(57)【要約】【課題】ＱＰＳＫ信号とＢＰＳＫ信号とが時分割多重されているデジタル変調信号を分離する回路を必要とせず、ＱＰＳＫ信号だけの変調誤差比を求める。【解決手段】ＩＱ平面を、Ｉ軸及びＱ軸に対してそれぞれ４５度の角度を持つ２本の直線ａ及びｂで４つの領域に分割する。４つの領域に分割された領域のうち、Ｑ軸側の２つの領域を、Ｑ軸で４つの領域（ｉ）〜（ｉｖ）に分割する。４つの領域（ｉ）〜（ｉｖ）毎に、各領域に存在するシンボルについてのみ変調誤差比を求める。求めた４つの変調誤差比平均を、ＱＰＳＫ信号全体の変調誤差比とする。４つの領域（ｉ）〜（ｉｖ）に存在するシンボルを有効なシンボルとみなし、残りの領域に存在するシンボルを有効でないシンボルとみなすことにより、ＱＰＳＫ信号の変調誤差比は、ＢＰＳＫ信号のシンボルの影響を受けることがない。【選択図】図１
2004140697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調誤差比を測定する装置であって、該装置は、
ＱＰＳＫ信号とＢＰＳＫ信号とが時分割多重されているデジタル変調信号を復調することによって得られるデジタルＩ成分及びＱ成分から、ＱＰＳＫ信号の変調誤差比を求める制御手段を備え、
前記制御手段は、Ｉ−Ｑ座標において、４５度≦ｔａｎ−１（Ｑ／Ｉ）≦９０度の条件を満たすシンボルに基づいて、ＱＰＳＫ信号の変調誤差比を求める、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記制御手段は、前記条件を満たすｎ個のシンボルの位置の平均値を表す点Ｃ’（ＩＣ’，ＱＣ’）を求め、Ｑ＝Ｉによって表される直線ａに前記点Ｃ’を投影した点Ｃ（ＩＣ，ＱＣ）を、第１象限の理想的なシンボルの位置として決定し、前記点Ｃを用いて、ＱＰＳＫ信号の前記変調誤差比を求める、装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置において、
前記制御手段は、前記条件を満たすｎ個のシンボルのＩ成分及びＱ成分から、以下の式を用いて、ＱＰＳＫ信号の前記変調誤差比を求める、装置。
式：変調誤差比
＝１０・ｌｏｇ１０［　１／２ｎ・｛Σ（｜Ｉ｜＋｜Ｑ｜）｝２　／　Σ（ΔＩ２＋ΔＱ２）　］
ここで、ΔＩ＝｛１／２ｎ・Σ（｜Ｉ｜＋｜Ｑ｜）｝−Ｉ、
ΔＱ＝｛１／２ｎ・Σ（｜Ｉ｜＋｜Ｑ｜）｝−Ｑである。
【請求項４】
変調誤差比を測定する装置であって、該装置は、
ＱＰＳＫ信号とＢＰＳＫ信号とが時分割多重されているデジタル変調信号を復調することによって得られるデジタルＩ成分及びＱ成分から、ＱＰＳＫ信号の変調誤差比を求める制御手段を備え、
前記制御手段は、Ｉ−Ｑ座標において、
４５度≦ｔａｎ−１（Ｑ／Ｉ）≦９０度の条件を満たすシンボルに基づいて、ＱＰＳＫ信号の第１変調誤差比を求め、
９０度＜ｔａｎ−１（Ｑ／Ｉ）≦１３５度の条件を満たすシンボルに基づいて、ＱＰＳＫ信号の第２変調誤差比を求め、
２２５度≦ｔａｎ−１（Ｑ／Ｉ）≦２７０度の条件を満たすシンボルに基づいて、ＱＰＳＫ信号の第３変調誤差比を求め、
２７０度＜ｔａｎ−１（Ｑ／Ｉ）≦３１５度の条件を満たすシンボルに基づいて、ＱＰＳＫ信号の第４変調誤差比を求め、
前記第１、前記２、前記第３及び前記第４変調誤差比を平均し、ＱＰＳＫ信号全体の変調誤差比を求める、装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＱＰＳＫ信号及びＢＰＳＫ信号が時分割多重されているデジタル変調信号の変調誤差比（ＭＥＲ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　Ｅｒｒｏｒ　Ｒａｔｉｏ）を測定する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＱＰＳＫ信号、ＢＰＳＫ信号などのデジタル変調信号の雑音レベル（伝送状態）を把握する方法として、コンスタレーションを表示する方法と、変調誤差比を求める方法とがある。
【０００３】
コンスタレーションは、図５ａ又はｂに示すように、デジタル変調信号をＩ−Ｑ座標で表し、これにより、デジタル変調信号の雑音レベルを視覚的に表すことができる。
【０００４】
一方、変調誤差比は、以下の式（１）で表されるように、コンスタレーションにおいて、原点からデジタル変調信号の理想的なシンボルの位置（Ｉｃ，Ｑｃ）までの距離の２乗を、この理想的なシンボルの位置から実際のシンボルの位置（Ｉ，Ｑ）までの距離の２乗の平均値で割った値の対数に、１０を掛けた数値である：
変調誤差比（ＭＥＲ）
＝１０・ｌｏｇ１０［　（Ｉ２ｃ＋Ｑ２ｃ）　／　｛１／ｎ・Σ（ΔＩ２＋ΔＱ２）｝　］　…式（１）
ここで、ΔＩ＝Ｉｃ−Ｉ、
ΔＱ＝Ｑｃ−Ｑである。
【０００５】
さらに、デジタル変調信号の理想的なシンボルの位置（Ｉｃ，Ｑｃ）を、実際のｎ個のシンボルの位置（Ｉ，Ｑ）の平均値に置き換えることにより、変調誤差比は、以下の式（２）を用いて表される：
変調誤差比（ＭＥＲ）
＝１０・ｌｏｇ１０［　｛１／ｎ・Σ（Ｉ２＋Ｑ２）｝　／　｛１／ｎ・Σ（ΔＩ２＋ΔＱ２）｝　］　…式（２）
ここで、ΔＩ＝（１／ｎ・ΣＩ）−Ｉ、
ΔＱ＝（１／ｎ・ΣＱ）−Ｑである。
【０００６】
図６は、ＱＰＳＫ信号の変調誤差比を求める手法を模式的に表し、図中、シンボルの位置（Ｉ，Ｑ）の平均値（重心）を「＋」として表す。また、図７に示すような測定装置の制御手段において、式（２）を用いて変調誤差比を求めることにより、デジタル変調信号の雑音レベルを数値で把握することができる。
【０００７】
具体的に、図５ａに示されるようなＱＰＳＫ信号の変調誤差比を求める場合、図５ｃに示すように、ＩＱ平面を４つの領域（ｉ’）〜（ｉｖ’）に分割し、それぞれの領域において、式（２）を用いて変調誤差比を求める。その後、これらの４つの変調誤差比を平均し、ＱＰＳＫ信号全体の変調誤差比を求める。
【０００８】
同様に、図５ｂに示されるようなＢＰＳＫ信号の変調誤差比を求める場合、図５ｄに示すように、ＩＱ平面を２つの領域（ｉ’’）及び（ｉｉ’’）に分割し、それぞれの領域において、式（２）を用いて変調誤差比を求める。その後、これらの２つの変調誤差比を平均し、ＢＰＳＫ信号全体の変調誤差比を求める。
【０００９】
なお、出願人は、出願時において、本発明に関連する変調誤差比を測定する装置として、特許文献１を以下に示す。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−１２４９３１号公報（第２−３頁、第１２図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
図８ａに示されるように、例えば、広域帯ＣＳデジタル放送におけるデジタル変調信号は、番組情報に対応するＱＰＳＫ信号と同期情報に対応するＢＰＳＫ信号とが時分割多重されている。
【００１２】
したがって、図５ｃと同様に、図８ｂに示されるＩＱ平面を第１〜第４象限に対応する４つの領域（ｉ’）〜（ｉｖ’）に分割し、それぞれの領域において、図７に示す測定装置で変調誤差比を式（２）を用いて求める場合、ＱＰＳＫ信号だけの変調誤差比を求めることができない。言い換えれば、各象限にＱＰＳＫ及びＢＰＳＫの両方の信号のコンスタレーションが混在しているので、ＱＰＳＫ信号の変調誤差比は、ＢＰＳＫ信号のシンボルの影響を受けてしまう。
【００１３】
また、式（２）を用いてＱＰＳＫ信号だけの変調誤差比を求めようとする場合、図７に示す測定装置に、時分割多重されているＱＰＳＫ信号及びＢＰＳＫ信号を分離する回路を付加する必要がある。
【００１４】
そこで、本発明の目的は、時分割多重されているデジタル変調信号を分離する回路を必要とせず、ＱＰＳＫ信号だけの変調誤差比を求めることができる装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の変調誤差比を測定する装置は、
ＱＰＳＫ信号とＢＰＳＫ信号とが時分割多重されているデジタル変調信号を復調することによって得られるデジタルＩ成分及びＱ成分から、ＱＰＳＫ信号の変調誤差比を求める制御手段を備え、
前記制御手段は、Ｉ−Ｑ座標において、４５度≦ｔａｎ−１（Ｑ／Ｉ）≦９０度の条件を満たすシンボルに基づいて、ＱＰＳＫ信号の変調誤差比を求める。
【００１６】
具体的に、前記制御手段は、前記条件を満たすｎ個のシンボルの位置の平均値を表す点Ｃ’（ＩＣ’，ＱＣ’）を求め、Ｑ＝Ｉによって表される直線ａに前記点Ｃ’を投影した点Ｃ（ＩＣ，ＱＣ）を、第１象限の理想的なシンボルの位置として決定し、前記点Ｃを用いて、ＱＰＳＫ信号の前記変調誤差比を求める。
【００１７】
より具体的に、前記制御手段は、前記条件を満たすｎ個のシンボルのＩ成分及びＱ成分から、以下の式を用いて、ＱＰＳＫ信号の前記変調誤差比を求める。
式：変調誤差比
＝１０・ｌｏｇ１０［　１／２ｎ・｛Σ（｜Ｉ｜＋｜Ｑ｜）｝２　／　Σ（ΔＩ２＋ΔＱ２）　］
ここで、ΔＩ＝｛１／２ｎ・Σ（｜Ｉ｜＋｜Ｑ｜）｝−Ｉ、
ΔＱ＝｛１／２ｎ・Σ（｜Ｉ｜＋｜Ｑ｜）｝−Ｑである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１及び図２は、本発明によるＭＥＲ測定の原理を説明するための図であり、図３は、本発明によるＭＥＲ測定の動作の一例を表すフローチャートである。
【００１９】
なお、本発明の測定器１０は、図７に示すようなハードウェア構成を有するが、制御手段６における演算処理は、上記した従来例と相違している。以下に、図面を参照しながら、本発明のＭＥＲ測定方法を具体的に説明する。
【００２０】
測定器１０の制御手段６（例えば、ＣＰＵ）は、変調誤差比の演算命令を受け取った後、Ｎ個（例えば、１０００個、２０００個、又は４０００個）のシンボルに関してだけ、記憶手段５（例えば、レジスタ）に逐次記憶したデジタルＩ成分及びＱ成分を、各シンボル毎に記憶手段７（例えば、メモリ）にも記憶する（図３中のステップ３０１、３０４）。
【００２１】
この時、制御手段６は、各シンボル毎にＩ−Ｑ座標の位置（Ｉ，Ｑ）が、図１に示す領域（ｉ）〜（ｉｖ）に存在するか否かを判定する（図３中のステップ３０２）。ここで、図１に示す領域（ｉ）〜（ｉｖ）は、図２ａに示すように、ＩＱ平面がＩ軸及びＱ軸に対してそれぞれ４５度の角度を持つ２本の直線ａ及びｂによって分割された４つの領域（ｐ）、（ｑ）、（ｓ）及び（ｒ）のうち、Ｑ軸側の２つの領域（ｑ）及び（ｒ）が、Ｑ軸によって更に分割された４つの領域である。なお、Ｉ軸は、同期情報に対応するＢＰＳＫ信号によって規定され、Ｑ軸は、Ｉ軸と直交するように規定されている。
【００２２】
以下、ステップ３０２を、具体的に説明する。制御手段６は、先ず、１個目のシンボルの位置（Ｉ，Ｑ）を記憶手段７に記憶するか否かを決定するために、その位置（Ｉ，Ｑ）が、図２ａに示す領域（ｐ）、（ｑ）、（ｓ）及び（ｒ）のうち何れの領域に、存在するか否かを判定する。ここで、図２ａに示す領域（ｐ）、（ｑ）、（ｓ）及び（ｒ）は、ＩＱ平面がＩ軸及びＱ軸に対してそれぞれ４５度の角度を持つ２本の直線ａ及びｂによって分割された４つの領域である。（なお、図２ａ中、直線ａ及びｂは、波線で表されている。）
このとき、シンボルの位置（Ｉ，Ｑ）についてθ＝ｔａｎ−１（Ｑ／Ｉ）を求めることにより、
０度≦θ＜４５度又は３１５度＜θ＜３６０度の場合、
そのシンボルの位置（Ｉ，Ｑ）は、領域（ｐ）に存在し、
４５度≦θ≦１３５度の場合、
そのシンボルの位置（Ｉ，Ｑ）は、領域（ｑ）に存在し、
１３５度＜θ＜２２５度の場合、
そのシンボルの位置（Ｉ，Ｑ）は、領域（ｓ）に存在し、
２２５度≦θ≦３１５度の場合、
そのシンボルの位置（Ｉ，Ｑ）は、領域（ｒ）に存在することが分かる。
【００２３】
次に、判定の結果、位置（Ｉ，Ｑ）が、図１に示す領域（ｉ）〜（ｉｖ）の何れの領域にも存在しない場合、制御手段６は、そのシンボルのデジタルＩ成分及びＱ成分を記憶手段７から破棄する（図３中のステップ３０３）。一方、位置（Ｉ，Ｑ）が、図１に示す領域（ｉ）〜（ｉｖ）の何れかの領域に存在する場合、制御手段６は、そのシンボルのデジタルＩ成分及びＱ成分を各領域毎に記憶手段７に保持する（図３中のステップ３０４）。
【００２４】
以下、ステップ３０４を、具体的に説明する。シンボルの位置（Ｉ，Ｑ）を記憶手段７に保持する場合、制御手段６は、変調誤差比を求めるために、その位置（Ｉ，Ｑ）が、図１に示す領域（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）のうち何れの領域に存在するか否かを判定する。
【００２５】
このとき、θ＝ｔａｎ−１（Ｑ／Ｉ）を利用することにより、
４５度≦θ≦９０度の場合、
シンボルの位置（Ｉ，Ｑ）は、領域（ｉ）に存在し、
９０度＜θ≦１３５度の場合、
シンボルの位置（Ｉ，Ｑ）は、領域（ｉｉ）に存在し、
２２５度≦θ≦２７０度の場合、
シンボルの位置（Ｉ，Ｑ）は、領域（ｉｉｉ）に存在し、
２７０度＜θ≦３１５度の場合、
シンボルの位置（Ｉ，Ｑ）は、領域（ｉｖ）に存在することが分かる。
【００２６】
次に、制御手段６は、２、３、…、（Ｎ−１）及びＮ個目のそれぞれのシンボルの位置（Ｉ，Ｑ）が、図２ａに示す領域（ｐ）、（ｑ）、（ｓ）及び（ｒ）のうち何れの領域に存在するか否かを判定し、存在するシンボルの位置（Ｉ，Ｑ）が、図１に示す領域（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）のうち何れの領域に存在するか否かを判定する（図３中のステップ３０５→ステップ３０１→ステップ３０２→ステップ３０３又はステップ３０４→ステップ３０５）。
【００２７】
このように、図１に示す各領域（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）又は（ｉｖ）毎にシンボルの位置（Ｉ，Ｑ）を記憶手段７に記憶することにより、各領域（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）又は（ｉｖ）毎にＱＰＳＫ信号の変調誤差比を求めることができる（図３中のステップ３０６）。
【００２８】
以下、ステップ３０６を、具体的に説明する。なお、領域（ｉ）におけるＱＰＳＫ信号の変調誤差比を求める手法について説明する。
Ｎ個のシンボルのうちｎ個のシンボルが、図１に示す領域（ｉ）に存在すると仮定した場合、ｎ個のシンボルは、図２ｂに示す斜線で囲まれた半円に存在することになる。
【００２９】
なお、図２ｂに示す斜線で囲まれた半円に存在するシンボルについて変調誤差比を求める場合、ＱＰＳＫ信号の理想的なシンボルの位置（Ｉｃ，Ｑｃ）を実際のシンボルの位置（Ｉ，Ｑ）の平均値に置き換えている式（２）を用いることができない。言い換えれば、図２ｃに示すように、ｎ個のシンボルの位置（Ｉ，Ｑ）の平均値は、点Ｃ’（ＩＣ’，ＱＣ’）に位置し、点Ｃ（ＩＣ，ＱＣ）に位置しない。
【００３０】
そこで、制御手段６は、まず、点Ｃ’を求め、点Ｃ’から点Ｃを求める。具体的に、制御手段６は、領域（ｉ）に存在するｎ個のシンボルの位置の平均値を求める：
（　Ｉｃ’，　Ｑｃ’）＝（　１／ｎ・ΣＩ，　１／ｎ・ΣＱ　）　　…式（３）。
【００３１】
なお、直線ａに垂直であって、点Ｃ’を通る直線ａ’を表す式は、以下の式（４）で表すことができる：
（直線ａ’）Ｑ＝　−Ｉ　＋　（Ｉｃ’＋　Ｑｃ’）　　…式（４）。
【００３２】
また、直線ａ（Ｑ＝Ｉ）と直線ａ’とが交わる交点Ｃは、以下の式（５）で表すことができる：
（　Ｉｃ，　Ｑｃ）＝（　１／２・（Ｉｃ’＋　Ｑｃ’），　１／２・（Ｉｃ’＋　Ｑｃ’））　…式（５）。
【００３３】
従って、式（５）で表される交点Ｃを、式（１）中の（Ｉｃ，Ｑｃ）とすると、式（１）は、以下の式（６）で表すことができる：
変調誤差比（ＭＥＲ）
＝１０・ｌｏｇ１０［　｛１／２・（Ｉｃ’＋Ｑｃ’）２｝　／　｛１／ｎ・Σ（ΔＩ２＋ΔＱ２）｝　］　…式（６）
ここで、ΔＩ＝｛１／２・（Ｉｃ’＋Ｑｃ’）｝−Ｉ、
ΔＱ＝｛１／２・（Ｉｃ’＋Ｑｃ’）｝−Ｑである。
【００３４】
また、式（６）及び式（３）により、
変調誤差比（ＭＥＲ）
＝１０・ｌｏｇ１０［　１／２・｛１／ｎ・Σ（｜Ｉ｜＋｜Ｑ｜）｝２　／　｛１／ｎ・Σ（ΔＩ２＋ΔＱ２）｝　］
＝１０・ｌｏｇ１０［　１／２ｎ・｛Σ（｜Ｉ｜＋｜Ｑ｜）｝２　／　Σ（ΔＩ２＋ΔＱ２）　］　　…式（７）
ここで、ΔＩ＝｛１／２ｎ・Σ（｜Ｉ｜＋｜Ｑ｜）｝−Ｉ、
ΔＱ＝｛１／２ｎ・Σ（｜Ｉ｜＋｜Ｑ｜）｝−Ｑである。
【００３５】
なお、式（７）において、Ｉ及びＱのそれぞれの絶対値をとっている理由は、領域（ｉｉ）及び（ｉｖ）のそれぞれに存在するシンボルについても、式（７）を用いて変調誤差比を求めるためである。
【００３６】
このように、式（７）を用いて、制御手段６は、領域（ｉ）に存在するｎ個のシンボルの変調誤差比を求めることができる。即ち、制御手段６は、図２ｄに示すように、半円に存在するシンボルについて変調誤差比を求めることができる。
【００３７】
次に、制御手段６は、領域（ｉ）と同様に、残りの領域（ｉｉ）、（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）のそれぞれのＱＰＳＫ信号の変調誤差比を求める（図３中のステップ３０６）。最後に、制御手段６は、領域（ｉ）〜（ｉｖ）毎に求めたＱＰＳＫ信号の変調誤差比を平均する（図３中のステップ３０７）。
【００３８】
以上に説明したように、本発明の測定器１０は、ＱＰＳＫ信号の変調誤差比を測定する際に、図４ａに示す領域（ｉ’）を直線ａで分割された２つの領域のうち、Ｑ軸側に分割された領域（ｉ）に存在するシンボルについて変調誤差比を求める。従って、図４ｂに示すように、領域（ｉ’）から、ＢＰＳＫ信号のシンボルが存在する領域を排除することが可能となり、本発明の測定器１０によって測定されるＱＰＳＫ信号の変調誤差比は、ＢＰＳＫ信号のシンボルの影響を受けることがない。言い換えれば、領域（ｉ）は、ＱＰＳＫ信号のシンボルのみが存在するため、本発明の測定器１０によって測定されるＱＰＳＫ信号の変調誤差比は、ＢＰＳＫ信号のシンボルの影響を受けることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従ってＱＰＳＫ信号の変調誤差比を求める際に、基礎とされる４つの領域（ｉ）〜（ｉｖ）を表す図である。
【図２】図２ａは、本発明に従ってＱＰＳＫ信号の変調誤差比を求める際に、有効なシンボルと有効でないシンボルとを区別するための領域（ｐ）、（ｑ）、（ｓ）及び（ｒ）を表す図である。図２ｂは、有効なシンボルが存在する領域を表す図である。図２ｃは、ｎのシンボルの位置（Ｉ，Ｑ）の平均値を示す点Ｃ’と、理想的なシンボルの位置（Ｉｃ，Ｑｃ）を示す点Ｃとの関係を表す図である。図２ｄは、点Ｃを中心として、半円に存在するシンボルについて変調誤差比を求める手法を模式的に表す図である。
【図３】本発明に従ってＱＰＳＫ信号の変調誤差比を求める動作の一例を表すフローチャートである。
【図４】図４ａは、本発明に従ってＱＰＳＫ信号の変調誤差比を求める際に、基礎とされる４つの領域（ｉ）〜（ｉｖ）を直線ａ及びｂで分割する様子を表す図である。図４ｂは、本発明に従って求められるＱＰＳＫ信号の変調誤差比の利点を模式的に表す図である。
【図５】図５ａは、ＱＰＳＫ信号のコンスタレーションを表す図であり、図５ｂは、ＢＰＳＫ信号のコンスタレーションを表す図である。図５ｃは、従来技術に従ってＱＰＳＫ信号の変調誤差比を求める際に、基礎とされる４つの領域（ｉ’）〜（ｉｖ’）を表す図であり、図５ｄは、従来技術に従ってＢＰＳＫ信号の変調誤差比を求める際に、基礎とされる２つの領域（ｉ’’）及び（ｉｉ’’）を表す図である。
【図６】従来技術に従ってＱＰＳＫ信号の変調誤差比を求める手法を模式的に表す図である。
【図７】本発明又は従来技術に従って変調誤差比を測定する測定器の機能ブロック図である。
【図８】図８ａは、ＱＰＳＫ信号とＢＰＳＫ信号とが時分割多重されているデジタル変調信号を表す図であり、図８ｂは、そのデジタル変調信号のコンスタレーションを表す図である。
【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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【図８】
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