DE102005048225B4 - Verfahren zum Ermitteln von Leitungsparametern einer auszumessenden Signalübertragungsleitung - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Ermitteln von Leitungsparametern einer auszumessenden Signalübertragungsleitung (26), mit den nachfolgenden Schritten: (a) Formen eines Signalimpulses mittels eines simulierten Pulsformers (22, 23), der eine Reihenschaltung aus einem einstellbaren Zeitbereichsentzerrer (22) und einem Filter (23) zum Dämpfen hochfrequenter Signalimpulsanteile des Signalimpulses aufweist; (b) Bereitstellen eines Modells einer Referenz-Signalübertragungsleitung (36) mit bekannten Leitungsparametern für die auszumessende Signalübertragungsleitung (26); (c) Einspeisen des geformten Signalimpulses in das Modell der Referenz-Signalübertragungsleitung (36); (d) Einstellen des einstellbaren Zeitbereichsentzerrers (22) derart, dass ausschließlich an einem fernen Ende (38) des Modells der Referenz-Signalübertragungsleitung (36) reflektierte Signalimpulsanteile verkürzt werden; (e) Speichern des Signalimpulses, der durch den simulierten Pulsformer (22, 23) mit dem eingestellten Zeitbereichsentzerrer (22) geformt wird; (f) Einspeisen des gespeicherten Signalimpulses an einem nahen Ende (27) der Signalübertragungsleitung (26), welche an dem fernen Ende (28) Frequenz-fehlangepasst ist; (g) Erfassen der reflektierten Signalimpulsanteile an dem nahen Ende (27) der Signalübertragungsleitung (26) und (h) Bestimmen der Leitungsparameter der Signalübertragungsleitung (26) basierend auf den reflektierten Signalimpulsanteilen.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln von Leitungsparametern einer auszumessenden Signalübertragungsleitung.
• Anbieter von Datenübertragungsdienstleistungen benötigen detaillierte Kenntnisse über die Leitungsparameter von Signalübertragungsleitungen zwischen ihren zentralen Datenverteilern und dem Anschluss eines Endverbrauchers. Hiernach richten sich unter anderem die maximal mögliche Datenübertragungsrate und das Übertragungsvolumen. Es besteht daher der Bedarf, in einfacher und kostengünstiger Weise die Leitungsparameter einer beliebigen Signalübertragungsleitung von dem Ende der Datenvermittlung aus auszumessen. Hierbei soll vor allem auf eine kostenintensive Installation eines Messgerätes an dem Anschluss des Endverbrauchers verzichtet werden. Ein entsprechendes Verfahren ist als einendige Leitungsmessung (Single Ended Line Testing, SELT) bekannt. Hierbei wird unter anderem ein Signalimpuls in die auszumessende Signalübertragungsleitung eingespeist und Signalanteile, welche von der Signalübertragungsleitung reflektiert werden, zur Charakterisierung der Signalübertragungsleitung herangezogen.
• Das SELT-Verfahren benötigt spezielle und teure Mess- und Auswertungsausrüstungen. Eine Vereinfachung der Auswertungs- und Messvorrichtung soll durch eine Integrierung in bestehende hybride Sende- und Empfangseinrichtungen, insbesondere in Transceivern für ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line), erreicht werden.
• Die Druckschrift DE 10 2004 010 874 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln von Übertragungsparametern. Das dort beschriebene Verfahren und die Vorrichtung zum Ermitteln von Parametern einer mit einer Sende-/Empfangsvorrichtung gekoppelten Übertragungsstrecke basiert auf einem Echosignal eines auf die Übertragungsstrecke gesendeten Sendesignals mit mindestens einem Einzelimpuls. Dabei wird das Echosignal elektronisch erfasst. Durch Anwenden eines vorzugsweise einstellbaren Verkürzungsfilters auf das erfasste Echosignal werden die Echokomponenten des Echosignals verkürzt. Weiterhin ist dort vorgesehen, ein weiteres einstellbares Filter auf das Echosignal anzuwenden und das einstellbare weitere Filter und vorzugsweise auch das Verkürzungsfilter zur Auswahl einer effektiven Schwerpunktfrequenz des mindestens einen Einzelimpulses einzustellen. Die Parameter der Übertragungsstrecke werden durch Auswerten des gefilterten Echosignals basierend auf der zeitlichen Lage und/oder Amplitude zumindest der Echokomponente vom Ende der Übertragungsstrecke ermittelt.
• Die Druckschrift DE 103 49 566 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schätzung von Kanaleigenschaften eines Übertragungskanales. Zur Schätzung von physikalischen Eigenschaften eines drahtgebundenen oder drahtlosen Übertragungskanales wird bei dem dort beschriebenen Verfahren und der dort beschriebenen Vorrichtung über ein über den Übertragungskanal empfangenes Signal ermöglicht wie beispielsweise eine Systemantwort des entsprechenden Übertragungssystemes, um auf Grundlage der somit gewonnenen Abtastwerte die Momente der Ordnung des empfangenen Signals zu ermitteln. Mit Hilfe dieser Momente der Ordnung können Parameter einer Übertragungsfunktion des Übertragungskanals bestimmt werden, wobei es sich bei den Parametern um Polynomkoeffizienten, Nullstellen oder Koeffizienten einer Residuendarstellung der Übertragungsfunktion handeln kann. Mit Hilfe dieser Übertragungsfunktion können anschließend die physikalischen Eigenschaften wie insbesondere die Dämpfungs- und Dispersionseigenschaften des Übertragungskanals exakt bestimmt werden oder zumindest näherungsweise abgeschätzt werden.
• Die Druckschrift US 2005/0 163 287 A1 beschreibt eine Methode und eine Vorrichtung zum Testen einer DSL-Leitung und zum Warten einer DSL-Leitung. Dabei werden ausgehend von einer zentralen Stelle die Übertragungseigenschaften der DSL-Leitungen getestet. Durch eine Sende- und Empfangsvorrichtung werden Testsignale in die Leitung eingespeist und deren Signalecho ausgewertet.
• Die Druckschrift ”Impulse Response Shortening for Discrete Multitone Transceivers” von Peter J. W. Melsa et al, erschienen in IEEE Transactions on Communications, VOL. 44, No. 12, December 1996 beschreibt ein System und eine Methode zur Bestimmung von Betriebsparametern eines Zeitdomänenfilters. Signal- und Signalechoimpulse werden kalkuliert und die Veränderungen während einer Signal- oder Datenübertragung ausgewertet.
• Die Druckschrift WO 03/107 558 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum Ermitteln von Übertragungsparametern, wobei das Verfahren und die Vorrichtung zum Ermitteln von Parametern einer Übertragungsstrecke in einem Telekommunikationssystem durch eine Sende-/Empfangsvorrichtung mit einem Sender und einem Empfänger ausgeführt ist, um Übertragungsparameter wie die Signallaufzeit, die Leitungslänge und die Leitungsdämpfung aus der Echoimpulsantwort zu ermitteln, wobei ein Sendesignal über die Übertragungsstrecke mit einer vorgegebenen Sendeleistung gesendet werden und ein Echosignal abgetastet wird, das wenigstens eine Echokomponente von einem Leitungsanfang der Übertragungsstrecke und eine Echokomponente von einem Leitungsende der Übertragungsstrecke aufweist.
• Das Leitungsanfangsecho und das Leitungsendecho werden durch ein Verkürzungsfilter verkürzt, wobei eine Koreaktionsfunktion aus dem Echosignal und einem Koreaktionssignal in einer Koreaktionsfunktionsstufe berechnet wird. Die einhüllende Funktion wird ausgewertet und ein Ausgangssignal in Abhängigkeit von der relativen zeitlichen Lage und Amplitude des Leistungsanfangsechos und/oder des Leistungsendechos in einer Auswertungsstufe erzeugt wird.
• Information über die Signalübertragungsleitung erhält man nur durch Signalanteile, welche in der Signalübertragungsleitung und/oder an einem entfernten Ende, d. h. bei einer Gegenstelle, reflektiert werden. Die Intensität des reflektierten Signalimpulsanteiles ist unter Anderem durch die Dämpfung der doppelten Länge der Signalübertragungsleitung bestimmt. Daher ist die Intensität der reflektierten Signalimpulsanteile insbesondere für Leitungen mit einer Länge von mehreren Kilometern sehr gering. Zudem wird auch ein Anteil des eingespeisten Signalimpulses an dem nahen Ende der Signalübertragungsleitung reflektiert. Dies erfolgt unter anderem aufgrund einer geringen Impedanzfehlanpassung der Signalübertragungsleitung und des Transceivers und auch durch internes Signalübersprechen innerhalb des Transceivers. Die Signalintensität dieser an dem nahen Ende reflektierten Signalimpulsanteile kann die Intensität der schwachen reflektierten Signalimpulsanteile von dem fernen Ende um ein Vielfaches übertreffen. Eine Ermittlung der Leitungsparameter mittels der reflektierten Signalanteile von dem fernen Ende erfordert daher eine nahezu perfekte Unterdrückung der reflektierten Signalimpulsanteile von dem nahen Ende.
• Es ist eine Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen, mit welchen Leitungsparameter einer Signalübertragungsleitung bestimmbar sind.
• Das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bestimmt die Leitungsparameter einer Signalübertragungsleitung, wobei die Reflexionen von einem nahen Ende der auszumessenden Signalübertragungsleitung effektiv unterdrückt werden.
• Erfindungsgemäß werden die Leitungsparameter einer auszumessenden Signalübertragungsleitung mit den nachfolgenden Schritten bestimmt. Zunächst wird ein Signalimpuls mit einem Pulsformer geformt. Der Pulsformer weist einen eingestellten Zeitbereichsentzerrer zum Verkürzen einer Signaldauer von reflektierten Signalimpulsanteilen auf, welche durch Reflexion des Signalimpulses an der Signalübertragungsleitung entstehen. Zudem beinhaltet der Pulsformer einen dem Zeitbereichsentzerrer in Serie geschaltetes Filter zum Dämpfen hochfrequenter Signalimpulsanteile des Signalimpulses. Der geformte Signalimpuls wird an einem nahen Ende der Signalübertragungsleitung eingespeist, welche an dem fernen Ende impedanzfehlangepasst ist. Die reflektierten Signalimpulsanteile werden an dem nahen Ende der Signalübertragungsleitung erfasst. Die Leitungsparameter der Signalübertragungsleitung werden basierend auf den reflektierten Signalimpulsanteilen bestimmt.
• Das Verfahren basiert auf den speziell geformten Signalimpulsen. Diese ermöglichen eine sehr kurze Signalimpulsdauer, welche vorteilhaft ist zum Trennen der reflektierten Signalimpulsanteile, welche an dem fernen Ende reflektiert werden (Fernecho) von denen, welche an dem nahen Ende reflektiert werden (Nahecho). Diese Trennung erhöht das Signal-zu-Rausch Verhältnis, welches durch das Verhältnis der Intensität des Fernechos zu der Intensität des Nahechos bestimmt wird. Der Tiefpass verhindert, dass zu hochfrequente Signalimpulsanteile in die Signalübertragungsleitung eingespeist werden. Diese würden nur an dem nahen Ende reflektiert und somit zu dem Nahecho beitragen. Das Fernecho weist jedoch nur in einem geringen Maße hochfrequente Signalimpulsanteile auf, da die Signalübertragungsleitung diese stark dämpft.
• Der Pulsformer, welcher einen Zeitbereichsentzerrer und ein in Serie geschaltetes Filter aufweist, kann mit den nachfolgenden Schritten eingestellt werden.
• Ein Signalimpuls wird an einem nahen Ende einer Referenz-Signalübertragungsleitung mit bekannten Leitungsparametern eingespeist. Dann wird der Zeitbereichsentzerrer derart eingestellt, dass die Signaldauer von reflektierten Signalimpulsanteilen, welche durch Reflexion an der Referenz-Signalübertragungsleitung entstehen, verkürzt wird.
• Weiterbildungen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass zum Bestimmen der Leitungsparameter ein Kurvenverlauf eines Polynoms mit niedriger Ordnung an die reflektierten Signalimpulsanteile angepasst wird und von dem reflektierten Signalimpulsanteil der angepasste Kurvenverlauf subtrahiert wird, damit reflektierte Signalimpulsanteile, welche vom nahen Ende reflektiert werden, gedämpft werden. Dadurch wird das Signal-zu-Rausch Verhältnis erhöht.
• Gemäß einer Ausgestaltung werden die Leitungsparameter der auszumessenden Signalübertragungsleitung mittels der reflektierten Signalimpulsanteile und eines Kennlinienfeldes bestimmt, welches vorbestimmte reflektierte Signalimpulsanteile mit vorbestimmten Leitungsparametern verknüpft.
• Eine besonders bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass zum Einstellen des Pulsformers nur reflektierte Signalimpulsanteile berücksichtigt werden, welche an einem fernen Ende der Referenz-Signalübertragungsleitung reflektiert werden. Der Pulsformer bzw. der Zeitbereichsentzerrer können auch so eingestellt werden, dass die reflektierten Anteile von dem nahen Ende eine verkürzte Signalimpulsdauer aufweisen.
• Das Filter kann ein Tiefpass-Filter oder ein Bandpass-Filter sein. Vorteilhafterweise ist es maximal achter Ordnung. Das Fernecho weist unabhängig von dem Filter aufgrund der Dämpfung der Signalübertragungsleitung keine Signalleistung in den hohen Frequenzbereichen auf. Das Nahecho kann auch hochfrequente Signalanteile aufweisen. Durch das Filter wird somit hauptsächlich die Signalleistung des Nahechos beschnitten. Dies ermöglicht ein besseres Signal-zu-Rausch Verhältnis.
• Der Zeitbereichsentzerrer kann ein FIR-Filter sein. Die Referenz-Signalübertragungsleitung, welche zum Einstellen des Zeitbereichsentzerrers verwendet wird, kann eine Länge aufweisen, welche einer maximalen Länge von auszumessenden Signalübertragungsleitungen entspricht.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
• In den Figuren zeigen:
• 1 ein Blockdiagramm eines Transceivers,
• 2 ein schematisches Diagramm von Übertragungswegen,
• 3 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und
• 4 ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
• In den Figuren bezeichnen gleiche oder ähnliche Bezugszeichen identische oder funktionsgleiche Komponenten.
• In 1 ist schematisch ein Schaltbild eines Transceivers 24 angeschlossen an eine Signalübertragungsleitung 6 dargestellt. Eine Signaleinspeisung erfolgt durch eine Signalgenerierungseinrichtung 1, und durchläuft eine digitale Filtereinrichtung 2, einen Digital-Analog-Wandler 3, eine analoge Filtereinrichtung 4, eine Gabelschaltung 5 und wird von der Gabelschaltung 5 in die Signalübertragungsleitung 6 eingespeist. Die Signalgenerierungseinrichtung 1 ist beispielsweise ein ADSL-Sender.
• Ein Signalimpuls aus der Signalübertragungsleitung 6 wird von der Gabelschaltung 5 empfangen und über eine analoge Filtereinrichtung 9, einen Analog-Digital-Wandler 10 und eine digitale Filtereinrichtung 11 an eine Empfangseinrichtung 12 weitergeleitet. Die Signalübertragungsleitung 6 weist ein nahes Ende 7 und ein fernes Ende 8 auf. Das nahe Ende 7 ist mit dem Transceiver verbunden und das ferne Ende 8 ist, wie dargestellt, offen, d. h. an keine Gegenstelle oder Fernstelle angeschlossen. Es kann das ferne Ende 8 auch andersartig frequenzfehlangepasst abgeschlossen sein, z. B. durch eine sehr große Impedanz.
• Wird durch den ADSL-Sender 1 ein Signalimpuls eingespeist, erfahrt dieser eine Reflexion an dem offenen fernen Ende 8 der Signalübertragungsleitung 6. Dadurch entsteht ein reflektierter Signalimpulsanteil, welcher auch als Fernecho bezeichnet wird. Das Fernecho lauft durch die Signalübertragungsleitung 6 zurück über die Gabelschaltung 5 in die Empfangseinrichtung 12. Der Frequenzgang zwischen der Signalgenerierungseinrichtung 1 und der Empfangseinrichtung 12 wird nachfolgend als Fern-Frequenzgang Hfern bezeichnet. Der Fern-Frequenzgang Hfern gibt das frequenzabhängige Verhältnis des Fernechos zum eingespeisten Signalimpuls an.
• Wird von der Sendestufe 1, 2, 3, 4 ein Signalimpuls gesendet, wird der bei weitem größte Anteil durch die Gabelschaltung 5 in die Signalübertragungsleitung 6 eingekoppelt. Ein geringer, jedoch endlicher Anteil des Signalimpulses wird direkt in die Empfangsstufe 9, 10, 11, 12 eingekoppelt. Dies ist durch die nicht optimale Signaltrennung der Gabelschaltung 5 und auch auf eine nicht ideale Impedanzanpassung des Transceivers 24 an die Signalübertragungsleitung 6 verursacht. Dieser Effekt kann als Reflexion an dem nahen Ende der Signalübertragungsstrecke 6 beschrieben werden. Das so reflektierte Signal wird als Nahecho bezeichnet. Der Signalpfad des Nahechos weist einen Frequenzgang, d. h. eine komplexe Übertragungsfunktion, auf, welcher nachfolgend als Nah-Frequenzgang Hnah bezeichnet wird.
• In 2 sind der Transceiver 24 und die Signalübertragungsleitung 6 durch den Fern-Frequenzgang Hfern und den Nah-Frequenzgang Hnah symbolisch ersetzt. Der Fern-Frequenzgang Hfern ist hauptsächlich durch die Eigenschaften der Signalübertragungsleitung 6 gekennzeichnet. Eine genaue Bestimmung dieses Fern-Frequenzgangs Hfern ermöglicht somit Rückschlüsse auf die Leitungsparameter der Signalübertragungsleitung 6. Aufgrund der erheblichen Länge der Signalübertragungsleitung 6 von typischerweise mehreren Kilometern erfährt ein Signalimpuls, welche von der Signalgenerierungseinrichtung 1 generiert wird, eine starke Dämpfung, bevor das Fernecho von der Empfangseinrichtung 12 detektiert wird. Zudem weist der Fern-Frequenzgang Hfern ein Tiefpass-ähnliches Verhalten auf, d. h. hochfrequente Signalanteile werden stärker gedämpft als niederfrequente Signalanteile. Dieses ist in 2 schematisch über die Frequenz f aufgetragen angedeutet.
• Der Nah-Frequenzgang Hnah ist vorwiegend von der Gabelschaltung abhängig und nahezu frequenzunabhängig, d. h. Signalanteile hoher Frequenz werden in gleicher Weise übertragen wie Signalanteile mit niedriger Frequenz (siehe 2). Typischerweise ist die Dämpfung des Nah-Frequenzgangs Hnah geringer als die des Fern-Frequenzgangs Hfern.
• Eine Möglichkeit, den Fern-Frequenzgang Hfern auszumessen, besteht darin, einen deltaförmigen Signalimpuls durch die Signalgenerierungseinrichtung 1 einzuspeisen. Dieser deltaförmige Signalimpuls weist einen großen Anteil hochfrequenter Signalanteile auf. Diese werden durch den Nah-Frequenzgang Hnah nur in geringem Maße, aber durch den Fern-Frequenzgang Hfern stark gedämpft. Dies führt insbesondere bei langen Signalübertragungsstrecken zu einem geringen Signal-zu-Rausch-Verhältnis.
• Eine Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung sieht daher vor, ein Tiefpassfilter 23 in der digitalen Sendestufe zu integrieren, z. B. in eine Signalgenerierungseinrichtung 20 oder vor dem Analog Digital Wandler, und vor den Transceiver 24 zu schalten (3). Die Grenzfrequenz des Tiefpassfilters 23 weist optimalerweise eine dem Fern-Frequenzgang Hfern ähnliche Grenzfrequenz auf. Somit werden Signalimpulsanteile, welche im Wesentlichen nicht durch die Signalübertragungsleitung 26 übertragen werden, nicht eingespeist. Damit sind diese Signalimpulsanteile auch nicht in dem Nahecho präsent. Auf diese Weise wird das Signal-zu-Rauschverhältnis verbessert.
• Die Bestimmung der Leitungsparameter der Signalubertragungsstrecke 26 erfolgt durch Vergleichen mit bekannten reflektierten Signalimpulsanteilen. Diesen bekannten reflektierten Signalimpulsanteilen sind die zugehörigen Leitungsparameter von Signalübertragungsleitungen zugeordnet. Diese Zuordnung kann z. B. durch Vorabversuche mit normierten Signalübertragungsleitungen erfolgen. Die bekannten reflektierten Signalimpulsanteile können auch durch Berechnung mit Modellen von Signalubertragungsleitungen erfolgen. Zweckmaßigerweise werden hierzu Kennlinientabellen erstellt.
• Ein Vergleich der gemessenen reflektierten Signalimpulsanteile und der bekannten reflektierten Signalimpulsanteile erfolgt durch Bestimmung des kleinsten Quadratabstandes. Der reflektierte Signalimpulsanteil wird dazu innerhalb des Auswertungsintervalls erfasst und mit bekannten Signalimpulsanteilen verglichen. Dieses Verfahren erfordert eine möglichst große Anzahl eindeutiger Charakteristika des Fernechos. Hierzu ist es vorteilhaft, alle Signalimpulsanteile des Nahechos zuvor auszufiltern.
• Eine Trennung des Nahechos von dem Fernecho ist auch in gewissem Rahmen zeitlich möglich. Dies ermöglicht die zusätzliche Laufzeit des Fernechos in der Signalübertragungsleitung 26. Durch einen ausreichend eng gewählten Zeitschlitz eines Auswertungsintervalls ist es somit möglich, einen großen Anteil des Nahecho zu unterdrücken. Dies erfordert jedoch, dass die Dispersion des Signalimpulses und des reflektierten Signalimpulses in der Übertragungsleitung 26 möglichst gering ist. Dieser Dispersion kann durch den Einsatz eines Zeitbereichsentzerrers 22 entgegengewirkt werden. Diese Zeitbereichsentzerrer 22 sind meistens FIR-Filter (Finite Impulse Response), welche z. B. in Transceivern in ADSL-Übertragungssystemen eingesetzt werden (siehe P. J. W. Melsa, R. C. Younce und C. E. Rohrs: „Impulse Response Shortening for Discrete Multitone Transceivers”, IEEE Transactions on Communications, Band 44, Nr. 12, Dezember 1996). Ein entsprechender Zeitbereichsentzerrer 22 kann zwischen die Signalgenerierungseinrichtung 20 und den Tiefpassfilter 23 geschaltet werden.
• Das Einstellen des Zeitbereichsentzerrers 22 kann mittels einer Referenz-Signalübertragungsleitung 36 erfolgen (4). Dabei wird der Zeitbereichsentzerrer 22 derart eingestellt, dass ein reflektierter Signalimpulsanteil einer normierten oder bekannten Referenz-Signalübertragungsleitung 36 verkürzte Ausdehnung aufweist. Die verkürzte Länge sollte der Dauer des Auswertungsintervalls entsprechen. Vorzugsweise werden hier nur die reflektierten Signalanteile des Fernechos berücksichtigt. Die Einstellung des Zeitbereichsentzerrers 22 kann entsprechend 4 mittels einer realen Referenzsignalübertragungsstrecke 36 erfolgen oder durch eine Berechnung mittels Modellen von der Referenzsignalübertragungsstrecke 36.
• Durch die Kombination des eingestellten Zeitbereichsentzerrers 22 und des Tiefpassfilters 23 wird somit erreicht, dass das Fernecho eine möglichst kurze zeitliche Ausdehnung erfahrt und somit ein kurzes Auswertungsintervall gewählt werden kann, sowie der Anteil hochfrequenter Signalimpulsanteile gering gehalten wird, um ein möglichst großes Intensitätsverhaltnis des Fernechos zu dem Nahecho zu erhalten. Es erweist sich, dass eine einmal eingestellte Kombination aus dem Zeitbereichsentzerrers 22 und dem Tiefpassfilter 23 für eine große Vielfalt von Signalübertragungsleitungen den Signalimpuls nahezu optimal formt. Die so geformten Signalimpulse ermöglichen eine sehr gute Trennung des Nahechos von den reflektierten Signalimpulsanteilen, um ein reines Fernecho zu erhalten.
• In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine Anpassung an die reflektierten Signalimpulsanteile mittels eines Kurvenverlaufs eines Polynoms niedriger Ordnung. Diese Signalimpulsanteile werden ausschließlich oder zumindest vorwiegend mit dem Nahecho identifiziert. Daher werden die durch den Kurvenverlauf angepassten Anteile der reflektierten Signalimpulsanteile von dem reflektierten Signalimpulsanteil abgezogen. Der verbleibende Rest entspricht dem Fernecho. Nur dieser Anteil wird zur Bestimmung der Leitungsparameter der Signalubertragungsstrecke 26 herangezogen.
• Der verwendete Tiefpass weist typischerweise eine Ordnung im Bereich zwischen 3 und 8 auf. Anstelle eines Tiefpasses kann auch ein Bandpassfilter mit gleicher oberer Grenzfrequenz wie das Tiefpassfilter verwendet werden.
• Die zuvor beschriebene Ausfuhrungsform geht von einem physisch realisierten Pulsformer mit einem Tiefpassfilter bzw. Bandpassfilter und einem Zeitbereichsentzerrer aus. Der Signalimpuls kann jedoch auch derart gestaltet werden, wie wenn er durch diesen Pulsformer gebildet wird. Der Signalimpuls kann vorab geformt, abgespeichert und bei Bedarf eingespeist werden.
• Eine Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens kann wie folgt zusammengefasst werden. Zuerst wird ein theoretisches Fernecho aus Kalibrierungsdaten eines bekannten Transceivers und Parametern einer Referenzleitung bestimmt. Die gewählte Leitungslänge der Referenzleitung kann der maximalen Länge der zu untersuchenden Signalübertragungsleitungen entsprechen. Sind von der zu untersuchenden Signalübertragungsleitung vorab Daten bekannt, so wird zweckmäßigerweise eine Referenzsignalübertragungsleitung mit Leitungsparametern gewählt, welche denen der zu untersuchenden Signalübertragungsleitung möglichst ähnlich sind. Das zuvor bestimmte theoretische Fernecho wird mit der Impulsantwort eines Tiefpasses oder eines Bandpasses gefaltet, wobei die Ordnung und Grenzfrequenz zweckmäßigerweise den zu erwartenden Fern-Frequenzgang der zu untersuchenden Leitung entspricht. Der Zeitbereichsentzerrer wird nun derart eingestellt, dass die reflektierten Signalanteile, vorwiegend für das theoretische Fernecho, für die Referenzübertragungsleitung aufweisen. Durch die Signalimpulsgenerierungseinrichtung wird nun über die Sendestufe in die zu untersuchende Signalubertragungsleitung 26 ein Signalimpuls eingespeist, welcher den zuvor eingestellten Zeitbereichsentzerrer und den Tiefpassfilter durchläuft.
• Bezugszeichenliste

Hnah

Nah-Frequenzgang

Hfern

Fern-Frequenzgang

f

Frequenz

I

Intensität

3

Digital-Analog Wandler

10

Analog-Digital-Wandler

2, 11

digitales Filter

4, 9

analoges Filter

20, 1

Signalgenerierungseinrichtung

22

Zeitbereichsentzerrer

23

Filter

5

Gabelschaltung

6, 26

Signalübertragungsleitung

36

Referenz-Signalübertragungsleitung

12, 29

Empfänger

7, 27, 37

nahes Ende

8, 28, 38

fernes Ende

24

Transceiver

Claims (5)

1. Verfahren zum Ermitteln von Leitungsparametern einer auszumessenden Signalübertragungsleitung (26), mit den nachfolgenden Schritten: (a) Formen eines Signalimpulses mittels eines simulierten Pulsformers (22, 23), der eine Reihenschaltung aus einem einstellbaren Zeitbereichsentzerrer (22) und einem Filter (23) zum Dämpfen hochfrequenter Signalimpulsanteile des Signalimpulses aufweist; (b) Bereitstellen eines Modells einer Referenz-Signalübertragungsleitung (36) mit bekannten Leitungsparametern für die auszumessende Signalübertragungsleitung (26); (c) Einspeisen des geformten Signalimpulses in das Modell der Referenz-Signalübertragungsleitung (36); (d) Einstellen des einstellbaren Zeitbereichsentzerrers (22) derart, dass ausschließlich an einem fernen Ende (38) des Modells der Referenz-Signalübertragungsleitung (36) reflektierte Signalimpulsanteile verkürzt werden; (e) Speichern des Signalimpulses, der durch den simulierten Pulsformer (22, 23) mit dem eingestellten Zeitbereichsentzerrer (22) geformt wird; (f) Einspeisen des gespeicherten Signalimpulses an einem nahen Ende (27) der Signalübertragungsleitung (26), welche an dem fernen Ende (28) Frequenz-fehlangepasst ist; (g) Erfassen der reflektierten Signalimpulsanteile an dem nahen Ende (27) der Signalübertragungsleitung (26) und (h) Bestimmen der Leitungsparameter der Signalübertragungsleitung (26) basierend auf den reflektierten Signalimpulsanteilen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Bestimmen der Leitungsparameter ein Kurvenverlauf eines Polynoms mit niedriger Ordnung an die reflektierten Signalimpulsanteile angepasst wird und von dem reflektierten Signalimpulsanteil der angepasste Kurvenverlauf subtrahiert wird, damit reflektierte Signalimpulsanteile, welche vom nahen Ende (27) reflektiert werden, gedämpft werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungsparameter der auszumessenden Signalübertragungsleitung (26) mittels der reflektierten Signalimpulsanteile und eines Kennlinienfeldes bestimmt werden, welches vorbestimmte reflektierte Signalimpulsanteile mit vorbestimmten Leitungsparametern verknüpft.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–3, gekennzeichnet durch dass das Filter (23) im Wesentlichen einem Frequenzgang der Referenz-Signalübertragungsleitung (36) entspricht.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass die Referenz-Signalübertragungsleitung (36) eine Länge aufweist, welche einer maximalen Länge von auszumessenden Signalübertragungsleitungen (26) entspricht.

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