(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線装置と測定装置とを有し、該無線装置の送信系の入出力特性を測定する測定システムであって、
前記無線装置は、
該無線装置内で発振される局部発振信号に同期した局部発振信号を前記測定装置内で発振させるための基準信号と、前記無線装置の送信系の入出力特性を測定するための測定信号とからなるフレームを生成する生成手段と、
前記生成手段で生成したフレームを送信する送信手段と
を有し、
前記測定装置は、
前記無線装置から送信されたフレームを受信する受信手段と、
局部発振信号を発振する発振手段と、
前記受信したフレームの基準信号の区間内で、前記局部発振信号を前記基準信号の位相に同期させて前記発振手段に発振させるよう制御する制御手段と、
前記発振手段で発振した局部発振信号と前記フレームの測定信号とを用いて、前記無線装置の送信系の入出力特性を測定する測定手段と
を有することを特徴とする入出力特性測定システム。
【請求項２】
前記フレームは、前記測定装置においてフレーム同期をとるための無信号区間を更に有することを特徴とする請求項１に記載の入出力特性測定システム。
【請求項３】
最初の所定時間、前記無線装置から前記基準信号のみが送信され、所定時間経過後は前記フレームが送信され、
更に、前記測定装置の発振手段は、前記無線装置から送信された基準信号の位相に自己の発振する局部信号の位相を同期させた後、前記フレーム内の基準信号に同期した局部発振信号を発振するよう構成されていることを特徴とする請求項２に記載の入出力特性測定システム。
【請求項４】
前記測定装置は、
タイマーと、
所定の時間が記憶されている記憶手段と
を更に有し、
前記発振手段は、前記タイマーの動作時間が前記所定の時間を経過すると、自己の発振する局部発振信号の位相制御を固定するよう構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の入出力特性測定システム。
【請求項５】
測定装置を用いて、無線装置の送信系の入出力特性を測定する測定方法であって、
前記無線装置から、該無線装置内で発振される局部発振信号に同期した局部発振信号を前記測定装置内で発振させるための基準信号と、前記無線装置の送信系の入出力特性を測定するための測定信号とからなるフレームを送信するステップと、
前記送信したフレームを前記測定装置で受信するステップと、
前記受信したフレームの基準信号の区間内で、前記基準信号の位相に同期した局部発振信号を発振させるステップと、
前記局部発振信号と前記フレームの測定信号とを用いて、前記無線装置の送信系の入出力特性を測定するステップと
を有することを特徴とする入出力特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、無線装置の送信系の入出力特性を測定する測定技術に関し、特に直交変調器が変調を行なう直交平面全体に渡る入出力特性を測定する技術に関する。
【０００２】
【従来技術】
無線装置から送信される信号は、Ａ／Ｄ変換器、直交変調器、増幅器等、無線装置の各部で振幅歪、位相歪等の非線形歪を受けるため信号の劣化を生じ、受信側で誤り率が増大する等の悪影響をもたらす。このため従来より各種の非線形歪対策が研究されて来ているが、その一つとしてプリディストーション方式がある。この方式は、送信系の入出力特性を前もって測定しておき、その逆特性を持つ関数で変調信号を予め歪ませて出力すると、送信系における歪特性との相殺により、本来予定していた信号が無線装置から送信される方式である。
【０００３】
ここで無線装置の送信系の入出力特性を測定する手段が問題となる。送信系に使用されている個々のデバイスの入出力特性を測定するのであれば、例えばネットワークアナライザ等を用いることで容易に測定することができる。しかしこれらのデバイスを装置として組み上げた後に送信系全体の入出力特性を、位相特性も含めて測定するのは容易ではない。それは、送信系の局部発振器の位相と、測定装置の局部発振器の位相とが非同期であり、測定装置で直交検波した信号の位相が不定となるからである。これを強いて測定しようとすれば、例えば図７に示すような測定システムがある。
【０００４】
図７は従来の入出力特性測定システムの構成例を示すブロック図である。
【０００５】
図７中、５１は無線装置である。この無線装置５１は、信号生成部５２、Ｄ／Ａ変換器５３、直交変調器５４、直交変調器５４に局部発振信号を供給する局部発振器５５、アップコンバータ５６、アップコンバータ５６に局部発振信号を供給する局部発振器５７、及び増幅器５８により構成されている。６１は測定装置である。この測定装置６１は、ダウンコンバータ６２、直交検波器６３、Ａ／Ｄ変換器６４、及びデータ取込部６５により構成されている。
まず、無線装置５１の信号生成部５２は、直交平面上の各点が非線形歪によってどのように写像されるかを測定するための被測定信号（ディジタル信号）を生成する。被測定信号はＤ／Ａ変換器５３でアナログ信号となり、直交変調器５４で直交変調され、アップコンバータ５６でＲＦ信号に変換後、増幅器５８で増幅して送信される。
【０００６】
次に、無線装置５１から送信されたＲＦ信号を受信した測定装置６１は、ダウンコンバータ６２において、無線装置５１の局部発振器５７から供給される局部発振信号を使用して、ＲＦ信号をＩＦ信号に変換する。そして、直交検波器６３は、無線装置５１の局部発振器５５からの局部発振信号を使用してＩＦ信号を直交検波し、この検波された信号がＡ／Ｄ変換器６４でデジタルデータ化されて、データ取込部６５に蓄積される。無線装置５１と測定装置６１とは共通の局部発振信号で動作するため、信号生成部５２が生成した被測定信号の位相と、データ取込部６５が取り込む検波後の信号との位相関係は常に一定に保たれる。このため、非線形歪をほとんど受けない低レベルの信号と比較すれば、高レベルの信号がどのような非線形歪を受けたかが、位相歪も含めて容易に計算できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した測定装置では、無線装置から測定装置に局部発振信号を供給する必要があるため、無線装置と測定装置とにコネクタを設けなければならず、信号レベルによっては局部発振信号を増幅するための増幅器も設けなければならないという問題がある。尚、端末用の無線装置のように安価で実装面積の余裕もないような無線装置では、前記のようなコネクタ、増幅器等のハードウェアを追加することが現実的には不可能である。
【０００８】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、無線装置に前記のようなコネクタ、増幅器等のハードウェアを実装することなく、無線装置の送信系の入出力特性を測定する技術を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、無線装置と測定装置とを有し、該無線装置の送信系の入出力特性を測定する測定システムであって、
前記無線装置は、
該無線装置内で発振される局部発振信号に同期した局部発振信号を前記測定装置内で発振させるための基準信号と、前記無線装置の送信系の入出力特性を測定するための測定信号とからなるフレームを生成する生成手段と、
前記生成手段で生成したフレームを送信する送信手段と
を有し、
前記測定装置は、
前記無線装置から送信されたフレームを受信する受信手段と、
局部発振信号を発振する発振手段と、
前記受信したフレームの基準信号の区間内で、前記局部発振信号を前記基準信号の位相に同期させて前記発振手段に発振させるよう制御する制御手段と、
前記発振手段で発振した局部発振信号と前記フレームの測定信号とを用いて、前記無線装置の送信系の入出力特性を測定する測定手段と
を有することを特徴とする入出力特性測定システムによって解決される。
特に、前記フレームは、前記測定装置においてフレーム同期をとるための無信号区間を更に有することを特徴とする。
また、最初の所定時間、前記無線装置から前記基準信号のみが送信され、所定時間経過後は前記フレームが送信され、
更に、前記測定装置の発振手段は、前記無線装置から送信された基準信号の位相に自己の発振する局部信号の位相を同期させた後、前記フレーム内の基準信号に同期した局部発振信号を発振するよう構成されていることを特徴とする。
また、前記測定装置は、
タイマーと、
所定の時間が記憶されている記憶手段と
を更に有し、
前記発振手段は、前記タイマーの動作時間が前記所定の時間を経過すると、自己の発振する局部発振信号の位相制御を固定するよう構成されていることを特徴とする。
前記の課題は、測定装置を用いて、無線装置の送信系の入出力特性を測定する測定方法であって、
前記無線装置から、該無線装置内で発振される局部発振信号に同期した局部発振信号を前記測定装置内で発振させるための基準信号と、前記無線装置の送信系の入出力特性を測定するための測定信号とからなるフレームを送信するステップと、
前記送信したフレームを前記測定装置で受信するステップと、
前記受信したフレームの基準信号の区間内で、前記基準信号の位相に同期した局部発振信号を発振させるステップと、
前記局部発振信号と前記フレームの測定信号とを用いて、前記無線装置の送信系の入出力特性を測定するステップと、
を有することを特徴とする入出力特性測定方法によって解決される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係わる入出力特性測定システムの構成を示すブロック図である。図２は信号生成部が生成する信号の例を時間軸上で表した図である。図３及び図４は、信号生成部が生成する信号を直交平面上で表した図である。図５は位相同期発振器のブロック図である。図６は本実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【００１１】
本発明の入出力特性測定システムは、図１に示すように、無線装置１と本発明の測定装置１１とを有する。
【００１２】
そして、無線装置１は、信号生成部２と、Ｄ／Ａ変換器３と、直交検波器４と、直交検波器４に供給する局部発振信号を発振する局部発振器５と、アップコンバータ６と、アップコンバータ６に供給する局部発振信号を発振する局部発振器７と、増幅器８とから構成されている。
【００１３】
測定装置１１は、ダウンコンバータ１２と、ダウンコンバータ１２に供給する局部発振信号を発振する局部発振器１３と、信号分配器１４と、直交検波器１５と、直交検波器１５に供給する局部発振信号を発振する位相同期発振部１６と、Ａ／Ｄ変換器１７と、データ取込部１８とから構成されている。
【００１４】
以下、各構成について説明する。
【００１５】
まず、無線装置１の信号生成部２は、最初の所定の時間連続的に基準信号を生成する。そして、次にＴ１時間（無信号区間）０レベルの信号を生成し、次にＴ２時間（基準区間）基準信号を生成し、次にＴ３時間（測定区間）測定点の信号を生成して、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３からなる一周期のフレームを生成する。その後、図２に示す如く、この周期でフレームを繰り返し生成する。
ここで、基準信号（ディジタル信号）とは、例えば図３に示すが如く、一定の位相と信号強度を持った信号をいう。尚、基準信号は、位相歪、振幅歪の影響を実質上受けない信号強度に抑えることが望ましい。
また、測定点の信号とは、図３に示すように直交平面上の各点であり、Ｉｃｈ及びＱｃｈの信号により一意に規定される。Ｉ−Ｑ全平面に渡って振幅歪及び位相歪を測定するため、測定点は、例えば図４に示すように全格子点を端からくまなく走査する。尚、格子点の粗さは測定分解能で定まる。
【００１６】
次に、信号生成部２で生成された各信号がＤ／Ａ変換器３でアナログ信号に変換され、この変換されたアナログ信号は直交変調器４で変調されてＩＦ信号となり、更にアップコンバータ６でＲＦ信号に変換される。このＲＦ信号が増幅器８で増幅され、測定装置１１に送信される。
【００１７】
測定装置１１では、無線装置１からのＲＦ信号を受信すると、このＲＦ信号がダウンコンバータ１２によりＩＦ信号に変換され、信号分配器１４で直交検波器１５と位相同期発振部１６とに分配される。
更に、直交検波器１５は、無線装置１から送信されるフレーム内の測定点の信号を直交検波し、この信号がＡ／Ｄ変換器１７でディジタル信号に変換された後、データ取込部１８に蓄えられる。
【００１８】
続いて、位相同期発振部１６の構成について詳細に説明する。
位相同期発振部１６は、位相同期発振器４１と、フレーム同期部４２と、タイミング生成部４３とにより構成される。
【００１９】
位相同期発振部１６の位相同期発振器４１は、無線装置１から最初の所定の時間連続的に送信される基準信号が入力されると、その所定の時間内に自己の発振する局部発振信号の位相を基準信号の位相に同期させ、位相同期が確立したことをを示す同期検出信号をフレーム同期部４２に送信する。その後、位相同期発振器４１は、タイミング生成部４３からの位相比較動作制御信号を受信し、この位相比較動作制御信号の内容が位相比較動作の開始を指示する内容である場合、無線装置１から送信されるフレームの基準信号の位相と自己の発振する局部発振信号の位相とを比較して基準信号に対する同期引き込み動作を行い、位相比較動作制御信号の内容が位相比較動作を停止する内容である場合、位相制御を固定する。ここで、位相比較動作制御信号とは、位相同期発振器４１に対して、基準信号の位相と自己の発振する局部発振信号の位相とを比較して同期引き込み動作を行うか否かを指示するための制御信号である。
尚、位相同期発振器４１は、一度、自己の発振する局部発振信号の位相が同期すれば、間欠的な位相同期動作であっても位相の同期を保つことができる高い安定性をもった位相同期発振器である。
【００２０】
フレーム同期部４２は、位相同期発振器４１から位相同期の確立を示す同期検出信号を受信すると、無線装置１から所定の時間連続的に送信された基準信号の次に送信されるフレームと同期をとるためフレーム同期の検出動作を開始する。その後、無線装置１から送信されるフレームが測定装置１１に入力されると、フレーム同期部４２は、フレーム内の無信号区間によりフレーム同期を取る、即ち無信号区間に続く基準信号の立ち上がりを検出して、この検出結果をタイミング生成部４３に送信する。
【００２１】
タイミング生成部４３は、タイマー４３１、Ｔ２時間が記憶されている記憶部４３２、位相比較動作制御信号を生成する制御信号生成部４３３、及び制御部４３４により構成されている。
タイミング生成部４３の制御部４３４は、フレーム同期部４２からの基準信号の立ち上がりの検出結果を受信すると、タイマー４３１を動作させるとともに位相同期発振器４１に自己の発振する局部発振信号の位相と基準信号の位相とを比較して同期引き込み動作を行うよう指示する内容の位相比較動作制御信号を、制御信号生成部４３３に生成させる。更に、制御部４３４は、タイマー４３１の動作時間がＴ２時間を経過すると、位相同期発振器４１の位相制御を固定するよう指示する内容の位相比較動作制御信号を制御信号生成部４３３に生成させる。
尚、Ｔ２時間は、位相同期発振器４１が発振する局部発振信号の位相を基準信号の位相に同期させるのに十分な時間である。
【００２２】
続いて、上記構成における動作について説明する。
【００２３】
まず、無線装置１は、所定の時間連続的に基準信号を送信する（Ｓｔｅｐ１０１）。この基準信号を受信した測定装置１１では、位相同期発振器４１が基準信号と位相同期をとると、同期検出信号をフレーム同期部４２に送信し（Ｓｔｅｐ１０２）、フレーム同期部４２は、フレーム同期の検出動作を開始する（Ｓｔｅｐ１０３）。
【００２４】
次に、無線装置１は、フレームを測定装置１１に送信する（Ｓｔｅｐ１０４）。
【００２５】
そして、無線装置１からのフレームを受信した測定装置では、フレーム同期部４２が基準信号の立ち上がりを検出してフレーム同期を取る（Ｓｔｅｐ１０５）。
この検出結果によりタイミング生成部４３のタイマー４３１が動作し（Ｓｔｅｐ１０６）、制御信号生成部４３３から位相比較動作制御信号が位相同期発振部４１に送信される（Ｓｔｅｐ１０７）。
【００２６】
そして、位相同期発振器４１は、位相比較動作制御信号に従って、自己の発振する局部発振信号の位相と基準信号の位相とを比較して同期引き込み動作を行う（Ｓｔｅｐ１０８）。
【００２７】
更に、タイミング生成部４３のタイマー４３１の動作時間がＴ２時間を経過すると、制御信号生成部４３３から位相比較動作制御信号が位相同期発振器４１に送信され（Ｓｔｅｐ  １０９）、この位相比較動作制御信号に従って、位相同期発振器４１は、位相制御を固定する（Ｓｔｅｐ１１０）。
【００２８】
その後、直交検波器１５は、フレーム内の測定点の信号（Ｉ信号、Ｑ信号）を直交検波し（Ｓｔｅｐ１１１）、この直交検波されたＩ信号及びＱ信号がＡ／Ｄ変換器１７でＩデータ及びＱデータに変換され、データ取込部１８に蓄積される（Ｓｔｅｐ１１２）。
同様に、測定点の数だけ無線装置１からフレームが測定装置１１に送信され、Ｓｔｅｐ１０５からＳｔｅｐ１１２が繰り返される。
【００２９】
このように、本実施の形態で説明したフレームを用いれば、測定装置１１（受信側）で容易にフレーム同期をとることができ、測定点の数をカウントすることができる。そのため、無線装置１（送信側）がどのような順序、規則で測定点の信号を送信するかがわかっていれば、受信側では、受信した測定点の信号が、Ｉ−Ｑ平面上のどの点に対応するかを知ることができる。これによりＩ−Ｑ全平面において、振幅歪のみならず位相歪も測定結果から計算することができる。
【００３０】
また、本実施の形態で説明したフレームの生成は、若干のソフトウェア及び必要により若干のハードウェアを無線装置に追加するのみで、実現可能である。
【００３１】
更に、タイマー４３１により基準信号区間を知ることができるため、位相同期発振器４１の位相制御を固定させるタイミングを容易に知ることができる。
【００３２】
尚、本実施の形態では、位相同期発振器４１の引き込みを容易にするため、無線装置からフレームを送信する前に、無線装置から所定の時間連続的に基準信号を送信する場合について説明したが、この場合に限るものではない。無線装置から基準信号のみの連続送信時間を設けず、最初からフレームを送信するようにしてもよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、図２に示すが如く、フレーム内に無信号区間を設ける場合について説明したが、この場合に限るものではない。例えば、無信号区間を設けず、基準信号と測定信号とからなるフレームを送信するようにしてもよい。その理由は、基準信号のレベルと測定信号のレベルとに十分な変動が生じるため、このレベル変動を検出することでフレーム同期をとることもできるからである。
【００３４】
また、本実施の形態では、図２に示すように、一周期のフレームで一つの測定信号を送信する場合について説明したが、この場合に限るものではない。例えば、一周期で複数の測定信号を送信するようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、無線装置に若干のソフトウェア、及び必要により若干のハードウェアを追加するだけで、送信系の入出力特性を位相特性も含めて測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる入出力特性測定システムの構成を示すブロック図である。
【図２】信号生成部が生成する信号を時間軸で表した図である。
【図３】信号生成部が生成する信号を直交平面上に表した図である。
【図４】信号生成部が生成する信号を直交平面上に表した図である。
【図５】位相同期発振部のブロック図である。
【図６】本実施の形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】従来の入出力特性測定システムの構成を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１    無線装置
２    信号生成部（生成手段）
１１    測定装置
１５    直交検波器（測定手段）
１６    位相同期発振部（発振手段）
１７    Ａ／Ｄ変換器（測定手段）
１８    データ取込部（測定手段）
【図１】
0003674690.tif 000002
【図２】
0003674690.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
0003674690.tif 000006
【図６】
0003674690.tif 000007
【図７】
0003674690.tif 000008