginning of the OFDM frame, the frequency characteristics obtained at this time, and the constellation. is a diagram schematically showing the . FIG. 6 shows the operation when trying to detect the beginning of the SP, the frequency characteristics obtained at this time, and the constellation as a problem of the equalization unit 175P of the comparative example in the OFDM signal measuring apparatus of the prior art. FIG. 3 is a schematic diagram;

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。 First, as shown in FIG. 4, the equalization unit 175P of the comparative example based on the conventional technology includes an OFDM frame head detection unit 1751P, a buffer memory 1752P, an SP complex division unit 1753, an SP time direction interpolation unit 1754, an SP frequency direction interpolation unit A section 1756 , a complex division section 1757 and a data output section 1758 are provided. The operations of the SP complex division unit 1753, the SP time direction interpolation unit 1754, the SP frequency direction interpolation unit 1756, the complex division unit 1757, and the data output unit 1758 in the equalization unit 175P are the same as those according to the present invention shown in FIG. It operates in the same manner as the equalization unit 175 of the embodiment. Therefore, in FIG. 4, the same reference numerals are assigned to the same components as the equalization unit 175 of the embodiment according to the present invention shown in FIG.

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。 In the equalization section 175P of the comparative example shown in FIG. 4, an OFDM frame head detection section 1751P is provided instead of the SP head detection section 1751 shown in FIG. 3, and the frequency characteristic conversion section 1755 shown in FIG. 3 is not provided.

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。 The OFDM frame head detector 1751P detects the head symbol of the OFDM frame from the input OFDM signal and stores the OFDM signal for one OFDM frame period in the buffer memory 1752P.

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。 Therefore, the buffer memory 1752P stores OFDM signals for one OFDM frame period (at least 224 symbol periods). Therefore, in the equalization unit 175P of the comparative example, the OFDM signal for one OFDM frame period (at least 224 symbol periods) is stored as the buffer capacity of the buffer memory 1752P for detecting the beginning of the OFDM frame with an arbitrary FFT size. buffer capacity is required, which results in high cost.

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。 The SP complex division unit 1753 shown in FIG. 4 estimates the propagation path by performing complex division on the OFDM signal for one OFDM frame period (at least 224 symbol periods) stored in the buffer memory 1752P, and estimates a transmission signal that is known in advance. and the amplitude and phase variation of the SP signal as the actual received signal are detected, and the OFDM signal for the symbol period and information on the amplitude and phase variation used for SP interpolation are SP Output to the time direction interpolation unit 1754 .

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。 The SP time direction interpolation unit 1754 shown in FIG. 4 performs SP interpolation processing in the symbol direction (time direction) of the OFDM signal for the symbol period based on the information on the amplitude/phase change amount obtained from the SP complex division unit 1753. Then, the OFDM signal after SP interpolation processing in the time direction is output to the SP frequency direction interpolation section 1756 .

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。 The SP frequency direction interpolation section 1756 shown in FIG. 4 performs SP interpolation processing in the frequency direction on the OFDM signal after the SP interpolation processing in the time direction, and outputs the result to the complex division section 1757 .

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。 The complex division unit 1757 shown in FIG. 4 uses the OFDM signal after SP interpolation processing in the frequency direction by the SP frequency direction interpolation unit 1756 to perform complex division on the original OFDM signal, thereby performing equalization processing for correcting the OFDM signal. and output to the signal separator 176 .

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。 The data output unit 1758 shown in FIG. 4 externally outputs the frequency characteristic of the SP signal in the OFDM signal after the SP interpolation processing in the frequency direction by the SP frequency direction interpolation unit 1756 and the corresponding delay profile data.

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。 Here, an OFDM signal for one OFDM frame period includes SP (non-sign inversion) and SP (sign inversion) having periodicity. For this reason, for example, when the SP arrangement is the same for each layer (the code relation between layers is also the same) as shown in the upper left diagram of FIG. When the SP arrangement is different for each layer (the code relation between layers may also be different) as shown in (in the example shown, Dy=2 in layers A and B, and Dy=4 in layer C), However, since the equalization unit 175P performs equalization processing based on the beginning of the OFDM frame in the frequency direction as well, all frequency characteristics of each layer (A layer, B layer, C layer) are linearly continuous. can be obtained (see the middle left and middle right diagrams of FIG. 5). The left middle diagram and the right middle diagram of FIG. 5 show the frequency characteristics of all the layers A, B, and C combined. ”), an imaginary part of horizontal polarization (“horizontal Im”), a real part of vertical polarization (“vertical Re”), and an imaginary part of vertical polarization (“vertical Im”).

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。 Then, since a linearly continuous frequency characteristic can be obtained, as a result, as illustrated in the lower left and lower right diagrams of FIG. 5, the signal constellation equalized using this frequency characteristic is correctly obtained. In the lower left diagram and the lower right diagram of FIG. 5 , the constellation at the time of vertical polarization of the C layer is illustrated with the horizontal axis and the vertical axis as the I axis and the Q axis, respectively. The coordinate values of the real part of the vertical polarization (“vertical Re”) and the imaginary part of the vertical polarization (“vertical Im”) are normalized. Therefore, when analyzing the OFDM signal for one OFDM frame period, the equalization unit 175P of the comparative example shown in FIG. , B layer, and C layer constellations can be stably measured.

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。 However, in the equalization unit 175P of the comparative example shown in FIG. 4, it is necessary to prepare a buffer memory 1752P having a buffer capacity for at least one OFDM frame, which is disadvantageous for cost reduction. In addition, the OFDM frame head detection unit 1751P requires programs and hardware necessary for detecting the head of the OFDM frame, which is also disadvantageous for cost reduction. Furthermore, the equalization unit 175P of the comparative example requires time to acquire signals for at least one OFDM frame, which is also disadvantageous in shortening the signal analysis time.

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。 By the way, even if a relatively large buffer capacity of at least one OFDM frame is allowed in the buffer memory 1752P in the equalization unit 175P of the comparative example shown in FIG. Simply replacing it with the SP head detection unit 1751 shown in FIG. 3 cannot linearly continue the SP arrangement and code relationship, which differ for each layer, as frequency characteristics. This will be described with reference to FIG.

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)。 As shown in FIG. 6, the equalization unit 175P when the OFDM frame head detection unit 1751P shown in FIG. 4 is simply replaced with the SP head detection unit 1751 shown in FIG. As shown, when the SP arrangement is the same for each layer (the code relationship between layers is also the same) (in the example shown, Dy=4 for all layers), the frequency direction is based on the leading symbol of the SP signal. Therefore, the periodicity of SP (non-sign inversion) and SP (sign inversion) is maintained, and all frequency characteristics of each layer (A layer, B layer, C layer) are linearly continuous. can be obtained (see the middle left diagram in FIG. 6), and measurements of the constellations of the A layer, B layer, and C layer can also be stably obtained (see the lower left diagram in FIG. 6).

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)。 However, as shown in the upper right diagram of FIG. 6, when the SP arrangement is different for each layer (the sign relation between layers may also be different) (in the illustrated example, Dy=2 in layers A and B, and Dy in layer C). = 4), the equalizer 175P obtained by simply replacing the OFDM frame head detector 1751P shown in FIG. 4 with the SP head detector 1751 shown in FIG. Since equalization is performed on the basis of symbols, the periodicity of SP (non-sign inversion) and SP (sign inversion) cannot be maintained, and in this example, only the frequency characteristic of layer C becomes nonlinear (right side of FIG. 6). middle diagram), and the measurement of the C layer constellation becomes unstable (see the lower right diagram in FIG. 6).

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。 Note that the left middle diagram and right middle diagram of FIG. 6 also show the frequency characteristics of all the layers A, B, and C combined in the same manner as in FIG. Similarly to FIG. 5 , the constellation in the case of vertically polarized waves in the C layer is illustrated with the horizontal axis and the vertical axis being the I axis and the Q axis, respectively.

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。 That is, even if the equalization unit 175P simply replaces the OFDM frame start detection unit 1751P shown in FIG. 4 with the SP start detection unit 1751 shown in FIG. ) are present at predetermined intervals in the symbol direction. Therefore, if the SP arrangement for each layer is the same, the sign of the SP for each layer is the same, so the propagation path can be estimated without problems.

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。 However, in the equalization unit 175P in which the OFDM frame head detection unit 1751P shown in FIG. 4 is simply replaced with the SP head detection unit 1751 shown in FIG. Since the positive and negative signs of SPs for each layer may differ, segments with different positive and negative SP signs are inverted in the frequency characteristics obtained by estimating the propagation path, and OFDM demodulation cannot be performed correctly. .

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。 In other words, when the SP arrangement is different for each layer, the code at the beginning of the SP in the lowest layer (layer C) and the SP in the layer above it (layer A and layer B) may be different in the same symbol. , the frequency characteristics are not linear if the propagation path is estimated from the leading symbol of the SP signal and the frequency characteristics are obtained. As shown in the right diagram of FIG. 6, for example, if the sign of the SP in the lowest layer (C layer) is inverted, the frequency characteristic is such that the sign of the signal in the lowest layer (C layer) is inverted. The constellation of a signal equalized using is not demodulated correctly.

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。 Therefore, the equalizer 175 of the embodiment according to the present invention shown in FIG. 3 has a smaller buffer capacity than the equalizer 175P (described later with reference to FIG. 4) based on the prior art. A memory 1752, and an SP head detection unit 1751 that detects the head symbol of the SP signal (SP symbol at the head of the carrier number) instead of detecting the head of the OFDM frame. A characteristic converter 1755 is provided.

(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。
(Control of frequency characteristic conversion section in equalization section of one embodiment according to the present invention)
FIG. 7 is a flow chart showing control of the frequency characteristic conversion section 1755 during MIMO transmission provided in the equalization section 175 of one example in the OFDM signal measuring apparatus 1 of one embodiment according to the present invention. 8A to 8D are diagrams for explaining the control of the frequency characteristic converter 1775. FIG.

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)。 As shown in FIG. 7, the frequency characteristic conversion unit 1775 first inputs an OFDM signal after SP interpolation processing in the time direction, and converts the OFDM signal with the frequency characteristic of the SP signal as a "first frequency characteristic". Temporarily hold (step 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。 Subsequently, the frequency characteristic conversion unit 1755 determines from the TMCC information whether or not there is a layer in which the SP signal having the first frequency characteristic may undergo sign inversion and the periodicity of the sign inversion. For the SP signal of the hierarchy determined as, in the predetermined symbol period (20 symbol periods), the SP (sign-inverted) symbol is multiplied by -1 according to the determined periodicity and converted to an SP (non-sign-inverted) symbol. (step S2). For example, assuming that only the frequency characteristic of layer C is nonlinear as the first frequency characteristic of the input SP signal as shown in FIG. , the positive/negative sign of the sign-inverted SP symbol of layer C is inverted to generate the second frequency characteristic from the first frequency characteristic.

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。 As described with reference to FIG. 10, during MIMO transmission, the leading SP symbol of the OFDM frame of system 2 is obtained by multiplying the leading SP symbol of the OFDM frame of system 1 by +1 (non-coded Inversion), based on the SP symbol at the beginning of this OFDM frame, the code of the SP symbol in the symbol direction (time direction) and carrier direction (frequency direction) in the carrier-symbol space defined based on the carrier interval Dx and the symbol interval Dy Alternately inverts the values. The SP arrangement of system 2 is obtained by arranging the basic blocks of the carrier-symbol space including the SP symbol at the beginning of the OFDM frame by alternately inverting the sign of the SP symbol in basic block units in the carrier direction and the symbol direction. is. Whether or not the code inversion method is adopted is described in the TMCC information so that the receiving side can discriminate.

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)。 Subsequently, the frequency characteristic conversion unit 1755 converts the "first frequency characteristic" into a "second frequency characteristic" by inverting the sign of the SP symbol based on the determination, and converts the second frequency characteristic is once generated and temporarily held (step 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。 Subsequently, the frequency characteristic converter 1755 compares the first and second frequency characteristics and selects an OFDM signal having more linearly continuous frequency characteristics.

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。 More specifically, the frequency characteristic conversion unit 1755 calculates the sum of amplitude distances between adjacent SP symbols in the carrier direction in the hierarchy for each of the first and second frequency characteristics (step S4). For example, as shown in FIG. 8(c), the frequency characteristic conversion unit 1755 converts SP symbols adjacent in the carrier direction in all layers for each polarization of MIMO transmission with respect to the first frequency characteristic shown in FIG. 8(a). In addition to calculating the sum of the amplitude distances between, as shown in FIG. 8(d), for the second frequency characteristics shown in FIG. Calculate the sum of amplitude distances between SP symbols. 8(c) and (d) are enlarged illustrations of SP symbols appearing at the boundary between the A layer (or B layer) and the C layer. 4 illustrates the non-linear frequency characteristics compared to .

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。 Finally, the frequency characteristic conversion unit 1755 determines that the frequency characteristic with the smaller sum of the amplitude distances is the linearly continuous frequency characteristic among the first and second frequency characteristics, and determines that the frequency characteristic is more linearly continuous. It selects the OFDM signal that it has and outputs it to the SP frequency direction interpolator 1756 (step S5). The SP arrangement can know the sign-inverted hierarchy from the TMCC information, but which of the non-linear frequency characteristic and the linear frequency characteristic appears first changes depending on the leading symbol of the detected SP signal. It will be. That is, if the codes of the leading symbols of the detected SP signals for each layer are aligned, the linear frequency characteristics appear first, but if they are not aligned, the nonlinear frequency characteristics appear first, so steps S4 and S5. verification process is required.

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。 In this way, the frequency characteristic conversion unit 1755 determines whether the codes of the leading symbols of the SP signals on the same symbol of the OFDM signals after the SP interpolation processing in the time direction are the same or different for each layer. When the signal has nonlinear frequency characteristics, the SP signal is converted into an OFDM signal having linearly continuous frequency characteristics.

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)。 Therefore, the equalization unit 175 of the embodiment according to the present invention shown in FIG. 3 having the frequency characteristic conversion unit 1755 analyzes the OFDM signal for a predetermined symbol period (20 symbol periods in this example) from the leading symbol of the SP signal. Even so, for example, when the SP arrangement is the same for each layer (the code relation between layers is also the same) as shown in the upper left diagram of FIG. As shown in the upper right figure, when the SP arrangement is different for each layer (the code relation between layers may also be different) (in the illustrated example, Dy=2 in layers A and B, and Dy=4 in layer C), In either case, all the frequency characteristics of each layer (A layer, B layer, and C layer) can be linearly continuous (see the left middle diagram and the right middle diagram in FIG. 9).

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。 Since a linearly continuous frequency characteristic can be obtained, as a result, the signal constellation equalized using this frequency characteristic is as shown in the lower left and lower right diagrams of FIG. correctly obtained. Therefore, even when analyzing an OFDM signal for a predetermined symbol period (20 symbol periods in this example, which is shorter than one OFDM frame) from the first symbol of the SP signal, the SP arrangement and code relationship are the same for each layer. Measurements of the constellations of the A layer, the B layer, and the C layer can also be stably obtained regardless of whether or not the constellation is. The left middle diagram and right middle diagram of FIG. 9 also show the frequency characteristics of all the layers A, B, and C combined as in FIG. Similarly to FIG. 6, the constellation in the case of vertically polarized waves in the C hierarchy is illustrated with the horizontal axis and the vertical axis being the I axis and the Q axis, respectively.

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。 As a result, the equalization unit 175 of the embodiment according to the present invention shown in FIG. 3 performs a predetermined symbol period (20 symbol periods in this example, shorter than one OFDM frame) from the first symbol of the SP signal. Even in OFDM signal analysis, whether the SP arrangement is the same or different for each layer, it is possible to form an OFDM signal with linearly continuous frequency characteristics, and a stable constellation can be obtained. Obtainable.

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。 Therefore, according to the measuring apparatus 1 of the present embodiment, even if the SP arrangement differs for each hierarchy, it is possible to measure a MIMO-OFDM signal at a lower cost and in a shorter time. In other words, according to the measurement apparatus 1 of the present embodiment, detection of the beginning of the OFDM frame is not required, so the necessary programs and hardware are not required, and the buffer memory for signal analysis of the MIMO-OFDM signal is not required. The buffer capacity can be reduced, and the analysis time can be shortened.

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。 Regarding the examples of the respective embodiments described above, a computer that functions as the signal analysis unit 17 or the signal analysis unit 17 and the data collection unit 18 of the measuring device 1 is configured, and a program for functioning each means of these devices is suitable. can be used for Specifically, a control unit for controlling each means can be configured by a central processing unit (CPU) in a computer, and at least a storage unit for appropriately storing programs required to operate each means It can be configured with one memory. That is, by causing the CPU of such a computer to execute the program, the functions of the above-described means can be realized. Further, a program for realizing the function of each means can be stored in a predetermined area of the aforementioned storage section (memory). Such a storage unit can be configured with a RAM or ROM inside the device, or can be configured with an external storage device (eg, hard disk). Also, such a program can be made up of a part of software (stored in a ROM or an external storage device) on an OS used in a computer. Furthermore, a program for causing such a computer to function as each means can be recorded on a computer-readable recording medium. Moreover, each of the means described above can be configured as a part of hardware or software, and can be realized by combining them.

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。 Although each of the above embodiments has been described as a representative example, it will be apparent to those skilled in the art that many modifications and substitutions can be made within the spirit and scope of the invention. For example, in the above description, the measuring apparatus 1 mainly measures MIMO OFDM signals, but it can also be used to measure MISO OFDM signals and SISO OFDM signals. Therefore, the present invention should not be construed as limited by the above-described embodiments, but only by the claims.

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。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is useful for measuring OFDM signals of next-generation terrestrial broadcasting.

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
1 measuring device 11, 12 received power measurement unit 13, 14 frequency conversion unit 15, 16 analog/digital (A/D) conversion unit 17 signal analysis unit 17H horizontal polarization signal analysis unit 17V vertical polarization signal analysis unit 17C Condition number calculation unit 18 Data collection unit 170 Data input/output unit 171 Synchronization reproduction unit 172 TMCC decoding unit 173 Control information reading unit 175 Equalization unit 175P Equalization unit in the prior art 176 Signal separation unit 177 Deinterleaving unit 178 Layer separation unit 179A , 179B, 179C MER calculation unit 181 display unit 182 operation unit 183 recording unit 1751 SP head detection unit 1751P OFDM frame head detection unit in conventional technology 1752 buffer memory 1752P buffer memory in conventional technology 1753 SP complex division unit 1754 SP time direction interpolation unit 1755 frequency characteristic conversion unit 1756 SP frequency direction interpolation unit 1757 complex division unit 1758 data output unit

Claims (5)

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。
A measuring device for measuring OFDM signals, comprising:
Measurement including at least a frequency characteristic based on a scattered pilot (SP) signal for each layer in an OFDM signal after MIMO transmission, and a constellation of a data signal in the OFDM signal Equipped with signal analysis means for analyzing and measuring values,
The signal analysis means comprises equalization means for executing equalization processing for correcting the OFDM signal based on the SP signal for each layer in the OFDM signal after synchronous reproduction,
The equalization means is
Two types of SP constellations: the signal point constellation of the SP signal of system 1 and the signal point constellation of the SP signal of system 2 obtained by regularly inverting the sign of a predetermined SP symbol with respect to the signal point constellation of the SP signal of system 1. SP head detection means for detecting the head symbol of the SP signal for each layer from the OFDM signal after synchronization regeneration during MIMO transmission having a pattern;
a buffer memory for storing an OFDM signal for a predetermined symbol period from the head symbol of the SP signal;
SP complex division means for performing complex division on the OFDM signal for the predetermined symbol period and estimating an amplitude/phase change amount of the SP signal by a predetermined channel estimation;
SP time direction interpolation means for executing SP interpolation processing in the time direction using the amplitude/phase change amount;
frequency characteristic conversion means for converting the OFDM signal after the SP interpolation processing in the time direction into an OFDM signal having a frequency characteristic in which the SP signal is linearly continuous when the SP signal has a nonlinear frequency characteristic;
SP frequency direction interpolation means for performing SP interpolation processing in the frequency direction on the OFDM signal obtained from the frequency characteristic conversion means;
complex division means for correcting the OFDM signal by performing complex division on the OFDM signal after the SP interpolation processing in the frequency direction;
A measuring device comprising:
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。 The frequency characteristic conversion means determines whether the codes of the leading symbols of the SP signals on the same symbol of the OFDM signals after the SP interpolation processing in the time direction are the same or different for each layer, and the SP signals are non-linear. 2. The measuring apparatus according to claim 1, wherein when the SP signal has a frequency characteristic, it is converted into an OFDM signal having a linearly continuous frequency characteristic. 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。 The frequency characteristic converting means may set the frequency characteristic of the SP signal in the OFDM signal after the SP interpolation processing in the time direction as a first frequency characteristic, and may invert the sign of the SP signal having the first frequency characteristic. The presence or absence of a layer and the periodicity of sign inversion are determined from the TMCC information, and for the SP signal of the layer determined to have the possibility of sign inversion, the sign is inverted according to the determined periodicity for the predetermined symbol period. the SP symbol is converted to a non-sign-inverted SP symbol into a second frequency characteristic in which the sign is inverted, and the first and second frequency characteristics are compared to obtain a linearly continuous frequency characteristic. 3. The measuring apparatus according to claim 1, wherein an OFDM signal is selected and output to said SP frequency direction interpolating means. 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。 The frequency characteristic converting means calculates a sum of amplitude distances between adjacent SP symbols in a carrier direction for each of the first and second frequency characteristics, 4. The measuring apparatus according to claim 3, wherein the smaller sum of distances is determined to have linearly continuous frequency characteristics, and an OFDM signal having more linearly continuous frequency characteristics is selected and output. . 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。 A program for causing a computer to function as the signal analysis means in the measuring apparatus according to any one of claims 1 to 4.
JP2019166059A 2019-09-12 2019-09-12 Measuring device and program Active JP7324094B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019166059A JP7324094B2 (en) 2019-09-12 2019-09-12 Measuring device and program

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019166059A JP7324094B2 (en) 2019-09-12 2019-09-12 Measuring device and program

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021044724A JP2021044724A (en) 2021-03-18
JP7324094B2 true JP7324094B2 (en) 2023-08-09

Family

ID=74862580

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019166059A Active JP7324094B2 (en) 2019-09-12 2019-09-12 Measuring device and program

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7324094B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008142419A1 (en) 2007-05-23 2008-11-27 British Broadcasting Corporation Ofdm-mimo radio frequency transmission system
JP2014225789A (en) 2013-05-16 2014-12-04 日本放送協会 Mimo-ofdm receiving device and measuring device
JP2018078553A (en) 2016-10-31 2018-05-17 日本放送協会 Transmission device, reception device, and chip
JP2019211285A (en) 2018-06-01 2019-12-12 日本放送協会 Measuring device and program
JP2020141388A (en) 2019-03-01 2020-09-03 日本放送協会 Measuring device and program

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008142419A1 (en) 2007-05-23 2008-11-27 British Broadcasting Corporation Ofdm-mimo radio frequency transmission system
JP2014225789A (en) 2013-05-16 2014-12-04 日本放送協会 Mimo-ofdm receiving device and measuring device
JP2018078553A (en) 2016-10-31 2018-05-17 日本放送協会 Transmission device, reception device, and chip
JP2019211285A (en) 2018-06-01 2019-12-12 日本放送協会 Measuring device and program
JP2020141388A (en) 2019-03-01 2020-09-03 日本放送協会 Measuring device and program

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021044724A (en) 2021-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8358722B2 (en) Signal processing apparatus, signal processing method, and reception system
TWI446765B (en) Receiving apparatus, receiving method, and non-transitory computer-readable storage medium
JP5696306B2 (en) OFDM transmitter, OFDM receiver, SP insertion method, and channel estimation method
JP4584756B2 (en) Pilot signal detection apparatus and method
RU2597002C2 (en) Receiving device, receiving method and program
JP5939824B2 (en) Method and apparatus for estimating offset of mobile communication system
KR101501314B1 (en) Mimo detection method and system based on channel correlation
RU2439827C1 (en) Reception apparatus, reception method, reception program and system
JP5257249B2 (en) Receiving apparatus, receiving method, program, and receiving system
US20140233623A1 (en) Signal generation device, mobile communication terminal test device including the same, signal generation method, and mobile communication terminal test method
JP6140565B2 (en) Diversity receiver
JP2022021603A (en) Receiving device and receiving method, and mobile terminal test apparatus provided with the receiving device
JP7240205B2 (en) Measuring device and program
JP5949169B2 (en) Receiving apparatus, receiving method, and program
JP2008227622A (en) Reception device and communication method
JP7324094B2 (en) Measuring device and program
JP5278173B2 (en) Receiving apparatus and method, program, and receiving system
CN101690060A (en) Apparatus and method for removing common phase error in a dvb-t/h receiver
KR20110108364A (en) Method and apparatus for estimating phase noise in an ofdm transmission system
US8238272B2 (en) Frequency division multiplex transmission signal receiving apparatus
JP5658637B2 (en) Frequency error detection apparatus and program
JP5566223B2 (en) Diversity receiving apparatus and diversity receiving method
JP5199179B2 (en) Semiconductor integrated circuit and received signal processing method
US20150181305A1 (en) Reception apparatus, method, and program
JP7289737B2 (en) Data transmission system and data transmission method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220812

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230626

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230704

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230728

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7324094

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150