特許 6672375 誤り率測定装置及び該装置のアイマージン測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6672375

(24)【登録日】2020年3月6日

(45)【発行日】2020年3月25日

(54)【発明の名称】誤り率測定装置及び該装置のアイマージン測定方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 25/02 20060101AFI20200316BHJP

   H04L 1/00 20060101ALI20200316BHJP

【ＦＩ】

   H04L25/02 302B

   H04L1/00 C

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2018-94409(P2018-94409)

(22)【出願日】2018年5月16日

(65)【公開番号】特開2019-201311(P2019-201311A)

(43)【公開日】2019年11月21日

【審査請求日】2019年1月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000000572

【氏名又は名称】アンリツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100067323

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 教光

(74)【代理人】

【識別番号】100124268

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 典行

(72)【発明者】

【氏名】清水 智可良

(72)【発明者】

【氏名】南 昂孝

【審査官】 阿部 弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−１４２０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１６−５２９８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−０１５８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１８−０１９２１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０９４１９７４６（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１１−０１５１４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２７８７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０１８１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０９６６５２８９（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開平０３−１０４４３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−２６９０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０１１１９１８５（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ ２５／０２

Ｈ０４Ｌ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

テスト信号を被測定物（Ｗ）に送信し、前記テスト信号の送信に伴う前記被測定物からの出力を受信してビット誤り率を測定する誤り率測定装置（１）において、
時間軸方向を決めるＤａｔａＤｅｌａｙ、基準電圧軸であるＶｔｈ、フィルタの各パラメータの設定に要する測定時間に関し、
前記測定時間に対して信頼のできる前記ビット誤り率の下限値を算出するＢＥＲ下限値算出手段（１１ａ）と、
前記ビット誤り率の下限値未満のビット誤り率をエラーフリーと見なし、位相を所定ステップで可変して前記ビット誤り率が測定可能なポイントおよび前記エラーフリーとなるポイントの２点の間を二分探索して見つけた前記位相の左右のエラーフリー境界の差分を位相マージンとして測定する位相マージン測定手段（１１ｂ）と、
前記ビット誤り率の下限値未満のビット誤り率をエラーフリーと見なし、閾値電圧を所定ステップで可変して前記ビット誤り率が測定可能なポイントおよび前記エラーフリーとなるポイントの２点の間を二分探索して見つけた前記閾値電圧の上下のエラーフリー境界の差分を閾値電圧マージンとして測定する閾値電圧マージン測定手段（１１ｃ）と、
前記位相マージンの値と前記閾値電圧マージンの値とを乗算した値をアイマージンの値として算出するアイマージン算出手段（１１ｄ）とを備えたことを特徴とする誤り率測定装置。

【請求項2】

テスト信号を被測定物（Ｗ）に送信し、前記テスト信号の送信に伴う前記被測定物からの出力を受信してビット誤り率を測定する誤り率測定装置（１）のアイマージン測定方法であって、
時間軸方向を決めるＤａｔａＤｅｌａｙ、基準電圧軸であるＶｔｈ、フィルタの各パラメータの設定に要する測定時間に関し、
前記測定時間に対して信頼のできる前記ビット誤り率の下限値を算出するステップと、
前記ビット誤り率の下限値未満のビット誤り率をエラーフリーと見なし、位相を所定ステップで可変して前記ビット誤り率が測定可能なポイントおよび前記エラーフリーとなるポイントの２点の間を二分探索して見つけた前記位相の左右のエラーフリー境界の差分を位相マージンとして測定するステップと、
前記ビット誤り率の下限値未満のビット誤り率をエラーフリーと見なし、閾値電圧を所定ステップで可変して前記ビット誤り率が測定可能なポイントおよび前記エラーフリーとなるポイントの２点の間を二分探索して見つけた前記閾値電圧の上下のエラーフリー境界の差分を閾値電圧マージンとして測定するステップと、
前記位相マージンの値と前記閾値電圧マージンの値とを乗算した値をアイマージンの値として算出するステップとを含むことを特徴とする誤り率測定装置のアイマージン測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、既知パターンのテスト信号を被測定物（ＤＵＴ：Device Under Test ）に送信し、テスト信号の送信に伴う被測定物からの出力を受信してビット誤り率を測定する誤り率測定装置及び該装置のアイマージン測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

各種のディジタル通信装置は、利用者数の増加やマルチメディア通信の普及に伴い、より大容量の伝送能力が求められている。そして、この種のディジタル通信装置におけるディジタル信号の品質評価の指標の一つとしてビット誤り率（以下、ＢＥＲと言う）がある。ＢＥＲは、受信データのうち符号誤りが発生した数と受信データの総数との比較として定義されるものであり、例えば下記特許文献１に開示される誤り率測定装置にて測定される。

【0003】

従来、この種の誤り率測定装置は、送信側と受信側に分かれており、送信側から既知のパターン信号を被測定物（ＤＵＴ）に送信し、パターン信号の送信に伴う被測定物（ＤＵＴ）からの出力を受信側で受けることでＢＥＲを測定する。

【0004】

ところで、ＢＥＲを測定するためには、測定内容や測定条件などに応じて複数のパラメータを最適値に設定する必要がある。この設定が必要なパラメータとしては、例えば時間軸方向を決めるＤａｔａ Ｄｅｌａｙ、基準電圧軸であるＶｔｈ、減衰した信号を読み込むためのＣＴＬＥ Ｇａｉｎなどがある。これらのパラメータは、複数のポイントで各パラメータをそれぞれ所定値毎に変更してＢＥＲを測定し、ＢＥＲが最小になるポイントの値が最適値として設定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−２７４４７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来の測定では、ポイント毎の限られた短い測定時間において、非常に低頻度に発生するエラーを正確に捉えることができなかった。そして、エラーを捉えることができないと、一定の区間においてエラーフリー状態となってしまい、ＢＥＲの最小点が特定できないという問題が生じる。

【0007】

一般的に、測定時間内にエラーが検出できずにエラーフリー状態になってしまった場合には、エラーフリー区間の幅を示すアイマージンの中心のポイントを各パラメータの最適値と見なしている。

【0008】

一方で、アイマージンによりパラメータの最適値を求める場合には、安定したアイマージンの測定結果が得られる必要がある。しかも、複数のパラメータを設定するためには、パラメータを変更してアイマージンを測定するシーケンスを繰り返すので、１回あたりの測定時間を短くする必要がある。

【0009】

しかしながら、１回あたりの測定時間を短くすると、低頻度のエラーをうまく処理することができず、同じパラメータであっても測定によって探索したエラーが入る点からエラーフリーとなる点のエラーフリー境界が測定する度に変化してしまい、アイマージンの測定結果が安定しないという課題があった。

【0010】

この問題を解決するため、１回あたりの測定時間を長くすると、測定に必要なパラメータが増えるほどパラメータの設定に要する全体時間が長くなるという問題が発生する。

【0011】

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、短い測定時間で安定してアイマージンを測定することができる誤り率測定装置及び該装置のアイマージン測定方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載された誤り率測定装置は、テスト信号を被測定物Ｗに送信し、前記テスト信号の送信に伴う前記被測定物からの出力を受信してビット誤り率を測定する誤り率測定装置１において、
時間軸方向を決めるＤａｔａＤｅｌａｙ、基準電圧軸であるＶｔｈ、フィルタの各パラメータの設定に要する測定時間に関し、
前記測定時間に対して信頼のできる前記ビット誤り率の下限値を算出するＢＥＲ下限値算出手段１１ａと、
前記ビット誤り率の下限値未満のビット誤り率をエラーフリーと見なし、位相を所定ステップで可変して前記ビット誤り率が測定可能なポイントおよび前記エラーフリーとなるポイントの２点の間を二分探索して見つけた前記位相の左右のエラーフリー境界の差分を位相マージンとして測定する位相マージン測定手段１１ｂと、
前記ビット誤り率の下限値未満のビット誤り率をエラーフリーと見なし、閾値電圧を所定ステップで可変して前記ビット誤り率が測定可能なポイントおよび前記エラーフリーとなるポイントの２点の間を二分探索して見つけた前記閾値電圧の上下のエラーフリー境界の差分を閾値電圧マージンとして測定する閾値電圧マージン測定手段１１ｃと、
前記位相マージンの値と前記閾値電圧マージンの値とを乗算した値をアイマージンの値として算出するアイマージン算出手段１１ｄとを備えたことを特徴とする。

【0013】

請求項２に記載された誤り率測定装置のアイマージン測定方法は、テスト信号を被測定物Ｗに送信し、前記テスト信号の送信に伴う前記被測定物からの出力を受信してビット誤り率を測定する誤り率測定装置１のアイマージン測定方法であって、
時間軸方向を決めるＤａｔａＤｅｌａｙ、基準電圧軸であるＶｔｈ、フィルタの各パラメータの設定に要する測定時間に関し、
前記測定時間に対して信頼のできる前記ビット誤り率の下限値を算出するステップと、
前記ビット誤り率の下限値未満のビット誤り率をエラーフリーと見なし、位相を所定ステップで可変して前記ビット誤り率が測定可能なポイントおよび前記エラーフリーとなるポイントの２点の間を二分探索して見つけた前記位相の左右のエラーフリー境界の差分を位相マージンとして測定するステップと、
前記ビット誤り率の下限値未満のビット誤り率をエラーフリーと見なし、閾値電圧を所定ステップで可変して前記ビット誤り率が測定可能なポイントおよび前記エラーフリーとなるポイントの２点の間を二分探索して見つけた前記閾値電圧の上下のエラーフリー境界の差分を閾値電圧マージンとして測定するステップと、
前記位相マージンの値と前記閾値電圧マージンの値とを乗算した値をアイマージンの値として算出するステップとを含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、低頻度で発生するエラーによる影響を小さくすることができ、短い測定時間で安定して位相マージンおよび閾値電圧マージンを測定しつつ、安定した測定結果によるパラメータ探索が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明に係る誤り率測定装置の概略構成を示すブロック図である。

【図2】（ａ）ビット誤り率の最小値の一例を示す図、（ｂ）エラーフリー区間の一例を示す図である。

【図3】位相マージンと閾値電圧マージンの一例を示す図である。

【図4】本発明に係る誤り率測定装置のアイマージン測定方法のフローチャート図である。

【図5】図４の位相マージン測定のフローチャート図である。

【図6】図４の閾値電圧マージン測定のフローチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。

【0017】

図１に示すように、本実施の形態の誤り率測定装置１は、既知パターンのテスト信号を被測定物Ｗに送信し、テスト信号の送信に伴う被測定物Ｗからの出力を受信してＢＥＲ（ビット誤り率）を測定するものであり、パターン送信部２とパターン受信部３を備えて概略構成される。

【0018】

また、本実施の形態の誤り率測定装置１は、被測定物ＷのＢＥＲの測定に必要な複数のパラメータから選択されるパラメータの最適値を探索して設定するオートサーチ機能を有する。

【0019】

なお、オートサーチ機能により設定されるパラメータとしては、例えば時間軸方向を決めるＤａｔａ Ｄｅｌａｙ、基準電圧軸であるＶｔｈ、減衰した信号を読み込むためのＣＴＬＥ Ｇａｉｎ、フィルタのパラメータなどがある。

【0020】

パターン送信部２は、被測定物ＷのＢＥＲを測定するときに、被測定物Ｗに入力する既知のパターン信号（テスト信号）を発生して被測定物Ｗに送信する。

【0021】

なお、特に図示はしないが、パターン送信部２は、例えばＰＲＢＳパターン発生部とプログラマブルパターン発生部を含んで構成される。ＰＲＢＳパターン発生部は、被測定物Ｗに入力する既知パターンのテスト信号として、ＰＲＢＳ（Pseudo-random bit sequence：擬似ランダム・ビット・シーケンス）パターンを発生する。また、プログラマブルパターン発生部は、被測定物Ｗに入力する既知パターンのテスト信号として、任意のパターンからなるプログラマブルパターンを発生する。

【0022】

パターン受信部３は、パターン送信部２から被測定物Ｗへのパターン信号の送信に伴う被測定物Ｗからの信号を受信するもので、パラメータ設定部１１、誤り率測定部１２、表示部１３を備える。

【0023】

パラメータ設定部１１は、パラメータの設定や変更を行うもので、誤り率測定部１２からＢＥＲを取得して動作し、ＢＥＲ下限値算出手段１１ａ、位相マージン測定手段１１ｂ、閾値電圧マージン測定手段１１ｃ、アイマージン算出手段１１ｄを備える。

【0024】

ＢＥＲ下限値算出手段１１ａは、例えば図２（ａ）に示すように、ＢＥＲの下限値ｂを算出する。このＢＥＲの下限値ｂは、測定時間に対して信頼のできる値であり、統計に基づく下記式（１）による計算式を用いて算出する。

【0025】

ＢＥＲの下限値ｂの算出には、ｔ＝−ｌｎ（１−ｃ）／（ｂ＊ｒ）…式（１）が用いられる。式（１）において、ｔは各パラメータの設定に要する測定時間（実機に依存する時間）、ｃは信頼度（例えば０．９５）、ｂはＢＥＲの下限値、ｒは伝送速度（例えば２．４Ｇｂｐｓ〜３２Ｇｂｐｓ）である。

【0026】

ＢＥＲの下限値ｂは、１回あたりの測定時間ｔ、信頼度ｃ、伝送速度ｒが予め設定され、上記式（１）を変形したｂ＝−ｌｎ（１−ｃ）／（ｔ＊ｒ）…式（２）にて算出することができる。本実施の形態では、ＢＥＲ下限値算出手段１１ａにて算出したＢＥＲの下限値ｂ未満のＢＥＲを擬似的にエラーフリーと見なしている。

【0027】

位相マージン測定手段１１ｂは、ＢＥＲ下限値算出手段１１ａにて算出したＢＥＲの下限値ｂ未満のＢＥＲを擬似的にエラーフリーと見なし、位相を所定ステップで振って可変し、後述する図５のフローチャートの手順に従って位相マージンを測定する。

【0028】

閾値電圧マージン測定手段１１ｃは、ＢＥＲ下限値算出手段１１ａにて算出したＢＥＲの下限値ｂ未満のＢＥＲを擬似的にエラーフリーと見なし、閾値電圧を所定ステップで振って可変し、後述する図６のフローチャートの手順に従って閾値電圧マージンを測定する。

【0029】

アイマージン算出手段１１ｄは、位相マージン測定手段１１ｂおよび閾値電圧マージン測定手段１１ｃの測定結果、すなわち、測定した位相マージンの値と閾値電圧マージンの値とを乗算した値をアイマージンの値として算出する。

【0030】

誤り率測定部１２は、ＢＥＲの測定に必要な各パラメータがパラメータ設定部１１にて設定された状態において、パターン送信部２から既知のパターン信号を被測定物Ｗに送信し、このパターン信号の送信に伴う被測定物Ｗからの出力を受信し、送信した既知のパターン信号と受信したパターン信号とをビット比較してＢＥＲを測定する。

【0031】

表示部１３は、例えば液晶表示器で構成され、ＢＥＲの測定に関わる各パラメータの設定画面の表示、誤り率測定部１２によるＢＥＲの測定結果の表示などを行う。

【0032】

次に、上記のように構成される誤り率測定装置１のアイマージン測定方法について図４〜図６を参照しながら説明する。

【0033】

アイマージンを測定するにあたっては、図４のフローチャートに示すように、まず、最初に測定時間に対して信頼のできるＢＥＲの下限値ｂを前述した式（２）を用いて算出する（ＳＴ１）。その際、測定時間は、実機に依存する時間に設定される。

【0034】

次に、ＢＥＲ下限値算出手段１１ａにて算出したＢＥＲの下限値ｂ未満のＢＥＲを擬似的にエラーフリーと見なし、図５のフローチャートに示す手順に従って位相マージンを測定する（ＳＴ２）。位相マージンを測定する場合には、図５に示すように、まず、粗いステップで位相を振って可変し、ＢＥＲ測定可能なポイントおよびエラーフリーとなるポイントを見つける（ＳＴ１１）。次に、ＳＴ１１で発見した２点の間を二分探索し、左側のエラーフリー境界（図２（ｂ）や図３のＰ１）を見つける（ＳＴ１２）。その後、再びエラーが発生するポイントまで位相を可変し（ＳＴ１３）、右側のエラーフリー境界（図２（ｂ）や図３のＰ２）を二分探索により見つける（ＳＴ１４）。そして、左側のエラーフリー境界と右側のエラーフリー境界の差分を位相マージンとする（ＳＴ１５）。

【0035】

次に、ＢＥＲ下限値算出手段１１ａにて算出したＢＥＲの下限値ｂ未満のＢＥＲを擬似的にエラーフリーと見なし、図６のフローチャートに示す手順に従って閾値電圧マージンを測定する（ＳＴ３）。閾値電圧マージンを測定する場合には、図６に示すように、まず、粗いステップで閾値電圧を振って可変し、ＢＥＲ測定可能なポイントおよびエラーフリーとなるポイントを見つける（ＳＴ２１）。次に、ＳＴ２１で発見した２点の間を二分探索し、下側のエラーフリー境界（図３のＰ３）を見つける（ＳＴ２２）。その後、再びエラーが発生するポイントまで閾値電圧を可変し（ＳＴ２３）、上側のエラーフリー境界（図３のＰ４）を二分探索により見つける（ＳＴ２４）。そして、下側のエラーフリー境界と上側のエラーフリー境界の差分を閾値電圧マージンとする（ＳＴ２５）。

【0036】

なお、位相マージンのエラーフリー境界および閾値電圧マージンのエラーフリー境界は、式（２）で算出したＢＥＲの下限値ｂを探索し、このＢＥＲの下限値ｂとの境界ポイントを二分探索により見つける。

【0037】

そして、測定した位相マージンと閾値電圧マージンからアイマージンを算出する（ＳＴ４）。すなわち、測定した位相マージンの値と閾値電圧マージンの値とを乗算した値をアイマージンの値として算出する。

【0038】

このように、本実施の形態では、測定時間に対して信頼のできるＢＥＲの下限値を統計に基づいた式（２）で算出し、算出したＢＥＲの下限値未満のＢＥＲを擬似的にエラーフリーとして扱い、位相マージンおよび閾値電圧マージンを測定してパラメータの最適値の探索に必要なアイマージンを算出する。これにより、オートサーチ機能において、ノイズに強いアイマージン測定により、低頻度で発生するエラーによる影響を小さくすることができ、短い測定時間で安定して位相マージンおよび閾値電圧マージンを測定しつつ、安定したアイマージンの測定結果によりパラメータ探索が可能になる。

【0039】

以上、本発明に係る誤り率測定装置及び誤り率測定方法の最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。

【符号の説明】

【0040】

１ 誤り率測定装置
２ パターン送信部
３ パターン受信部
１１ パラメータ設定部
１１ａ ＢＥＲ下限値算出手段
１１ｂ 位相マージン測定手段
１１ｃ 閾値電圧マージン測定手段
１１ｄ アイマージン算出手段
Ｗ 被測定物（ＤＵＴ）
ｂ ＢＥＲの下限値 Ｐ１〜Ｐ４ エラーフリー境界

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】