CN100521712C - 用于单端线测试的方法和单端线测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于质量评定导电线的单端线测试方法。该方法包括以下步骤：从所述线的第一末端向所述线的第二末端发送多个激励信号，在发送该多个激励信号之前，对于多个激励信号的每个激励信号进行随机化。随后，在线的第一末端处，执行对于向线的第二末端发送的多个激励信号的每个反射的测量。然后，对于每个反射测量值执行逆随机化，接着确定激励信号的反射的所有的测量值的平均值。最后，从平均值确定导电线的质量。

Description

用于单端线测试的方法和单端线测试设备

技术领域

本发明涉及如权利要求1的前序部分中描述的用于单端线测试的方法，以及涉及如权利要求5的前序部分中描述的用于单端线测试的相关设备。

背景技术

这样的课题在本领域中是已知的，例如从“TDR tutorial-Introduction to Time Domain Reflectrometry”中得知。这个文件是由Granite Island Group在2002年在URL：http://www.tscm.com上公布的。在该文件中公开了，被称为时域反射测量术的单端线测试方法被使用来从该缆线的一端的测量值确定缆线的特性。在这种单端线测试方法，即时域反射测量术，也称为TDR中，沿缆线发射能量脉冲。当这样的脉冲到达缆线末端，或沿缆线的任何不连续处时，部分或全部脉冲能量被反射回发送源。这样，可以在注入脉冲的地方的同一个位置处测量反射能量。

对于根据这个单端线测试方法的故障定位，这样的单端线测试***对信号沿缆线行进、碰见问题、以及反射回来所花费的时间进行测量。单端线测试***然后把这个测量的时间转换成离缆线的那一端的距离，以及把该信息显示为波形和/或距离读数。这样的测量是通过使用从源向线的另一端发送的多个激励信号执行的。

另外，从这些反射的脉冲，不单可以得到不连续的位置(根据反射脉冲的延时)，而且在考虑反射脉冲的所有的性质后，还可以提取缆线的其他特性，诸如拓扑，缆线损耗和xDSL调制解调器可达到的比特速率。

由于反射脉冲行进了至不连续处的距离的两倍(来回)，反射脉冲是非常小的，所以这些反射常常被(外部)噪声源遮蔽。

通过使用同一个激励信号，对于不同的测量结果进行平均，可降低外部随机噪声影响，例如，串扰，环境噪声。然而，平均无法减小非线性或与施加的激励信号同步的其他噪声源。因为非线性是施加的激励信号的(复合)函数，这些非线性呈现为确定性噪声。它是噪声，因为这些分量是不想要的，以及它是确定性的，因为这个噪声分量是与激励信号有关的。所以，通过对不同的测量值进行平均，不能降低非线性的不想要的影响。

发明内容

本发明的一个目的是提供已知类型的、但其中非线性的影响被减小的单端线测试方法。

按照本发明，该目的是通过如权利要求1所述的方法和如权利要求5所述的***实现的。

事实上，通过在发送多个激励信号之前对每个激励信号进行随机化，激励信号就与该激励信号的高次谐波去耦，以及随后通过在测量激励信号的反射时对于反射的所有的测量值执行逆随机化，反射就被恢复，依此类推。然而，通过对于高次谐波进行逆随机化，对于每次测量这些结果仍旧是不同的。然后通过对于这些测量值进行平均，可以降低所有噪声源的影响，因为对于同一个反射进行平均导致相同的反射，而对于高次谐波的多个不同的测量值进行平均，则导致高次谐波的减小。

本发明的一个附加的特征在权利要求2和权利要求6中描述。激励信号的随机化是基于对于激励信号的相位进行随机化的。相位随机化的应用允许在提供有非常多的随机化可选方案的随机化中应用小的相位角变化。相位随机化的主要优点在于，激励信号的PSD(功率谱密度)和功率可保持为恒定的。激励信号的PSD和功率常常限于某个最大值(由于技术限制或规定)。通过以相应于PSD和功率的这些最大值的激励信号执行所有的测量，可以确保，各个测量的信号噪声比可被最大化。

本发明的另一个特征在权利要求3和权利要求7中描述。

激励信号的随机化是基于对于激励信号的幅度进行随机化的。幅度随机化的应用允许应用更简单的实施方案。

本发明的另一个特征在权利要求4和权利要求8中描述。

激励信号的随机化是基于对于激励信号的相位和幅度进行随机化的。

应当注意，在权利要求书中使用的术语“包括”不应当解释为仅限于此后列出的装置。因此，表达法“一种设备，包括装置A和B”的范围不应当限于该设备仅仅由部件A和B组成。这意味着，对于本发明来说，该设备的唯一相关的部件是A和B。

同样地，应当注意，在权利要求书中还使用的术语“耦合”不应当解释为仅限于直接连接。因此，表达法“设备A，耦合到设备B”的范围不应当限于其中设备A的输出端被直接连接到设备B的输入端的设备或***。这意味着，在A的输出端与B的输入端之间存在有路径，它可以是包括其他设备或装置的路径。

附图说明

通过参考以下结合附图给出的对实施例的说明，本发明的以上和其它目的与特征将更加显而易见，以及本发明本身将会得到最好的理解，其中：

图1显示在XDSL接入网中的单端线测试设备。

图2显示与功能块之间的信号有关的信号。

具体实施方式

在以下的分段中，参照附图描述按照本发明的方法和相关的设备的实现方案。在本说明的第一分段中，描述由图1给出的该网络的主要的单元。在第二分段中，规定以前提到的网络单元与描述的装置之间的连接。在接下来的一个分段中，描述单端线测试的实际执行。

本发明的XDSL接入网包括中央局CO和由XDSL线耦合的客户建筑物CP。在CO位置，单端线测试设备SELT被连接到该XDSL线XDSL。

虽然在这样的接入网中通常有一条以上的XDLS线被耦合到中央局，但在本实施例中只描述这些单元，以保持简明性。

单端线测试设备首先包括信号发生装置SGM，它适于从所述线的CO端向所述线的CP端发送多个激励信号，该信号发生装置SGM可以是多正弦波发生器。单端线测试设备SELT还包括随机化装置RM，它能够对于所述多个激励信号的每个激励信号进行随机化，单端线测试设备SELT还包括线接口模块LIM，它适于把单端线测试设备SELT连接到XDSL线。

而且，单端线测试设备SELT包括测量装置MM，它能够在XDSL线的第一末端处执行向XDSL线的CP末端发送的每个激励信号的反射的测量。单端线测试设备SELT还包括逆随机化装置IRM，它适于对于反射信号的每个测量值执行逆随机化，单端线测试设备SELT还包括平均装置AM，它适于平均激励信号的反射的所有的测量值。接着，单端线测试设备SELT包括质量评定装置QM，用于从平均值确定XDSL线的质量。质量评定可尤其是确定XDSL线的缺陷，拓扑，缆线损耗或xDSL调制解调器可达到的比特速率。

最后，有呈现装置PRM，用于用于把质量评定的结果呈现在线测试设备SELT的屏幕上。

单端线测试设备SELT的线接口模块LIM具有一个输入/输出端，该输入/输出端同时是单端线测试设备SELT的输入/输出端I/O₁。线接口模块LIM的输入端还被耦合到随机化装置RM的输出端，随机化装置RM的输入端又被耦合到信号生成装置SGM的输出端。

而且，线接口模块LIM的输出端被耦合到测量装置MM的输入端，测量装置MM的输出端又被耦合到逆随机化装置IRM的输入端。平均装置AM被耦合在逆随机化装置IRM与质量评定装置QM之间。质量评定装置QM的输出端还被耦合到呈现装置的输入端。这里假设，信号发生器产生多正弦波，用于测试XDSL线。对于每个这样产生的激励信号，首先，组成激励信号的不同的正弦的相位被随机化装置RM随机化，随后通过XDSL线发送到线的客户建筑物端。信号沿着XDSL线行进到CP端，以及在CP端或在线的缺陷处反射。无论如何，反射信号在单端线测试设备SELT的线接口模块LIM处被接收。测量装置MM对于向CP端发送的信号的反射执行测量。随后，逆随机化装置IRM对于每个所述测量值执行逆相位随机化。

平均装置随后确定施加的激励信号的所有的反射的平均值。质量评定装置QM然后根据平均值确定线的质量(诸如缺陷，拓扑，线的衰减，xDSL***可达到的比特速率...)。呈现装置最后把由质量评定装置提取的相关的特性呈现在单端线测试设备SELT的屏幕上。

实际的实施方案可以混合未随机化的和随机化的测量：SELT***执行N次不进行激励信号随机化的测量。计算这些测量值的平均值，以及把这个结果看作为一次测量结果。这个过程然后重复进行M次，但现在每次对于激励信号进行另一个随机化。可以得出N和M的优化值，这将导致最大的测量精度和最小的测量时间。

为了进一步说明所描述的实施例的运行，在本分段中说明本发明的方法如何被使用来减小在单端线测试中二阶非线性失真的影响。所使用的测量方法是图1上显示的方法。在图2上，显示了在实施例的不同的功能块之间传送的信号。在该图上，可以发现2次不同的测量的结果，由于随机化过程，每次用不同的激励信号施加到线接口模块。对于每次测量，显示对于2个不同的频率的信号，以便能够清楚地看到二次非线性失真。注意，当然在测量中可以牵涉到其他频率，但这里只显示其中的2个频率(频率F1和2xF1)，这允许说明本方法如何减小二次谐波。在图2上，所有的信号被显示为复平面上的向量(复向量)。

对于测量1M1，信号发生装置SGM的输出被显示为具有频率F1和2xF1。它们的幅度是相同的以及都具有0度相位角。随机化装置RM(假设它只调整相位)将改变两个正弦波的相位。这在图上被反映为复向量的旋转(对于具有频率F1的信号逆时针方向旋转90度，对于具有频率2xF1的信号旋转180度)。测量装置MM的输出只被显示在频率2xF1(因为目的是显示二次谐波被减小)。这里，测量装置MM的输出被分解为2个分量：实线表示我们感兴趣的结果(由于频率2xF1的激励信号造成的输出)，虚线箭头表示频率F1的激励信号的二次谐波的影响。在底部，最后显示逆随机化装置IRM的输出：由于在随机化过程期间施加180度的旋转，必须通过再次旋转180度而消除这个影响。在右边，显示第二个测量M2的结果。对于这个测量，仅仅随机化参量是不同的：频率F1的信号旋转180度，以及频率2xF1的信号顺时针旋转90度。

如果把对于这两个测量的逆随机化装置IRM的输出进行比较，则可以看到，在两种情形下想要的信号(实线箭头)是相同的，其中非线性部分的相位(虚线箭头)是明显不同的。所以，可以看到，通过对于逆随机化装置的不同的输出进行平均，二次谐波的影响可被减小。可以看到，这样进行的测量越多，二次谐波失真的减小效果越好。

对于更高次谐波和对于由于不同频率的交叉调制造成的失真也可以画出类似的图。

还可认为，当使用基于幅度随机化或幅度随机化与相位随机化的组合的信号随机化时，可以执行与前面相同的过程。还应当注意，虽然描述的实施例是电信***，但本发明可一般地应用于单端线测试***。

应当注意，本发明的方法还可用于传输函数的测量。

最后要说的是，本发明的实施例在以上是按照功能块进行描述的。从以上给出的这些块的功能性说明，设计电子器件领域的技术人员将会明白，如何用公知的电子元件来制造这些块的实施例。因此，不再给出这些功能块的内容的细节体系结构。

虽然以上结合具体设备描述了本发明的原理，但容易理解，本说明书仅仅作为实例而不是作为对于如所附的权利要求书中规定的本发明的范围的限制给出的。

Claims (8)

1.用于质量评定导电线的单端线测试方法，所述方法包括以下步骤：

a.从所述线的第一末端向所述线的第二末端发送多个激励信号；

b.在所述线的所述第一末端处，执行向所述线的所述第二末端发送的所述多个激励信号的每个反射的测量；

c.确定所述激励信号的反射的所有测量值的平均值；以及

d.从所述平均值确定所述线的质量，

其特征在于，所述方法还包括以下步骤：

e.在发送所述多个激励信号之前，对于所述多个激励信号的每个所述激励信号进行随机化；以及

f.对于反射的每个测量值执行逆随机化。

2.按照权利要求1的单端线测试方法，其特征在于，对于所述激励信号的所述随机化是基于随机化所述激励信号的相位的。

3.按照权利要求1的单端线测试方法，其特征在于，对于所述激励信号的所述随机化是基于随机化所述激励信号的幅度的。

4.按照权利要求1的单端线测试方法，其特征在于，对于所述激励信号的所述随机化是基于随机化所述激励信号的相位和基于随机化所述激励信号的幅度的。

5.用于质量评定导电线的单端线测试设备，所述单端线测试设备包括以下装置：

a.信号发生装置(SGM)，适于从所述线的第一末端向所述线的第二末端发送多个激励信号；

b.测量装置(MM)，适于在所述线的所述第一末端处，执行向所述线的所述第二末端发送的所述多个激励信号的反射的测量；

c.平均装置(AM)，其输入端被耦合到所述测量装置(MM)的输出端，以及该平均装置适于确定所述多个激励信号的反射的所有测量值的平均值；以及

d.质量评定装置(QM)，适于从所述平均值确定所述线的质量，

其特征在于，所述单端线测试设备还包括以下装置：

e.随机化装置(RM)，其输入端被耦合到所述信号发生装置(SGM)的输出端，以及该随机化装置(RM)适于在发送所述多个激励信号之前，对于所述多个激励信号的每个所述激励信号进行随机化；以及

f.逆随机化装置(IRM)，耦合在所述测量装置(MM)与所述平均装置(AM)之间，以及适于对于所述多个激励信号的反射的每个测量值执行逆随机化。

6.按照权利要求5的单端线测试设备，其特征在于，所述随机化装置(RM)适于基于随机化所述激励信号的相位来随机化所述激励信号。

7.按照权利要求5的单端线测试设备，其特征在于，所述随机化装置(RM)适于基于随机化所述激励信号的幅度来随机化所述激励信号。

8.按照权利要求5的单端线测试设备，其特征在于，所述随机化装置(RM)适于基于随机化所述激励信号的相位和基于随机化所述激励信号的幅度来随机化所述激励信号。

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