(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ．被測定信号を所定の時間間隔でＡＤ変換するＡＤ変換ステップと、
Ｂ．このＡＤ変換ステップでＡＤ変換されたサンプルデータを任意の数記憶する第１記憶ステップと、
Ｃ．この第１記憶ステップで取り込まれたサンプルデータのサンプリングタイミングから任意のタイミングが経過した時点のサンプルデータを任意の数取り込む第２記憶ステップと、
Ｄ．上記第１記憶ステップと第２記憶ステップで取り込んだ複数の区間のサンプルデータを利用してデジタル変調信号のキャリア周波数誤差を算出するキャリア周波数誤差算出ステップと、
を実行することを特徴とするデジタル変調信号の評価方法。
【請求項２】
請求項１記載のデジタル変調信号の評価方法において、上記第１記憶ステップ及び第２記憶ステップの他に任意の数の記憶ステップを実行し、各記憶ステップで取り込んだサンプルデータを利用してデジタル変調信号のキャリア周波数誤差を算出することを特徴とするデジタル変調信号の評価方法。
【請求項３】
Ａ．正確な周期で発振する基準クロック源と、
Ｂ．この基準クロック源から出力されるクロックにより被測定デジタル変調信号を所定の時間間隔でＡＤ変換するＡＤ変換器と、
Ｃ．このＡＤ変換器でＡＤ変換されたサンプルデータを任意の個数記憶する第１メモリと、
Ｄ．この第１メモリに記憶したサンプルデータの生成タイミングより任意のタイミング経過したタイミングのサンプルデータを任意の個数記憶する第２メモリと、
Ｅ．上記第１メモリと第２メモリに取り込まれたサンプルデータを用いて被測定信号のキャリア周波数誤差を算出する演算処理手段と、
によって構成したことを特徴とするデジタル変調信号評価装置。
【請求項４】
請求項３記載のデジタル変調信号評価装置において、
上記第１メモリと第２メモリはこれら第１メモリと第２メモリに取り込むべきサンプルデータ数以上の容量を持つメモリで構成され、このメモリのアドレス領域内を第１メモリと第２メモリに仕分けして構成し、第１メモリと第２メモリ間のアドレス数によって上記第１メモリと第２メモリに取り込んだサンプリングデータの離間時間を規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５】
請求項３記載のデジタル変調信号評価装置において、
上記第１メモリと第２メモリはそれぞれが取り込むべきサンプルデータの数に対応する容量のメモリで構成し、第１メモリに対するサンプリングデータの取り込み終了後に上記ＡＤ変換器から出力されるサンプリングデータの数を計数手段で計数し、この計数値が所定数に達したタイミングから上記第２メモリにサンプリングデータを取り込む構成としたことを特徴とするデジタル変調信号評価装置。
【請求項６】
請求項３乃至５記載のデジタル変調信号評価装置の何れかにおいて、上記第１メモリ及び第２メモリに加えて任意の数のメモリを設け、上記演算手段は上記各メモリに記憶したサンプリングデータを利用してデジタル変調信号のキャリア周波数誤差を算出する構成としたことを特徴とするデジタル変調信号評価装置。
【請求項７】
請求項３乃至６記載のデジタル変調信号評価装置の何れかにおいて、上記演算手段は上記複数のメモリに記憶したサンプリングデータを用いてキャリア周波数誤差とシンボルレート誤差を算出する構成としたことを特徴とするデジタル変調信号評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、移動通信などに用いられている例えばＣＤＭＡ（コード分割多元接続）方式のようなデジタル変調信号の波形品質を評価するデジタル変調信号評価方法及びこの評価方法を用いたデジタル変調信号評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ移動通信の基地局より放射される電波の評価パラメータ、つまり出力タイミング誤差Δτi 、位相オフセット誤差Δθi 、キャリア周波数誤差Δω等を測定する従来の方法は例えばＨｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋｏｒｄ  Ｊｏｕｒｎａｌ  Ｆｅｂ、１９９６、ｐｐ．７３〜９３“Ｏｖｅｒｖｉｅｗ  ｏｆ  Ｃｏｄｅ−Ｄｏｍａｉｎ  Ｐｏｗｅｒ，Ｔｉｍｉｎｇ  ａｎｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ”に示されている。
【０００３】
従来の評価装置では被測定信号をＡＤ変換し、このＡＤ変換したサンプリングデータをメモリに取り込み、メモリに取り込んだサンプリングデータを利用して出力タイミング誤差Δτi 、位相オフセット誤差Δθi 、キャリア周波数誤差Δω等を演算手段によって算出する構成とされる。
ここでキャリア周波数誤差について簡単に説明する。図６は位相誤差パラメータθ0 が時間Ｔの経過と共に序々に変化していく様を示している。位相誤差パラメータθ0 はデジタル変調されたシンボル点の位置が時間Ｔの経過に従って序々に正方向又は負方向に変移していく様子を指し、その変移する速度（傾斜θ01／Ｔ0 ）がキャリア周波数誤差として規定される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のキャリア周波数誤差の算出方法は図６に示す一定区間Ｔ0 に含まれる各サンプル点のデータ（ＡＤ変換したデータ）を利用してキャリア周波数誤差或はシンボルレート誤差等の変調パラメータを算出している。これらの変調パラメータの算出精度は短かい時間では周波数変移がわずかしか発生しないから演算に利用するサンプルデータの数、つまり図６に示す時間Ｔ0 を長く採る程演算精度が向上する。
【０００５】
従って従来は大容量のメモリを用意し、多くの数のサンプルデータをメモリに取り込んで演算処理し、精度の向上を達している。
然し乍ら、サンプルデータの数が多くなるのに伴なって演算手段における演算処理量が増大し、これにより演算処理に要する時間が長くなり結果が出るまでの時間が長くなる欠点が生じる。
【０００６】
この発明の目的はキャリア周波数誤差の算出精度の向上と、算出に要する時間を短かくすることができるデジタル変調信号評価方法と、デジタル変調信号評価装置を提案しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明ではデジタル変調された被測定信号を所定の時間間隔でＡＤ変換するＡＤ変換ステップと、
このＡＤ変換ステップでＡＤ変換されたサンプリングデータを所定の個数記憶する第１記憶ステップと、
この第１記憶ステップで取り込まれたサンプリングデータのサンプリングタイミングから任意のタイミングが経過した時点のサンプリングデータを任意の数取り込む第２記憶ステップと、
第１記憶ステップと第２記憶ステップで取り込んだ複数の区間のサンプルデータを利用してデジタル変調信号のキャリア周波数誤差を算出するキャリア周波数誤差算出ステップと、
を実行することを特徴とするデジタル変調信号評価方法を提案するものである。
【０００８】
この発明では更に正確な周期で発振する基準クロック源と、
この基準クロック源から出力されるクロックにより被測定デジタル変調信号を所定の時間間隔でＡＤ変換するＡＤ変換器と、
このＡＤ変換器でＡＤ変換されたサンプルデータを任意の個数記憶する第１メモリと、
この第１メモリに記憶したサンプルデータの生成タイミングより任意のタイミング経過したタイミングのサンプルデータを任意の個数記憶する第２メモリと、
第１メモリと第２メモリに取り込まれたサンプルデータを用いて被測定信号のキャリア周波数誤差を算出する演算処理手段と、
によって構成したデジタル変調信号評価装置を提案するものである。
【０００９】
この発明によるデジタル変調信号評価方法及びこの評価方法を用いたデジタル変調信号評価装置によれば第１メモリ及び第２メモリに取り込まれるサンプルデータは互に時間的に離れて存在するサンプルデータ群を利用して被変調信号のキャリア周波数誤差を算出する方法を採るから、演算に利用するサンプルデータの数が少なくても算出されるキャリア周波数誤差の精度を向上させることができる利点が得られる。この結果演算に要する時間を短かくできることと、演算精度及び分解能の向上の双方を満すことができる利点が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１にこの発明によるデジタル変調信号の評価方法を用いたデジタル変調信号評価装置の実施例を示す。図中１０はこの発明によるデジタル変調信号評価装置を示す。デジタル変調信号評価装置１０の前段側には直交変換器２０と、ＡＤ変換器３０とが継続接続される。
【００１１】
直交変換器２０は入力端子２１に入力される中間周波信号に変換されたデジタル変調信号に互いに９０°の位相差を持つローカル信号ＬＯ及びＬＯ′を乗算し、互いに直交する複素ベースバンド信号ＩとＱを生成する。
複素ベースバンド信号ＩとＱはそれぞれこの例ではバンドパスフィルタＬＰＦ１とＬＰＦ２で帯域制限し、その帯域制限した複素ベースバンド信号ＩとＱをＡＤ変換器３０Ａと３０Ｂに入力し、ＡＤ変換すると共に、そのＡＤ変換したベースバンド信号をメモリ１１に格納する。
【００１２】
この発明においてはＡＤ変換器３０Ａ，３０Ｂにサンプリングのタイミングを与えるクロック源３１を安定性の高いクロック発振器を用い、長期にわたって周期が変動しないクロックによってＡＤ変換器３０Ａと３０Ｂを駆動させ、変調信号をＡＤ変換する。
更に、図２に示すようにＡＤ変換したサンプルデータ（デジタル信号）を所定個数第１メモリ１１Ａに取り込み、この第１メモリ１１Ａに取り込んだサンプルデータの生成タイミングから任意のタイミングが経過したタイミングで第２メモリ１１Ｂにサンプルデータを取り込む。第１メモリ１１Ａと第２メモリ１１Ｂに取り込んだサンプルデータをＡ区間のブロック、Ｂ区間のブロックと称するものとすると、Ａ区間のブロックとＢ区間のブロックをそれぞれ読み出し、そのブロックを演算処理手段１２に供給してキャリア周波数誤差Δωと例えば位相誤差θ0 を演算により算出する。
【００１３】
図２に示す例ではシンボル点番号（ｋ＝０）〜（ｋ＝Ｎ）をＡ区間とし、（ｋ＝Ｌ）〜（ｋ＝Ｍ）をＢ区間とした場合を示す、これらのＡ区間とＢ区間の間のサンプル数Ｊの数が大きい程算出されるキャリア周波数誤差Δω及びその他の変調パラメータの精度を向上することができる。
サンプル数の一例としては（ｋ＝０）〜（ｋ＝Ｍ）の間のサンプル数を１０２８点、Ａ区間及びＢ区間のサンプル数をそれぞれ１００点とすることができる。
【００１４】
第１メモリと第２メモリのサンプルデータの取込方法としては図３に示す例では大容量メモリ１１に全てのサンプルデータを記憶させ、この記憶されたサンプルデータをサンプル番号（シンボル点番号とも云う）（ｋ＝０）〜（ｋ＝Ｎ）と（ｋ＝Ｌ）〜（ｋ＝Ｍ）に従って読み出すように構成する方法と、
図４に示すように予め予定した容量の第１メモリ１１Ａと第２メモリ１１Ｂを用意し、第１メモリ１１Ａにサンプル点番号（ｋ＝０）〜（ｋ＝Ｎ）のサンプルデータを取り込んだタイミングをカウンタ３２で検出し、この検出出力でスイッチ３３を切断してＡＤ変換器３０の動作を一時停止させ、カウンタ３２がシンボル点番号ｋ＝Ｌに到達した状態を検出したタイミングでスイッチ３３をオンの状態に戻し、再びＡＤ変換動作させてＢ区間のサンプルデータを第２メモリ１１Ｂに記憶させるように構成することもできる。
【００１５】
図５にこの発明の要部となる演算処理装置１２の概略の構成を示す。この演算処理手段１２はコンピュータによって構成することができる。演算処理手段１２の出力側には評価の結果を表示する表示器４０が接続される。
演算処理手段１２は復調手段１３と、送信データ系列再生手段１４と、理想信号生成手段１５と、係数行列計算手段１６と、連立一次方程式演算手段１７とによって構成される。
【００１６】
復調手段１３にはメモリ１１から読み出されるデジタルの複素ベースバンド信号ＩとＱが入力され復調される。その復調信号は送信データ系列再生手段１４に入力され、この送信データ系列再生手段１４で送信データ系列を再生する。
送信データ系列再生手段１４にて再生された送信データ系列を理想信号生成手段１５に入力し、この理想信号生成手段１５で理想信号Ｒ（ｋ）（ｋはシンボル点番号）を生成する。理想信号生成手段１５で生成した理想信号Ｒ（ｋ）を係数行列計算手段１６に入力する。
【００１７】
係数行列計算手段１６は入力される被測定信号Ｚ（ｋ）をも取り込み、係数行列計算手段１６で被測定信号Ｚ（ｋ）と理想信号Ｒ（ｋ）との差である誤差ベクトルεの振幅の２乗を指定区間に渡って加えた値を小さくする様に、例えば位相誤差θ0 とキャリア周波数誤差Δωとを推定するための連立一次方程式の係数行列を求める。
【００１８】
係数行列計算手段１６で係数行列が求められると、その係数行列を連立一次方程式演算手段１７に送り込み、係数行列により連立一次方程式を演算し、連立一次方程式を解くことにより、位相誤差パラメータθ0 、キャリア周波数誤差Δω等の変調誤差を求めることができる。
ここで係数行列計算手段１６で求める係数行列の求め方の概要を説明する。係数行列計算手段１６では上述したように被測定信号Ｚ（ｋ）と、理想信号Ｒ（ｋ）との差である誤差ベクトルεの振幅の２乗を指定区間に渡って加えた値が最小となる様に変調パラメータΔω、θ0 の値を決める。この解法には最小二乗法が用いられる。
【００１９】
一般的には次式が最小二乗法の対象とされる定義式である。
【００２０】
【数１】
0004173248.tif 000002
従来よりこの式が定義されていた。
ここで、
ｋ：各シンボル判定点の番号
このε2 が最小二乗法の対象となる。
【００２１】
この発明ではこの定義式を２つのブロックに分割する場合に置き換える。
第一のブロックをサンプリング番号ｋを使って
ｋ＝０〜Ｎまでとする。
第二のブロックをＬだけ離れたタイミングとして
ｋ＝Ｌ〜Ｍまでとする。すると、ｋについての加算の範囲が変更される。
【００２２】
【数２】
0004173248.tif 000003
このように二つのブロックに分割して定義する。
【００２３】
【数３】
0004173248.tif 000004
【００２４】
【数４】
0004173248.tif 000005
【００２５】
【数５】
0004173248.tif 000006
【００２６】
【数６】
0004173248.tif 000007
パラメータが２つで、式が２つであるから連立方程式を解けばよい。
数式を
ａ11・Δω＋ａ12・θ0 ＝ｂ1 
ａ21・Δω＋ａ22・θ0 ＝ｂ2 
とおく。
【００２７】
【数７】
0004173248.tif 000008
従って、図５に示した連立一次方程式演算手段１７では
0004173248.tif 000009
の行列演算を実行して各変調パラメータΔωとθ0 を求めることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によればＡＤ変換したサンプルデータの中の時間的に離れたデータブロックを利用して演算処理し、変調パラメータを算出したから、特に短時間ではわずかな量しか変化しないキャリア周波数誤差でも、大きな変化量としてとらえることができるから、測定精度を向上することができる。
【００２９】
然も実際に演算に用いるサンプルデータの数は少なくて済むから演算処理に要する時間を短かくできる利点が得られ、短時間に評価結果を得ることができる優れた効果を得ることができる。
尚、上述ではこの発明をキャリア周波数誤差Δωと位相誤差θ0 を求める場合に適用した例を説明したが、その他の変調パラメータを求めることにもこの発明を適用できる。特にシンボルレート誤差の測定に適用することにより、キャリア周波数誤差と同様の作用効果を得ることができる。
【００３０】
また、上述の実施例ではデータブロックをＡとＢの２つのブロックとした場合を説明したが、データブロックの数は２つに制限されるものでなく２以上の任意のデータブロックのデータを用いても同様の作用効果を得ることができる。更に各データブロックに格納するサンプルデータの数は上述では１００点とした場合を説明したが、１００点に限られるものでなく、極端には１点でも演算処理を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるデジタル変調信号評価方法とこの評価方法を用いた評価装置の概要を説明するためのブロック図。
【図２】この発明によるデジタル変調信号評価方法に用いるデータブロックを説明するためのタイミングチャート。
【図３】この発明によるデジタル変調信号評価方法に用いるデータブロックの取得方法の一例を示すブロック図。
【図４】図３の他の例を説明するためのブロック図。
【図５】この発明の要部となる演算処理手段の構成の概要を説明するためのブロック図。
【図６】従来の技術を説明するためのグラフ。
【符号の説明】
１０    デジタル変調信号評価装置
１１    メモリ
１１Ａ    第１メモリ
１１Ｂ    第２メモリ
１２    演算処理手段
１３    復調手段
１４    送信データ系列再生手段
１５    理想信号生成手段
１６    係数行列計算手段
１７    連立一次方程式演算手段
２０    直交変換器
３０    ＡＤ変換器
３１    クロック源
３２    カウンタ
３３    スイッチ
４０    表示器
【図１】
0004173248.tif 000010
【図２】
0004173248.tif 000011
【図３】
0004173248.tif 000012
【図４】
0004173248.tif 000013
【図５】
0004173248.tif 000014
【図６】
0004173248.tif 000015