(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変調された受信信号のＣＮ比を測定するＣＮ比測定装置において、
雑音を生成して、これを前記受信信号に加算する雑音加算部と、
この雑音加算部によって雑音が加算される前の受信信号電力値、雑音が加算された後の受信信号電力値を各々、測定する電力値測定部と、
前記雑音加算部によって雑音が加算された受信信号を復調して、誤り率を測定する復調／誤り率測定部と、
この復調／誤り率測定部で得られた誤り率、前記電力値測定部で得られた雑音加算前の受信信号電力値、雑音加算後の受信信号電力値に基づき、雑音加算前の受信信号ＣＮ比を求めるＣＮ比演算部と、
を備えたことを特徴とするＣＮ比測定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のＣＮ比測定装置において、
前記ＣＮ比演算部は、誤り率、雑音加算前の受信信号電力値、雑音加算後の受信信号電力値に基づき、雑音が加算される前の受信信号ＣＮ比（Ｃ／Ｎ）を求めるとき、下記に示す演算式を使用する、
ｐ＝Ｐａ／（Ｐｂ−Ｐａ）
ｑ＝Ｂｅｒ−１〔ｂ〕
Ｃ／Ｎ＝ｑ（１＋ｐ）／（ｐ−ｑ）
但し、ｂ：雑音を加算した後の受信信号の誤り率
ｐ：雑音を加算する前の受信信号電力値と加算した雑音電力の比
ｑ：雑音を加算した後の受信信号のＣＮ比
Ｐａ：雑音を加算する前の受信信号の電力値
Ｐｂ：雑音を加算した後の受信信号の電力値
Ｂｅｒ−１〔ｂ〕：誤り率“ｂ”からＣＮ比を求める逆関数
ことを特徴とするＣＮ比測定装置。
【請求項３】
請求項１または２のいずれかに記載のＣＮ比測定装置において、
前記ＣＮ比演算部は、加算する雑音レベルを切り替えて得られた各雑音レベル毎のＣＮ比を平均化して、前記受信信号のＣＮ比を求める、
ことを特徴とするＣＮ比測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放送波を受信して得られる変調信号の受信ＣＮ比を測定するＣＮ比測定装置に係わり、特にデジタル変調信号について受信ＣＮ比を測定し得るようにしたＣＮ比測定装置に関する。
【０００２】
［発明の概要］
本発明は、放送波を受信して得られるデジタル変調信号の受信ＣＮ比を測定する際、受信したデジタル変調信号の誤り率がゼロであるときでも、受信信号の電力値と、ＣＮ比測定装置内部で受信信号に雑音を加算して得られたデジタル変調信号の電力値と、ＣＮ比測定装置内部で受信信号に雑音を加算して得られたときのデジタル変調信号の誤り率とを測定し、これらの各測定結果と、理論的に得られている誤り率関数（あるいは、実測値を処理して得られた誤り率関数）とを使用して、受信したデジタル変調信号のＣＮ比を演算するものである。
【０００３】
【従来の技術】
放送波として使用される変調信号のＣＮ比を測定するＣＮ比測定装置として、従来、ＮＨＫ受信技術センタの山口、右田らによって開発されたＢＳアナログ放送用のＣＮ比測定装置が知られている。
【０００４】
このＣＮ比測定装置は、ＢＳアナログ信号（ＦＭ信号）の垂直同期信号期間を切り出し、この期間内の搬送波レベル（Ｃ成分）と、雑音レベル（Ｎ成分）との比を測定して、ＣＮ比を求めることを基本原理としており、ＢＳアンテナを設置した後、実際に放送されている放送波を受信して得られたアナログ変調信号のＣＮ比を測定し、ＢＳアンテナの方向が正しく調整されているかどうかを確認するときなどに、広く用いられている。
【０００５】
また、ＮＨＫ受信技術センタの柴田により、同様な基本原理でスペクトルアナライザ装置を使用した、より精密な測定を行うＣＮ比測定装置も開発されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来のＣＮ比測定装置においては、次に述べるような問題があった。
【０００７】
すなわち、ＢＳアナログ信号（ＦＭ信号）の垂直同期信号期間を切り出し、この期間内の搬送波レベル（Ｃ成分）と、雑音レベル（Ｎ成分）との比を測定するＣＮ比測定装置では、ＮＴＳＣ映像信号、ＭＵＳＥ映像信号などのように、垂直同期信号の期間が一定振幅となる放送波、または周波数変調したとき単一正弦波となる放送波などのＣＮ比を測定することはできるものの、これらの条件が満たされないデジタル信号、例えば垂直同期信号期間が無いデジタル信号、または周波数変調方式と異なる変調方式で変調されたデジタル信号については、ＣＮ比を測定することができないという問題があった。
【０００８】
また、スペクトルアナライザ装置を使用したＣＮ比測定装置でも、ＢＳアナログ信号（ＦＭ信号）の垂直同期信号期間を切り出し、この期間内の搬送波レベル（Ｃ成分）と、雑音レベル（Ｎ成分）との比を測定することを基本としていることから、上述したＣＮ比測定装置と同様な理由により、垂直同期信号期間が無いデジタル信号、または周波数変調と異なる変調方式で変調されたデジタル信号については、ＣＮ比を測定することができないという問題があった。
【０００９】
このため、垂直同期信号期間が無いデジタル信号、または周波数変調方式と異なる変調方式で変調されたデジタル信号などのような、今後のＢＳデジタル放送で使用されるデジタル信号のＣＮ比測定を測定することができるＣＮ比測定装置の開発が強く望まれていた。
【００１０】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、どのような変調方式で変調されたデジタル信号であっても、高い精度でＣＮ比を測定することができるＣＮ比測定装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために本発明は、請求項１では、変調された受信信号のＣＮ比を測定するＣＮ比測定装置において、雑音を生成して、これを前記受信信号に加算する雑音加算部と、この雑音加算部によって雑音が加算される前の受信信号電力値、雑音が加算された後の受信信号電力値を各々、測定する電力値測定部と、前記雑音加算部によって雑音が加算された受信信号を復調して、誤り率を測定する復調／誤り率測定部と、この復調／誤り率測定部で得られた誤り率、前記電力値測定部で得られた雑音加算前の受信信号電力値、雑音加算後の受信信号電力値に基づき、雑音加算前の受信信号ＣＮ比を求めるＣＮ比演算部とを備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項２では、請求項１に記載のＣＮ比測定装置において、前記ＣＮ比演算部は、誤り率、雑音加算前の受信信号電力値、雑音加算後の受信信号電力値に基づき、雑音が加算される前の受信信号ＣＮ比（Ｃ／Ｎ）を求めるとき、下記に示す演算式を使用することを特徴としている。
ｐ＝Ｐa／（Ｐb−Ｐa）
ｑ＝Ｂｅｒ-1〔ｂ〕
Ｃ／Ｎ＝ｑ（１＋ｐ）／（ｐ−ｑ）
但し、ｂ：雑音を加算した後の受信信号の誤り率
ｐ：雑音を加算する前の受信信号電力値と加算した雑音電力の比
ｑ：雑音を加算した後の受信信号のＣＮ比
Ｐa：雑音を加算する前の受信信号の電力値
Ｐb：雑音を加算した後の受信信号の電力値
Ｂｅｒ-1〔ｂ〕：誤り率“ｂ”からＣＮ比を求める逆関数
【００１３】
請求項３では、請求項１または２のいずれかに記載のＣＮ比測定装置において、前記ＣＮ比演算部は、加算する雑音レベルを切り替えて得られた各雑音レベル毎のＣＮ比を平均化して、前記受信信号のＣＮ比を求めることを特徴としている。
【００１４】
上記の構成において、請求項１では、雑音加算部によって指定されたレベルの雑音を生成し、これを前記受信信号に加算しながら、電力値測定部によって前記雑音加算部で雑音が加算される前の受信信号電力値、雑音が加算された後の受信信号電力値を各々、測定するとともに、復調／誤り率測定部によって前記雑音加算部で雑音が加算された後の受信信号を復調して、誤り率を測定し、この復調／誤り率測定部で得られた誤り率、前記電力値測定部で得られた雑音加算前の受信信号電力値、雑音加算後の受信信号電力値に基づき、ＣＮ比演算部によって、雑音加算前の受信信号ＣＮ比を求めることにより、ＢＳデジタル放送で使用されるデジタル信号、ＣＳデジタル放送で使用されるデジタル信号、デジタル通信で使用されるデジタル信号、携帯電話機などで使用されるＰＳＫ方式のデジタル信号、携帯電話機などで使用されるＣＤＭＡ方式のデジタル信号、ケーブルテレビで使用されるデジタル信号、電話モデム装置などで使用されるＱＡＭ方式のデジタル信号、地上デジタル放送で検討されているＯＦＤＭ方式のデジタル信号など、どのような変調方式で変調されたデジタル信号であってもＣＮ比を測定できる。
【００１５】
請求項２では、ＣＮ比演算部によって、誤り率、雑音加算前の受信信号電力値、雑音加算後の受信信号電力値に基づき、雑音が加算される前の受信信号ＣＮ比を求めるとき、上述した演算式を使用することにより、演算数を低く抑えるようにし、これによって、どのような変調方式で変調されたデジタル信号であっても、ほぼリアルタイムでＣＮ比を測定できる。
【００１６】
請求項３では、ＣＮ比演算部によって、加算する雑音レベルを切り替えて得られた各雑音レベル毎のＣＮ比を平均化して、前記受信信号のＣＮ比を求める。これにより、突発的なノイズなどの影響を取り除きながら、どのような変調方式で変調されたデジタル信号であっても、ＣＮ比を高い精度で測定できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
［発明の基本原理］
まず、本発明によるＣＮ比測定装置の詳細な説明に先だち、本発明によるＣＮ比測定装置の基本原理について説明する。
【００１８】
変調方式に応じて、図５に示す如くデジタル変調信号のＣＮ比と、誤り率“ａ”との間に、次式に示す関係が成り立つことが知られている。
ａ＝Ｂｅｒ〔Ｃ／Ｎa〕    …（１）
但し、Ｃ：デジタル変調信号の信号電力
Ｎa：デジタル変調信号の雑音電力
Ｂｅｒ〔ｘ〕：論理的に導かれる誤り関数
【００１９】
したがって、デジタル変調信号を復調して復調信号を生成するデジタル復調回路と、このデジタル復調回路から出力される復調信号の誤り率とを測定する誤り率計とがあれば、この誤り率計で得られた誤り率“ａ”を次式に代入することにより、受信したデジタル変調信号のＣＮ比を求めることができる。
Ｃ／Ｎa＝Ｂｅｒ-1〔ａ〕    …（２）
但し、Ｃ／Ｎa：受信したデジタル変調信号のＣＮ比
Ｂｅｒ-1〔ｘ〕：誤り率“ａ”からＣＮ比を求める逆関数
【００２０】
しかしながら、ＢＳデジタル放送などを受信する一般的な受信施設では、受信ＣＮ比が良好に保たれ、限られた測定時間内において、受信したデジタル変調信号の誤り率“ａ”が“ゼロ”になっていることが多く、（２）式に“ａ＝０”を代入したとき、ＣＮ比が“∞”となってしまうことから、（２）式を使用しても、受信したデジタル変調信号のＣＮ比を求めることができない。
【００２１】
そこで、本発明者らは、種々の検討を重ね、受信ＣＮ比が良好に保たれ、限られた測定時間内において、受信したデジタル変調信号の誤り率“ａ”が“ゼロ”になっているときでも、受信信号に雑音“Ｎm”を加算すると、誤り率“ａ”が“ゼロ”以外の値になることに着目し、ＢＳアンテナなどによって受信された受信信号をＣＮ比測定装置に導いて、受信信号の電力値“Ｐa”を測定した後、雑音“Ｎm”を加算して、デジタル変調信号の誤り率“ａ”をゼロ以外の値、例えば誤り率“ｂ”にした状態で受信信号の電力値“Ｐb”を測定し、これらの電力値“Ｐa”、“Ｐb”と、デジタル信号の誤り率“ｂ”と、理論的に得られている誤り関数“Ｂｅｒ〔ｘ〕”とを使用して、伝送路を通過するデジタル変調信号のＣＮ比を演算する方法を見つけ出した。
【００２２】
以下、図６に示すブロック図を参照しながら、本発明によるＣＮ比測定装置の基本動作について、説明する。
【００２３】
まず、放送信号などを生成するデジタル変調信号源１０１として、復調後に誤り率“ｂ”を測定できるような固定パターン、ＰＮ（Pseudo noise：疑似雑音）信号を含むデジタル信号で変調された信号（信号電力“Ｃ”）を生成する信号源１０４を想定し、さらにこの信号源１０４から出力された雑音を含まないデジタル変調信号“Ｃ”を受信施設に設けられたＣＮ比測定装置１０３に伝える衛星回線、ＵＨＦ回線、光ファイバ回線などの伝送路１０２として、白色雑音、ビート妨害、非線形によって生じるＣＴＢ（複合三次歪み）などの雑音（雑音電力“Ｎ”）を発生する雑音源１０５と、この雑音源１０５から出力される雑音“Ｎ”と信号源１０４から出力された信号“Ｃ”とを加算する加算回路１０６とを備えた伝送路を想定し、これら信号源１０４、雑音源１０５、加算回路１０６によって雑音“Ｎ”と、信号成分“Ｃ”とを含むデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ”を生成し、これを受信信号としてＣＮ比測定装置１０３に供給するものとする。
【００２４】
また、ＣＮ比測定装置１０３として、雑音（雑音電力“Ｎm”）を生成する雑音源１０７と、オン状態にされているとき、雑音源１０７から出力される雑音“Ｎm”を通過するスイッチ回路１０８と、このスイッチ回路１０８を通過した雑音“Ｎm”の大きさを調整するアッテネータ回路（減衰回路）１０９と、このアッテネータ回路１０９から出力される雑音“Ｎm”と伝送路１０２から供給されたデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ”とを加算する加算回路１１０と、この加算回路１１０から出力されるデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ”またはデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ＋Ｎm”にバンドパス処理を行い、伝送路１０２の伝送帯域幅に対応する帯域幅にデジタル変調信号の帯域幅を制限するバンドパスフィルタ回路１１１と、このバンドパスフィルタ回路１１１から出力されるデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ”またはデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ＋Ｎm”の電力値を測定する電力測定回路１１２と、バンドパスフィルタ回路１１１から出力されるデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ＋Ｎm”を復調する復調回路１１３と、この復調回路１１３から出力される復調信号の誤り率“ｂ”を測定する誤り率測定回路１１４と、スイッチ回路１０８とアッテネータ回路１０９とを制御しながら、誤り率測定回路１１４から出力される誤り率“ｂ”、電力測定回路１１２から出力されるデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ”の電力値“Ｐa”、デジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ＋Ｎm”の電力値“Ｐb”に基づき、伝送路１０２を通過したデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ”のＣＮ比を演算する制御演算回路１１５とを備えたシステムを想定し、次に述べる手順で、伝送路１０２から出力されるデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ”のＣＮ比を演算するものとする。なお、上述のＮ，Ｎmはバンドパスフィルタ帯域内の電力を表すものとする。
【００２５】
まず、ＣＮ比測定装置１０３内に設けられたスイッチ回路１０８をオフ状態にしたまま、伝送路１０２から出力されるデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ”を取り込み、これをＣＮ比測定装置１０３の加算回路１１０→バンドパスフィルタ回路１１１なる経路でバンドパスフィルタ回路１１１に導き、帯域制限をかけた後、電力測定回路１１２に導いて、デジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ”の電力値を測定し、次式で定義される電力値“Ｐa”を制御演算回路１１５に供給する。
Ｐａ＝Ｃ＋Ｎ        …（３）
但し、Ｃ：デジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ”に含まれるキャリア成分の電力値
Ｎ：デジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ”に含まれる雑音成分の電力値
【００２６】
次に、制御演算回路１１５によって、スイッチ回路１０８をオン状態にするとともに、アッテネータ回路１０９の減衰率を調整して、伝送路１０２→ＣＮ比測定装置１０３の加算回路１１０なる経路で加算回路１１０に供給されるデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ”に、雑音“Ｎm”を加算する。
【００２７】
この後、加算回路１１０から出力されるデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ＋Ｎm”をバンドパスフィルタ回路１１１に導き、帯域制限をかけた後、デジタル復調回路１１３に導いて、このデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ＋Ｎm”を復調するとともに、この復調処理で得られた復調信号を誤り率測定回路１１４に導いて、復調信号の誤り率“ｂ”を測定し、これを制御演算回路１１５に供給する。
【００２８】
この際、誤り率“ｂ”があまり小さいと、誤りの個数が少なくなって、精度が低下し、また大き過ぎると、同期ずれなどが発生して、精度が低下してしまうことから、次式に示す推奨範囲に収まるように、アッテネータ回路１０９の減衰率を調整して、誤り率“ｂ”を調整する。
１０-1＞ｂ≧１０-７      …（４）
【００２９】
また、この処理と並行し、バンドパスフィルタ回路１１１から出力されるデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ＋Ｎm”を電力測定回路１１２に導いて、次式で定義されるデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ＋Ｎm”の電力値“Ｐb”を測定し、これを制御演算回路１１５に供給する。
Ｐｂ＝Ｃ＋Ｎ＋Ｎm      …（５）
但し、Ｃ：デジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ＋Ｎm”に含まれるキャリア成分の電力値
Ｎ：デジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ＋Ｎm”に含まれる雑音成分のうち、伝送路１０２で加算された雑音成分の電力値
Ｎm：デジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ＋Ｎm”に含まれる雑音成分のうち、  ＣＮ比測定装置１０３内で加算された雑音成分の電力値
【００３０】
そして、制御演算回路１１５によって、次に述べる演算を行って、伝送路１０２から供給されたデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ”のＣＮ比を演算する。
【００３１】
まず、次式に示す如く電力比“ｐ”を定義し、
ｐ＝Ｐa／（Ｐb−Ｐa）  …（６）
この（６）式に、（３）式、（５）式に示す各電力値“Ｐa”“Ｐb”を代入すると、次式を得ることができる。
0004048014.tif 000002
【００３２】
この後、理論的に得られる誤り関数Ｂｅｒ〔ｘ〕、または予め行った実験などに基づいて得られる誤り関数Ｂｅｒ〔ｘ〕のいずれかを使用して、次式に示す如く復調信号の誤り率“ｂ”と、デジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ＋Ｎm”のＣＮ比とを定義し、
ｂ＝Ｂｅｒ〔Ｃ／（Ｎ＋Ｎm）〕       …（８）
但し、Ｃ／（Ｎ＋Ｎm）：デジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ＋Ｎm”のＣＮ比
この（８）式の逆関数を演算すると、次式に示す如く復調信号の誤り率“ｂ”からデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ＋Ｎm”のＣＮ比を得ることができる。
Ｃ／（Ｎ＋Ｎm）＝Ｂｅｒ-1〔ｂ〕      …（９）
但し、Ｂｅｒ-１〔ｘ〕：誤り率“ｘ”からＣＮ比を求める逆関数
【００３３】
そして、次式に示す如くデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ＋Ｎm”のＣＮ比を定義し、
ｑ＝Ｂｅｒ-1〔ｂ〕    …（１０）
この（１０）式および上述した（６）式、（７）式、（９）式から、次式に示す条件で、
ｐ≠ｑ        …（１１）
次式に示す演算を行うと、
【数１】
0004048014.tif 000003
伝送路１０２で、雑音“Ｎ”が加算されたデジタル変調信号“Ｃ＋Ｎ”のＣＮ比を求めることができる。
【００３４】
また、次式に示す条件では、（６）式、（７）式、（９）式、（１０）式から、
ｐ＝ｑ        …（１３）
次式が成り立ち、
Ｃ／（Ｎ＋Ｎm）＝（Ｃ＋Ｎ）／Ｎｍ      …（１４）
この（１４）式を整理すれば、次式が得られる。
Ｎ（Ｃ＋Ｎ＋Ｎｍ）＝０                 …（１５）
【００３５】
そして、この（１５）式を構成する信号成分“Ｃ”、雑音“Ｎｍ”が次式に示す値であり、
Ｃ≠０           …（１６）
Ｎm≠０          …（１７）
次式が成り立つことから、
（Ｃ＋Ｎ＋Ｎm）≠０  …（１８）
この（１８）式および上述した（１５）式から、次式が成り立つ。
Ｎ＝０               …（１９）
【００３６】
したがって、デジタル変調信号のＣＮ比として、次式に示す値を得ることができる。
Ｃ／Ｎ＝∞      …（２０）
【００３７】
以下、制御演算回路１１５によって、アッテネータ回路１０９を制御して、加算回路１１０に供給される雑音“Ｎｍ”の値を順次、切り替えながら、上述した測定処理、演算処理を行った後、次式に示す平均加算演算を行わせて、デジタル変調信号のＣＮ比を平均化し、デジタル変調信号のＣＮ比の測定精度を高める。
Ｃ／ＮAV＝Ａｖｅｒａｇｅ〔［Ｃ／Ｎ］Nm〕    …（２１）
但し、Ｃ／ＮAV：デジタル変調信号の平均ＣＮ比
［Ｃ／Ｎ］Nm：各雑音“Ｎm”に対するデジタル変調信号のＣＮ比
Ａｖｅｒａｇｅ〔ｘ〕：変数“ｘ”を加算平均化する平均化関数
【００３８】
［第１の実施形態］
図１は上述した基本原理を使用した、本発明によるＣＮ比測定装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【００３９】
この図に示すＣＮ比測定装置１ａは、ＢＳデジタル放送波などを受信しているＢＳアンテナ（図示は省略する）などから出力されるデジタル受信信号を取り込む入力端子２と、この入力端子２に入力されたデジタル受信信号の周波数を変換して、中間周波数帯のデジタル変調信号を生成する周波数変換回路３と、雑音を生成する雑音源４と、オン状態にされているとき、雑音源４から出力される雑音を通過させるスイッチ回路５と、このスイッチ回路５を通過した雑音の大きさを調整するアッテネータ回路６と、このアッテネータ回路６から出力される雑音と周波数変換回路３から出力されるデジタル変調信号とを加算する加算回路７と、この加算回路７から出力されるデジタル変調信号にバンドパス処理を行って、ＢＳ放送波の伝送帯域幅に対応した帯域幅に制限するバンドパスフィルタ回路８とを備えている。
【００４０】
さらに、このＣＮ比測定装置１ａは、バンドパスフィルタ回路８から出力されるデジタル変調信号を２つに分ける分配回路９と、この分配回路９から出力される一方のデジタル変調信号を取り込んで、その電力値を測定する電力測定回路１０と、分配回路９から出力される他方のデジタル変調信号を取り込んで復調し、復調信号を生成する復調回路１１と、この復調回路１１から出力される復調信号の誤り率を測定する誤り率測定回路１２と、スイッチ回路５とアッテネータ回路６とを制御しながら、誤り率測定回路１２から出力されるデジタル変調信号の誤り率、電力測定回路１０から出力されるデジタル変調信号の電力値に基づき、入力端子２に入力されたデジタル受信信号のＣＮ比を演算する制御演算回路１３と、この制御演算回路１３で得られたＣＮ比などを表示する表示回路１４とを備えている。
【００４１】
そして、次に述べる手順で、伝送路を介して供給されるデジタル受信信号（デジタル変調信号）のＣＮ比を測定する。
【００４２】
まず、制御演算回路１３によって、スイッチ回路５がオフ状態にされたまま、周波数変換回路３によって、入力端子２に入力されているデジタル受信信号の周波数が変換されて、中間周波数帯のデジタル変調信号にされ、これが周波数変換回路３→加算回路７→バンドパスフィルタ回路８なる経路で、バンドパスフィルタ回路８に供給されて、帯域制限をかけられた後、分配回路９を介して、電力測定回路１０に導かれ、その電力値が測定され、これによって得られた電力値“Ｐａ”が制御演算回路１３に供給される。
【００４３】
この後、制御演算回路１３によって、スイッチ回路５がオン状態にされるとともに、アッテネータ回路６の減衰率が調整されて、加算回路７に供給されているデジタル変調信号に、雑音が加算された後、雑音を含むデジタル変調信号がバンドパスフィルタ回路８に供給され、帯域制限をかけられる。
【００４４】
次いで、帯域制限がかけられたデジタル変調信号が分配回路９を介して、復調回路１１に供給されて、復調処理された後、この復調処理で得られた復調信号が誤り率測定回路１２に供給されて、誤り率“ｂ”が測定され、これが制御演算回路１３に供給されるとともに、帯域制限がかけられたデジタル変調信号が分配回路９を介して、電力測定回路１０に導かれて、その電力値が測定され、これによって得られた電力値“Ｐｂ”が制御演算回路１３に供給される。
【００４５】
この後、制御演算回路１３によって、次式に示す演算が行われるとともに、
ｐ＝Ｐa／（Ｐb−Ｐa）     …（２２）
ｑ＝Ｂｅｒ-1〔ｂ〕        …（２３）
但し、ｂ：雑音を加算した後の受信信号の誤り率
ｐ：雑音を加算する前の受信信号電力値と加算した雑音電力の比
ｑ：雑音を加算した後の受信信号のＣＮ比
Ｐa：雑音を加算する前の受信信号の電力値
Ｐb：雑音を加算した後の受信信号の電力値
Ｂｅｒ-1〔ｂ〕：誤り率“ｂ”からＣＮ比を求める逆関数
上記（２２）式、（２３）式で得られた電力比“ｐ”と、雑音を加算したデジタル変調信号のＣＮ比“ｑ”との間に、次式が成り立つかどうかがチェックされる。
ｐ＝ｑ        …（２４）
【００４６】
そして、この（２４）式が成り立っていれば、デジタル変調信号のＣＮ比として、次式に示す値が選択されて、これがメモリに記憶される。
Ｃ／Ｎ＝∞    …（２５）
【００４７】
また、（２４）式が成り立っていなければ、次式に示す演算が行われ、これによって得られたデジタル変調信号のＣＮ比がメモリに記憶される。
Ｃ／Ｎ＝ｑ（１＋ｐ）／（ｐ−ｑ）    …（２６）
【００４８】
以下、制御演算回路１３によって、アッテネータ回路６が制御されて、加算回路７に供給される雑音の値が順次、切り替えられながら、上述した測定処理、演算処理が繰り返し、行われた後、次式に示す平均加算演算が行われて、デジタル変調信号のＣＮ比が平均化され、これによって得られた平均化済みのＣＮ比が表示回路１４に供給され、指定された表示形式で表示される。
Ｃ／ＮAV＝Ａｖｅｒａｇｅ〔［Ｃ／Ｎ］Nm〕    …（２７）
但し、Ｃ／ＮAV：デジタル変調信号の平均ＣＮ比
［Ｃ／Ｎ］Nm：各雑音“Ｎm”に対するデジタル変調信号のＣＮ比
Ａｖｅｒａｇｅ〔ｘ〕：変数“ｘ”を加算平均化させる平均化関数
【００４９】
このように、この第１の実施形態では、周波数変換回路３から出力されるデジタル変調信号を加算回路７→バンドパスフィルタ回路８→分配回路９→電力測定回路１０なる経路で、電力測定回路１０に導いて、電力値を測定し、次いで雑音源４によって雑音を生成しながら、スイッチ回路５、アッテネータ回路６を制御して、周波数変換回路３から出力されるデジタル変調信号に雑音を加算した後、加算回路７→バンドパスフィルタ回路８→分配回路９→電力測定回路１０なる経路で、電力測定回路１０に導いて、電力値を測定するとともに、加算回路７→バンドパスフィルタ回路８→分配回路９→復調回路１１なる経路で、復調回路１１に導いて、復調信号を生成した後、誤り率測定回路１２で誤り率を測定し、これによって得られた雑音を加算していないデジタル変調信号の電力値“Ｐa”、雑音を加算したデジタル変調信号の電力値“Ｐb”、雑音を加算したデジタル変調信号の誤り率“ｂ”に基づき、制御演算回路１３に（２２）式〜（２６）式に示す演算を行わせ、デジタル変調信号のＣＮ比を演算するようにしているので、ＢＳデジタル放送で使用されるデジタル信号、ＣＳデジタル放送で使用されるデジタル信号、デジタル通信で使用されるデジタル信号、携帯電話機などで使用されるＰＳＫ方式のデジタル信号、携帯電話機などで使用されるＣＤＭＡ方式のデジタル信号、ケーブルテレビで使用されるデジタル信号、電話モデム装置などで使用されるＱＡＭ方式のデジタル信号、地上デジタル放送で検討されているＯＦＤＭ方式のデジタル信号など、どのような変調方式で変調されたデジタル信号であっても、ＣＮ比を測定することができる。
【００５０】
また、この第１の実施形態では、雑音源４、スイッチ回路５、アッテネータ回路６、加算回路７、バンドパスフィルタ回路８、分配回路９、電力測定回路１０、復調回路１１、誤り率測定回路１２、制御演算回路１３を個々に作成して、これらを組み合わせるようにしているので、容易に入手可能なディスクリート部品で、ＣＮ比測定装置１ａを構築することができ、これによってどのような変調方式で変調されたデジタル信号であっても、カスタムＬＳＩ部品など特殊な部品を使用することなく、低コストで、ＣＮ比を測定することができる。
【００５１】
また、この第１の実施形態では、（２２）式〜（２６）式に示す演算式を使用して、デジタル変調信号のＣＮ比を演算するようにしているので、演算数を少なくすることができ、これによってどのような変調方式で変調されたデジタル信号であっても、ほぼリアルタイムでＣＮ比を測定することができる。
【００５２】
また、この第１の実施形態では、デジタル変調信号のＣＮ比を求めるとき、アッテネータ回路６の減衰率を順次、切り替えて得られたデジタル変調信号のＣＮ比を（２７）式で平均化するようにしているので、突発的なノイズなどの影響を取り除くことができ、これによってどのような変調方式で変調されたデジタル信号であっても、高い精度でＣＮ比を測定することができる。
【００５３】
［第２の実施形態］
図２は上述した基本原理を使用した、本発明によるＣＮ比測定装置の第２の実施形態を示すブロック図である。
【００５４】
この図に示すＣＮ比測定装置１ｂは、ＢＳアナログ放送波などを受信しているＢＳアンテナなどから出力されるアナログ受信信号を取り込む入力端子１５と、この入力端子１５に入力されたアナログ受信信号の周波数を変換して、中間周波数帯の変調信号を生成する周波数変換回路１６と、この周波数変換回路１６から出力される変調信号を予め設定されているサンプリング周期でサンプリングして、デジタル変調信号を生成するＡ／Ｄ変換回路１７と、このＡ／Ｄ変換回路１７から出力されるデジタル変調信号の電力値“Ｐa”を計測する処理、デジタル変調信号に対し、雑音を加算した後、電力値“Ｐb”を計測する処理、雑音が加算されたデジタル変調信号を復調して、誤り率“ｂ”を計測する処理、これらの処理で得られた各電力値“Ｐa”、“Ｐb”、誤り率“ｂ”を使用して、上述した制御演算回路１３と同様な演算式を用いて、デジタル変調信号のＣＮ比を求める処理、雑音の値を切り替えて、これらの処理を繰り返す処理、この処理で得られたデジタル変調信号のＣＮ比を平均化する処理などを行うデジタル信号処理回路１８と、このデジタル信号処理回路１８で得られたデジタル変調信号のＣＮ比を表示する表示回路１９とを備えている。
【００５５】
そして、周波数変換回路１６によって、入力端子１５に入力されたアナログ受信信号を取り込んで、周波数変換し、中間周波数帯の変調信号にした後、Ａ／Ｄ変換回路１７によってＡ／Ｄ変換し、デジタル信号にする。
【００５６】
この後、デジタル信号処理回路１８によって、Ａ／Ｄ変換回路１７から出力されるデジタル変調信号の電力値“Ｐa”を計測する処理、デジタル変調信号に対し、雑音を加算した後、電力値“Ｐb”を計測する処理、雑音が加算されたデジタル変調信号を復調して、誤り率“ｂ”を計測する処理、これらの処理で得られた各電力値“Ｐa”、“Ｐb”、誤り率“ｂ”を使用して、上述した制御演算回路１３と同様な演算式を使用して、デジタル変調信号のＣＮ比を求める処理、雑音の値を切り替えて、これらの処理を繰り返す処理、この処理で得られたデジタル変調信号のＣＮ比を平均化する処理などを行い、これによって得られたデジタル変調信号のＣＮ比をＡ／Ｄ変換に伴う補正を行って受信信号のＣＮ比として表示回路１９に表示する。
【００５７】
このように、この第２の実施形態では、デジタル信号処理回路１８によって、Ａ／Ｄ変換回路１７から出力されるデジタル変調信号の電力値“Ｐa”を計測する処理、デジタル変調信号に対し、雑音を加算した後、電力値“Ｐb”を計測する処理、雑音が加算されたデジタル変調信号を復調して、誤り率“ｂ”を計測する処理、これらの処理で得られた各電力値“Ｐa”、“Ｐb”、誤り率“ｂ”を使用して、上述した制御演算回路１３と同様な演算を行わせて、デジタル変調信号のＣＮ比を求める処理、雑音の値を切り替えて、これらの処理を繰り返す処理、この処理で得られたデジタル変調信号のＣＮ比を平均化する処理などを行うようにしているので、ＢＳアナログ放送で使用されるアナログ信号などのようなアナログ信号のＣＮ比を測定することができる。
【００５８】
また、この第２の実施形態では、デジタル信号処理回路１８によって、雑音源４、スイッチ回路５、アッテネータ回路６、加算回路７、バンドパスフィルタ回路８、分配回路９、電力測定回路１０、復調回路１１、誤り率測定回路１２、制御演算回路１３の機能を実現しているので、部品点数を少なくして、低コストでＣＮ比を測定することができる。
【００５９】
また、この第２の実施形態においても、（２２）式〜（２６）式に示す演算式を使用して、デジタル変調信号のＣＮ比を演算し、さらにデジタル変調信号のＣＮ比を求めるとき、雑音の減衰率を順次、切り替えて得られたデジタル変調信号のＣＮ比を（２７）式で平均化するようにしているので、突発的なノイズなどの影響を取り除きながら、ほぼリアルタイムでＣＮ比を測定することができる。
【００６０】
［第３の実施形態］
図３は上述した基本原理を使用した、本発明によるＣＮ比測定装置の第３の実施形態を示すブロック図である。なお、この図において、図２の各部と同じ部分には、同じ符号が付してある。
【００６１】
この図に示すＣＮ比測定装置１ｃが図２に示すＣＮ比測定装置１ｂと異なる点は、デジタル信号処理回路１８に代えて、このデジタル信号処理回路１８と同等な機能を実現するプログラムが格納されたＤＳＰ（デジタル信号処理プロセッサ）を使用して、Ａ／Ｄ変換回路１７から出力されるデジタル変調信号の電力値“Ｐa”を計測する処理、デジタル変調信号に対し、雑音を加算した後、電力値“Ｐb”を計測する処理、雑音が加算されたデジタル変調信号を復調して、誤り率“ｂ”を計測する処理、これらの処理で得られた各電力値“Ｐa”、“Ｐb”、誤り率“ｂ”を使用して、上述した制御演算回路１８と同様な演算を行って、デジタル変調信号のＣＮ比を求める処理、雑音の値を切り替えて、これらの処理を繰り返す処理、この処理で得られたデジタル変調信号のＣＮ比を平均化する処理などを行わせるようにしたことである。
【００６２】
このように、この第３の実施形態では、大規模ＬＳＩ素子によって構成されるＤＳＰ２０を使用して、デジタル信号処理回路１８と同等な機能を持たせるようにしているので、部品数を少なくしながら、低コストでＢＳアナログ放送で使用されるアナログ変調信号のＣＮ比を測定することができる。
【００６３】
また、この第３の実施形態においても、（２２）式〜（２６）式に示す演算式を使用して、デジタル変調信号のＣＮ比を演算し、さらにデジタル変調信号のＣＮ比を求めるとき、雑音の減衰率を順次、切り替えて得られたデジタル変調信号のＣＮ比を（２７）式で平均化するようにしているので、突発的なノイズなどの影響を取り除きながら、ほぼリアルタイムでＣＮ比を測定することができる。
【００６４】
［第４の実施形態］
図４は上述した基本原理を使用した、本発明によるＣＮ比測定装置の第３の実施形態を示すブロック図である。なお、この図において、図２の各部と同じ部分には、同じ符号が付してある。
【００６５】
この図に示すＣＮ比測定装置１ｄが図２に示すＣＮ比測定装置１ｂと異なる点は、デジタル信号処理回路１８に代えて、このデジタル信号処理回路１８と同等な機能を実現するプログラムが格納されたＣＰＵ（中央処理ユニット）２１を使用して、Ａ／Ｄ変換回路１７から出力されるデジタル変調信号の電力値“Ｐa”を計測する処理、デジタル変調信号に対し、雑音を加算した後、電力値“Ｐb”を計測する処理、雑音が加算されたデジタル変調信号を復調して、誤り率“ｂ”を計測する処理、これらの処理で得られた各電力値“Ｐa”、“Ｐb”、誤り率“ｂ”を使用して、上述した制御演算回路１８と同様な演算を行って、デジタル変調信号のＣＮ比を求める処理、雑音の値を切り替えて、これらの処理を繰り返す処理、この処理で得られたデジタル変調信号のＣＮ比を平均化する処理などを行わせるようにしたことである。
【００６６】
このように、この第４の実施形態では、大規模ＬＳＩ素子によって構成されるＣＰＵ２１を使用して、デジタル信号処理回路の機能と同等な機能を持たせるようにしているので、適切なＤＳＰ２０が開発されていないときでも、部品数を少なくしながら、低コストでＢＳアナログ放送で使用されるアナログ変調信号のＣＮ比を測定することができる。
【００６７】
また、この第４の実施形態においても、（２２）式〜（２６）式に示す演算式を使用して、デジタル変調信号のＣＮ比を演算し、さらにデジタル変調信号のＣＮ比を求めるとき、雑音の減衰率を順次、切り替えて得られたデジタル変調信号のＣＮ比を（２７）式で平均化するようにしているので、突発的なノイズなどの影響を取り除きながら、ほぼリアルタイムでＣＮ比を測定することができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、請求項１のＣＮ比測定装置では、ＢＳデジタル放送で使用されるデジタル信号、ＣＳデジタル放送で使用されるデジタル信号、デジタル通信で使用されるデジタル信号、携帯電話機などで使用されるＰＳＫ方式のデジタル信号、携帯電話機などで使用されるＣＤＭＡ方式のデジタル信号、ケーブルテレビで使用されるデジタル信号、電話モデム装置などで使用されるＱＡＭ方式のデジタル信号、地上デジタル放送で検討されているＯＦＤＭ方式のデジタル信号など、どのような変調方式で変調されたデジタル信号であっても、ＣＮ比を測定することができる。
【００６９】
請求項２のＣＮ比測定装置では、演算数を低く抑えることができるので、どのような変調方式で変調されたデジタル信号であっても、ほぼリアルタイムでＣＮ比を測定することができる。
【００７０】
請求項３のＣＮ比測定装置では、突発的なノイズなどの影響を取り除くことができるので、どのような変調方式で変調されたデジタル信号であっても、ＣＮ比を高い精度で測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＣＮ比測定装置の第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】本発明によるＣＮ比測定装置の第２の実施形態を示すブロック図である。
【図３】本発明によるＣＮ比測定装置の第３の実施形態を示すブロック図である。
【図４】本発明によるＣＮ比測定装置の第４の実施形態を示すブロック図である。
【図５】ＣＮ比と、誤り率と、誤り率関数との関係を示すグラフである。
【図６】本発明によるＣＮ比測定装置の基本原理を説明するブロック図である。
【符号の説明】
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ：ＣＮ比測定装置
２，１５：入力端子
３，１６：周波数変換回路
４：雑音源（雑音加算部、ディスクリート部品）
５：スイッチ回路（雑音加算部、ディスクリート部品）
６：アッテネータ回路（雑音加算部、ディスクリート部品）
７：加算回路（雑音加算部、ディスクリート部品）
８：バンドパスフィルタ回路
９：分配回路
１０：電力測定回路（電力値測定部、ディスクリート部品）
１１：復調回路（復調／誤り率測定部、ディスクリート部品）
１２：誤り率測定回路（復調／誤り率測定部、ディスクリート部品）
１３：制御演算回路（ＣＮ比演算部、ディスクリート部品）
１４，１９：表示回路
１７：Ａ／Ｄ変換回路
１８：デジタル信号処理回路（雑音加算部、電力値測定部、ＣＮ比演算部、ディスクリート部品）
２０：ＤＳＰ（雑音加算部、電力値測定部、ＣＮ比演算部）
２１：ＣＰＵ（雑音加算部、電力値測定部、ＣＮ比演算部）
【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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【図６】
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