(57)【要約】【課題】妨害波に起因する無線装置のビットエラーレートを迅速に推定し、さらに無線装置における感度の劣化の程度をユーザが直ぐに知ることができるノイズ環境評価装置およびノイズ環境評価方法を提供する。【解決手段】所定の妨害波の振幅確率分布および該振幅確率分布に対応するビットエラーレート特性を関連付けて記憶装置４に記憶させ、電子機器から発せられる妨害波を受信装置２によって所定時間受信し、該妨害波の振幅確率分布を算出し、さらに算出された振幅確率分布と近似する振幅確率分布を記憶装置４から検索して、この検索された振幅確率分布に関連付けられているビットエラーレート特性に基づいて希望波への妨害度合いを評価する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器から発せられる妨害波を受信可能な受信手段と、
前記受信手段によって所定時間受信された妨害波の振幅確率分布を算出する振幅確率分布算出手段と、
所定の妨害波の振幅確率分布、および、該振幅確率分布に対応する所定の希望波のビットエラーレート特性が、予め関連付けられて記憶される記憶手段と、
前記振幅確率分布算出手段により算出された妨害波の振幅確率分布と近似する振幅確率分布を前記記憶手段から検索する検索手段と、
該検索手段により検索された振幅確率分布に関連付けられているビットエラーレート特性に基づいて前記受信手段で受信した妨害波による所定の希望波への妨害度合いを評価する評価手段と、
該評価手段による評価結果を出力する出力手段とを備えることを特徴とするノイズ環境評価装置。
【請求項２】
前記評価手段は、前記検索手段によって検索された振幅確率分布に関連付けられているビットエラーレート特性に基づいて所定の基準感度からの抑圧量を算出し、前記出力手段は、この算出された抑圧量の算出結果を表示手段に表示させることを特徴とする請求項１に記載のノイズ環境評価装置。
【請求項３】
所定の妨害波の振幅確率分布および該振幅確率分布に対応する所定の希望波のビットエラーレート特性を関連付けて記憶手段に記憶させる記憶工程と、
電子機器から発せられる妨害波を受信手段によって所定時間受信し、該妨害波の振幅確率分布を算出する振幅確率分布算出工程と、
算出された振幅確率分布と近似する振幅確率分布を記憶手段から検索する検索工程と、
検索された振幅確率分布に関連付けられているビットエラーレート特性に基づいて前記受信手段によって受信された妨害波による所定の希望波への妨害度合いを評価する評価工程と、
評価結果を出力手段に出力させる出力工程とを含むことを特徴とするノイズ環境評価方法。
【請求項４】
前記評価工程は、検索工程により検索された振幅確率分布に関連付けられているビットエラーレート特性に基づいて所定の基準感度からの抑圧量を算出し、前記出力工程は、算出された前記抑圧量を表示手段に表示することを特徴とする請求項３に記載のノイズ環境評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ノイズ環境評価装置およびノイズ環境評価方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両においては車載機器における通信の無線化が進んでおり、このような無線通信を行う無線機器にあっては個別に妨害波の対策を行う必要が生じている。そのため従来は、妨害波を輻射する加害装置と、妨害波により影響を受ける被害装置とを全て起動し、送信信号とアンサーバックされた信号とをベリファイすることでビットエラーレートを算出して通信環境の評価を行っていた。しかし、加害装置を特定しても加害装置側で必要となる妨害波対策の程度が明確でないため、とりわけ被害装置が多数である場合、被害装置を起動した状態で計測を繰り返す必要があり、妨害波対策の工数が増加していた。
そこで近年、このような電磁環境を観測評価すべく、妨害信号波の振幅確率分布から無線機器のビットエラーレートや、スループットレベルを算出して推定し、この推定結果から通信用信号波と妨害信号波との干渉程度を判定し評価する電磁環境観測装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−２１８２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来の電磁環境観測装置においては、測定地点における各種無線機器の通信品質が予測できるものの、数値計算のステップ数が比較的多くなるため、受信した妨害信号波から振幅確率分布を求めてさらにビットエラーレートの算出を完了するまでに長時間かかってしまうという課題がある。
また、電磁環境を観測するために測定地点におけるビットエラーレートを算出したとしても、無線装置において感度の劣化がどの程度生じているかをユーザが直ぐに知りえないという課題がある。
【０００４】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、妨害波に起因する無線装置のビットエラーレートを迅速に推定し、さらに無線装置における感度の劣化の程度をユーザが直ぐに知ることができるノイズ環境評価装置およびノイズ環境評価方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、電子機器から発せられる妨害波を受信可能な受信手段（例えば、実施の形態における受信装置２）と、前記受信手段によって所定時間受信された妨害波の振幅確率分布を算出する振幅確率分布算出手段（例えば、実施の形態におけるＡＰＤ解析装置３）と、所定の妨害波の振幅確率分布、および、該振幅確率分布に対応する所定の希望波のビットエラーレート特性が予め関連付けられて記憶される記憶手段（例えば、実施の形態における記録装置４）と、前記振幅確率分布算出手段により算出された妨害波の振幅確率分布と近似する振幅確率分布を前記記憶手段から検索する検索手段（例えば、実施の形態における比較・計算装置５）と、該検索手段により検索された振幅確率分布に関連付けられているビットエラーレート特性に基づいて前記受信手段で受信した妨害波による所定の希望波への妨害度合いを評価する評価手段（例えば、実施の形態における比較・計算装置５）と、該評価手段による評価結果を出力する出力手段（例えば、実施の形態における表示装置６）とを備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記評価手段は、前記検索手段によって検索された振幅確率分布に関連付けられているビットエラーレート特性に基づいて所定の基準感度からの抑圧量を算出し、前記出力手段は、この算出された抑圧量の算出結果を表示手段に表示させることを備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載した発明は、所定の妨害波の振幅確率分布および該振幅確率分布に対応する所定の希望波のビットエラーレート特性を関連付けて記憶手段に記憶させる記憶工程と、電子機器から発せられる妨害波を受信手段によって所定時間受信し、該妨害波の振幅確率分布を算出する振幅確率分布算出工程と、算出された振幅確率分布と近似する振幅確率分布を記憶手段から検索する検索工程と、検索された振幅確率分布に関連付けられているビットエラーレート特性に基づいて前記受信手段で受信された妨害波による所定の希望波への妨害度合いを評価する評価工程と、評価結果を出力手段に出力させる出力工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載した発明は、請求項３に記載した発明において、前記評価工程は、検索工程により検索された振幅確率分布に関連付けられているビットエラーレート特性に基づいて所定の基準感度からの抑圧量を算出し、前記出力工程は、算出された前記抑圧量を表示手段に表示することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載した発明によれば、受信手段により所定時間受信された所定の妨害波の振幅確率分布を算出して、この振幅確率分布に近似する振幅確率分布を記憶手段の記憶情報から検索し、該当する振幅確率分布に対応したビットエラーレート特性を求めることができるため、このビットエラーレート特性に基づいて受信手段により受信される妨害波に対する所定の希望波のビットエラーレート特性を推定することができる。したがって、振幅確率分布からビットエラーレート特性を理論値計算により導出する従来の場合と比較して、電気素子の歪みに起因する誤差が少なく、ビットエラーレート特性を迅速に推定することができる効果がある。
また、評価手段によってビットエラーレート特性に基づいて希望波への妨害の度合いを評価して出力手段へ出力することで、ユーザが所定の希望波に対する妨害の度合いを容易に知ることができる効果がある。
さらに、受信手段により所定時間受信された所定の妨害波の振幅確率分布と、記憶手段に記憶されている振幅確率分布およびビットエラーレート特性とに基づいて、受信手段により受信される妨害波に対する所定の希望波のビットエラーレート特性を推定できるため、所定の希望波を送受信する無線機器を作動させることなく所定の妨害波を発する電子機器のみ作動させるだけで所定の希望波への妨害の度合いを評価することができ、したがって、評価に係るユーザの負担を軽減することができる効果がある。
【００１０】
請求項２に記載した発明によれば、請求項１の効果に加え、抑圧量算出手段によって所定の基準感度からの抑圧量を算出しこの抑圧量を表示手段に表示することができるため、妨害波を輻射する電子機器が必要とする対策の程度を、表示手段を介して容易にユーザへ知らせることができる効果がある。
【００１１】
請求項３に記載した発明によれば、所定の妨害波の振幅確率分布として例えば代表的な電子機器などから輻射される妨害波の振幅確率分布を予め所定の希望波のビットエラーレート特性と共に記憶手段に記憶し、この記憶されている記憶情報に基づいて、受信した妨害波に基づく振幅確率分布に近似するものを記憶情報から探し、これに対応するビットエラーレート特性を求めることで、計測ごとにビットエラーレート特性を数値計算する場合と比較して、迅速に受信した妨害波のビットエラーレート特性を推定することができる効果がある。
また、受信手段により所定時間受信された所定の妨害波の振幅確率分布と、記憶手段に記憶されている振幅確率分布およびビットエラーレート特性とに基づいて、受信手段により受信される妨害波に対する所定の希望波のビットエラーレート特性を推定できるため、所定の希望波を送受信する無線機器を作動させることなく所定の妨害波を発する電子機器のみ作動させるだけで所定の希望波への妨害の度合いを評価することができ、したがって、評価に係るユーザの負担を軽減することができる効果がある。
【００１２】
請求項４に記載した発明によれば、請求項３の効果に加え、所定の基準感度からの抑圧量を算出しこの抑圧量を表示することができるため、妨害波を輻射する電子機器などが必要とする対策の程度を容易にユーザへ知らせることができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、この発明の実施の形態におけるノイズ環境評価装置およびノイズ環境評価方法について図面を参照しながら説明する。
図１は、この実施の形態におけるノイズ環境評価装置の概略構成を示している。このノイズ環境評価装置１は、受信装置２と、ＡＰＤ解析装置３と、記録装置４と、比較・計算装置５と、表示装置６とを備えて構成されている。
【００１４】
受信装置２は、測定地点における妨害波を受信するためのものであり、例えば、スペクトラムアナライザ（図示略）と、この入力端子に接続されたアンテナ（図示略）とを備えて構成されている。ここで、スペクトラムアナライザは、入力された受信信号（妨害波）を、図２に示すように、横軸を時間、縦軸を妨害波電力（振幅の大きさ）とした単位時間当たりの妨害波の変動量の波形表示を行い、この波形データをＡＰＤ解析装置３へ出力する。なお、スペクトラムアナライザを用いる場合を一例に説明したが、この構成に限られず、保護したい無線機器の通信周波数と等価雑音帯域における、単位時間当たりの妨害波電力の変動量データを出力可能な回路であればよい。
【００１５】
ＡＰＤ解析装置３は、受信装置２から単位時間当たりの妨害波電力の変動量の波形データが入力されると、この波形データの振幅確率分布（ＡＰＤ）を算出する。この振幅確率分布は、図３に示すグラフのように、横軸を妨害波電力の閾値（閾値電力Ｒｋ）、縦軸を単位時間当たりの妨害波電力の変動量の波形データが閾値を超えている時間確率として示したものである。このＡＰＤ解析装置３で算出された振幅確率分布は比較・計算装置５へ出力される。
ここで、図２に示すように、所定周期（所定時間）Ｔにおいて、妨害波電力の包絡線ｘが閾値電力Ｒｋを超える区間をｔ１・・・ｔｎとすると、時間確率ＰＲｋは次式で示すことができる。
【００１６】
【数１】
2010096658.tif 000003
【００１７】
つまり、所定時間受信した妨害波電力の包絡線ｘに対して、閾値電力Ｒｋを変数とした場合、縦軸を時間確率（閾値を超える確率）、横軸を閾値電力Ｒｋとした図３に示す曲線が得られる。この曲線を妨害波電力の振幅確率分布（ＡＰＤ）と呼んでいる。
【００１８】
記録装置４は、車載された電子機器から輻射されることが想定される様々な電磁波の振幅確率分布のマスターデータと、この振幅確率分布のマスターデータに対応するビットエラーレート特性のマスターデータとが関連付けられて記憶されるものである。この記録装置４に記憶される振幅確率分布のマスターデータは、例えば、図４に示すような回路構成によってユーザまたは製造者により事前に測定される。ここで、妨害波発生器１０は、無線機器１２に影響を与える所望の電磁波（妨害波）を意図的に発生可能な装置であり、希望波発生器１１は、例えば、携帯端末などの無線機器の基地局を模擬したものであり信号強度を振幅確率分布（ＡＰＤ）に基づいて変動させることが可能となっている。
【００１９】
図４の回路構成により、例えばＡＰＤ解析装置３により妨害波発生器１０で発生させた電磁波（例えば、ノイズａ，ｂ，ｃ）の各振幅確率分布のマスターデータ（図５参照）を求め、さらに、妨害波無線機器１０により電磁波を発生させている環境で希望波発生器１１の出力を可変させて無線機器１２のアンサーバックされた信号と送信信号をベリファイすることで上記各電磁波の振幅確率分布に対応する無線機器１２毎のビットエラーレート特性のマスターデータ（図６参照）を求める。
【００２０】
比較・計算装置５は、ＡＰＤ解析装置３で算出した振幅確率分布と、記録装置４に記憶されている振幅確率分布のマスターデータとを比較することで、ＡＰＤ解析装置３で算出された振幅確率分布に近似する（相関のある）振幅確率分布のマスターデータを検索する。ここで、振幅確率分布が近似しているか否かの判定方法は、例えば、振幅確率分布の特定の閾値電力の範囲内（図３中、破線で示す）におけるグラフの傾きを比較して、これらのずれが所定の傾きより小さい場合に、振幅確率分布のマスターデータとＡＰＤ解析装置で算出した振幅確率分布とが近似していると判定する。なお、近似する振幅確率分布のマスターデータがないと判定された場合には、記録装置４に記憶されている振幅確率分布のマスターデータの中から最も近似する振幅確率分布のマスターデータを用いるようにしてもよく、また、近似する振幅確率分布のマスターデータが２つ以上存在する場合には、これら２つのマスターデータの中間値を用いるようにしてもよい。
【００２１】
また、マスターデータとして保存されている振幅確率分布の離散値群をそれぞれ最小２乗法等により、ある「閾値電力（ｘ）」における「閾値を超える確率（ｙ）」として近似関数化し、その関数式を振幅確率分布のマスターデータとして記録装置４（記憶手段）に記憶させてもよい。このようにすることで、各振幅確率分布の離散値をすべて記憶させておく必要がなくなり、測定した妨害波とマスターデータの近似度の比較においても比較対象とする値を自由に設定できる。そして、測定値の離散値に対応する（ｘ）の値をマスターデータの関数に代入し、（ｙ）の値をそれぞれ任意の点について比較を行い、その誤差の総和が最も低い関数を、測定した妨害波の振幅確率分布に最も近似する関数として選択する。
【００２２】
なお、測定した妨害波に対し、所定の基準感度に影響を与えないような値の範囲についてはマスターデータとの比較対象から除外する、いわゆる「足きり」と呼ばれる処理を行った上で前述の各判定方法における振幅確率分布のマスターデータからの選択を行うことで、より短時間で最も近似度の高いマスターデータの選択を行うことができる。
【００２３】
さらに比較・計算装置５は、検索により特定された振幅確率分布のマスターデータに関連付けられているビットエラーレート特性に基づいて妨害波による妨害の度合いを評価するための感度抑圧量を算出する。感度抑圧量の算出方法としては、評価対象となる無線機器１２の基準感度と同等のビットエラーレートが得られる妨害波印加時の感度を求め、この感度と基準感度と差分として求めることができる。より具体的には、図７に示すビットエラーレート特性を有している場合、基準感度をビットエラーレート（ＢＥＲ）が１％の場合の信号強度である２ｄＢμＶに設定した場合、同じビットエラーレート（ＢＥＲ）１％を妨害波の印加時に得ようとすると４０ｄＢμＶの信号強度が必要となる。つまり、この図７の一例では、４０ｄＢμＶと２ｄＢμＶとの差分すなわち３８ｄＢが感度抑圧量となる。ここで、上述した基準感度とは、通常、妨害波が入力されない条件で無線通信が十分に行える無線機器固有の感度であり、ユーザにより設定入力される。
【００２４】
この実施の形態のノイズ環境評価装置は上述した構成を備えており、次にこのノイズ環境評価装置１における動作を説明する。
まず、記憶工程として、妨害波発生器１０により複数の波形パターンで妨害波を発生させて、この妨害波発生器１０で発生させた妨害波を受信装置２により受信させる。そして、ＡＰＤ解析装置３によって解析を行い上記妨害波の振幅確率分布を求めてマスターデータとして記録装置４へ記憶させる。
【００２５】
また、ＡＰＤ解析装置３によって振幅確率分布を求めるのと同時に、上記妨害波が輻射されている環境において、被害装置である各種無線機器１２による通信を行い、無線機器１２に入力される信号強度に対するビットエラーレートをビットエラーレート特性として求める。そして、求めたビットエラーレート特性をマスターデータとして、上述した振幅確率分布のマスターデータに関連付けて記録装置４へ記憶させる。これにより、妨害波評価のための準備が終了する。
【００２６】
次に、実際に電子機器から輻射される妨害波の評価を行うための各工程を実施する。この際、ユーザは評価したい無線機器１２の基準感度や、通信方式・チャネル設定などの条件を予め図示しない操作入力手段を介して予め選択・入力しておく。
まず、振幅確率分布算出工程として、例えば、車室内などの測定環境に受信装置２を配置して加害装置である電子機器から発せられる妨害波を所定時間（例えば、図２の周期Ｔ）受信し、この受信した妨害波の振幅確率分布をＡＰＤ解析装置によって算出する。
【００２７】
次いで、検索工程として、比較・計算装置によりＡＰＤ解析装置で求めた振幅確率分布と近似する（相関がある）振幅確率分布のマスターデータを記録装置４の記憶情報の中から検索する。そして、相関のある振幅確率分布のマスターデータが記録装置４に記憶されている場合、このマスターデータに関連付けられているビットエラーレート特性のデータを比較・計算装置へ向けて出力する。他方、相関のある振幅確率分布のマスターデータが記録装置４にない場合、ＡＰＤ解析装置３で求めた振幅確率分布に最も近似する振幅確率分布のマスターデータに関連付けられているビットエラーレート特性のデータを比較・計算装置へ向けて出力する。
【００２８】
次いで、評価工程として、比較・計算装置５により記録装置４から入力されたビットエラーレート特性と、予めユーザにより入力された基準感度とに基づいて、妨害波がない場合の基準感度と同等のビットエラーレートが得られる妨害波印加時の信号強度を求める。さらに、この信号強度と基準感度の信号強度との差分である感度抑圧量を算出する。そして、算出した感度抑圧量を評価結果として表示装置６へ出力し、表示装置６により評価結果を表示する。
【００２９】
したがって、上述した実施の形態によれば、受信装置２により所定時間受信された妨害波の振幅確率分布を算出して、この振幅確率分布に近似する振幅確率分布を記録装置４のマスターデータから検索し、該当する振幅確率分布に対応したビットエラーレート特性を求めることができるため、振幅確率分布からビットエラーレート特性を理論値計算より導出する従来の場合と比較して、電気素子の歪みに起因する誤差が少なく、妨害波に起因する無線機器１２のビットエラーレート特性を迅速に推定することができる。
【００３０】
さらに、比較・計算装置５によってビットエラーレート特性に基づいて希望波である無線機器１２の信号波への妨害の度合いを評価することができるため、ユーザが所望する無線機器１２の信号波への妨害の度合いを迅速且つ容易に知ることができる。
【００３１】
また、妨害の度合いとして予め設定された基準感度から感度抑圧量を算出して、この算出結果を表示装置６により表示することができるため、ユーザは、評価対象となる無線機器１２への妨害波による妨害の度合いを感度抑圧量として容易に認識することができる。
【００３２】
さらに、電子機器から輻射される妨害波に対する無線機器１２のビットエラーレート特性を、無線機器１２を動作させることなく推定することができるため、評価に係る作業工数を低減することができ、また、被害装置側の無線機器１２がない状態でも加害装置側の電子機器の開発担当者のみで評価を行うことができるため、加害装置側の電子機器のみで妨害波対策の程度を把握することができる。
【００３３】
なお、この発明は、上述した実施の形態の構成に限られるものではなく、例えば、自動車等の車両以外における妨害波の評価に用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施の形態におけるノイズ環境評価装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における受信装置により測定される単位時間当たりの妨害波の変動量の波形のグラフである。
【図３】本発明の実施の形態における単位時間当たりの妨害波の変動量の波形に基づいて算出される振幅確率分布のグラフである。
【図４】本発明の実施の形態における記録装置の記憶情報の測定回路図である。
【図５】本発明の実施の形態における記録装置の振幅確率分布のマスターデータを示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態における記録装置のビットエラーレート特性のマスターデータを示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態におけるビットエラーレート特性のグラフから感度抑圧量を求める一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３５】
２  受信装置（受信手段）
３  ＡＰＤ解析装置（振幅確率分布算出手段）
４  記録装置（記憶手段）
５  比較・計算装置（検索手段、評価手段、抑圧量算出手段）
６  表示装置（表示手段）
【図１】
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【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】
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