(57)【要約】【課題】基準信号の印加なしに被測定物の網特性を解析する【解決手段】変調信号が印加される被測定物の網特性を解析する方法であって、前記被測定物の出力信号に含まれる情報を復調するステップと、前記復調された情報と予め与えられる設定情報とに基づいて前記変調信号を生成し、基準信号として出力するステップと、前記被測定物の出力信号と前記基準信号とを比較または参照し前記被測定物の網特性を解析するステップと、を含むことを特徴とする網特性解析方法。また、該網特性解析方法を実施する網特性解析装置。【選択図】図１
2004361170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調信号が印加される被測定物の網特性を解析する装置であって、
復調手段と基準信号生成手段と解析手段とを備え、
前記復調手段は、前記被測定物の出力信号に含まれる情報を復調し、
前記基準信号生成手段は、前記復調手段により復調された情報と予め与えられる設定情報とに基づいて前記変調信号を生成し、基準信号として出力する、
前記解析手段は、前記被測定物の出力信号と前記基準信号とを比較または参照し前記被測定物の網特性を解析する、
ことを特徴とする網特性解析装置。
【請求項２】
前記解析手段は、前記被測定物をフィルタでモデル化し、前記被測定物の出力信号と前記基準信号とから前記フィルタのインパルス応答を同定し、前記インパルス応答をフーリエ変換することにより、前記被測定物の周波数特性を解析する、
ことを特徴とする請求項１に記載の網特性解析装置。
【請求項３】
前記解析手段は、前記被測定物の出力信号と前記基準信号との振幅比を検出し、前記被測定物の出力信号の振幅と前記振幅比との相関を解析することにより、前記被測定物の電力特性を解析する、
ことを特徴とする請求項１に記載の網特性解析装置。
【請求項４】
前記解析手段は、前記被測定物の出力信号と前記基準信号との位相差を検出し、前記被測定物の出力信号の振幅と前記位相差との相関を解析することにより、前記被測定物の電力特性を解析する、
ことを特徴とする請求項１に記載の網特性解析装置。
【請求項５】
前記解析手段は、前記被測定物の出力信号と前記基準信号との振幅差を検出し、前記振幅差をフーリエ変換することにより、前記被測定物の振幅雑音特性を解析する、
ことを特徴とする請求項１に記載の網特性解析装置。
【請求項６】
前記解析手段は、前記被測定物の出力信号と前記基準信号との位相差を検出し、前記位相差をフーリエ変換することにより、前記被測定物の位相雑音特性を解析する、
ことを特徴とする請求項１に記載の網特性解析装置。
【請求項７】
前記変調信号は、ディジタル変調信号であり、
前記情報は、ディジタル・データである、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６に記載の網特性解析装置。
【請求項８】
変調信号が印加される被測定物の網特性を解析する方法であって、
前記被測定物の出力信号に含まれる情報を復調するステップと、
前記復調された情報と予め与えられる設定情報とに基づいて前記変調信号を生成し、基準信号として出力するステップと、
前記被測定物の出力信号と前記基準信号とを比較または参照し前記被測定物の網特性を解析するステップと、
を含むことを特徴とする網特性解析方法。
【請求項９】
前記解析ステップは、前記被測定物をフィルタでモデル化し、前記被測定物の出力信号と前記基準信号とから前記フィルタのインパルス応答を同定し、前記インパルス応答をフーリエ変換することにより、前記被測定物の周波数特性を解析する、
ことを特徴とする請求項８に記載の網特性解析方法。
【請求項１０】
前記解析ステップは、前記被測定物の出力信号と前記基準信号との振幅比を検出し、前記被測定物の出力信号の振幅と前記振幅比との相関を解析することにより、前記被測定物の電力特性を解析する、
ことを特徴とする請求項８に記載の網特性解析方法。
【請求項１１】
前記解析ステップは、前記被測定物の出力信号と前記基準信号との位相差を検出し、前記被測定物の出力信号の振幅と前記位相差との相関を解析することにより、前記被測定物の電力特性を解析する、
ことを特徴とする請求項８に記載の網特性解析方法。
【請求項１２】
前記解析ステップは、前記被測定物の出力信号と前記基準信号との振幅差を検出し、前記振幅差をフーリエ変換することにより、前記被測定物の振幅雑音特性を解析する、
ことを特徴とする請求項８に記載の網特性解析方法。
【請求項１３】
前記解析ステップは、前記被測定物の出力信号と前記基準信号との位相差を検出し、前記位相差をフーリエ変換することにより、前記被測定物の位相雑音特性を解析する、
ことを特徴とする請求項８に記載の網特性解析方法。
【請求項１４】
前記変調信号は、ディジタル変調信号であり、
前記情報は、ディジタル・データである、
ことを特徴とする請求項８乃至請求項１３に記載の網特性解析方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、被測定物の網特性を解析する方法または装置に係り、特に、被測定物へ基準信号を印加せずとも被測定物の網特性を解析できる方法または装置に関する。
【従来の技術】
【０００２】
被測定物の網特性を解析する装置の一例として、ネットワーク・アナライザがある（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００３】
従来のネットワーク・アナライザは、基準信号源と受信器と複数の測定ポートとを備える。基準信号源は、選択的に測定ポートに接続される正弦波信号源である。一般に、基準信号源が出力する正弦波信号は、周波数または電力が掃引される。受信器は、測定ポートにおける入力信号および出力信号を受信する。測定ポートは、被測定物が接続される。上記のように構成される従来のネットワーク・アナライザは、基準信号である正弦波信号を周波数掃引または電力掃引させながら被測定物に印可し、被測定物測定から反射される信号や被測定物により伝達される信号を測定することにより、被測定物の網特性を解析する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
なお、ネットワークアナライザに似た構成や機能を有する装置としてスペクトラム・アナライザや信号測定装置がある。これらの装置は、被測定物の特性を解析するネットワーク・アナライザとは異なり、入力される信号そのものの特性を解析する装置である（例えば、特許文献２および特許文献３を参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１４２２７３号公報（第２頁、図３）
【特許文献２】
特開平２−２５９５７９号公報（第２頁、図８）
【特許文献３】
特開２０００−３２４０２６号公報（第３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述の説明からも明かなように、従来のネットワーク・アナライザは被測定物の網特性を解析するために被測定物へ基準信号を印加する。ところが、この基準信号を被測定物に印加することが困難であったり不可能であるために、網特性を解析できない場合がある。そのような被測定物の一例として、携帯電話の無線基地局に備えられた無線伝送装置がある。無線伝送装置は、有線伝送路から受信するデータに基づいて搬送波信号を変調し、変調された搬送波信号を電力増幅器で増幅してアンテナから送信する。例えば、その電力増幅器の網特性を測定するためには、電力増幅器を取り出して、電力増幅器の入力部に基準信号を印可しなければならない。または、電力増幅器の網特性を測定するためには、電力増幅器の入力部を探し出して、基準信号を入力するための信号線を電力増幅器の入力部に接続しなければならない。これら作業は、測定者にとって極めて煩わしいものであり、誤測定の原因ともなる。最悪の場合、被測定物を破損させる恐れがある。さらに、従来のネットワーク・アナライザでは、被測定物の網特性を解析するために、通常とは異なる条件下で被測定物を動作させる必要があり、実際の動作状態における網特性を解析することができない場合がある。例えば、通常とは異なる条件下とは、ネットワーク・アナライザが出力する基準信号である掃引正弦波信号を変調信号用の増幅器に印加し、該増幅器に該正弦波信号を増幅させる場合などである。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑み、被測定物へ基準信号を印加せずとも被測定物の網特性を解析できる装置、および、方法を提供することを目的とする。また、被測定物に印加するための信号生成が不要な網特性解析装置、および、網特性解析方法を提供することを目的とする。さらに、実際の動作状態における被測定物の網特性を解析する装置、および、方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決しようとする手段】
本発明は、上記の目的を達成するために、被測定物に印加される変調信号を生成し、被測定物から出力される変調信号と生成する変調信号とから被測定物の網特性を解析するようにする。なお、本発明は特許請求の範囲に記載のとおりである。
【０００９】
要するに、本発明装置は、変調信号が印加される被測定物の網特性を解析する装置であって、復調手段と基準信号生成手段と解析手段とを備え、前記復調手段は、前記被測定物の出力信号に含まれる情報を復調し、前記基準信号生成手段は、前記復調手段により復調された情報と予め与えられる設定情報とに基づいて前記変調信号を生成し、基準信号として出力する、前記解析手段は、前記被測定物の出力信号と前記基準信号とを比較または参照し被測定物の網特性を解析する、ことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明方法は、変調信号が印加される被測定物の網特性を解析する方法であって、前記被測定物の出力信号に含まれる情報を復調するステップと、前記復調された情報と予め与えられる設定情報とに基づいて前記変調信号を生成し、基準信号として出力するステップと、前記被測定物の出力信号と前記基準信号とを比較または参照し被測定物の網特性を解析するステップと、を含むことを特徴とするものである。
【００１１】
さらに、上記の発明装置および発明方法においては、前記変調信号をディジタル変調信号とし、前記情報をディジタル・データとしても良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付の図面に示す好適実施形態に基づいて説明する。本発明の第一の実施形態は、本発明方法により被測定物の網特性を解析する網特性解析装置であって、その構成を図１に示す。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態である網特性解析装置１００の他に、変調信号源１０と被測定物２０とを示している。
【００１４】
変調信号源１０は、ある情報に基づき変調された変調信号を発生する信号源である。本実施形態では、情報は、ディジタル・データである。しかし、情報の形態は、ディジタル・データに限定される訳ではなく、正弦波信号などのアナログ信号であっても良い。なお、変調のための情報は、変調信号源１０により発生されるか、変調信号源１０内に予め格納されているか、または、変調信号源１０の外部から入力される。
【００１５】
被測定物２０は、変調信号源１０の出力信号に応答して信号を出力する。被測定物２０の出力信号は、被測定信号である。
【００１６】
網特性解析装置１００は、入力端子１１０と、受信部１２０と、復調手段の一例である復調部１３０と、基準信号生成手段の一例である基準変調信号生成部１４０と、解析手段の一例である解析部１５０と、表示部１６０と、入力部１７０とを備える。
【００１７】
入力端子１１０は、信号を受信するための端子である。図１中では、入力端子１１０は、被測定物２０の出力端に接続され、被測定信号を受信する。
【００１８】
受信部１２０は、入力端子１１０を介して被測定信号を受信し、復調部１３０や解析部１５０に都合が良いように被測定信号を変換する装置である。例えば、受信部１２０は、被測定信号をレベル調整し、濾波し、または、アナログ・ディジタル変換し、復調部１３０と解析部１５０へ供給する。最も単純な場合、受信部１２０は、受信する被測定信号に何ら変換処理を施さずに、受信する被測定信号を復調部１３０および解析部１５０へ供給する。また、受信部１２０は、被測定信号を受信するために必要な入力インピーダンスを有する。
【００１９】
復調部１３０は、受信部１２０の出力信号に含まれる情報を復調する装置である。被測定信号がアナログ変調信号である場合は、アナログ信号が復調される。また、被測定信号がディジタル変調信号である場合は、ディジタル・データが復調される。
【００２０】
基準変調信号生成部１４０は、復調部１３０が復調した情報に基づき変調信号を生成する装置である。生成される変調信号は、被測定物２０の網特性解析のための基準信号となる。
【００２１】
解析部１５０は、受信部１２０の出力信号と基準変調信号生成部１４０の出力信号とから、被測定物２０の網特性を解析し、解析結果を表示部１６０へ出力する装置である。また、解析部１５０は、解析のために、受信部１２０、復調部１３０および基準変調信号生成部１４０を制御する。解析部１６０は、マイクロプロセッサやディジタル・シグナル・プロセッサなどの演算処理手段を備え、プログラムを実行することにより各種解析機能を実現する。なお、受信部１２０の出力信号および基準変調信号生成部１４０の出力信号がアナログ信号である場合、解析部１５０は、それらの信号を標本化しディジタル・データに変換する手段（不図示）を備える。
【００２２】
表示部１６０は、網特性解析装置１００の測定結果や設定情報などの各種情報を表示する装置である。例えば、表示部１６０は、ＬＥＤランプや液晶パネルディスプレイなどである。表示部１６０は、各種情報を提示できる手段であれば良く、印刷装置であっても良い。
【００２３】
入力部１７０は、網特性解析装置１００の使用者からの情報入力を受信する装置である。例えば、入力部１７０は、ボタン、バーニヤ・ノブ、または、キーボードなど情報入力に適した入力手段を具備する。入力部１７０は、各種情報を入力するための手段であれば良く、フロピティカル・ディスクやＬＡＮインターフェースなどであっても良い。
【００２４】
次に、網特性解析装置１００の動作について説明する。ここで、網特性解析装置１００の動作手順を表すフローチャートを、図２に示す。図２に示されるフローチャートは、被測定物２０の網特性を解析する時の網特性解析装置１００の主たる動作手順を表している。
【００２５】
まず、ステップＳ１０において、被測定物２０の網特性の解析に必要な設定情報を入力部１７０を介して受信する。入力される設定情報は、例えば、復調部１３０や基準変調信号生成部１４０で必要とされる変調パラメータなどである。既に設定されている情報が再利用できる場合などは、本ステップの処理を飛ばしてステップＳ１１へ進むこともできる。
【００２６】
次に、ステップＳ１１において、受信部１２０は、入力端子１１０を介して受信する被測定信号を、復調部１３０や解析部１５０に都合が良いように変換する。例えば、受信部１２０は、被測定信号をレベル調整したり、濾波したり、または、アナログ・ディジタル変換する。最も単純な場合、受信部１２０は、受信する被測定信号をそのまま復調部１３０および解析部１５０へ供給する。
【００２７】
次に、ステップＳ１２において、復調部１３０は、受信部１２０の出力信号に含まれる情報を復調する。被測定信号がアナログ変調信号である場合は、アナログ信号が復調される。また、被測定信号がディジタル変調信号である場合は、ディジタル・データが復調される。復調に際して、復調に必要なパラメータが解析部１５０などから復調部１３０へ与えられる。与えられるパラメータは、例えばディジタル変調信号を復調する場合、シンボルレート、変調フォーマットなどがある。なお、変調フォーマットは、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、または、ＦＳＫなどである。
【００２８】
次に、ステップＳ１３において、基準変調信号生成部１４０は、復調部１３０が復調した情報に基づき変調信号を生成し、解析部１５０へ供給する。変調信号の生成に際して、変調信号の生成に必要なパラメータが解析部１５０などから基準変調信号生成部１４０へ与えられる。与えられるパラメータは、例えばディジタル変調信号を生成する場合、シンボルレート、変調フォーマット、送信フィルタのパラメータなどがある。また、フィルタのパラメータは、フィルタの形式や次数などである。フィルタの形式は、ナイキスト・フィルタやバターワース・フィルタなどである。なお、変調フォーマットは、上記の通りである。
【００２９】
次に、ステップＳ１４において、解析部１５０は、受信部１２０の出力信号と基準変調信号生成部１４０の出力信号とを比較または参照して、被測定物２０の網特性を解析する。つまり、２つの変調信号を比較または参照して、被測定物の網特性を解析する。本ステップにおける網特性の解析手順は、後の段落において詳細に説明する。
【００３０】
最後に、ステップＳ１５において、表示部１６０は、解析部１５０で解析された被測定物２０の網特性を適当な表示様式で表示する。
【００３１】
以上説明したように構成され動作する網特性解析装置１００は、被測定物２０に対して基準信号を印加せずとも被測定物２０の網特性を解析することができる。
【００３２】
さて、次に、ステップＳ１４における網特性の解析手順について、その詳細を説明する。ステップＳ１４における網特性の解析は、従来の解析とは異なる。最大の相違点は、網特性解析のために用いる信号が従来は単一周波数信号であるのに対して、本発明では変調信号である点である。例えば、従来の網特性解析における周波数掃引や電力掃引は、連続掃引であると断続掃引であるとを問わず、その掃引方向が一定である。しかし、上記の様に構成された網特性解析装置１００において、受信部１２０の出力信号および基準変調信号生成部１４０の出力信号は変調信号であるので、その周波数やその電力が変化する方向は不規則であり、一定しない。従って、従来通りの解析方法は採用できない。
【００３３】
以下に、被測定物２０の周波数特性を解析する手順と、被測定物２０の電力特性を解析する手順と、被測定物２０の振幅雑音特性を解析する手順と、被測定物２０の位相雑音特性を解析する手順と、を順に説明する。
【００３４】
まず、被測定物２０の周波数特性を解析する手順について説明する。被測定物２０の周波数特性は、被測定物をフィルタでモデル化し、そのフィルタのインパルス応答を同定することにより解析される。
【００３５】
被測定物２０の周波数特性を解析する時、解析部１５０内では幾つかの機能要素が実現される。本解析手順を説明する上で都合がよいので、その時の解析部１５０の内部構成を図３に示す。図３において、解析部１５０は、システム同定部２１０と周波数特性解析部２２０とを備える。システム同定部２１０は、被測定物２０をフィルタでモデル化し、そのフィルタのインパルス応答を同定する機能要素である。周波数特性解析部２２０は、システム同定部２１０が同定したインパルス応答から被測定物の周波数特性を解析する機能要素である。さらに、システム同定部２１０の内部ブロック図を図４に示す。システム同定部２１０は、ＦＩＲフィルタ２１１と、比較部２１２と、フィルタ係数更新部２１３とを備える。ＦＩＲフィルタ２１１は、被測定物２０を表現するｎ次のトランスバーサル形ＦＩＲフィルタである。ＦＩＲフィルタ２１１は、ｎ個の加算器と、ｎ個の遅延器と、（ｎ＋１）個の可変フィルタ係数ｈ０〜ｈｎとを備える。なお、１個の遅延器の遅延時間は、入力されるデータの標本化間隔Ｔである。
【００３６】
さて、上述のように機能要素が内部に実現される解析部１５０における被測定物２０の周波数特性の解析手順を表すフローチャートを、図４に示す。
【００３７】
まず、ステップＳ２０ａにおいて、フィルタ２１１は、受信部１２０の出力信号を濾波する。
【００３８】
次に、ステップＳ２１ａにおいて、比較部２１２は、基準変調信号生成部１４０の出力信号とフィルタ２１１の出力信号とを比較して差信号を生成する。本実施形態では、基準変調信号生成部１４０の出力信号からフィルタ２１１の出力信号を差し引くことにより差信号を得ている。差信号が生成できれば良いので、フィルタ２１１の出力信号から基準変調信号生成部１４０の出力信号を差し引いても良い。
【００３９】
次に、ステップＳ２２ａにおいて、フィルタ係数更新部２１３は、基準変調信号生成部１４０の出力信号と比較部２１２の出力信号とを参照して、ＦＩＲフィルタ２１１のフィルタ係数ｈ０〜ｈｎを更新する。新たなフィルタ係数ｈ０〜ｈｎは、式１により計算されて設定される。
【００４０】
【数１】
2004361170.tif 000003
【００４１】
ただし、
【００４２】
【数２】
2004361170.tif 000004
【００４３】
【数３】
2004361170.tif 000005
【００４４】
【数４】
2004361170.tif 000006
【００４５】
ここで、ｈ（ｋ）は、現在を示す時刻ｋにおけるフィルタ係数ｈ０〜ｈｎを表す行列である。ｈ（ｋ＋１）は、新たに設定されるフィルタ係数ｈ０〜ｈｎを表す行列である。ε（ｋ）は、時刻ｋにおける比較部２１２の出力信号である。ｘ（ｋ）は、時刻ｋにおける基準変調信号生成部１４０の出力信号を表す行列である。Ｅ［  ］は、期待値演算子である。なお、μは、任意の値である。
【００４６】
次に、ステップＳ２３ａにおいて、比較部２１２の出力信号と所定の値とが比較判定される。比較部２１２の出力信号が所定の値以下であれば、ステップＳ２４ａへ処理を進める。もし、比較部２１２の出力信号が所定の値より大きければ、ステップＳ２２ａとステップＳ２３ａの処理を再度行う。これらの処理の再実行は、図４に示すループ２１４と等価である。
【００４７】
次に、ステップＳ２４ａにおいて、システム同定部２１０は、ＦＩＲフィルタ２１１のフィルタ係数ｈ０〜ｈｎを周波数特性解析部２２０へ出力する。ＦＩＲフィルタ２１１のフィルタ係数ｈ０〜ｈｎは、被測定物２０のインパルス応答でもある。
【００４８】
最後に、ステップＳ２５ａにおいて、周波数特性解析部２２０は、ＦＩＲフィルタ２１１のフィルタ係数ｈ０〜ｈｎをフーリエ変換して、被測定物２０の周波数−振幅特性または周波数−位相特性を得る。もちろん、これらの特性は同時に得ることもできる。
【００４９】
なお、新たなフィルタ係数ｈ０〜ｈｎは、被測定物２０の出力信号の時間変化、すなわち、受信部１２０の出力信号の時間変化に応じて、現在のフィルタ係数ｈ０〜ｈｎから計算されれば良いので、例えば、式１に代えて式２を使用することもできる。
【００５０】
【数５】
2004361170.tif 000007
【００５１】
また、システム同定部２１０は、図６に示すシステム同定部２３０に置き換えることができる。システム同定部２３０は、同定すべきフィルタ係数が時間変化しない場合などに、システム同定部２１０に比べて、最適なフィルタ係数を簡単に同定できるという特徴を有する。図６において、システム同定部２３０は、フィルタ２１１と、フィルタ係数決定部２３３とを備える。ＦＩＲフィルタ２１１は、被測定物２０を表現するｎ次のトランスバーサル形ＦＩＲフィルタである。ＦＩＲフィルタ２１１は、ｎ個の加算器と、ｎ個の遅延器と、（ｎ＋１）個の可変フィルタ係数ｈ０〜ｈｎとを備える。なお、１個の遅延器の遅延時間は、入力されるデータの標本化間隔Ｔである。
【００５２】
ここで、上述のように機能要素が内部に実現される解析部１５０における被測定物２０の周波数特性の解析手順を表すフローチャートを、図７に示す。
【００５３】
まず、ステップＳ２１ｃにおいて、フィルタ係数決定部２３３は、受信部１２０の出力信号と基準変調信号生成部１４０の出力信号とを参照して、フィルタ２３１のフィルタ係数ｈ０〜ｈｎを、式３により同定する。
【００５４】
【数６】
2004361170.tif 000008
【００５５】
ここで、ｈは、フィルタ係数ｈ０〜ｈｎを表す行列である。Ｒ−１は、ｘ（ｎ）の自己相関行列Ｒの逆行列である。ｂは、ｘ（ｎ）とｆ（ｎ）との相互相関行列である。なお、ｘ（ｋ）は、時刻ｋにおける基準変調信号生成部１４０の出力信号を表す行列である。。ｆ（ｋ）は、時刻ｋにおける受信部１２０の出力信号を表す行列である。。また、自己相関行列Ｒおよび相互相関行列ｂは、以下の通りである。
【００５６】
【数７】
2004361170.tif 000009
【００５７】
【数８】
2004361170.tif 000010
【００５８】
【数９】
2004361170.tif 000011
【００５９】
【数１０】
2004361170.tif 000012
【００６０】
【数１１】
2004361170.tif 000013
【００６１】
ここで、Ｅ［  ］は、期待値演算子である。
【００６２】
次に、ステップＳ２２ｃにおいて、システム同定部２１０は、ＦＩＲフィルタ２１１のフィルタ係数ｈ０〜ｈｎを周波数特性解析部２２０へ出力する。ＦＩＲフィルタ２１１のフィルタ係数ｈ０〜ｈｎは、被測定物２０のインパルス応答でもある。
【００６３】
最後に、ステップＳ２３ｃにおいて、周波数特性解析部２２０は、ＦＩＲフィルタ２１１のフィルタ係数ｈ０〜ｈｎをフーリエ変換して、被測定物２０の周波数−振幅特性または周波数−位相特性を得る。もちろん、これらの特性は同時に得ることもできる。
【００６４】
さらなる変形例として、システム同定部２１０およびシステム同定部３１０は、ＦＩＲフィルタ２１１に代えて、ＩＩＲフィルタを備える事ができる。
【００６５】
次に、被測定物２０の電力特性を解析する手順について説明する。被測定物２０の電力特性は、電力−振幅特性と電力−位相特性とがある。まず初めに、電力−振幅特性を解析する手順について説明する。
【００６６】
被測定物２０の電力−振幅特性を解析する時、解析部１５０内では幾つかの機能要素が実現される。本解析手順を説明する上で都合がよいので、その時の解析部１５０の内部構成を図８に示す。図８において、解析部１５０は、電力比検出部３１０と、相関解析部３２０と、特性近似部３３０とを備える。
【００６７】
さて、上述のように機能要素が内部に実現される解析部１５０における被測定物２０の電力−振幅特性の解析手順を表すフローチャートを、図９に示す。
【００６８】
まず、ステップＳ３０において、電力比検出部３１０は、受信部１２０の出力信号の瞬時電力振幅の大きさに対する基準変調信号生成部１４０の出力信号の瞬時電力振幅の大きさの比を計算して、相関解析部３２０へ出力する。
【００６９】
次に、ステップＳ３１において、相関解析部３２０は、受信部１２０の出力信号の電力の大きさと、電力比検出部３１０により計算される電力比との相関特性を解析する。例えば、受信部１２０の出力信号の電力の大きさと、電力比検出部３１０により計算される電力比とについての散布図を作成する。
【００７０】
最後に、ステップＳ３２において、特性近似部３３０は、相関解析部３２０により解析される相関特性に近似処理を施す。例えば、相関解析部３２０により作成される散布図上にプロットされる点の集まりを曲線で近似する。変調信号は電力の変化方向が不規則であるので、散布図上に点は偏って存在する場合がある。例えば、ある区間に点が存在しない場合や、受信部１２０の出力信号の振幅の大きさが同一であり電力比の値が異なる点が複数存在する場合がある。本ステップでは、不均一または順不同に存在する点で表される被測定物２０の電力特性が明確になるように、散布図上に近似曲線を作成する。
【００７１】
次に、被測定物２０の電力−位相特性を解析する手順について説明する。
【００７２】
被測定物２０の電力−位相特性を解析する時、解析部１５０内では幾つかの機能要素が実現される。本解析手順を説明する上で都合がよいので、その時の解析部１５０の内部構成を図１０に示す。図１０において、解析部１５０は、位相差検出部４１０と、相関解析部４２０と、特性近似部４３０とを備える。
【００７３】
さて、上述のように機能要素が内部に実現される解析部１５０における被測定物２０の電力−位相特性の解析手順を表すフローチャートを、図１１に示す。
【００７４】
まず、ステップＳ４０において、位相差検出部４１０は、受信部１２０の出力信号と基準変調信号生成部１４０の出力信号との位相差を検出して、相関解析部４２０へ出力する。位相差は、受信部１２０の出力信号の瞬時ベクトルと基準変調信号生成部１４０の出力信号の瞬時ベクトルとの位相差として計算により求める。例えば、位相差φは、以下の計算式により求められる。
【００７５】
【数１２】
2004361170.tif 000014
【００７６】
ここで、Ｍａは受信部１２０の出力信号の瞬時ベクトルの大きさ、Ｍｂは基準変調信号生成部１４０の出力信号の瞬時ベクトルの大きさ、Ｍｃは受信部１２０の出力信号と基準変調信号生成部１４０の出力信号との差信号の瞬時ベクトルの大きさ、である。
【００７７】
次に、ステップＳ４１において、相関解析部４２０は、受信部１２０の出力信号の電力の大きさと、位相差検出部４１０により計算される位相差との相関特性を解析する。例えば、受信部１２０の出力信号の電力の大きさと、電力比検出部３１０により計算される位相差とについての散布図を作成する。
【００７８】
最後に、ステップＳ４２において、特性近似部４３０は、相関解析部４２０により解析される相関特性に近似処理を施す。例えば、特性近似部４３０は、相関解析部４２０により作成される散布図上にプロットされる点の集まりを曲線で近似する。変調信号は電力の変化方向が不規則であるので、散布図上に点は偏って存在する場合がある。例えば、ある区間に点が存在しない場合や、受信部１２０の出力信号の振幅の大きさが同一であり位相差の値が異なる点が複数存在する場合がある。本ステップでは、不均一または順不同に存在する点で表される被測定物２０の電力特性が明確になるように、散布図上に近似曲線を作成する。
【００７９】
次に、被測定物２０の振幅雑音特性を解析する手順について説明する。
【００８０】
被測定物２０の振幅雑音特性を解析する時、解析部１５０内では幾つかの機能要素が実現される。本解析手順を説明する上で都合がよいので、その時の解析部１５０の内部構成を図１２に示す。図１２において、解析部１５０は、振幅差検出部５１０と、周波数特性解析部５２０とを備える。
【００８１】
さて、上述のように機能要素が内部に実現される解析部１５０における被測定物２０の電力−振幅特性の解析手順を表すフローチャートを、図１３に示す。
【００８２】
まず、ステップＳ５０において、振幅差検出部５１０は、受信部１２０の出力信号の瞬時電力振幅の大きさと基準変調信号生成部１４０の出力信号の瞬時電力振幅の大きさとの差を検出する。本ステップで検出される振幅差は、時間変化する振幅差信号として、周波数特性解析部５２０へ出力される。
【００８３】
最後に、ステップＳ５１において、周波数特性解析部５２０は、振幅差検出部５１０から出力される振幅差信号をフーリエ変換する。振幅差信号のスペクトラムは、変調信号である被測定物２０の出力信号の搬送波における振幅雑音密度特性を表している。
【００８４】
次に、被測定物２０の位相雑音特性を解析する手順について説明する。
【００８５】
被測定物２０の位相雑音特性を解析する時、解析部１５０内では幾つかの機能要素が実現される。本解析手順を説明する上で都合がよいので、その時の解析部１５０の内部構成を図１４に示す。図１４において、解析部１５０は、位相差検出部６１０と、周波数特性解析部６２０とを備える。
【００８６】
さて、上述のように機能要素が内部に実現される解析部１５０における被測定物２０の位相雑音特性の解析手順を表すフローチャートを、図１５に示す。
【００８７】
まず、ステップＳ６０において、位相差検出部６１０は、受信部１２０の出力信号と基準変調信号生成部１４０の出力信号との位相差を検出して、相関解析部４２０へ出力する。位相差は、受信部１２０の出力信号の瞬時ベクトルと基準変調信号生成部１４０の出力信号の瞬時ベクトルとの位相差として計算により求められる。例えば、位相差φは、以下の計算式により求められる。
【００８８】
【数１１】
2004361170.tif 000015
【００８９】
ここで、Ｍａは受信部１２０の出力信号の瞬時ベクトルの大きさ、Ｍｂは基準変調信号生成部１４０の出力信号の瞬時ベクトルの大きさ、Ｍｃは受信部１２０の出力信号と基準変調信号生成部１４０の出力信号との差信号の瞬時ベクトルの大きさ、である。
【００９０】
本ステップで検出される位相差は、時間変化する位相差信号として、周波数特性解析部６２０へ出力される。
【００９１】
最後に、ステップＳ６１において、周波数特性解析部６２０は、位相検出部６１０により検出される位相差をフーリエ変換する。位相差信号のスペクトラムは、変調信号である被測定物２０の出力信号の搬送波における位相雑音密度特性を表している。
【００９２】
さて、図１に示す網特性解析装置１００は、幾つかの変形が可能である。例えば、網特性解析装置１００は、全ての機能を備える１つの装置内で構成される必要はなく、２つの装置により構成されても良い。
【００９３】
そこで、本発明の第二の実施形態として、２つの装置からなる網特性解析装置７００について説明する。網特性解析装置７００の構成図を図１６に示す。網特性解析装置７００は、網特性解析装置１００を２つの装置に分けたものである。なお、図１と図１６とにおいて、互いに等価な機能および性能を有する構成要素には、同一の参照番号が付してある。さて、網特性解析装置７００は、第一の装置８００と第二の装置９００とからなる。第一の装置８００は、入力端子１１０と、受信部１２０と、復調部１３０と、基準変調信号生成部１４０と、測定信号出力端子８１０と、基準信号出力端子８２０とを備える。測定信号出力端子８１０は、受信部１２０の出力信号を装置外部に出力する端子である。基準信号出力端子８２０は、基準変調信号生成部１４０の出力信号を装置外部へ出力する端子である。また、第一の装置８００は、変調信号入力端子８３０を備える。変調信号入力端子８３０は、基準変調信号生成部１４０での変調に必要な情報を外部から入力できるようにする端子である。第二の装置９００は、測定信号入力端子９１０と、基準信号信号入力端子９２０と、解析部１５０と、表示部１６０と、入力部１７０とを備える。測定信号入力端子９１０は、被測定変調信号を受信し、解析部１５０へ供給する端子である。基準信号出力端子８２０は、基準変調信号を受信し、解析部１５０へ供給する端子である。網特性解析装置７００は、復調部１３０および基準変調信号生成部１４０と解析部１５０とが分離されているので、世代交代の早い無線規格への対応が容易になる。また、網特性解析装置７００は、変調信号入力端子８３０を備えているので、信号源１０が変調信号の生成に用いるアナログ信号やディジタル・データの供給を受けることができる。信号源１０が変調信号の生成に用いるアナログ信号やディジタル・データが既知である場合、網特性解析装置７００は、既知のアナログ信号やディジタル・データを生成する信号源を変調信号入力端子８３０に接続することもできる。
【００９４】
また、網特性解析装置は、必要最小限のアナログ回路を残して、残り全ての機能をコンピュータ手段のプログラム実行により実現することもできる。そこで、本発明の第三の実施形態として、網特性解析装置１０００について説明する。網特性解析装置１０００の構成図を図１７に示す。網特性解析装置１０００は、入力端子１０１０と、受信部１０２０と、アナログ・ディジタル変換器１０３０と、ＣＰＵ１０４０と、メモリ１０５０と、表示装置１０６０と、インターフェース装置１０７０と、ドライブ装置１８０とを備える。入力端子１０１０は、信号を受信するための端子であって、被測定物２０の出力端に接続され被測定信号を受信する。受信部１０２０は、アナログ・ディジタル変換器１０３０での変換に都合が良いように被測定信号を変換する装置である。アナログ・ディジタル変換器１０３０は、受信部１０２０の出力信号を標本化する装置である。ＣＰＵ１０４０は、プログラムの実行により装置内の各構成要素の制御や各種演算などを行う装置である。ＣＰＵ１０４０が実行するプログラムは、メモリ１０５０やドライブ装置１０８０の記憶媒体に格納されているか、インターフェース装置を介して受信されるものである。メモリ１０５０やドライブ装置１０８０は、被測定信号の標本化データや測定結果などの各種データおよびプログラムを記憶する装置である。インターフェース装置１０７０は、網特性解析装置１０００に外部装置との通信を可能にする装置である。上記のように構成される網特性解析装置１０００は、網特性解析装置１００の各構成要素の一部もしくは全部を実現するプログラムを、または、図２に示す手順の一部もしくは全部を実施するプログラムをＣＰＵ１０４０に実行させることにより、網特性解析装置１００に等価な装置となる。このような置き換えは、網特性解析装置７００においても同様に可能である。
【００９５】
さらに、網特性解析装置は、その全機能をハードウェアによって構成しても良い。例えば、第一の実施形態における解析部１５０は、プログラムを実行する演算処理手段に代えて、ＦＰＧＡなどによる完全ハードウェアとして構成されても良い。
【００９６】
（実施態様１）
変調信号が印加される被測定物の網特性を解析する装置であって、
復調手段と基準信号生成手段と解析手段とを備え、
前記復調手段は、前記被測定物の出力信号に含まれる情報を復調し、
前記基準信号生成手段は、前記復調手段により復調された情報と予め与えられる設定情報とに基づいて前記変調信号を生成し、基準信号として出力する、
前記解析手段は、前記被測定物の出力信号と前記基準信号とを比較または参照し前記被測定物の網特性を解析する、
ことを特徴とする網特性解析装置。
【００９７】
（実施態様２）
前記解析手段は、前記被測定物をフィルタでモデル化し、前記被測定物の出力信号と前記基準信号とから前記フィルタのインパルス応答を同定し、前記インパルス応答をフーリエ変換することにより、前記被測定物の周波数特性を解析する、
ことを特徴とする実施態様１に記載の網特性解析装置。
【００９８】
（実施態様３）
前記解析手段は、前記被測定物の出力信号と前記基準信号との振幅比を検出し、前記被測定物の出力信号の振幅と前記振幅比との相関を解析することにより、前記被測定物の電力特性を解析する、
ことを特徴とする実施態様１に記載の網特性解析装置。
【００９９】
（実施態様４）
前記解析手段は、前記被測定物の出力信号と前記基準信号との位相差を検出し、前記被測定物の出力信号の振幅と前記位相差との相関を解析することにより、前記被測定物の電力特性を解析する、
ことを特徴とする実施態様１に記載の網特性解析装置。
【０１００】
（実施態様５）
前記解析手段は、前記被測定物の出力信号と前記基準信号との振幅差を検出し、前記振幅差をフーリエ変換することにより、前記被測定物の振幅雑音特性を解析する、
ことを特徴とする実施態様１に記載の網特性解析装置。
【０１０１】
（実施態様６）
前記解析手段は、前記被測定物の出力信号と前記基準信号との位相差を検出し、前記位相差をフーリエ変換することにより、前記被測定物の位相雑音特性を解析する、
ことを特徴とする実施態様１に記載の網特性解析装置。
【０１０２】
（実施態様７）
前記変調信号は、ディジタル変調信号であり、
前記情報は、ディジタル・データである、
ことを特徴とする実施態様１乃至実施態様６に記載の網特性解析装置。
【０１０３】
（実施態様８）
変調信号が印加される被測定物の網特性を解析する方法であって、
前記被測定物の出力信号に含まれる情報を復調するステップと、
前記復調された情報と予め与えられる設定情報とに基づいて前記変調信号を生成し、基準信号として出力するステップと、
前記被測定物の出力信号と前記基準信号とを比較または参照し前記被測定物の網特性を解析するステップと、
を含むことを特徴とする網特性解析方法。
【０１０４】
（実施態様９）
前記解析ステップは、前記被測定物をフィルタでモデル化し、前記被測定物の出力信号と前記基準信号とから前記フィルタのインパルス応答を同定し、前記インパルス応答をフーリエ変換することにより、前記被測定物の周波数特性を解析する、
ことを特徴とする実施態様８に記載の網特性解析方法。
【０１０５】
（実施態様１０）
前記解析ステップは、前記被測定物の出力信号と前記基準信号との振幅比を検出し、前記被測定物の出力信号の振幅と前記振幅比との相関を解析することにより、前記被測定物の電力特性を解析する、
ことを特徴とする実施態様８に記載の網特性解析方法。
【０１０６】
（実施態様１１）
前記解析ステップは、前記被測定物の出力信号と前記基準信号との位相差を検出し、前記被測定物の出力信号の振幅と前記位相差との相関を解析することにより、前記被測定物の電力特性を解析する、
ことを特徴とする実施態様８に記載の網特性解析方法。
【０１０７】
（実施態様１２）
前記解析ステップは、前記被測定物の出力信号と前記基準信号との振幅差を検出し、前記振幅差をフーリエ変換することにより、前記被測定物の振幅雑音特性を解析する、
ことを特徴とする実施態様８に記載の網特性解析方法。
【０１０８】
（実施態様１３）
前記解析ステップは、前記被測定物の出力信号と前記基準信号との位相差を検出し、前記位相差をフーリエ変換することにより、前記被測定物の位相雑音特性を解析する、
ことを特徴とする実施態様８に記載の網特性解析方法。
【０１０９】
（実施態様１４）
前記変調信号は、ディジタル変調信号であり、
前記情報は、ディジタル・データである、
ことを特徴とする実施態様８乃至実施態様１３に記載の網特性解析方法。
【０１１０】
【発明の効果】
本発明は、網特性解析装置において、被測定物に印加される変調信号を生成し、被測定物から出力される変調信号と生成する変調信号とから被測定物の網特性を解析するようにしたので、被測定物へ基準信号を印加せずとも被測定物の網特性を解析できるようになった。これにより、網特性解析に伴う被測定物の損傷が無くなり、被測定物の網特性解析時における作業の煩雑さが解消されるようになった。また、被測定物に印加するための信号生成が不要になった。さらに、実際の動作状態における被測定物の網特性を解析できるようになった。これにより、動作状態にある被測定物の温度などが反映された被測定物の動特性を測定することができるようになった。またさらに、本発明は、網特性解析装置において、被測定物へ基準信号を印加せずとも被測定物の網特性を解析できるようしたので、変調波信号に対して振幅雑音および位相雑音を測定できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態である網特性解析装置１００の構成を示す図である。
【図２】網特性解析装置１００の動作を示すフローチャートである。
【図３】被測定物２０の周波数特性を解析する場合の解析部１５０の構成を示す図である。
【図４】システム同定部２１０の構成を示す図である。
【図５】被測定物２０の周波数特性を解析する手順を示すフローチャートである。
【図６】システム同定部２３０の構成を示す図である。
【図７】被測定物２０の周波数特性を解析する手順を示すフローチャートである。
【図８】被測定物２０の電力−電力比特性を解析する場合の解析部１５０の構成を示す図である。
【図９】被測定物２０の電力−電力比特性を解析する手順を示すフローチャートである。
【図１０】被測定物２０の電力−位相特性を解析する場合の解析部１５０の構成を示す図である。
【図１１】被測定物２０の電力−位相特性を解析する手順を示すフローチャートである。
【図１２】被測定物２０の振幅雑音特性を解析する場合の解析部１５０の構成を示す図である。
【図１３】被測定物２０の振幅雑音特性を解析する手順を示すフローチャートである。
【図１４】被測定物２０の位相雑音特性を解析する場合の解析部１５０の構成を示す図である。
【図１５】被測定物２０の位相雑音特性を解析する手順を示すフローチャートである。
【図１６】本発明の第二の実施形態である網特性解析装置７００の構成を示す図である。
【図１７】本発明の第三の実施形態である網特性解析装置１０００の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０  変調信号源
２０  被測定物
１００，７００  網特性解析装置
１１０  入力端子
１２０  受信部
１３０  復調部
１４０  基準変調信号生成部
１５０  解析部
１６０  表示部
１６０  解析部
１７０  入力部
１８０  ドライブ装置
２１０，２３０  システム同定部
２１１  ＦＩＲフィルタ
２１２  比較部
２１３  フィルタ係数更新部
２３３  フィルタ係数決定部
２１４  ループ
２２０  周波数特性解析部
３１０  電力比検出部
３２０  相関解析部
３３０  特性近似部
４１０  位相差検出部
４２０  相関解析部
４３０  特性近似部
５１０  振幅差検出部
５２０  周波数特性解析部
６１０  位相差検出部
６２０  周波数特性解析部
８００  第一の装置
８１０  測定信号出力端子
８２０  基準信号信号出力端子
８３０  変調信号入力端子
９００  第二の装置
９１０  測定信号入力端子
９２０  基準信号信号入力端子
１０００  網特性解析装置
１０１０  入力端子
１０２０  受信部
１０３０  アナログ・ディジタル変換器
１０５０  メモリ
１０６０  表示装置
１０７０  インターフェース装置
１０８０  ドライブ装置
【図１】
2004361170.tif 000016
【図２】
2004361170.tif 000017
【図３】
2004361170.tif 000018
【図４】
2004361170.tif 000019
【図５】
2004361170.tif 000020
【図６】
2004361170.tif 000021
【図７】
2004361170.tif 000022
【図８】
2004361170.tif 000023
【図９】
2004361170.tif 000024
【図１０】
2004361170.tif 000025
【図１１】
2004361170.tif 000026
【図１２】
2004361170.tif 000027
【図１３】
2004361170.tif 000028
【図１４】
2004361170.tif 000029
【図１５】
2004361170.tif 000030
【図１６】
2004361170.tif 000031
【図１７】
2004361170.tif 000032