DE60205120T2

DE60205120T2 - Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung von Wander Noise

Info

Publication number: DE60205120T2
Application number: DE60205120T
Authority: DE
Inventors: David Alexander South Queensferry Bisset
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2022-10-19
Also published as: DE60205120D1; EP1411661A1; EP1411661B1; US20040083067A1; US7020568B2

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erzeugen eines Wanderrauschens, insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, zum Erzeugen eines Wanderrauschens, das mit einem vordefinierten Rauschprofil zusammenpasst. Die Erfindung könnte bei der Messung von Zeitgebungsfehlern in Digitalübertragungssystemen angewendet werden, wie z. B. einer standardisierten Messung, die als Zeitgebungsabweichung (TDEV) bekannt ist, in Synchrondigitalhierarchie- (SDH-) Digitalübertragungssystemen gemäß Spezifizierungen, die durch die ITU-T dargelegt wurden („ITU" steht für International Telecommunications Union).
Hintergrund der Erfindung
Moderne Telekommunikationsnetze fordern ein hohes Maß an Synchronisation zwischen Netzübertragungselementen. Für alle Netzübertragungselemente in SDH-Architekturen ist eine Zeitgebung wesentlich. Phasenvariationen der Referenztaktfrequenzen jedoch, die Synchronnetzelemente regeln, könnten Fehler an verschiedenen Stufen in dem Netz einführen.
Eine Verschlechterung der Synchronisation in einem SDH-Netz könnte durch mehrere Faktoren bedingt sein. Häufige Ursachen umfassen Variationen der Ausbreitungszeiten in der Verkabelung und Frequenzdrifts aufgrund von Temperaturveränderungen in den verwendeten Phasenregelschleifen (PLLs). Fehler bei der Synchronisation könnten ebenso auftreten, wenn eine Synchronisationsliefereinheit (SSU) oder ein SSDH-Ausrüstungs-Taktgeber (SEC) außerhalb der idealen verriegelten Mode und in verschobenen oder freilaufenden Moden arbeitet. Ein allgemeines Neukonfigurationsereignis in der Synchronisationskette könnte transiente Ereignisse entste hen lassen, wie dies eine Veränderung eines Primärreferenztaktes (PRC) in internationalen Verbindungen tut.
Variationen an dem Zeitgebungssignal könnten breit in zwei Kategorien aufgeteilt werden. In den ITU-Spezifizierungen werden kurzzeitige Variationen, die eine Frequenz aufweisen, die größer oder gleich 10 Hz ist, als „Jitter" bezeichnet. Langzeitvariationen, die Frequenzen von weniger als 10 Hz aufweisen, werden als „Wandern" bezeichnet.
Da es strenge Regulierungen gibt, die eine Zeitgebung regeln, ist es nötig, ein bestimmtes Mittel zum Messen und Identifizieren von Defekten und Fehlern zu besitzen. Drei wichtige Messungen von Netzzeitgebungsfehlern in den ITU-Empfehlungen sind der Zeitintervallfehler (TIE), der maximale TIE (MTIE) und die Zeitabweichung (TDEV). Von Hauptinteresse für die vorliegende Erfindung ist die TDEV, die ein Maß der Zeitvariation eines Signals über eine spezifische Integrationszeit (Beobachtungsintervall) ist. Die TDEV wird in Zeiteinheiten gemessen und von einer Sequenz von Zeitintervallfehler- (TIE-) Abtastwerten hergeleitet. Die TDEV kann Informationen über das Rauschsignal liefern. TDEV-Werte werden gemeinsam mit anderen Parametern verwendet, um das Verhalten von Ausrüstung und Systemen zu bewerten, oft um einen Defekt zu diagnostizieren, der sich entwickelt hat und der einen Kundendienst beeinträchtigt.
Um die Fähigkeit einer Vorrichtung zur Funktion in einem Telekommunikationsnetz, in dem Rauschen vorhanden ist, zu testen, kann ein Rauschquellensignal in die Vorrichtung injiziert werden, was ein Rauschen mit einer empfohlenen Charakteristik emuliert. Die TDEV kann als eine derartige Charakteristik verwendet werden, um Telekommunikationsnetze zu testen. Um dies zu tun, muss ein Wanderrauschsignal, das ein bestimmtes Frequenzprofil aufweist, das der TDEV entspricht, erzeugt werden. Herkömmlicherweise verwenden Verfahren zur Wanderrauscherzeugung eine Pseudozufallsbinärsequenz (PRBS), die ein ungefähr weißes Phasenspektrum er zeugt. Eine durch eine PRBS erzeugte Sequenz wird dann gefiltert, um ein Frequenzspektrum zu erzeugen, das eine zufriedenstellende Annäherung an das erforderliche TDEV-Wanderrauschprofil ist.
Aus dem Dokument EP 1167985 und EP 828343 ist bekannt, ein Wandern durch ein Auswählen einer vordefinierten TDEV-Maske oder ein Variieren eines Phasenversatzes zu erzeugen.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegenden Erfindung möchte deshalb ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Wanderrauschens, insbesondere eines Wanderrauschens, das mit einem vordefinierten Profil, wie z. B. TDEV, zusammenpasst, bereitstellen.
Entsprechend schafft die Erfindung in einem ersten Aspekt ein Verfahren zum Erzeugen eines Wanderrauschens gemäß einem vordefinierten Frequenzprofil, wobei das Verfahren die Schritte eines Auswählens eines einer Mehrzahl vordefinierter Frequenzprofile, eines Bereitstellens eines vorbestimmten Frequenz-, Amplituden- und Phasenwertes für jeden einer Mehrzahl von Tönen für das ausgewählte vordefinierte Frequenzprofil, eines Erzeugens eines digitalen Rauschsignals basierend auf der Summe der Mehrzahl von Tönen, und eines Erzeugens eines Wanderrauschsignals aus dem digitalen Rauschsignal aufweist.
Vorzugsweise weist das Verfahren ferner den Schritt eines Hinzufügens eines Mittenfrequenzsignals zu dem digitalen Rauschsignal, bevor das Wanderrauschsignal erzeugt wird, auf.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die vorbestimmten Frequenzwerte für jeden der Mehrzahl von Tönen durch die Schritte eines Definierens eines erforderlichen Frequenzprofils, eines Bestimmens eines Frequenzbereichs für das erforderliche Frequenzprofil, wobei der erforderliche Frequenzbereich eine obere und eine untere Frequenzgrenze aufweist, eines Bestimmens der Mehrzahl von Tönen, die erforderlich sind, um eine erwünschte Tondichte in dem bestimmten Frequenzbereich bereitzustellen, und eines Bestimmens von Frequenzwerten für jeden der Mehrzahl von Tönen bestimmt.
Der Schritt des Bestimmens von Frequenzwerten für jeden der Mehrzahl von Tönen weist vorzugsweise den Schritt eines Bestimmens eines geometrischen Tonabstands zwischen der oberen und der unteren Frequenzgrenze auf.
Vorzugsweise werden die vorbestimmten Amplitudenwerte für jeden der Mehrzahl von Tönen durch den Schritt eines iterativen Bestimmens eines Amplitudenwerts für jeden der Mehrzahl von Tönen, um eine erwünschte Passung auf das erforderliche Frequenzprofil zu erzeugen, bestimmt.
Vorzugsweise werden die vorbestimmten Phasenwerte durch die Schritte eines Anlegens eines Phasenwerts für jeden der Mehrzahl von Tönen, eines Erzeugens eines digitalen Rauschsignals basierend auf der Summe der Mehrzahl von Tönen, und eines Wiederholens der Schritte des Anlegens eines Phasenwerts und des Erzeugens eines digitalen Rauschsignals, bis das digitale Rauschsignal eine erwünschte Passung auf das erforderliche Frequenzprofil erzeugt, wobei die Phasenwerte, die das digitale Rauschsignal erzeugen, das eine erwünschte Passung auf das erforderliche Frequenzprofil verwendet, als die vorbestimmten Phasenwerte verwendet werden, bestimmt.
Die erwünschte Passung des digitalen Rauschsignals auf das erforderliche Frequenzprofil wird vorzugsweise durch ein Bestimmen von Schiefe- und Wölbung- bzw. Kurtosis-Werten für die Mehrzahl von Tönen und ein Vergleichen der Schiefe- und Wölbungswerte mit vorbestimmten erwünschten Schiefe- und Wölbungswerten bestimmt.
Die vorbestimmten Frequenz-, Amplituden- und Phasenwerte werden dem entsprechenden vordefinierten Frequenzprofil zugeordnet und vorzugsweise in einem Speicher gespeichert.
Gemäß einem zweiten Aspekt schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Rauschens gemäß einem vordefinierten Frequenzprofils, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale aufweist:
einen Speicher zum Speichern eines vorbestimmten Frequenz-, Amplituden- und Phasenwerts für jeden einer Mehrzahl von Tönen für jedes einer Mehrzahl vordefinierter Frequenzprofile;
einen Digitalsignalprozessor, der mit dem Speicher gekoppelt ist, zum Erhalten der vorbestimmten Frequenz-, Amplituden- und Phasenwerte für die Mehrzahl von Tönen für ein ausgewähltes der Mehrzahl vordefinierter Profile und zum Erzeugen eines digitalen Rauschsignals basierend auf einer Summe der Mehrzahl von Tönen; und
einen Synthetisierer, der mit dem Digitalsignalprozessor gekoppelt ist, zum Empfangen des digitalen Rauschsignals und zum Erzeugen eines Wanderrauschsignals aus dem digitalen Rauschsignal.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst der Digitalsignalprozessor ferner eine Einrichtung zum Hinzufügen eines Mittenfrequenzsignals zu dem digitalen Rauschsignal.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung zum Vorbestimmen der Frequenzwerte für jeden der Mehrzahl von Tönen für ein erforderliches Frequenzprofil durch ein Bestimmen eines Frequenzbereichs für das erforderliche Frequenzprofil, wobei der erforderliche Frequenzbereich eine obere und eine untere Frequenzgrenze aufweist, ein Bestimmen der Mehrzahl erforderlicher Töne zur Bereitstellung einer erwünschten Tondichte in dem bestimmten Frequenzbereich und ein Bestimmen von Frequenzwerten für jeden der Mehrzahl von Tönen.
Die Einrichtung zum Vorbestimmen der Frequenzwerte bestimmt vorzugsweise einen geometrischen Tonabstand zwischen der oberen und der unteren Frequenzgrenze, um die vorbestimmten Frequenzwerte für jeden der Mehrzahl von Tönen zu erzeugen.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung zum Vorbestimmen der Amplitudenwerte für die Mehrzahl von Tönen durch ein iteratives Bestimmen eines Amplitudenwerts für jeden der Mehrzahl von Tönen, um eine erwünschte Passung auf das erforderliche Frequenzprofil zu erzeugen.
Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung zum Vorbestimmen der Phasenwerte für die Mehrzahl von Tönen durch ein Anlegen eines Phasenwerts für jeden der Mehrzahl von Tönen, ein Erzeugen eines digitalen Rauschsignals basierend auf der Summe der Mehrzahl von Tönen, ein Wiederholen der Schritte des Anlegens eines Phasenwerts und des Erzeugens eines digitalen Rauschsignals, bis das digitale Rauschsignal eine erwünschte Passung auf das erforderliche Frequenzprofil erzeugt, wobei die Phasenwerte, die das digitale Rauschsignal erzeugen, das eine erwünschte Passung auf das erforderliche Frequenzprofil erzeugt, als die vorbestimmten Phasenwerte verwendet werden.
Vorzugsweise umfasst die Einrichtung zum Vorbestimmen der Phasenwerte eine Einrichtung zum Bestimmen von Schiefe- und Wölbungswerten für die Mehrzahl von Tönen und Vergleichen der Schiefe- und Wölbungswerte mit vorbestimmten erwünschten Schiefe- und Wölbungswerten.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun vollständiger beispielhaft Bezug nehmend auf die Zeichnungen beschrieben:
1 zeigt eine typische Frequenzantwort einer TDEV für ein konstantes Zeitintervall;
2 zeigt eine typische Zeitantwort einer TDEV für eine konstante Frequenz;
3 zeigt ein Beispiel eines Eingangs-TDEV-Charakteristikprofils, das mit der Zeit variiert, wie durch die ITU spezifiziert ist;
4 zeigt Graphen von Schiefe und Wölbung für ein Rauschsignal, bei dem alle Töne einen Phasenwert von Null aufweisen;
5 zeigt Graphen von Schiefe und Wölbung, ähnlich denjenigen aus 4, wobei die Töne jedoch Phasenwerte aufweisen, die gemäß einer bevorzugten Form der Erfindung bestimmt werden;
6 zeigt ein schematisches Diagramm einer Vorrichtung zum Erzeugen eines Wanderrauschens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
7 zeigt das TDEV-Charakteristikprofil aus 3 mit einem Wanderrauschsignal, das durch die Vorrichtung aus 6 erzeugt wird, das darauf überlagert wird; und
8 zeigt ein schematisches Flussdiagramm des Verfahrens zum Erzeugen eines Wanderrauschens gemäß ei nem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Zeichnungen
Wie bekannt ist, kann die TDEV aus der Phasendifferenz zwischen einem Taktsignal und der idealen zeitlichen Position berechnet werden. Die Phasendifferenz wird Zeitintervallfehler (TIE) genannt. Die TDEV könnte aus dem TIE so folgendermaßen berechnet werden:
wobei x_i = TIE; N = Anzahl von Abtastwerten; τ₀ = Abtastperiode; τ = Beobachtungsintervall = nτ₀.
Zur Bestimmung der Phasenrauschübertragungscharakteristik einer Vorrichtung wird das Testsignal mit einer TDEV-Charakteristik in eine Vorrichtung eingegeben und das Ausgangsphasenrauschen wird gemessen.
Die TDEV könnte auch als die Leistungsspektraldichte der Phase (S_Φ) und den Zeitintervallfehler (S_x) ausgedrückt werden, wobei der Zeitintervallfehler x(t) = Φ(t)/(2πv_norm) ist. Aus dem ITU-Standard II.3/G.810 ergibt dies:
wobei v_norm = Nennfrequenz einer Referenz mit Wandern und S_Φ(f) und S_x(f) sind durch die folgende Gleichung aufeinander bezogen:
folglich gilt:
Da die größte Frequenz f = 10 Hz ist und das größte τ₀ = (1/30) ms, ist πτ₀f ≤ 1,047 und n·sin(πτ₀f) n·nτ₀f = πτf. Folglich gilt:
Die quadrierte Übertragungsfunktion H²(Tau, f) ist in 1 für eine variierende Frequenz und ein konstantes Tau gezeigt. Es ist zu erkennen, dass die Funktion H²(Tau, f) Spitzen bei einer Frequenz von 0,42/Tau aufweist. So kann die TDEV als ein Bandpassfilter ausgedrückt werden, das mittig bei einer Frequenz von 0,42/Tau ist. Eine beispielhafte Eingangs-TDEV-Rauschcharakteristik ist in 3 gezeigt, wobei die TDEV zwischen unterschiedlichen Werten von Tau sich um Potenzen von Tau verändert. Derartige Profile werden durch die ITU für Rauschsignale, die zum Testen von Netzen verwendet werden sollen, spezifiziert.
Die Übertragungsfunktion quadriert H²(Tau, f) ist in 2 für ein variierendes Tau für einen Einfrequenzton gezeigt, woraus ersichtlich ist, dass die Antwort die gleiche wie diejenige in 1 ist. Es ist deshalb möglich, eine Sinuswelle mit einer willkürlichen Frequenz f zu verwenden, um eine Sequenz zu erzeugen, um ein Taktsignal zu modulieren. Dies erzeugt die in 2 gezeigte Antwort. Die Größe der TDEV-Antwort ist direkt proportional zu der Amplitude der Sinuswelle, die zum Modulieren des Taktsignals verwendet wird.
Folglich können Sinuswellen unterschiedlicher Frequenzen verwendet werden, um eine Sequenz zu erzeugen, was das Taktsignal moduliert. Die resultierende TDEV-Antwort ist die Kombination der einzelnen Sinuswellen-TDEV-Antworten. Die erforderliche TDEV-Antwort kann durch ein Verändern der relativen Gewinne und Frequenzen der Sinuswellen erhalten werden. Ein Verfahren zum Bestimmen der Parameter der Sinuswellen wird nun Bezug nehmend auf 8 beschrieben, die ein schematisches Flussdiagramm ist, das die beinhalteten Hauptschritte zeigt.
Wenn ein neues TDEV-Profil bereitgestellt wird 10, kann der erforderliche Bereich von Frequenzen der Sinuswellen durch ein Betrachten der Extrem-Tau-Grenzen für eine spezifische Maske bestimmt werden 11. Eine ITU-Maske spezifiziert eine obere und eine untere Grenze für Tau (wie in 3 gezeigt ist). Um eine volle TDEV-Abdeckung zu liefern, wird der Frequenzbereich für die erforderlichen Töne deshalb eine Dekade höher ausgewählt als die höchste Bandpassfiltermittenfrequenz (0,42/Tau), die der Maske zugeordnet ist, und eine Dekade niedriger als die niedrigste Bandpassfiltermittenfrequenz, die der Maske zugeordnet ist.
Durch ein Auswählen einer geeigneten Tondichte für den Frequenzbereich kann die Anzahl von Tönen N (Frequenzen), die erforderlich sind, bestimmt 12 und gespeichert 13 werden. Die Tondichte zwischen der maximalen und der minimalen Tonfrequenz muss derart sein, dass das resultierende TDEV-Rauschsignal die ITU-Maskenanforderung erfüllt. Ein Experi mentieren hat gezeigt, dass eine Tondichte von 40 Tönen/Dekade, in der der Tonabstand geometrisch angeordnet ist, ausreichend ist, um eine gute Abdeckung einer Maske bereitzustellen, die alle Frequenzwerte (f_i) 14 ergibt. Die Frequenzwerte f_i für jeden der Töne werden dann gespeichert 15.
Nach der Auswahl der Frequenzwerte f_i aller Töne wird die Amplitude A_i der Töne durch ein iteratives Passen von Amplituden auf alle Töne und ein Auswählen der Amplitude für einen bestimmten Ton, der die engste Passung auf die Maske ergibt, erhalten 16. Ein Computerprogramm, wie z. B. ein Grenzpassungsprogramm, kann verwendet werden, um die tatsächlichen Gewinnwerte der Sinuswellen, was in einem Wanderrauschprofil (Maske) resultiert, wie durch die ITU spezifiziert ist, zu erzeugen. Dieses Programm versucht, eine TDEV-Antwort zwischen bestimmten Grenzen unter Verwendung von Sinuswellen zu erzeugen. Ein willkürlicher Satz von Amplitudenwerten z. B. kombiniert sich, um eine TDEV-Charakteristik zu ergeben. Diese TDEV-Charakteristik wird mit einer ausgewählten Maske und ihren Grenzen verglichen. Wenn die TDEV-Antwort zuerst die Grenzen durchbricht, werden die Sinuswellen nach diesem Brechen eingestellt, um es zu ermöglichen, dass die Antwort innerhalb der Maske bleibt. Die Ausgabe des Grenzpassungsalgorithmus ergibt alle Amplitudenwerte (A_i), die dann gespeichert werden 17.
Das erzeugte Rauschen weist eine Charakteristik innerhalb von Grenzen, die durch die ITU spezifiziert sind, des idealen Profils auf. Die Zeitverteilung des Wanderrauschens weist ein statistisches Profil auf, das durch ein Verändern der relativen Phasen der Sinuswellen eingestellt werden kann. Dies kann durch eine Monte-Carlo-Analyse erzielt werden und erzeugt 18 alle Tonphasenwerte (θ₁). Die Schiefe und Wölbung des erzeugten Rauschens z. B. können durch ein Einstellen der einzelnen Phasenwerte der Töne geformt werden, um sich einem Gaußschen Rauschen anzunähern. Das Gaußsche Rauschen weist einen Schiefewert von 0 und einen Wöl bungswert von 3,0 auf. Eine Monte-Carlo-Analyse, durch die ein zufälliger Satz von Phasen für alle Töne nacheinander in einer Prozedur angelegt wird, die die resultierenden Schiefe- und Wölbungswerte gegenüber den erforderlichen Werten vergleicht, kann verwendet werden. Der Vorgang wird angehalten, wenn die Schiefe- und Wölbungswerte innerhalb der erforderlichen Grenzen liegen und keine wesentliche Verbesserung durch eine weitere Iteration erhalten wird. Die Phasenwerte θ_i werden dann gespeichert 19. 4 zeigt die Schiefe- und Wölbungsabbildungen für einen Phasenwert von Null, vor der Monte-Carlo-Analyse, und 5 zeigt das entsprechende Ergebnis nach einer Monte-Carlo-Analyse, bei der die Schiefe- und Wölbungswerte typischer für ein Gaußsches Rauschen sind (d. h. näher an einem Schiefewert von 0 und einem Wölbungswert von 3,0, selbst für niedrige Abtastzahlen) als die in 4 gezeigten.
Eine Vorrichtung 1 zum Erzeugen eines Wanderrauschens gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist schematisch in 6 gezeigt. Wie gezeigt ist, umfasst die Vorrichtung 1 einen Prozessor 2, z. B. einen Digitalsignalprozessor (DSP), der eine Rauscherzeugungsfunktion 3 und eine Addiererfunktion 4 liefert. Der Prozessor 2 empfängt eine Eingabe 6, die eine Auswahl einer bestimmten TDEV-Charakteristik- (Masken-) Einstellung aufweist, die zur Erzeugung des Wanderrauschens verwendet werden muss. Die Auswahl entspricht einem Frequenzprofil, das vorbestimmt wurde und für das Frequenz-, Amplituden- und Phasenwerte für eine Anzahl von Sinuswellentönen in einem Speicher 5 gespeichert sind. Der Prozessor 2 liest die Frequenz-, Amplituden- und Phasenwerte für die Töne aus dem Speicher und erzeugt ein digitales Rauschsignal n(k) durch die Addition dieser Sinuswellen gemäß der folgenden Gleichung:
wobei N = Anzahl von Tönen, A_i = der Amplitudenwert für den bestimmten Ton i, f_i ist der Frequenzwert für den bestimmten Ton i, θ_i ist der Phasenwert für den bestimmten Ton i und k ist der Zeitindex des Rauschabtastwerts.
Ein Frequenzabstimmungswort-Wert (f₀), der die Mittenfrequenz für die Maske ist, wird ebenso in den Prozessor 2 eingegeben 7 und durch die Addiererfunktion 4 zu der Rauschsequenz n(k) addiert, um ein mittiges digitales Rauschsignal y(k) zu erzeugen. Dieses mittige digitale Rauschsignal wird aus dem Prozessor 2 in einen Direktdigitalsynthetisierer 8 eingegeben, wo dies in das erforderliche Wanderrauschsignal umgewandelt und an einem Ausgang der Vorrichtung 1 bereitgestellt wird.
Zurückkehrend zu 8 ist das Verfahren zur Funktionsweise der Vorrichtung aus 7 schematisch zum Erzeugen eines Wanderrauschens 20 gezeigt. Wie gezeigt ist, wird zuerst ein bestimmtes Profil ausgewählt 21 und die Anzahl von Tönen (N), Frequenzwerten (f_i), Amplitudenwerten (A_i) und Phasenwerten (θ₁) werden durch den Prozessor 2 von dem Speicher 5 erhalten, wo dieselben zuvor gespeichert wurden 13–19. Das digitale Rauschsignal n(k) wird dann berechnet 23. Nachdem der Wert der Mittenfrequenz f₀ erhalten ist 24, wird das mittige digitale Rauschsignal y(k) berechnet 25 und dann wird das Wanderrauschsignal synthetisiert 26.
Wie in 7 gezeigt ist, ist ein derartiges Wandersignal 27 eine zufriedenstellende Annäherung der erwünschten simulierten TDEV-Charakteristik 28. Die simulierte TDEV-Maske ist die gleiche wie diejenige, die in 3 gezeigt ist.
Es ist zu erkennen, dass, obwohl nur ein bestimmtes Ausführungsbeispiel der Erfindung detailliert beschrieben wurde, verschiedene Modifizierungen und Verbesserungen durch einen Fachmann auf diesem Gebiet durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuwei chen. Obwohl der Tonabstand z. B. als geometrisch beschrieben wurde, ist zu erkennen, dass arithmetische oder andere Tonabstände verwendet werden könnten.

Claims

Ein Verfahren zum Erzeugen eines Wanderrauschens gemäß einem vordefinierten Frequenzprofil, wobei das Verfahren folgenden Schritt aufweist: Auswählen eines einer Mehrzahl vordefinierter Frequenzprofile (21); und durch folgende Schritte gekennzeichnet ist: Bereitstellen eines vorbestimmten Frequenz-, Amplituden- und Phasenwerts (22) für jeden einer Mehrzahl von Tönen für das ausgewählte vordefinierte Frequenzprofil; Erzeugen eines digitalen Rauschsignals (23) basierend auf der Summe der Mehrzahl von Tönen; und Erzeugen eines Wanderrauschsignals (26) aus dem digitalen Rauschsignal.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1, das ferner den Schritt eines Hinzufügens eines Mittenfrequenzsignals (25) zu dem digitalen Rauschsignal, bevor das Wanderrauschsignal erzeugt wird, aufweist.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die vorbestimmten Frequenzwerte für jeden der Mehrzahl von Tönen durch folgende Schritte bestimmt werden: Definieren eines erforderlichen Frequenzprofils; Bestimmen eines Frequenzbereichs (11) für das erforderliche Frequenzprofil, wobei der erforderliche Fre quenzbereich eine obere und eine untere Frequenzgrenze aufweist; Bestimmen der Mehrzahl von Tönen (12), die erforderlich sind, um eine erwünschte Tondichte in dem bestimmten Frequenzbereich bereitzustellen; und Bestimmen von Frequenzwerten (14) für jeden der Mehrzahl von Tönen.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 3, bei dem der Schritt des Bestimmens von Frequenzwerten für jeden der Mehrzahl von Tönen folgenden Schritt aufweist: Bestimmen eines geeigneten Tonabstands zwischen der oberen und der unteren Frequenzgrenze.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, bei dem die vorbestimmten Amplitudenwerte für jeden der Mehrzahl von Tönen durch folgenden Schritt bestimmt werden: iteratives Bestimmen eines Amplitudenwerts (14) für jeden der Mehrzahl von Tönen, um eine erwünschte Passung auf das erforderliche Frequenzprofil zu erzeugen.
Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, bei dem die vorbestimmten Phasenwerte durch folgende Schritte bestimmt werden: Anlegen eines Phasenwerts für jeden der Mehrzahl von Tönen; Erzeugen eines digitalen Rauschsignals basierend auf der Summe der Mehrzahl von Tönen; und Wiederholen der Schritte des Anlegens eines Phasenwerts und des Erzeugens eines digitalen Rauschsignals, bis das digitale Rauschsignal eine erwünschte Passung auf das erforderliche Frequenzprofil erzeugt, wobei die Phasenwerte, die das digitale Rauschsignal erzeugen, das eine erwünschte Passung auf das erforderliche Frequenzprofil erzeugt, als die vorbestimmten Phasenwerte verwendet werden.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 6, bei dem die erwünschte Passung des digitalen Rauschsignals auf das erforderliche Frequenzprofil durch ein Bestimmen von Schiefe- und Wölbungswerten für die Mehrzahl von Tönen und ein Vergleichen der Schiefe- und Wölbungswerte mit vorbestimmten erwünschten Schiefe- und Wölbungswerten bestimmt wird.
Ein Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die vorbestimmten Frequenz-, Amplituden- und Phasenwerte dem entsprechenden vordefinierten Frequenzprofil zugeordnet und in einem Speicher gespeichert werden.
Vorrichtung zum Erzeugen eines Wanderrauschens gemäß einem vordefinierten Frequenzprofil, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch: einen Speicher (5) zum Speichern eines vorbestimmten Frequenz-, Amplituden- und Phasenwerts für jeden einer Mehrzahl von Tönen für jedes einer Mehrzahl vordefinierter Frequenzprofile; einen Digitalsignalprozessor (2), der mit dem Speicher (5) gekoppelt ist, zum Erhalten der vorbestimmten Frequenz-, Amplituden- und Phasenwerte für die Mehrzahl von Tönen für ein ausgewähltes der Mehrzahl vordefinierter Profile und zum Erzeugen eines digitalen Rauschsignals basierend auf einer Summe der Mehrzahl von Tönen; und einen Synthetisierer (8), der mit dem Digitalsignalprozessor (2) gekoppelt ist, zum Empfangen des digitalen Rauschsignals und zum Erzeugen eines Wanderrauschsignals aus dem digitalen Rauschsignal.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, bei der der Digitalsignalprozessor (2) ferner eine Einrichtung (4) zum Hinzufügen eines Mittenfrequenzsignals zu dem digitalen Rauschsignal umfasst.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, die eine Einrichtung zum Vorbestimmen der Frequenzwerte für jeden der Mehrzahl von Tönen für ein erforderliches Frequenzprofils durch ein Bestimmen eines Frequenzbereichs für das erforderliche Frequenzprofil, wobei der erforderliche Frequenzbereich eine obere und eine untere Frequenzgrenze aufweist, ein Bestimmen der Mehrzahl erforderlicher Tönen zur Bereitstellung einer erwünschten Tondichte in dem bestimmten Frequenzbereich und ein Bestimmen von Frequenzwerten für jeden der Mehrzahl von Tönen umfasst.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Einrichtung zum Vorbestimmen der Frequenzwerte einen geeigneten Tonabstand zwischen der oberen und der unteren Frequenzgrenze bestimmt, um die vorbestimmten Frequenzwerte für jeden der Mehrzahl von Tönen zu erzeugen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 12 oder 13, die eine Einrichtung zum Vorbestimmen der Amplitudenwerte für die Mehrzahl von Tönen durch ein iteratives Bestimmen eines Amplitudenwerts für jeden der Mehrzahl von Tönen, um eine erwünschte Passung auf das erforderliche Frequenzprofil zu erzeugen, umfasst.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 11, 12 oder 13, die eine Einrichtung zum Vorbestimmen der Phasenwerte für die Mehrzahl von Tönen durch ein Anlegen eines Phasenwerts für jeden der Mehrzahl von Tönen, ein Erzeugen eines digitalen Rauschsignals basierend auf der Summe der Mehrzahl von Tönen, ein Wiederholen der Schritte des Anlegens eines Phasenwerts und des Erzeugen eines digitalen Rauschsignals, bis das digitale Rauschsignal eine erwünschte Passung auf das erforderliche Frequenzprofil erzeugt, umfasst, wobei die Phasenwerte, die das digitale Rauschsignal erzeugen, das eine erwünschte Passung auf das erforderliche Frequenzprofil erzeugt, als die vorbestimmten Phasenwerte verwendet werden.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, bei der die Einrichtung zum Vorbestimmen der Phasenwerte eine Einrichtung zum Bestimmen von Schiefe- und Wölbungswerten für die Mehrzahl von Tönen und Vergleichen der Schiefe- und Wölbungswerte mit vorbestimmten erwünschten Schiefe- und Wölbungswerten umfasst.