(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力信号を利得可変のレベル可変器（１１）を介して周波数変換部（１２）に与えて、前記入力信号に含まれる評価対象信号を中間周波数帯に変換し、該中間周波帯に変換した信号をデジタル信号に変換して直交復調処理を行い、該直交復調処理で得られたベースバンド信号を評価演算部（１５）に与えて前記評価対象信号の変調品質を表す値を算出するとともに、レベル検出部（１７）により検出した前記ベースバンド信号のレベルが、予め設定された上限値と下限値との間にあるか否かをレベル判定部（２１）により判定し、該判定結果を前記評価演算部の算出結果が適正か否かを示す情報として前記算出結果とともに出力するデジタル変調信号評価装置において、
前記レベル判定部は、
固定の上限値を設定する上限値設定手段（２１ａ）と、
前記評価演算部の計算結果を受け、該計算結果が示す前記評価対象信号の変調品質が所定以下の範囲で、該変調品質の低下に伴って低くなるように変化する下限値を設定する可変下限値設定手段（２１ｂ）とを有し、
前記レベル検出部によって検出されたベースバンド信号のレベルが、前記固定の上限値と、前記評価演算部の計算結果に応じて可変される下限値との間にあるか否かを判定することを特徴とするデジタル変調信号評価装置。
【請求項２】
前記評価演算部は、ベースバンド信号に基づいて変調誤差比またはビット誤り率を前記評価対象信号の変調品質を表す値として算出することを特徴とする請求項１記載のデジタル変調信号評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地上波デジタル放送等に用いられるデジタル変調信号の変調品質を評価するための装置において、その適正評価レンジを拡げて、レベル合わせ操作を容易にするための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
テレビの地上波放送は、現在アナログ式からＵＨＦ帯のデジタル放送に移行しつつあり、その移行を円滑に行うために、地域毎の地上波デジタル放送の受信環境の調査が進められている。
【０００３】
このような調査を行う場合、デジタル放送の所望チャンネルの信号を復調して、その変調品質を把握するだけでなく、デジタル放送受信に支障を与えるような電波の有無を確認するために放送周波数帯を含む広い周波数範囲のスペクトラムを調べる必要がある。
【０００４】
デジタル放送波の変調品質の把握は、その放送波帯の所望チャンネルの信号だけを選択的に受信して復調し、変調品質を表す値、例えば変調誤差比やビット誤り率を算出する機能が必要となり、また、放送周波数帯を含む広い周波数範囲のスペクトラムを求めるためには、受信周波数を連続的に可変しながらその受信周波数の信号強度を検出するスペクトラムアナライザとしての機能が必要となる。
【０００５】
移動測定のために、上記機能を１台の装置で小型に実現する場合、入力非同調型で広い受信周波数範囲の信号を中間周波数帯に変換する周波数変換部を両機能で共用し、スペクトラムアナライザとして機能させる場合には、その周波数変換部の受信周波数を所望範囲内で掃引しながら、中間周波数帯の信号を検波してその強度を求める。
【０００６】
また、変調品質を評価する場合には、周波数変換部の受信周波数を評価対象信号のチャンネルに固定し、周波数変換部の出力信号を復調し、その復調されたベースバンド信号に対して変調品質の評価のための演算処理を行う。
【０００７】
図６は、上記したように、広帯域な周波数変換機能を有するデジタル変調信号評価装置１０の構成例を示すもので、入力端子１０ａから入力された信号ｓを利得（増幅だけでなく、減衰量も含む）可変のレベル可変器１１を介して周波数変換部１２に与えて、入力信号ｓに含まれる評価対象信号成分を中間周波数帯に変換し、その中間周波帯に変換した信号ｓ′をＡ／Ｄ変換器１３によりデジタル信号Ｓに変換して直交復調器１４に入力し、この直交復調器１４の復調処理で得られたベースバンド信号Ｉ、Ｑを評価演算部１５に与えて評価対象信号の変調品質を表す変調誤差比ＭＥＲあるいはビット誤り率ＢＥＲを算出する。
【０００８】
なお、このとき周波数変換部１２は評価対象チャンネルの信号を中間周波数帯に変換できるように設定されているものとする。
【０００９】
また、ここでは、周波数変換部１２以降の利得を固定値１とし、装置の利得はレベル可変器１１の利得Ｇであるものとして説明する。
【００１０】
このレベル可変器１１の利得は、利得設定器１６によって可変制御される。利得設定器１６は、入力信号ｓに含まれる評価対象信号の想定される入力レベルを基準レベルＬｒとして操作者が設定したとき、この基準レベルＬｒの入力信号に対して直交復調器１４で復調されるベースバンド信号のレベルが、評価演算に最適なレベル（目標値）Ｌｍとなるようにレベル可変器１１の利得Ｇを決定する。
【００１１】
即ち、利得設定器１６は指定された基準レベルＬｒ（ｄＢｍ）に対して、
Ｇ＝Ｌｍ−Ｌｒ
となる利得Ｇを設定する。
【００１２】
レベル検出部１７は、ベースバンド信号Ｉ、Ｑに基づいて中間周波数帯に変換された評価対象信号成分ｓ′の振幅Ａを、以下の演算、
Ａ＝（Ｉ２＋Ｑ２）１／２
で求め、これをｄＢ換算して得られたレベルＬifを、レベル判定部１８に与える。
【００１３】
レベル判定部１８は、検出したレベルＬifが、評価演算を正しく行うことができる範囲、即ち、図７に示すように、固定の上限値Ｌｍ＋αと下限値Ｌｍ−βの間にあるか否かを判定し、例えばその範囲内にあれば「ＯＫ」、上限値を超えるときは「オーバ」、下限値未満であれば「アンダー」等の判定結果を評価演算部１５の算出結果が適正か否かを示す情報として表示部１９の表示制御手段１９ａに与える。表示制御手段１９ａは、評価演算部１５の算出結果と判定結果を表示器１９ｂに表示させる。
【００１４】
なお、ここで、上限値と下限値とを装置入力レベルで換算すると、
Ｌｍ＋α−Ｇ＝Ｌｍ＋α−（Ｌｍ−Ｌｒ）
＝Ｌｒ＋α
Ｌｍ−β−Ｇ＝Ｌｍ−β−（Ｌｍ−Ｌｒ）
＝Ｌｒ−β
となる。
【００１５】
このような構成を有するデジタル変調信号評価装置１０では、評価対象信号の想定される入力レベルを基準レベルＬｒとして指定して、その指定した基準レベルＬｒと目標値Ｌｍによって決まる利得Ｇが設定された状態で、表示部１９の表示結果を確認し、オーバ判定ならば基準レベルＬｒを下げ、アンダー判定ならば基準レベルＬｒを上げる操作を行ってＯＫ判定が出るようにし、その状態の評価演算結果を適正な値と判断している。
【００１６】
なお、上記したようにデジタル変調信号の変調品質を表す変調誤差比やビット誤り率を求めるデジタル変調信号評価装置は、例えば次の特許文献１に記載されている。
【００１７】
【特許文献１】特開２００２−１２４９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、上記したように復調したベースバンド信号のレベルが、固定の上限値と下限値との間にあるか否かで評価演算の結果の正否を決定する方法では次のような問題があった。
【００１９】
即ち、レベル可変器１１（あるいは装置全体）の利得可変幅は有限であり、特にレベルを上昇させる方向の可変量は減衰方向の可変量に比べて大きくとることができない。したがって、入力レベルが所定値以下の信号を適正範囲まで増幅することができず、アンダー判定され、そのときの評価演算結果も正しくないと判断されてしまう。
【００２０】
また、前記したように、スペクトラムアナライザとして必要な広帯域受信機能を維持するため周波数変換部１２を入力非同調型にしているので、周波数変換部１２に入力される信号には評価対象信号以外の信号が含まれている場合が多い。
【００２１】
これに対して、周波数変換部１２が正常に扱える入力信号の総電力には限度があり、その総電力を上回る信号が装置に入力されている場合、レベル可変器１１の利得Ｇを所定値以上高くすることができなくなる。
【００２２】
したがって、この状態で想定される入力レベルが低い評価対象信号に対して十分な利得を与えることができず、前記同様にアンダー判定され、そのときの評価演算結果も正しくないと判断されてしまう。
【００２３】
ところが、デジタル変調信号の変調品質を表す変調誤差比ＭＥＲやビット誤り率ＢＥＲは、信号自身の実効レベルとノイズレベルとの比に依存し、入力される評価対象信号の実効レベルが低くても評価対象信号のノイズレベルが装置自体のフロアノイズよりある程度高い範囲では、そのフロアノイズの影響をほとんど受けず、測定装置による変調品質の低下はほとんど発生しない。
【００２４】
つまり、評価対象信号のノイズレベルが装置のフロアノイズの影響を受けない範囲では、たとえレベルが適正範囲に入らなくても評価演算結果の精度低下は発生しない。
【００２５】
これに対して、従来のようにレベル不足と判定された時の評価演算結果を不適正な値とする方法では、適正な演算結果を破棄していることになり、変調品質の評価値を適正とする適正評価レンジが狭く、基準レベル設定操作が煩雑化していた。
【００２６】
本発明は、この問題を解決し、有効評価レンジの広いデジタル変調信号評価装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００２７】
前記目的を達成するために、本発明のデジタル変調信号評価装置は、
入力信号を利得可変のレベル可変器（１１）を介して周波数変換部（１２）に与えて、前記入力信号に含まれる評価対象信号を中間周波数帯に変換し、該中間周波帯に変換した信号をデジタル信号に変換して直交復調処理を行い、該直交復調処理で得られたベースバンド信号を評価演算部（１５）に与えて前記評価対象信号の変調品質を表す値を算出するとともに、レベル検出部（１７）により検出した前記ベースバンド信号のレベルが、予め設定された上限値と下限値との間にあるか否かをレベル判定部（２１）により判定し、該判定結果を前記評価演算部の算出結果が適正か否かを示す情報として前記算出結果とともに出力するデジタル変調信号評価装置において、
前記レベル判定部は、
固定の上限値を設定する上限値設定手段（２１ａ）と、
前記評価演算部の計算結果を受け、該計算結果が示す前記評価対象信号の変調品質が所定以下の範囲で、該変調品質の低下に伴って低くなるように変化する下限値を設定する可変下限値設定手段（２１ｂ）とを有し、
前記レベル検出部によって検出されたベースバンド信号のレベルが、前記固定の上限値と、前記評価演算部の計算結果に応じて可変される下限値との間にあるか否かを判定することを特徴としている。
【００２８】
また、本発明の請求項２のデジタル変調信号評価装置は、請求項１記載のデジタル変調信号評価装置において、
前記評価演算部は、ベースバンド信号に基づいて変調誤差比またはビット誤り率を前記評価対象信号の変調品質を表す値として算出することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２９】
上記のように、本発明では、評価演算部の計算結果が適切であるか否かを判定するためのレベル判定部は、その判定のための下限値を変調品質が所定以下の範囲で、その変調品質の低下に伴って低くなるように変化させているので、有効評価レンジが格段に広くなり、利得の調整作業が極めて容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明を適用したデジタル変調信号評価装置２０の構成を示している。
【００３１】
なお、図１において、レベル判定部２１以外の入力端子１０ａ、レベル可変器１１、周波数変換部１２、Ａ／Ｄ変換器１３、直交復調器１４、評価演算部１５、利得設定器１６、レベル検出部１７、表示部１９は、前記した従来のデジタル変調信号評価装置１０の各要素と同等であるので、重複を避けて説明を省略する。
【００３２】
なお、詳述しないが、周波数変換部１２は、レベル可変器１１を介して入力される信号と局発回路の出力信号とをミキサで混合し、その混合成分をフィルタに入力して所定周波数帯の信号を抽出する構成を１段あるいは複数段有しており、図示ない操作部から指定された評価対象チャンネルの信号を中間周波数帯に変換できるように設定されているものとする。また、スペクトラムアナライザとして動作する場合には、指定された周波数範囲を掃引受信して時系列に中間周波数帯に変換する。
【００３３】
また、評価演算部１５は、変調品質を表す値として変調誤差比ＭＥＲおよびビット誤り率ＢＥＲの算出が可能であるが、ここでは信号のＳ／Ｎとほぼ等価な変調誤差比ＭＥＲを算出する場合について説明する。
【００３４】
図１に示しているように、実施形態のデジタル変調信号評価装置２０は、従来のデジタル変調信号発生装置１０のレベル判定部１８が固定の上限値Ｌａと下限値Ｌｂを判定に用いているのに対し、固定の上限値Ｌａ（＝Ｌｍ＋α）を設定する上限値設定手段２１ａと、評価演算部１５の計算結果ＭＥＲを受け、その計算結果ＭＥＲが示す評価対象信号の変調品質が所定以下の範囲で、変調品質の低下に伴って低くなるように変化する下限値Ｌｂ（MER）を設定する可変下限値設定手段２１ｂと、レベル検出部１７によって検出されたベースバンド信号のレベルＬifが、固定の上限値Ｌａと評価演算部１５の計算結果ＭＥＲに応じて可変される下限値Ｌｂ（MER）との間にあるか否かを判定する判定手段２１ｃとを有している。
【００３５】
ここで、可変下限値設定手段２１ｂは、図２に示すように、計算結果ＭＥＲの値に応じた下限値Ｌｂ（MER）を設定する。
【００３６】
ただし、図２の縦軸は、被測定対象信号について検出されたレベルＬifから目標値Ｌｍを減じた値、入力換算すれば、被測定対象信号の入力レベルＬrfから基準レベルＬｒを減じた値であり、これを規格化レベルと呼ぶ。この規格化レベル上では、適正なレベル範囲の上限値はα（ｄＢ）となる。
【００３７】
また下限値は、算出結果ＭＥＲが所定値Ｂより高い範囲ａでは一定値−βで、所定値Ｂ以下の範囲ｂではＭＥＲの低下に伴って一定の傾き（−１）で低くなる。
【００３８】
即ち、
ｂ＝（ＭＥＲ）＋γ
の直線となる。
【００３９】
この直線ｂは、各規格化レベルに対するＭＥＲの測定限界線Ｑより所定マージンＥ（数ｄＢ）だけ小さくなる点の軌跡であり、逆に言えば、ＭＥＲの測定限界線Ｑからレベル方向に所定マージンＥ′を加えた点の軌跡である（Ｅ＝Ｅ′）。
【００４０】
この図２で、規格化レベルとＭＥＲで決まる座標がＰ１の状態は、図３の（ａ）のスペクトラムＳＰ１のように、評価対象信号のＳ／Ｎ、つまり変調誤差比ＭＥＲが大きく、そのノイズレベルが非常に小さく装置のフロアノイズのレベルＬfnに近くなり、下限側に余裕がない状態である。
【００４１】
また、図２で、規格化レベルとＭＥＲで決まる座標がＰ２の状態は、図３の（ｂ）のスペクトラムＳＰ２のように、評価対象信号のＳ／Ｎ、つまり変調誤差比ＭＥＲが中程度でそのノイズレベルが中程度で装置のフロアノイズのレベルＬfnから離れており、下限側に余裕がある状態である。
【００４２】
また、図２で、規格化レベルとＭＥＲで決まる座標がＰ３の状態は、図３の（ｃ）のスペクトラムＳＰ３のように、評価対象信号のＳ／Ｎ、つまり変調誤差比ＭＥＲが小さくそのノイズレベルが大きいため、装置のフロアノイズのレベルＬfnから十分離れており、下限側に大きな余裕がある状態である。
【００４３】
また、前記したように、評価対象信号の入力レベルが非常に小さく最大利得にしても−βに達しない場合や、入力信号の総電力によって利得が制限されて基準レベルＬｒを想定される評価対象信号の入力レベルよりも小さく設定しなければならない場合には、座標Ｐ４のように規格化レベルが−β以下で直線ｂの上方に存在するが、図３の（ｄ）のように、その信号のノイズレベルはフロアノイズのレベルＬfnに対して余裕があるので、このときのＭＥＲの値は信号そのものの変調品質を正確に表していることになり、この状態でレベル判定部２１は「ＯＫ」の判定結果を出力する。
【００４４】
このように、従来では、評価演算結果が正しいにもかかわらず、「アンダー」の判定で不適切と判定していたレベルの低い信号も「ＯＫ」判定できるようにしたので、有効評価レンジが格段に広くなり、基準レベルＬｒ（利得）の調整作業が極めて容易となる。
【００４５】
なお、上記実施形態では、レベル判定部２１が参照する評価演算の計算結果が変調誤差比の場合について説明したが、ビット誤り率ＢＥＲの値に応じてレベル判定の下限値を、そのビット誤り率が高くなる程（品質が低下する程）、低くなるように変化させてもよい。
【００４６】
この場合、ビット誤り率ＢＥＲとＳ／Ｎとの関係は図４のような曲線となるので、ビット誤り率ＢＥＲに対する下限値の変化も、図５のように曲線となる。
【００４７】
また、上記実施形態では、評価対象信号の想定されるレベルを基準レベルとして指定し、この基準レベルを目標値Ｌｍにするための利得Ｇを設定していたが、利得Ｇそのものを指定する方法であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態の構成図
【図２】実施形態の規格化レベルと変調誤差比の変化に対する下限値の変化の様子を示す図
【図３】図２の各座標点の信号のスペクトラム例を示す図
【図４】ビット誤り率とＳ／Ｎとの関係を示す図
【図５】規格化レベルとビット誤り率の変化に対する下限値の変化の様子を示す図
【図６】従来装置の構成図
【図７】従来装置の判定方法を説明するための図
【符号の説明】
【００４９】
１０ａ……入力端子、１１……レベル可変器、１２……周波数変換部、１３……Ａ／Ｄ変換器、１４……直交復調器、１５……評価演算部、１６……利得設定器、１７……レベル検出部、１９……表示部、２０……デジタル変調信号評価装置、２１……レベル判定部、２１ａ……上限値設定手段、２１ｂ……可変下限値設定手段、２１ｃ……判定手段
【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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