特許 6577650 同期放送用測定器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6577650

(24)【登録日】2019年8月30日

(45)【発行日】2019年9月18日

(54)【発明の名称】同期放送用測定器

(51)【国際特許分類】

   H04H 20/12 20080101AFI20190909BHJP

   H04H 20/18 20080101ALI20190909BHJP

   H04H 20/20 20080101ALI20190909BHJP

   H04H 20/22 20080101ALI20190909BHJP

   H04H 20/67 20080101ALI20190909BHJP

   H04H 40/45 20080101ALI20190909BHJP

【ＦＩ】

   H04H20/12

   H04H20/18

   H04H20/20

   H04H20/22

   H04H20/67

   H04H40/45 200

【請求項の数】4

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2018-195854(P2018-195854)

(22)【出願日】2018年10月17日

【審査請求日】2019年5月14日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】515320008

【氏名又は名称】山口放送株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】591249323

【氏名又は名称】日本通信機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】▲恵▼良 勝治

(72)【発明者】

【氏名】山▲崎▼ 浩介

(72)【発明者】

【氏名】貝嶋 誠

(72)【発明者】

【氏名】河野 憲治

【審査官】 前田 典之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１９−０９７０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１８３８１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００６／０３８５６９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１７−０７３５８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０９２９０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０９２９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 山崎 浩介 他，ＦＭ同期放送におけるＡＥＳ完全同期コンポジット信号の検証と、１ＰＰＳ同期トーンバースト信号での遅延測定実験について，放送技術 10月号，日本，兼六館出版株式会社，２０１５年１０月 １日，第68巻, 第10号，第166-168頁

【文献】 乗松 義弘 他，大電力ＦＭ同期放送網の構築，放送技術，日本，兼六館出版株式会社，２０１６年 ５月 １日，第69巻, 第5号，第151-155頁

【文献】 太田 弘毅，地上デジタル放送を利用した伝搬特性の精密計測 −単一のチャンネルを用いた測定手法−，電子情報通信学会技術研究報告，日本，一般社団法人 電子情報通信学会，２０１４年 ７月１７日，Vol.114, No.149，第29−34頁

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｈ ２０／１２

Ｈ０４Ｈ ２０／１８

Ｈ０４Ｈ ２０／２０

Ｈ０４Ｈ ２０／２２

Ｈ０４Ｈ ２０／６７

Ｈ０４Ｈ ４０／４５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

同一周波数の搬送波を同一の音声データにより周波数変調することで生成され、二つの送信元からそれぞれ送信されるＦＭ同期放送用の放送波が混在した混在波を受信するアンテナ（４１）と、
前記アンテナからの受信信号から、ステレオコンポジット信号を復調するように構成された復調器（４５）と、
前記二つの送信元にてＦＭ変調のタイミングを合わせるために用いられる時刻情報を取得するように構成された時刻情報取得部（２）と、
前記時刻情報に基づく一定周期のタイミングに同期したパイロット信号を基準パイロット信号とし、前記基準パイロット信号の１周期をＮ等分した各ポイントでの位相を観測位相として、前記基準パイロット信号における前記Ｎ個の観測位相のそれぞれについて、前記基準パイロット信号を同相成分および直交成分にて表現した基準値を生成するように構成された基準値生成部（６１１）と、
前記復調器で復調された前記ステレオコンポジット信号から抽出されるパイロット信号を復調パイロット信号として、前記復調パイロット信号における前記Ｎ個の観測位相のそれぞれについて、前記復調パイロット信号を同相成分および直交成分にて表現した観測値を生成するように構成された観測値生成部（６１２）と、
前記Ｎ個の観測位相のそれぞれについて、前記同相成分および直交成分を座標軸とする座標上での前記基準値と前記観測値との距離を算出し、該距離の平均値をエラー電力として算出するように構成されたエラー電力算出部（６１４）と、
前記座標上での原点から前記基準値までの距離をパイロット電力として、前記エラー電力と前記パイロット電力との比に応じて値が変化する評価値を客観評価値として算出するように構成された客観評価値算出部（６１５）と、
前記客観評価値算出部にて算出された前記客観評価値に関連する関連情報を出力するように構成された出力部（７）と、
を備える同期放送用測定器。

【請求項2】

請求項１に記載の同期放送用測定器であって、
前記客観評価値と、音声品質の主観的な評価を表すために用意された主観評価値との相関を示す評価値相関情報を記憶するように構成された記憶部（６１７）を更に備え、
前記出力部は、前記評価値相関情報を用いて特定される前記客観評価値に対応した前記主観評価値を、前記関連情報の一つとして出力する
同期放送用測定器。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の同期放送用測定器であって、
前記観測値生成部は、前記基準パイロット信号と前記復調パイロット信号との位相差を算出し、該位相差を用いて前記観測値の位相と前記基準値の位相とが一致するように、前記観測値の位相を補正し、
前記エラー電力算出部は、位相が補正された前記観測値を用いて前記エラー電力を算出するように構成された、
同期放送用測定器。

【請求項4】

請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の同期放送用測定器であって、
予め設定された指定期間をＴｘとし、前記パイロット信号の周期をＴｐ＝Ｔｘ／ｆｐ、前記受信信号をサンプリングする際のサンプリング周期をＴｓ＝Ｔｘ／ｆｓ、ｆｐ，ｆｓをいずれも整数で表すものとして、ｆｓは、ｆｓ＝Ｍ×Ｎで表され、且つ、ｆｐとは互いに素となる値に設定され、
前記観測値生成部は、前記復調パイロット信号を表すデータ列を均等に１／Ｍに間引くことで、前記観測値を生成するように構成された
同期放送用測定器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、ＦＭ同期放送の品質を測定する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

周波数変調された同一周波数かつ同一プログラムの音声放送波を、複数の送信所から送信するＦＭ同期放送（以下、同期放送）が知られている。同期放送において、複数の到来波が共存する受信地域（以下、重複エリア）では、いずれかの到来波が他方の到来波の干渉波となり、受信品質を劣化させる。その劣化特性は、到来波間のＤ／Ｕと遅延時間差に関係し、遅延時間差が大きいほど良好な受信品質を得るために必要なＤ／Ｕが大きくなる。なお、Ｄ／Ｕは、希望波に対する干渉波の比を表す。

【0003】

Ｄ／Ｕ＝０ｄＢとなる等電界地点では、遅延時間差が等しければ受信品質の劣化が生じないこと、および等電界地点から離れた地点では、Ｄ／Ｕが大きくなるため受信品質が担保されることが実証されており、現在実用放送が実施されている。

【0004】

ところで、重複エリアにおいて、受信障害を抑制するためには、等電界地点での各到来波の遅延が一致するように各送信所での送信タイミングを調整する必要がある。
また、送信所間で放送波の変調度の違いは、重複エリアで受信される二つの到来波の周波数偏差となって現れ、受信品質を劣化させる原因となる。なお、放送波の変調度は、各送信所にて変調に用いる音声信号の振幅が異なること、各送信所に設置されたＦＭ変調器の特性に固体差があること等によって差が生じる。

【0005】

つまり、同期放送を実現するためには、共通の重複エリアを有する２つの送信所に設置されるＦＭ変調器の物理的な特性の同一性と、変調に用いる音声信号の同一性と、変調に関わる制御の時間的な同期性を担保する必要がある。

【0006】

これらの要求を満たすために、特許文献１には、既存のオシロスコープやスペクトラムアナライザを用いて到来波の解析を可能とする技術が開示されている。即ち、特許文献１には、二つの送信所から同時に試験波を送信させ、且つ、試験波の周波数を電波法の範囲内で異ならせることにより、重複エリアで取得される受信信号から、二つの到来波の分離抽出を可能とする技術が記載されている。また、特許文献１には、二つの送信所から交互にトーンバーストを送信させることで、各送信所からの遅延時間、ひいては両送信所からの到来波の遅延時間差の測定を可能とする技術も記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第６２８００７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献１に記載の従来技術は、同期放送の音声品質に関わる音声信号の遅延時間差やＤ／Ｕを測定しているに過ぎず、最終的な音声品質の評価は、実際に放送波を受信して再生し、その聴こえ方を評価者が主観的に評価する主観評価に頼らざるを得ず、評価者によって評価結果のばらつきが大きいという問題があった。

【0009】

本開示の１つの局面は、同期放送システムにおいて、音声品質の客観的な評価を実現する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示の一態様は、同期放送用測定器であって、アンテナ（４１）と、復調器（４５）と、時刻情報取得部（２）と、基準値生成部（６１１）と、観測値生成部（６１２）と、エラー電力算出部（６１４）と、客観評価値算出部（６１５）と、出力部（７）と、を備える。

【0011】

アンテナは、二つの送信元からそれぞれ送信されるＦＭ同期放送用の放送波が混在した混在波を受信する。ＦＭ同期放送用の放送波は、同一周波数の搬送波を同一の音声データにより周波数変調することで生成される。復調器は、アンテナからの受信信号から、ステレオコンポジット信号を復調する。時刻情報取得部は、二つの送信元にてＦＭ変調のタイミングを合わせるために用いられる時刻情報を取得する。基準値生成部は、時刻情報に基づく一定周期のタイミングに同期したパイロット信号を基準パイロット信号とし、基準パイロット信号の１周期をＮ等分した各ポイントでの位相を観測位相として、基準パイロット信号におけるＮ個の観測位相のそれぞれについて、基準パイロット信号を同相成分および直交成分にて表現した基準値を生成する。観測値生成部は、復調器で復調されたステレオコンポジット信号から抽出されるパイロット信号を復調パイロット信号として、復調パイロット信号におけるＮ個の観測位相のそれぞれについて、復調パイロット信号を同相成分および直交成分にて表現した観測値を生成する。エラー電力算出部は、Ｎ個の観測位相のそれぞれについて、同相成分および直交成分を座標軸とする座標上での基準値と観測値との距離を算出し、該距離の平均値をエラー電力として算出する。客観評価値算出部は、座標上での原点から基準値までの距離をパイロット電力として、エラー電力とパイロット電力との比に応じて値が変化する評価値を客観評価値として算出する。出力部は、客観評価値算出部にて算出された客観評価値に関連する関連情報を出力する。

【0012】

このような構成によれば、二つの送信所からの放送波が混合された混合波を受信し、混合波から抽出された復調パイロット信号の揺らぎの大きさを表すエラー電力を利用した評価値が客観評価値Ｖｏとして算出される。従って、同期放送システムにおける音声品質を、実際に音声を再生することなく、客観的な数値を用いて評価することができる。その結果、音声品質の確認作業を簡易に行なうことができ、音声品質について対策を必要とする地点等も容易に見つけることができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】同期放送システムの概要を示す説明図である。

【図2】同期放送用測定器の構成を示すブロック図である。

【図3】復調器の構成を示すブロック図である。

【図4】ステレオコンポジット信号のスペクトラムを示す説明図である。

【図5】パイロット信号の周波数スペクトラムであり、（ａ）は干渉が少ない場合、（ｂ）は干渉が多い場合を示す。

【図6】評価値計測部の構成を示すブロック図である。

【図7】パイロット信号のコンスタレーションを示す説明図である。

【図8】パイロット信号エラー比の算出に関わるパラメータを示す説明図である。

【図9】評価値相関情報の例を示す説明図である。

【図10】ＰＳＥＲと遅延時間差およびＤ／Ｕとの関係を計測した結果を示すグラフである。

【図11】遅延時間差およびＤ／Ｕを変化させて主観評価を実施した結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．同期放送システム］
まず、本開示に係る同期放送用測定器１が用いられる同期放送システムについて説明する。

【0015】

同期放送システム１００は、図１に示すように、配信局１０１と複数の送信所１０２，１０３を備える。配信局１０１は、同一の音声信号を、所定の伝送網１０４を介して各送信所１０２，１０３に配信する。送信所１０２，１０３は、それぞれの放送エリアＡ１，Ａ２の少なくとも一部が、互いに重なり合うように配置される。以下では、重なり合う放送エリアを重複エリアＡｄという。送信所１０２，１０３は、伝送網１０４を介して配信局１０１から受信した同一の音声信号により、同一周波数の搬送波を周波数変調した放送波を送信することで、ＦＭ同期放送（以下、単に同期放送）を行う。また、送信所１０２，１０３では、後述する１ｐｐｓに同期したクロックを用いてＦＭ変調のタイミングを含むＦＭ変調特性が、両送信所間で同一となるように制御される。

【0016】

音声信号の配信に用いる伝送網１０４は、送信所１０２，１０３毎に異なっていてもよいし、同じでもよい。また、伝送網１０４は、例えば無線伝送網やＩＰ伝送網などで構成されるが、これらに限定されるものではない。

【0017】

そして、同期放送用測定器１は、重複エリアＡｄ等において、同期放送の放送品質に関わるパラメータの測定に用いられる。
［２．同期放送用測定器の構成］
図２に示すように、同期放送用測定器１は、時刻情報取得部２と、ローカル信号生成部３と、受信部４と、解析処理部６と、出力部７とを備える。

【0018】

時刻情報取得部２は、ＧＰＳアンテナ２１とＧＰＳ受信機２２とを備え、予め定められた標準時刻を表す時刻情報を取得する。ＧＰＳは、Global Positioning Systemの略である。

【0019】

ＧＰＳアンテナ２１は、ＧＰＳ衛星からの電波を受信する。ＧＰＳ受信機２２は、ＧＰＳアンテナ２１での受信信号から、１秒周期のパルス信号である１秒パルス信号（以下、１ｐｐｓ）を、時刻情報として取得する。

【0020】

ローカル信号生成部３は、受信信号の周波数をダウンコンバートするためのローカル信号Ｌｏを生成して受信部４に供給する。
受信部４は、アンテナ４１と、増幅器４２と、ミキサ４３と、Ａ／Ｄ変換器４４と、復調器４５とを備える。

【0021】

アンテナ４１は、無指向性アンテナにより構成される。同期放送用測定器１が、重複エリアＡｄにて使用される場合、アンテナ４１は、二つの送信所１０２，１０３からの放送波が混合された混合波を受信する。

【0022】

増幅器４２は、アンテナ４１からの受信信号を増幅する。
ミキサ４３は、ローカル信号生成部３から供給されるローカル信号Ｌｏを用いて、受信信号を中間周波数帯の信号にダウンコンバートする。

【0023】

Ａ／Ｄ変換器４４は、ミキサ４３にてダウンコンバートされた受信信号を予め設定されたサンプリング周期Ｔｓにてサンプリングする。以下の復調器４５および解析処理部６に関する説明では、Ａ／Ｄ変換器４４でのサンプリングによって得られたデジタル値の系列を、単に、受信信号という。他のデジタル値の系列も同様である。

【0024】

復調器４５は、デジタル方式の復調器であり、図３に示すように、ＦＭ復調部４５１と、信号分離部４５２と、ステレオ復調部４５３とを備える。
ＦＭ復調部４５１は、互いに直交する（即ち、位相が９０°異なる）二つの搬送波を、それぞれ受信信号に乗じる直交変換を行い、更に、ＦＭ変調された搬送波がとり得る、搬送波周波数を中心とする周波数範囲の信号を抽出することで、受信信号の同相成分Ｉおよび直交成分Ｑを生成する。更に、予め設定された時間期間Δｔ毎に、同相成分Ｉおよび直交成分Ｑを用いて位相を算出すると共に、直前の時間期間Δｔに算出された位相との差分である瞬時位相変化分を算出する。なお、時間間隔Δｔは、サンプリング周期Ｔｓの整数倍である。ここではΔｔ＝Ｔｓとする。そして、算出した瞬時位相変化分を、予め用意された変換テーブルまたは変換式を用いてＦＭ変調度に置き換えるΔｆ検波を行うことで、ステレオコンポジット信号Ｓｃを生成する。ＦＭ変調度は、無変調時にゼロとなり、正負の符号を有した値をとる。

【0025】

ステレオコンポジット信号Ｓｃは、図４に示すように、１９ｋＨｚのパイロット信号Ｓｐと、１５ｋＨｚ以下の周波数成分を有するＬ＋Ｒ信号Ｓａと、３８ｋＨｚを中心に±１５ｋＨｚの周波数成分を有するＬ−Ｒ信号Ｓｍとを有する。なお、Ｌ＋Ｒ信号Ｓａは、ステレオ音声信号を表すＬ信号およびＲ信号を加算した信号である。Ｌ−Ｒ信号Ｓｍは、Ｌ信号からＲ信号を減算した信号によって、パイロット信号の２倍の周波数（即ち、３８ｋＨｚ）を有する搬送波をＡＭ変調した信号である。

【0026】

図３に戻り、信号分離部４５２は、３つのバンドパスフィルタを有し、ＦＭ復調部４５１にて復調されたステレオコンポジット信号Ｓｃから、パイロット信号Ｓｐ、Ｌ＋Ｒ信号Ｓａ、およびＬ−Ｒ信号Ｓｍを個別に抽出する。

【0027】

ステレオ復調部４５３は、信号分離部４５２にて抽出されたＬ＋Ｒ信号ＳａおよびＬ−Ｒ信号Ｓｍを用いてステレオ復調を実施する。具体的には、ステレオ復調部４５３は、信号分離部４５２にて抽出されたパイロット信号Ｓｐの品質が予め設定された許容範囲内である場合、Ｌ＋Ｒ信号ＳａとＡＭ復調されたＬ−Ｒ信号Ｓｍとを加減算することで生成されるＬ信号およびＲ信号（即ちステレオ音声信号）を音声信号Ｓｏとして出力する。また、ステレオ復調部４５３は、抽出されたパイロット信号Ｓｐの品質が許容範囲外である場合は、Ｌ＋Ｒ信号Ｓａ（即ち、モノラル音声信号）を音声信号Ｓｏとして出力する。

【0028】

なお、復調器４５は、パイロット信号Ｓｐの復調に必要な構成以外が省略されてもよい。また、以下では、ステレオ復調部４５３にて復調、抽出されたパイロット信号Ｓｐを復調パイロット信号という。

【0029】

図２に戻り、解析処理部６は、復調器４５から出力される各信号を用いて、測定地点における受信品質の評価に必要な測定を実行する。解析処理部６での処理の詳細については後述する。

【0030】

解析処理部６は、その機能を、全てハードウェアによって実現してもよいし、少なくとも一部を、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ（以下、非遷移的実体的記録媒体ともいう）を有する周知のマイクロコンピュータが実行する処理によって実現してもよい。この場合、マイクロコンピュータが実現する各種機能は、ＣＰＵが非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。

【0031】

出力部７は、Ｄ／Ａ変換器７１と、モニタ７２と、出力端子７３とを備え、出力処理、表示処理を少なくとも実施する。出力処理は、受信部４にて受信信号から抽出される各種信号（以下、抽出信号）および解析処理部６での解析結果を、そのまま又はＤ／Ａ変換器７１にてアナログ信号に変換し、出力端子７３を介して外部に出力する処理である。表示処理は、抽出信号および解析結果を画像化して、モニタ７２に表示する処理である。

【0032】

なお、受信部４および解析処理部６を構成する各部は、共通クロックＣＫに従って動作する。共通クロックＣＫは、測定器１の内部で生成される基準クロックを分周することで、周期がｆｓの非同期クロックを生成し、この非同期クロックの立ち上がりエッジを１ｐｐｓに同期させることで生成される。

【0033】

［３．解析処理部での処理］
解析処理部６は、波形記憶部６０と、評価値計測部６１とを備える。
［３−１．波形記憶部］
波形記憶部６０は、復調パイロット信号Ｓｐを、予め設定された測定対象期間（例えば、１００ｍｓ）分記憶する。

【0034】

ここで、図５は、復調パイロット信号Ｓｐをスペクトラムアナライザで観測することで得られる周波数スペクトラムである。図５（ａ）は、混合波を構成する二つの到来波間の干渉が少ない場合であり、図５（ｂ）は、その干渉が多い場合である。なお、干渉は、観測地点における二つの到来波間の遅延時間差が大きいほど、また、信号レベル差（即ち、信号レベル比）が小さいほど、多くなる。図５からわかるように、復調パイロット信号Ｓｐの近傍におけるノイズフロアは、干渉が少ない場合は小さく、干渉が多い場合は大きくなる。そして、復調パイロット信号Ｓｐは、ノイズフロアが大きいほど、その影響を受けて、瞬時的な振幅や位相の変化である揺らぎが大きくなる。

【0035】

［３−２．評価値計測部］
図２に戻り、評価値計測部６１は、復調パイロット信号Ｓｐを用いて、客観的な評価値であるパイロット信号エラーレート（以下、ＰＳＥＲ）と、ＰＳＥＲに対応づけられる主観評価値とを生成する。ＰＳＥＲは、Pilot Signal Error Ratioの略である。

【0036】

評価値計測部６１は、図６に示すように、基準値生成部６１１と、観測値生成部６１２と、基準電力算出部６１３と、エラー電力算出部６１４と、客観評価値算出部６１５と、主観評価値算出部６１６と、評価値相関記憶部６１７と、位相差算出部６１８と、位相補正部６１９とを備える。

【0037】

基準値生成部６１１には、二つの送信所１０２，１０３にてＦＭ変調時に使用される揺らぎのないパイロット信号である基準パイロット信号Ｓｆの波形を表す波形値が記憶されている。波形値は、同相成分Ｉｆおよび直交成分Ｑｆにより表された複素データのデータ列である。

【0038】

ここで、予め設定された指定期間をＴｘとし、パイロット信号Ｓｐの周期をＴｐ＝Ｔｘ／ｆｐ、共通クロックＣＫの周期をＴｓ＝Ｔｘ／ｆｓ、ｆｐ，ｆｓをいずれも整数で表すものとする。例えば、Ｔｘ＝１ｍｓである場合、パイロット信号Ｓｐの周波数が１９ｋＨｚであればｆｐ＝１９と表され、共通クロックＣＫの周波数が４８ｋＨｚであればｆｓ＝４８と表される。

【0039】

但し、ｆｐは、測定対象となる同期放送システム１００の仕様によって決まる。ｆｓは、Ｍを正整数として、ｆｓ＝Ｍ×Ｎを満たし、かつ、ｆｐとは互いに素となる値に設定される。

【0040】

基準パイロット信号Ｓｆの波形値は、基準パイロット信号Ｓｆを、その周期をｆｓ等分した間隔でサンプリングしたｆｓ個の複素データＤ（０）〜Ｄ（ｆｓ−１）で構成される。そして、ｎを０以上の整数として、基準パイロット信号Ｓｆを共通クロックＣＫでサンプリングした場合、ｎ番目のサンプル値がＤ（Ｘ）となる。但し、Ｘは、（１）式で表される。

【0041】

Ｘ＝ｎ×ｆｐ ｍｏｄ ｆｓ （１）
つまり、期間Ｔｘの間（即ち、基準パイロット信号Ｓｆのｆｐ周期分の間）に、ｆｓ回のサンプリングが実行され、各サンプル値は、いずれも基準パイロット信号Ｓｆの異なる位相に対応した値となる。

【0042】

従って、基準パイロット信号Ｓｆのサンプル値を、同相成分Ｉｆを実数、直交成分Ｑｆを虚数とする複素座標平面上にプロットすると、図７（ａ）に示すように、１周期をｆｓ等分したｆｓ個の位相を順番に遷移するコンスタレーションを描くことになる。図７（ａ）は、ｆｐ＝１９、ｆｓ＝４８の場合を示す。

【0043】

図６に戻り、基準値生成部６１１は、基準パイロット信号Ｓｆのサンプル値を順番に読み出して位相差算出部６１８に供給すると共に、読み出したサンプル値を、Ｍ個おきに抽出することでデータ数を１／Ｍに間引いたものを基準値として、基準電力算出部６１３およびエラー電力算出部６１４に供給する。

【0044】

この基準値を、複素座標平面上にプロットすると、図７（ｂ）（ｃ）に示すように、１周期をｆｓ／Ｍ（＝Ｎ）等分したｆｓ／Ｍ個の位相を順番に遷移するコンスタレーションを描くことになる。なお、図７（ｂ）は、Ｍ＝６の場合であり、図７（ｃ）は、Ｍ＝８の場合である。

【0045】

図６に戻り、観測値生成部６１２は、受信部４から復調パイロット信号Ｓｐを取得し、復調パイロット信号Ｓｐにヒルベルト変換を施すことで復調パイロット信号Ｓｐのサンプル値毎に同相成分Ｉｐおよび直交成分Ｑｐを求めることで、復調パイロット信号Ｓｐを複素化する。

【0046】

また、観測値生成部６１２は、複素化された復調パイロット信号Ｓｐを位相差算出部６１８に供給すると共に、基準値生成部６１１での処理と同様にデータ数を１／Ｍに間引いたものを観測値として、位相補正部６１９に供給する。

【0047】

位相差算出部６１８は、復調パイロット信号Ｓｐの位相が不明であるため、復調パイロット信号Ｓｐと基準パイロット信号Ｓｆとの関係を固定した状態で両者の位相差を算出する。

【0048】

具体的には、観測値生成部６１２から供給される復調パイロット信号Ｓｐのサンプル値毎に、同相信号Ｉｐおよび直交成分Ｑｐから瞬時位相（以下、復調位相）θｐを算出するとともに、基準値生成部６１１から供給される基準パイロット信号Ｓｆのサンプル値毎に、同相成分Ｉｆおよび直交成分Ｑｐから瞬時位相（以下、基準位相）θｆを算出する。なお、復調位相θｐおよび基準位相θｆの算出には、（２）式を用いる。但し、（２）式において、ｘは、ｐまたはｆを表す。

【0049】

θｘ＝ｔａｎ^−１（Ｑｘ／Ｉｘ） （２）
そして、復調位相θｐから基準位相θｆを減算した結果の測定対象期間に渡る平均値（以下、平均位相差）を位相補正量Δθ（＝θｐ−θｆ）として算出する。

【0050】

位相補正部６１９は、観測値生成部６１２から供給される全ての観測値の位相から、位相差算出部６１８で算出された位相補正量Δθを減じることで、全ての観測値の位相を補正して、エラー電力算出部６１４に供給する。この補正により、観測値（ひいては復調パイロット信号Ｓｐ）の位相を、基準値（ひいては基準パイロット信号Ｓｆ）の位相に一致させている。

【0051】

基準電力算出部６１３は、基準値生成部６１１から出力される基準値の同相成分Ｉｆおよび直交成分Ｑｆに基づいて、基準パイロット信号Ｓｆの強度を表す基準電力Ｐｆを算出する（図８（ａ）参照）。なお、基準パイロット信号Ｓｆは既知であり、基準電力Ｐｆも既知の一定値であるため、算出を行うことなく、固定値を用いてもよい。

【0052】

エラー電力算出部６１４は、位相補正部６１９からの観測値（Ｉｐ，Ｑｐ）と基準値生成部６１１からの基準値（Ｉｆ，Ｑｆ）との差分（ΔＩ，ΔＱ）を算出する（図８（ｂ）参照）。エラー電力算出部６１４は、更に、差分の２乗和ΔＩ^２＋ΔＱ^２（即ち、観測値と基準値との距離）を、測定対象期間に渡って平均した結果をエラー電力ΔＰとして算出する。

【0053】

客観評価値算出部６１５は、基準電力Ｐｆと、エラー電力ΔＰとを用いて、（３）式にて定義されるＰＳＥＲを算出し、これを客観評価値Ｖｏとして出力する。
ＰＳＥＲ＝１０×ＬＯＧ（Ｐｆ／ΔＰ） （３）
主観評価値算出部６１６は、評価値相関記憶部６１７に記憶された評価値相関情報を用いて、客観評価値算出部６１５にて算出された客観評価値Ｖｏを、主観評価値Ｖｓに変換して出力する。

【0054】

なお、主観評価値Ｖｓは、復調した音声を実際に聴いた、実験者による主観的な評価を表現する値である。ここでは、１〜５で表現され、１は「干渉音で原音が聞きづらい」、２は「干渉音が多く原音との違いが気になる」、３は「干渉音があるのがやや気になる」、４は「干渉音を認めるが気にならない」、５は「原音との違いがわからない」を表す。

【0055】

また、評価値相関情報の一例を、図９に示す。評価値相関情報は、客観評価値Ｖｏと主観評価値Ｖｓとの対応関係を、実験によって調べることで生成される。図９に示されたグラフ中の点は、実験により得られた対応関係の実測値である。この実測値に基づき、最小二乗法等を用いて算出された近似直線が、評価値相関情報として用いられる。但し、この評価値相関情報は、遅延時間差が０〜２６．３μＳ、即ち、パイロット信号の半周期以内である場合に有効である。

【0056】

ここで、評価値相関情報の生成に用いる実測値の取得方法について説明する。
まず、ＰＳＥＲと遅延時間差およびＤ／Ｕとの関係を計測する。具体的には、評価素材となる音声信号に、２台のＦＭ変調器を用いて同期して変調をかけ、更に、遅延時間差およびＤ／Ｕを調整した２つの信号を合成し、その合成信号から抽出したパイロット信号についてＰＳＥＲを計測した。評価素材としては、ラジオ放送で多くの割合を占めるアナウンサーによる読み上げトークシーンを表す１分間の音声信号を用いた。また、合成信号のうち、干渉が起こらない無変調の期間を除いて、１分間の間に計測されたＰＳＥＲの平均値を採用した。

【0057】

図１０は、ＰＳＥＲと遅延時間差との関係を、Ｄ／Ｕが０ｄＢ、１ｄＢ、２ｄＢ、３ｄＢの場合のそれぞれについて示した計測結果である。図１０に示すように、二つのパイロット信号の位相差が１８０°となる、遅延時間差が２６．３μＳで、ＰＳＥＲの極小値が検出される。これは二つのパイロット信号が互いに打ち消し合うことで、受信信号（即ち、合成信号）を復調できなくなることにより生じる劣化である。それ以降、二つのパイロット信号の位相差が３６０°となる、遅延時間差が５３μＳまでは、ＰＳＥＲは増加傾向になる。

【0058】

次に、同期放送の主観評価を、Ｄ／Ｕと遅延時間差とを変化させて実施する。具体的には、評価素材として、上述のＰＳＥＲ計測に使用したものと同じものを２０秒の長さに短縮して用いた。評価者は７名であり、上述の評価値１〜５で表される評点の最高点と最低点とを１個ずつ除いて５名の平均値を評点とした。

【0059】

図１１は、主観評価の結果である。そして、Ｄ／Ｕと遅延時間差とをインデックスとして、遅延時間差が０〜２６．３μＳの範囲内にある、図１０に示すＰＳＥＲと図１１に示す主観評価値とを対応づけることで、図９に示す実測値が得られる。

【0060】

図１０および図１１に示すように、遅延時間差が０〜２６．３μＳでは、ＰＳＥＲと主観評価とは、同一の傾向を示し、強い相関関係が見られる。しかし、２６．３μＳを超えるとＰＳＥＲは増大する（即ち、品質が良くなる）傾向を示すのに対して、主観評価は評点が低下する（即ち、品質が劣化する）傾向を示す。つまり、客観評価Ｖｏ（即ち、ＰＳＥＲ）に基づいて有効な主観評価Ｖｓが得られる遅延時間差の範囲は、パイロット信号の半周期の範囲である０〜２６．３μＳとなる。

【0061】

出力部７は、客観評価値Ｖｏ、主観評価値Ｖｓをモニタ７２に表示させるだけでなく、基準値および観測値によって表現されるコンスタレーション等をモニタ７２に表示させてもよい。

【0062】

［４．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（４ａ）同期放送用測定器１では、二つの送信所１０２，１０３からの放送波が混合された混合波を受信し、混合波から抽出したパイロット信号である復調パイロット信号Ｓｐのゆらぎ度を表すＰＳＥＲを客観評価値Ｖｏとして算出する。従って、同期放送システム１００における音声品質を、音声を再生することなく、客観的な数値を用いて評価することができる。その結果、音声品質の確認作業を簡易に行なうことができ、音声品質について対策を必要とする地点等も容易に見つけることができる。

【0063】

（４ｂ）同期放送用測定器１では、客観評価値Ｖｏを、主観評価値Ｖｓに変換して出力するため、客観評価値Ｖｏが表す受信品質を、同期放送用測定器１の使用者が理解し易い形態で提示することができる。

【0064】

［５．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

【0065】

（５ａ）上記実施形態では、位相差算出部６１８は、位相差補正量Δθを、間引き前のサンプル値を用いて算出するように構成されているが、間引き後のサンプル値を用いて算出するように構成されてもよい。

【0066】

（５ｂ）上記実施形態では、エラー電力ΔＰの算出に、基準パイロット信号Ｓｆおよび復調パイロット信号Ｓｐのサンプル値を間引く処理を行っているが、サンプル値を間引く処理は省略してもよい。

【0067】

（５ｃ）上記実施形態では、時刻情報として、ＧＰＳ衛星からの信号を受信することで出られる時刻情報を用いているが、これに限定されるものではない。例えば、準天頂衛星などの衛星からの信号を受信することで得られる時刻情報や、電波時計などに利用される日本標準時の時刻情報を送出する長波を用いた標準電波などを受信することで得られる時刻情報等を用いてもよい。

【0068】

（５ｄ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。

【0069】

（５ｅ）上述した同期放送用測定器の他、当該同期放送用測定器としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、音声品質評価方法など、様々な形態で本発明を実現することもできる。

【符号の説明】

【0070】

１…同期放送用測定器、２…時刻情報取得部、３…ローカル信号生成部、４…受信部、６…解析処理部、７…出力部、２１…ＧＰＳアンテナ、２２…ＧＰＳ受信機、４１…アンテナ、４２…増幅器、４３…ミキサ、４４…Ａ／Ｄ変換器、４５…復調器、６０…波形記憶部、６１…評価値計測部、７１…Ｄ／Ａ変換器、７２…モニタ、７３…出力端子、４５１…復調部、４５２…信号分離部、４５３…ステレオ復調部、６１１…基準値生成部、６１２…観測値生成部、６１３…基準電力算出部、６１４…エラー電力算出部、６１５…客観評価値算出部、６１６…主観評価値算出部、６１７…評価値相関記憶部、６１８…位相差算出部、６１９…位相補正部。

【要約】

【課題】同期放送システムにおいて、音声品質の客観的な評価を実現する技術を提供する。
【解決手段】基準値生成部（６１１）は、基準パイロット信号におけるＮ個の観測位相のそれぞれについて、基準パイロット信号を同相成分および直交成分にて表現した基準値を生成する。観測値生成部（６１２）は、復調器で復調された復調パイロット信号におけるＮ個の観測位相のそれぞれについて、復調パイロット信号を同相成分および直交成分にて表現した観測値を生成する。エラー電力算出部（６１４）は、座標上での基準値と観測値との距離を算出し、該距離の平均値をエラー電力として算出する。客観評価値算出部（６１５）は、座標上での原点から基準値までの距離を基準電力として、エラー電力と基準電力との比に応じて値が変化する評価値を客観評価値として算出する。
【選択図】図６

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】