JP7200190B2 - フレーム同期装置及びそれを備えた測定装置及び測定システム、並びにフレーム同期方法及び測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、入力信号のフレームタイミングを検出するフレーム同期装置及びそれを備えた測定装置及び測定システム、並びにフレーム同期方法及び測定方法に関する。

従来、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、５Ｇ ＮＲ（New Radio）などの通信規格に規定された試験条件の下、例えば基地局に設けられる機器などの被測定物（ＤＵＴ（Device Under Test））から送信される信号を受信して解析し、ＤＵＴの送信性能を調べる送信試験が行われている。

例えば、５Ｇ ＮＲにおいて、１フレームは１０サブフレームから構成され、１フレーム長は１０ミリ秒であることが規定されている。しかし、ＤＵＴから送信されてくる送信信号におけるフレーム位置は未知であるので、送信試験においては、まずフレームタイミングを検出してフレーム同期をとる必要がある。

フレーム同期をとる方法として、フレームタイミングを示す外部トリガ信号を利用する方法がある。外部トリガ信号を基に入力信号中のフレームの位置を特定する。

フレーム同期をとる別の方法として、入力信号に含まれる既知のフレームと同一のデータ列からなる参照フレームを予め用意し、入力信号に対して比較対象の参照フレームを時間軸上で順次シフトさせて入力信号の対応部分と参照フレームとの相関を取る、いわゆるスライディング相関法がある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、入力信号と参照フレームとの相関演算を行って得られる相関値に基づいてフレームの先頭位置を検出するフレーム同期装置が開示されている。

特開２０１９－１０２９２５号公報

送信試験におけるＤＵＴは、開発中の機器である場合も多い。開発中の機器では、フレーム同期用の外部トリガが正確でない場合や使用できない場合があった。このように外部トリガを使用できない場合、フレームのタイミングは未知であるため、特許文献１に記載のような従来の方法では、キャプチャした信号の中から、１フレームの塊（ブロック）を見つけて同期する「フレーム同期」を行うためには、少なくとも２フレーム（２０サブフレーム）＋αの時間長をキャプチャする必要があった。ここで、αはプリサンプル及びポストサンプルの時間長である。図８は、従来の測定装置の受信部によりキャプチャされるデータ構造を示す図である。１フレーム分の参照フレームを用いているため、スライディングフレーム同期処理には２フレーム分のデータが必要なことが分かる。このように、２フレーム分のデータをキャプチャする従来の方法では、キャプチャに時間がかかり、キャプチャした波形データの転送にも時間がかかる結果、測定時間が長くなる問題があった。

本発明は、従来の課題を解決するためになされたものであり、フレーム同期用の外部トリガが使用できない場合であっても、フレーム同期を効率的に行い測定時間を短縮することができるフレーム同期装置及びそれを備えた測定装置及び測定システム、並びにフレーム同期方法及び測定方法を提供することを目的とする。

本発明のフレーム同期装置は、フレーム中の特定の位置に既知のシンボルを含む入力信号のフレームタイミングを検出するフレーム同期装置（２０）であって、データの処理単位を設定する処理単位設定部（２３）と、前記入力信号から前記設定された処理単位分のデータ列を取得するデータ取得部（２２）と、前記既知のシンボルのデータ列と同一のデータ列の少なくとも一部を参照データ列として記憶する参照データ列記憶部（２６）と、前記データ取得部により取得されたデータ列において基準となる基準位置を定めて前記基準位置を所定のデータ間隔で順次シフトさせる基準位置シフト部（２８）と、前記基準位置シフト部により前記基準位置がシフトされるごとに、前記データ取得部により取得されたデータ列のうち前記基準位置から前記参照データ列と同一データ数の範囲のデータ列と、前記参照データ列との間で相関演算を行って相関値を算出する相関値算出部（２７）と、前記相関値に基づいて前記フレームタイミングを検出するフレームタイミング検出部（２９）と、を備え、前記処理単位設定部は、１フレームと前記参照データ列との和以上で且つ１フレームと１サブフレームとの和以下の時間長を前記処理単位として設定することを特徴とする。

上述のように、本発明のフレーム同期装置は、処理単位設定部が、１フレームと参照データ列との和以上で且つ１フレームと１サブフレームとの和以下の時間長を処理単位として設定し、データ取得部が、処理単位のデータ列（波形データ）を取得し、相関値算出部が、取得された処理単位分のデータ列において、１シンボル長以下の参照データ列との相関処理を行うようになっている。この構成により、フレームタイミングのずれの許容量を最大で１サブフレームに限定しつつ、フレーム同期処理におけるデータの処理単位を短縮することができる。よって、フレーム同期用の外部トリガが使用できない場合であっても、フレーム同期を効率的に行うことができ、フレーム同期装置が測定装置に用いられる場合には測定時間を短縮することができる。

また、本発明のフレーム同期装置は、前記処理単位設定部が、１フレームと前記参照データ列との和以上で且つスロットの整数倍の時間長のうち、最小の時間長を前記処理単位として設定する構成であってもよい。

この構成により、本発明のフレーム同期装置は、データ取得部により取得された信号のうち１フレーム分の全範囲について相関処理を行うことができるので、フレームタイミングを確実に検出することができる。また、データ取得及び相関演算を行う処理単位を、従来の２フレームより十分に短く、スロットの整数倍のうち最小のものに設定できるので、効率的にフレーム同期を行うことができる。また、処理単位をスロットの整数倍のうち最小の時間長（例えば１フレーム＋１スロット）とすることにより、フレームタイミングのずれを最大で１スロットまで許容可能となる。

また、本発明のフレーム同期装置は、前記処理単位設定部が、１フレームと前記参照データ列との和以上で且つシンボルの整数倍の時間長のうち、最小の時間長を前記処理単位として設定する構成であってもよい。

この構成により、本発明のフレーム同期装置は、データ取得部により取得された信号のうち１フレーム分の全範囲について相関処理を行うことができるので、フレームタイミングを確実に検出することができる。また、データ取得及び相関演算を行う処理単位を、従来の２フレームより十分に短く、シンボルの整数倍のうち最小のものに設定できるので、効率的にフレーム同期を行うことができる。また、処理単位をシンボルの整数倍のうち最小の時間長（例えば１フレーム＋１シンボル）とすることにより、フレームタイミングのずれを最大で１シンボルまで許容可能となる。

また、本発明のフレーム同期装置は、前記処理単位設定部が、１フレームと前記参照データ列との和の時間長を前記処理単位として設定する構成であってもよい。

この構成により、本発明のフレーム同期装置は、データ取得部により取得された信号のうち１フレーム分の全範囲について相関処理を行うことができるので、フレームタイミングを確実に検出することができる。また、データ取得及び相関演算を行う処理単位を、従来の２フレームより十分に短く、最小のものに設定できるので、効率的にフレーム同期を行うことができる。

また、本発明のフレーム同期装置は、前記処理単位設定部が、前記フレームタイミング検出部によるフレームタイミングの検出結果に基づいて、（Ａ）１フレームと前記参照データ列との和以上で且つサブフレームの整数倍の時間長のうち、最小の時間長、（Ｂ）１フレームと前記参照データ列との和以上で且つスロットの整数倍の時間長のうち、最小の時間長、（Ｃ）１フレームと前記参照データ列との和以上で且つシンボルの整数倍の時間長のうち、最小の時間長、及び（Ｄ）１フレームと前記参照データ列との和の時間長、のいずれか１つを前記処理単位として設定する構成であってもよい。

この構成により、本発明のフレーム同期装置は、フレームタイミングの検出結果に基づいてデータの処理単位を変えるので、フレームタイミングを確実に検出することができるとともに、データの処理単位を最適な時間長に設定することができる。

また、本発明のフレーム同期装置は、前記入力信号に含まれるシンボルのシンボル長の情報を取得するシンボル長取得部（２４）をさらに備え、前記処理単位設定部は、前記シンボル長取得部により取得されたシンボル長の情報に基づいて、前記処理単位を設定する構成であってもよい。

この構成により、本発明のフレーム同期装置は、処理単位設定部が、シンボル長取得部により取得されたシンボル長の情報に基づいて処理単位を設定するので、通信規格下でサブキャリア間隔、帯域幅などのパラメータによりシンボル長が変わっても容易に適応することができる。

また、本発明のフレーム同期装置において、前記参照データ列記憶部は、前記既知のシンボルのデータ列と同一のデータ列の一部を参照データ列として記憶する構成であってもよい。

この構成により、本発明のフレーム同期装置は、参照データ列を１シンボル長より短くでき、例えば、１フレームと参照データ列との和の時間長を処理単位として設定する場合には、処理単位を最小に設定できるので、効率的にフレーム同期を行うことができる。

本発明の測定装置は、被測定物からの信号をダウンコンバートしサンプリングして、前記処理単位のデータ列をキャプチャする受信部（１０）と、前記キャプチャしたデータ列を取得してフレームタイミングを検出する上記いずれかに記載のフレーム同期装置（２０）と、前記フレーム同期装置により検出されたフレームタイミングに基づいて、前記キャプチャしたデータ列の信号を復調する復調部（３１）と、前記復調された信号の特性を測定する測定部（３２）と、を備えたことを特徴とする。

この構成により、本発明の測定装置は、フレーム同期装置を備えているので、データ取得部により取得され、相関値算出部により相関演算が行われる信号の処理単位を短縮することができる。よって、フレーム同期用の外部トリガが使用できない場合であっても、フレーム同期を効率的に行うことができ、測定時間を短縮することができる。

本発明の測定システムは、受信装置（１１０）と、該受信装置と通信ネットワーク（１３０）で接続されたデータ処理装置（１２０）とを備えた測定システム（１００）であって、前記受信装置は、受信信号をダウンコンバートするダウンコンバータ（１１）と、前記ダウンコンバートされた信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部（１２）と、前記Ａ／Ｄ変換された信号を直交復調する直交復調部（１３）と、前記直交復調された信号から前記処理単位のデータ列をキャプチャするデータキャプチャ部（１４）と、前記キャプチャされたデータ列を、前記通信ネットワークを介して前記データ処理装置に送信する送信部（１１２）と、を備え、前記データ処理装置は、前記受信装置の前記送信部から送信されたデータ列を受信する受信部（１２２）と、前記受信したデータ列を取得してフレームタイミングを検出する上記いずれかに記載のフレーム同期装置と、前記フレーム同期装置により検出されたフレームタイミングに基づいて、前記キャプチャしたデータ列の信号を復調する復調部（３１）と、前記復調された信号の特性を測定する測定部（３２）と、を備えることを特徴とする。

この構成により、本発明の測定システムは、受信装置のデータキャプチャ部によりキャプチャされる信号の時間長（処理単位）が、データ処理装置におけるデータ取得及び相関演算を行うデータの処理単位と同一であり、従来技術より短縮することができる。これにより、受信装置からデータ処理装置に転送するデータ量を、フレーム同期に必要な最小限の量に抑制することができるので、転送時間を短縮することができる。よって、受信装置とデータ処理装置がＬＡＮなどの通信ネットワークで接続されている場合であっても、フレーム同期を効率的に行うことができ、測定時間を短縮することができる。

本発明のフレーム同期方法は、フレーム中の特定の位置に既知のシンボルを含む入力信号のフレームタイミングを検出するフレーム同期方法であって、データの処理単位を設定する処理単位設定ステップ（Ｓ２）と、前記入力信号から前記設定された処理単位分のデータ列を取得するデータ取得ステップと、前記既知のシンボルのデータ列と同一のデータ列の少なくとも一部を参照データ列として記憶する参照データ列記憶ステップ（Ｓ３）と、前記データ取得ステップで取得されたデータ列において基準となる基準位置を定めて前記基準位置を所定のデータ間隔で順次シフトさせる基準位置シフトステップ（Ｓ１３）と、前記基準位置シフトステップにて前記基準位置がシフトされるごとに、前記データ取得ステップで取得されたデータ列のうち前記基準位置から前記参照データ列と同一データ数の範囲のデータ列と、前記参照データ列との間で相関演算を行って相関値を算出する相関値算出ステップ（Ｓ１１）と、前記相関値に基づいて前記フレームタイミングを検出するフレームタイミング検出ステップ（Ｓ１２、Ｓ１４）と、を含み、前記処理単位設定ステップにおいて、１フレームと前記参照データ列との和以上で且つ１フレームと１サブフレームとの和以下の時間長を前記処理単位として設定することを特徴とする。

上述のように、本発明のフレーム同期方法は、処理単位設定ステップにおいて、１フレームと参照データ列との和以上で且つ１フレームと１サブフレームとの和以下の時間長を処理単位として設定し、データ取得ステップにおいて、処理単位のデータ列（波形データ）を取得し、相関値算出ステップにて、取得された処理単位分のデータ列において、１シンボル長以下の参照データ列との相関処理を行うようになっている。この構成により、フレームタイミングのずれの許容量を最大で１サブフレームに限定しつつ、フレーム同期処理におけるデータの処理単位を短縮することができる。よって、フレーム同期用の外部トリガが使用できない場合であっても、フレーム同期を効率的に行うことができ、フレーム同期装置が測定装置に用いられる場合には測定時間を短縮することができる。また、処理単位を例えば１フレーム＋１サブフレームとすることにより、フレームタイミングのずれを最大で１サブフレームまで許容可能となる。

本発明の測定方法は、被測定物からの信号をダウンコンバートしサンプリングして、前記処理単位のデータ列をキャプチャする受信ステップ（Ｓ４）と、前記キャプチャしたデータ列を取得してフレームタイミングを検出する上記フレーム同期方法と、前記フレーム同期方法により検出されたフレームタイミングに基づいて、前記受信ステップにてキャプチャしたデータ列の信号を復調する復調ステップ（Ｓ１５）と、前記復調された信号の特性を測定する測定ステップ（Ｓ１６）と、を含むことを特徴とする。

この構成により、本発明の測定方法は、フレーム同期方法を含んでいるので、データ取得ステップにて取得され、相関値算出ステップにて相関演算が行われる信号の処理単位を短縮することができる。よって、フレーム同期用の外部トリガが使用できない場合であっても、フレーム同期を効率的に行うことができ、測定時間を短縮することができる。

本発明の測定方法は、受信装置（１１０）と、該受信装置と通信ネットワーク（１３０）で接続されたデータ処理装置（１２０）とを備えた測定システム（１００）による測定方法であって、前記受信装置において、受信信号をダウンコンバートし（Ｓ５）、前記ダウンコンバートされた信号をＡ／Ｄ変換し（Ｓ６）、前記Ａ／Ｄ変換された信号を直交復調し（Ｓ７）、前記直交復調された信号から前記処理単位のデータ列をキャプチャし（Ｓ８）、前記キャプチャされた前記処理単位のデータ列を、前記通信ネットワークを介して前記データ処理装置に送信し（Ｓ９）、前記データ処理装置において、前記受信装置から送信された前記処理単位のデータ列を受信し（Ｓ１０）、前記受信したデータ列を取得してフレームタイミングを検出する上記のフレーム同期方法を実施し、前記フレーム同期方法により検出されたフレームタイミングに基づいて、前記キャプチャしたデータ列の信号を復調し（Ｓ１５）、前記復調された信号の特性を測定する（Ｓ１６）、ことを含むことを特徴とする。

この構成により、本発明の測定方法は、受信装置によりキャプチャされる信号の時間長（処理単位）を、データ処理装置におけるデータ取得及び相関演算を行うデータの処理単位と同一にし、従来技術より短縮することができる。これにより、受信装置からデータ処理装置に転送するデータ量を、フレーム同期に必要な量に抑制することができるので、転送時間を短縮することができる。よって、受信装置とデータ処理装置がＬＡＮなどの通信ネットワークで接続されている場合であっても、フレーム同期を効率的に行うことができ、測定時間を短縮することができる。

本発明によれば、フレーム同期用の外部トリガが使用できない場合であっても、フレーム同期を効率的に行い測定時間を短縮することができるフレーム同期装置及びそれを備えた測定装置及び測定システム、並びにフレーム同期方法及び測定方法を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る測定装置の構成を示すブロック図である。 図１の測定装置の受信部によりキャプチャされるデータの構造を示す図である。 図１のフレーム同期装置における相関処理を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る測定方法のフローチャートを示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る測定システムの構成を示すブロック図である。 図５の測定システムの使用態様を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る測定方法のフローチャートを示す図である。 従来の測定装置の受信部によりキャプチャされるデータの構造を示す図である。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態について図面を参照して説明する。

本発明の第１の実施形態に係る測定装置１は、測定対象物（ＤＵＴ）２から送信された変調信号ａを受信し復調して信号特性を測定することにより、ＤＵＴ２の送信性能を試験するものである。そのために、測定装置１は、図１に示すように、受信部１０、フレーム同期装置２０、信号処理部３０、表示部４０、操作部５０、及び制御部６０を備えている。

ＤＵＴ２としては、限定するものではないが、例えば、無線基地局のＲＲＨ（Remote Radio Head）が挙げられる。ＤＵＴ２から送信される変調信号ａは、例えばＬＴＥ、ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、５Ｇ ＮＲ、無線ＬＡＮなどの通信規格に従って、例えば直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）方式により変調されたＯＦＤＭ変調信号である。変調信号ａは被測定信号ともいう。ＯＦＤＭ変調信号は、送信側（ＤＵＴ２）で、フレーム内の時間軸上の特定の位置に既知のデータ列（同期用シンボル）を挿入したデータ系列に対し、ＯＦＤＭ変調、アップコンバート等を行って得られた信号である。本実施形態では、通信規格として５Ｇ ＮＲを想定し、ＯＦＤＭ方式により変調された変調信号を受信するものとして説明するが、通信規格、変調方式はこれらに限定されるものではない。以下、各構成要素について説明する。

（受信部）
受信部１０は、ＤＵＴ２から送信された変調信号ａ（ＯＦＤＭ変調信号）を、アンテナを介して、あるいは有線で受信しダウンコンバートしサンプリングして処理単位のデータ列の信号をキャプチャするようになっている。具体的には、受信部１０は、ダウンコンバータ１１、アナログ－デジタル変換部（Ａ／Ｄ変換部）１２、直交復調部１３、及びデータキャプチャ部１４を備えている。ここで、処理単位とは、データのキャプチャ、転送、フレーム同期等の処理で一度に扱われるデータ量であり、時間長又はデータ長（データ数、サンプル数等）により表される。

ダウンコンバータ１１は、ミキサや局部発信器を備え、ＤＵＴ２から送信された変調信号ａと、局部発振器により生成されたローカル信号とをミキサに入力してダウンコンバートし、中間周波数（ＩＦ）信号ｂを生成するようになっている。中間周波数信号ｂは、Ａ／Ｄ変換部１２に送られる。

Ａ／Ｄ変換部１２は、ダウンコンバータ１１により周波数変換された中間周波数信号ｂをサンプリングしてアナログ信号からデジタル信号に変換するようになっている。得られたデジタルの中間周波数信号ｃは、直交復調部１３に送られる。

直交復調部１３は、Ａ／Ｄ変換部１２から出力されたデジタルの中間周波数信号ｃをベースバンド信号に周波数変換するとともに、Ｉ相成分及びＱ相成分に直交復調するようになっている。得られた直交復調信号ｄ（波形データともいう）は、データキャプチャ部１４に送られる。直交復調信号ｄは複素信号である。

データキャプチャ部１４は、直交復調信号ｄから所定のキャプチャ長（処理単位）分のデータ列の信号をキャプチャし記憶するようになっている。キャプチャされたデータ列（キャプチャデータ列又は単にデータ列ともいう）ｅは、フレーム同期装置２０と信号処理部３０に送られる。

上記説明では、受信部１０はダウンコンバータ１１において中間周波数信号に変換されるとしたが、ダウンコンバータ１１においてベースバンドの信号に変換するようにしてもよい。

フレーム同期装置２０は、データキャプチャ部１４にキャプチャされたキャプチャデータ列ｅのフレームタイミングを検出し、検出したことを示すフレームタイミング信号ｈを信号処理部３０に出力するようになっている。このフレーム同期装置２０については後で詳細に説明する。なお、データキャプチャ部１４にキャプチャされたキャプチャデータ列ｅは、フレーム同期装置２０の入力信号である。

（信号処理部）
信号処理部３０は、受信部１０のデータキャプチャ部１４によりキャプチャされたキャプチャデータ列ｅをＯＦＤＭ復調してＯＦＤＭ復調信号ｆを取得し、各種の測定を実行するようになっている。具体的には、信号処理部３０は、ＯＦＤＭ復調部３１及び測定部３２を備えている。

ＯＦＤＭ復調部３１は、データキャプチャ部１４によりキャプチャされたキャプチャデータ列ｅと、フレーム同期装置２０が出力したフレームタイミング信号ｈを入力するようになっている。そして、ＯＦＤＭ復調部３１は、フレームタイミング信号ｈに基づいて、キャプチャデータ列ｅに対し、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理、サブキャリア復調などのＯＦＤＭ復調処理を行ってＯＦＤＭ復調信号ｆを生成するようになっている。生成されたＯＦＤＭ復調信号ｆは、測定部３２に送られる。なお、本実施形態におけるＯＦＤＭ復調部３１は、本発明の復調部に対応する。

なお、必要に応じ、ＯＦＤＭ復調部３１においてＦＦＴ処理を行う前に、キャプチャデータ列ｅの各シンボルからＣＰ（Cyclic Prefix）を除去しておくようにする。

測定部３２は、ＯＦＤＭ復調部３１が出力したＯＦＤＭ復調信号ｆに対して、例えば、周波数エラー、タイミングエラー、ＥＶＭ（Error Vector Magnitude）、送信パワー、コンスタレーション等を測定、解析するように構成されている。測定部３２による測定及び解析結果の情報ｇは、表示部４０に送られる。

（表示部、操作部、制御部）
表示部４０は、液晶表示器等の表示機器を備え、測定部３２から送られた測定及び解析結果のデータやグラフ等を含めて、ＤＵＴ２の試験結果を表示機器に表示するようになっている。

操作部５０は、ＤＵＴ２を試験する際の測定項目、測定条件、判定条件の他、各種パラメータを設定するためにユーザが操作するものである。具体的には、操作部５０は、例えば、タッチパネルやハードウェアキーで構成されたキーボード、マウス又はダイヤルのような入力デバイス、これらを制御する制御回路等で構成されている。

制御部６０は、操作部５０からの入力を受け付け、各種パラメータ等を設定するとともに、受信部１０、フレーム同期装置２０、信号処理部３０、表示部４０などの機能部の制御を行うようになっている。

［フレーム同期装置］
次に、フレーム同期装置２０の構成について説明する。

フレーム同期装置２０は、フレーム同期装置２０への入力信号であるキャプチャデータ列ｅ（処理単位分の複素データ列）からフレームタイミングを検出するようになっている。具体的には、フレーム同期装置２０は、フレーム中の特定の位置に既知のシンボルを含む入力信号のフレームタイミングを検出するようになっている。そのために、フレーム同期装置２０は、図１に示すように、相関処理部２１、基準位置シフト部２８、フレームタイミング検出部２９、及び閾値記憶部２９１を備えている。

相関処理部２１は、受信部１０で得られた処理単位分の複素データ系列であるキャプチャデータ列ｅを取得し、キャプチャデータ列ｅから切り出した部分データ列ｒと参照データ列ｓとの相関値を算出することによりフレームタイミングを検出するものである。そのために、相関処理部２１は、データ取得部２２、処理単位設定部２３、シンボル長取得部２４、参照データ列算出部２５、参照データ列記憶部２６、及び相関値算出部２７を備えている。

シンボル長取得部２４は、フレーム同期装置２０への入力信号としてのキャプチャデータ列ｅに含まれるシンボルのシンボル長の情報を取得するようになっている。具体的には、シンボル長取得部２４は、サブキャリア間隔、周波数帯域幅等のパラメータに基づいて、通信規格に適合するシンボル長の情報を取得し、パラメータとして設定するようになっている。サブキャリア間隔、周波数帯域幅等のパラメータは、ユーザにより予め設定されるか、あるいは測定装置１において自動で設定される。シンボル長の情報は、処理単位設定部２３と参照データ列算出部２５に送られる。

処理単位設定部２３は、データのキャプチャやフレーム同期等の処理におけるデータの処理単位として、１フレームとフレームタイミングのずれの許容量との和を設定するようになっている。具体的には、処理単位設定部２３は、１フレームと参照データ列との和以上で且つ１フレームと１サブフレームとの和以下の時間長を処理単位として設定するようになっている。例えば、処理単位設定部２３は、１フレームと１サブフレームとの和の時間長を処理単位として設定してもよい。処理単位を例えば１フレーム＋１サブフレームとすることにより、フレームタイミングのずれの許容量を最大で１サブフレームに限定する。言い換えれば、フレームタイミングのずれが１サブフレーム以内であれば、フレームタイミングを適切に検出することができる。処理単位Ｌの情報は、データキャプチャ部１４及びデータ取得部２２に送られる。

処理単位設定部２３は、１フレームと参照データ列との和以上で且つスロットの整数倍の時間長のうち、最小の時間長を処理単位として設定するように構成してもよい。例えば、処理単位設定部２３は、処理単位として、１フレームと１スロットとの和を設定してもよい。処理単位をスロットの整数倍のうち最小の時間長（例えば１フレーム＋１スロット）とすることにより、フレームタイミングのずれの許容量を最大で１スロットに限定する。

本実施形態では、データの処理単位を設定する構成であるが、これに限定されず、データの処理単位を例えば１フレームと１サブフレームとの和等の固定値に固定しておく構成であってもよい。

データ取得部２２は、受信部１０のデータキャプチャ部１４から送られた、処理単位Ｌのキャプチャデータ列ｅを取得するようになっている。受信部１０におけるデータキャプチャ部１４により扱われるデータの処理単位と、フレーム同期装置２０におけるデータの処理単位は同じである。データ取得部２２により取得された処理単位Ｌのキャプチャデータ列ｅにおいて、参照データ列と同一のデータ数のデータ列が、部分データ列ｒとして切り出され、相関値算出部２７に送られる。

参照データ列算出部２５は、入力信号に含まれるシンボルのシンボル長に基づいて参照データ列ｓを算出し、参照データ列記憶部２６に格納するようになっている。具体的には、参照データ列算出部２５は、通信規格に従って、例えばシンボル長取得部２４により取得されたシンボル長等の諸パラメータの情報を用いて参照データ列ｓを算出するようになっている。通信規格としては、例えば、3GPP TS 38.211の7.4.1.1 Demodulation reference signals for PDSCHを参照されたい。この構成により、フレーム同期装置２０は、通信規格下でサブキャリア間隔、周波数帯域幅などのパラメータによりシンボル長が変わっても適切な参照データ列を得ることができる。

参照データ列記憶部２６は、フレーム中の特定の位置に存在する既知のシンボルのデータ列と同一のデータ列の少なくとも一部を参照データ列ｓとして記憶するようになっている。具体的には、参照データ列記憶部２６は、参照データ列算出部２５により算出された参照データ列ｓを格納するようになっている。参照データ列ｓは、相関値算出部２７に送られる。

基準位置シフト部２８は、データ取得部２２により取得された処理単位分のキャプチャデータ列ｅにおいて基準となる基準位置を定めて基準位置を所定のデータ間隔で順次シフトさせるようになっている。データ間隔は、１サンプルでもよいし、２以上の複数サンプルでもよい。

相関値算出部２７は、基準位置シフト部２８により基準位置がシフトされるごとに、データ取得部２２により取得されたキャプチャデータ列ｅにおける基準位置から参照データ列ｓと同一データ（サンプル）数の範囲の部分データ列ｒと、参照データ列ｓとの間で公知の相関演算を行って相関値（又は相関係数）を算出するようになっている。算出された相関値は、フレームタイミング検出部２９に送られる。

閾値記憶部２９１は、キャプチャデータ列ｅに含まれるフレームのタイミング（例えば既知のシンボルの位置）を検出するための閾値を格納するようになっている。閾値記憶部２９１に格納される閾値は、例えば、実験やシミュレーションによって決めたものでもよい。

フレームタイミング検出部２９は、相関値算出部２７が算出した相関値に基づいてフレームタイミングを検出するようになっている。具体的には、相関値算出部２７が算出した相関値と、閾値記憶部２９１に記憶された閾値とを比較する。そして、フレームタイミング検出部２９は、相関値が閾値を超えた場合に、フレームタイミングを検出したことを示すフレームタイミング信号ｈをＯＦＤＭ復調部３１に出力するようになっている。

＜データ構造＞
ここで、受信部１０のデータキャプチャ部１４によりキャプチャされるキャプチャデータ列ｅ（処理単位分のデータ列）のデータ構造について、図２を参照して説明する。図２は、例として、処理単位が１１サブフレームであると仮定している。

まず、ＤＵＴ２から送信される変調信号ａは、時間軸方向で見ると、連続した複数のフレームにより構成され、１フレームは１０個のサブフレームから構成されている。１サブフレームの時間長は１ミリ秒であり、よって１フレームの時間長は１０ミリ秒である。サブフレームは、１又は複数のスロットから構成され、１サブフレームに含まれるスロット数はサブキャリア間隔、周波数帯域幅等に応じて通信規格により決められている。１スロットには、例えば１４個のシンボルが含まれている。

周波数軸方向で見ると、変調信号ａは、複数のリソースブロック（ＲＢ（Resource Block））により構成され、１リソースブロックには例えば１２個の連続するサブキャリアが含まれる。リソースブロックは、例えば、周波数軸上で１２個のサブキャリアと、時間軸上で１スロットとで規定される時間－周波数軸上の範囲に該当する。１リソースブロックには、例えば、１２×１４＝１６８リソースエレメント（ＲＥ（Resource Element））が含まれている。

図２に示すように、受信部１０のデータキャプチャ部１４によりキャプチャされるキャプチャデータ列は、１フレームと１サブフレームとプリサンプルとポストサンプルとの和に等しいデータ長（時間長）を有している。
キャプチャデータ列の時間長＝１フレーム＋１サブフレーム＋α
ここで、αはプリサンプル及びポストサンプルのデータ長である。

ここで、プリサンプルとポストサンプルは、フィルタリング等の前処理を行うときに必要になる糊代分である。別言すれば、測定信号のみに帯域制限するフィルタリングを行う際に生じる過渡応答を抑制するために、データ列の前後にα／２データずつ余分にキャプチャしておく。このようなフィルタリングは、フレーム同期装置２０において行ってもよい。

以下の説明では、キャプチャされるデータ列にプリサンプルとポストサンプルが含まれていることを明示しないが、実際にキャプチャされるデータ列には、プリサンプルとポストサンプルが含まれているものとする。例えば、本明細書及び特許請求の範囲において「処理単位」というときは、プリサンプルとポストサンプルを除いたデータ列を示している。例えば、処理単位が１フレームと１サブフレームの和であるなどと記載されている場合、実際に１回でキャプチャされるデータ列は、１フレーム＋１サブフレーム＋αのデータ長を有しているものとする。

図２に戻って、受信部１０のデータキャプチャ部１４によりキャプチャされたキャプチャデータ列ｅは、例えば、先行するフレームのサブフレーム７，８，９と、後続のフレームのサブフレーム０，１，２，３，４，５，６，７を含んでいる。すなわち、１つのフレームを全部含んでいなくてもよく、前後のフレームにおいて連続した１１個のサブフレームを含んでいればよい。

受信部１０のデータキャプチャ部１４によりキャプチャされる処理単位分のキャプチャデータ列ｅのデータ長は、フレーム同期処理における処理単位でもある。

図２に示すように、キャプチャデータ列ｅにおける各サブフレームには、２つのスロットが含まれ、各スロットには例えば１４個のシンボルが含まれている。図２では、シンボル２の所定のサブキャリア（ＲＥ）に固有の復調参照信号（ＤＭ－ＲＳ（DeModulation Reference Signal））が含まれている。すなわち、シンボル２は他のシンボルから識別可能な固有のデータ列からなる信号である。具体的には、シンボル２は、サブフレーム番号が違えば異なる信号であり、同一サブフレームであってもスロット番号が違えば異なる信号である。

図２では、シンボル２が、キャプチャデータ列ｅにおけるシンボル位置を特定する参照データ列ｓであるが、これは例示である。ＤＭ－ＲＳ等の参照データを含む他のシンボルを、参照データ列として用いてもよい。

次に、フレーム同期装置２０における相関処理について、図３を参照して説明する。

図３は、フレーム同期装置２０における相関処理を示す図である。図３では、データキャプチャ部１４によりキャプチャされた処理単位分のキャプチャデータ列ｅ中の基準位置から参照データ列ｓと同一の時間長分だけ抽出した部分データ列ｒと参照データ列ｓとの相関値を算出し、相関値が閾値を超えるか否かによりフレームタイミングを検出している。基準位置は、基準位置シフト部２８により所定のデータ間隔ｄにより順次シフトされる。データ間隔ｄは、例えば１サンプル分である。キャプチャデータ列ｅから抽出される部分データ列ｒの位置をシフトしつつ、部分データ列ｒと参照データ列ｓとの相関値を算出し、相関値に基づいてフレームタイミングを検出する。図３では、時刻ｔｎのとき、相関値が閾値を超えており、このときの部分データ列ｒが参照データ列ｓと同一であると判断し、フレームタイミング信号ｈが出力される。

フレームタイミングがキャプチャデータ列ｅの中央あるいは中間の位置にある場合は、ある程度のフレームタイミングのずれが生じたとしても、フレームタイミングを検出することはできる。しかし、フレームタイミングがキャプチャデータ列ｅの端の位置にある場合は、フレームタイミングのずれが生じると、フレームタイミングを補足できず、検出できない場合も起こり得る。そこで、許容可能なフレームタイミングのずれである「フレームタイミングのずれの許容量」を、１フレームに追加した時間長を、データの処理単位としている。具体的には、フレームタイミングのずれの許容量は、例えば、参照データ列以上で且つ１サブフレーム以下の時間長である。参照データ列以上としたのは、キャプチャデータ列ｅのうち１フレーム分の全範囲について確実に相関処理を行うためである。

＜変形例１＞
次に、第１の実施形態の変形例１を説明する。

変形例１では、処理単位設定部２３は、シンボル長取得部２４により取得されたシンボル長の情報に基づいて、処理単位を設定するようになっている。具体的には、処理単位設定部２３は、１フレームと参照データ列ｓとの和以上で且つシンボルの整数倍の時間長のうち、最小の時間長を処理単位として設定するようになっている。例えば、処理単位設定部２３は、処理単位として、１フレームと１シンボルとの和を設定する。処理単位をサブフレームの整数倍のうち最小の時間長（例えば１フレーム＋１シンボル）とすることにより、フレームタイミングのずれの許容量を最大で１シンボルに限定する。

この構成により、フレーム同期装置２０は、データキャプチャ部１４及びデータ取得部２２によりキャプチャあるいは取得されたキャプチャデータ列ｅのうち１フレーム分の全範囲について相関処理を行うことができるので、フレームタイミングを確実に検出することができる。また、データキャプチャ（取得）及び相関演算を行う処理単位を、従来の２フレームより十分に短く、例えば１フレーム＋１シンボルに設定できるので、効率的にフレーム同期を行うことができる。また、フレーム同期装置２０は、処理単位設定部２３が、シンボル長取得部２４により取得されたシンボル長の情報に基づいて処理単位を設定するので、通信規格下でサブキャリア間隔、周波数帯域幅などのパラメータによりシンボル長が変わっても容易に適応することができる。

＜変形例２＞
次に、第１の実施形態の変形例２を説明する。

変形例２では、参照データ列記憶部２６は、フレーム中の特定位置に存在する既知のシンボルのデータ列と同一のデータ列の一部を参照データ列ｓとして記憶するようになっている。この参照データ列ｓは、フレーム中で識別可能でかつ、フレーム中での位置を特定可能なように、フレーム中の特定位置に存在する既知のシンボルのデータ列から一部を抽出したものである。また、処理単位設定部２３は、１フレームと参照データ列ｓとの和の時間長を処理単位として設定するようになっている。

この構成により、フレーム同期装置２０は、参照データ列ｓを１シンボル長より短くでき、よって、データキャプチャ及びフレーム同期の処理単位を従来の２フレームより十分に短く、最小に設定できるので、効率的にフレーム同期を行うことができる。

＜変形例３＞
次に、第１の実施形態の変形例３を説明する。

変形例３では、処理単位設定部２３は、制御部６０の制御下で、フレームタイミング検出部２９によるフレームタイミングの検出結果に基づいて、
（Ａ）１フレームと参照データ列ｓとの和以上で且つサブフレームの整数倍の時間長のうち、最小の時間長、
（Ｂ）１フレームと参照データ列ｓとの和以上で且つスロットの整数倍の時間長のうち、最小の時間長、
（Ｃ）１フレームと参照データ列ｓとの和以上で且つシンボルの整数倍の時間長のうち、最小の時間長、及び
（Ｄ）１フレームと参照データ列ｓとの和の時間長、
のいずれか１つを処理単位として設定するようになっている。

例えば、処理単位が１フレーム＋１シンボルの場合にフレームタイミングの検出結果が良好ならば、１フレーム＋１シンボルを処理単位とし、フレームタイミングの検出結果が良好でないならば、処理単位を１フレーム＋１スロットとしてフレームタイミングの検出結果を調べる。そして、フレームタイミングの検出結果が良好ならば、１フレーム＋１スロットを処理単位とし、フレームタイミングの検出結果が良好でないならば、処理単位を１フレーム＋１サブフレームとする。フレームタイミングの検出結果は、検出の安定性、確実性、正確性などを観点にその良否を判断してもよい。

この構成により、フレーム同期装置２０は、フレームタイミングの検出結果に基づいてデータの処理単位を変えるので、フレームタイミングを確実に検出することができるとともに、データの処理単位を最適な時間長に設定することができる。

第１の実施形態に係る測定装置１及びフレーム同期装置２０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インタフェース、ハードディスク等の記憶装置等を有するコンピュータを個別にあるいは全体として備えている。これにより、例えば、受信部１０、フレーム同期装置２０、信号処理部３０、表示部４０、操作部５０、制御部６０等の機能の一部または全部は、ＲＯＭや記憶装置に記憶された各種処理プログラムをＲＡＭに読み出してＣＰＵで実行することにより実現することができる。

フレーム同期装置２０は、測定装置１に一体的に組み込まれ、測定装置１とコンピュータを共用する構成であってもよい。また、フレーム同期装置２０は、測定装置１のコンピュータにインストールするアプリケーションソフトウェア（プログラム）であってもよい。

次に、本実施形態に係る測定方法について、図４を参照しつつ説明する。

シンボル長取得部２４は、フレーム同期装置２０への入力信号としてのキャプチャデータ列ｅに含まれるシンボルのシンボル長の情報を取得する（ステップＳ１）。具体的には、シンボル長取得部２４は、サブキャリア間隔、周波数帯域幅等のパラメータに基づいて、通信規格に適合するシンボル長の情報を取得する。

処理単位設定部２３は、データのキャプチャやフレーム同期等の処理におけるデータの処理単位をとして、１フレームとフレームタイミングのずれの許容量との和を設定する（ステップＳ２）。例えば、処理単位設定部２３は、処理単位として１フレーム＋１サブフレームの時間長を設定するか、あるいは１フレーム＋１スロットの時間長を設定する。処理単位として１フレーム＋１サブフレームの時間長を設定する場合は、通信規格に規定された規定の時間長とする（１１ミリ秒）。処理単位として１フレーム＋１スロットの時間長を設定する場合は、シンボル長取得部２４により取得されたシンボル長の情報を用いて処理単位を算出する。

処理単位設定部２３は、参照データ列ｓの時間長が１シンボルより短い場合に、処理単位として１フレーム＋参照データ列ｓの時間長を設定してもよい。

参照データ列算出部２５は、入力信号に含まれるシンボルのシンボル長に基づいて参照データ列ｓを算出し、参照データ列記憶部２６に格納する（ステップＳ３）。具体的には、参照データ列算出部２５は、３ＧＰＰ ＴＳ３８．２１１等の通信規格に従って、シンボル長取得部２４により取得されたシンボル長等の諸パラメータの情報を用いて参照データ列ｓを算出する。

参照データ列記憶部２６は、参照データ列算出部２５により算出された参照データ列ｓを格納する。この参照データ列ｓは、キャプチャデータ列ｅに含まれるフレーム中の特定の位置に存在する既知のシンボルと同一のものである。

ＤＵＴ２は、５Ｇ ＮＲなどの通信規格に従って例えばＯＦＤＭ方式により変調されたＯＦＤＭ変調信号を送信する。受信部１０は、ＤＵＴ２から送信された変調信号ａを受信する（ステップＳ４）。

ダウンコンバータ１１は、ＤＵＴ２から送信された変調信号ａをダウンコンバートし、中間周波数（ＩＦ）信号ｂを生成する（ステップＳ５）。

Ａ／Ｄ変換部１２は、ダウンコンバータ１１により周波数変換された中間周波数信号ｂをサンプリングしてアナログ信号からデジタル信号に変換する（ステップＳ６）。Ａ／Ｄ変換部１２は、得られたデジタルの中間周波数信号ｃを直交復調部１３に送る。

直交復調部１３は、Ａ／Ｄ変換部１２から出力されたデジタルの中間周波数信号ｃをベースバンド信号に周波数変換するとともに、Ｉ相成分及びＱ相成分に直交復調する（ステップＳ７）。

データキャプチャ部１４は、直交復調信号ｄから所定の処理単位分のキャプチャデータ列ｅをキャプチャし記憶する（ステップＳ８）。処理単位Ｌは、処理単位設定部２３により設定された値である。

データ取得部２２は、受信部１０のデータキャプチャ部１４から送られた、処理単位Ｌのキャプチャデータ列ｅを取得する。データ取得部２２により取得されるキャプチャデータ列ｅのデータ長は、処理単位設定部２３により設定された処理単位Ｌであり、すなわち、受信部１０のデータキャプチャ部１４によりキャプチャされたキャプチャデータ列ｅのデータ長と同じである。

基準位置シフト部２８は、データ取得部２２により取得された処理単位分のキャプチャデータ列ｅにおいて基準となる基準位置を設定する。基準位置は、処理単位のキャプチャデータ列ｅにおいて参照データ列ｓに対して相関処理が行われる部分データ列ｒの先頭位置である。例えば、基準位置シフト部２８は、図３に示したキャプチャデータ列ｅの時刻ｔ０（あるいは、時刻ｔ０に対応するサンプル）を基準位置として定める。

相関値算出部２７は、基準位置シフト部２８により基準位置がシフトされるごとに、データ取得部２２により取得されたキャプチャデータ列ｅにおいて基準位置から参照データ列ｓと同一サンプル数の範囲の部分データ列ｒと、参照データ列ｓとの間で公知の相関演算を行って相関値（又は相関係数）を算出する（ステップＳ１１）。

閾値記憶部２９１は、キャプチャデータ列ｅに含まれるフレームのタイミングを検出するための閾値を格納する。

フレームタイミング検出部２９は、相関値算出部２７が算出した相関値に基づいてフレームタイミングを検出する。具体的には、相関値算出部２７が算出した相関値と、閾値記憶部２９１に記憶された閾値とを比較する（ステップＳ１２）。そして、フレームタイミング検出部２９は、相関値が閾値を超えた場合に（ステップＳ１２でＹＥＳ）、フレームタイミングを検出したことを示すフレームタイミング信号ｈをＯＦＤＭ復調部３１に出力する（ステップＳ１４）。

一方、相関値が閾値を超えていない場合は（ステップＳ１２でＮＯ）、基準位置シフト部２８は、キャプチャされた処理単位のキャプチャデータ列ｅにおいて基準となる基準位置を１サンプル分シフトさせ（ステップＳ１３）、ステップＳ１１に戻る。

ＯＦＤＭ復調部３１は、フレームタイミング信号ｈに基づいて、データキャプチャ部１４によりキャプチャされたキャプチャデータ列ｅに対し、ＦＦＴ処理、サブキャリア復調などのＯＦＤＭ復調処理を行ってＯＦＤＭ復調信号ｆを生成し、測定部３２に出力する（ステップＳ１５）。

測定部３２は、ＯＦＤＭ復調部３１が出力したＯＦＤＭ復調信号ｆに対して、例えば、周波数エラー、タイミングエラー、ＥＶＭ、送信パワー、コンスタレーション等を測定、解析する（ステップＳ１６）。

表示部４０は、測定部３２から送られた測定及び解析結果のデータやグラフ等を含めて、ＤＵＴ２の試験結果を表示機器に表示する（ステップＳ１７）。

以上のように、本実施形態に係るフレーム同期装置２０及び測定装置１は、処理単位設定部２３が、例えば１フレーム＋１サブフレームの時間長をデータの処理単位として設定し、データ取得部２２が、処理単位分のキャプチャデータ列ｅを取得し、相関値算出部２７が、取得された処理単位分のキャプチャデータ列ｅにおいて、１シンボル長以下の参照データ列ｓとの相関処理を行うようになっている。この構成により、データ取得部２２により取得された信号のうち１フレーム分の全範囲について相関処理を行うことができるので、フレームタイミングを確実に検出することができる。また、データキャプチャと相関演算を行う処理単位を、従来の２フレームより十分に短く設定できる。よって、フレーム同期用の外部トリガが使用できない場合であっても、フレームタイミングのずれの許容量を最大で１サブフレームに限定しつつ、フレーム同期を効率的に行うことができ、測定時間を短縮することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る測定システム１００について説明する。

第２の実施形態に係る測定システム１００は、受信装置１１０とデータ処理装置１２０とがＬＡＮ（Local Area Network）などの通信ネットワーク１３０で接続されている点で、第１の実施形態に係る測定装置１と相違している。同一の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は適宜省略する。

本実施形態に係る測定システム１００は、受信装置１１０においてＤＵＴ２から送信された変調信号ａを受信してキャプチャし、データ処理装置１２０において復調して信号特性を測定することにより、ＤＵＴ２の送信性能を試験するものである。図５に示すように、測定システム１００は、受信装置１１０と、データ処理装置１２０と、受信装置とデータ処理装置１２０とを接続するＬＡＮなどの通信ネットワーク１３０とを備えている。

（受信装置）
受信装置１１０は、ＤＵＴ２から送信された変調信号ａを受信してキャプチャし、キャプチャしたキャプチャデータ列ｅをデータ処理装置１２０に送信するようになっている。そのために、受信装置１１０は、ダウンコンバータ１１、Ａ／Ｄ変換部１２、直交復調部１３、データキャプチャ部１４、及び送受信部１１２を備えている。

ダウンコンバータ１１は、受信した変調信号ａをダウンコンバートする。Ａ／Ｄ変換部１２は、ダウンコンバートされた信号をＡ／Ｄ変換する。直交復調部１３は、Ａ／Ｄ変換された信号を直交復調する。データキャプチャ部１４は、直交復調された信号から所定の処理単位分のデータ列（キャプチャデータ列）ｅをキャプチャする。

送受信部１１２は、通信ネットワーク１３０を介して、キャプチャデータ列ｅをデータ処理装置１２０へ送信するようになっている。また、送受信部１１２は、データ処理装置１２０から送られる、例えば処理単位Ｌの情報など必要なパラメータ情報を受信するようになっている。なお、本実施形態の送受信部１１２は、本発明の送信部に対応する。

（データ処理装置）
データ処理装置１２０は、キャプチャデータ列ｅを受信し、キャプチャデータ列ｅに対してフレーム同期及びＯＦＤＭ復調を実施後、各種測定を行うようになっている。そのために、データ処理装置１２０は、送受信部１２２、フレーム同期装置２０、ＯＦＤＭ復調部３１、測定部３２、表示部４０、操作部５０、及び制御部６０を備えている。

送受信部１２２は、受信装置１１０の送受信部１１２から送られたキャプチャデータ列ｅを受信するようになっている。また、送受信部１２２は、フレーム同期装置２０の処理単位設定部２３により設定された処理単位Ｌの情報を受信装置１１０に送信するようになっている。なお、本実施形態の送受信部１２２は、本発明の受信部に対応する。

フレーム同期装置２０は、受信したキャプチャデータ列ｅを基に、フレームタイミングを検出する。ＯＦＤＭ復調部３１は、フレーム同期装置２０により検出されたフレームタイミングに基づいて、キャプチャデータ列ｅを復調する。測定部３２は、復調された信号の特性を測定する。表示部４０は、測定部３２による測定の結果等を表示する。

受信装置１１０のデータキャプチャ部１４によりキャプチャされるキャプチャデータ列ｅの信号長は、データ処理装置１２０におけるフレーム同期装置２０のデータ取得部２２により取得されるキャプチャデータ列ｅの時間長と等しくなっている。

図６は、本実施形態に係る測定システム１００の使用態様を示す図である。図６に示すように、ＯＴＡ（Over The Air）チャンバ２００内に設置されたＤＵＴ２（ＲＲＨ）から送信された信号がアンテナ２０１及びＲＦスイッチ２０２を介して測定システム１００に送られる。ＤＵＴ２から送信される信号としては、例えば、ミリ波あるいはサブ６ＧＨｚ帯（Ｓｕｂ６）の信号である。

測定システム１００は、受信装置１１０とデータ処理装置１２０とが通信ネットワーク１３０で接続されている。図６では、ＲＦスイッチ２０２とデータ処理装置１２０の間に、ＲＦコンバータ１１ａが設けられている。受信装置１１０は、キャプチャしたＩ／Ｑデータであるキャプチャデータ列ｅを、通信ネットワーク１３０を介してデータ処理装置１２０へ送信している。また、受信装置１１０は、ＲＦスイッチ２０２やＤＵＴ２を制御する制御信号を送出するようになっている。

図６では、ＯＴＡチャンバ２００内に設定されたＤＵＴ２から送信される信号が、アンテナ２０１及びＲＦスイッチ２０２を介して測定システム１００に入力される構成であるが、これに限定されない。ＤＵＴ２から送信される信号が有線で測定システム１００に入力される構成であってもよい。

次に、本実施形態における測定方法について、図７を参照しつつ説明する。

ステップ９、ステップ１０以外のステップは、第１の実施形態と同じである。ステップ９において、受信装置１１０の送受信部１１２は、データキャプチャ部１４がキャプチャした処理単位Ｌのキャプチャデータ列ｅを、通信ネットワーク１３０を介してデータ処理装置１２０へ送信する。

ステップ１０において、データ処理装置１２０の送受信部１２２は、受信装置１１０の送受信部１１２から送信された処理単位Ｌのキャプチャデータ列ｅを受信する。

なお、データ処理装置１２０が有するフレーム同期装置２０の処理単位設定部２３により設定された処理単位Ｌの情報は、通信ネットワーク１３０を介して受信装置１１０のデータキャプチャ部１４に送られる。

以上のように、第２の実施形態に係る測定システム１００は、受信装置１１０のデータキャプチャ部１４によりキャプチャされるキャプチャデータ列ｅの時間長（処理単位）が、データ処理装置１２０におけるデータ取得及び相関演算を行うデータの処理単位と同一であり、従来の２フレームより十分に短縮することができる。これにより、受信装置１１０からデータ処理装置１２０に転送するデータ量を、フレーム同期に必要な最小限の量に抑制することができるので、受信装置１１０からデータ処理装置１２０への転送時間を短縮することができる。よって、受信装置１１０とデータ処理装置１２０がＬＡＮなどの通信ネットワーク１３０で接続されている場合であっても、フレーム同期を効率的に行うことができ、測定時間を短縮することができる。

上記第１及び第２の実施形態のフレーム同期装置２０は、従来のようにフレーム同期時に１フレームの塊を見つけて同期するのではなく、異なるフレーム（隣接するフレーム）のサブフレームを使用して、１フレーム分の時間長に相当する１０サブフレームに対して同期処理を行うようにする。この構成により、例えば１サブフレーム（１ミリ秒）以内のフレームタイミングのずれに対してさえ同期できれば良くなるため、キャプチャ長を従来手法（２フレーム＋α）の約半分（１フレーム＋１サブフレーム＋α）に削減することが可能となる。ここで、αはプリサンプル＋ポストサンプルである。これにより、データ処理装置１２０に搭載するメモリを削減することができる。また、処理単位を短縮することで、キャプチャしたキャプチャデータ列ｅの受信装置１１０からデータ処理装置１２０への転送時間も短縮できるため、測定時間の短縮が可能となる。

以上説明したように、本発明は、フレーム同期用の外部トリガが使用できない場合であっても、フレーム同期を効率的に行い測定時間を短縮することができるという効果を有し、フレーム同期装置及びそれを備えた測定装置及び測定システム、並びにフレーム同期方法及び測定方法の全体に有用である。

１ 測定装置
２ ＤＵＴ
１０ 受信部
１１ ダウンコンバータ
１１ａ ＲＦコンバータ
１２ Ａ／Ｄ変換部
１３ 直交復調部
１４ データキャプチャ部
２０ フレーム同期装置
２１ 相関処理部
２２ データ取得部
２３ 処理単位設定部
２４ シンボル長取得部
２５ 参照データ列算出部
２６ 参照データ列記憶部
２７ 相関値算出部
２８ 基準位置シフト部
２９ フレームタイミング検出部
２９１ 閾値記憶部
３０ 信号処理部
３１ ＯＦＤＭ復調部（復調部）
３２ 測定部
４０ 表示部
５０ 操作部
６０ 制御部
１００ 測定システム
１１０ 受信装置
１１２ 送受信部（送信部）
１２０ データ処理装置
１２２ 送受信部（受信部）
１３０ 通信ネットワーク
２００ ＯＴＡチャンバ
２０１ アンテナ
２０２ ＲＦスイッチ
ａ 変調信号
ｂ 中間周波数信号
ｃ デジタルの中間周波数信号
ｄ 直交復調信号
ｅ キャプチャデータ列
ｆ ＯＦＤＭ復調信号
ｇ 測定及び解析結果の情報
ｈ フレームタイミング信号
ｒ 部分データ列
ｓ 参照データ列
Ｌ 処理単位

Claims (12)

1. フレーム中の特定の位置に既知のシンボルを含む入力信号のフレームタイミングを検出するフレーム同期装置（２０）であって、
   データの処理単位を設定する処理単位設定部（２３）と、
   前記入力信号から前記設定された処理単位分のデータ列を取得するデータ取得部（２２）と、
   前記既知のシンボルのデータ列と同一のデータ列の少なくとも一部を参照データ列として記憶する参照データ列記憶部（２６）と、
   前記データ取得部により取得されたデータ列において基準となる基準位置を定めて前記基準位置を所定のデータ間隔で順次シフトさせる基準位置シフト部（２８）と、
   前記基準位置シフト部により前記基準位置がシフトされるごとに、前記データ取得部により取得されたデータ列のうち前記基準位置から前記参照データ列と同一データ数の範囲のデータ列と、前記参照データ列との間で相関演算を行って相関値を算出する相関値算出部（２７）と、
   前記相関値に基づいて前記フレームタイミングを検出するフレームタイミング検出部（２９）と、を備え、
   前記処理単位設定部は、１フレームと前記参照データ列との和以上で且つ１フレームと１サブフレームとの和以下の時間長を前記処理単位として設定することを特徴とするフレーム同期装置。
2. 前記処理単位設定部は、１フレームと前記参照データ列との和以上で且つスロットの整数倍の時間長のうち、最小の時間長を前記処理単位として設定する、請求項１に記載のフレーム同期装置。
3. 前記処理単位設定部は、１フレームと前記参照データ列との和以上で且つシンボルの整数倍の時間長のうち、最小の時間長を前記処理単位として設定する、請求項１に記載のフレーム同期装置。
4. 前記処理単位設定部は、１フレームと前記参照データ列との和の時間長を前記処理単位として設定する、請求項１に記載のフレーム同期装置。
5. 前記処理単位設定部は、前記フレームタイミング検出部によるフレームタイミングの検出結果に基づいて、
   （Ａ）１フレームと前記参照データ列との和以上で且つサブフレームの整数倍の時間長のうち、最小の時間長、
   （Ｂ）１フレームと前記参照データ列との和以上で且つスロットの整数倍の時間長のうち、最小の時間長、
   （Ｃ）１フレームと前記参照データ列との和以上で且つシンボルの整数倍の時間長のうち、最小の時間長、及び
   （Ｄ）１フレームと前記参照データ列との和の時間長、
   のいずれか１つを前記処理単位として設定する、請求項１に記載のフレーム同期装置。
6. 前記入力信号に含まれるシンボルのシンボル長の情報を取得するシンボル長取得部（２４）をさらに備え、前記処理単位設定部は、前記シンボル長取得部により取得されたシンボル長の情報に基づいて、前記処理単位を設定する、請求項２～５のいずれか一項に記載のフレーム同期装置。
7. 前記参照データ列記憶部は、前記既知のシンボルのデータ列と同一のデータ列の一部を参照データ列として記憶する、請求項１～６のいずれか一項に記載のフレーム同期装置。
8. 被測定物からの信号をダウンコンバートしサンプリングして、前記処理単位のデータ列をキャプチャする受信部（１０）と、
   前記キャプチャしたデータ列を取得してフレームタイミングを検出する請求項１～７のいずれか一項に記載のフレーム同期装置（２０）と、
   前記フレーム同期装置により検出されたフレームタイミングに基づいて、前記キャプチャしたデータ列の信号を復調する復調部（３１）と、
   前記復調された信号の特性を測定する測定部（３２）と、
   を備えたことを特徴とする測定装置。
9. 受信装置（１１０）と、該受信装置と通信ネットワーク（１３０）で接続されたデータ処理装置（１２０）とを備えた測定システム（１００）であって、
   前記受信装置は、
   受信信号をダウンコンバートするダウンコンバータ（１１）と、
   前記ダウンコンバートされた信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換部（１２）と、
   前記Ａ／Ｄ変換された信号を直交復調する直交復調部（１３）と、
   前記直交復調された信号から前記処理単位のデータ列をキャプチャするデータキャプチャ部（１４）と、
   前記キャプチャされたデータ列を、前記通信ネットワークを介して前記データ処理装置に送信する送信部（１１２）と、を備え、
   前記データ処理装置は、
   前記受信装置の前記送信部から送信されたデータ列を受信する受信部（１２２）と、
   前記受信したデータ列を取得してフレームタイミングを検出する請求項１～７のいずれか一項に記載のフレーム同期装置と、
   前記フレーム同期装置により検出されたフレームタイミングに基づいて、前記キャプチャしたデータ列の信号を復調する復調部（３１）と、
   前記復調された信号の特性を測定する測定部（３２）と、
   を備える、測定システム。
10. フレーム中の特定の位置に既知のシンボルを含む入力信号のフレームタイミングを検出するフレーム同期方法であって、
    データの処理単位を設定する処理単位設定ステップ（Ｓ２）と、
    前記入力信号から前記設定された処理単位分のデータ列を取得するデータ取得ステップと、
    前記既知のシンボルのデータ列と同一のデータ列の少なくとも一部を参照データ列として記憶する参照データ列記憶ステップ（Ｓ３）と、
    前記データ取得ステップで取得されたデータ列において基準となる基準位置を定めて前記基準位置を所定のデータ間隔で順次シフトさせる基準位置シフトステップ（Ｓ１３）と、
    前記基準位置シフトステップにて前記基準位置がシフトされるごとに、前記データ取得ステップで取得されたデータ列のうち前記基準位置から前記参照データ列と同一データ数の範囲のデータ列と、前記参照データ列との間で相関演算を行って相関値を算出する相関値算出ステップ（Ｓ１１）と、
    前記相関値に基づいて前記フレームタイミングを検出するフレームタイミング検出ステップ（Ｓ１２、Ｓ１４）と、を含み、
    前記処理単位設定ステップにおいて、１フレームと前記参照データ列との和以上で且つ１フレームと１サブフレームとの和以下の時間長を前記処理単位として設定することを特徴とするフレーム同期方法。
11. 被測定物からの信号をダウンコンバートしサンプリングして、前記処理単位のデータ列をキャプチャする受信ステップ（Ｓ４）と、
    前記キャプチャしたデータ列を取得してフレームタイミングを検出する請求項１０に記載のフレーム同期方法と、
    前記フレーム同期方法により検出されたフレームタイミングに基づいて、前記受信ステップにてキャプチャしたデータ列の信号を復調する復調ステップ（Ｓ１５）と、
    前記復調された信号の特性を測定する測定ステップ（Ｓ１６）と、
    を含むことを特徴とする測定方法。
12. 受信装置（１１０）と、該受信装置と通信ネットワーク（１３０）で接続されたデータ処理装置（１２０）とを備えた測定システム（１００）による測定方法であって、
    前記受信装置において、
    受信信号をダウンコンバートし（Ｓ５）、
    前記ダウンコンバートされた信号をＡ／Ｄ変換し（Ｓ６）、
    前記Ａ／Ｄ変換された信号を直交復調し（Ｓ７）、
    前記直交復調された信号から前記処理単位のデータ列をキャプチャし（Ｓ８）、
    前記キャプチャされた前記処理単位のデータ列を、前記通信ネットワークを介して前記データ処理装置に送信し（Ｓ９）、
    前記データ処理装置において、
    前記受信装置から送信された前記処理単位のデータ列を受信し（Ｓ１０）、
    前記受信したデータ列を取得してフレームタイミングを検出する請求項１０に記載のフレーム同期方法を実施し、
    前記フレーム同期方法により検出されたフレームタイミングに基づいて、前記キャプチャしたデータ列の信号を復調し（Ｓ１５）、
    前記復調された信号の特性を測定する（Ｓ１６）、
    ことを含む、測定方法。

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