DE10233616B4

DE10233616B4 - Messung des Abstandes zum Fehler von einem Störimpuls

Info

Publication number: DE10233616B4
Application number: DE10233616A
Authority: DE
Inventors: Leroy J. Portland Willmann
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 2001-08-14
Filing date: 2002-07-24
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2022-07-25
Also published as: JP3930778B2; DE10233616A1; US6691051B2; US20030036863A1; JP2003124851A

Abstract

Verfahren zum Ermitteln des Abstands zum Fehler von einem Störereignis in einem Übertragungssystem, während das System gestört wird, mit den folgenden Schritten:
bei jeder Frequenz über einen Bereich von diskreten Frequenzen, Erfassen eines anfänglichen Satzes von I- und Q-Daten, die eine Spannungs- und Phaseninformation eines reflektierten Signals in der Frequenzdomäne vom Übertragungssystem darstellen, und Speichern des anfänglichen Satzes als Bezugssatz;
Erfassen von nachfolgenden Sätzen von I- und Q-Daten bei jeder Frequenz als aktuellen Satz;
zwischen jeder Erfassung von I- und Q-Datensätzen für den aktuellen Satz, Vergleichen jedes Eintrags des aktuellen Satzes mit einem entsprechenden Eintrag des Bezugssatzes;
für jeden Vergleich Aktualisieren, mit dem Eintrag vom aktuellen Satz, eines entsprechenden Eintrages eines Ergebnissatzes, wenn der Vergleich einen festgelegten Toleranzwert übersteigt, wobei der Ergebnissatz anfänglich auf lauter Nullen gesetzt wird; und
Umwandeln des Ergebnissatzes von der Frequenzdomäne in die Zeitdomäne, um den Abstand zum Fehler von dem...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Übertragungssystem-Fehlermessungen und insbesondere eine Messung des Abstandes zum Fehler (DTF) von einem Störimpuls unter Verwendung von pro Frequenz ausgelösten I- und Q-Daten.
Viele Benutzer müssen mit dem Problem von sporadischen Problemen in Übertragungssystemen zurechtkommen, wie z.B. lockeren oder korrodierten Verbindungssteckern, Antennenwindstößen usw. Wenn beispielsweise Kabel Umweltbedingungen ausgesetzt sind, wie z.B. Antennenkabel, die dem Wind und Regen ausgesetzt sind, können lockere oder korrodierte Verbindungsstecker zu einem sporadischen Verlust oder einer Verschlechterung des Signals in den Kabeln führen. Dies ist besonders ärgerlich für Kunden, die sich darauf verlassen, daß von den Kabeln ein konstantes Signal übertragen wird, wie z.B. Funkteilnehmer, Fernsehzuschauer, Radiohörer, usw.
Der normale Verlauf der Handlung, um mit solchen sporadischen Problemen fertigzuwerden, besteht darin, ein Abstand-zum-Fehler-(DTF) oder Zeitdomänenreflektometer (TDR) mit dem Übertragungsweg zu verbinden und dann das Übertragungskabel zu schütteln oder in einer gewissen Weise zu bewirken, daß das vorübergehende oder sporadische Ereignis im Übertragungssystem auftritt.

Aus dem Artikel "Fault Location in Optical Fibers Using Optical Frequency Domain Reflectometry", veröffentlicht im "Journal of Lightwave Technology", vol. LT-4, No. 3, S. 316 bis 323, ist ein bestimmtes Verfahren zum Ermitteln des Abstands zum Fehler eines Störereignisses bekannt.

Es ist schwierig, Störimpulse an einer DTF- oder Zeitdomänenausrüstung zu erfassen, da das Störereignis durch alle der Nicht-Stör-Daten verdeckt wird.

Aufgabe der Erfindung ist die Aufgabe eines Verfahrens zum Verbessern der Fähigkeit, den Abstand zu Störimpulsfehlern in einem Übertragungssystem unter Verwendung einer Frequenzdomänenausrüstung zu erkennen und zu identifizieren.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Folglich stellt die vorliegende Erfindung eine Messung des Abstands zum Fehler von einem Störimpuls unter Verwendung von pro Frequenz ausgelösten I- und Q-Daten bereit. Anfänglich wird ein Ergebnissatz von Dateneinträgen, einer für jede diskrete Frequenz in einem festgelegten Frequenzbereich, mit Nullen gefüllt und ein anfänglicher Erfassungssatz von I- und Q-Daten pro Frequenz von einem Übertragungssystem wird verwendet, um einen Bezugssatz von Dateneinträgen zu füllen. Nachfolgende Erfassungen von Datensätzen pro Frequenz werden verwendet, um einen aktuellen Satz von Dateneinträgen zu füllen. Zwischen jeder Erfassung von Datensätzen für den aktuellen Satz wird Eintrag für Eintrag ein Vergleich zwischen dem aktuellen Satz und dem Bezugssatz durchgeführt, und die Daten aus dem aktuellen Satz werden verwendet, um den Eintrag im Ergebnissatz zu aktualisieren, wenn die Differenz eine festgelegte Toleranz übersteigt. Die Aktualisierung kann eine direkte Kopie der Eintragsdaten vom aktuellen Satz in den Ergebnissatz, eine Aufsummierung der Eintragsdaten mit den Daten im Ergebnissatz mit oder ohne Gewichtung oder ein Austausch der Eintragsdaten im Ergebnissatz, wenn die Eintragsdaten des aktuellen Satzes die Eintragsdaten des Ergebnissatzes übersteigen, sein. Wenn alle Einträge des aktuellen Satzes mit dem Bezugssatz verglichen wurden und die Ergebnisse für den Ergebnissatz verarbeitet wurden, wird der Ergebnissatz durch Durchführen einer inversen Fourier-Transformation am Ergebnissatz angezeigt, um eine Anzeige des Abstands zum Fehler in der Zeitdomäne vorzusehen. Die Datenerfassungen geschehen, während das Übertragungssystem gestört wird, um das Störereignis zu stimulieren.

Die Aufgaben, Vorteile und weitere neue Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich, wenn sie in Verbindung mit den angehängten Ansprüchen und der beigefügten Zeichnung gelesen wird.

KURZBESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNG
1 ist eine Blockdiagrammansicht eines erfindungsgemäßen Systems zum Messen des Abstands zum Fehler von einem Störimpuls.
2 ist eine repräsentative Ansicht einer Speicherzuweisung für das System von 1.
3 ist eine Ablaufdiagrammansicht eines Verfahrens zum Messen des Abstandes zum Fehler von einem Störimpuls mit dem System von 1.
4 ist eine graphische Ansicht von Vergleichsmeßergebnissen unter Verwendung eines Zeitdomänensystems des Standes der Technik und eines Frequenzdomänensystems gemäß der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Mit Bezug auf 1 ist eine Meßvorrichtung 10 mit einem getesteten Übertragungssystem 12 wie z.B. einem Antennenkabel verbunden dargestellt. Die Meßvorrichtung 10 weist ein Erfassungsuntersystem 14, eine Speichervorrichtung 16, einen Digitalsignalprozessor (DSP) 18 und eine Anzeige 20 auf. Das Erfassungssystem 14 liefert ein Testsignal zum getesteten System 12 und empfängt reflektierte Spannung/Phasen-Signale. Die Meßvorrichtung 10 ist eine Frequenzdomänenvorrichtung, so daß das Testsignal eine Sinuswelle ist, deren Frequenz in diskreten Schritten verändert wird, um einen gewünschten Frequenzbereich abzudecken. Dies erzeugt n Datenergebnisse, wobei n die Anzahl von diskreten Frequenzen ist, die für das Testsignal verwendet werden. Das Ergebnis für jede diskrete Frequenz ist ein I- und Q-Datenpaar, das die Spannung und Phase des reflektierten Signals von dem getesteten System 12 darstellt. Diese I, Q-Datenpaare pro Frequenz werden in der Speichervorrichtung 16 wie nachstehend beschrieben gespeichert. Der DSP 18 steuert den Erfassungsprozeß und wie die Daten gespeichert und verarbeitet werden, um Maße des Abstands zum Fehler (DTF) für Störimpulsfehler zu erzeugen.
Die Speichervorrichtung 16 weist drei n × 2-Matrizes auf, die einen Bezugssatz 22, einen aktuellen Satz 24 und einen Ergebnissatz 26 von n I, Q-Datenpaaren pro Frequenz darstellen, wie in 2 gezeigt. Der Algorithmus, der vom DSP 18 verwendet wird, um die I, Q-Datenpaare zu verarbeiten, die erfaßt werden, während das getestete System 12 geschüttelt oder anderweitig beansprucht wird, um die Störimpulsfehler zu reproduzieren, ist in 3 gezeigt. Anfänglich wird in Schritt 28 der Ergebnissatz 26 mit Nullen gefüllt. Dann wird in Schritt 30 über den Frequenzbereich eine anfängliche Erfassung von Daten durchgeführt, um den Bezugssatz 22 mit n I, Q-Datenpaaren zu füllen. Die nächste und jede nachfolgende Erfassung über den Frequenzbereich wird verwendet, um in Schritt 32 den aktuellen Satz 24 mit n I, Q-Datenpaaren zu füllen. Vor jeder nachfolgenden Erfassung wird in Schritt 34 jeder Eintrag des aktuellen Satzes 24 mit jedem entsprechenden Eintrag im Bezugssatz 22 verglichen. Für jeden Vergleich, bei dem die absolute Differenz eine gegebene Toleranz in Schritt 36 übersteigt, wobei die Toleranz 1 dB oder geringer sein kann, wird der aktuelle Eintrag aus dem aktuellen Satz 24 verwendet, um den Eintrag an der entsprechenden Stelle in Schritt 38 im Ergebnissatz 26 zu aktualisieren. Die Aktualisierung kann die Form des Kopierens des Eintrags aus dem aktuellen Satz 24 in den Ergebnissatz 26, des Aufsummierens des Eintrages aus dem aktuellen Satz mit dem Eintrag im Ergebnissatz (Aufsummieren umfaßt Mittelwertbildung, Addieren, Gewichtung etc. – Kombinieren des Eintrags des aktuellen Satzes mit dem Eintrag des Ergebnissatzes) oder des Kopierens des Eintrages aus dem aktuellen Satz in den Ergebnissatz, nur wenn der Wert den bereits im Ergebnissatz vorhandenen überschreitet, annehmen. Wenn alle Einträge im aktuellen Satz 24 vervollständigt wurden, wie in Schritt 40 festgestellt, wird eine Berechnung des Abstands zum Fehler am Ergebnissatz in Schritt 42 unter Verwendung einer inversen Fourier-Transformation durchgeführt, um den Ergebnissatz 26 von der Frequenzdomäne in die Zeitdomäne umzuwandeln. Das Ergebnis wird dann auf der Anzeigevorrichtung 20 ausgegeben.
Mit Bezug auf 4 zeigt eine erste Kurve 44 eine inverse FFT des aktuellen Satzes 24, die eine typische Messung des Abstands zum Fehler mit einem Störereignis 46 zeigt, das in den Nicht-Stör-Daten verborgen ist. Eine zweite Kurve 48, wie sie auf der Anzeigevorrichtung 20 erscheinen könnte, zeigt die inverse FFT des Ergebnissatzes 26. Da der Ergebnissatz 26 Nullen enthält, außer wo das Störereignis 46 auftritt, besteht eine klare Angabe des Orts des Störereignisses. Bei Anwesenheit von Rauschen kann ein Mittelwertbildungs- oder Aufsummieralgorithmus verwendet werden, so daß das Rauschen ausgemittelt wird, während das Störereignis 46 betont wird, da das Rauschen gewöhnlich gaußartig ist, während das Störereignis kohärent ist. Je mehr Iterationen, desto unempfindlicher ist die Angabe des Störereignisses 46 in der zweiten Kurve 48. Obwohl sie als zwei Anzeigen dargestellt sind, können die zwei Kurven 44, 48 durch Zusammenaddieren der zwei inversen FFT-Ergebnisse zu einer einzigen Kurve vereinigt werden.
Somit stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit zum Ermitteln des Abstands zum Fehler von einem Störsignal unter Verwendung von pro Frequenz ausgelösten I- und Q-Daten durch Erfassen eines anfänglichen Satzes von Daten bei jeder eines Bereichs von diskreten Frequenzen als Bezugssatz, Erfassen von nachfolgenden Sätzen von Daten als aktuellen Satz, Vergleichen von jedem Eintrag des aktuellen Satzes mit dem entsprechenden Eintrag des Bezugssatzes, Aktualisieren der entsprechenden Einträge eines Ergebnissatzes, der auf lauter Nullen initialisiert wird, mit jenen Einträgen des aktuellen Satzes, die eine Toleranz bezüglich des Bezugssatzes übersteigen, und Anzeigen des Ergebnissatzes unter Verwendung einer inversen Fourier-Transformation zum Umwandeln der Frequenzdomänendaten in die Zeitdomäne als Abstand zum Fehler.

Claims

Verfahren zum Ermitteln des Abstands zum Fehler von einem Störereignis in einem Übertragungssystem, während das System gestört wird, mit den folgenden Schritten: bei jeder Frequenz über einen Bereich von diskreten Frequenzen, Erfassen eines anfänglichen Satzes von I- und Q-Daten, die eine Spannungs- und Phaseninformation eines reflektierten Signals in der Frequenzdomäne vom Übertragungssystem darstellen, und Speichern des anfänglichen Satzes als Bezugssatz; Erfassen von nachfolgenden Sätzen von I- und Q-Daten bei jeder Frequenz als aktuellen Satz; zwischen jeder Erfassung von I- und Q-Datensätzen für den aktuellen Satz, Vergleichen jedes Eintrags des aktuellen Satzes mit einem entsprechenden Eintrag des Bezugssatzes; für jeden Vergleich Aktualisieren, mit dem Eintrag vom aktuellen Satz, eines entsprechenden Eintrages eines Ergebnissatzes, wenn der Vergleich einen festgelegten Toleranzwert übersteigt, wobei der Ergebnissatz anfänglich auf lauter Nullen gesetzt wird; und Umwandeln des Ergebnissatzes von der Frequenzdomäne in die Zeitdomäne, um den Abstand zum Fehler von dem Störereignis anzuzeigen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Aktualisierungsschritt den Schritt des Kopierens des Eintrags vom aktuellen Satz in den entsprechenden Eintrag im Ergebnissatz umfaßt, wenn der Vergleich den festgelegten Toleranzwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Aktualisierungsschritt den Schritt des Aufsummierens des Eintrages vom aktuellen Satz mit dem entsprechenden Eintrag im Ergebnissatz umfaßt, wenn der Vergleich den festgelegten Toleranzwert übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Aktualisierungsschritt die folgenden Schritte umfaßt: Vergleichen des Eintrags vom aktuellen Satz mit dem entsprechenden Eintrag im Ergebnissatz, wenn der Vergleich den festgelegten Toleranzwert übersteigt; und Austauschen des entsprechenden Eintrages im Ergebnissatz gegen den Eintrag aus dem aktuellen Satz, wenn der Eintrag vom aktuellen Satz den entsprechenden Eintrag im Ergebnissatz übersteigt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, welches ferner den Schritt des Umwandelns des aktuellen Satzes von der Frequenzdomäne in die Zeitdomäne umfaßt, um eine herkömmliche Kurve des Abstands zum Fehler anzuzeigen.
Verfahren nach Anspruch 5, welches ferner den Schritt des Zusammenaddierens der Ergebnisse der zwei Umwandlungsschritte umfaßt, um eine einzige Anzeige bereitzustellen, die die herkömmliche Kurve des Abstands zum Fehler mit dem Abstand zum Fehler von dem Störereignis überlagert darstellt.