JPH0450783B2 - - Google Patents

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JPH0450783B2
JPH0450783B2 JP15604487A JP15604487A JPH0450783B2 JP H0450783 B2 JPH0450783 B2 JP H0450783B2 JP 15604487 A JP15604487 A JP 15604487A JP 15604487 A JP15604487 A JP 15604487A JP H0450783 B2 JPH0450783 B2 JP H0450783B2
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JP
Japan
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circuit
output
averaging
square operation
performs
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Naomasa Yoshida
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Priority to DE3886107T priority patent/DE3886107T2/de
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Priority to CA000570052A priority patent/CA1332450C/en
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  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)
  • Dc Digital Transmission (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、デイジタル信号にデイジタル変調を
施した信号をを伝送するデイジタル通信システム
の受信側において搬送波電力対雑音電力比(C/
N)を測定するC/N測定回路に関する。 (従来の技術) デイジタル通信システムでは、復調器あるい
は、復調器を含む伝送路全体の性能を評価するた
め、復調器で復号された符号のビツト誤り率
(BER)に対する性能指数として伝送情報1ビツ
ト当りのエネルギー対雑音電力密度との比
(Eb/Np)を定義するが、これは次の式(1)で示す
如く計算によつて求められる。 Eb/Np=C/N・B/R ……(1) ここで、C/Nは搬送波電力対雑音電力比、B
は復調器の等価雑音帯域幅、Rはデータ伝送速度
で、2−PSK変調方式ではシンボルレートと一
致するが、4−PSK変調方式ではシンボルレー
トの2倍となることは良く知られている通りであ
る。 ところで、式(1)から明らかなように、Eb/Np
を求めるにはC/Nを測定する必要がある。そこ
で、例えば衛星回線におけるEb/Npを決定する
場合の従来のC/N測定方式は、第5図に示す如
く、衛星の中継器に比べて狭帯域の復調器10の
前段にバンドパスフイルタ9を配置し、受信変調
信号が入力される復調器10の入力のIF帯で
C/Nを測定するようにしている。その測定手順
は、まずバンドパスフイルタ9の帯域の中心に無
変調波あるいは変調波を送信して、バンドパスフ
イルタ9出力の電力を測定しC+Nを求める。次
に、無変調波あるいは変調波の送信を止めるか、
または送信搬送波周波数をずらして受信信号がバ
ンドパスフイルタ9の帯域外となるようにしてバ
ンドパスフイルタ9の出力電力を測定し、Nを求
める。そして、先に求めたC+NからNを引くと
Cが求まり、両者からC/Nが求まる。 なお、この場合のBはバンドパスフイルタ9の
等価雑音帯域幅である。 (発明が解決しようとする問題点) しかし、前述した従来のC/N測定方式には次
の如き種々の問題点がある。 まず、正確な等価雑音帯域幅が既知であるバン
ドパスフイルタが測定用として必要であり、ま
た、電力計等の測定器が別に必要である。 また、C/Nの測定では無変調波あるいは変調
波を送信し、それを止めるか周波数をずらす操作
をIF帯においてするので、操作が繁雑であるだ
けでなく、適用状態においてC/N測定を行うこ
とが困難である。 本発明は、このような従来の問題点に鑑みなさ
れたもので、その目的は、運用時におけるC/N
測定を簡単かつ容易に、しかも正確に行うことが
できるC/N測定回路を提供することにある。 (問題点を解決するための手段) 前記目的を達成するために、本発明のC/N測
定回路は次の如き構成を有する。 即ち、本発明のC/N測定回路は、デイジタル
信号にデイジタル変調を施した信号を伝送するデ
イジタル通信システムの受信側において搬送波電
力対雑音電力化(C/N)を測定するC/N測定
回路であつて;受信復調された復調信号をその復
調の際に再生されたシンボルクロツクのタイミン
グで標本化し各標本値を量子化ビツト数nからな
るデイジタル時系列データへ変換するA/D変換
器と;前記A/D変換器の出力を受けて各デイジ
タル時系列データについて絶対値操作を行う絶対
値操作回路と;N(N>0の整数)シンボルの間
における前記絶対値操作回路の出力について平均
化処理を行う第1の平均化回路と;前記第1の平
均化回路の出力を受けて2乗操作を行う第1の2
乗操作回路と;前記A/D変換器の出力を受けて
各デイジタル時系列データについて2乗操作の行
う第2の2乗操作回路と;N(N>0の整数)シ
ンボルの間における前記第2の2乗操作回路の出
力について平均化処理を行う第2を行う平均化回
路と;前記第2の平均化回路の出力値から前記第
1の2乗操作回路の出力値を減ずる減算回路と;
前記第1の2乗操作回路および前記減算回路の各
出力を受けて前記比(C/N)を出力するC/N
変換回路と;を備えたことを特徴とするものであ
る。 (作用) 次に、前記の如く構成される本発明のC/N測
定回路の作用を説明する。 A/D変換器は、受信復調された復調信号(ア
イパターンを形成するアナログ信号)をその復調
の際に再生されたシンボルクロツクのタイミング
で標本化し、各標本値を量子化ビツト数nからな
るデイジタル時系列データへ変換する。 このA/D変換器の出力は、復調信号の信号点
における振幅値を示すが、これはまず絶対値操作
回路、第1の平均化回路においてそれぞれ絶対値
がとられ、十分に長いN(n>0の整数)シルボ
ル間平均化される。その結果、信号に相加された
雑音成分が相殺され第1の平均化回路の出力には
雑音成分のない信号(振幅値)が得られる。 従つて第1の2乗操作回路の出力には、雑音が
ない場合の信号電力Sが得られる。これを式で示
せば次の如くになる。 A/D変換器の出力である時系列データをdi
(i=0,1,2,……,n)、雑音がない場合の
信号点の振幅をA、雑音がない場合の復調信号の
電力をS、平均操作を行うシンボル数をNとすれ
ば、 A=1/NN-1 Σi-0 (Q)di(Q) ……(2) S=A2 ……(3) ところで、復調信号に相加された雑音成分は雑
音がない場合の信号点の振幅Aを中心としたガウ
ス分布を示すが、その雑音成分の電力σ2は σ2=1/NN-1 Σi-0 ((Q)di(Q)−A)2 ……(4) で表され、式(2)を考慮すると σ2=1/NN-1 Σi-0 di 2−A2 ……(5) となる。 即ち、A/D変換器の出力を第2の2乗操作回
路において2乗操作し、さらに第2の平均化回路
において十分に長いNシンボル間の平均化処理す
れば式(5)の第1項が得られるから、減算回路にお
いて、前記第2の平均化回路の出力値から前記第
1の2乗操作回路の出力値を減ずることで式(5)に
示す雑音電力σ2が得られる。 その結果、C/N変換回路において第1の2乗
操作回路の出力(信号電力S)と減算回路の出力
(雑音電力σ2)の比をとることでC/Nの測定を
得ることができる。 以上説明したように、本発明のC/N測定回路
によれば、復調信号にデイジタル数値演算を施し
て信号電力と雑音電力とを得ることができるの
で、従来の如きIF帯での繁雑な操作を行う必要
がなく、運用時のC/N測定を可能とし、またい
かなる測定器具も不要である。本発明のC/N測
定回路は復調器に組み込むことあるいは外付けす
ることが可能であつて、いずれの場合でも復調器
単体として簡単かつ容易に、しかも正確にC/N
測定を行うことができる。そして、本回路はデイ
ジタル回路で構成されているので、無調整で高安
定な動作を期待でき、LSI化による小形化が可能
である、等の効果が得られる。 (実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。 第1図は本発明の一実施例に係るC/N測定回
路を示す。このC/N測定回路は、A/D変換器
1と、絶対値操作回路2と、第1の平均化回路3
と、第1の2乗操作回路4と、第2の2乗操作回
路5と、第2の平均化回路6と、減算回路7と、
C/N変換回路8とを基本的に備える。 A/D変換器1では、復調信号(アイパターン
を形成するアナログ信号)を再生シンボルクロツ
クのタイミング(信号点位置である)で標本化し
各標本値を量子化ビツト数nからなるデイジタル
時系列データdi(i=0,1,2,……,n)へ
変換し、それを絶対値操作回路2と第2の2乗操
作回路5とへ送出する。 絶対値操作回路2では、デイジタル時系列デー
タdiの絶対値(Q)di(Q)を求める操作をし、それを第
1の平均化回路3へ与える。具体的には、この絶
対値操作回路2は、例えば第2図に示す如く、排
他的論理和回路12と加算回路13とで構成でき
る。第2図において、n=3とした場合の絶対値
操作を説明する。入力するデイジタル時系列デー
タdiが、第1表に示す如く、値3から値−4まで
の正負値を3ビツトで表現し、負数は2の補数で
表現されている場合、排他的論理和回路12では
入力したデイジタル時系列データdi(i=0,1,
2)の最上位ビツト(MSB)が“1”のとき、
即ち入力値が負値のときは全3ビツトの論理値を
反転してそれを加算回路13の一方の入力へ与え
る。なお、MSB=“1”のときは、全3ビツトの
論理値をそのまま加算回路13の一方の入力へ与
える。そして、加算回路13では、MSBの内容
が他方の入力へ与えられるので、排他的論理和回
路12の出力にMSBの内容(“1”または“0”)
を加える操作を行う。その結果、第2表に示す如
き絶対値が得られる。
【表】 3ビツトによる正 絶対値
負表示
次に、第1の平均化回路3では、十分に長いN
(N>0の整数)シンボルの間平均をとる操作を
し、その平均値を第1の2乗操作回路4へ与え
る。 具体的には、この第1の平均化回路3は、例え
ば第3図に示す如く、加算回路13と1サンプル
遅延回路14と、割算回路15とで構成される。 加算回路13と1サンプル遅延回路14はNシ
ンボルの間の入力値を積分する積分回路であつ
て、割算回路15はこの積分回路の出力値をシン
ボル数Nで割算し平均値を求める操作を行う。な
お、1サンプル遅延回路14はNシンボルごとに
リセツトされる。 ここで、信号に相加される雑音成分は、雑音が
少ない場合の信号点の振幅Aを中心としたガウス
分布を示すので、以上の処置によつて雑音成分は
相殺し合う。つまり、第1の平均化回路3の出力
は雑音がない場合の信号点の振幅Aを与えること
になる。従つて、振幅Aは前記式(2)で与えられ
る。また、信号電力Sは第1の2乗操作回路4の
出力に得られる。 一方、A/D変換器1の出力は、第2の2乗操
作回路5において2乗操作が施され、さらに第2
の平均化回路6において、前記第1の平均化回路
3と同様に、十分に長いN(N>0の整数)シン
ボルの間の平均がとられる。その結果、前記式(5)
の第1項が得られるので、減算回路7において第
2の平均化回路6の出力値から第1の2乗操作回
路4の出力値を減ずることを行い前記式(5)で示さ
れる雑音電力σ2を得ることができる。 斯くして、C/N変換回路8では、第1の2乗
操作回路の出力(信号電力S)と減算回路7の出
力(雑音電力σ2)の比をとることができ、測定
C/Nを得ることができる。なお、このC/N変
換回路8の構成方法であるが、実際の入力値に対
し割算をする方式、あるいは各々の入力値の対数
をとつて減算を行う方式等の他に、簡単な構成方
式として第4図に示すものがある。第4図におい
て、符号16はROMからなる変換テーブルであ
る。この変換テーブル16にはS/σ2の各種計算
値が設定してあり、信号電力Sと雑音電力σ2を読
出アドレスとして与えるようにしたものである。 以上が本発明によるC/N測定回路の原理であ
るが、本回路を適用するに当つては伝送路上で受
ける信号の歪、あるいはフイルタ系の不整合によ
る符号間干渉がなく、かつ、伝送路上で相加され
る雑音がガウス雑音である必要がある。 (発明の効果) 以上説明したように、本発明のC/N測定回路
によれば、復調信号にデイジタル数値演算を施し
て信号電力と雑音電力とを得ることができるの
で、従来の如きIF帯での繁雑な操作を行う必要
がなく、運用時のC/N測定を可能とし、またい
かなる測定器具も不要である。本発明のC/N測
定回路は復調器に組み込むことあるいは取付けす
ることが可能であつて、いずれの場合でも復調器
単体として簡単かつ容易に、しかも正確にC/N
測定を行うことができる。そして、本回路はデイ
ジタル回路で構成されているので、無調整で高安
定な動作を期待でき、LSI化による小形化が可能
である、等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係るC/N測定回
路の構成ブロツク図、第2図は絶対値操作回路の
構成ブロツク図、第3図は平均化回路の構成ブロ
ツク図、第4図はC/N変換回路の構成ブロツク
図、第5図は従来のC/N測定回路の構成ブロツ
ク図である。 1……A/D変換器、2……絶対値操作回路、
3……第1の平均化回路、4……第1の2乗操作
回路、5……第2の2乗操作回路、6……第2の
平均化回路、7……減算回路、8……C/N変換
回路、9……バンドパスフイルタ、10……復調
器、12……排他的論理和回路、13……加算回
路、14……1サンプル遅延回路、15……割算
回路、16……ROM(変換テーブル)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 デイジタル信号にデイジタル変調を施した信
    号を伝送するデイジタル通信システムの受信側に
    おいて搬送波電力対雑音電力比(C/N)を測定
    するC/N測定回路であつて;受信復調された復
    調信号をその復調の際に再生されたシンボルクロ
    ツクのタイミングで標本化し各標本値を量子化ビ
    ツト数nからなるデイジタル時系列データへ変換
    するA/D変換器と;前記A/D変換器の出力を
    受けて各デイジタル時系列データについて絶対値
    操作を行う絶対値操作回路と;N(N>0の整数)
    シンボルの間における前記絶対値操作回路の出力
    について平均化処理を行う第1の平均化回路と;
    前記第1の平均化回路の出力を受けて2乗操作を
    行う第1の2乗操作回路と;前記A/D変換器の
    出力を受けて各デイジタル時系列データについて
    2乗操作を行う第2の2乗操作回路と;N(N>
    0の整数)シンボルの間における前記第2の2乗
    操作回路の出力について平均化処理を行う第2の
    平均化回路理と;前記第2の平均化回路の出力値
    から前記第1の2乗操作回路の出力値を減ずる減
    算回路と;前記第1の2乗操作回路および前記減
    算回路の各出力を受けて前記比(C/N)を出力
    するC/N変換回路と;を備えたことを特徴とす
    るC/N測定回路。
JP15604487A 1987-06-23 1987-06-23 C/n measuring circuit Granted JPS64843A (en)

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DE3854505T DE3854505T2 (de) 1987-06-23 1988-06-22 Phasengesteuerte Demodulationseinrichtung zur digitalen Kommunikation.
DE3886107T DE3886107T2 (de) 1987-06-23 1988-06-22 Träger/Rausch-Detektor für digitale Übertragungssysteme.
EP92201171A EP0497433B1 (en) 1987-06-23 1988-06-22 Phase controlled demodulation system for digital communication
EP88305685A EP0296822B1 (en) 1987-06-23 1988-06-22 Carrier-to-noise detector for digital transmission systems
CA000570052A CA1332450C (en) 1987-06-23 1988-06-22 Carrier-to-noise detector for digital transmission systems
US07/210,653 US4835790A (en) 1987-06-23 1988-06-23 Carrier-to-noise detector for digital transmission systems
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JPS64843A JPS64843A (en) 1989-01-05
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