(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色雑音発生器により発生された白色雑音の一部の周波数帯域を除去する信号除去手段と、ディジタル信号処理を実施して、上記信号除去手段により除去された周波数帯域にノッチ形成信号を生成するノッチ生成手段と、上記信号除去手段による除去後の白色雑音と上記ノッチ生成手段により生成されたノッチ形成信号を加算する加算手段とを備えた信号発生装置。
【請求項２】
ノッチ生成手段をソフトウエアにより構成することを特徴とする請求項１記載の信号発生装置。
【請求項３】
ノッチフィルタを用いて信号除去手段を構成することを特徴とする請求項１記載の信号発生装置。
【請求項４】
周波数可変ノッチフィルタを用いて信号除去手段を構成することを特徴とする請求項１記載の信号発生装置。
【請求項５】
ノッチ生成手段は、ノッチ形成信号におけるノッチの帯域幅の変更を受け付けることを特徴とする請求項１記載の信号発生装置。
【請求項６】
ノッチ生成手段により生成されたノッチ形成信号の単位周波数当たりの電力と白色雑音の電力が一致するように、そのノッチ形成信号の電力を調整する調整手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の信号発生装置。
【請求項７】
ノッチ生成手段により生成されたノッチ形成信号の単位周波数当たりの電力と白色雑音の電力が一致するように、その白色雑音の電力を調整する調整手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の信号発生装置。
【請求項８】
ノッチ生成手段は、生成後のノッチ形成信号の単位周波数当たりの電力と白色雑音の電力が一致するように、そのノッチ形成信号を生成することを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の信号発生装置。
【請求項９】
加算手段の出力信号の周波数を変換する変換手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項８のうちのいずれか１項記載の信号発生装置。
【請求項１０】
白色雑音発生器により発生された白色雑音の一部の周波数帯域を除去する一方、ディジタル信号処理を実施して、その除去した周波数帯域にノッチ形成信号を生成し、除去後の白色雑音と当該ノッチ形成信号を加算する信号発生方法。
【請求項１１】
白色雑音発生器により発生された白色雑音の一部の周波数帯域を除去する信号除去処理手順と、ディジタル信号処理を実施して、上記信号除去処理手順により除去された周波数帯域にノッチ形成信号を生成するノッチ生成処理手順と、上記信号除去処理手順による除去後の白色雑音と上記ノッチ生成処理手順により生成されたノッチ形成信号を加算する加算処理手順とをコンピュータに実行させるための信号発生プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マイクロ波やミリ波帯の増幅器のＮＰＲ（ノイズパワーレシオ：Ｎｏｉｓｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）特性を測定する際に用いる信号を発生する信号発生装置、信号発生方法及び信号発生プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
増幅器は入力電力の増加に対して、飽和まで線形であることが望まれるが、能動素子の非線形性により利得が低下する特性を有する。この非線形性を評価するパラメータとしてＮＰＲ特性がある。ＮＰＲ特性は、マルチキャリアに見立てた白色雑音に狭いノッチを作り、ノッチ形成後の白色雑音を増幅する際にノッチに漏れ込む電力を測定することで得られる。
【０００３】
ノッチを形成した白色雑音を生成する方法としては、例えば“ＭＭＩＣ技術の基礎と応用（伊藤康之，高木直著，リアライズ社）”に開示されている。
即ち、当該文献には、下記に示すように、ハードウエアを用いて白色雑音にノッチを形成する方法と、ソフトウエアを用いて白色雑音にノッチを形成する方法が開示されている。
【０００４】
図７はハードウエアを用いて白色雑音にノッチを形成する従来の信号発生装置を示す構成図であり、図において、１は白色雑音を発生する白色雑音発生器、２は白色雑音発生器１により発生された白色雑音の一部の周波数帯域を除去するノッチフィルタ、３はノッチ形成後の白色雑音を出力する出力端子である。
【０００５】
次に動作について説明する。
まず、白色雑音発生器１が白色雑音を発生すると、ノッチフィルタ２が白色雑音発生器１により発生された白色雑音の一部の周波数帯域を除去してノッチを形成する。
ノッチフィルタ２によりノッチが形成された白色雑音は、出力端子３から外部に出力される。
【０００６】
図８はソフトウエアを用いて白色雑音にノッチを形成する従来の信号発生装置を示す構成図であり、図において、４は波形データを記憶する波形データ記憶部、５は波形データ記憶部４に記憶されている波形データにしたがってディジタル信号処理を実施することによりノッチ形成信号を生成するディジタル信号処理部、６はディジタル信号処理部５により生成されたディジタルのノッチ形成信号をアナログのノッチ形成信号に変換するＤ／Ａコンバータ、７は信号発生器、８はノッチ形成信号から折り返し歪や高調波などの不要波を除去する不要波除去フィルタ、９はノッチ形成信号を出力する出力端子である。
【０００７】
次に動作について説明する。
まず、ディジタル信号処理部５が波形データ記憶部４に記憶されている波形データにしたがってディジタル信号処理を実施することによりノッチ形成信号を生成する。即ち、ソフトウエアを用いてノッチ形成信号を生成する。
そして、Ｄ／Ａコンバータ６がディジタル信号処理部５により生成されたディジタルのノッチ形成信号をアナログのノッチ形成信号に変換し、不要波除去フィルタ８がアナログのノッチ形成信号から折り返し歪や高調波などの不要波を除去する。
不要波除去フィルタ８により不要波が除去されたノッチ形成信号は、ノッチ形成後の白色雑音として出力端子９から外部に出力される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の信号発生装置は以上のように構成されているので、ハードウエアを用いて白色雑音にノッチを形成する場合、比較的簡単な回路構成によって所望のノッチが形成された白色雑音が得られるとともに、広帯域な白色雑音を発生できる白色雑音発生器１を用いることにより、非常に広帯域な白色雑音を容易に生成することができる。しかしながら、ノッチフィルタ２の制作上の制約からノッチ幅を狭くするのが困難である課題があった。なお、周波数が固定されたノッチフィルタ２を用いれば、ノッチ幅を狭くすることができるが、この場合、ノッチの周波数やノッチの幅を変更することができなくなる課題があった。
【０００９】
一方、ソフトウエアを用いて白色雑音にノッチを形成する場合、回路構成が若干複雑になるが、容易にノッチ幅の狭い白色雑音を生成することができる。また、ノッチの位置や幅をソフトウエアで制御できるため、ノッチの周波数やノッチの幅を容易に変更することができる。しかしながら、白色雑音の帯域幅やノッチの幅及び深さが信号発生器７の性能により制限され、一般には雑音帯域幅を広げると、ノッチ幅や深さなどの特性が悪化する。そのため、ソフトウエアを用いた方法では、広帯域な白色雑音を生成することが困難である課題があった。
【００１０】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、ノッチ幅が狭くてノッチが深い広帯域な白色雑音を生成することができる信号発生装置、信号発生方法及び信号発生プログラムを得ることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る信号発生装置は、信号除去手段による除去後の白色雑音とノッチ生成手段により生成されたノッチ形成信号を加算するようにしたものである。
【００１２】
この発明に係る信号発生装置は、ノッチ生成手段をソフトウエアにより構成するものである。
【００１３】
この発明に係る信号発生装置は、ノッチフィルタを用いて信号除去手段を構成するようにしたものである。
【００１４】
この発明に係る信号発生装置は、周波数可変ノッチフィルタを用いて信号除去手段を構成するようにしたものである。
【００１５】
この発明に係る信号発生装置は、ノッチ生成手段がノッチ形成信号におけるノッチの帯域幅の変更を受け付けるようにしたものである。
【００１６】
この発明に係る信号発生装置は、ノッチ生成手段により生成されたノッチ形成信号の単位周波数当たりの電力と白色雑音の電力が一致するように、そのノッチ形成信号の電力を調整する調整手段を設けたものである。
【００１７】
この発明に係る信号発生装置は、ノッチ生成手段により生成されたノッチ形成信号の単位周波数当たりの電力と白色雑音の電力が一致するように、その白色雑音の電力を調整する調整手段を設けたものである。
【００１８】
この発明に係る信号発生装置は、ノッチ生成手段が生成後のノッチ形成信号の単位周波数当たりの電力と白色雑音の電力が一致するように、そのノッチ形成信号を生成するようにしたものである。
【００１９】
この発明に係る信号発生装置は、加算手段の出力信号の周波数を変換する変換手段を設けたものである。
【００２０】
この発明に係る信号発生方法は、白色雑音発生器により発生された白色雑音の一部の周波数帯域を除去する一方、ディジタル信号処理を実施して、その除去した周波数帯域にノッチ形成信号を生成し、除去後の白色雑音と当該ノッチ形成信号を加算するようにしたものである。
【００２１】
この発明に係る信号発生プログラムは、信号除去処理手順による除去後の白色雑音とノッチ生成処理手順により生成されたノッチ形成信号を加算するようにしたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による信号発生装置を示す構成図であり、図において、１１は白色雑音を発生する白色雑音発生器、１２は白色雑音発生器１１により発生された白色雑音の一部の周波数帯域を除去するノッチフィルタ（信号除去手段）、１３は波形データを記憶する波形データ記憶部、１４は波形データ記憶部１３に記憶されている波形データにしたがってディジタル信号処理を実施することによりノッチ形成信号を生成するディジタル信号処理部、１５はディジタル信号処理部１４により生成されたディジタルのノッチ形成信号をアナログのノッチ形成信号に変換するＤ／Ａコンバータ、１６はノッチ形成信号から折り返し歪や高調波などの不要波を除去する不要波除去フィルタ、１７はソフトウエアを用いてノッチ形成信号を生成する信号発生器（ノッチ生成手段）、１８はノッチフィルタ１２による除去後の白色雑音と信号発生器１７により生成されたノッチ形成信号を加算する電力合成器（加算手段）、１９は電力合成器の出力信号を外部に出力する出力端子である。
【００２３】
図２はこの発明の実施の形態１による信号発生装置の処理内容を示す説明図である。
なお、図１の信号発生装置の各構成要素をハードウエアを用いて構成してもよいが（ソフトウエア的に処理を実行する構成要素も含む）、各構成要素の処理内容が記述されたプログラムを用意し、図示しないコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【００２４】
次に動作について説明する。
まず、ノッチフィルタ１２は、白色雑音発生器１１が白色雑音を発生すると、その白色雑音の一部の周波数帯域を除去する（ステップＳＴ１）。
一方、信号発生器１７のディジタル信号処理部１４は、波形データ記憶部１３に記憶されている波形データにしたがってディジタル信号処理を実施することによりノッチ形成信号を生成する（ステップＳＴ２）。即ち、ソフトウエアを用いてノッチ形成信号を生成する。
【００２５】
信号発生器１７のＤ／Ａコンバータ１５は、ディジタル信号処理部１４がディジタルのノッチ形成信号を生成すると、そのディジタルのノッチ形成信号をアナログのノッチ形成信号に変換し、不要波除去フィルタ１６がアナログのノッチ形成信号から折り返し歪や高調波などの不要波を除去する。
【００２６】
電力合成器１８は、ノッチフィルタ１２が白色雑音の一部の周波数帯域を除去し、不要波除去フィルタ１６がノッチ形成信号から不要波を除去すると、その白色雑音と不要波除去後のノッチ形成信号を加算する。
電力合成器１８による加算後の信号は、出力端子１９から外部に出力される（ステップＳＴ３）。
【００２７】
以上で明らかなように、この実施の形態１によれば、白色雑音発生器１１により発生された白色雑音の一部の周波数帯域を除去する一方、ディジタル信号処理を実施して、その除去した周波数帯域にノッチ形成信号を生成し、除去後の白色雑音と当該ノッチ形成信号を加算するように構成したので、ノッチ幅が狭くてノッチが深い広帯域な白色雑音を生成することができる効果を奏する。
【００２８】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、ノッチフィルタ１２が白色雑音の一部の周波数帯域を除去するものについて示したが、図３に示すように、周波数可変ノッチフィルタ２０が除去する周波数帯域を変更しながら、白色雑音の一部の周波数帯域を除去するようにしてもよい。
これにより、図４に示すように、白色雑音帯域内の任意の位置における増幅器のＮＰＲを測定することができるようになり、帯域内の周波数に対するＮＰＲを把握することができる。また、広帯域な信号の各チャンネルでの通信品質を決定するビットエラーレートの把握にも役立てることができる。
【００２９】
実施の形態３．
上記実施の形態１では、ディジタル信号処理部１４がディジタル信号処理を実施することにより、所定の周波数帯域にノッチ形成信号を生成するものについて示したが、ディジタル信号処理部１４がノッチ形成信号におけるノッチの帯域幅の変更を受け付けるようにしてもよい。即ち、ディジタル信号処理部１４がノッチの周波数帯域幅を適宜変更するようにしてもよい。
これにより、白色雑音帯域内において、任意のノッチ幅で増幅器のＮＰＲを測定することができるとともに、ノッチフィルタ１２の遮断特性やディジタル信号処理部１４で発生する量子化誤差等の影響が最小になるように、ノッチの幅を最適化することができる。
【００３０】
実施の形態４．
図５はこの発明の実施の形態４による信号発生装置を示す構成図であり、図において、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２１は電力合成器１８の出力信号を分波する分波器、２２は分波器２１により分波された出力信号を観測するスペクトルアナライザ、２３はスペクトルアナライザ２２の観測結果を監視して、信号発生器１７により生成されたノッチ形成信号の単位周波数当たりの電力と白色雑音の電力が一致するように、可変減衰器２４を制御する制御回路、２４は制御回路２３の指示の下、そのノッチ形成信号の電力を調整する可変減衰器である。
なお、分波器２１，スペクトルアナライザ２２，制御回路２３及び可変減衰器２４から調整手段が構成されている。
【００３１】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１と同様にして、電力合成器１８が白色雑音とノッチ形成信号を加算すると、分波器２１が電力合成器１８の出力信号を分波し、スペクトルアナライザ２２が分波器２１による分波信号を観測する。
【００３２】
そして、制御回路２３は、スペクトルアナライザ２２の観測結果を監視して、信号発生器１７により生成されたノッチ形成信号の単位周波数当たりの電力（ノッチの部分を除く）と白色雑音の電力が一致するように可変減衰器２４を制御して、そのノッチ形成信号の電力を調整する。
【００３３】
これにより、２つの信号を組み合わせたことによる帯域内での信号電力の平坦性を改善することができる。
なお、この実施の形態４では、可変減衰器２４がノッチ形成信号の電力を調整するものについて示したが、可変減衰器２４が白色雑音発生器１１により発生された白色雑音の電力を調整するようにしてもよい。
また、波形データ記憶部１３により記憶されている波形データを操作することにより、ディジタル信号処理部１４が生成するノッチ形成信号の電力を調整するようにしてもよい。
【００３４】
実施の形態５．
図６はこの発明の実施の形態５による信号発生装置を示す構成図であり、図において、図において、図１と同一符号は同一または相当部分を示すので説明を省略する。
２５はローカル信号を発生するローカル信号発生器、２６は電力合成器１８の出力信号にローカル信号を乗算して、その出力信号の周波数を変換するミキサーである。
なお、ローカル信号発生器２５及びミキサー２６から変換手段が構成されている。
【００３５】
次に動作について説明する。
上記実施の形態１等では、特に言及していないが、ミキサー２６が電力合成器１８の出力信号にローカル信号を乗算することにより、その出力信号の周波数を所望の周波数に変換するようにしてもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、信号除去手段による除去後の白色雑音とノッチ生成手段により生成されたノッチ形成信号を加算するように構成したので、ノッチ幅が狭くてノッチが深い広帯域な白色雑音を生成することができる効果がある。
【００３７】
この発明によれば、ノッチ生成手段をソフトウエアにより構成したので、ノッチの周波数やノッチの幅を容易に変更することができる効果がある。
【００３８】
この発明によれば、ノッチフィルタを用いて信号除去手段を構成するようにしたので、構成の複雑化を招くことなく、白色雑音の一部の周波数帯域を除去することができる効果がある。
【００３９】
この発明によれば、周波数可変ノッチフィルタを用いて信号除去手段を構成するようにしたので、白色雑音帯域内の任意の位置における増幅器のＮＰＲを測定することができるようになり、帯域内の周波数に対するＮＰＲを把握することができる効果がある。また、広帯域な信号の各チャンネルでの通信品質を決定するビットエラーレートの把握にも役立てることができる効果がある。
【００４０】
この発明によれば、ノッチ生成手段がノッチ形成信号におけるノッチの帯域幅の変更を受け付けるように構成したので、白色雑音帯域内において、任意のノッチ幅で増幅器のＮＰＲを測定することができるとともに、ノッチフィルタの遮断特性やディジタル信号処理部で発生する量子化誤差等の影響が最小になるように、ノッチの幅を最適化することができる効果がある。
【００４１】
この発明によれば、ノッチ生成手段により生成されたノッチ形成信号の単位周波数当たりの電力と白色雑音の電力が一致するように、そのノッチ形成信号の電力を調整する調整手段を設けるように構成したので、２つの信号を組み合わせたことによる帯域内での信号電力の平坦性を改善することができる効果がある。
【００４２】
この発明によれば、ノッチ生成手段により生成されたノッチ形成信号の単位周波数当たりの電力と白色雑音の電力が一致するように、その白色雑音の電力を調整する調整手段を設けるように構成したので、２つの信号を組み合わせたことによる帯域内での信号電力の平坦性を改善することができる効果がある。
【００４３】
この発明によれば、ノッチ生成手段が生成後のノッチ形成信号の単位周波数当たりの電力と白色雑音の電力が一致するように、そのノッチ形成信号を生成するように構成したので、２つの信号を組み合わせたことによる帯域内での信号電力の平坦性を改善することができる効果がある。
【００４４】
この発明によれば、加算手段の出力信号の周波数を変換する変換手段を設けるように構成したので、加算手段の出力信号の周波数を所望の周波数に変換することができる効果がある。
【００４５】
この発明によれば、白色雑音発生器により発生された白色雑音の一部の周波数帯域を除去する一方、ディジタル信号処理を実施して、その除去した周波数帯域にノッチ形成信号を生成し、除去後の白色雑音と当該ノッチ形成信号を加算するように構成したので、ノッチ幅が狭くてノッチが深い広帯域な白色雑音を生成することができる効果がある。
【００４６】
この発明によれば、信号除去処理手順による除去後の白色雑音とノッチ生成処理手順により生成されたノッチ形成信号を加算するように構成したので、ノッチ幅が狭くてノッチが深い広帯域な白色雑音を生成することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による信号発生装置を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による信号発生装置の処理内容を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態２による信号発生装置を示す構成図である。
【図４】可動ノッチを示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態４による信号発生装置を示す構成図である。
【図６】この発明の実施の形態５による信号発生装置を示す構成図である。
【図７】ハードウエアを用いて白色雑音にノッチを形成する従来の信号発生装置を示す構成図である。
【図８】ソフトウエアを用いて白色雑音にノッチを形成する従来の信号発生装置を示す構成図である。
【符号の説明】
１１  白色雑音発生器、１２  ノッチフィルタ（信号除去手段）、１３  波形データ記憶部、１４  ディジタル信号処理部、１５  Ｄ／Ａコンバータ、１６  不要波除去フィルタ、１７  信号発生器（ノッチ生成手段）、１８  電力合成器（加算手段）、１９  出力端子、２０  周波数可変ノッチフィルタ、２１  分波器（調整手段）、２２  スペクトルアナライザ（調整手段）、２３  制御回路（調整手段）、２４  可変減衰器（調整手段）、２５  ローカル信号発生器（変換手段）、２６  ミキサー（変換手段）。
【図１】
0004578741.tif 000002
【図２】
0004578741.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0004578741.tif 000007
【図７】
0004578741.tif 000008
【図８】
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