JP2002009723A - 電子システムのパラメータを測定する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同期テ゛ィシ゛タル階層システムでのMITE(340)等のテ゛ィシ
゛タル伝送システムでのタイミンク゛誤差の測定を第1ステーシ゛(260)でサン
フ゜ル(225)を使用して第1の長さの観測期間(各観測期間は
サンフ゜ル期間の何倍も大きい)にわたり所与のハ゜ラメータについ
て第1の経時的に変化する一連の測定値(300)をリアルタイムで
生成することにより行う。 【解決手段】 後続ステーシ゛(280,280')は、前の観測期間
を副期間として取り扱うことで導出された次第に長くな
る観測期間に対応する更なる一連の測定値を導出する。
第1ステーシ゛(260)は、所定の間隔について中間結果を導出
し、連続する副期間についてこれを繰り返し、該中間結
果をFIFOテ゛ータセット(300)に格納し、及び少なくとも1副期
間につき1回更新して、必要とされるハ゜ラメータ(335)を導出
する。第2及び後続ステーシ゛は同様にして次第に長くなる観
測期間の長さに対応する必要とされるハ゜ラメータを導出し、
テ゛ータセットの更新として前記測定値を更新する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、受信され処理され
た一連の入力データサンプルを参照して、所与のパラメ
ータについて少なくとも第１及び第２の経時的に変化す
る一連の測定値をリアルタイムで生成することにより、
電子システムのパラメータを測定するための方法及び装
置に関するものである。本発明は、例えば、同期ディジ
タル階層（SDH：Synchronous Digital Hierarchy）ディ
ジタル伝送システムの最大タイミング間隔誤差（MTIE：
Maximum Timing Interval Error）として知られる測定
値に関して標準化された、ディジタル伝送システムにお
けるタイミング誤差の測定に適用することが可能であ
り、かかる適用は、国際電気通信連合の電気通信標準化
部門（ITU−T）により設計された仕様に従って実施する
ことが可能である。

【０００２】

【従来の技術】近年の遠隔通信ネットワークは、ネット
ワーク伝送要素間に高度の同期を必要とするものであ
る。タイミングは、SDHアーキテクチャにおける全ての
ネットワーク伝送要素にとって極めて重要である。しか
し、後述するように、ネットワーク要素の同期を支配す
る基準クロック周波数の位相が変動すると、ネットワー
ク中の様々なステージに誤差が生じることになり得る。

【０００３】同期ディジタル伝送システムにおけるタイ
ミング誤差の１つの基準としてMTIEが知られており、こ
れはタイミング誤差サンプル全体から導出されるもので
ある。SDHシステムでは、タイミング誤差サンプルは
「期間誤差(Time Interval Error）」サンプルまたはTI
Eサンプルと呼ばれており、規格化された最大タイミン
グ変動の尺度であるMITEは、該TIEサンプルに従って規
定される。MTIEは、信号の経時性変動の尺度であり、信
号の周波数オフセットや相移行(phase transient)に関
する情報を提供することも可能なものである。MTIE値
は、他のパラメータと共に用いられて、装置やシステム
の性能の評価が行われる。これは、発生した障害や顧客
サービスを損なわせる障害を診断するために実施される
ことが多い。

【０００４】残念なことに、標準規格化機関(standards
bodies)により提供されるMTIE（又はそれと同様のパラ
メータ）の規定をそのまま実施した場合には、結果をリ
アルタイム表示することができない。特に、MTIEは、信
号の経時変動性の挙動に関する情報を明らかにして障害
の診断に資するために、通常は一組の異なる時間（観測
期間）について並行して測定しなければならない。観測
期間は典型的には、１秒から１日またはそれ以上の範囲
に及ぶ。かかる期間にわたり結果を得るには、従来は大
量のデータを収集することを必要とし、基本的に、最も
短い観測期間についてであってもデータセット全体の収
集が完了するまでMTIEを計算することができなかった。
これは明らかに不便である。また、より迅速に結果を得
るために、該観測期間についてのMTIEをデータセットの
一部を利用して計算する場合には、更なるデータが利用
可能となった際にかかる計算を再び行わなければならな
い。

【０００５】かかるMTIE分析を提供するかかる既知の試
験装置の一例として、Wavetek Wandel Goltermann(D-72
800 Eningen u.A.,ドイツ）から入手可能なANT-20 Adva
ncedNetwork Testerが存在する。

【０００６】オフラインシステムに固有の遅延は別とし
て、従来の解決策の実施に伴う他の問題は、（特に長い
観測期間にわたり）MTIE又はその類の測定値を取得する
ために大量のデータ記憶及び大量の計算が必要になるこ
とである。ITU−TはTIE測定に関して30Hzという最低サ
ンプリング速度を指定しているが、１つの測定値を得る
ために観測期間の少なくとも３倍をカバーするサンプル
が一般に必要となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、所定
の観測期間範囲にわたるMTIE等の一組の測定値のリアル
タイム計算を可能にすると共に、それに伴う計算上の負
荷を低減させることにある。本発明の更なる目的は、複
数の観測期間ついての現在の推定測定値をそれら期間が
完全に経過するのを待つことなく提供することにある。

【０００８】各観測期間毎に重要でないデータを漸進的
に破棄することにより所与の期間についてのMTIE値を提
供することによって、代替的なMTIEの評価方法を達成で
きることが判明した。これは、妥当なハードウエアコス
トでリアルタイム測定を提供するものとなる。更に、か
かる実施形態では、少なくとも短い観測期間についての
推定測定値がより迅速に利用可能となることが判明し
た。このため、短期的な問題は、早期の結果を新たなデ
ータに置換する際に技術者にとって明らかなものとな
る。また、より長い複数の観測期間についての結果は、
時間の経過と共に利用可能となるが、それら観測期間に
ついての初期推定値もまた、多かれ少なかれ直ちに及び
連続的に提示することが可能である。

【０００９】かかるリアルタイムMTIE測定を提供するも
のであると称するシステムとして、ICT Electronics社
によりインターネット(URL：http://www.ict.es.)上で
広告されているFlexacom Plusが挙げられる。しかし、
該システムの計算手法や結果の利用可能性についての詳
細は知られていない。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、一連の入力デ
ータサンプルを参照することにより電子システムのパラ
メータを測定する方法を提供するものであって、該デー
タサンプルを第１ステージプロセスで処理して、複数の
第１の長さ（本実施形態では10秒）の観測期間にわたり
データサンプルを特徴づける所与のパラメータについて
少なくとも第１の経時的に変化する一連の測定値をリア
ルタイムで生成し、それら観測期間の各々が、前記一連
の入力データサンプルのサンプリング期間の何倍も長い
ものであり、該第１ステージプロセスが、所定の１つの
副期間中に受容した一連の入力データサンプルから少な
くとも１つの第１の中間結果を導出し、この導出処理(d
etermination)を連続する複数の副期間について繰り返
して一連の第１の中間結果を生成し、有限数の該第１の
中間結果を第１のデータセット中に格納して、該格納さ
れた中間結果に対応する一組の副期間によって前記第１
の長さの観測期間がもたらされる(encompassed)ように
し、前記第１のデータセットが、最も旧い中間結果を破
棄して新規の中間結果を加えることにより少なくとも１
つの副期間につき１回更新され、該第１のデータセット
から、前記観測期間に対応する所与のパラメータの測定
値を導出し、該第１のデータセットを更新する際に前記
測定値を更新して前記一連の測定値を生成する、という
各ステップを含むものである。

【００１１】個々のサンプルではなく副期間についての
中間結果を記憶することによって、データセットのサイ
ズを処理されるサンプル総数と比較して遙かに小さくす
ると共に、各観測期間中の一連のサンプル全体を確実に
示すことが可能となる。本書では、「リアルタイム」と
は、結果が遅延なく利用可能となること、又は結果が入
力サンプルのフローと厳密に同期していなければならな
いことを意味するものではない。本書での「リアルタイ
ム」とは、平均してほぼ入力サンプルが生成される速度
で入力サンプルを処理できることを単に示すものであ
る。

【００１２】本方法は更に、前記第１の長さよりも長い
第２の長さ（例えば100秒）の複数の観測期間に対応す
る少なくとも第２の一連の測定値を導出するための第２
ステージプロセスを含むことが可能であり、該第２の一
連の測定値は、前記第１の観測期間を前記第２の観測期
間の副期間として取り扱うことによりリアルタイムで導
出される。

【００１３】具体的には、該第２ステージプロセスは、
前記第１の観測期間に対応する第２の中間結果を前記第
１のデータセットから導出し、この導出処理を前記第２
の観測期間の連続する複数の副期間について繰り返して
一連のより高レベルの中間結果を生成し、有限数の該第
２の中間結果を第２のデータセット中に格納して、該格
納された更なる中間結果に対応する一組の副期間により
前記第２の長さの観測期間がもたらされるようにし、そ
の一組の前記更なる中間結果が、最も旧い中間結果を破
棄して新規の中間結果を加えることにより少なくとも１
つの副期間につき１回更新され、前記第２のデータセッ
トから、第２の長さの観測期間に対応する所与のパラメ
ータの測定値を導出し、更なるデータセットが更新され
る際に前記測定値を更新して前記第２の一連の測定値を
生成する、という各ステップを含むことが可能である。

【００１４】本方法は同様に、先行するステージの観測
期間をより長い観測期間の副期間として取り扱う第３及
び第４ステージプロセスを含むことが可能である。その
各ステージにおける観測時間の長さは、例えばかかる副
期間の10倍とすることが可能である。

【００１５】本方法は更に、中間的な長さの観測期間
（以下「中間観測期間」と称す）に対応する更なる一連
の測定値を導出するための少なくとも１つの中間ステー
ジプロセスを含むことが可能であり、該中間的な一連の
測定値は、前記第１のデータセット中で示される前記第
１の観測期間のサブセットを前記中間観測期間の副期間
として取り扱うことによりリアルタイムで導出される。

【００１６】本方法は更に、前記第１の長さの観測期間
よりも短い観測期間（例えば１秒）に対応する前記パラ
メータの更なる一連の測定値を導出するステップを含む
ことが可能である。このより短い観測期間が、前記第１
ステージプロセスの１つの副期間と等しい場合には、前
記の更なる一連の測定値を導出するためのデータセット
は、前記第１ステージプロセスの１つの中間結果から構
成される。

【００１７】上記の各ステップにより、より長い観測期
間に対応する複数の一連の測定値を生成することがで
き、この場合、各期間毎に検査する必要のあるサンプル
の数は、かかる１期間中に受容するサンプルの総数と比
較して極めて少数となる。特に、追加の一連の測定値の
各々についての観測期間の長さを前のステージの倍数と
することが可能であり、このため、処理されるべきデー
タ量は、追加の各一連の測定値と共に指数関数的に増加
するが、追加の各一連の測定値について格納され及び処
理される追加のデータの量は比較的一定となる。複数の
MTIE値が一度に計算される場合、全体的な格納量及び計
算量の低減は、（例えば携帯型試験装置に内蔵された）
低コストのディジタル信号プロセッサ（DSP）手段によ
って経済的にリアルタイム計算を実施することができる
ことを意味する。

【００１８】本発明の一実施形態では、新たな中間結果
の各々は、データサンプルが受信された際に対応する副
期間において連続的に導出され、該副期間が完了する前
であってもデータセットの一部を構成する。

【００１９】パラメータの初期測定値は、第１の長さの
期間が経過するのを待つことなく導出することが可能で
ある。新たな中間結果の各々が連続的に導出される場合
には、前記パラメータの初期測定値は、１副期間が経過
するのを待つことすらなく導出することが可能である。
特に、第１、第２、及びそれ以降のデータセットを用い
て複数のステージプロセスが提供される場合には、観測
時間の長さ及び副期間の長さは、数分、数時間、又は数
日とさえすることが可能である。基本的に、本実施例
は、たった１つのサンプル期間の後に暫定的な結果を表
示することを可能にする。

【００２０】中間結果の各々は、例えば対応する副期間
にわたる入力データサンプルの最小値又は最大値から構
成することが可能である。

【００２１】中間結果の各々は、複数の要素から構成す
ることが可能であり、この場合には、１つのデータセッ
ト又は複数のデータセットの各々が、前記異なる要素に
ついての並列リストを提供する。該データセット中に格
納された第１及び第２の要素を使用して別個の第１及び
第２のパラメータ測定値を導出することが可能であり、
又は該第１及び第２の要素を共に使用して所与のパラメ
ータの測定値を導出することが可能である。

【００２２】MTIE又はそれと同様のパラメータを計算す
る場合には、それぞれ最大値及び最小値からなる第１及
び第２の要素を導出して各副期間毎にデータセット中に
格納し、前記パラメータの各測定値を、データセット中
に現在記憶されている複数の第１の要素（最大値）中の
最大値及びデータセット中に現在記憶されている複数の
第２の要素（最小値）中の最小値から導出することが可
能である。

【００２３】前記測定値の導出は、ピーク検出関数を含
むことが可能であり、これにより、該測定値を格納し、
及び一組の中間結果に従って選択的に更新することが可
能となる。

【００２４】MTIEを計算する場合、例えば、第１のデー
タセット中に現在存在する結果の最大値と第２のデータ
セット中に現在存在する結果の最小値との間の差が格納
されている測定値を超えた場合に必ず該格納されている
測定値を更新するようにすることが可能である。

【００２５】上記のオプション機能を用いることによ
り、様々な構成を実施することが可能となり、かかる構
成は、必要とされる厳密な観測期間や選択する実施形態
の経済的側面に従って選択することが可能である。第１
及び第２ステージプロセスは、MTIE結果から更なる測定
値（MRTIEやTDEV等）を導出する一層広範な方法の予備
ステージプロセスとして実施することが可能であり、か
かる測定値は、データ処理の高速化の恩恵としてもたら
されるものである。

【００２６】本発明は更に、一連の入力データサンプル
を参照することにより電子システムのパラメータを測定
する装置を提供するものであり、該装置は、上述の本発
明による方法の各ステップを実行するよう構成された手
段から構成される。

【００２７】第１及び第２ステージプロセスは、ディジ
タル信号プロセッサチップ１つで好適に実施することが
できるが、勿論、代替的にハードワイヤード構成を用い
ることも可能である。

【００２８】更なるオプション機構を特許請求の範囲で
規定した。当業者であれば、上述その他の特徴は、それ
らの利点と共に、以下の詳細な説明から明らかとなろ
う。

【００２９】添付図を参照しつつ、本発明の実施例を以
下に単なる事例として説明する。

【００３０】

【発明の実施の形態】図１は、遠隔通信システムの一部
を構成する同期ネットワーク100を簡素化して示す説明
図である。主基準クロック（PRC）105は、マスタ・スレ
ーブ方式を用いて同期ネットワークを制御する基準周波
数信号を供給する。該PRCは典型的には、ITU−T規格に
準拠した高品質の周波数信号を維持することができるセ
シウム発振器等の信号源である。該クロック信号は、SD
H媒体110を介して同期供給ユニット（SSU）115へと分配
され、該ユニットにより、タイミング情報の処理、生
成、及びネットワークを介した更なる配信が行われる。
該SSUは、同期信号がノードから他のノードへと伝送さ
れる際にその劣化を最小限にするのに資するものであ
る。SSUのノード出力には、様々なSDHネットワークデバ
イス及び交換ノードが接続される。SDHネットワーク内
のクロックジェネレータは、SDH機器クロック（SEC）12
0として知られるものである。

【００３１】SDHネットワークにおける同期の劣化の原
因は複数存在し得る。一般的な原因としては、送信時に
おける伝播時間の変化や、使用される保持回路(locking
circuit)の温度変化に起因する周波数ドリフト等が挙
げられる。同期の誤差はまた、SSU又はSECが理想的なロ
ックモードではなくホールドオーバー(hold over)モー
ドや自走(free runinng)モードで動作している場合にも
発生し得る。同期チェーン内での一般的な再構成事象並
びに国際リンク内でのPRCの変更は、過渡事象を生じさ
せる可能性がある。

【００３２】タイミング信号の変化はおおまかに２つの
カテゴリに分類することができる。ITU規格では、10Hz
以上の周波数の短期的な変動を「ジッタ」と称し、10Hz
未満の周波数のより長期的な変動を「ワンダ(wander)」
と称している。

【００３３】タイミングを支配する厳しい規則が存在す
るため、障害や誤差を測定し識別する何らかの手段が必
要である。ITU勧告で挙げられている３つの重要なネッ
トワークタイミング誤差の測定値は、TIE（Time Interv
al Error）、MTIE（MaximumTime Interval Error）及び
TDEV（Time Deviation）である。本発明が主に着目して
いるのはMTIEであり、これは、特定の観測期間にわたる
理想的なタイミング信号に対する出力タイミング信号の
最大ピーク間遅延変動の尺度である。MTIEは時間の単位
を尺度とし、一連のTIEサンプルから導出される。

【００３４】MTIEパラメータは、例えばタイミング信号
がノイズ処理や周波数オフセット、及び相移行による影
響を受けた場合等に、経時的な安定性の特徴付けを行う
際に有用なものである。

【００３５】ITU−T勧告G.810付録II.5では、MTIE（nτ
₀）は次式により推定できると明記されている；

【００３６】

【数１】

【００３７】ここで、n＝1,2,…,N-1、τ₀はサンプリン
グ期間、τ＝nτ₀は観測期間、x_i＝x（iτ₀）はi番目の
時間誤差サンプル、kは観測番号である。

【００３８】図２は、ITU仕様から抜粋したグラフであ
り、期間τ＝nτ₀内のピーク間測定値を示している。

【００３９】x_ppkがk番目の観測におけるピーク間xiで
あると定義すると、MTIE(τ)は、T＝(N-1)τ₀として定
義される測定期間T内の長さτの複数の観測の全てにつ
いて最大となることが分かる。

【００４０】この定義を直接実施して、機器又はネット
ワークから長期間（対象となる最長観測期間によって決
まる）にわたりタイミング誤差サンプルを収集すること
により、MTIEを計算することが可能である。従来では、
次いで該データセットをオフラインで処理して、各観測
時間毎にMTIEの最良の推定値を得ることとなる。この場
合には、最短の観測期間についてであっても、サンプル
セット全体を使用して計算を行わわなければならないこ
とに留意されたい。

【００４１】収集しなければならないデータ量は、非常
に大きく、その収集に長期間を要し（数日にわたること
が多い）、そのデータ分析にはオフラインでの多大な計
算を要する。例えば、50Hzのサンプリング速度では、TI
Eサンプルは、毎分約100キロバイトのメモリ空間を要
し、このため、比較的短い観測期間であっても大量のメ
モリを占有することになり、更にこれに対応する時間と
処理能力が、意味のある結果を導出するために必要とな
る。この手法を採用する場合には、人員資源及び機器資
源が共に連携してこれに従事することになる一方、通常
はテスト期間中に結果を得ることはできない。このた
め、調査中のシステムにおける誤差の原因及び影響を判
別するのが困難となる。加えて、処理すればたった数分
の観察で識別されることになる問題を示すデータの収集
に数日を要する可能性がある。短い観測期間に関する暫
定的なMTIE値を得るためにより小さなデータセットを用
いることも可能であるが、データセット全体の再処理や
大量の中間結果の格納を行わない限り、新たなデータが
得られた際に結果を都合良く更新することはできない。

【００４２】MTIEに非常に密接に関連する測定値がMRTI
E（Maximum Relative Time Interval Error）であり、
これは、ITU−T勧告G.810によれば、測定期間T内の全て
の観測期間に関する１つの観測期間内の入力タイミング
信号に対する出力タイミング信号の最大ピーク間遅延変
動であると定義されている。この値の測定、及び他の同
様の関連する値の測定もまた、現在採用されている大量
の時間と計算とを必要とする計算プロセスを伴うものと
なる。

【００４３】図３は、リアルタイムでのMTIE測定を提供
することができる新規の試験測定装置を示すブロック図
である。実際上は、各測定値に共通のステージを統合し
た１つの基本装置が遠隔通信システムからMRTIEやTDEV
等の様々な測定値を導出することが可能となる。

【００４４】この構成では、SDH信号200が試験装置のイ
ンタフェイスブロックへと供給され、該インタフェイス
ブロックは、光ファイバ受信器205とクロック／データ
回復モジュール210を備え、該クロック／データ回復モ
ジュールは、ワンダ復調器215による更なる処理のため
にデータタイミング信号を回復させるものである。他の
用途のために復調器220へデータを送ることも可能であ
る。例えば、基準クロック105からの信号が取得され
て、必要とされる基準タイミング信号が提供される。

【００４５】ワンダ復調器215は、回復されたデータク
ロック信号を基準信号と比較することによりTIEサンプ
ル（ワンダサンプル225）を取得して出力する機能を有
する。MTIE値の評価を行うために、ワンダサンプル225
がディジタル信号プロセッサ（DSP）230へ送られる。こ
のステージには、ワンダサンプルからMTIEを計算するの
に必要な機能要素が含まれる。次いで処理結果が記録さ
れ、及び／又は出力ライン235上でディスプレイ240へと
送られる。

【００４６】ITU−T勧告O.172には、SDHにおけるジッ
タ、ワンダ、MTIE，TDEV等を測定するためのテスト設備
の定義及び実施に関する様々な考慮事項が提供されてい
る。本装置は、様々なシステムで利用される複数のSTM-
Nビットレートでクロック信号を測定する能力を有する
ものである。ただし、本発明がかかるクロック周波数に
制限されるものではないことに留意されたい。実際のク
ロック信号は、使用される基準クロック信号源から幾つ
かの方法で得ることができる。必要とされるクロック信
号周波数は、例えば、位相ロックループ、クロック逓倍
器、及び分周器を用いた技術により合成することが可能
である。必要とされるクロック信号と信号源基準クロッ
クの比がそれらの方法に適さない場合には、直接的なデ
ィジタル合成を採用することが可能である。これらの実
施形態の詳細は、当業者には明らかであり、本書ではこ
れ以上説明しないこととする。

【００４７】本実施形態では、TIEは、タイミング偏差M
TIE並びに他のパラメータを計算することができる基本
関数である。ワンダ復調器215は、TIEサンプルを取得す
るために必要な機能を有している。復調器215内では、
試験信号がまず位相検波器へと入力され、該位相検波器
には上述したように外部基準クロック信号105から導出
された基準タイミング信号も入力される。該位相比較器
の出力が、等価(equivalent)10Hz一次(first order)ロ
ーパスフィルタによりフィルタリングされて、（上記で
規定した）ジッタからワンダが分離される。

【００４８】その結果として得られるTIEサンプルは、5
0Hzで出力ライン225上に出力される。該50Hzは、ITU−T
勧告G.812/813で推奨されている最低レベルの30Hzより
も著しく良好なものである。このより高い周波数での測
定は、低いサンプリング速度に起因して情報が損失した
場合にエイリアシングからの保護を行うが、処理すべき
データ量を増大させるものとなる。ワンダ測定機能の精
度は、TIEサンプリング間隔を含む幾つかの要因によっ
て決まり、サンプリング間隔が長いほど大きな誤差が生
じることになる。本発明は、上記周波数やその他の特定
の周波数に制限されるものではない。

【００４９】従来、TIEサンプルは、ディジタル化され
て、例えば１つのDSPデバイス又は処理のための複数の
デバイスへと送られる。次いで、測定期間全体を通して
考え得るあらゆる観測期間サイズにわたりタイミング誤
差を調べることによりMTIEが計算される。これは、結果
を必要とする各観測期間毎のデータセット全体を調査す
ることを必要とする。かかる処理は、膨大な量の計算を
必要とし、リアルタイムで測定値を生成するようにする
ことは不可能である。

【００５０】この処理では大量の生(raw)データが生成
されるので、リアルタイムMTIE計算をより経済的なもの
とするために、各観測期間毎に別個の複数のステージを
有する新規の構成を用いて、所与の期間についての結果
の生成に必要な各ステージに必要とされる計算量を低減
させる。これは、任意の観測期間についてのMTIE値の計
算に必要とされるデータセットを削減することにより達
成される。サンプルの削減されたデータセットは、各ス
テージ毎に、先行するステージの結果から得ることがで
きる。その結果として、長期間測定のための記憶及び計
算に関する要件が大幅に緩和され、短期間測定のための
計算負荷が僅かに増加することになる。

【００５１】図４は、MTIE計算処理をDSP215で実施した
場合を示すブロック図であり、複数の観測期間にわたる
データフロー、並びに各ステージ毎のデータ削減プロセ
スが示されている。該実施形態では、２つの観測時間に
わたるプロセスが詳細に示されている。該特定の事例
は、10を単位とする期間に関するものである。

【００５２】各ステージで処理が実行され、この場合、
第１ステージ260は第１の観測期間（この場合は１秒）
に対応し、第２ステージ280は第２の観測期間（この場
合は10秒）に対応する。後続のステージ280’以降は、
より長い観測期間についてMTIEを計算するものである。
各ステージでMTIEが特定の観測期間について計算され、
各ステージは削減されたデータセットを次のステージへ
提供する。

【００５３】第１ステージ260は、一組のTIEサンプル30
0から構成される。該サンプルは、先入れ先出し（FIF
O）方式で入力され保持されるため、新たなTIEサンプル
305を受信すると、最も旧いTIEサンプル310が破棄され
る。機能要素315,320は、各サンプルが到着する際に、
それぞれデータ300の最大値及び最小値を検出する。該
検出された最大値325及び最小値330は、次いで機能要素
335へと送られ、該機能要素335が、TIEサンプル305,310
で検出された最大値と最小値との間の差のピーク値を評
価する。該検出されたピーク差値は、表示機能要素340
へと送られる。

【００５４】第２ステージ280は、機能要素315,320から
入力された最大値及び最小値325,330から構成されたデ
ータセット345から構成される。該データセットもま
た、FIFO方式で動作し、新たな最大値及び最小値350,35
5が受信されると旧い値360,365が破棄される。機能要素
370,375は、先行ステージと同様にこのデータセットに
ついて最大値及び最小値380,385を計算する。先行ステ
ージと同様に、検出された最大値と最小値との間のピー
ク差が、機能要素390で評価され、表示機能要素395で表
示される。

【００５５】後続のステージ280’以降は、280と同様に
構成されており、その各ステージに、新たにデータセッ
トを構築するための最大値及び最小値の入力が供給さ
れ、該新たなデータセットの最大値及び最小値を検出
し、及び該検出された最大値及び最小値のピーク差を計
算するための手段が設けられている。該後続のステージ
の同様の要素にはアクセント符号を付した同じ符号を用
いている。

【００５６】第１の観測期間についてのMTIEは、最大サ
ンプル値325と最小サンプル値330との間のピーク差値を
計算することにより求められる。これは、連続的な処理
であり、新たなサンプルが第１のデータセットに入力さ
れて最も旧いサンプルが破棄され、及び最大及び最小サ
ンプル値が再計算される度に繰り返される。この観測期
間についての新たな値が前に計算された値よりも大きい
場合には、旧い値が該新たな値に置換される。従って、
最大値と最小値との間の差に関して機能要素335で計算
されるピーク値が、該観測期間についてのMTIE値と等し
いことになり、この値を表示のために出力し、連続的な
再評価及び更新を行うことができる。

【００５７】第１の観測期間に対応する第１のデータセ
ットについて新たな最大及び最小サンプル値325,330の
計算を行う各場合毎に、それらの値が次のステージへと
送られて第２のデータセット345が構成され、複数組の
最大値350及び最小値355として保持される。先行ステー
ジの観測期間の場合のように、（この場合にはデータセ
ット中に保持された最大値及び最小値のそれぞれのリス
トから）最大及び最小サンプル値が見出される。次いで
第２の観測期間についてのMTIEが計算されて表示され、
先行ステージの観測期間について説明したように、新た
な値の方が大きい場合に旧い値が該新たな値に置換され
る。

【００５８】この観測期間についての最大値及び最小値
は、次のステージ280’へと送られて、次の観測期間を
表す新たなデータセットへと加えられ、該データセット
から導出されたデータが更に後続のステージへと送られ
る。この最大値及び最小値を先行するステージから入力
するプロセスは、後続の全ステージについて繰り返さ
れ、それらのステージに対応する観測期間についてのMT
IE値が、第２ステージ280で説明した場合のように評価
されることになる。

【００５９】このため、このデータ削減プロセスは、よ
り一層長い観測期間についてのMTIEが測定される後続ス
テージに向けて連続的に行われる。その結果として、後
続ステージは、従来必要とされていたよりも少ない量の
計算を実行すれば良く、より迅速なMTIE計算を行うこと
ができる。使用するステージ数は、対象となるシステム
の調査におって望ましい観測期間によって決まる。

【００６０】上記の実施形態では、プロセッサは、個々
の観測期間が経過するのを待つことなく、また先行する
ステージの観測期間が経過するのさえも待つことなく、
選択された範囲の観測期間にわたるMTIEを直ちに推定す
ることができるよう構成されている。これは、各リスト
中の最新の最大値及び最小値を対応する観測期間中に連
続的に再計算し、該リスト中の値がその下方へ移動して
新たな観測期間が開始した際に該再計算を「停止する(f
reezing)」ことにより達成される。このため、データセ
ットの各々は、公称観測期間が数日にわたるものであっ
たとしても、僅かな数のサンプルしか処理していない時
点で、MTIE推定のベースとなる「生きた」データを有す
ることになる。現在のデータセットに何らかの値が存在
する場合には、最大値及び最小値が計算されて次のステ
ージへと即時に送られる。FIFOデータセット中の空のエ
ントリは、最大値及び最小値の検出においては無視さ
れ、又は実際のデータ範囲を超えたデフォルト値が設定
される。このため、特定範囲の複数の観測期間にわたり
MTIEを評価し表示することができ、時間が経過するにつ
れて各観測期間毎のMTIEの推定値が一層正確になってい
き、これは対象となる複数の観測期間の複数のデータセ
ットについて一組の値全てが得られるまで続行される。
基本的には、新たなサンプルが到来する毎（この例では
50Hz毎）に全てのデータセットを更新することができ
る。勿論、実際上の目的に鑑みれば、毎秒又は10秒毎の
更新で充分である。

【００６１】図４に示すプロセスは、10を単位とする観
測期間について説明したものであるが、該プロセスを他
の一連の観測期間で実施することも可能である。観測期
間及びそれに対応するデータセットは、複数の方式に従
って、対象となる観測期間を最も良好に表すよう選択す
ることが可能である。ここで使用した方式では、複数の
観測期間についての複数のデータセットを構成するデー
タのリストの構造は、考察対象となる複数の観測期間の
範囲を反映するよう変更することができる。

【００６２】また、各観測期間毎に、例えば10を単位と
する各10秒の一次ステージと縦続する中間ステージを実
施することも可能である。

【００６３】図５は、更なる中間ステージ400を用いたM
TIE測定プロセスの機能ブロック図を詳細に示したもの
である。該実施形態では、10秒に相当する１つの観測期
間についてのデータセット345が示されている。該実施
形態に更に機能要素405,410を設けて、記憶されている
データセットのサブセット（該実施形態では５秒の観測
期間に対応するもの）について最大値及び最小値415,42
0を検出することが可能である。該検出された最小値と
最大値との間の差のピーク値を、上述の10秒間隔の場合
と全く同じ態様で、５秒の観測期間についてブロック42
5で評価し、及びブロック430で表示することが可能であ
る。この追加の中間ステージは、MTIEデータ解像度を効
果的に向上させるものとなる。

【００６４】別の追加の中間ステージを異なる時間間隔
について実施し、あらゆる一次観測期間について２つ以
上の中間ステージを実施することが可能である。例え
ば、10を単位とする1、10、及び100秒の観測期間の間
に、2、5、20、及び50秒等といった中間ステージを設け
ることが可能である。

【００６５】これらの処理ステージの実施にDSP技術を
用いると、多数の利点が得られ、該利点には、生データ
を処理してMTIEの結果を生成するために必要となる異な
るステージの様々な機能要素を統合化できることが含ま
れる。本装置では、DSPデバイスに先行する様々なブロ
ック（例えばクロック・データ回復ブロック210及びワ
ンダ復調器215等）に専用ハードウエアを使用してい
る。別の実施形態では、DSPがこれらの機能の一部を実
行することも可能である。特に、ワンダ復調機能をDSP
システム中に統合させることが可能である。これは、MT
IE／TDEV計算のためにサンプル値を転送する必要がなく
なるからである。基準タイミング信号の生成は外部機能
のままとなるが、位相検波器や測定値フィルタはDSPで
実施することができる。したがって、かかる実施形態で
は、MTIE、TDEV、及びワンダ復調機能のために単一のデ
バイスを利用することができ、これにより、単なるプロ
グラムの変更により複数の機能を提供することができる
という利益が得られる。

【００６６】リアルタイムでのMTIEの測定の有利な特徴
であって従前の静的なオフライン処理方法では不可能で
あった特長は、過渡現象をより詳細に調べることが可能
となる点である。記憶されたデータの処理を行うデータ
処理システムにおけるMTIEの計算は、確率論的な性質を
有するため、過渡現象を詳細に観測することができな
い。かかる現象には、非確率論的な事象、即ち、完全に
ランダムな性質、又は決定論的で周期的な性質を有する
事象が含まれている可能性がある。リアルタイムMTIE測
定は、例えば基準を変えたことに起因する、試験対象と
なるネットワーク又は機器における系統的誤差(systema
tic error)や相移行(phase transient)の観測を可能に
するものである。

【００６７】本発明は上述の特定の実施例及び応用例に
限られるものではないことが当業者には理解されよう。
本発明は、MTIE以外の規格化されたパラメータ又は規格
化されていないパラメータにも適用可能であり、またSD
H遠隔通信ネットワーク以外の電子システムにも適用す
ることが可能である。本発明は、ハードウエア及びソフ
トウエアの様々な組み合わせにより実施することが可能
であり、及びハードワイヤード回路又はプログラマブル
回路を用いることが可能である。具体的には、図４に示
した専用DSPユニット240及び表示装置240は、計測ハー
ドウエアに接続された単一の汎用コンピュータシステム
（例えばノートブックPC等）に置換することが可能であ
る。この場合には、図３のプロセス全体をソフトウエア
による信号処理で実施することも可能である。

【００６８】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。 １．一連の入力データサンプルを参照して電子システム
のパラメータを測定する方法であって、該データサンプ
ルを第１ステージプロセスで処理して、第１の長さの観
測期間にわたり前記データサンプルを特徴づける所与の
パラメータについて少なくとも第１の経時的に変動する
一連の測定値をリアルタイムで生成し、それら観測期間
の各々が、前記一連の入力データサンプルのサンプリン
グ期間の何倍も長いものであり、該第１ステージプロセ
スが、所定の１つの副期間中に受容した一連の入力デー
タサンプルから少なくとも１つの第１の中間結果を導出
し、この導出処理を連続する複数の副期間について繰り
返して一連の第１の中間結果を生成し、有限数の該第１
の中間結果を第１のデータセット中に格納して、該格納
された中間結果に対応する一組の副期間によって前記第
１の長さの観測期間がもたらされるようにし、前記第１
のデータセットが、最も旧い中間結果を破棄して新規の
中間結果を加えることにより少なくとも１つの副期間に
つき１回更新され、該第１のデータセットから、前記観
測期間に対応する前記所与のパラメータの測定値を導出
し、該第１のデータセットを更新する際に前記測定値を
更新して前記一連の測定値を生成する、という各ステッ
プを含む、電子システムのパラメータを測定する方法。 ２．第２ステージプロセスを使用して、前記第１の長さ
よりも長い第２の長さの複数の観測期間に対応する少な
くとも第２の一連の測定値を導出し、該第２の一連の測
定値が、前記第１の観測期間を前記第２の観測期間の副
期間として取り扱うことによりリアルタイムで導出さ
れ、該第２ステージプロセスが、前記第１の観測期間に
対応する第２の中間結果を前記第１のデータセットから
導出し、この導出処理を前記第２の観測期間の連続する
複数の副期間について繰り返して一連のより高レベルの
中間結果を生成し、有限数の該第２の中間結果を第２の
データセット中に格納して、該格納された第２の中間結
果に対応する一組の副期間により前記第２の長さの観測
期間がもたらされるようにし、該第２のデータセットの
中間結果が、最も旧い中間結果を破棄して新規の中間結
果を加えることにより少なくとも１つの副期間につき１
回更新され、前記第２のデータセットから、前記第２の
長さの観測期間に対応する所与のパラメータの測定値を
導出し、該第２のデータセットが更新される際に前記測
定値を更新して前記第２の一連の測定値を生成する、と
いう各ステップを含む、前項１に記載の電子システムの
パラメータを測定する方法。 ３．先行するステージの観測期間をより長い観測期間の
副期間として取り扱う第３及び第４ステージプロセスを
更に含む、前項２に記載の方法。 ４．各ステージにおける前記観測期間の長さが、前記副
期間の10倍に相当する、前項１ないし前項３の何れか一
項に記載の方法。 ５．中間的な長さの観測期間に対応する更なる一連の測
定値を導出する少なくとも１つの中間ステージプロセス
が存在し、該一連の測定値が、前記第１のデータセット
中で示される前記第１の観測期間のサブセットを前記中
間的な長さの観測期間の副期間として取り扱うことによ
りリアルタイムで導出される、前項１ないし前項４の何
れか一項に記載の方法。 ６．前記第１の長さの観測期間よりも短い観測期間に対
応する前記パラメータの一連の測定値を導出するステッ
プを含む、前項１ないし前項５の何れか一項に記載の方
法。 ７．前記のより短い観測期間が、前記第１ステージプロ
セスの１つの副期間と等しい場合に、前記の更なる一連
の測定値を導出するためのデータセットが、前記第１ス
テージプロセスの前記中間結果の１つから構成される、
前項６に記載の方法。 ８．新たな中間結果の各々が、データサンプルが受信さ
れた際に対応する副期間において連続的に導出され、該
副期間についての前記測定値の計算が完了する前に前記
データセットの一部を形成する、前項１ないし前項７の
何れか一項に記載の方法。 ９．前記パラメータの初期測定値が、前記第１の長さの
観測期間が経過するのを待つことなく導出される、前項
８に記載の方法。 10．新たな中間結果の各々が連続的に導出される場合
に、前記パラメータの初期測定値が、前記第１の長さの
観測期間が経過するのを待つことなく導出される、前項
８に記載の方法。 11．新たな中間結果の各々が、対応する副期間にわたる
入力データサンプルの最小値又は最大値から構成され
る、前項１ないし前項10の何れか一項に記載の方法。 12．各中間結果が複数の要素から構成され、前記の１つ
のデータセット又は複数のデータセットの各々が、異な
る要素についての並列リストを提供し、該データセット
中に格納された第１及び第２の要素を使用して別個の第
１及び第２のパラメータの測定値を導出する、前項11に
記載の方法。 13．各中間結果が複数の要素から構成され、前記データ
セットが異なる要素についての並列リストを提供し、前
記データセット中に格納された第１及び第２の要素を共
に使用して所与のパラメータの測定値を導出する、前項
11に記載の方法。 14．それぞれ最大値及び最小値からなる第１及び第２の
要素を各副期間毎に導出してデータセット中に格納し、
前記パラメータの各測定値を、前記データセット中に現
在格納されている複数の第１の要素中の最大値及び前記
データセット中に現在格納されている複数の第２の要素
中の最小値から導出する、前項11ないし前項13の何れか
一項に記載の方法。 15．前記測定値の導出がピーク検出関数を含み、該１つ
の測定値を一組又は複数組の中間結果に従って選択的に
格納し更新する、前項１ないし前項14の何れか一項に記
載の方法。 16．前記第１のデータセット中に現在存在する結果の最
大値と前記第２のデータセット中に現在存在する結果の
最小値との間の差が格納されている測定値を超えた場合
に必ず該格納されている測定値を更新する、前項15に記
載の方法。 17．前記第１ステージプロセスをディジタル信号プロセ
ッサチップで実施する、前項１ないし前項16の何れか一
項に記載の方法。 18．前記第２ステージプロセスをディジタル信号プロセ
ッサチップで実施する、前項２に記載の方法。。 19．一連の入力データサンプルを参照して電子システム
のパラメータを測定する装置であって、該データサンプ
ルを第１ステージで処理して、第１の長さの観測期間に
わたり前記データサンプルを特徴づける所与のパラメー
タについて少なくとも第１の経時的に変動する一連の測
定値をリアルタイムで生成し、それら観測期間の各々
が、前記一連の入力データサンプルのサンプリング期間
の何倍も長いものであり、該第１ステージが、所定の１
つの副期間中に受容した一連の入力データサンプルから
少なくとも１つの第１の中間結果を導出する手段であっ
て、該導出処理を連続する複数の副期間について繰り返
して一連の第１の中間結果を生成する、中間結果導出手
段と、有限数の該第１の中間結果を第１のデータセット
中に格納する手段であって、該格納された中間結果に対
応する一組の副期間によって前記第１の長さの観測期間
がもたらされるようにし、該一組の中間結果が、最も旧
い中間結果を破棄して新規の中間結果を加えることによ
り少なくとも１つの副期間につき１回更新される、中間
結果格納手段と、前記第１のデータセットから前記観測
期間に対応する前記所与のパラメータの測定値を導出す
る手段であって、該第１のデータセットを更新する際に
前記測定値を更新して前記一連の測定値を生成する、測
定値導出手段とを備えている、電子システムのパラメー
タを測定する装置。 20．プログラムにより制御されるデータ処理装置にロー
ドするためのコンピュータプログラム製品であって、前
記データ処理装置に前項１ないし前項18の何れか一項に
記載の方法の各ステップを実行させるプログラム命令を
含む、コンピュータプログラム製品。

【図面の簡単な説明】

【図１】同期ネットワークを示すブロック図である。

【図２】電子システムの測定パラメータの導出を示すグ
ラフである。

【図３】本発明による測定装置を示す上位レベルのブロ
ック図である。

【図４】MTIEを測定するために図３の装置で実施される
処理ステージを示す機能ブロック図である。

【図５】中間ステージを追加したMTIE測定用のプロセス
を詳細に示す機能ブロック図である。

【符号の説明】

260 第１ステージ 280 第２ステージ 280' 後続のステージ 300,345,345' TIEサンプル（データセット） 305 新たなTIEサンプル 310 最も旧いTIEサンプル 315,370,370' 最大値検出機能要素 320,375,375' 最小値検出機能要素 335,390 ピーク差値検出機能要素 340,395 表示機能要素

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 399117121 395 Ｐａｇｅ Ｍｉｌｌ Ｒｏａｄ Ｐ ａｌｏ Ａｌｔｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 デイビッド・フィンレイ・テイラー イギリス国スコットランド・エジンバラ・ イーエイチ10・５ピーエス，セント・クレ ア・テラス・27 Ｆターム(参考） 5K028 AA00 NN31 PP15 PP22 5K047 AA00 CC02 GG10 KK02 KK13 MM38

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一連の入力データサンプルを参照して電子
   システムのパラメータを測定する方法であって、該デー
   タサンプルを第１ステージプロセスで処理して、第１の
   長さの観測期間にわたり前記データサンプルを特徴づけ
   る所与のパラメータについて少なくとも第１の経時的に
   変動する一連の測定値をリアルタイムで生成し、それら
   観測期間の各々が、前記一連の入力データサンプルのサ
   ンプリング期間の何倍も長いものであり、該第１ステー
   ジプロセスが、 所定の１つの副期間中に受容した一連の入力データサン
   プルから少なくとも１つの第１の中間結果を導出し、こ
   の導出処理を連続する複数の副期間について繰り返して
   一連の第１の中間結果を生成し、 有限数の該第１の中間結果を第１のデータセット中に格
   納して、該格納された中間結果に対応する一組の副期間
   によって前記第１の長さの観測期間がもたらされるよう
   にし、前記第１のデータセットが、最も旧い中間結果を
   破棄して新規の中間結果を加えることにより少なくとも
   １つの副期間につき１回更新され、 該第１のデータセットから、前記観測期間に対応する前
   記所与のパラメータの測定値を導出し、該第１のデータ
   セットを更新する際に前記測定値を更新して前記一連の
   測定値を生成する、という各ステップを含む、電子シス
   テムのパラメータを測定する方法。