JP2019012985A - 変調方式検出装置及びそれを備えた測定装置並びに変調方式検出方法及び測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多値の直交振幅変調方式で変調された信号であっても、その変調方式を短時間かつ正確に検出することができる変調方式検出装置を提供する。【解決手段】変調方式検出装置３０は、実軸成分及び虚軸成分の振幅の分散値を算出する分散値算出部３３と、入力信号の変調方式が４値よりも大きい多値の直交振幅変調方式であるか否かを判断する多値判断部３４ａと、多値の直交振幅変調方式であると判断された場合に、実軸成分及び虚軸成分のデータに基づく入力信号の信号点配置を変調ランクを下げた信号点配置に変換する信号点配置変換部５０と、４値の直交振幅変調方式により変調された信号の振幅の分散値及び信号対雑音比に基づいて予め定められた第１の閾値と、４値の信号点配置に変換された場合の信号の振幅の分散値及び信号対雑音比に基づいて予め定められた第２の閾値とによって変調方式を検出する変調方式検出部３４と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、２^Ｍ値（Ｍ＝２，４，６，８，・・・）の直交振幅変調方式のいずれか１つにより変調された入力信号の変調方式を検出する変調方式検出装置及びそれを備えた測定装置並びに変調方式検出方法及び測定方法に関する。

従来、この種の装置としては、特許文献１に記載された変調方式識別装置が知られている。特許文献１に記載された従来のものは、ＩＱ直交座標上のシンボル点の座標を検出するシンボル点検出手段と、全てのシンボル点間の位相差を求める位相差算出手段と、位相差の度数分布を作成する位相差分布作成手段と、位相差の度数分布と理想シンボル点間の位相差の分布との特徴とを比較して識別対象信号の変調方式を特定する判定手段と、を備えている。

この構成により、多少の周波数ずれや低Ｓ／Ｎの状況でも変調方式を正確に識別できると特許文献１には記載されている。なお、特許文献１の実施形態では、対象とする変調方式として、ＢＰＳＫ（信号点２個）、ＱＰＳＫ（信号点４個）及び８ＰＳＫ（信号点８個）が挙げられている。

特開２００８−５４１８６号公報

しかしながら、従来のものでは、シンボル点の座標を検出して全てのシンボル点間の位相差を順次求める処理を行っているので、信号点が比較的少ない変調方式では有効ではあったが、信号点が多くなるほど処理負荷が増大するとともに、ノイズの影響を受けやすくなるという課題があった。

具体的には、例えば、１６値や６４値、２５６値といった多値の直交振幅変調方式の検出に従来の技術を適用しようとすると、処理負荷が増大して変調方式の検出に長時間を要し、また、ノイズの影響を受けて変調方式の検出が正確にできないという課題があった。

本発明は、前述のような事情に鑑みてなされたものであり、多値の直交振幅変調方式で変調された信号であっても、その変調方式を従来よりも短時間かつ正確に検出することができる変調方式検出装置及びそれを備えた測定装置並びに変調方式検出方法及び測定方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る変調方式検出装置は、２^Ｍ値（Ｍ＝２，４，６，８，・・・）の直交振幅変調方式（ＱＡＭ）のいずれか１つにより変調された入力信号（ｂ）の変調方式を検出する変調方式検出装置（３０）であって、前記入力信号に含まれる実軸成分及び虚軸成分の振幅を算出する振幅算出手段（３２）と、前記振幅算出手段により算出された前記振幅の分散値を算出する振幅分散値算出手段（３３）と、前記入力信号の変調方式が４値よりも大きい多値の直交振幅変調方式であるか否かを判断する多値判断手段（３４ａ）と、前記多値判断手段により前記入力信号の変調方式が前記多値の直交振幅変調方式であると判断された場合に、前記実軸成分及び前記虚軸成分のデータに基づく前記入力信号の信号点配置を変調ランクを下げた信号点配置に変換する信号点配置変換手段（５０）と、前記４値の直交振幅変調方式により変調された信号の振幅の分散値及び前記入力信号の信号対雑音比に基づいて予め定められた第１の閾値（閾値（２））と、前記信号点配置変換手段により前記４値の信号点配置に変換された場合の信号の振幅の分散値及び前記入力信号の前記信号対雑音比に基づいて予め定められた第２の閾値（閾値（４）、（６）、（８）、・・・）と、を記憶する閾値記憶手段（４０）と、前記第１及び前記第２の閾値に基づいて前記入力信号の前記変調方式を検出する変調方式検出手段（３４）と、を備えた構成を有している。

この構成により、本発明の請求項１に係る変調方式検出装置は、４値の直交振幅変調方式により変調された信号の振幅の分散値及び入力信号の信号対雑音比に基づいて予め定められた第１の閾値と、多値の信号点配置が４値の信号点配置に変換された場合の信号の振幅の分散値及び入力信号の信号対雑音比に基づいて予め定められた第２の閾値とによって入力信号の変調方式を検出する。

すなわち、本発明の請求項１に係る変調方式検出装置は、従来のもののように、全てのシンボル点間の位相差を順次求める処理を行わない。また、本発明の請求項１に係る変調方式検出装置は、入力信号の信号対雑音比に基づいた閾値によって入力信号の変調方式を検出するのでノイズを考慮した正確な検出ができる。

したがって、本発明の請求項１に係る変調方式検出装置は、多値の直交振幅変調方式で変調された信号であっても、その変調方式を従来よりも短時間かつ正確に検出することができる。

本発明の請求項２に係る変調方式検出装置は、前記信号点配置変換手段は、前記実軸成分及び前記虚軸成分をそれぞれ表す互いに直交した実軸及び虚軸を含み第１象限から第４象限までを有する複素平面において、前記第１象限から前記第４象限までのいずれか１つの象限に他の象限の信号点を折り畳むことにより前記１つの象限に前記信号点を集める信号点折畳手段（５１）と、前記信号点折畳手段により前記１つの象限に集められた信号点を前記複素平面の原点を中心とした位置に移動する信号点移動手段（５２）と、を備えた構成を有している。

この構成により、本発明の請求項２に係る変調方式検出装置は、簡易な構成で、多値の信号点配置を変調ランクを下げた信号点配置に変換することができる。

本発明の請求項３に係る変調方式検出装置は、前記閾値記憶手段は、前記入力信号の前記信号対雑音比と前記第１及び前記第２の閾値とを対応させた閾値テーブル（４２）と、前記信号対雑音比を推定する信号対雑音比推定手段（４１）と、前記信号対雑音比推定手段により推定された前記信号対雑音比及び前記閾値テーブルに基づいて前記第１及び前記第２の閾値を決定する閾値決定手段（４３）と、を備えた構成を有している。

この構成により、本発明の請求項３に係る変調方式検出装置は、信号対雑音比が比較的高い場合であっても、その変調方式を従来よりも短時間かつ正確に検出することができる。

本発明の請求項４に係る測定装置は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の変調方式検出装置を備え、被測定装置（１）から入力した入力信号（ａ）を測定する測定装置（１０）であって、入力した前記入力信号をベースバンド信号にダウンコンバートするダウンコンバート手段（２１）と、ダウンコンバートされた前記ベースバンド信号の直交振幅変調方式を前記変調方式検出装置が検出した情報信号（ｃ）に基づいて前記ベースバンド信号を復調して復調信号（ｄ）を出力する復調信号出力手段（１１）と、出力された前記復調信号を測定する測定手段（１２）と、を備えた構成を有している。

この構成により、本発明の請求項４に係る測定装置は、変調方式検出装置を備えるので、入力信号が多値の直交振幅変調方式で変調された信号であっても、その入力信号の変調方式を従来よりも短時間かつ正確に検出して測定することができる。

本発明の請求項５に係る変調方式検出方法は、２^Ｍ値（Ｍ＝２，４，６，８，・・・）の直交振幅変調方式（ＱＡＭ）のいずれか１つにより変調された入力信号（ｂ）の変調方式を検出する変調方式検出方法であって、前記入力信号に含まれる実軸成分及び虚軸成分の振幅を算出する振幅算出ステップ（Ｓ１６）と、前記振幅算出ステップにより算出された前記振幅の分散値を算出する振幅分散値算出ステップ（Ｓ１７）と、前記入力信号の変調方式が４値よりも大きい多値の直交振幅変調方式であるか否かを判断する多値判断ステップ（Ｓ１８）と、前記多値判断ステップにより前記入力信号の変調方式が前記多値の直交振幅変調方式であると判断された場合に、前記実軸成分及び前記虚軸成分のデータに基づく前記入力信号の信号点配置を変調ランクを下げた信号点配置に変換する信号点配置変換ステップ（Ｓ２０）と、前記４値の直交振幅変調方式により変調された信号の振幅の分散値及び前記入力信号の信号対雑音比に基づいて予め定められた第１の閾値（閾値（２））と、前記信号点配置変換ステップにより前記４値の信号点配置に変換された場合の信号の振幅の分散値及び前記入力信号の前記信号対雑音比に基づいて予め定められた第２の閾値（閾値（４）、（６）、（８）、・・・）と、を記憶する閾値記憶ステップ（Ｓ１１）と、前記第１及び前記第２の閾値に基づいて前記入力信号の前記変調方式を検出する変調方式検出ステップ（Ｓ２１）と、を含む構成を有している。

この構成により、本発明の請求項５に係る変調方式検出方法は、４値の直交振幅変調方式により変調された信号の振幅の分散値及び入力信号の信号対雑音比に基づいて予め定められた第１の閾値と、多値の信号点配置が４値の信号点配置に変換された場合の信号の振幅の分散値及び入力信号の信号対雑音比に基づいて予め定められた第２の閾値とによって入力信号の変調方式を検出する。

すなわち、本発明の請求項５に係る変調方式検出方法は、従来のもののように、全てのシンボル点間の位相差を順次求める処理を行わない。また、本発明の請求項５に係る変調方式検出方法は、入力信号の信号対雑音比に基づいた閾値によって入力信号の変調方式を検出するのでノイズを考慮した正確な検出ができる。

したがって、本発明の請求項５に係る変調方式検出方法は、多値の直交振幅変調方式で変調された信号であっても、その変調方式を従来よりも短時間かつ正確に検出することができる。

本発明の請求項６に係る測定方法は、請求項５に記載の変調方式検出方法を含み、被測定装置（１）から入力した入力信号（ａ）を測定する測定方法であって、入力した前記入力信号をベースバンド信号にダウンコンバートするダウンコンバートステップ（Ｓ１３）と、ダウンコンバートされた前記ベースバンド信号の直交振幅変調方式を前記変調方式検出装置が検出した情報信号（ｃ）に基づいて前記ベースバンド信号を復調して復調信号（ｄ）を出力する復調信号出力ステップ（Ｓ１４）と、出力された前記復調信号を測定する測定ステップ（Ｓ２３）と、を含む構成を有している。

この構成により、本発明の請求項６に係る測定方法は、変調方式検出方法を含むので、入力信号が多値の直交振幅変調方式で変調された信号であっても、その入力信号の変調方式を従来よりも短時間かつ正確に検出して測定することができる。

本発明は、多値の直交振幅変調方式で変調された信号であっても、その変調方式を従来よりも短時間かつ正確に検出することができるという効果を有する変調方式検出装置及びそれを備えた測定装置並びに変調方式検出方法及び測定方法を提供することができるものである。

本発明に係る測定装置の一実施形態におけるブロック構成図である。 本発明に係る測定装置の一実施形態において、変調方式が１６ＱＡＭ方式である場合における信号点配置変換部の機能説明図である。 本発明に係る測定装置の一実施形態において、変調方式が６４ＱＡＭ方式である場合における信号点配置変換部の機能説明図である。 本発明に係る測定装置の一実施形態において、変調方式が６４ＱＡＭ方式である場合における信号点配置変換部の機能説明図である。 本発明に係る測定装置の一実施形態において、信号対雑音比と分散値との関係を模式的に示す図である。 本発明に係る測定装置の一実施形態における閾値テーブルの一例を示す図である。 本発明に係る測定装置の一実施形態におけるフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。

まず、本発明に係る測定装置１０の一実施形態における構成について説明する。

図１に示すように、本実施形態における測定装置１０は、受信部２０、変調方式検出装置３０、復調部１１、測定部１２、表示部１３を備え、被測定装置であるＤＵＴ１を測定するものである。ＤＵＴ１から入力する入力信号ａは、２^Ｍ値（Ｍ＝２，４，６，８，・・・）の直交振幅変調（ＱＡＭ：Quadrature Amplitude Modulation）方式のいずれか１つで変調された信号であることは既知であるが、Ｍの値が不明である。以下、２^Ｍ値のＱＡＭを、４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭのように記載する。なお、４ＱＡＭは、ＱＰＳＫ（４相位相変調）と呼ばれることがある。

受信部２０は、ダウンコンバータ２１、ＡＤＣ（アナログデジタルコンバータ）２２、直交復調部２３を備えている。

ダウンコンバータ２１は、ＤＵＴ１から入力した入力信号ａをベースバンドの信号に周波数変換し、ＡＤＣ２２に出力するようになっている。このダウンコンバータ２１は、ダウンコンバート手段の一例である。

ＡＤＣ２２は、ダウンコンバータ２１が周波数変換した信号をアナログ値からデジタル値に変換し、直交復調部２３に出力するようになっている。

直交復調部２３は、ＡＤＣ２２の出力信号を直交復調し、直交復調した直交復調信号ｂを変調方式検出装置３０及び復調部１１に出力するようになっている。

変調方式検出装置３０は、直交復調部２３から出力された直交復調信号ｂを入力し、直交復調信号ｂの変調方式を検出するようになっている。そして、変調方式検出装置３０は、直交復調信号ｂの変調方式を検出した場合には、変調方式を示す変調方式情報信号ｃを復調部１１に出力するようになっている。この変調方式検出装置３０の詳細な構成については後述する。

復調部１１は、直交復調部２３から直交復調信号ｂを入力し、変調方式検出装置３０から変調方式情報信号ｃを入力するようになっている。そして、復調部１１は、変調方式検出装置３０から入力する変調方式情報信号ｃに基づいて、直交復調部２３からの直交復調信号ｂを復調して復調信号ｄを生成し、測定部１２に出力するようになっている。なお、復調部１１は、復調信号出力手段の一例である。

測定部１２は、復調部１１によって復調された復調信号ｄに対して、例えば、送信パワー、変調精度（Error Vector Magnitude、ＥＶＭ）、コンスタレーション等を測定可能に構成されている。この測定部１２は、測定手段の一例である。

表示部１３は、測定部１２により得られた測定結果のデータやグラフ等を表示するようになっている。

次に、変調方式検出装置３０の構成について説明する。変調方式検出装置３０は、座標軸投影部３１、振幅算出部３２、分散値算出部３３、変調方式検出部３４、閾値記憶部４０、信号点配置変換部５０を備えている。

座標軸投影部３１は、直交復調部２３から直交復調信号ｂを入力し、入力した直交復調信号ｂを、互いに直交したＩ軸（実軸）及びＱ軸（虚軸）に投影するようになっている。そして、座標軸投影部３１は、Ｉ信号成分（実軸成分）及びＱ信号成分（虚軸成分）を取得するようになっている。その結果、変調方式検出装置３０は、入力信号数の２倍数の新たな信号を得ることとなる。

振幅算出部３２は、座標軸投影部３１によって取得されたＩ信号成分及びＱ信号成分の振幅（パワー）を算出し、分散値算出部３３に出力するようになっている。この振幅算出部３２は、振幅算出手段の一例である。

分散値算出部３３は、振幅算出部３２によって算出されたＩ信号成分及びＱ信号成分の振幅の分散値を算出し、変調方式検出部３４に出力するようになっている。この分散値算出部３３は、振幅分散値算出手段の一例である。

閾値記憶部４０は、信号対雑音比（ＳＮＲ）推定部４１、閾値テーブル４２、閾値決定部４３を備えている。この閾値記憶部４０は、閾値記憶手段の一例である。

ＳＮＲ推定部４１は、公知の技術を用いて、入力する復調信号ｄ（入力信号）の信号対雑音比を推定するようになっている。例えば、ＳＮＲ推定部４１は、復調信号ｄに含まれるパイロットシンボルからデータシンボルのＥＶＭを求め、求めたＥＶＭから信号対雑音比を推定するものである。このＳＮＲ推定部４１は、信号対雑音比推定手段の一例である。

閾値テーブル４２は、変調方式検出部３４が変調方式を検出するための閾値と、信号対雑音比との関係を示すテーブルである。この閾値テーブル４２は、実験やシミュレーションによって、各変調方式での振幅の分散値及び信号対雑音比により予め求められたものである。なお、閾値テーブル４２の詳細については後述する。

閾値決定部４３は、ＳＮＲ推定部４１によって推定された信号対雑音比及び閾値テーブル４２に基づいて、変調方式検出部３４が変調方式を検出するための閾値を決定するようになっている。この閾値決定部４３は、閾値決定手段の一例である。

変調方式検出部３４は、閾値決定部４３によって決定された閾値に基づいて、直交復調信号ｂの変調方式を検出するようになっている。この変調方式検出部３４は、変調方式検出手段の一例である。

また、変調方式検出部３４は、多値判断部３４ａを備えている。この多値判断部３４ａは、閾値決定部４３によって信号対雑音比を基に決定された４ＱＡＭの閾値に基づいて、変調方式検出部３４に入力された信号の変調方式が４値（Ｍ＝２）よりも大きい多値（Ｍ＝４，６，８，・・・）のＱＡＭ方式であるか否かを判断するようになっている。なお、多値判断部３４ａは、多値判断手段の一例である。

信号点配置変換部５０は、信号点折畳部５１、信号点移動部５２を備えている。なお、信号点配置変換部５０は、信号点配置変換手段の一例である。また、信号点折畳部５１は、信号点折畳手段の一例である。また、信号点移動部５２は、信号点移動手段の一例である。

信号点配置変換部５０は、復調信号ｄの変調方式が４値よりも大きい多値のＱＡＭ方式であると多値判断部３４ａにより判断された場合に、Ｉ信号成分及びＱ信号成分のデータに基づく入力信号の信号点配置を、変調ランクを下げた信号点配置に変換するようになっている。以下、図２及び図３に基づき、信号点配置変換部５０の機能を具体的に説明する。

まず、復調信号ｄの変調方式が１６ＱＡＭ方式であった場合について、信号点配置変換部５０の機能を図２に基づき説明する。

図２（ａ）には、ＩＱ平面（複素平面）に１６ＱＡＭ方式によって信号点配置された信号点が示されている。１６ＱＡＭ方式によれば、ＩＱ平面の第１象限から第４象限までの各象限に４箇所ずつの信号点配置がなされる。

信号点折畳部５１は、図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ＩＱ平面の第２象限、第３象限及び第４象限にある各信号点を第１象限に折り畳む。具体的には、信号点折畳部５１は、第２象限の信号点については、Ｑ軸に対して折り畳む。また、信号点折畳部５１は、第４象限の信号点については、Ｉ軸に対して折り畳む。また、信号点折畳部５１は、第３象限の信号点については、Ｉ軸及びＱ軸に対して折り畳む。その結果、各象限の信号点が第１象限に集められる。

信号点移動部５２は、図２（ｄ）に示すように、第１象限に集められた信号点を、ＩＱ平面の原点を中心とした位置に移動する。その結果、１６ＱＡＭ信号が、変調ランクが１つ下げられた４ＱＡＭ信号のように変換されることとなる。

次に、復調信号ｄの変調方式が６４ＱＡＭ方式であった場合について、信号点配置変換部５０の機能を図３に基づき説明する。

図３（ａ）には、ＩＱ平面（複素平面）に６４ＱＡＭ方式によって信号点配置された信号点が示されている。６４ＱＡＭ方式によれば、ＩＱ平面の第１象限から第４象限までの各象限に１６箇所ずつの信号点配置がなされる。

信号点折畳部５１は、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、ＩＱ平面の第２象限、第３象限及び第４象限にある各信号点を第１象限に折り畳む。具体的には、信号点折畳部５１は、第２象限の信号点については、Ｑ軸に対して折り畳む。また、信号点折畳部５１は、第４象限の信号点については、Ｉ軸に対して折り畳む。また、信号点折畳部５１は、第３象限の信号点については、Ｉ軸及びＱ軸に対して折り畳む。その結果、各象限の信号点が第１象限に集められる。

信号点移動部５２は、図３（ｄ）に示すように、第１象限に集められた信号点を、ＩＱ平面の原点を中心とした位置に移動する。その結果、６４ＱＡＭ信号が１６ＱＡＭ信号のように変換されることとなる。

図３に示したように、信号点配置変換部５０は、信号点折畳部５１及び信号点移動部５２により、１６ＱＡＭ方式以上のランクのＱＡＭ信号の変調ランクを１つ下げたＱＡＭ信号に変換することができる。

なお、信号点配置変換部５０は、図３（ｄ）に示した１６ＱＡＭ信号を、図２に示した手順で信号点配置変換を行えば、元の６４ＱＡＭ信号から４ＱＡＭ信号のような信号点配置が得られる。具体的には、図３（ｄ）に示した１６ＱＡＭ信号の各信号点を第１象限に折り畳むと図４（ｅ）に示した信号点配置が得られる。さらに、第１象限に集められた信号点を、ＩＱ平面の原点を中心とした位置に移動すると、図４（ｆ）に示した４ＱＡＭ信号のような信号点配置が得られる。これと同様に、他の多値のＱＡＭ信号、例えば２５６ＱＡＭ信号（Ｍ＝８）や１０２４ＱＡＭ信号（Ｍ＝１０）からも、信号点配置変換部５０は、４ＱＡＭ信号のような信号点配置を得ることができる。

そのため、本実施形態では、復調信号ｄの変調方式が４値よりも大きい多値のＱＡＭ方式であると多値判断部３４ａにより判断された場合には、信号点配置変換部５０は、変調方式検出部３４が変調方式を検出するまで変調ランクを１つずつ下げていき、信号点配置が４ＱＡＭ信号のような信号点配置になったときに変調方式検出部３４により閾値に基づいて変調方式が検出されるよう構成されている。

次に、閾値記憶部４０に記憶された閾値テーブル４２について、図５及び図６を用いて説明する。

図５（ａ）は、４ＱＡＭ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭの各変調信号について、信号対雑音比（ＳＮＲ）と分散値との関係のシミュレーション結果を示している。図５（ａ）に示すように、信号対雑音比が大きくなるに従って４ＱＡＭ信号の分散値はゼロに近づく。これは、ＩＱ平面における４ＱＡＭ信号の信号点の振幅は１種類であるので、ノイズがない状態では４ＱＡＭ信号の分散値はゼロとなるからである。

これに対して、４値より大きい多値の１６ＱＡＭ信号、６４ＱＡＭ信号、２５６ＱＡＭ信号では、ＩＱ平面における信号点の振幅は複数種類あるので、ノイズがない状態において分散値がゼロにならないため、信号対雑音比が大きくなっても分散値はゼロにはならない。

図５（ａ）に示したように、４ＱＡＭ信号と多値のＱＡＭ信号とは、信号対雑音比に対する分散値に明らかな差がある。特に、信号対雑音比が大きくなるに従って４ＱＡＭ信号の分散値はゼロに近づくので、例えばゼロ近傍の閾値を設けることにより、４ＱＡＭ信号と多値のＱＡＭ信号とを容易に判別することができる。

図５（ｂ）は、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ、２５６ＱＡＭの各変調信号について、信号点折畳部５１による折り畳み処理と、信号点移動部５２による移動処理とを各１回行った後の信号対雑音比と分散値との関係のシミュレーション結果を示している。この場合、１６ＱＡＭ信号は、４ＱＡＭ方式での信号点配置のように見える配置（図２（ｄ）参照）となっているので、図５（ａ）に示した４ＱＡＭ信号と同様に、信号対雑音比が大きくなるに従って分散値がゼロに近づいている。図５（ｂ）からわかるように、折り畳み処理及び移動処理を各１回行った後においても、例えばゼロ近傍の閾値を設けることにより、１６ＱＡＭ信号と、６４ＱＡＭ信号及び２５６ＱＡＭ信号とを容易に判別することができる。

図６は、閾値テーブル４２の一例を示している。閾値テーブル４２には、Ｍに対応したＱＡＭ方式と、信号対雑音比（ＳＮＲ）ごとの閾値との関係が示されている。

例えば、Ｍ＝２の４ＱＡＭ方式の場合では、信号対雑音比ごとに閾値（２）としてＴＨ１１、ＴＨ２１、ＴＨ３１、・・・が定められている。この場合、閾値決定部４３は、ＳＮＲ推定部４１が推定した信号対雑音比に基づいて、閾値（２）の中から１つの閾値を決定し、その情報を変調方式検出部３４に出力する。

また、例えば、４値より大きい多値のＱＡＭ方式では、Ｍの値に応じて、閾値（４）、閾値（６）、閾値（８）、閾値（１０）等が予め定められている。

ここで、本実施形態では、多値のＱＡＭ方式の場合には、信号点配置変換部５０により信号点配置が４ＱＡＭ信号のような信号点配置になったときに変調方式が検出される構成としているので、閾値（４）、閾値（６）、閾値（８）、閾値（１０）等は、多値のＱＡＭ信号の信号点配置を４ＱＡＭ信号のような信号点配置に変換した場合の閾値である。

なお、図６に示した閾値（２）は第１の閾値に対応し、Ｍ＞２である閾値（４）、閾値（６）、閾値（８）、閾値（１０）等は第２の閾値に対応する。

次に、本実施形態における測定装置１０の動作について図７を用いて説明する。図７は、本実施形態における変調方式検出方法及び測定方法を説明するためのフローチャートである。

ユーザが操作部（図示省略）を操作することにより、実験やシミュレーションにより予め求められた閾値テーブル４２が記憶される（ステップＳ１１）。

変調方式検出部３４は、ＱＡＭ方式の変調ランクを検出するための変数であるＭに２を代入する（ステップＳ１２）。

ダウンコンバータ２１は、ＤＵＴ１から入力した入力信号ａをベースバンドの信号にダウンコンバートする（ステップＳ１３）。ダウンコンバートされた信号は、ＡＤＣ２２により、アナログ値からデジタル値に変換され、直交復調部２３に出力される。

直交復調部２３は、ＡＤＣ２２の出力信号を直交復調し、直交復調した直交復調信号ｂを変調方式検出装置３０及び復調部１１に出力する（ステップＳ１４）。

座標軸投影部３１は、直交復調部２３から直交復調信号ｂを入力し、入力した直交復調信号ｂをＩ軸及びＱ軸に投影し（ステップＳ１５）、Ｉ信号成分及びＱ信号成分を取得する。

振幅算出部３２は、座標軸投影部３１によって取得されたＩ信号成分及びＱ信号成分の振幅を算出する（ステップＳ１６）。

分散値算出部３３は、振幅算出部３２によって算出されたＩ信号成分及びＱ信号成分の振幅の分散値を算出する（ステップＳ１７）。

変調方式検出部３４は、ステップＳ１７により算出された分散値が、閾値決定部４３によって決定された閾値（Ｍ）以下か否かを判断する（ステップＳ１８）。ここで、ステップＳ１８の処理の初回はＭ＝２であるから、ステップＳ１８の判断は、変調方式検出部３４の多値判断部３４ａによって実行される。多値判断部３４ａは、図６に示した閾値（２）のうち、閾値決定部４３によって信号対雑音比に基づき決定された閾値（例えばＴＨ２１）を用いて、直交復調信号ｂの変調方式が多値のＱＡＭ方式であるかを判断する。

ステップＳ１８において、分散値が閾値（Ｍ）以下であると判断されなかった場合、すなわち、４値よりも大きい多値のＱＡＭ方式であると判断された場合には、変調方式検出部３４は、Ｍの値を２増加し（ステップＳ１９）、信号点配置変換部５０は、図２及び図３に示したような、信号点配置変換処理を行う（ステップＳ２０）。

一方、ステップＳ１８において、分散値が閾値（Ｍ）以下であると判断された場合には、変調方式検出部３４は、直交復調信号ｂの変調方式を検出したことになり、２^Ｍを示す変調方式情報信号ｃを復調部１１に出力する（ステップＳ２１）。ここで、ステップＳ２１の処理の初回はＭ＝２であるから、変調方式検出部３４は、２^２（＝４）を示す変調方式情報信号ｃ、すなわち、直交復調信号ｂの変調方式が４ＱＡＭであることを復調部１１に通知することとなる。

復調部１１は、変調方式情報信号ｃに基づいて、直交復調部２３からの直交復調信号ｂを復調して復調信号ｄを生成し、測定部１２に出力する（ステップＳ２２）。

測定部１２は、復調部１１からの復調信号ｄに対し、所定の測定を行う（ステップＳ２３）。

なお、ステップＳ１９でＭ＝４に増加された後のステップＳ１８においては、閾値（４）を用いて分散値が比較される。この場合、変調方式検出部３４は、図６に示した閾値（４）のうち、閾値決定部４３によって信号対雑音比に基づき決定された閾値（例えばＴＨ３２）を用いて判断する。その結果、分散値≦閾値（４）であれば、変調方式検出部３４は、ステップＳ２１において２^４（＝１６）を示す変調方式情報信号ｃ、すなわち、直交復調信号ｂの変調方式が１６ＱＡＭであることを復調部１１に通知する。

以降同様に、ステップＳ１９でＭ＝６に増加された場合に分散値≦閾値（６）であれば、変調方式検出部３４は、ステップＳ２１において直交復調信号ｂの変調方式が６４ＱＡＭであることを復調部１１に通知する。さらに、ステップＳ１９でＭ＝８に増加された場合に分散値≦閾値（８）であれば、変調方式検出部３４は、ステップＳ２１において直交復調信号ｂの変調方式が２５６ＱＡＭであることを復調部１１に通知する。

前述のように、本実施形態では、多値判断部３４ａが、復調信号ｄの変調方式が４値よりも大きい多値のＱＡＭ方式であると判断した場合には、信号点配置変換部５０により信号点配置変換を行い、変調方式検出部３４が、多値のＱＡＭ方式を４ＱＡＭ方式に変換した場合の閾値に基づいて変調方式を検出する構成としている。したがって、ステップＳ１８において、分散値≦閾値（Ｍ）となる場合は、信号点配置変換後の信号点配置が４ＱＡＭ方式での信号点配置のように見える配置なっている。

以上のように、本実施形態における変調方式検出装置３０は、４値の直交振幅変調方式により変調された信号の振幅の分散値に基づいて予め定められた第１の閾値と、多値の信号点配置が４値の信号点配置に変換された場合の信号の振幅の分散値に基づいて予め定められた第２の閾値とに基づいて入力信号の変調方式を検出する。

すなわち、本実施形態における変調方式検出装置３０は、従来のもののように、全てのシンボル点間の位相差を順次求める処理を行わない。また、本実施形態における変調方式検出装置３０は、入力信号の信号対雑音比に基づいた閾値によって入力信号の変調方式を検出する。

したがって、本実施形態における変調方式検出装置３０は、多値の直交振幅変調方式で変調された信号であっても、その変調方式を従来よりも短時間かつ正確に検出することができる。

また、本実施形態における測定装置１０は、変調方式検出装置３０を備えるので、入力信号が多値の直交振幅変調方式で変調された信号であっても、その入力信号の変調方式を従来よりも短時間かつ正確に検出して測定することができる。

以上のように、本発明に係る変調方式検出装置及びそれを備えた測定装置並びに変調方式検出方法及び測定方法は、多値の直交振幅変調方式で変調された信号であっても、その変調方式を従来よりも短時間かつ正確に検出することができるという効果を有し、２^Ｍ値（Ｍ＝２，４，６，８，・・・）の直交振幅変調方式により変調された入力信号の変調方式を検出する変調方式検出装置及びそれを備えた測定装置並びに変調方式検出方法及び測定方法として有用である。

１ ＤＵＴ（被測定装置）
１０ 測定装置
１１ 復調部（復調信号出力手段）
１２ 測定部（測定手段）
１３ 表示部
２１ ダウンコンバータ（ダウンコンバート手段）
３０ 変調方式検出装置
３１ 座標軸投影部
３２ 振幅算出部（振幅算出手段）
３３ 分散値算出部（振幅分散値算出手段）
３４ 変調方式検出部（変調方式検出手段）
３４ａ 多値判断部（多値判断手段）
４０ 閾値記憶部（閾値記憶手段）
４１ ＳＮＲ推定部（信号対雑音比推定手段）
４２ 閾値テーブル
４３ 閾値決定部（閾値決定手段）
５０ 信号点配置変換部（信号点配置変換手段）
５１ 信号点折畳部（信号点折畳手段）
５２ 信号点移動部（信号点移動手段）

本発明の請求項１に係る変調方式検出装置は、２^Ｍ値（Ｍ＝２，４，６，８，・・・）の直交振幅変調方式（ＱＡＭ）のいずれか１つにより変調された入力信号（ｂ）の変調方式を検出する変調方式検出装置（３０）であって、前記入力信号に含まれる実軸成分及び虚軸成分を取得する座標軸投影手段（３１）と、前記座標軸投影手段で取得された前記実軸成分及び前記虚軸成分の振幅を算出する振幅算出手段（３２）と、前記振幅算出手段により算出された前記振幅の分散値を算出する振幅分散値算出手段（３３）と、前記入力信号の変調方式が４値よりも大きい多値の直交振幅変調方式であるか否かを判断する多値判断手段（３４ａ）と、前記多値判断手段により前記入力信号の変調方式が前記多値の直交振幅変調方式であると判断された場合に、前記実軸成分及び前記虚軸成分のデータに基づく前記入力信号の信号点配置を変調ランクを下げた信号点配置に変換して前記座標軸投影手段に出力する信号点配置変換手段（５０）と、前記４値の直交振幅変調方式により変調された信号の振幅の分散値及び前記入力信号の信号対雑音比に基づいて予め定められた第１の閾値（閾値（２））と、前記信号点配置変換手段により前記４値の信号点配置に変換された場合の信号の振幅の分散値及び前記入力信号の前記信号対雑音比に基づいて予め定められた第２の閾値（閾値（４）、（６）、（８）、・・・）と、を記憶する閾値記憶手段（４０）と、前記多値判断手段を含んでなり、前記振幅分散値算出手段で算出された前記分散値から前記第１及び前記第２の閾値に基づいて前記入力信号の前記変調方式を検出する変調方式検出手段（３４）と、を備え、前記変調方式検出手段は、前記分散値と前記第１の閾値とを比較し、前記分散値が、前記第１の閾値以下である場合には前記入力信号の変調方式が４値の直交振幅変調方式であると判断し、前記第１の閾値以下でなかった場合には前記入力信号の変調方式が４値よりも大きい多値の直交振幅変調方式であると判断してＩ信号成分及びＱ信号成分のデータに基づく入力信号を前記信号点配置変換手段に送って現在の変調ランクから１ランク下げた変調ランクに変換させ、さらに、前記信号点配置変換手段を経由して変換されて再び入力された前記分散値を、前記第２の閾値と比較して前記入力信号の前記変調方式を判断する構成を有している。

本発明の請求項４に係る測定装置は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の変調方式検出装置を備え、被測定装置（１）から入力した入力信号（ａ）をダウンコンバート手段（２１）でベースバンド信号に周波数変換し、それをＡＤ変換後に直交復調した直交復調信号（ｂ）として前記変調方式検出装置へ出力する受信部（２０）と、前記変調方式検出装置が検出した変調方式を示す情報信号（ｃ）に基づいて、前記受信部が出力した前記入力信号（ｂ）を復調して復調信号（ｄ）を出力する復調信号出力手段（１１）と、出力された前記復調信号を測定する測定手段（１２）と、を備えた構成を有している。

本発明の請求項５に係る変調方式検出方法は、２^Ｍ値（Ｍ＝２，４，６，８，・・・）の直交振幅変調方式（ＱＡＭ）のいずれか１つにより変調された入力信号（ｂ）の変調方式を検出する変調方式検出方法であって、４値の直交振幅変調方式により変調された信号の振幅の分散値及び前記入力信号の信号対雑音比に基づいて予め定められた第１の閾値（閾値（２））と、前記入力信号に含まれる実軸成分及び虚軸成分のデータに基づく前記入力信号の信号点配置を変調ランクを下げた信号点配置に変換して前記４値の信号点配置に変換された場合の信号の振幅の分散値及び前記入力信号の前記信号対雑音比に基づいて予め定められた第２の閾値（閾値（４）、（６）、（８）、・・・）と、を記憶する閾値記憶ステップ（Ｓ１１）と、次いで、前記入力信号に含まれる前記実軸成分及び前記虚軸成分を取得する座標軸投影ステップ（Ｓ１５）と、前記座標軸投影ステップで取得された前記実軸成分及び前記虚軸成分の振幅を算出する振幅算出ステップ（Ｓ１６）と、前記振幅算出ステップにより算出された前記振幅の分散値を算出する振幅分散値算出ステップ（Ｓ１７）と、前記入力信号の変調方式が４値よりも大きい多値の直交振幅変調方式であるか否かを判断する多値判断ステップ（Ｓ１８）と、前記多値判断ステップにより前記入力信号の変調方式が前記多値の直交振幅変調方式であると判断された場合に、前記実軸成分及び前記虚軸成分のデータに基づく前記入力信号の信号点配置を変調ランクを下げた信号点配置に変換して前記座標軸投影ステップに戻す信号点配置変換ステップ（Ｓ２０）と、前記分散値と前記第１の閾値とを比較し、前記分散値が、前記第１の閾値以下である場合には前記入力信号の変調方式が４値の直交振幅変調方式であると判断し、前記第１の閾値以下でなかった場合には前記入力信号の変調方式が４値よりも大きい多値の直交振幅変調方式であると判断してＩ信号成分及びＱ信号成分のデータに基づく入力信号を前記信号点配置変換ステップに戻す変調方式検出ステップと、前記信号点配置変換ステップを経由して形成された前記分散値を、前記第２の閾値と比較して前記入力信号の前記変調方式を判断する第２の変調方式検出ステップと、を含む構成を有している。

本発明の請求項６に係る測定方法は、請求項５に記載の変調方式検出方法を含み、被測定装置（１）から入力した入力信号（ａ）を測定する測定方法であって、入力した前記入力信号（ａ）をダウンコンバートしてベースバンド信号に周波数変換し、それをＡＤ変換後に直交復調した直交復調信号を前記入力信号（ｂ）として出力する受信ステップと、前記変調方式検出方法で検出した変調方式を示す情報信号（ｃ）に基づいて、前記受信ステップで出力した前記入力信号（ｂ）を復調して復調信号（ｄ）を出力する復調信号出力ステップ（Ｓ１４）と、出力された前記復調信号を測定する測定ステップ（Ｓ２３）と、を含む構成を有している。

Claims (6)

1. ２^Ｍ値（Ｍ＝２，４，６，８，・・・）の直交振幅変調方式（ＱＡＭ）のいずれか１つにより変調された入力信号（ｂ）の変調方式を検出する変調方式検出装置（３０）であって、
   前記入力信号に含まれる実軸成分及び虚軸成分の振幅を算出する振幅算出手段（３２）と、
   前記振幅算出手段により算出された前記振幅の分散値を算出する振幅分散値算出手段（３３）と、
   前記入力信号の変調方式が４値よりも大きい多値の直交振幅変調方式であるか否かを判断する多値判断手段（３４ａ）と、
   前記多値判断手段により前記入力信号の変調方式が前記多値の直交振幅変調方式であると判断された場合に、前記実軸成分及び前記虚軸成分のデータに基づく前記入力信号の信号点配置を変調ランクを下げた信号点配置に変換する信号点配置変換手段（５０）と、
   前記４値の直交振幅変調方式により変調された信号の振幅の分散値及び前記入力信号の信号対雑音比に基づいて予め定められた第１の閾値（閾値（２））と、前記信号点配置変換手段により前記４値の信号点配置に変換された場合の信号の振幅の分散値及び前記入力信号の前記信号対雑音比に基づいて予め定められた第２の閾値（閾値（４）、（６）、（８）、・・・）と、を記憶する閾値記憶手段（４０）と、
   前記第１及び前記第２の閾値に基づいて前記入力信号の前記変調方式を検出する変調方式検出手段（３４）と、
   を備えたことを特徴とする変調方式検出装置。
2. 前記信号点配置変換手段は、
   前記実軸成分及び前記虚軸成分をそれぞれ表す互いに直交した実軸及び虚軸を含み第１象限から第４象限までを有する複素平面において、
   前記第１象限から前記第４象限までのいずれか１つの象限に他の象限の信号点を折り畳むことにより前記１つの象限に前記信号点を集める信号点折畳手段（５１）と、
   前記信号点折畳手段により前記１つの象限に集められた信号点を前記複素平面の原点を中心とした位置に移動する信号点移動手段（５２）と、
   を備えたことを特徴とする請求項１に記載の変調方式検出装置。
3. 前記閾値記憶手段は、
   前記入力信号の前記信号対雑音比と前記第１及び前記第２の閾値とを対応させた閾値テーブル（４２）と、
   前記信号対雑音比を推定する信号対雑音比推定手段（４１）と、
   前記信号対雑音比推定手段により推定された前記信号対雑音比及び前記閾値テーブルに基づいて前記第１及び前記第２の閾値を決定する閾値決定手段（４３）と、
   を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の変調方式検出装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の変調方式検出装置を備え、被測定装置（１）から入力した入力信号（ａ）を測定する測定装置（１０）であって、
   入力した前記入力信号をベースバンド信号にダウンコンバートするダウンコンバート手段（２１）と、
   ダウンコンバートされた前記ベースバンド信号の直交振幅変調方式を前記変調方式検出装置が検出した情報信号（ｃ）に基づいて前記ベースバンド信号を復調して復調信号（ｄ）を出力する復調信号出力手段（１１）と、
   出力された前記復調信号を測定する測定手段（１２）と、
   を備えたことを特徴とする測定装置。
5. ２^Ｍ値（Ｍ＝２，４，６，８，・・・）の直交振幅変調方式（ＱＡＭ）のいずれか１つにより変調された入力信号（ｂ）の変調方式を検出する変調方式検出方法であって、
   前記入力信号に含まれる実軸成分及び虚軸成分の振幅を算出する振幅算出ステップ（Ｓ１６）と、
   前記振幅算出ステップにより算出された前記振幅の分散値を算出する振幅分散値算出ステップ（Ｓ１７）と、
   前記入力信号の変調方式が４値よりも大きい多値の直交振幅変調方式であるか否かを判断する多値判断ステップ（Ｓ１８）と、
   前記多値判断ステップにより前記入力信号の変調方式が前記多値の直交振幅変調方式であると判断された場合に、前記実軸成分及び前記虚軸成分のデータに基づく前記入力信号の信号点配置を変調ランクを下げた信号点配置に変換する信号点配置変換ステップ（Ｓ２０）と、
   前記４値の直交振幅変調方式により変調された信号の振幅の分散値及び前記入力信号の信号対雑音比に基づいて予め定められた第１の閾値（閾値（２））と、前記信号点配置変換ステップにより前記４値の信号点配置に変換された場合の信号の振幅の分散値及び前記入力信号の前記信号対雑音比に基づいて予め定められた第２の閾値（閾値（４）、（６）、（８）、・・・）と、を記憶する閾値記憶ステップ（Ｓ１１）と、
   前記第１及び前記第２の閾値に基づいて前記入力信号の前記変調方式を検出する変調方式検出ステップ（Ｓ２１）と、
   を含むことを特徴とする変調方式検出方法。
6. 請求項５に記載の変調方式検出方法を含み、被測定装置（１）から入力した入力信号（ａ）を測定する測定方法であって、
   入力した前記入力信号をベースバンド信号にダウンコンバートするダウンコンバートステップ（Ｓ１３）と、
   ダウンコンバートされた前記ベースバンド信号の直交振幅変調方式を前記変調方式検出装置が検出した情報信号（ｃ）に基づいて前記ベースバンド信号を復調して復調信号（ｄ）を出力する復調信号出力ステップ（Ｓ１４）と、
   出力された前記復調信号を測定する測定ステップ（Ｓ２３）と、
   を含むことを特徴とする測定方法。

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