(57)【要約】【課題】伝送路を流れる波形信号の歪みの可視化性能強化を実現し、デジタル変調通信の通信伝送障害の解析作業を容易にする変調信号解析方法及び変調信号解析装置を提供する。【解決手段】デジタル変調信号が入力される信号取得手段１０１から出力される情報は、フレーム抽出手段１０２に入力され、そのフレーム抽出手段１０２から出力される情報は、単独信号列切出手段１０３に入力され、そして、その単独信号列切出手段１０３から出力される情報は、同相・直交成分算出手段１０４に入力される。その同相・直交成分算出手段１０４から出力される情報は、解析部１０５に入力され、その解析部１０５から出力される情報は、解析情報統合手段１０６に入力される。表示出力手段１０８の出力側には、デジタル変調信号の解析結果を表示する表示手段１０９が接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調信号を信号列として取得する信号取得工程と、
前記信号列における隣り合った２つのシンボル区間に含まれる単位区間を算出し、前記単位区間に対応する前記信号列の一部を単位信号列として切り出す単位信号列切出工程と、
前記単位信号列から同相・直交成分列を算出する同相・直交成分算出工程と、
前記同相・直交成分列に基づいて、前記変調信号を解析する解析工程と、
を有する
ことを特徴とする変調信号解析方法。
【請求項２】
前記単位信号列切出工程において算出される複数の前記単位区間の内、その一部又は全部は、隣り合った前記２つのシンボル区間における一方の前記シンボル区間の中央位置と他方の前記シンボル区間の中央位置との間に、中央位置を有する区間である
ことを特徴とする請求項１記載の変調信号解析方法。
【請求項３】
前記単位信号列切出工程は、前記隣り合った２つのシンボル区間において３つ以上の前記単位区間を算出し、
隣り合った前記単位区間の時間間隔が一定である
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の変調信号解析方法。
【請求項４】
前記同相・直交成分算出工程は、変換元である前記単位信号列に対応する前記単位区間の時系列順になるように順序付けた前記同相・直交成分列を算出する
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の変調信号解析方法。
【請求項５】
前記解析工程は、正常領域を有し、前記同相・直交成分列が前記正常領域に含まれるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の変調信号解析方法。
【請求項６】
前記解析工程は、同相・直交成分理想関数を有し、前記同相・直交成分列と前記同相・直交成分理想関数との最小距離を導出する
ことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の変調信号解析方法。
【請求項７】
前記解析工程は、距離正常閾値を有し、前記最小距離と前記距離正常閾値と比較し、異常であるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項６記載の変調信号解析装置。
【請求項８】
前記解析工程は、前記同相・直交成分列を解析する同相・直交成分解析工程を有し、
前記同相・直交成分解析工程は、同相・直交成分解析項目と正常範囲との組を１組以上有し、前記同相・直交成分列に基づき前記同相・直交成分解析項目を導出し、前記同相・直交成分解析項目が前記正常範囲に含まれるか否かを判定する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の変調信号解析方法。
【請求項９】
前記同相・直交成分解析項目は、前記同相・直交成分列における特定の位置の値を含む
ことを特徴とする請求項８記載の変調信号解析方法。  
【請求項１０】
前記同相・直交成分解析項目は、前記同相・直交成分列の一部又は全体における平均値を含む
ことを特徴とする請求項８記載の変調信号解析方法。
【請求項１１】
前記同相・直交成分解析項目は、前記同相・直交成分列の一部又は全体における分散値を含む
ことを特徴とする請求項８記載の変調信号解析方法。
【請求項１２】
前記同相・直交成分解析項目は、前記同相・直交成分列のＩ−Ｑ座標における振幅値を含む
ことを特徴とする請求項８記載の変調信号解析方法。
【請求項１３】
前記同相・直交成分解析項目は、前記同相・直交成分列のＩ−Ｑ座標における位相値を含む
ことを特徴とする請求項８記載の変調信号解析方法。
【請求項１４】
前記同相・直交成分解析項目は、前記同相・直交成分列のＩ−Ｑ座標における振幅値の一部又は全体の平均値を含む
ことを特徴とする請求項８記載の変調信号解析方法。
【請求項１５】
前記同相・直交成分解析項目は、前記同相・直交成分列のＩ−Ｑ座標における位相値の一部又は全体の平均値を含む
ことを特徴とする請求項８記載の変調信号解析方法。
【請求項１６】
前記同相・直交成分解析項目は、前記同相・直交成分列のＩ−Ｑ座標における振幅値の一部又は全体の分散値を含む
ことを特徴とする請求項８記載の変調信号解析方法。
【請求項１７】
前記同相・直交成分解析項目は、前記同相・直交成分列のＩ−Ｑ座標における位相値の一部又は全体の分散値を含む
ことを特徴とする請求項８記載の変調信号解析方法。
【請求項１８】
前記同相・直交成分解析工程は、同相・直交成分理想関数を有し、前記正常範囲として距離正常閾値を有し、前記同相・直交成分列と前記同相・直交成分理想関数との最小距離を導出し、
前記同相・直交成分解析項目は、前記最小距離を含む
ことを特徴とする請求項８記載の変調信号解析方法。
【請求項１９】
前記信号列からフレーム区間を抽出するフレーム抽出工程を有し、
前記単位信号列切出工程は、前記フレーム区間、及び前記変調信号のシンボルレートに基づいて、前記シンボル区間を決定する
ことを特徴とする請求項１〜請求項１８のいずれかに記載の変調信号解析方法。
【請求項２０】
変調信号を信号列として取得する信号取得手段と、
前記信号列における隣り合った２つのシンボル区間に含まれる単位区間を算出し、前記単位区間に対応する前記信号列を単位信号列として切り出す単位信号列切出手段と、
前記単位信号列から同相・直交成分列を算出する同相・直交成分算出手段と、
前記同相・直交成分列に基づき前記変調信号を解析する解析部と、
前記解析部が出力した解析結果を前記シンボル区間毎に記憶する解析情報統合手段と、
前記シンボル区間を自動又は手動によって１つ以上選択する操作手段と、
その選択された前記シンボル区間に対応する前記解析結果を取得し、前記解析結果を１つ以上出力する表示出力手段と、
その出力された前記解析結果を表示する表示手段と、
を備える
ことを特徴とする変調信号を解析する変調信号解析装置。
【請求項２１】
前記解析部は、正常領域を有し、前記同相・直交成分列が前記正常領域に含まれるか否かを判定し、その判定結果を前記解析結果として出力する
ことを特徴とする請求項２０記載の変調信号解析装置。
【請求項２２】
前記解析部は、同相・直交成分理想関数を有し、前記同相・直交成分列と前記同相・直交成分理想関数との最小距離を導出し、その導出結果を前記解析結果として出力する
ことを特徴とする請求項２０又は請求項２１記載の変調信号解析装置。
【請求項２３】
前記解析部は、距離正常閾値を有し、前記最小距離と前記距離正常閾値とを比較し、異常であるか否かを判定し、その判定結果を前記解析結果として出力する
ことを特徴とする請求項２２記載の変調信号解析装置。
【請求項２４】
前記解析部は、前記同相・直交成分列を解析する同相・直交成分解析手段を備え、
前記同相・直交成分解析手段は、同相・直交成分解析器を１つ以上有し、
前記同相・直交成分解析器は、同相・直交成分解析項目と正常範囲との組を有し、前記同相・直交成分列に基づき前記同相・直交成分解析項目を導出し、前記同相・直交成分解析項目が前記正常範囲に含まれるか否かを判定し、その判定結果及び前記同相・直交成分解析項目を前記解析結果として出力する
ことを特徴とする請求項２０記載の変調信号解析装置。
【請求項２５】
前記解析部は、復調手段を備え、
前記復調手段は、前記同相・直交成分列をビット値に変換して出力し、
前記解析部は、前記ビット値に基づいて、前記正常領域を設定する
ことを特徴とする請求項２１記載の変調信号解析装置。
【請求項２６】
前記解析部は、復調手段を備え、
前記復調手段は、前記同相・直交成分列をビット値に変換して出力し、
前記解析部は、前記ビット値に基づいて、前記距離正常閾値を設定する
ことを特徴とする請求項２３記載の変調信号解析装置。    
【請求項２７】
前記解析部は、復調手段を備え、
前記復調手段は、前記同相・直交成分列をビット値に変換して出力し、
前記同相・直交成分解析手段は、前記ビット値に基づいて、前記正常範囲を設定する
ことを特徴とする請求項２４記載の変調信号解析装置。
【請求項２８】
前記解析部は、表示座標調整手段を備え、
前記表示座標調整手段は、表示座標調整器を１つ以上有し、
前記表示座標調整器は、前記同相・直交成分列を調整済座標点列に変換し、前記調整済座標点列を前記解析結果として出力する
ことを特徴とする請求項２０〜請求項２７のいずれかに記載の変調信号解析装置。
【請求項２９】
前記表示出力手段は、前記調整済座標点列と同時に取得された他の前記解析結果に基づいて画面表示状態を設定し、前記調整済座標点列に対し前記画面表示状態を付与し、前記調整済座標点列を前記表示手段に出力し、
前記表示手段は、前記画面表示状態に基づいて前記調整済座標点列を表示する
ことを特徴とする請求項２８記載の変調信号解析装置。
【請求項３０】
前記同相・直交成分算出手段は、変換元である前記単位信号列に対応する前記単位区間の時系列順になるように順序付けた前記同相・直交成分列を算出して出力する
ことを特徴とする請求項２０〜請求項２７のいずれかに記載の変調信号解析装置。
【請求項３１】
前記同相・直交成分算出手段は、変換元である前記単位信号列に対応する前記単位区間の時系列順になるように順序付けた前記同相・直交成分列を算出して出力する
ことを特徴とする請求項２８記載の変調信号解析装置。
【請求項３２】
前記同相・直交成分算出手段は、変換元である前記単位信号列に対応する前記単位区間の時系列順になるように順序付けた前記同相・直交成分列を算出して出力する
ことを特徴とする請求項２９記載の変調信号解析装置。
【請求項３３】
前記表示座標調整器の１つが出力する前記調整済座標点列が、前記同相・直交成分列のＩ−Ｑ座標における点の位相を軸の１つ、時間軸を軸の１つとする座標点で構成される
ことを特徴とする請求項３１又は請求項３２記載の変調信号解析装置。
【請求項３４】
前記表示座標調整器の１つが出力する前記調整済座標点列が、前記同相・直交成分列のＩ−Ｑ座標における点の振幅を軸の１つ、時間軸を軸の１つとする座標点で構成される
ことを特徴とする請求項３１又は請求項３２記載の変調信号解析装置。
【請求項３５】
前記表示座標調整器の１つが出力する前記調整済座標点列が、前記同相・直交成分列のＩ−Ｑ座標における点の座標から、前記同相・直交成分列の先頭の値のＩ−Ｑ座標における点の座標を引いた座標点で構成される
ことを特徴とする請求項２８、請求項２９、請求項３１又は請求項３２記載の変調信号解析装置。
【請求項３６】
前記画面表示状態の１つが、特定の前記調整済座標点列を強調して表示する強調表示である
ことを特徴とする請求項２９又は請求項３２記載の変調信号解析装置。
【請求項３７】
前記画面表示状態の１つが、前記調整済座標点列における各座標点間を時間遷移方向を示す記号で結んで表示する時系列付表示である
ことを特徴とする請求項３２記載の変調信号解析装置。
【請求項３８】
前記画面表示状態の１つが、前記調整済座標点列における各座標点を時系列順に自動で切り替えて表示する時系列自動切替表示である
ことを特徴とする請求項３２記載の変調信号解析装置。
【請求項３９】
前記信号列からフレーム区間を抽出するフレーム抽出手段を備え、
前記単位信号列切出手段は、前記フレーム区間、及び前記変調信号のシンボルレートに基づいて、前記シンボル区間を決定し、
前記解析結果統合手段は、前記フレーム区間毎に前記解析結果を記憶し、
前記操作手段は、前記フレーム区間を自動又は手動によって１つ以上選択し、
前記表示出力手段は、その選択された前記フレーム区間に対応する前記解析結果を取得し、前記解析結果を１つ以上出力する
ことを特徴とする請求項２０〜請求項３８のいずれかに記載の変調信号解析装置。
【請求項４０】
前記解析部は、電文解析手段を備え、
前記復調手段は、前記フレーム区間毎に前記同相・直交成分列を通信電文に変換し、前記通信電文を出力し、
前記電文解析手段は、電文解析器を１つ以上有し、
前記電文解析器は、電文解析項目及び電文正常範囲を有し、前記通信電文に基づいて前記電文解析項目を導出し、その導出結果が前記電文正常範囲に含まれないとき、前記電文解析項目を前記解析結果として出力する
ことを特徴とする請求項３９記載の変調信号解析装置。
【請求項４１】
前記電文解析器の１つが有する前記電文解析項目は、前記通信電文のチェックサムを含む
ことを特徴とする請求項４０記載の変調信号解析装置。
【請求項４２】
前記電文解析器の１つが有する前記電文解析項目は、前記通信電文の電文長を含む
ことを特徴とする請求項４０記載の変調信号解析装置。
【請求項４３】
前記電文解析器の１つが有する前記電文解析項目は、前記通信電文の送信元アドレス又は送信先アドレスを含む
ことを特徴とする請求項４０記載の変調信号解析装置。
【請求項４４】
変調信号を信号列として取得する信号取得手段と、
前記信号列を、同相・直交成分列に変換して出力する同相・直交成分算出手段と、
前記同相・直交成分列で決まる表示画面上の座標点を求める表示座標調整手段と、
特定の前記座標点を強調して表示する表示手段と、
を有する
ことを特徴とする変調信号を解析する変調信号解析装置。
【請求項４５】
変調信号を信号列として取得する信号取得手段と、
前記信号列を、時系列順になるように順序付けた同相・直交成分列に変換して出力する同相・直交成分算出手段と、
前記時系列順及び前記同相・直交成分列で決まる表示画面上の座標点を求める表示座標調整手段と、
前記座標点の２点以上の間を前記時系列順に基づいて時間遷移方向を示す記号で結んで表示する表示手段と、
を有する
ことを特徴とする変調信号を解析する変調信号解析装置。
【請求項４６】
変調信号を信号列として取得する信号取得手段と、
前記信号列を、時系列順になるように順序付けた同相・直交成分列に変換して出力する同相・直交成分算出手段と、
前記時系列順及び前記同相・直交成分列で決まる表示画面上の座標点を求める表示座標調整手段と、
前記座標点を前記時系列順に自動で切り替えて表示する表示手段と、
を有する
ことを特徴とする変調信号を解析する変調信号解析装置。
【請求項４７】
前記信号取得手段に入力される前記変調信号が、住宅内通信信号である
ことを特徴とする請求項２０〜請求項４６のいずれかに記載の変調信号解析装置。
【請求項４８】
前記信号取得手段に入力される前記変調信号が、電力線通信信号である
ことを特徴とする請求項２０〜請求項４６のいずれかに記載の変調信号解析装置。
【請求項４９】
前記信号取得手段に入力される前記変調信号が、無線通信信号である
ことを特徴とする請求項２０〜請求項４６のいずれかに記載の変調信号解析装置。
【請求項５０】
前記信号取得手段に入力される前記変調信号が、制御機器間通信信号である
ことを特徴とする請求項２０〜請求項４６のいずれかに記載の変調信号解析装置。
【請求項５１】
前記制御機器の１つが、空調機器である
ことを特徴とする請求項５０記載の変調信号解析装置。
【請求項５２】
前記制御機器の１つが、照明機器である
ことを特徴とする請求項５０記載の変調信号解析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有線あるいは無線のデジタル変調通信において、伝送路を流れる波形信号を自動で解析することにより、通信伝送障害に対する解析作業を支援する、変調信号解析方法及び変調信号解析装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信伝送障害は、伝送路を流れる波形信号の形状が何らかの要因で歪み、命令送信元が意図した信号を命令送信先まで維持できなくなるために発生する。よって通信伝送障害に対する診断作業として、ネットワークにおける物理層レベルの解析が求められる。
デジタル変調通信における物理層レベル解析の従来技術としては、変調信号のＩ−Ｑシンボルデータを導出及び解析し、解析結果を表示する信号解析装置（例えば、特許文献１参照）や、変調信号のコンスタレーションにおける各測定点の、理想点に対する位置関係を簡単に把握できる変調信号解析装置（例えば、特許文献２参照）が存在する。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１１７１３０号公報（第７頁、図３）
【特許文献２】特開２００７−０５３４９４号公報（第９頁、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の通信伝送障害の解析においては、使用者は、伝送路を流れる波形信号の電圧レベル表示機能、パワースペクトル表示機能、又は、コンスタレーション表示機能等を有する解析装置を用いて波形信号の歪みを把握し、その障害の対応作業を行なっていた。しかしながら、定常的な歪みやシンボル毎の変調異常を把握することはできたが、突発的な歪みの捕捉や、シンボル間の遷移部分における歪み方等の歪みの詳細特徴を把握することが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、信号取得機能、同相・直交成分算出機能、同相・直交成分解析機能及び解析結果表示機能に、シンボル切出機能、電文解析機能及び表示座標調整機能を組み合わせることで、歪みの可視化性能強化を実現し、デジタル変調通信の通信伝送障害の解析作業を容易にする変調信号解析方法及び変調信号解析装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る変調信号解析方法は、変調信号を信号列として取得する信号取得工程と、前記信号列における隣り合った２つのシンボル区間に含まれる単位区間を算出し、前記単位区間に対応する前記信号列の一部を単位信号列として切り出す単位信号列切出工程と、前記単位信号列から同相・直交成分列を算出する同相・直交成分算出工程と、前記同相・直交成分列に基づいて、前記変調信号を解析する解析工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、波形信号の歪みの特徴を、シンボル間の遷移部分も含め詳細に抽出して使用者に提示するため、通信プロトコルや波形信号に関する専門的な知識や経験がなくても、通信伝送障害の原因やその障害発生箇所の特定を容易にし、対処することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本実施の形態に係る変調信号解析装置１００の構成図である。
デジタル変調信号が入力される信号取得手段１０１から出力される情報は、フレーム抽出手段１０２に入力され、そのフレーム抽出手段１０２から出力される情報は、単位信号列切出手段１０３に入力され、そして、その単位信号列切出手段１０３から出力される情報は、同相・直交成分算出手段１０４に入力される。その同相・直交成分算出手段１０４から出力される情報は、解析部１０５に入力され、その解析部１０５から出力される情報は、解析情報統合手段１０６に入力される。また、使用者の操作入力を受け付ける操作手段１０７の出力側には、表示出力手段１０８が接続されており、その表示出力手段１０８の出力側には、本実施の形態に係る変調信号解析装置１００のデジタル変調信号の解析結果を表示する表示手段１０９が接続されている。そして、解析情報統合手段１０６と表示出力手段１０８は、互いに情報を入出力する。解析部１０５は、同相・直交成分解析手段１０５１、復調手段１０５２、電文解析手段１０５３及び表示座標調整手段１０５４とから構成されている。同相・直交成分算出手段１０４から出力される情報は、同相・直交成分解析手段１０５１、復調手段１０５２及び表示座標調整手段１０５４に入力される。また、復調手段１０５２から出力される情報は、電文解析手段１０５３に入力される。そして、同相・直交成分解析手段１０５１、電文解析手段１０５３及び表示座標調整手段１０５４から出力される情報は、解析情報統合手段１０６に入力される。
【０００９】
信号取得手段１０１は、サンプリングレート１０１１を有する。フレーム抽出手段１０２は、レベル閾値１０２１を有する。同相・直交成分算出手段１０４は、同相搬送波信号１０４１及び直交搬送波信号１０４２を有する。同相・直交成分解析手段１０５１は、１つ以上の同相・直交成分解析器１０５１１を有する。この同相・直交成分解析器１０５１１は、同相・直交成分解析項目１０５１１１及び正常範囲１０５１１２を有する。復調手段１０５２は、復調テーブル１０５２１を有する。電文解析手段１０５３は、１つ以上の電文解析器１０５３１を有する。この電文解析器１０５３１は、電文解析項目１０５３１１及び電文正常範囲１０５３１２を有する。表示座標調整手段１０５４は、１つ以上の表示座標調整器１０５４１を有する。この表示座標調整器１０５４１は、座標点ラベル１０５４１１を有する。解析情報統合手段１０６は、１つ以上のフレーム解析情報２００を記憶する。表示出力手段１０８は、画面表示状態付与ルール１０８１を有する。
【００１０】
図２は、解析情報統合手段１０６が記憶するフレーム解析情報２００の情報構成図である。
このフレーム解析情報２００は、フレームＩＤ２０１、０個以上の電文異常項目２０２、及び１つ以上のシンボル解析情報２０３とを有する。このシンボル解析情報２０３は、シンボルＩＤ２０３１、０個以上の同相・直交成分異常項目２０３２、１つ以上の座標点ラベル１０５４１１及び調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３の組とを有する。
【００１１】
次に、変調信号解析装置１００の動作について説明する。
変調信号解析装置１００が実施する処理は大まかに、三つの手順に分けられる。その三つの手順は、同相・直交成分算出手順１Ａ、解析手順１Ｂ及び表示手順１Ｃである。以下ではその手順１Ａ〜手順１Ｃについて説明する。
【００１２】
まず、同相・直交成分算出手順１Ａについて説明する。
信号取得手段１０１は、有線又は無線の伝送路に接続され、伝送路上に接続されている機器が送信する、例えばＤＱＰＳＫ変調方式に対応するデジタル変調信号を逐次、サンプリングレート１０１１によるサンプリング周期によってデジタル信号列として取得し、そのデジタル信号列をフレーム抽出手段１０２に通知する。
【００１３】
フレーム抽出手段１０２は、信号取得手段１０１から通知されたデジタル信号列におけるフレーム開始位置及びフレーム終了位置を、例えば、そのデジタル信号列のレベルとレベル閾値１０２１との比較によって導出する。そして、フレーム抽出手段１０２は、一組のフレーム開始位置とフレーム終了位置を導出する度に、フレーム開始位置及びフレーム終了位置から定められる範囲に属する前記デジタル信号列をフレームデジタル信号列Ｄ（ｋ）３０１として抽出し、そのフレームデジタル信号列Ｄ（ｋ）３０１に固有なフレームＩＤ２０１を生成して付与し、フレームデジタル信号列Ｄ（ｋ）３０１を単位信号列切出手段１０３に通知する。
【００１４】
なお、レベル閾値１０２１と比較される前記デジタル信号列のレベルは、その瞬時値でもよいし、フレーム抽出手段１０２が判定時間幅を有し、その判定時間幅におけるレベルの平均値もしくは実効値でもよいし、又は、その判定時間幅におけるレベル変化量であってもよい。
さらに、フレームＩＤ２０１は、ある特定のフォーマットに限定されるものではなく、例えば、フレーム抽出手段１０２によって前記デジタル信号列の取得が開始されてからの通し番号でもよいし、フレーム開始位置又はフレーム終了位置を示すタイムスタンプでもよい。
【００１５】
図３は、単位信号列切出手段１０３及び同相・直交成分算出手段１０４の処理の説明図である。
【００１６】
単位信号列切出手段１０３は、フレーム抽出手段１０２から通知されたフレームデジタル信号列Ｄ（ｋ）３０１、及び前記デジタル変調信号のシンボルレートに基づいて、シンボル区間を決定する。ここでシンボルとは、１回の変調で送信できる情報単位である。また、単位信号列切出手段１０３は、フレームデジタル信号列Ｄ（ｋ）３０１が含むシンボル区間の中央を示すシンボル中央位置Ｍ［ａ］３０２（ただし、ａ＝０，１，・・・，ｍ−１、ｍはフレームデジタル信号列Ｄ（ｋ）３０１が含むシンボル数）を算出し、隣り合ったシンボル中央位置Ｍ［ａ］３０２を列先頭及び列末尾に有する単位信号列切出中央位置Ｃ［ａ］［ｂ］３０３（ただし、ｂ＝０，１，・・・，ｎ、ｎは任意の自然数。且つＣ［ａ］［０］＜Ｃ［ａ］［１］＜・・・＜Ｃ［ａ］［ｎ］）を例えば下式により決定する。
Ｃ［ａ］［ｂ］＝Ｍ［ａ］＋（サンプリングレート１０１１）／（前記デジタル変調信号に対応したシンボルレート）×ｂ／ｎ
このとき、例えば、ｎを２以上の値に設定した場合においては、隣り合うシンボル中央位置Ｍ［ａ］３０２の間に、単位信号列切出中央位置Ｃ［ａ］［ｂ］３０３が３つ以上決定され、隣り合う単位信号列切出中央位置Ｃ［ａ］［ｂ］３０３の時間間隔は一定となる。
そして、単位信号列切出手段１０３は、決定した全ての単位信号列切出中央位置Ｃ［ａ］［ｂ］３０３を中心に、サイズが（サンプリングレート１０１１）／（前記デジタル変調信号に対応したシンボルレート）以下である単位信号列Ｄ［ａ］［ｂ］３０４１を切り出し、単位信号列群Ｄ［ａ］３０４として取りまとめる。さらに、単位信号列切出手段１０３は、フレームデジタル信号列Ｄ（ｋ）３０１に付与されていたフレームＩＤ２０１、及び単位信号列群Ｄ［ａ］３０４に固有なシンボルＩＤ２０３１を単位信号列群Ｄ［ａ］３０４に付与し、その単位信号列群Ｄ［ａ］３０４を同相・直交成分算出手段１０４に通知する。
【００１７】
なお、このシンボルＩＤ２０３１は、ある特定のフォーマットを限定されるものではなく、例えば、単位信号列切出中央位置Ｃ［ａ］［ｂ］３０３の値でもよいし、単位信号列切出中央位置Ｃ［ａ］［ｂ］３０３の添字ｂの値でもよいし、それらの組み合わせでもよい。
【００１８】
同相・直交成分算出手段１０４は、単位信号列切出手段１０３から通知された単位信号列群Ｄ［ａ］３０４が有する単位信号列Ｄ［ａ］［ｂ］３０４１と、デジタル変調信号の搬送波周波数を有する正弦波信号である同相搬送波信号１０４１との積を同相成分Ｉ［ａ］［ｂ］３０５として算出し、また、単位信号列Ｄ［ａ］［ｂ］３０４１と、同相搬送波信号１０４１に対して９０度の位相差をもつ直交搬送波信号１０４２との積を直交成分Ｑ［ａ］［ｂ］３０６として算出する。そして、同相・直交成分算出手段１０４は、この同相成分Ｉ［ａ］［ｂ］３０５及び直交成分Ｑ［ａ］［ｂ］３０６で構成され、単位信号列群Ｄ［ａ］３０４の時系列順になるように順序付けられた同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７を生成する。さらに、同相・直交成分算出手段１０４は、単位信号列群Ｄ［ａ］３０３に付与されていたフレームＩＤ２０１及びシンボルＩＤ２０３１を同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７に付与し、その同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７を解析部１０５における同相・直交成分解析手段１０５１、復調手段１０５２及び表示座標調整手段１０５４に通知する。
【００１９】
次に、解析手順１Ｂについて説明する。
同相・直交成分解析手段１０５１は、同相・直交成分算出手段１０４から通知された同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７を、全ての同相・直交成分解析器１０５１１に入力し、各々の同相・直交成分解析器１０５１１は同相・直交成分解析項目１０５１１１を導出する。そして、同相・直交成分解析手段１０５１は、その導出結果が、同相・直交成分解析器１０５１１が有する正常範囲１０５１１２に含まれないと判定したとき、同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７に付与されていたフレームＩＤ２０１及びシンボルＩＤ２０３１を同相・直交成分解析項目１０５１１１に付与し、その同相・直交成分解析項目１０５１１１を解析情報統合手段１０６に通知する。
【００２０】
なお、本実施の形態においては、同相・直交成分解析手段１０５１によって導出される同相・直交成分解析項目１０５１１１に、同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７における任意の位置の同相成分Ｉ［ａ］［ｂ］３０５及び直交成分Ｑ［ａ］［ｂ］３０６、同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７の一部もしくは全体における平均、又は、同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７の一部もしくは全体における分散が含まれるものとしてもよい。
また、その同相・直交成分解析項目１０５１１１に、同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７のＩ−Ｑ座標における振幅値、位相値、又は、その振幅値や位相値の一部もしくは全体の平均値や分散値が含まれるものとしてもよい。
さらに、同相・直交成分解析手段１０５１は、同相・直交成分理想関数を有し、正常範囲１０５１１２として距離正常閾値を有するものとし、同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７と前記同相・直交成分理想関数との最小距離を導出し、同相・直交成分解析項目１０５１１１にその最小距離が含まれるものとし、その同相・直交成分解析項目１０５１１１としての最小距離が、正常範囲１０５１１２としての距離正常閾値に含まれるか否かを判定するものとしてもよい。
【００２１】
復調手段１０５２は、同相・直交成分算出手段１０４から通知された同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７、及び復調手段１０５２が有する復調テーブル１０５２１に基づいて、復調ビット値を導出し、その復調ビット値を復調ビット列に格納する。
【００２２】
復調テーブル１０５２１について、ＤＱＰＳＫ変調方式を例にして、図４を参照して説明する。図４における復調テーブル１０５２１は、同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７における同相成分Ｉ［ａ］［ｂ］３０５の末尾値と先頭値との差（Ｉ［ａ］［ｎ］−Ｉ［ａ］［０］）の正負判定結果及び直交成分Ｑ［ａ］［ｂ］３０６の末尾値と先頭値との差（Ｑ［ａ］［ｎ］−Ｑ［ａ］［０］）の正負判定結果と、復調ビット値とを対応付けている。
【００２３】
また、復調手段１０５２は、例えば復調ビット列よりデータ開始ビット列及びデータ長ビット列を検出することによって通信電文を生成し、この通信電文に、同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７に付与されていたフレームＩＤ２０１を付与し、通信電文を電文解析手段１０５３に通知する。
【００２４】
なお、復調手段１０５２は、この復調ビット値を同相・直交成分解析手段１０５１に通知し、同相・直交成分解析手段１０５１は、この通知された復調ビット値に基づいて正常範囲１０５１１２又は前記距離正常閾値を設定してもよい。
【００２５】
電文解析手段１０５３は、復調手段１０５２から通知された通信電文を、全ての電文解析器１０５３１に入力し、各々の電文解析器１０５３１は、電文解析項目１０５３１１を導出する。そして、電文解析手段１０５３は、その導出結果が、電文解析器１０５３１が有する電文正常範囲１０５３１２に含まれないと判定したとき、前記通信電文に付与されていたフレームＩＤ２０１を電文解析項目１０５３１１に付与し、その電文解析項目１０５３１１を解析情報統合手段１０６に通知する。
【００２６】
なお、本実施の形態においては、電文解析項目１０５３１１に、送信先アドレス、送信元アドレス、チェックサム又は電文長等が含まれるものとしてもよい。
【００２７】
表示座標調整手段１０５４は、同相・直交成分算出手段１０４から通知された同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７を、全ての表示座標調整器１０５４１に入力し、各々の表示座標調整器１０５４１は、調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３を算出する。そして、表示座標調整手段１０５４は、同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７に付与されていたフレームＩＤ２０１及びシンボルＩＤ２０３１、並びに表示座標調整器１０５４１が有する座標点ラベル１０５４１１を調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３に付与し、その調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３を解析情報統合手段１０６に通知する。
【００２８】
図５及び図６は、ＤＱＰＳＫ変調方式における調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３の表示例を示す図である。
図５で示される調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３は、同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７を、−（（Ｉ［ａ］［０］，Ｑ［ａ］［０］）の位相−４５度）回転させ、求められたものである。すなわち、先頭調整済座標点（Ｘ［ａ］［０］，Ｙ［ａ］［０］）２０３３１では常に（Ｘ［ａ］［０］＝Ｙ［ａ］［０］）が成立する。
また、図６で示される調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３は、同相成分Ｉ［ａ］［ｂ］３０５及び直交成分Ｑ［ａ］［ｂ］３０６のＩ−Ｑ座標における位相をＹ座標として、そして、同相成分Ｉ［ａ］［ｂ］３０５及び直交成分Ｑ［ａ］［ｂ］３０６の添字から求まる値（ａ×ｎ＋ｂ）をＸ座標として、求められたものである。すなわち、このＸ座標は時系列インデックスを表現している。
【００２９】
なお、図６においては、同相成分Ｉ［ａ］［ｂ］３０５及び直交成分Ｑ［ａ］［ｂ］３０６のＩ−Ｑ座標における位相が、Ｙ座標とされているが、これに限らず、同相成分Ｉ［ａ］［ｂ］３０５及び直交成分Ｑ［ａ］［ｂ］３０６のＩ−Ｑ座標における振幅をＹ座標としてもよい。
また、調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３は、同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７のＩ−Ｑ座標における点の座標から、その同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］３０７の先頭の値のＩ−Ｑ座標における点の座標を引いたものとしてもよい。
【００３０】
解析情報統合手段１０６は、同相・直交成分解析手段１０５１から通知された同相・直交成分解析項目１０５１１１に付与されていたフレームＩＤ２０１を有するフレーム解析情報２００が存在しない時、このフレーム解析情報２００を生成する。また、このフレーム解析情報２００が、同相・直交成分解析手段１０５１から通知された同相・直交成分解析項目１０５１１１に付与されていたシンボルＩＤ２０３１を有するシンボル解析情報２０３を有していない時、このシンボル解析情報２０３を生成してフレーム解析情報２００に格納する。そして、この同相・直交成分解析項目１０５１１１を、同相・直交成分異常項目２０３２として、この同相・直交成分解析項目１０５１１１に付与されていたシンボルＩＤ２０３１を有するシンボル解析情報２０３に格納する。
【００３１】
また、解析情報統合手段１０６は、電文解析手段１０５３から通知された電文解析項目１０５３１１に付与されていたフレームＩＤ２０１を有するフレーム解析情報２００が存在しない時、このフレーム解析情報２００を生成する。そして、この電文解析項目１０５３１１を、電文異常項目２０２として、この電文解析項目１０５３１１に付与されていたフレームＩＤ２０１を有するフレーム解析情報２００に格納する。
【００３２】
そして、解析情報統合手段１０６は、表示座標調整手段１０５４から通知された調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３に付与されていたフレームＩＤ２０１を有するフレーム解析情報２００が存在しない時、このフレーム解析情報２００を生成する。また、このフレーム解析情報２００が、表示座標調整手段１０５４から通知された調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３に付与されていたシンボルＩＤ２０３１を有するシンボル解析情報２０３を有していない時、このシンボル解析情報２０３を生成してフレーム解析情報２００に格納する。そして、この調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３、及び調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３に付与されていた座標点ラベル１０５４１１を、この調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３に付与されていたシンボルＩＤ２０３１を有するシンボル解析情報２０３に格納する。
【００３３】
さらに、表示手順１Ｃについて説明する。
操作手段１０７は、フレームＩＤ２０１、シンボルＩＤ２０３１及び座標点ラベル１０５４１１をそれぞれ０個以上選択する。使用者が、手動で選択してもよいし、操作手段１０７が選択スケジューラを有し、この選択スケジューラが、フレームＩＤ２０１、シンボルＩＤ２０３１及び座標点ラベル１０５４１１を自動で選択して切り替てもよい。そして、操作手段１０７は、その選択情報を表示出力手段１０８に出力する。
【００３４】
なお、操作手段１０７が、レベル閾値１０２１や前記判定時間幅を設定できてもよい。
【００３５】
表示出力手段１０８は、操作手段１０７によって選択されたフレームＩＤ２０１又はシンボルＩＤ２０３１を有するフレーム解析情報２００を解析情報統合手段１０６から取得する。次に、表示出力手段１０８は、そのフレーム解析情報２００が有する電文異常項目２０２、及び選択されたシンボルＩＤ２０３１を有するシンボル解析情報２０３が有する同相・直交成分異常項目２０３２から、画面表示状態付与ルール１０８１に基いて対応付けられた画面表示状態を導出し、その画面表示状態を、操作手段１０７によって選択された座標点ラベル１０５４１１が付与された調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３に付与する。そして、表示出力手段１０８は、電文異常項目２０２、同相・直交成分異常項目２０３２及び調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３を、表示手段１０９に出力する。
【００３６】
ここで、画面表示状態付与ルール１０８１について説明する。画面表示状態付与ルール１０８１は、電文異常項目２０２及び同相・直交成分異常項目２０３２と、画面表示状態とを対応付けるルールであって、本実施の形態においては、画面表示状態として、特定の座標を強調して表示する「強調表示」や各座標間を時間遷移方向を示す記号で結んで表示する「時系列付表示」等が実施可能である。
【００３７】
図７及び図８は、表示手段１０９の画面例を示す図である。
図７においては、表示画面の左段に、図５で示された調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３がプロットされたものが、その右段に、フレームＩＤ２０１、シンボルＩＤ２０３１、電文異常項目２０２及び同相・直交成分異常項目２０３２が表示されている。また、同相・直交成分異常項目２０３２が存在するシンボル解析情報２０３において、その同相似・直交成分異常項目２０３２に対応する調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３である異常調整済座標点列２０３３２に対し、画面表示状態「強調表示」及び「時系列付表示」が付与されている。
図８においては、表示画面の左段に、図６で示された調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３がプロットされたものが、その右段に、フレームＩＤ２０１、シンボルＩＤ２０３１、電文異常項目２０２及び同相・直交成分異常項目２０３２が表示されている。また、異常調整済座標点列２０３３２に対し、画面表示状態「強調表示」及び「時系列付表示」が付与されている。
【００３８】
なお、本実施の形態に係る画面表示状態としては、「強調表示」及び「時系列付表示」に限らず、例えば、調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３の座標点を時系列順に自動で切り替えながら表示する「時系列自動切替表示」が備えられてもよい。
【００３９】
以上のような構成によって、波形信号歪みの特徴を、シンボル間の遷移部分も含め詳細に抽出して使用者に提示するため、通信プロトコルや波形信号に関する専門的な知識や経験がなくても、通信伝送障害の原因や障害発生箇所の特定を容易にし、対処することが可能になる。また、通信信号の波形の歪を詳細に観測できるため、各通信システムにおける機器・通信線の、経年劣化を初めとする不具合を早期に察知し、対処することができる。
【００４０】
なお、上記の各手順の処理の順序は、本発明を限定するものではない。例えば、同相・直交成分解析手段１０５１、電文解析手段１０５３及び表示座標調整手段１０５４は同時に実施されてもよいし、順番に実施されてもよい。
また、信号取得手段１０１によって取得した全てのデジタル信号列について解析手順１Ｂが終了してから表示手順１Ｃが開始されてもよいし、解析情報統合手段１０６にフレーム解析情報２００が１つ以上生成された時点で表示手順１Ｃが開始され、その後解析手順１Ｂ及び表示手順１Ｃが並行に実施されてもよい。
さらに、本実施の形態に係る発明はＤＱＰＳＫ変調方式に限定されるものではなく、他の変調方式に対応したデジタル変調信号にも適用できることは言うまでもない。
【００４１】
本発明の活用例としては、解析の対象となるデジタル変調信号としては、住宅内でのネットワークを構成する住宅内通信信号、電力線通信信号、無線機器同士が通信するための無線通信信号、及び各制御機器同士が通信するための制御機器間通信信号等が挙げられる。また、この制御機器としては、空調機器及び照明機器等が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施の形態に係る変調信号解析装置１００の構成図である。
【図２】解析情報統合手段１０６が記憶するフレーム解析情報２００の情報構成図である。
【図３】単位信号列切出手段１０３及び同相・直交成分算出手段１０４の処理の説明図である。
【図４】ＤＱＰＳＫ変調方式における復調テーブル１０５２１の構成図の例である。
【図５】ＤＱＰＳＫ変調方式における調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３の表示例を示す図である。
【図６】ＤＱＰＳＫ変調方式における調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）２０３３の表示例を示す図である。
【図７】表示手段１０９の画面例を示す図である。
【図８】表示手段１０９の画面例を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１００  変調信号解析装置、１０１  信号取得手段、１０２  フレーム抽出手段、１０３  単位信号列切出手段、１０４  同相・直交成分算出手段、１０５  解析部、１０６  解析情報統合手段、１０７  操作手段、１０８  表示出力手段、１０９  表示手段、２００  フレーム解析情報、２０１  フレームＩＤ、２０２  電文異常項目、２０３  シンボル解析情報、３０１  フレームデジタル信号列Ｄ（ｋ）、３０２  シンボル中央位置Ｍ［ａ］、３０３  単位信号列切出中央位置Ｃ［ａ］［ｂ］、３０４  単位信号列群Ｄ［ａ］、３０５  同相成分Ｉ［ａ］［ｂ］、３０６  直交成分Ｑ［ａ］［ｂ］、３０７  同相・直交成分列（Ｉ，Ｑ）［ａ］、１０１１  サンプリングレート、１０２１  レベル閾値、１０４１  同相搬送波信号、１０４２  直交搬送波信号、１０５１  同相・直交成分解析手段、１０５２  復調手段、１０５３  電文解析手段、１０５４  表示座標調整手段、１０８１  画面表示状態付与ルール、２０３１  シンボルＩＤ、２０３２  同相・直交成分異常項目、２０３３  調整済座標点列（Ｘ［ａ］，Ｙ［ａ］）、３０４１  単位信号列Ｄ［ａ］［ｂ］、１０５１１  同相・直交成分解析器、１０５２１  復調テーブル、１０５３１  電文解析器、１０５４１  表示座標調整器、２０３３１  先頭調整済座標点（Ｘ［ａ］［０］，Ｙ［ａ］［０］）、２０３３２  異常調整済座標点列、１０５１１１  同相・直交成分解析項目、１０５１１２  正常範囲、１０５３１１  電文解析項目、１０５３１２  電文正常範囲、１０５４１１  座標点ラベル。
【図１】
2010068234.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010068234.tif 000009
【図８】
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