專利名稱：用于單端線測試的方法和單端線測試設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及如權利要求1的前序部分中描述的用于單端線測試的方法，以及涉及如權利要求5的前序部分中描述的用于單端線測試的相關設備。
背景技術：
這樣的課題在本領域中是已知的，例如從“TDR tutorial-Introduction to Time Doma in Reflectrometry”中得知。這個文件是由Granite Island Group在2002年在URLhttp//www.tscm.com上公布的。在該文件中公開了，被稱為時域反射測量術的單端線測試方法被使用來從該纜線的一端的測量值確定纜線的特性。在這種單端線測試方法，即時域反射測量術，也稱為TDR中，沿纜線發(fā)射能量脈沖。當這樣的脈沖到達纜線末端，或沿纜線的任何不連續(xù)處時，部分或全部脈沖能量被反射回發(fā)送源。這樣，可以在注入脈沖的地方的同一個位置處測量反射能量。
對于根據(jù)這個單端線測試方法的故障定位，這樣的單端線測試系統(tǒng)對信號沿纜線行進、碰見問題、以及反射回來所花費的時間進行測量。單端線測試系統(tǒng)然后把這個測量的時間轉(zhuǎn)換成離纜線的那一端的距離，以及把該信息顯示為波形和/或距離讀數(shù)。這樣的測量是通過使用從源向線的另一端發(fā)送的多個激勵信號執(zhí)行的。
另外，從這些反射的脈沖，不單可以得到不連續(xù)的位置(根據(jù)反射脈沖的延時)，而且在考慮反射脈沖的所有的性質(zhì)后，還可以提取纜線的其他特性，諸如拓撲，纜線損耗和xDSL調(diào)制解調(diào)器可達到的比特速率。
由于反射脈沖行進了至不連續(xù)處的距離的兩倍(來回)，反射脈沖是非常小的，所以這些反射常常被(外部)噪聲源遮蔽。
通過使用同一個激勵信號，對于不同的測量結(jié)果進行平均，可降低外部隨機噪聲影響，例如，串擾，環(huán)境噪聲。然而，平均無法減小非線性或與施加的激勵信號同步的其他噪聲源。因為非線性是施加的激勵信號的(復合)函數(shù)，這些非線性呈現(xiàn)為確定性噪聲。它是噪聲，因為這些分量是不想要的，以及它是確定性的，因為這個噪聲分量是與激勵信號有關的。所以，通過對不同的測量值進行平均，不能降低非線性的不想要的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供已知類型的、但其中非線性的影響被減小的單端線測試方法。
按照本發(fā)明，該目的是通過如權利要求1所述的方法和如權利要求5所述的系統(tǒng)實現(xiàn)的。
事實上，通過在發(fā)送多個激勵信號之前對每個激勵信號進行隨機化，激勵信號就與該激勵信號的高次諧波去耦，以及隨后通過在測量激勵信號的反射時對于反射的所有的測量值執(zhí)行逆隨機化，反射就被恢復，依此類推。然而，通過對于高次諧波進行逆隨機化，對于每次測量這些結(jié)果仍舊是不同的。然后通過對于這些測量值進行平均，可以降低所有噪聲源的影響，因為對于同一個反射進行平均導致相同的反射，而對于高次諧波的多個不同的測量值進行平均，則導致高次諧波的減小。
本發(fā)明的一個附加的特征在權利要求2和權利要求6中描述。激勵信號的隨機化是基于對于激勵信號的相位進行隨機化的。相位隨機化的應用允許在提供有非常多的隨機化可選方案的隨機化中應用小的相位角變化。相位隨機化的主要優(yōu)點在于，激勵信號的PSD(功率譜密度)和功率可保持為恒定的。激勵信號的PSD和功率常常限于某個最大值(由于技術限制或規(guī)定)。通過以相應于PSD和功率的這些最大值的激勵信號執(zhí)行所有的測量，可以確保，各個測量的信號噪聲比可被最大化。
本發(fā)明的另一個特征在權利要求3和權利要求7中描述。
激勵信號的隨機化是基于對于激勵信號的幅度進行隨機化的。幅度隨機化的應用允許應用更簡單的實施方案。
本發(fā)明的另一個特征在權利要求4和權利要求8中描述。
激勵信號的隨機化是基于對于激勵信號的相位和幅度進行隨機化的。
應當注意，在權利要求書中使用的術語“包括”不應當解釋為僅限于此后列出的裝置。因此，表達法“一種設備，包括裝置A和B”的范圍不應當限于該設備僅僅由部件A和B組成。這意味著，對于本發(fā)明來說，該設備的唯一相關的部件是A和B。
同樣地，應當注意，在權利要求書中還使用的術語“耦合”不應當解釋為僅限于直接連接。因此，表達法“設備A，耦合到設備B”的范圍不應當限于其中設備A的輸出端被直接連接到設備B的輸入端的設備或系統(tǒng)。這意味著，在A的輸出端與B的輸入端之間存在有路徑，它可以是包括其他設備或裝置的路徑。


通過參考以下結(jié)合附圖給出的對實施例的說明，本發(fā)明的以上和其它目的與特征將更加顯而易見，以及本發(fā)明本身將會得到最好的理解，其中圖1顯示在XDSL接入網(wǎng)中的單端線測試設備。
圖2顯示與功能塊之間的信號有關的信號。
具體實施例方式
在以下的分段中，參照附圖描述按照本發(fā)明的方法和相關的設備的實現(xiàn)方案。在本說明的第一分段中，描述由圖1給出的該網(wǎng)絡的主要的單元。在第二分段中，規(guī)定以前提到的網(wǎng)絡單元與描述的裝置之間的連接。在接下來的一個分段中，描述單端線測試的實際執(zhí)行。
本發(fā)明的XDSL接入網(wǎng)包括中央局CO和由XDSL線耦合的客戶建筑物CP。在CO位置，單端線測試設備SELT被連接到該XDSL線XDSL。
雖然在這樣的接入網(wǎng)中通常有一條以上的XDLS線被耦合到中央局，但在本實施例中只描述這些單元，以保持簡明性。
單端線測試設備首先包括信號發(fā)生裝置SGM，它適于從所述線的CO端向所述線的CP端發(fā)送多個激勵信號，該信號發(fā)生裝置SGM可以是多正弦波發(fā)生器。單端線測試設備SELT還包括隨機化裝置RM，它能夠?qū)τ谒龆鄠€激勵信號的每個激勵信號進行隨機化，單端線測試設備SELT還包括線接口模塊LIM，它適于把單端線測試設備SELT連接到XDSL線。
而且，單端線測試設備SELT包括測量裝置MM，它能夠在XDSL線的第一末端處執(zhí)行向XDSL線的CP末端發(fā)送的每個激勵信號的反射的測量。單端線測試設備SELT還包括逆隨機化裝置IRM，它適于對于反射信號的每個測量值執(zhí)行逆隨機化，單端線測試設備SELT還包括平均裝置AM，它適于平均激勵信號的反射的所有的測量值。接著，單端線測試設備SELT包括質(zhì)量評定裝置QM，用于從平均值確定XDSL線的質(zhì)量。質(zhì)量評定可尤其是確定XDSL線的缺陷，拓撲，纜線損耗或xDSL調(diào)制解調(diào)器可達到的比特速率。
最后，有呈現(xiàn)裝置PRM，用于用于把質(zhì)量評定的結(jié)果呈現(xiàn)在線測試設備SELT的屏幕上。
單端線測試設備SELT的線接口模塊LIM具有一個輸入/輸出端，該輸入/輸出端同時是單端線測試設備SELT的輸入/輸出端I/O1。線接口模塊LIM的輸入端還被耦合到隨機化裝置RM的輸出端，隨機化裝置RM的輸入端又被耦合到信號生成裝置SGM的輸出端。
而且，線接口模塊LIM的輸出端被耦合到測量裝置MM的輸入端，測量裝置MM的輸出端又被耦合到逆隨機化裝置IRM的輸入端。平均裝置AM被耦合在逆隨機化裝置IRM與質(zhì)量評定裝置QM之間。質(zhì)量評定裝置QM的輸出端還被耦合到呈現(xiàn)裝置的輸入端。這里假設，信號發(fā)生器產(chǎn)生多正弦波，用于測試XDSL線。對于每個這樣產(chǎn)生的激勵信號，首先，組成激勵信號的不同的正弦的相位被隨機化裝置RM隨機化，隨后通過XDSL線發(fā)送到線的客戶建筑物端。信號沿著XDSL線行進到CP端，以及在CP端或在線的缺陷處反射。無論如何，反射信號在單端線測試設備SELT的線接口模塊LIM處被接收。測量裝置MM對于向CP端發(fā)送的信號的反射執(zhí)行測量。隨后，逆隨機化裝置IRM對于每個所述測量值執(zhí)行逆相位隨機化。
平均裝置隨后確定施加的激勵信號的所有的反射的平均值。質(zhì)量評定裝置QM然后根據(jù)平均值確定線的質(zhì)量(諸如缺陷，拓撲，線的衰減，xDSL系統(tǒng)可達到的比特速率...)。呈現(xiàn)裝置最后把由質(zhì)量評定裝置提取的相關的特性呈現(xiàn)在單端線測試設備SELT的屏幕上。
實際的實施方案可以混合未隨機化的和隨機化的測量SELT系統(tǒng)執(zhí)行N次不進行激勵信號隨機化的測量。計算這些測量值的平均值，以及把這個結(jié)果看作為一次測量結(jié)果。這個過程然后重復進行M次，但現(xiàn)在每次對于激勵信號進行另一個隨機化。可以得出N和M的優(yōu)化值，這將導致最大的測量精度和最小的測量時間。
為了進一步說明所描述的實施例的運行，在本分段中說明本發(fā)明的方法如何被使用來減小在單端線測試中二階非線性失真的影響。所使用的測量方法是圖1上顯示的方法。在圖2上，顯示了在實施例的不同的功能塊之間傳送的信號。在該圖上，可以發(fā)現(xiàn)2次不同的測量的結(jié)果，由于隨機化過程，每次用不同的激勵信號施加到線接口模塊。對于每次測量，顯示對于2個不同的頻率的信號，以便能夠清楚地看到二次非線性失真。注意，當然在測量中可以牽涉到其他頻率，但這里只顯示其中的2個頻率(頻率F1和2xF1)，這允許說明本方法如何減小二次諧波。在圖2上，所有的信號被顯示為復平面上的向量(復向量)。
對于測量1M1，信號發(fā)生裝置SGM的輸出被顯示為具有頻率F1和2xF1。它們的幅度是相同的以及都具有0度相位角。隨機化裝置RM(假設它只調(diào)整相位)將改變兩個正弦波的相位。這在圖上被反映為復向量的旋轉(zhuǎn)(對于具有頻率F1的信號逆時針方向旋轉(zhuǎn)90度，對于具有頻率2xF1的信號旋轉(zhuǎn)180度)。測量裝置MM的輸出只被顯示在頻率2xF1(因為目的是顯示二次諧波被減小)。這里，測量裝置MM的輸出被分解為2個分量實線表示我們感興趣的結(jié)果(由于頻率2xF1的激勵信號造成的輸出)，虛線箭頭表示頻率F1的激勵信號的二次諧波的影響。在底部，最后顯示逆隨機化裝置IRM的輸出由于在隨機化過程期間施加180度的旋轉(zhuǎn)，必須通過再次旋轉(zhuǎn)180度而消除這個影響。在右邊，顯示第二個測量M2的結(jié)果。對于這個測量，僅僅隨機化參量是不同的頻率F1的信號旋轉(zhuǎn)180度，以及頻率2xF1的信號順時針旋轉(zhuǎn)90度。
如果把對于這兩個測量的逆隨機化裝置IRM的輸出進行比較，則可以看到，在兩種情形下想要的信號(實線箭頭)是相同的，其中非線性部分的相位(虛線箭頭)是明顯不同的。所以，可以看到，通過對于逆隨機化裝置的不同的輸出進行平均，二次諧波的影響可被減小?？梢钥吹剑@樣進行的測量越多，二次諧波失真的減小效果越好。
對于更高次諧波和對于由于不同頻率的交叉調(diào)制造成的失真也可以畫出類似的圖。
還可認為，當使用基于幅度隨機化或幅度隨機化與相位隨機化的組合的信號隨機化時，可以執(zhí)行與前面相同的過程。還應當注意，雖然描述的實施例是電信系統(tǒng)，但本發(fā)明可一般地應用于單端線測試系統(tǒng)。
應當注意，本發(fā)明的方法還可用于傳輸函數(shù)的測量。
最后要說的是，本發(fā)明的實施例在以上是按照功能塊進行描述的。從以上給出的這些塊的功能性說明，設計電子器件領域的技術人員將會明白，如何用公知的電子元件來制造這些塊的實施例。因此，不再給出這些功能塊的內(nèi)容的細節(jié)體系結(jié)構。
雖然以上結(jié)合具體設備描述了本發(fā)明的原理，但容易理解，本說明書僅僅作為實例而不是作為對于如所附的權利要求書中規(guī)定的本發(fā)明的范圍的限制給出的。
權利要求
1.用于質(zhì)量評定導電線的單端線測試方法，所述方法包括以下步驟a.從所述線的第一末端向所述線的第二末端發(fā)送多個激勵信號；b.在所述線的所述第一末端處，執(zhí)行向所述線的所述第二末端發(fā)送的所述多個激勵信號的每個反射的測量；c.確定所述激勵信號的反射的所有的所述測量值的平均值；以及d.從所述平均值確定所述線的質(zhì)量，其特征在于，所述方法還包括以下步驟e.在所述發(fā)送多個激勵信號之前，對于所述多個激勵信號的每個所述激勵信號進行隨機化；以及f.對于每個所述的反射測量值執(zhí)行逆隨機化。
2.按照權利要求1的單端線測試方法，其特征在于，對于所述激勵信號的所述隨機化是基于隨機化所述激勵信號的相位的。
3.按照權利要求1的單端線測試方法，其特征在于，對于所述激勵信號的所述隨機化是基于隨機化所述激勵信號的幅度的。
4.按照權利要求1的單端線測試方法，其特征在于，對于所述激勵信號的所述隨機化是基于隨機化所述激勵信號的相位和基于隨機化所述激勵信號的幅度的。
5.用于質(zhì)量評定導電線的單端線測試設備，所述單端線測試設備包括以下裝置a.信號發(fā)生裝置(SGM)，適于從所述線的第一末端向所述線的第二末端發(fā)送多個激勵信號；b.測量裝置(MM)，適于在所述線的所述第一末端處，執(zhí)行向所述線的所述第二末端發(fā)送的所述多個激勵信號的反射的測量；c.平均裝置(AM)，其輸入端被耦合到所述測量裝置(MM)的輸出端，以及該平均裝置適于確定所述多個激勵信號的所述反射的所有的測量值的平均值；以及d.質(zhì)量評定裝置(QM)，適于從所述平均值確定所述線的質(zhì)量，其特征在于，所述單端線測試設備還包括以下裝置e.隨機化裝置(RM)，其輸入端被耦合到所述信號發(fā)生裝置(SGM)的輸出端，以及該隨機化裝置(RM)適于在發(fā)送所述多個激勵信號之前，對于所述多個激勵信號的每個所述激勵信號進行隨機化；以及f.逆隨機化裝置(IRM)，耦合在所述測量裝置(MM)與所述平均裝置(AM)之間，以及適于對于所述多個激勵信號的每個所述反射的所述測量值執(zhí)行逆隨機化。
6.按照權利要求5的單端線測試設備，其特征在于，所述隨機化裝置(RM)適于基于隨機化所述激勵信號的相位來隨機化所述激勵信號。
7.按照權利要求5的單端線測試設備，其特征在于，所述隨機化裝置(RM)適于基于隨機化所述激勵信號的幅度來隨機化所述激勵信號。
8.按照權利要求5的單端線測試設備，其特征在于，所述隨機化裝置(RM)適于基于隨機化所述激勵信號的相位和基于隨機化所述激勵信號的幅度來隨機化所述激勵信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于質(zhì)量評定導電線的單端線測試方法。該方法包括以下步驟從所述線的第一末端向所述線的第二末端發(fā)送多個激勵信號，在發(fā)送該多個激勵信號之前，對于多個激勵信號的每個激勵信號進行隨機化。隨后，在線的第一末端處，執(zhí)行對于向線的第二末端發(fā)送的多個激勵信號的每個反射的測量。然后，對于每個反射測量值執(zhí)行逆隨機化，接著確定激勵信號的反射的所有的測量值的平均值。最后，從平均值確定導電線的質(zhì)量。
文檔編號G01R31/11GK1578360SQ20041006231
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月1日 優(yōu)先權日2003年7月3日
發(fā)明者P·科特瑞爾斯 申請人:阿爾卡特公司