(57)【要約】【課題】複数の搬送波によって搬送されるデジタル信号の誤り率を搬送波毎に評価することができる信号評価装置を提供すること。【解決手段】複数の搬送波によって搬送される時間領域の入力信号ａを周波数領域の信号ｂに変換するＦＦＴ部１１と、信号ｂを復号化する復号化部１２と、復号化された信号ｃを符号化する符号化部１３と、信号ｂを復調する復調部１４と、遅延時間を補正する遅延時間補正部１５と、符号化部１３によって符号化された信号ｄと遅延時間補正部１５によって遅延時間が補正された信号ｆとに基づいて信号ａの誤り率を搬送波毎に算出する誤り率算出部１６と、誤り率を表示する表示部１７とを備える構成とすることにより、デジタル信号の誤り率を搬送波毎に評価するようにした。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の搬送波によって搬送される時間領域の第１信号を周波数領域の第２信号に変換する時間周波数変換手段と、前記第２信号を復号化した後に符号化する復号化符号化手段と、前記第２信号を復調する復調手段と、前記復号化符号化手段から出力される信号と前記復調手段から出力される信号とに基づいて前記第１信号の誤り率を前記搬送波毎に算出する誤り率算出手段とを備えたことを特徴とする信号品質評価装置。
【請求項２】
前記第１信号の誤り率を前記搬送波毎に表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の信号品質評価装置。
【請求項３】
複数の搬送波によって搬送される時間領域の第１信号を周波数領域の第２信号に変換し、前記第２信号を復号化した後に符号化した信号と前記第２信号を復調した信号とに基づいて前記第１信号の誤り率を前記搬送波毎に算出することを特徴とする信号品質評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号品質評価装置および信号品質評価方法に関し、さらに詳しくは、複数の搬送波によって搬送される信号、例えば、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）方式によって搬送されるデジタル信号の信号品質を評価する信号品質評価装置および信号品質評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の信号品質評価装置としては、図５に示すようなものが知られている。図５に示された従来の信号品質評価装置８は、入力されたデジタル信号の１つのチャネルを構成する全ての搬送波を抽出するＯＦＤＭ復調部１と、抽出された各搬送波を各階層に区分ける区分け部２と、区分けされた各階層毎の搬送波を該当階層の位相変調方式に対応する復調方式で復調して測定コンスタレーションを得る復調部３と、測定コンスタレーションから理論的コンスタレーションを推定する推定部４と、測定コンスタレーションと理論的コンスタレーションとの誤差分を算出する誤差算出部５と、各階層の各誤差分と該当階層の理想コンスタレーションとの電力比を変調誤差比（ＭＥＲ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｉｏ）として算出するＭＥＲ算出部６と、各階層の変調誤差比を表示する表示部７とを備えている。
【０００３】
従来の信号品質評価装置８は、ＭＥＲ算出部６によって、入力されたデジタル信号の変調誤差比を算出し、この変調誤差比を搬送波と雑音との比に換算することによりデジタル信号の品質評価ができるようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１２４９３１号公報（第４−５頁、第１図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の信号品質評価装置８は、複数の搬送波によって搬送されたデジタル信号全体の品質を変調誤差比の大小に基づいて評価するものである。したがって、ある搬送波によって搬送されるデジタル信号に誤りが含まれている場合でも、変調誤差比が大きい結果が得られた場合には、デジタル信号の品質は良好と判断されてしまう。
【０００６】
すなわち、従来の信号品質評価装置８によるデジタル信号の評価では、複数の搬送波によって搬送されるデジタル信号の誤り率を搬送波毎に評価することができないので、例えば、地上デジタル放送において発生した受信障害を詳細に解析できず、受信障害の対策に長時間を要し、対策費が増大するという問題があった。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、複数の搬送波によって搬送されるデジタル信号の誤り率を搬送波毎に評価することができる信号品質評価装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の信号品質評価装置は、複数の搬送波によって搬送される時間領域の第１信号を周波数領域の第２信号に変換する時間周波数変換手段と、前記第２信号を復号化した後に符号化する復号化符号化手段と、前記第２信号を復調する復調手段と、前記復号化符号化手段から出力される信号と前記復調手段から出力される信号とに基づいて前記第１信号の誤り率を前記搬送波毎に算出する誤り率算出手段とを備えたことを特徴とする構成を有している。
【０００９】
この構成により、誤り率算出手段は、復号化符号化手段から出力される信号と復調手段から出力される信号とに基づいて第１信号の誤り率を搬送波毎に算出するので、複数の搬送波によって搬送されるデジタル信号の誤り率を搬送波毎に評価することができる。
【００１０】
本発明の信号品質評価装置は、前記第１信号の誤り率を前記搬送波毎に表示する表示手段を備えたことを特徴とする構成を有している。
【００１１】
この構成により、使用者は、複数の搬送波によって搬送されるデジタル信号の誤り率を搬送波毎に把握することができる。
【００１２】
本発明の信号品質評価方法は、複数の搬送波によって搬送される時間領域の第１信号を周波数領域の第２信号に変換し、前記第２信号を復号化した後に符号化した信号と前記第２信号を復調した信号とに基づいて前記第１信号の誤り率を前記搬送波毎に算出することを特徴とする方法を有している。
【００１３】
この方法により、第２信号を復号化した後に符号化した信号と第２信号を復調した信号とに基づき、複数の搬送波によって搬送されるデジタル信号の誤り率を搬送波毎に評価することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１５】
まず、本実施の形態の信号品質評価装置の構成について説明する。
【００１６】
図１に示すように、本実施の形態の信号品質評価装置１０は、複数の搬送波によって搬送される時間領域の入力信号ａを周波数領域の信号ｂに変換する高速フーリエ変換部１１（以下、ＦＦＴ部１１という。）と、信号ｂを復号化する復号化部１２と、復号化された信号ｃを符号化する符号化部１３と、信号ｂを復調する復調部１４と、遅延時間を補正する遅延時間補正部１５と、符号化部１３によって符号化された信号ｄと遅延時間補正部１５によって遅延時間が補正された信号ｆとに基づいて信号ａの誤り率を搬送波毎に算出する誤り率算出部１６と、誤り率を表示する表示部１７とを備えている。
【００１７】
ＦＦＴ部１１に入力される信号ａは、例えば、地上デジタル放送で使用されるＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）方式によって搬送されるデジタル信号である。この信号ａは、ＦＦＴ部１１に入力される前に、所定の受信装置により受信された後、周波数変換回路、同期再生回路、フレーム抽出回路、ガードインターバル除去回路等によって処理されるようになっている。
【００１８】
復号化部１２は、誤り訂正回路、デインターリーブ回路、デスクランブル回路等により構成され、入力された信号ｂの誤りが訂正された信号ｃを出力するようになっている。
【００１９】
誤り訂正回路は、例えば、ビタビ符号、リードソロモン符号等の誤り訂正符号によって、デジタル信号の誤りを訂正するようになっている。なお、誤り訂正符号は、予めデジタル信号に冗長データとして付加されている。
【００２０】
また、デインターリーブ回路およびデスクランブル回路は、それぞれ、送信側でインターリーブされた信号およびスクランブルされた信号を元に戻す処理を行うようになっている。ここで、インターリーブとは、送信側で信号の送信順序を入れ替える処理をいい、デインターリーブとは、受信側で元に戻す処理をいう。このデインターリーブ処理により、伝送中に集中して発生した誤りを分散させ、誤りの発生を減少させることができる。また、スクランブルとは、送信側で信号の順序を変えて解読できないようにする特殊な処理を施すことをいい、デスクランブルとは、受信側で元に戻す処理をいう。
【００２１】
符号化部１３は、誤り訂正回路、インターリーブ回路、スクランブル回路等により構成されている。誤り訂正回路は、ビタビ符号、リードソロモン符号等の誤り訂正符号によって伝送路中の誤りを訂正するようになっている。また、符号化部１３に入力される信号ｃは、インターリーブ回路およびスクランブル回路によってインターリーブされ、スクランブルされることにより、周波数領域における誤り訂正された信号ｄとなり、符号化部１３から出力されるようになっている。なお、符号化部１３のインターリーブ回路およびスクランブル回路によってインターリーブおよびスクランブルされることにより、周波数領域における信号ｄの並びの順序はＦＦＴ部１１から出力される信号ｂの並びの順序と同じになるようになっている。
【００２２】
復調部１４は、入力された信号ｂを所定の位相復調方式、例えば、ＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ）方式によって復調し、硬判定した信号ｅを出力するようになっている。したがって、信号ｅは誤りを含んでいる。
【００２３】
遅延時間補正部１５は、信号ｄに対して時間差がない信号ｆを後述の誤り率算出部１６に出力するようになっている。
【００２４】
誤り率算出部１６は、復号化された後に符号化された信号ｄと復調された後に遅延時間補正された信号ｆとを比較することによって、信号ａの誤り率を搬送波毎に算出するようになっている。
【００２５】
表示部１７は、例えば、液晶ディスプレイによって構成され、誤り率算出部１６によって算出された信号ａの誤り率を搬送波毎に表示するようになっている。
【００２６】
なお、ＦＦＴ部１１は、時間周波数変換手段を構成し、復号化部１２および符号化部１３は、復号化符号化手段を構成している。また、復調部１４および誤り率算出部１６は、それぞれ、復調手段および誤り率算出手段を構成している。また、表示部１７は表示手段を構成している。
【００２７】
次に、本実施の形態の信号品質評価装置１０の動作について、図１から図３までを参照して説明する。なお、説明の便宜上、ＦＦＴ部１１に入力される信号ａは、３２個の搬送波によってＢＰＳＫ変調されたＯＦＤＭ方式の信号とする。
【００２８】
まず、ＦＦＴ部１１によって、入力された時間領域の信号ａから３２個の搬送波が分離され、周波数領域の信号ｂに変換される。この信号ｂは、図２に示すように、ｆ１からｆ３２までの３２個の周波数と所定の振幅とを有している。なお、以下の記載において、周波数ｆに添えられた数字を周波数番号といい、周波数ｆに対応する時間領域の数字を時刻番号という。
【００２９】
次いで、復号化部１２によって、信号ｂが復号化され、誤り訂正符号により誤りが訂正された信号ｃが出力される。この信号ｃは、例えば、図３（１）に示すように、時刻番号１から３２までの復号化された信号である。なお、復号化部１２のデインターリーブ回路およびデスクランブル回路によって、デインターリーブおよびデスクランブルされることにより、復号化部１２に入力された信号ｂの周波数領域における並びの順序と復号化部１２から出力される信号ｃの時間領域における並びの順序とは異なる。
【００３０】
引き続き、符号化部１３によって、信号ｃが符号化され、誤りが訂正された信号ｄが出力される。図３（２）に示すように、信号ｄは、周波数番号１から３２までの符号化された信号である。例えば、周波数番号１０から１２までの信号は、順に「０」、「１」、「０」を示している。
【００３１】
一方、ＦＦＴ部１１から出力された信号ｂは、復調部１４によってＢＰＳＫ復調される。復調部１４は、復調する際に硬判定を行うので、誤りを含む信号ｅを出力する。硬判定された結果の一例を図３（３）に示す。図３（３）に示された信号ｅと図３（２）に示された符号化後の信号ｄとは、周波数番号が１０から１２までと、２２から２５までとが異なっている。
【００３２】
さらに、遅延時間補正部１５によって、信号ｄに対する信号ｅの時間差が補正され、時間差が補正された信号ｆが誤り率算出部１６に出力される。なお、この信号ｆは、時間差が補正されただけなので、信号ｆのデータ内容は、図３（３）に示された復調後の信号ｅと同じである。
【００３３】
次いで、誤り率算出部１６によって、信号ｄと信号ｆとが比較され、デジタル信号の誤り率が周波数番号毎に算出される。すなわち、誤り率算出部１６によって、デジタル信号の誤り率が搬送波毎に算出されることとなる。また、誤り率算出部１６によって、算出された搬送波毎の誤り率に基づき、デジタル信号の品質が搬送波毎に評価される。そして、表示部１７によって、誤り率およびデジタル信号の品質評価結果が搬送波毎に表示される。
【００３４】
ここで、誤り率算出部１６の処理について詳細に説明する。
【００３５】
まず、誤り率の算出について説明する。
【００３６】
前述のように、図３（２）に示された符号化後の信号ｄは誤りを含まない信号なので、図３（２）に示された符号化後の信号ｄと図３（３）に示された復調後に時間差が補正された信号ｆとを周波数番号毎に比較すれば、入力された信号ａの誤りを搬送波毎に算出することができる。
【００３７】
また、図３（４）に示された「誤り」の欄は、信号ｄと信号ｅとを比較した結果の一例が示され、誤りが発生している周波数番号の信号には「１」、誤りが発生していない周波数番号の信号には「０」が記入されている。図３（４）に示すように、周波数番号が１０から１２までの信号と、２２から２５までの信号とに誤りが発生している。
【００３８】
また、図３（４）に示された「誤り率」の欄の数字は、ＦＦＴ部１１によるフーリエ変換を所定回数繰り返した後の誤り発生率を示している。例えば、周波数番号２５の信号の誤り率「０．２」は、２０％の誤り率を示している。この２０％の誤り率は、周波数番号２５の搬送周波数で１００ビットのデータを受信した場合、２０ビットのデータが元のデータと異なることを表している。
【００３９】
次に、デジタル信号の品質の評価について説明する。
【００４０】
デジタル通信におけるデジタル信号の品質は、一般に、デジタル信号の誤り率に基づいて評価される。例えば、地上デジタル放送においては、ビタビ誤り訂正後の誤り率が２×１０−４以下のデジタル信号は、送信されたデジタル信号を再現できるデジタル信号として評価される。すなわち、１万個の「０」または「１」の信号を送信したとき、受信側で発生した誤りが平均して２個以下ならば、良好な受信状態と判断される。
【００４１】
したがって、誤り率算出部１６によって算出された誤り率に加え、デジタル信号の品質評価結果を視認可能な表示、例えば、棒グラフ、折れ線グラフ等により表示部１７に表示させれば、使用者は、受信したデジタル信号の品質を搬送波毎に、容易に把握することができる。例えば、図３（４）に表示された誤り率を図４に示すような片対数の棒グラフに表し、表示部１７に表示することができる。使用者は、この棒グラフにより、誤りが生じている周波数番号を容易に把握することができる。
【００４２】
なお、ＦＦＴ部１１に入力される信号ａは、ＢＰＳＫ変調されたＯＦＤＭ方式に限定されない。また、搬送波数も３２本に限定されない。例えば、ＩＳＤＢ−Ｔ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ：地上デジタル統合放送サービス）方式のモード３においては、５６１７個の搬送波が使用されている。本実施の形態の信号品質評価装置１０は、ＩＳＤＢ−Ｔ方式で搬送されるデジタル信号の品質評価にも適用することができる。
【００４３】
以上のように、本実施の形態の信号品質評価装置１０によれば、誤り率算出部１６は、復号化された後に符号化された信号ｄと復調された後に遅延時間補正された信号ｆとを比較することによってデジタル信号の誤り率を搬送波毎に算出する構成としたので、デジタル信号の搬送波毎の誤り率を評価することができる。
【００４４】
また、本実施の形態の信号品質評価装置１０は、従来の信号品質評価装置のように評価用信号、例えば、ＰＮ（Ｐｓｅｕｄｏ  Ｎｏｉｓｅ：擬似雑音）信号を使用しなくても、放送波で評価できるので、低コストでデジタル信号の品質を評価することができる。
【００４５】
また、本実施の形態の信号品質評価装置１０による搬送波毎の誤り率の評価を、例えば、地上デジタル放送の受信障害解析に適用すれば、どの搬送周波数の信号が、妨害となる信号の影響を受けているか、また、マルチパスによる信号レベルの低下が発生しているか等の情報を詳細に把握することができるので、ノイズ、ビート、マルチパス等の原因究明および対策を低コストで迅速に行うことができる。
【００４６】
さらに、ＯＦＤＭ方式を採用する無線ＬＡＮ機器、ＩＳＤＢ−Ｔ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ−Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ：地上デジタル統合放送サービス）方式またはＤＢＶ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｉｄｅｏ  Ｂｒｏａｄｃａｓｔｉｎｇ）方式に準拠した放送機器、受信機器等の開発、調整等に適用することによって、開発期間の短縮および調整コストの削減等を図ることができる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の搬送波によって搬送されるデジタル信号の誤り率を搬送波毎に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の信号品質評価装置のブロック図
【図２】周波数領域の信号の一例を示す図
【図３】（１）復号化後の信号ｃ
（２）符号化後の信号ｄ
（３）復調後の信号ｅ
（４）誤り率
【図４】誤り率を片対数の棒グラフに表した例を示す図
【図５】従来の信号品質評価装置のブロック図
【符号の説明】
１０  信号品質評価装置
１１  ＦＦＴ部
１２  復号化部
１３  符号化部
１４  復調部
１５  遅延時間補正部
１６  誤り率算出部
１７  表示部
【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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