特許 6672376 誤り率測定装置及び該装置のパラメータ探索方法

(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】6672376

(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パラメータ探索方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 25/02 20060101AFI20200316BHJP

   H04L 1/00 20060101ALI20200316BHJP

   H04L 25/03 20060101ALI20200316BHJP

【ＦＩ】

   H04L25/02 302B

   H04L1/00 C

   H04L25/03 E

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2018-94410(P2018-94410)

(22)【出願日】2018年5月16日

(65)【公開番号】特開2019-201312(P2019-201312A)

(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】保坂 恭男

【審査官】 阿部 弘

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１７−１４２０９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１１／０２７４２１５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１６−５２９８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０９６６５２８９（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２００３−０１８１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２３４８２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 中国特許出願公開第１０６２０９４９２（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ ２５／０２

Ｈ０４Ｌ １／００

Ｈ０４Ｌ ２５／０３

(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、
前記ビット誤り率を測定するために必要な複数のパラメータの中から設定対象のパラメータを選択するパラメータ選択手段（１１ａ）と、
前記ビット誤り率が最小となるポイントを最急降下法により探索する第１の探索手段（１１ｂ）と、
前記第１の探索手段による前記ビット誤り率が最小となるポイントの探索中にエラーフリー区間が存在するか否かを判別するエラーフリー区間判別手段（１１ｃ）と、
前記エラーフリー区間判別手段の判別により前記エラーフリー区間が存在するときに、最急降下法により傾きから位相のステップ幅を可変して探索し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、最急降下法により傾きから閾値電圧のステップ幅を可変して探索し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、前記位相マージンの値と前記閾値電圧マージンの値との乗算によって算出したアイマージンが最大となるポイントを探索する第２の探索手段（１１ｄ）と、
前記エラーフリー区間判別手段の判別により前記エラーフリー区間が存在しないまま前記第１の探索手段の探索が終了したときに該第１の探索手段が探索した前記ビット誤り率が最小となるポイントを前記設定対象のパラメータの最適値として設定し、前記エラーフリー区間が存在するときには前記第２の探索手段が探索した前記アイマージンが最大となるポイントを前記設定対象のパラメータの最適値として設定するパラメータ最適値設定手段（１１ｅ）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）のパラメータ探索方法であって、
ビット誤り率を測定するために必要な複数のパラメータの中から設定対象のパラメータを選択するステップと、
前記ビット誤り率が最小となるポイントを最急降下法により探索するステップと、
前記ビット誤り率が最小となるポイントの探索中にエラーフリー区間が存在するか否かを判別するステップと、
前記エラーフリー区間が存在するときに、最急降下法により傾きから位相のステップ幅を可変して探索し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、最急降下法により傾きから閾値電圧のステップ幅を可変して探索し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、前記位相マージンの値と前記閾値電圧マージンの値との乗算によって算出したアイマージンが最大となるポイントを探索するステップと、
前記エラーフリー区間が存在しないまま前記ビット誤り率が最小となるポイントの探索が終了したときに、前記ビット誤り率が最小となるポイントを前記設定対象のパラメータの最適値として設定するステップと、
前記エラーフリー区間が存在するときに、前記アイマージンが最大となるポイントを前記設定対象のパラメータの最適値として設定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パラメータ探索方法。

【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パラメータ探索方法に関する。

【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。この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、上述した誤り率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。

【0005】

そして、各パラメータの最適値は、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を探索することで設定することができる。

【0006】

ところで、上述した各パラメータの最適値を設定する場合、一般的に、ＢＥＲが最小になるポイントを探索する際に最急降下法等の勾配法アルゴリズムを利用することがある。最急降下法とは、関数の傾きのみから、関数の最小値を探索する連続最適化問題の勾配法のアルゴリズムの一つである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１７−１４２０９０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、最急降下法等の勾配法アルゴリズムを利用してＢＥＲが最小になるポイントを探索する場合、入力された信号によっては、一定の区間においてエラーフリー状態となってしまい、その区間内での傾きを求めることができなくなる。このため、高速に収束する最急降下法等の勾配法アルゴリズムを適用することが難しかった。

【0009】

その結果、従来はエラーが発生するポイントからエラーフリーとなる境界を２点探索し、その中央の値をパラメータの最適値としていた。しかし、エラーフリーとなる境界に近づくに従って探索するポイントの幅が一律に細かくなるため、探索に要する時間が長くなるという問題があった。

【0010】

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、エラーフリー区間が存在しても高速な勾配法アルゴリズムを適用することができる誤り率測定装置及び該装置のパラメータ探索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】

【0011】

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、
前記ビット誤り率を測定するために必要な複数のパラメータの中から設定対象のパラメータを選択するパラメータ選択手段１１ａと、
前記ビット誤り率が最小となるポイントを最急降下法により探索する第１の探索手段１１ｂと、
前記第１の探索手段による前記ビット誤り率が最小となるポイントの探索中にエラーフリー区間が存在するか否かを判別するエラーフリー区間判別手段１１ｃと、
前記エラーフリー区間判別手段の判別により前記エラーフリー区間が存在するときに、最急降下法により傾きから位相のステップ幅を可変して探索し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、最急降下法により傾きから閾値電圧のステップ幅を可変して探索し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、前記位相マージンの値と前記閾値電圧マージンの値との乗算によって算出したアイマージンが最大となるポイントを探索する第２の探索手段１１ｄと、
前記エラーフリー区間判別手段の判別により前記エラーフリー区間が存在しないまま前記第１の探索手段の探索が終了したときに該第１の探索手段が探索した前記ビット誤り率が最小となるポイントを前記設定対象のパラメータの最適値として設定し、前記エラーフリー区間が存在するときには前記第２の探索手段が探索した前記アイマージンが最大となるポイントを前記設定対象のパラメータの最適値として設定するパラメータ最適値設定手段１１ｅとを備えたことを特徴とする。

【0012】

請求項２に記載された誤り率測定装置のパラメータ探索方法は、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のパラメータ探索方法であって、
ビット誤り率を測定するために必要な複数のパラメータの中から設定対象のパラメータを選択するステップと、
前記ビット誤り率が最小となるポイントを最急降下法により探索するステップと、
前記ビット誤り率が最小となるポイントの探索中にエラーフリー区間が存在するか否かを判別するステップと、
前記エラーフリー区間が存在するときに、最急降下法により傾きから位相のステップ幅を可変して探索し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、最急降下法により傾きから閾値電圧のステップ幅を可変して探索し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、前記位相マージンの値と前記閾値電圧マージンの値との乗算によって算出したアイマージンが最大となるポイントを探索するステップと、
前記エラーフリー区間が存在しないまま前記ビット誤り率が最小となるポイントの探索が終了したときに、前記ビット誤り率が最小となるポイントを前記設定対象のパラメータの最適値として設定するステップと、
前記エラーフリー区間が存在するときに、前記アイマージンが最大となるポイントを前記設定対象のパラメータの最適値として設定するステップとを含むことを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、パラメータを設定する際に、ＢＥＲとアイマージンの二つの異なる勾配法アルゴリズムを用いることができ、エラーフリー区間が存在する場合であっても高速な勾配法アルゴリズムを適用して高速かつ正確なパラメータ探索を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【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パラメータ探索方法のフローチャート図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

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。

【0019】

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。

【0020】

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、パラメータ選択手段１１ａ、第１の探索手段１１ｂ、エラーフリー区間判別手段１１ｃ、第２の探索手段１１ｄ、パラメータ最適値設定手段１１ｅを備える。

【0021】

パラメータ選択手段１１ａは、ＢＥＲを測定するために必要な複数のパラメータの中から設定対象となるパラメータを選択する。選択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。

【0022】

第１の探索手段１１ｂは、傾きに応じて動的にパラメータのステップが決められる勾配法アルゴリズムとして最急降下法を用い、ＢＥＲが最小となるポイントを探索する。最急降下法は、関数（ポテンシャル面）の傾き（一階微分）のみから、関数の最小値を探索する連続最適化問題の勾配法アルゴリズムの一つである。

【0023】

エラーフリー区間判別手段１１ｃは、第１の探索手段１１ｂにてＢＥＲが最小となるポイント（例えば図２（ａ）のｂ）の探索中に、例えば図２（ｂ）に示すようなエラーフリー区間が存在するか否かを判別する。

【0024】

なお、本実施の形態におけるエラーフリー区間とは、予め設定される測定時間内にエラーが検出できない区間を示すものである。

【0025】

第２の探索手段１１ｄは、第１の探索手段１１ｂの探索中にエラーフリー区間が存在すると、傾きに応じて動的にパラメータのステップが決められる勾配法アルゴリズムとして最急降下法を用い、アイマージンが最大となるポイントを探索する。

【0026】

さらに説明すると、第２の探索手段１１ｄは、最急降下法を用い、例えば図３に示すようなアイダイアグラムにおける時間軸方向の位相マージンの測定と電圧方向の閾値電圧マージンの測定をそれぞれ行う。位相マージンの測定では、最急降下法により傾きから位相のステップ幅を動的に可変して左右のエラーフリー境界を探索し、探索した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。また、閾値電圧マージンの測定では、最急降下法により傾きから閾値電圧のステップ幅を動的に可変して上下のエラーフリー境界を探索し、探索した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。そして、これらの測定によって得られる位相マージンの値と閾値電圧マージンの値との乗算によってアイマージンの値を算出し、算出した値が最大となるアイマージンのポイントを探索する。

【0027】

パラメータ最適値設定手段１１ｅは、エラーフリー区間判別手段１１ｃがエラーフリー区間の存在無しと判別し、第１の探索手段１１ｂによる探索が終了したときに、第１の探索手段１１ｂが最急降下法を用いて探索したＢＥＲが最小となるポイントをパラメータの最適値として設定する。

【0028】

また、パラメータ最適値設定手段１１ｅは、エラーフリー区間判別手段１１ｃがエラーフリー区間の存在有りと判別したときに、第２の探索手段１１ｄが最急降下法を用いて探索したアイマージンが最大となるポイントをパラメータの最適値として設定する。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

次に、上記のように構成される誤り率測定装置１のパラメータ探索方法について図４を参照しながら説明する。

【0032】

まず、パラメータ選択手段１１ａにて設定対象となるパラメータを選択し、選択したパラメータの初期値を設定する。第１の探索手段１１ｂは、パラメータの初期値が設定されると、ＢＥＲが最小になるパラメータの最適値を最急降下法を用いて探索する（ＳＴ１）。そして、エラーフリー区間判別手段１１ｃは、この探索中にエラーフリー区間が存在するか否かを判別する（ＳＴ２）。

【0033】

そして、第１の探索手段１１ｂによる探索中にエラーフリー区間判別手段１１ｃがエラーフリー区間の存在無しと判別すると（ＳＴ２−Ｎｏ）、第１の探索手段１１ｂによる探索が終了か否かを判別する（ＳＴ３）。

【0034】

そして、パラメータ最適値設定手段１１ｅは、エラーフリー区間の存在が無く第１の探索手段１１ｂによる探索が終了したと判別すると（ＳＴ３−Ｙｅｓ）、エラーフリー区間の存在が無く探索終了したときにＢＥＲが最小となるポイント（例えば図２（ａ）のｂ）をパラメータの最適値として設定する（ＳＴ４）。

【0035】

これに対し、第２の探索手段１１ｄは、第１の探索手段１１ｂによる探索中にエラーフリー区間判別手段１１ｃがエラーフリー区間の存在有りと判別すると（ＳＴ２−Ｙｅｓ）、勾配法アルゴリズムを切り替え、アイマージンが最大になるパラメータの最適値を最急降下法を用いて探索する（ＳＴ５）。

【0036】

そして、パラメータ最適値設定手段１１ｅは、第２の探索手段１１ｄが探索したアイマージンが最大となるポイントをパラメータの最適値として設定する（ＳＴ６）。

【0037】

ところで、上述した実施の形態では、動的にパラメータのステップが決められる勾配法アルゴリズムとして最急降下法を用いた場合を例にとって説明したが、これに限定されるものではなく、例えばニュートン法、勾配降下法などの他の勾配法アルゴリズムを利用することもできる。

【0038】

このように、本実施の形態によれば、パラメータを設定する際に、ＢＥＲとアイマージンの二つの異なる勾配法アルゴリズムを用いることができ、エラーフリー区間が存在する場合であっても高速な勾配法アルゴリズムを適用して高速かつ正確なパラメータ探索を行うことができる。しかも、各パラメータの設定値のブレが無くなり、パラメータ探索の精度向上を図ることができる。

【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 パラメータ選択手段
１１ｂ 第１の探索手段
１１ｃ エラーフリー区間判別手段
１１ｄ 第２の探索手段
１１ｅ パラメータ最適値設定手段
Ｗ 被測定物（ＤＵＴ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】