JP2017512017A - パルス振幅変調（ｐａｍ）ビット・エラーの試験及び測定 - Google Patents

Abstract

マルチレベル被試験信号のしきい値エラーを検出する方法及び装置が提供される。開示の１つの見方では、被試験信号を生成するのに、デジタル試験シーケンスを用いても良い。１つ見方では、デジタル試験シーケンスが、Ｍ個のバイナリ基準シーケンスにマッピングされ、このとき、Ｍは１より大きい。１つ見方では、Ｍ個のバイナリ基準シーケンスのそれぞれは、１つの電圧しきい値と関連づけられ、受信信号は、しきい値のそれぞれとビット比較されても良い。１つ見方では、バイナリ基準シーケンスの中のビットが、対応するビット比較結果と合致しない場合に、しきい値エラーがカウントされても良い。１つ見方では、あるサンプル時点において、受信振幅を複数のしきい値と比較する装置が提供される。

Description

本開示は、試験及び測定に関し、特に、マルチレベル及びパルス振幅変調（ＰＡＭ）の信号の試験及び測定に関する。

エラー検出器（Ｅｒｒｏｒ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＥＤ）装置は、通信信号中のエラーを測定し、特性を求めることができる。ＥＤ装置の多くは、２つ（バイナリ）の安定した振幅のパルスへエンコードされるデータ用に設計されている。ＥＤ装置の多くは、ある瞬間において、１つのしきい値とだけサンプルされた信号をビット比較するよう設計されている。

その一方で、パルス振幅変調（Ｐｕｌｓｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＡＭ）は、データをＭ＋１個の安定した振幅のパルスへとエンコードし、このとき、Ｍ＋１は、２よりも多いことがある。よって、ＰＡＭ信号におけるエラー検出では、新しい試験装置と新しい方法を必要とする。

本願で開示するのは、ＰＡＭ被試験信号（ｓｉｇｎａｌ ｕｎｄｅｒ ｔｅｓｔ：ＳＵＴ）のしきい値エラー、シンボル・エラー及びビット・エラーを試験及び測定するＥＤ装置を使用する方法である。１つの実施形態では、方法が、デジタル試験シーケンスからＭ個のバイナリ基準シーケンスへのロスレス・マッピングを定義する処理を含み、ここで、Ｍは１より大きい整数である。例えば、デジタル試験シーケンスは、パルス振幅変調でエンコードされる前の試験パターンでも良く、Ｍ個のバイナリ基準シーケンスは、ＰＡＭ変調のＭ＋１個の安定した振幅に分離するＭ個の電圧しきい値に対するＰＡＭエンコードされた試験パターンの各パルスの関係を定義しても良い。この方法の別のステップとしては、第１電圧しきい値と、Ｍ個のバイナリ基準シーケンスの中の第１バイナリ基準シーケンスとを用いて、ＥＤ装置の第１エラー検出チャンネルを設定する処理があっても良い。例えば、第１電圧しきい値は、ＰＡＭ変調のＭ＋１個の安定した振幅に分離するＭ個の電圧しきい値の１番目でも良く、第１バイナリ基準シーケンスは、この第１しきい値に対するＰＡＭ変調試験パターンの関係を定義する。この方法の別のステップとしては、被試験信号を受けるように第１チャンネルを伝達可能に（ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｖｅｌｙ）結合する処理があっても良い。更なるステップとしては、デジタル試験シーケンスを少なくとも第１チャンネルに伝達する処理と、第１受信振幅を受ける処理と、第１電圧しきい値に対する受信振幅のビット比較の関係に基いて第１受信振幅を第１受信レベルに転換する（ｒｅｓｏｌｖｅ）処理と、もし第１受信レベルがマッピングで定められる第１バイナリ基準シーケンスの対応ディジットと合致しなければ、しきい値エラーをカウントする処理とがあっても良い。

更に、本願で開示されるのは、マルチレベル又はＰＡＭの被試験信号のしきい値エラー、シンボル・エラー及びビット・エラーを試験及び測定するのに使用されるＥＤ装置である。１つの実施形態では、ＥＤ装置が、１つのサンプル時点において又は１つのサンプルで、受けたパルスを複数のしきい値と同時に比較する。

上述の概要は、以下の詳細な説明ももちろんであるが、添付の図面と共に読めば、より良く理解される。これら図は、開示内容を説明しているが、本発明は、図示されるか又は開示される特定の方法及び手段に限定されるものではない。これら図において：

図１は、繰り返しサンプルされたＰＡＭ４信号を示す。 図２は、ＰＡＭ４信号の３つのバイナリ基準シーケンスについての位相遅延対ビット・エラー・レートのプロットを示し、このとき、三角形記号は、第１バイナリ基準シーケンスを表し、ひし形記号は、第２バイナリ基準シーケンスを表し、四角形記号は、第３バイナリ基準シーケンスを表す。

マルチレベル・シグナリング（ｓｉｇｎａｌｉｎｇ：信号通信方式）又はパルス振幅変調は、デジタル・データを伝送用の連続時間信号へ変換するのに利用されることがある。ＰＡＭ変調デ−タは、複数のパルスから構成され、このとき、これらパルスの振幅が、デジタル・データの情報を伝える。ＰＡＭ変調は、他のエンコード方式、変調方式、エラー検出方式及びエラー補正方式と組み合わされることがある。

デジタル・データは、シンプルな又は複雑なアルゴリズムを用いて、バイナリのディジット（ｄｉｇｉｔ：数字、桁）からなるＭ個のシーケンスへとマッピングされることがあり、ここで、Ｍは１より大きく、マッピングはロスレス（ｌｏｓｓｌｅｓｓ：可逆、無劣化）である。デジタル・データのＰＡＭエンコード処理は、デジタル・シンボルのシーケンスをＭ＋１個の振幅へマッピングする処理を含んでいても良く、これは、各デジタル・シンボルを、時間的に連続する送信におけるその時間位置と、Ｍ＋１個の振幅で区切られたＭ個のしきい値と比較されるその振幅とによって、一意に定めることできる。１つの実施形態では、マルチレベル信号には、振幅が変化するパルスを含む連続時間信号があり、このとき、パルス振幅は、そのパルス振幅がアルファしきい値及びベータしきい値の両方より小さい場合の第１デジタル・シンボルと、そのパルス振幅がアルファしきい値より小さく、且つベータしきい値より大きい場合の第２デジタル・シンボルと、そのパルス振幅がアルファしきい値及びベータしきい値の両方より大きい場合の第３デジタル・シンボルとを表すように定義される。更なるデジタル・シンボルを定義するために、追加のしきい値を用いても良い。

例えば、シンボルａ、ｂ、ｃ及びｄから構成されるデジタル・データは、第１、第２及び第３電圧しきい値（例えば、−５Ｖ、０Ｖ、＋５Ｖ）で定義される４レベルＰＡＭ（ＰＡＭ４）エンコード方式で表すことができ、このとき、ａは、例えば、第１、第２及び第３しきい値より小さい振幅として定義され、ｂは、例えば、第１しきい値より大きく、第２及び第３しきい値よりは小さい振幅として定義され、ｃは、例えば、第１及び第２しきい値より大きく、第３しきい値よりは小さい振幅として定義され、そして、ｄは、例えば、第１、第２及び第３しきい値より大きい振幅として定義される。図１は、受けたＰＡＭ４信号を示し、これは、水平方向の掃引をトリガするのにデータ・レートを利用して繰り返しサンプルされている。この例では、もし「より小さい」が０として表され、且つ「より大きい」が１として表されるなら、「ａａｂｂｃｃｄｄ」から構成されるデジタル試験シーケンスは、３つのしきい値に対してこのデジタル試験シーケンスの各シンボルの関係をエミュレートし、第１しきい値について「００１１１１１１」、第２しきい値について「００００１１１１」及び第３しきい値について「００００００１１」という、３つのバイナリ基準シーケンスへとマッピングできる。この例において、デジタル試験シーケンスから３つのバイナリ基準シーケンスへのマッピングは、デジタル試験シーケンスが３つのバイナリしきい値にマッピングされたときに何の情報も失われていないので、ロスレスである。この例では、デジタル試験シーケンスの８個のシンボル「ａａｂｂｃｃｄｄ」と各バイナリ基準シーケンスの８個のディジット（ｄｉｇｉｔ）との間に１対１のマッピングがあり、バイナリ基準シーケンス中のディジットの順番が、デジタル試験シーケンス中のシンボルの順番と同じである。よって、この例では、マッピングは縮重（ｄｅｇｅｎｅｒａｔｅ）であり、実施形態によっては、マッピングが、空（ｎｕｌｌ）マッピング、暗黙的（ｉｍｐｌｉｃｉｔ）マッピング、又はデフォルト（ｄｅｆａｕｌｔ）マッピングで実現されても良い。

１つの実施形態では、バイナリ基準シーケンスのいくつかのディジットは、冗長かもしれない。ＰＡＭ４の例では、もしパルス振幅が最も小さい電圧しきい値（例えば、第１電圧しきい値）より小さいと判断されたら、その振幅が他の電圧しきい値より小さいか否か試験するのは冗長である。更に、もしバイナリ基準シーケンスが、デジタル試験シーケンスのあるシンボル中のエラーを明らかにしたのなら、その同じシンボル中に更なるエラーがあるのを見つけるのは、そのシンボル・エラーの大きさに価値があるのでなければ、あまり有益なことではないかもしれない。１つの実施形態では、バイナリ基準シーケンスが、ビット比較が不要な場合を示す手段を含んでいても良い。例えば、バイナリ基準シーケンス中のＸが、不必要なビット比較を示しても良い（例えば、第１しきい値について「００１１ＸＸＸＸ」）。

別の例では、シンボル００、０１及び１０から構成されるデジタル・データが、第１及び第２電圧しきい値（例えば、０Ｖ、＋３．３Ｖ）で定義される３レベルＰＡＭ（ＰＡＭ３）エンコード方式で表されるとしても良く、このとき、００は、例えば、第１及び第２しきい値より小さい振幅として定義され、０１は、例えば、第１しきい値より大きく、第２しきい値より小さい振幅として定義され、そして、１０は、例えば、第１及び第２しきい値より大きい振幅として定義される。この例において、もし「より小さい」が再び０として表され、且つ「より大きい」が再び１として表されるなら、「０００１０１１０」から構成されるデジタル試験シーケンスは、これら２つのしきい値に対してデジタル試験シーケンスの各シンボルの関係をエミュレートし、第１しきい値について「０１１１」及び第２しきい値について「０００１」という、２つのバイナリ基準シーケンスへとマッピングされる。この例において、デジタル試験シーケンスから３つのバイナリ基準シーケンスへのマッピングは、デジタル試験シーケンスが３つのバイナリしきい値にマッピングされたときに何の情報も失われていないので、ロスレスである。しかし、もし仮にシンボル１１がデジタル・データの１つの要素で、デジタル試験シーケンスが「１１００１１００」であったならば、追加のマッピング指示なしにデジタル試験シーケンスをマッピングできないので、デジタル試験シーケンスからバイナリ基準シーケンスへのマッピングは、ロスレスではないであろう。更に、この例では、デジタル試験シーケンスの４個のシンボル「０００１０１１０」と各バイナリ基準シーケンスの４個のディジットとの間に１対１のマッピングがあり、バイナリ基準シーケンス中のディジットの順番が、デジタル試験シーケンス中のシンボルの順番と同じである。よって、この例では、マッピングは縮重（ｄｅｇｅｎｅｒａｔｅ）であり、実施形態によっては、マッピングが、空（ｎｕｌｌ）マッピング、暗黙的（ｉｍｐｌｉｃｉｔ）マッピング、又はデフォルト・マッピングで実現されても良い。

更に別の例においては、８進法のシンボル０、１、２、３、４、５、６及び７から構成されるデジタル・データが、第１〜第７電圧しきい値で定義される８レベルＰＡＭ（ＰＡＭ８）エンコード方式で表されても良く、このとき、各シンボルは、そのシンボルと同じ８進法名によるしきい値までの全てのしきい値だけよりは大きい振幅にエンコードされる（例えば、０は、全てのしきい値より小さい振幅としてエンコードされ、例えば、２は、第１及び第２しきい値だけよりは大きい振幅としてエンコードされ、そして、６は、第１〜第６しきい値だけよりは大きい振幅としてエンコードされる）。けれども、この例では、前方誤り訂正（ＦＥＣ：ｆｏｒｗａｒｄ ｅｒｒｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）手法が使用され、そのため、８進法データは、シンボルの順番では変調されない。この例では、デジタル試験シーケンスを通して左から右へと動き、４シンボルのワードの夫々は、最初は左から右の順番で、次に右から左の順番で、続いて第１／第３／第２／第４の順番で、３回変調される。そのため、もし「より小さい」が再び０として表され、且つ「より大きい」が再び１として表されるなら、「０２４６１３５７」から構成される２ワードのデジタル試験シーケンスは、説明したマッピングを用いて、７つのしきい値に対してデジタル試験シーケンスの各シンボルの関係をエミュレートし、
第１しきい値について「０１１１１１１００１１１１１１１１１１１１１１１」、
第２しきい値について「０１１１１１１００１１１０１１１１１１００１１１」、
第３しきい値について「００１１１１０００１０１０１１１１１１００１１１」、
第４しきい値について「００１１１１０００１０１００１１１１０００１０１」、
第５しきい値について「０００１１００００００１００１１１１０００１０１」、
第６しきい値について「０００１１００００００１００１１１１０００１０１」、そして第７しきい値について「０００００００００００００００１１００００００１」
という、７つのバイナリ基準シーケンスにマッピングできる。この例では、シンボルは、次の順番でＰＡＭ変調される：「０２４６６４２００４２６１３５７７５３１１５３７」。この例において、このマッピングは、デジタル試験シーケンスが７つのバイナリしきい値にマッピングされるときに何の情報も失われていないので、ロスレスである。この例では、デジタル試験シーケンスの８個のシンボル「０２４６１３５７」と各バイナリ基準シーケンスの２４個のディジット（ｄｉｇｉｔ：数字、桁）との間に１対１マッピングはなく、バイナリ基準シーケンス中のディジットの順番は、デジタル試験シーケンス中のシンボルの順番と同じではない。

１つの実施形態では、エラー検出器（ＥＤ）装置を用いて、マルチレベル被試験信号のしきい値エラーを検出する方法が、デジタル試験シーケンスをＭ個のバイナリ基準シーケンスにマッピングする処理を含んでおり、このとき、Ｍは、１より大きい整数である。１つの実施形態では、マッピングはロスレス（ｌｏｓｓｌｅｓｓ：可逆、無損失）である。１つの実施形態では、マッピングは、変調を繰り返し、これは、被試験信号を生成する試験中の構造（ｄｅｓｉｇｎ−ｕｎｄｅｒ−ｔｅｓｔ）で実現される。１つの実施形態では、Ｍ個のバイナリ基準シーケンスが、ビット（つまり、バイナリ）比較を用いたエラー検出を実行するＥＤ装置用の基準試験パターンとして機能する。１つの実施形態では、Ｍ個のバイナリ基準シーケンスが、例えば、圧縮のために、エンコードされても良い。

１つの実施形態では、この方法が、ＥＤ装置の第１エラー検出チャンネルを、第１電圧しきい値とＭ個のバイナリ基準シーケンスの中の第１バイナリ基準シーケンスとを用いて構成する処理を更に含んでいても良い。先のＰＡＭ４の例では、ＥＤ装置の第１エラー検出チャンネルは、第１電圧しきい値（例えば、−５Ｖ）と第１バイナリ基準シーケンス（例えば、「００１１１１１１」）を用いて構成される。ＰＡＭ４の例を続けると、第１チャンネルは、ＰＡＭ４で変調されたデジタル試験パターン（例えば、「ａａｂｂｃｃｄｄ」）を第１電圧しきい値と比較し、受けたＰＡＭパルスがこのしきい値を超えた場合に１を記録し、変調されたパルスがこのしきい値を超えない場合に０を記録し、そして、得られたビット・パターンを第１バイナリ基準シーケンス（例えば、「００１１１１１１」）とビット比較する。この例では、第１バイナリ基準シーケンス（例えば、「００１１１１１１」）は、第１チャンネル用の基準試験パターンとして機能し、もしこのしきい値比較で生成されたビットの結果のいずれかが、基準試験パターンの対応するビットと同じでなければ、しきい値エラーが記録されるようにしても良い。この例では、ＥＤ装置（同じ装置又は異なる装置）の第２エラー検出チャンネルが、第２電圧しきい値（例えば、０Ｖ）と第２バイナリ基準シーケンスとを用いて構成されても良く、そして、ＥＤ装置（同じ装置又は異なる装置）の第３エラー検出チャンネルが、第３電圧しきい値（例えば、５Ｖ）と第３バイナリ基準シーケンスとを用いて構成されても良い。１つの実施形態では、装置の第１エラー検出チャンネルを第１電圧しきい値を用いて構成する処理が、第１チャンネルの初期（ｄｅｆａｕｌｔ）しきい値を維持する処理を含んでいても良い。１つの実施形態では、装置の第１エラー検出チャンネルを第１電圧しきい値を用いて構成する処理が、第１チャンネルの設定変更可能な（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ）しきい値を設定する処理を含んでいても良い。１つの実施形態では、装置の第１エラー検出チャンネルを第１電圧しきい値を用いて構成する処理が、第１チャンネルに電圧オフセットを加える処理を含んでいても良い。

１つの実施形態では、この方法が、被試験信号を受けるように第１チャンネルを通信可能に結合する処理を更に含んでいても良い。１つの実施形態では、ＰＡＭ被試験信号が、第１チャンネルへの入力信号として設定されても良い。

１つの実施形態では、この方法が、デジタル試験シーケンスを少なくとも第１チャンネルに伝達することによって、第１開始時点において、第１試験を開始する処理を更に含んでいても良い。１つの実施形態では、デジタル試験シーケンスを伝達する処理の一部として、デジタル試験シーケンスがＰＡＭでエンコードされても良い。１つの実施形態では、開始シーケンス又は同期信号が、各試験の開始より先に生じるようにしても良い。１つの実施形態では、被試験信号が、それが伝達されているときのように、ノイズにさらされていても良い。

１つの実施形態では、この方法が、第１チャンネルによって、第１受信振幅を受信する処理を更に含んでいても良い。先のＰＡＭ４の例では、第１チャンネルが、ＰＡＭパルス（例えば、シンボル「ａ」が第１、第２及び第３しきい値より小さい振幅に変調され、そのため、−５Ｖより小さい振幅に変調される）を含む被試験信号を受けても良い。

１つの実施形態では、この方法が、第１サンプル時点において第１チャンネルにより、第１受信レベルを転換する（ｒｅｓｏｌｖｅ）処理を更に含んでいても良く、このとき、第１チャンネルは、第１受信振幅が第１しきい値より大きければ、第１受信レベルを第１バイナリ値として転換（ｒｅｓｏｌｖｅ）し、第１受信振幅が第１しきい値より小さければ、第１受信レベルを第２バイナリ値として転換する。先のＰＡＭ４の例では、「より小さい」は０として表され、「より大きい」は１として表されるので、時点「ｔ」では、第１チャンネルは、−５Ｖより小さい振幅を有するパルスを０として転換する。

１つの実施形態では、この方法が、もし第１受信振幅の第１受信レベルが、第１バイナリ基準シーケンスの第１対応ディジットと合致しない場合には、被試験信号のしきい値エラーをカウントする処理を更に含んでいても良く、このとき、第１対応ディジットは、マッピングによって定義される。先のＰＡＭ４の例では、第１チャンネルに対して設定された第１バイナリ基準シーケンスが「００１１１１１１」である場合に、もし第１チャンネルが、第１電圧しきい値を用いて、被試験信号を「００１１０１１１」として転換（ｒｅｓｏｌｖｅ）すれば、１つのしきい値エラーが記録されるとして良い。１つの実施形態では、しきい値エラーがカウントされた場合にシンボル・エラーをカウントして良いが、デジタル試験シーケンスの１シンボルにつき、１つのエラーのみがカウントされる。ＰＡＭ４の例を続けると、第２チャンネルに対して設定された第２バイナリ基準シーケンスが「００００１１１１」である場合に、もし第２チャンネルが、第２電圧しきい値を用いて、被試験信号を「０００００１１１」として転換しても、もう１つのしきい値エラーは、記録されないとして良い。１つの実施形態では、エラーとは、デジタル試験シーケンスの各シンボルについての情報の１ビットにつきエラーを１つだけカウントする場合のビット・エラーとしても良い。ＰＡＭ４の例を続けると、同じシンボルについて２つのしきい値エラーがカウントされる場合、少なくとも１つのビット・エラーがカウントされるとしても良く、第２ビット・エラーは、シンボルのビット・エンコード方式がわからなければ、通常、カウントされないとしても良い。１つの実施形態では、ビット・エンコード方式がわかっている状態で、チャンネルを設定しても良い。シンボル・エラー・レートは、エラーで受けたシンボルの個数を、送信されたシンボルの個数で割り算することによって計算しても良い。ビット・エラー・レートは、エラーで受けたビットの個数を、送信されたビットの個数で割り算することによって計算しても良い。ＰＡＭ４の例を続けると、もし先の第１チャンネルでカウントされた１つ以外にエラーがなければ、この試験のシンボル・エラー・レートは、１／８とすることができ、ビット・エラー・レートは、１／１６とすることができる。

１つの実施形態では、この方法は、第２電圧しきい値と、Ｍ個のバイナリ基準シーケンスの中の第２バイナリ基準シーケンスとを用いて、装置の第１チャンネルを設定する処理を更に含んでいても良い。１つの実施形態では、この方法は、デジタル試験シーケンスを少なくとも第１チャンネルに伝達することによって、第２試験を第２時点で開始する処理を更に含んでいても良い。１つの実施形態では、この方法は、第１チャンネルで、第２受信振幅を受ける処理を更に含んでいても良い。１つの実施形態では、第１チャンネルは、被試験信号を第１電圧しきい値と比較するのに使用でき、続いて被試験信号を再度受けて、第１チャンネルは、被試験信号を第２電圧しきい値と比較するのに再度使用できる。１つの実施形態では、もしランダム・ノイズが存在するなら、第１チャンネルが受ける被試験信号は、これら２回の間にわずかに変動することがあり、これら２回で測定されたしきい値エラーは、完全には相関しないかもしれない。

１つの実施形態では、この方法は、第２サンプル時点において第１チャンネルによって、第２受信レベルを転換する（ｒｅｓｏｌｖｅ）処理を更に含んでいても良く、このとき、第１チャンネルは、第２しきい値より第２受信振幅が大きい場合には、第２受信レベルを第１バイナリ値として転換し、第２しきい値より第２受信振幅が小さい場合には、第２受信レベルを第２バイナリ値として転換する。１つの実施形態では、この方法は、もし第２受信振幅の第２受信レベルが、第２バイナリ基準シーケンスの第２対応ディジットと合致しなければ、しきい値エラーをカウントする処理を更に含んでいても良く、このとき、第２対応ディジットは、マッピングによって定義される。ＰＡＭ４の例では、第１チャンネルは、第２試験に先立って、第２電圧しきい値（例えば、０Ｖ）と、第２バイナリ基準シーケンス（例えば、「００００１１１１」）とを用いて設定でき、もし第１チャンネルが被試験信号を「０１００１１１１」として転換すれば、しきい値エラーがカウントされても良い。１つの実施形態では、更に、シンボル・エラー及びビット・エラーを、適宜、カウントしても良い。

１つの実施形態では、この方法は、第２電圧しきい値と、Ｍ個のバイナリ基準シーケンスの中の第２バイナリ基準シーケンスとを用いて、第２エラー検出チャンネルを設定する処理を更に含んでいても良い。１つの実施形態では、この方法は、被試験信号を受けるように、第２チャンネルを伝達可能に結合する処理を更に含んでいても良い。１つの実施形態では、この方法は、第１開始時点で、デジタル試験シーケンスを第２チャンネルへ伝達する処理を更に含んでいても良い。１つの実施形態では、この方法は、第２チャンネルで、第１受信振幅を受ける処理を更に含んでいても良い。１つの実施形態では、第１チャンネルは、被試験信号を第１電圧しきい値と比較するのに使用されても良く、（同じ又は異なる装置の）第２チャンネルは、被試験信号を第２電圧しきい値と比較するのに同時に使用されても良い。

１つの実施形態では、この方法は、第１サンプル時点において第２チャンネルにより、第２受信レベルを転換する（ｒｅｓｏｌｖｅ）処理を更に含んでいても良く、このとき、第２チャンネルは、第１受信振幅が第２しきい値より大きければ、第２受信レベルを第１バイナリ値として転換（ｒｅｓｏｌｖｅ）し、第１受信振幅が第２しきい値より小さければ、第２バイナリ値として転換する。１つの実施形態では、この方法は、もし第１受信振幅の第２受信レベルが、第２バイナリ基準シーケンスの第２対応ディジットと合致しない場合には、しきい値エラーをカウントする処理を更に含んでいても良く、このとき、第２対応ディジットは、マッピングによって定義される。ＰＡＭ４の例では、第２チャンネルは、第２電圧しきい値（例えば、０Ｖ）と第２バイナリ基準シーケンス（例えば、「００００１１１１」）とで設定され、もし第２チャンネルが被試験信号を「０１００１１１１」として転換すれば、しきい値エラーがカウントされても良い。１つの実施形態では、更に、シンボル・エラー及びビット・エラーを、適宜、カウントしても良い。

１つの実施形態では、この方法は、しきい値エラーがカウントされた場合に、第１受信レベルのパルス・カウント、第１サンプル時点、第１電圧しきい値、第１受信振幅及び第１受信レベルの中の少なくとも１つについて、ログを取る（ｌｏｇ：記録を付ける）処理を更に含んでいても良い。先のＰＡＭ４の例では、第１チャンネルに対して設定された第１バイナリ基準シーケンスが「００１１１１１１」である場合に、もし第１チャンネルが、第１電圧しきい値（例えば、−５Ｖ）を用いて、被試験信号を「００１１０１１１」として転換（ｒｅｓｏｌｖｅ）したら、受信したエラーのパルス・カウント（例えば、５）のログを取っても良いし、第５パルスのサンプル時点のログを取っても良いし、その電圧しきい値（例えば、−５Ｖ）のログを取っても良いし、受信振幅（例えば、−７．５Ｖ）のログを取っても良いし、受信レベル（例えば、０）のログを取っても良い。

１つの実施形態では、この方法は、新しいサンプル時点及び新しい電圧しきい値の中の少なくとも１つを選択する処理と、第１サンプル時点を新しいサンプル時点に置き換えるか、第１電圧しきい値を新しい電圧しきい値に置き換えるかの少なくとも１つを行って、設定する処理、開始する処理、受ける処理、転換する処理及びカウントする処理のステップを繰り返す処理と、そして、第１電圧しきい値及び新しい電圧しきい値を含む電圧しきい値軸か、第１サンプル時点及び新しいサンプル時点を含む位相遅延軸の少なくとも１つの上にエラー・レートをプロットする処理とを更に含んでいても良い。１つの実施形態では、しきい値電圧及びサンプル時点（つまり、位相）の両方は、しきい値電圧及び位相の両方の関数としてシンボル・エラー・レート又はビット・エラー・レートの輪郭（ｃｏｎｔｏｕｒ）プロットを形成するために、変化させても良い。

１つの実施形態では、この方法は、しきい値エラーがカウントされ、Ｐ番目の受信振幅に関するシンボル・エラーがまだカウントされていない場合には、Ｐ番目の受信振幅のシンボル・エラーをカウントする処理を更に含んでいても良い。先のＰＡＭ４の例では、第１チャンネルに対して設定された第１バイナリ基準シーケンスが「００１１１１１１」である場合に、もし第１チャンネルが、第１電圧しきい値を用いて、被試験信号を「００１１０１１１」として転換すれば、１つのしきい値エラーが記録されるとして良い。この例を続けると、第２チャンネルに対して設定された第２バイナリ基準シーケンスが「００００１１１１」である場合に、もし第２チャンネルが、第２電圧しきい値を用いて、被試験信号を「０００００１１１」として転換しても、もう１つのしきい値エラーは、記録されないとしても良い。この例では、５番目の受信振幅が第１チャンネルにしきい値エラーを発生させた場合には、シンボル・エラーがカウントされるが、５番目の受信振幅が第２チャンネルにしきい値エラーを発生させた場合には、もう１つのシンボル・エラーはカウントされないとしても良い。

１つの実施形態では、この方法は、ビット・エラーの総数をデジタル試験シーケンスの中のビットの総数で割り算することによるビット・エラー・レートか、シンボル・エラーの総数をデジタル試験シーケンスの中のシンボルの総数で割り算することによるシンボル・エラー・レートかのいずれかを計算する処理を更に含んでいても良い。

１つの実施形態では、この方法は、Ｍ個のバイナリ基準シーケンスの中のＰ番目ディジットをＭ個のバイナリ基準シーケンスの中の（Ｐ−１）番目ディジットと比較することか、Ｍ個のバイナリ基準シーケンスの中のＰ番目ディジットをＭ個のバイナリ基準シーケンスの中の（Ｐ＋１）番目ディジットと比較することか、エラーを発生したＰ番目シンボルを特定するもの（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）か、エラーを発生したＰ番目サンプル時点かの少なくとも１つに基いて、Ｐ番目受信振幅によって発生したしきい値エラーを分類する処理を更に含んでいても良い。ＰＡＭ４の例では、もししきい値エラーが５番目受信振幅に関してカウントされたら、そのしきい値エラーは、Ｍ個のバイナリ基準シーケンスの中の４番目対５番目又は５番目対６番目ディジットの比較に基づいて分類されても良い。例えば、もしＭ個のバイナリ基準シーケンスの全てが、異なる４番目及び５番目ディジットを有しているなら、被試験信号の４番目及び５番目振幅の間には大きな遷移があるということであり、大きな遷移は、しきい値エラーの影響をより受けやすいであろう。この例では、ユーザは、しきい値エラーの前又は後の振幅遷移の大きさ、Ｐ番目（第Ｐ）シンボル（例えば、５番目）を特定するもの（Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）又は５番目サンプルのサンプル時点に基いて、しきい値エラーを分類したいのかもしれない。

１つの実施形態では、この方法は、第１バイナリ基準シーケンスの第１対応ディジットを、デジタル試験シーケンスのオリジナルのシンボルに逆マッピングする処理を更に含んでいても良い。ＰＡＭ８の例では、逆マッピングは、例えば、第１バイナリ基準シーケンス（例えば、「０１１１１１１００１１１１１１１１１１１１１１１」）の５番目（第５）ディジットを、デジタル試験シーケンス（例えば、「０２４６１３５７」）のオリジナルのシンボルにマッピングしても良い。１つの実施形態では、マッピングと逆マッピングとが、同一の場合がある。１つの実施形態では、逆マッピングは、ロジック、アルゴリズム、ソフトウェア・プログラム、マクロ、種々の選択肢、テーブル、リスト、又は、他の逆マッピングを記述する記号を使った（ｓｙｍｂｏｌｉｃ：シンボリックな）手段であっても良い。１つの実施形態では、逆マッピングは、リストでも良く、このとき、バイナリ基準シーケンスの各ディジットに関して、デジタル試験シーケンス中のそのオリジナル・シンボルの順序位置を示す対応するディジットがある。ＰＡＭ８の例では、第１バイナリ基準シーケンスに関する逆マッピングは、例えば、「１２３４４３２１１３２４５６７８８７６５５７６８」としても良い。ＰＡＭ８の例では、バイナリ基準シーケンスに関する代替の逆マッピングを、例えば、「１２３４４３２１１３２４」としても良いが、ただし、これは、このパターンが全てのバイナリ基準シーケンスに適用され、周期的に繰り返されるという了解の下である。１つの実施形態では、マッピング及び逆マッピングが、被試験信号の前方誤り訂正（ＦＥＣ：ｆｏｒｗａｒｄ ｅｒｒｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）手法を構成する。ＰＡＭ８の例では、４シンボル・ワードのそれぞれが、３回変調され、この点で、伝送エラーを補正するための冗長性を採用する前方誤り訂正手法であろう。

１つの実施形態では、この方法は、Ｐ番目受信振幅によって生成されるしきい値エラーを、前方誤り訂正手法がそのエラーを補正できるか否かに基いて分類する処理を更に含んでいても良い。ＰＡＭ８の例では、第１バイナリ基準シーケンスが「０１１１１１１００１１１１１１１１１１１１１１１」である場合に、もし第１チャンネルが、例えば、「０１１１０１１００１１１１１１１１１１１１１１１」を受けたなら、そのしきい値エラーは、他の２つの正しい伝送のシンボル（例えば、６）をそのエラーの補正に利用できるので、補正される又は補正可能として分類されても良い。

エラー検出器装置は、開示された方法を実現するのに利用できる。１つの実施形態では、マルチレベル被試験信号のしきい値エラーを検出するエラー検出器装置が、被試験信号の受信振幅を受ける少なくとも１つの入力部と、少なくとも３つの電圧レンジを定める少なくとも２つの電圧しきい値を記憶する入力部のしきい値ユニットと、一意的な（ｕｎｉｑｕｅ：ユニークな、特異な）シンボルをこれら電圧レンジのそれぞれと関連づけるシンボル・ユニットと、複数シンボルのシーケンスを含む基準試験シーケンスを記憶する基準ユニットと、サンプル時点で受信振幅を電圧しきい値と比較し、受信振幅を受信シンボルに転換する転換ユニット（このとき、受信シンボルは、受信振幅の電圧レンジと関連する一意的なシンボル）と、受信シンボルを基準試験シーケンスの対応するシンボルと比較し、もし受信シンボルが対応するシンボルと合致しなかったらシンボル・エラーをカウントする比較ユニットとを含んでいる。

１つの実施形態では、マルチレベル被試験信号のしきい値エラーを検出するエラー検出器装置が、被試験信号の受信振幅をサンプルする少なくとも１つの入力チャンネルと、２つ以上の電圧しきい値を記憶するしきい値ユニットと、バイナリ基準シーケンスを電圧しきい値のそれぞれと関連づける基準ユニットと、サンプル時点で受信振幅を複数の電圧しきい値のそれぞれとビット比較し、ビット比較結果を各電圧しきい値と関連づける転換ユニットと、電圧しきい値それぞれのビット比較結果を関連するバイナリ基準シーケンスの対応するビットと比較し、もしビット比較結果が関連するバイナリ基準シーケンスの対応するビットと合致しなければ、エラーをカウントする比較ユニットとを含んでいる。

１つの実施形態では、２つ以上のしきい値を受信振幅と同時に比較又はビット比較できるように、装置のセンサ、ＡＤＣ、デマルチプレクサ、記憶装置及び分析を同時に動作させるようにしても良い。１つの実施形態では、２つ以上のしきい値を受信振幅と同時に比較又はビット比較できるように、１つのクロック入力信号を共用する（ｓｈａｒｅ：シェアする）ようにしても良い。１つの実施形態では、２つ以上のしきい値を受信振幅と同時に比較又はビット比較できるように、単一の入力信号を共用する（ｓｈａｒｅ：シェアする）ようにしても良い。１つの実施形態では、装置のメモリが、逆マッピングを記憶するようにしても良く、このとき、逆マッピングは、受信シンボルに対応する基準試験シーケンスのシンボルを示す。１つの実施形態では、装置が、Ｐ番目（第Ｐ）受信振幅によって発生したシンボル・エラー又はしきい値エラーを、被試験信号の前方誤り訂正手法（ｓｃｈｅｍｅ：スキーム）で補正できるか否か判断するよう構成されたエラー補正ユニットを更に含んでいても良い。

本発明の範囲は、本願で開示された実施形態に限定されない。例えば、上述の開示は、請求項の保護の範囲を限定するように構成されているものでは決してないし、また、説明した実施形態の発明の観点が開示された特定の方法及び装置に限定されることを暗示するように構成されているものでも決してない。更には、当業者であれば理解されるように、本願で開示される発明の観点の多くは、本願で開示された実施形態に含まれていない試験及び測定技術を用いて、応用できる。多くの場合、本願で説明された実施の位置（つまり、機能的な要素）は、単に設計者の好みに過ぎず、ハードの要求事項ではない。従って、明確に限定される場合を除いて、請求項の保護の範囲が、上述の特定の実施形態に限定されることは意図されていない。更に、この開示で使われているように、接続詞「又は」は、全てを含むか又は排他的である。

Claims (15)

1. エラー検出器装置を用いてマルチレベル被試験信号のしきい値エラーを検出する方法であって、
   デジタル試験シーケンスをＭ個のバイナリ基準シーケンスにマッピングする処理（ここで、Ｍは１より大きい整数であり、マッピングはロスレスである）と、
   被試験信号を受けるように上記装置の第１エラー検出チャンネルを伝達可能に結合する処理と、
   第１電圧しきい値及び上記Ｍ個のバイナリ基準シーケンスの中の第１バイナリ基準シーケンスを用いて上記第１チャンネルを設定する処理と、
   上記被試験信号を少なくとも上記第１チャンネルに伝達することによって、第１開始時点で第１試験を開始する処理と、
   上記第１エラー検出チャンネルによって、上記被試験信号の第１受信振幅を受ける処理と、
   第１サンプル時点において、上記第１エラー検出チャンネルによって、第１受信レベルを転換する処理であって、上記第１チャンネルが、上記第１受信振幅が上記第１しきい値より大きい場合に、上記第１受信レベルを第１バイナリ値として転換し、上記第１受信振幅が上記第１しきい値より小さい場合に、上記第１受信レベルを第２バイナリ値として転換する処理と、
   もし上記第１受信振幅の上記第１受信レベルが、上記第１バイナリ基準シーケンスの第１対応ディジット（上記第１対応ディジットは、上記マッピングで定められる）と合致しないなら上記しきい値エラーをカウントする処理と、
   第２電圧しきい値及び上記Ｍ個のバイナリ基準シーケンスの中の第２バイナリ基準シーケンスを用いて上記装置の上記第１エラー検出チャンネルを設定する処理と、
   上記デジタル試験シーケンスを少なくとも上記第１エラー検出チャンネルに伝達することによって、第２開始時点で第２試験を開始する処理と、
   上記被試験信号の第２受信振幅を上記第１チャンネルで受ける処理と、
   第２サンプル時点において、上記第１チャンネルによって、第２受信レベルを転換する処理であって、上記第１チャンネルが、上記第２受信振幅が上記第２しきい値より大きい場合に、上記第２受信レベルを第１バイナリ値として転換し、上記第２受信振幅が上記第２しきい値より小さい場合に、上記第２受信レベルを第２バイナリ値として転換する処理と、
   もし上記第２受信振幅の上記第２受信レベルが、上記第２バイナリ基準シーケンスの第２対応ディジット（上記第２対応ディジットは、上記マッピングで定められる）と合致しないなら上記しきい値エラーをカウントする処理と
   を具える方法。
2. エラー検出器装置を用いてマルチレベル被試験信号のしきい値エラーを検出する方法であって、
   デジタル試験シーケンスをＭ個のバイナリ基準シーケンスにマッピングする処理（ここで、Ｍは１より大きい整数であり、マッピングはロスレスである）と、
   被試験信号を受けるように上記装置の第１エラー検出チャンネルを伝達可能に結合する処理と、
   第１電圧しきい値及び上記Ｍ個のバイナリ基準シーケンスの中の第１バイナリ基準シーケンスを用いて上記第１エラー検出チャンネルを設定する処理と、
   上記被試験信号を少なくとも上記第１エラー検出チャンネルに伝達することによって、第１開始時点で第１試験を開始する処理と、
   上記第１チャンネルによって、上記被試験信号の第１受信振幅を受ける処理と、
   第１サンプル時点において、上記第１チャンネルによって、第１受信レベルを転換する処理であって、上記第１チャンネルが、上記第１受信振幅が上記第１しきい値より大きい場合に、上記第１受信レベルを第１バイナリ値として転換し、上記第１受信振幅が上記第１しきい値より小さい場合に、上記第１受信レベルを第２バイナリ値として転換する処理と、
   もし上記第１受信振幅の上記第１受信レベルが、上記第１バイナリ基準シーケンスの第１対応ディジット（上記第１対応ディジットは、上記マッピングで定められる）と合致しないなら上記しきい値エラーをカウントする処理と、
   被試験信号を受けるように第２エラー検出チャンネルを伝達可能に結合する処理と、
   第２電圧しきい値及び上記Ｍ個のバイナリ基準シーケンスの中の第２バイナリ基準シーケンスを用いて上記第２エラー検出チャンネルを設定する処理と、
   上記第１開始時点で、上記被試験信号を上記第２チャンネルへ伝達する処理と、
   上記第２エラー検出チャンネルによって、上記第１受信振幅を受ける処理と、
   第１サンプル時点において、上記第２エラー検出チャンネルによって、第２受信レベルを転換する処理であって、上記第２チャンネルが、上記第２受信レベルを、上記第１受信振幅が上記第２しきい値より大きい場合に、上記第１バイナリ値として転換し、上記第１受信振幅が上記第２しきい値より小さい場合に、上記第２バイナリ値として転換する処理と、
   もし上記第１受信振幅の上記第２受信レベルが、上記第２バイナリ基準シーケンスの第２対応ディジット（上記第２対応ディジットは、上記マッピングで定められる）と合致しないなら上記しきい値エラーをカウントする処理と
   を具える方法。
3. 上記第１電圧しきい値を用いて、上記装置の上記第１エラー検出チャンネルを設定する処理が、上記第１チャンネルの初期しきい値を維持する処理、上記第１チャンネルの設定可能なしきい値を設定する処理及び上記第１チャンネルに電圧オフセットを加える処理のいずれかを具える請求項１又は２又は５の方法。
4. 上記しきい値エラーがカウントされた場合に、上記第１受信レベルのパルス・カウント、上記第１サンプル時点、上記第１電圧しきい値、上記第１受信振幅及び上記第１受信レベルの中の少なくとも１つについてログを取る処理を更に具える請求項１又は２又は５の方法。
5. エラー検出器装置を用いてマルチレベル被試験信号のしきい値エラーを検出する方法であって、
   デジタル試験シーケンスをＭ個のバイナリ基準シーケンスにマッピングする処理（ここで、Ｍは１より大きい整数であり、マッピングはロスレスである）と、
   被試験信号を受けるように上記装置の第１エラー検出チャンネルを伝達可能に結合する処理と、
   第１電圧しきい値及び上記Ｍ個のバイナリ基準シーケンスの中の第１バイナリ基準シーケンスを用いて上記第１エラー検出チャンネルを設定する処理と、
   上記被試験信号を少なくとも上記第１チャンネルに伝達することによって、第１開始時点で第１試験を開始する処理と、
   上記第１エラー検出チャンネルによって、第１受信振幅を受ける処理と、
   第１サンプル時点において、上記第１エラー検出チャンネルによって、第１受信レベルを転換する処理であって、上記第１エラー検出チャンネルが、上記第１受信振幅が上記第１しきい値より大きい場合に、上記第１受信レベルを第１バイナリ値として転換し、上記第１受信振幅が上記第１しきい値より小さい場合に、上記第１受信レベルを第２バイナリ値として転換する処理と、
   もし上記第１受信振幅の上記第１受信レベルが、上記第１バイナリ基準シーケンスの第１対応ディジット（上記第１対応ディジットは、上記マッピングで定められる）と合致しないなら上記しきい値エラーをカウントする処理と、
   新しいサンプル時点及び新しい電圧しきい値の中の少なくとも１つを選択する処理と、
   第１サンプル時点を新しいサンプル時点に置き換えるか、第１電圧しきい値を新しい電圧しきい値に置き換えるかの少なくとも１つを行って、設定する処理、開始する処理、受ける処理、転換する処理及びカウントする処理のステップを繰り返す処理と、
   第１電圧しきい値及び新しい電圧しきい値を含む電圧しきい値軸か、第１サンプル時点及び新しいサンプル時点を含む位相遅延軸の少なくとも１つの上にエラー・レートをプロットする処理と
   を具える方法。
6. 上記マルチレベル信号には、振幅が変化する複数パルスを含む連続時間信号があり、このとき、パルス振幅は、上記パルス振幅がアルファしきい値及びベータしきい値の両方より小さい場合には第１デジタル・シンボルを表し、上記パルス振幅が上記アルファしきい値よりは小さいが、上記ベータしきい値よりは大きい場合には第２デジタル・シンボルを表し、上記パルス振幅がアルファしきい値及びベータしきい値の両方より大きい場合には第３デジタル・シンボルを表す請求項１又は２又は５の方法。
7. 上記しきい値エラーがカウントされて、第Ｐ受信振幅に関するシンボル・エラーがまだカウントされていない場合に、上記第Ｐ受信振幅のシンボル・エラーをカウントする処理を更に具える請求項１又は２又は５の方法。
8. ビット・エラーの総数を上記デジタル試験シーケンスのビットの総数で割り算することによるビット・エラー・レート及びシンボル・エラーの総数を上記デジタル試験シーケンスのシンボルの総数で割り算することによるシンボル・エラー・レートのいずれかを計算する処理を更に具える請求項１又は２又は５の方法。
9. 第Ｐ受信振幅によって発生した上記しきい値エラーを、上記Ｍ個のバイナリ基準シーケンスの中の第Ｐディジットと上記Ｍ個のバイナリ基準シーケンスの中の第（Ｐ−１）ディジットとの比較と、上記Ｍ個のバイナリ基準シーケンスの中の第Ｐディジットと上記Ｍ個のバイナリ基準シーケンスの中の第（Ｐ＋１）ディジットとの比較と、上記しきい値エラーを発生させた第Ｐシンボルを特定するものと、上記しきい値エラーが発生した第Ｐサンプル時点との中の少なくとも１つに基いて分類する処理を更に具える請求項１又は２又は５の方法。
10. 上記第１バイナリ基準シーケンスの上記第１対応ディジットを、上記デジタル試験シーケンスのオリジナルのシンボルへと逆マッピングする処理を更に具える請求項１又は２又は５の方法。
11. マッピングする処理及び逆マッピングする処理のステップが、上記被試験信号の前方誤り訂正手法を構成する請求項１０の方法。
12. 上記前方誤り訂正手法が上記しきい値エラーを補正できるか否かに基いて、第Ｐ受信振幅によって発生した上記しきい値エラーを分類する処理を更に具える請求項１１の方法。
13. 被試験信号の第１及び第２受信振幅を受ける少なくとも１つの入力部と、
    少なくとも３つの電圧レンジを定める少なくとも２つの電圧しきい値を記憶する上記入力部のしきい値ユニットと、
    一意的なシンボルを上記電圧レンジのそれぞれと関連づけるシンボル・ユニットと、
    複数シンボルのシーケンスを含む基準試験シーケンスを記憶する基準ユニットと、
    サンプル時点で上記第１受信振幅を上記電圧しきい値と比較し、上記第１受信振幅を第１受信シンボル（上記第１受信シンボルは、上記第１受信振幅の上記電圧レンジと関連する上記一意的なシンボル）に転換する転換ユニットであって、
    上記サンプル時点で上記第２受信振幅を上記電圧しきい値と比較し、上記第２受信振幅を第２受信シンボル（上記第２受信シンボルは、上記第２受信振幅の上記電圧レンジと関連する上記一意的なシンボル）に転換する上記転換ユニットと、
    上記第１受信シンボルを上記基準試験シーケンスの対応するシンボルと比較し、もし上記第１受信シンボルが上記対応するシンボルと合致しなかったらシンボル・エラーをカウントする比較ユニットであって、
    上記第２受信シンボルを上記基準試験シーケンスの対応するシンボルと比較し、もし上記第２受信シンボルが上記対応するシンボルと合致しなかったらシンボル・エラーをカウントする上記比較ユニットと
    を具えるエラー検出器装置。
14. 被試験信号の第１及び第２受信振幅をサンプルする少なくとも１つの入力部と、
    ２つの電圧しきい値を記憶するしきい値ユニットと、
    関連するバイナリ基準シーケンスを上記電圧しきい値のそれぞれと関連づける基準ユニットと、
    サンプル時点で上記第１受信振幅を上記電圧しきい値のそれぞれとビット比較し、ビット比較結果を上記電圧しきい値のそれぞれと関連づける転換ユニットであって、
    上記サンプル時点で上記第２受信振幅を上記電圧しきい値のそれぞれとビット比較し、ビット比較結果を上記電圧しきい値のそれぞれと関連づける上記転換ユニットと、
    上記電圧しきい値それぞれの上記ビット比較結果を上記関連するバイナリ基準シーケンスの対応するビットと比較し、もしビット比較結果が上記関連するバイナリ基準シーケンスの上記対応するビットと合致しなければ、エラーをカウントする比較ユニットと
    を具えるエラー検出器装置。
15. 第Ｐ受信振幅によって発生した上記しきい値エラーを、上記被試験信号の前方誤り訂正手法によって補正できるか否か判断するよう構成されるエラー補正ユニットを更に具える請求項１３又は１４の装置。

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