JP2021057813A - Emphasis addition device, emphasis addition method, and error rate measuring apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被試験対象物に試験用信号として入力するパルスパターンにエンファシスを付加するエンファシス付加装置、エンファシス付加方法及び誤り率測定装置に関する。 The present invention relates to an emfasis addition device, an emfasis addition method, and an error rate measuring device that add emfasis to a pulse pattern input to a test object as a test signal.
被試験対象物の波形品質の劣化を試験する場合には、例えば図１９に示すような測定系が一般的に用いられる。この測定系では、被試験対象物５１の入力側に信号発生装置５０を接続し、被試験対象物５１の出力側に誤り率測定装置５２を接続した状態で、信号発生装置５０から所定パターンの試験用信号を被試験対象物５１に入力し、この試験用信号の入力に伴って被試験対象物５１から出力される信号を誤り率測定装置５２で受信する。そして、誤り率測定装置５２において、受信信号と被試験対象物５１に入力した試験用信号とを比較し、ビット誤り率を測定したり、アイパターンを測定して被試験対象物５１の各種試験を行っている。
When testing the deterioration of the waveform quality of the object to be tested, for example, the measurement system shown in FIG. 19 is generally used. In this measurement system, the
上述した性能試験においては、被試験対象物５１側での試験用信号（パルスパターン）の受信品質改善のために、両者を接続する伝送路（ケーブル）における信号の減衰を補うためのエンファシス（emphasis）を付加することも知られている。
In the performance test described above, in order to improve the reception quality of the test signal (pulse pattern) on the
周知のように、エンファシスの各タップの重みは、理論上、ＦＩＲフィルタの係数と同じである。このため、図１９の上段部分にその流れを示す各タップの重み調整処理においては、上段左側部分の特性図中、伝送路の理想的なロスカーブＣ１の逆特性Ｃ２となるＦＩＲフィルタの係数を計算すれば、各タップの重み（同図上段中央部分参照）が求められることになる。その後は、同図上段右側部分に示すように、求めた各タップの重みから所定の間隔（ｔ１＋ｔ２）に相当する部分をタップ数に合わせて間引く処理を行い、エンファシスの各タップの係数を調整するようにしている。 As is well known, the weight of each tap of emphasis is theoretically the same as the coefficient of the FIR filter. Therefore, in the weight adjustment process of each tap whose flow is shown in the upper portion of FIG. 19, the coefficient of the FIR filter which is the inverse characteristic C2 of the ideal loss curve C1 of the transmission line is calculated in the characteristic diagram of the upper left portion. Then, the weight of each tap (see the central part in the upper part of the figure) can be calculated. After that, as shown in the upper right part of the figure, the portion corresponding to the predetermined interval (t1 + t2) is thinned out from the obtained weight of each tap according to the number of taps, and the coefficient of each tap of the enhancement is adjusted. I am trying to do it.
このようなタップの重み調整方法を採用した従来のエンファシス付加装置としては、波形の繰り返し周期内で予め決められた箇所のタップにカーソルが配置されているプリエンファシス波形イメージを含む設定画面を表示し、操作部で何れかのカーソルをドラッグして上下方向に移動することでそのカーソルのタップの振幅量を予め決められた可変可能範囲で可変可能にするものが知られている（例えば、特許文献１参照）。 As a conventional emphasis addition device that employs such a tap weight adjustment method, a setting screen including a pre-emphasis waveform image in which a cursor is placed on a tap at a predetermined position within a waveform repetition cycle is displayed. , It is known that the amplitude amount of the tap of the cursor can be made variable within a predetermined variable range by dragging any cursor on the operation unit and moving it in the vertical direction (for example, Patent Document). 1).
しかしながら、上述した方法で各タップの重みを求める方法では、被試験対象物５１が誤り率測定装置５２に出力する信号について最適なアイ（Ｅｙｅ）開口を得ることができない場合があった。その要因としては次の３つが考えられている。
However, in the method of obtaining the weight of each tap by the method described above, there is a case where the optimum eye opening cannot be obtained for the signal output by the
１つ目の要因としては、伝送路のロスの誤差が挙げられる。図１９の上段左側部分の特性図に示す理想的とされる伝送路のロスカーブＣ１は、現実には、同図に符号Ｃ３で示すようにうねりを生じたロスカーブとなる。この現実のロスカーブＣ３でのうねりによって伝送路のロスの誤差がもたらされると、最適なアイ開口を得ることが困難になる。そもそも、このような誤差は全て測定できるわけでもない。 The first factor is the error of the loss of the transmission line. The ideal loss curve C1 of the transmission line shown in the characteristic diagram of the upper left portion of FIG. 19 is actually a loss curve having undulations as shown by reference numeral C3 in the same figure. If the swell in the actual loss curve C3 causes an error in the loss of the transmission line, it becomes difficult to obtain the optimum eye opening. In the first place, not all such errors can be measured.
２つ目の要因としては、図１９の上段右側部分に示す間引き処理による情報の欠落が挙げられる。同図に示す間引き対象の区間を形成する間隔ｔ１、ｔ２は無限に小さくすることができないため、誤差が生じることになる。さらに３つ目の要因としては、伝送路特性以外の要因、例えば、他の信号ラインからの不要な信号の混入、いわゆるクロストークの発生などが挙げられる。 The second factor is the lack of information due to the thinning process shown in the upper right part of FIG. Since the intervals t1 and t2 that form the section to be thinned out shown in the figure cannot be made infinitely small, an error will occur. A third factor is a factor other than the transmission line characteristics, for example, the mixing of unnecessary signals from other signal lines, that is, the occurrence of so-called crosstalk.
上述した３つの要因を含む種々要因を勘案して、従来一般的なエンファシス付加処理においては、最適なアイ開口となるように、カット＆トライで各タップの重みを調整するようにしていた。この調整のための作業は煩雑であり、しかも、調整者によっては調整結果に差異／ばらつきが発生しまい、最適なアイ開口に追い込むことは非常に困難であった。 In consideration of various factors including the above-mentioned three factors, in the conventional general enhancement addition process, the weight of each tap is adjusted by cut and try so as to obtain the optimum eye opening. The work for this adjustment is complicated, and the adjustment result varies / varies depending on the adjuster, and it is very difficult to drive to the optimum eye opening.
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、煩雑な作業を必要とせず、最適なアイ開口に追い込むためのエンファシスの各タップのパラメータを正確かつ迅速に設定することができるエンファシス付加装置、エンファシス付加方法及び誤り率測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and the parameters of each tap of the enhancement for driving to the optimum eye opening are set accurately and quickly without requiring complicated work. It is an object of the present invention to provide an enhancement addition device, an enhancement addition method, and an error rate measuring device that can be used.
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係るエンファシス付加装置は、伝送路（２７）を介して被試験対象物（Ｗ）に試験用信号として送出するパルスパターンに対し、エンファシス付加対象ビットごとに前記伝送路での信号の減衰を補償するためのエンファシスを付加するエンファシス波形成形部（２３、２３Ａ）と、前記エンファシス付加後の前記パルスパターンの測定結果に基づき、前記信号の減衰がないときの前記パルスパターンの波形との相関を指標とするコスト関数と、確率的勾配降下法と、を用いて、前記エンファシス付加対象ビットにそれぞれ対応する前記エンファシスの各タップのパラメータの値を自動で算出し、該算出した前記各タップのパラメータの値に基づいて前記エンファシスのレベルを調整するエンファシス調整制御部（７ｃ、７ｃ１）と、を有する構成である。
In order to solve the above problems, the emphasis addition device according to
この構成により、本発明の請求項１に係るエンファシス付加装置では、エンファシスの各タップのパラメータの値を算出し、該各タップのパラメータの値に基づいてエンファシスのレベルの調整を自動で行うことができ、各タップの重み調整のための煩雑な作業を必要とせず、最適なアイ開口に追い込むためのエンファシスの各タップのパラメータを正確かつ迅速に設定することができる。
With this configuration, in the enhancement addition device according to
本発明の請求項２に係るエンファシス付加装置では、前記エンファシス調整制御部は、前記各タップのパラメータごとに現在の値を一定のステップ幅（Δｈ）で上下それぞれの値に移動させたときの前記パルスパターンの測定結果に基づき、前記各タップのパラメータごとに、前記上の値と前記下の値の間（２×Δｈ）を移動したときの前記コスト関数の傾きをそれぞれ算出する傾き算出処理を行う傾き算出部（７ｄ１、７ｅ１）と、前記各タップのパラメータごとに、前記傾き算出部で算出した前記コスト関数の傾きから該コスト関数の傾きに学習率を乗算した値を減算することにより前記現在の値をそれぞれ更新する更新処理を行う更新処理部（７ｄ２、７ｅ２）と、前記パルスパターンの測定、前記傾き算出処理及び前記更新処理を複数回繰り返し実行させ、前記パルスパターンの測定結果が、設定された前記コスト関数に追従するように、前記各タップのパラメータを追い込む追い込み処理部（７ｄ３、７ｅ３）と、を有する構成である。
In the enhancement addition device according to
この構成により、本発明の請求項２に係るエンファシス付加装置では、傾き算出処理、更新処理、及び追い込み処理のアルゴリズムとして、パルスパターンの測定データをランダムに取り出す確率的勾配降下法を適用しているため、コンピュータによる当該アルゴリズムに基づく各処理の実施中、各タップの重み調整のため手動による作業介入の余地はなく、各タップのパラメータの設定についても人為的操作による差異、バラつきが生じることはなくなる。
With this configuration, in the enhancement addition device according to
本発明の請求項３に係るエンファシス付加装置では、前記エンファシス波形成形部は、前記パルスパターンの出力端子に、前記パルスパターンを測定するオシロスコープ（８）が接続され、前記エンファシス調整制御部は、前記傾き算出処理に係る前記パルスパターンの測定結果を前記オシロスコープから取得する構成としてもよい。
In the emphasic addition device according to
この構成により、本発明の請求項３に係るエンファシス付加装置では、エンファシス波形成形部にオシロスコープを接続したことにより、オシロスコープのような測定機能を内部に設ける必要がなく、簡単な構成で、各タップのパラメータの値を適切に自動調整することが可能になる。
With this configuration, in the emphasic addition device according to
本発明の請求項４に係るエンファシス付加装置では、前記エンファシス波形成形部は、前記パルスパターンを順次１ビットずつ遅延させて出力するｎ段の遅延回路（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）と、前記パルスパターンの前記各遅延回路で遅延されないビット、及び前記各遅延回路で遅延された各ビットを、前記各タップのパラメータの値にそれぞれ対応する利得で増幅して出力する（ｎ＋１）段の可変利得増幅器（２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ）と、前記各可変利得増幅器の出力を加算し、前記エンファシス付加後の前記パルスパターンとして出力する加算器（２６）と、を有する構成とすることもできる。
In the enhancement addition device according to
この構成により、本発明の請求項４に係るエンファシス付加装置では、エンファシス波形成形部はＦＩＲフィルタ（有限インパルス応答フィルタ，非巡回型フィルタ） 等のフィルタ構造を適用可能であり、簡略で、かつ確率的勾配降下法に基づく各タップのパラメータの追い込み処理にマッチしたエンファシス付加装置の構成を実現できる。
With this configuration, in the emphasis addition device according to
本発明の請求項５に係るエンファシス付加装置では、前記コスト関数は、前記信号の減衰がないときの前記パルスパターンのアイパターン（Ｅｐ）におけるアイアンプリチュード（Eye Amplitude）とアイハイト（Eye Hight）により定義される関数である構成としてもよい。
In the emphasis addition device according to
この構成により、本発明の請求項５に係るエンファシス付加装置では、エンファシス付加後のパルスパターンのアイパターンにおけるアイアンプリチュードとアイハイトの関係が、伝送路での信号の減衰がない理想とするパルスパターンの同関係に近くなるように各タップのパラメータの値を自動調整することができ、エンファシス波形調整後のパルスパターンを用いて伝送路での信号の減衰の影響が排除された正確な測定が行えるようになる。
With this configuration, in the emphasis addition device according to
本発明の請求項６に係るエンファシス付加装置では、前記コスト関数は、前記信号の減衰がないときの前記パルスパターンのアイパターンにおけるアイ開口部（Ｅｐ１、Ｅｐ１１、Ｅｐ１２、Ｅｐ１３）の面積によって定義される関数であってもよい。
In the emphasis addition device according to
この構成により、本発明の請求項６に係るエンファシス付加装置では、エンファシス調整後のパルスパターンのアイパターンにおけるアイ開口部の面積が、伝送路での信号の減衰がない理想とするパルスパターンのアイパターンにおけるアイ開口部の面積に近くなるように各タップのパラメータの値を自動調整することができ、エンファシス波形調整後のパルスパターンを用いて伝送路での信号の減衰の影響が排除された正確な測定が行えるようになる。
With this configuration, in the emphasis addition device according to
本発明の請求項７に係るエンファシス付加装置では、前記コスト関数は、前記信号の減衰がないときの前記パルスパターンの波形と、前記パルスパターンの測定波形との複数の補正ポイントごとの差分（Ａｄ）を合計した値が最小となるように定義された関数であってもよい。
In the emphasis addition device according to
この構成により、本発明の請求項７に係るエンファシス付加装置では、エンファシス調整後のパルスパターンの波形が、伝送路での信号の減衰がない理想とするパルスパターンの波形に近くなるように各タップのパラメータの値を自動調整することができ、エンファシス波形調整後のパルスパターンを用いる誤り率測定処理での上述した信号の減衰の影響を排除することができる。
With this configuration, in the enhancement addition device according to
また、上記課題を解決するために、本発明の請求項８に係る誤り率測定装置は、請求項１ないし請求項７に記載のエンファシス付加装置（２３、２３Ａ、７ｃ、７ｃ１）と、前記エンファシス波形成形部に入力する前記パルスパターンを発生するパターン発生部（２１、２１ａ、２１ｂ）と、を有するＰＰＧモジュール（２、２Ａ）と、前記エンファシスが付加された前記パルスパターンを受信した前記被試験対象物が被測定信号として送出するパルスパターンを受信し、該受信したパルスパターンの復号結果に基づいて当該パルスパターンのビットエラーを測定するビットエラー測定部（３４、３４Ａ）を有するＥＤモジュール（３）と、を備える構成を有している。 Further, in order to solve the above problems, the error rate measuring device according to the eighth aspect of the present invention includes the emphasic addition device (23, 23A, 7c, 7c1) according to the first to seventh aspects and the emphasis. The PPG module (2, 2A) having a pattern generating unit (21, 21a, 21b) for generating the pulse pattern to be input to the waveform forming unit, and the test to be tested receiving the pulse pattern to which the emphasizing is added. An ED module (3) having a bit error measuring unit (34, 34A) that receives a pulse pattern transmitted by an object as a signal to be measured and measures a bit error of the pulse pattern based on the decoding result of the received pulse pattern. ) And.
この構成により、本発明の請求項８に係る誤り率測定装置では、ＰＰＧモジュールにエンファシスを設定する際に、各タップの重み調整のための煩雑な作業を必要とせず、最適なアイ開口に追い込むためのエンファシスの各タップのパラメータを正確かつ迅速に設定することができる。
With this configuration, the error rate measuring device according to
また、上記課題を解決するために、本発明の請求項９に係るエンファシス付加方法は、伝送路（２７）を介して被試験対象物（Ｗ）に試験用信号として送出するパルスパターンに対し、エンファシス付加対象ビットごとに前記伝送路での信号の減衰を補償するためのエンファシスを付加するエンファシス付加方法であって、前記パルスパターンの前記信号の減衰がないときの波形との相関を指標とするコスト関数を設定するステップ（Ｓ１）と、前記エンファシス付加後の前記パルスパターンを測定する測定ステップ（Ｓ３）と、前記測定ステップによる前記パルスパターンの測定結果に基づき、前記コスト関数と、確率的勾配降下法と、を用いて、前記エンファシス付加対象ビットにそれぞれ対応する前記エンファシスの各タップのパラメータの値を自動で算出し、該算出した前記各タップのパラメータの値に基づいて前記エンファシスのレベルを調整するエンファシス調整制御ステップ（Ｓ４、Ｓ５）と、を含む構成である。 Further, in order to solve the above problems, the emphasis addition method according to claim 9 of the present invention relates to a pulse pattern transmitted as a test signal to the test object (W) via the transmission line (27). Emphasis addition A method of adding emphasis to compensate for signal attenuation in a transmission line for each target bit, and using the correlation of the pulse pattern with the waveform when the signal is not attenuated as an index. Based on the step (S1) for setting the cost function, the measurement step (S3) for measuring the pulse pattern after the addition of emphasis, and the measurement result of the pulse pattern by the measurement step, the cost function and the stochastic gradient Using the descent method, the value of the parameter of each tap of the emphasis corresponding to the bit to be added to the emphasis is automatically calculated, and the level of the emphasis is calculated based on the calculated value of the parameter of each tap. The configuration includes an emphasis adjustment control step (S4, S5) to be adjusted.
この構成により、本発明の請求項９に係るエンファシス付加方法では、エンファシスの各タップのパラメータの値を算出し、該各タップのパラメータの値に基づいてエンファシスのレベルの調整を自動で行うことができ、本方法をエンファシス付加装置に適用することで、各タップの重みを調整するための煩雑な作業を必要とせず、最適なアイ開口に追い込むためのエンファシスの各タップのパラメータを正確かつ迅速に設定することができるようになる。 With this configuration, in the enhancement addition method according to claim 9 of the present invention, the value of the parameter of each tap of the enhancement can be calculated, and the level of the enhancement can be automatically adjusted based on the value of the parameter of each tap. By applying this method to the Enfasis Addition Device, the parameters of each Tap of Enfasis to drive to the optimum eye opening can be accurately and quickly set without the need for complicated work to adjust the weight of each tap. You will be able to set it.
本発明の請求項１０に係るエンファシス付加方法では、前記エンファシス調整制御ステップは、前記各タップのパラメータごとに現在の値を一定のステップ幅（Δｈ）で上下それぞれの値に移動させたときの前記パルスパターンの測定結果に基づき、前記各タップのパラメータごとに、前記上の値と前記下の値の間（２×Δｈ）を移動したときの前記コスト関数の傾きをそれぞれ算出する傾き算出ステップ（Ｓ１３）と、前記各タップのパラメータごとに、前記傾き算出ステップで算出した前記コスト関数の傾きから該コスト関数の傾きに学習率を乗算した値を減算することにより前記現在の値をそれぞれ更新する更新ステップ（Ｓ１４）と、前記測定ステップ、前記傾き算出ステップ及び前記更新ステップを複数回繰り返し実行させ、前記パルスパターンの測定結果が、設定された前記コスト関数に追従するように、前記各タップのパラメータを追い込む追い込みステップ（Ｓ４、Ｓ１３〜Ｓ１６）と、を含んでいてもよい。 In the enhancement addition method according to claim 10 of the present invention, the enhancement adjustment control step is the above-mentioned when the current value is moved to the upper and lower values by a constant step width (Δh) for each parameter of the tap. Based on the measurement result of the pulse pattern, the slope calculation step (slope calculation step) for calculating the slope of the cost function when moving between the upper value and the lower value (2 × Δh) for each parameter of the tap. S13) and for each of the parameters of the tap, the current value is updated by subtracting the value obtained by multiplying the slope of the cost function by the learning rate from the slope of the cost function calculated in the slope calculation step. The update step (S14), the measurement step, the slope calculation step, and the update step are repeatedly executed a plurality of times, and the measurement result of the pulse pattern follows the set cost function of each tap. It may include a driving step (S4, S13 to S16) for driving a parameter.
この構成により、本発明の請求項１０に係るエンファシス付加方法では、傾き算出処理、更新処理、及び追い込み処理のアルゴリズムとして、パルスパターンの測定データをランダムに取り出す確率的勾配降下法を適用しているため、本方法をエンファシス付加装置に適用することで、コンピュータによる当該アルゴリズムに基づく各処理の実施中、各タップの重み調整のため手動のよる作業介入の余地はなく、各タップのパラメータの設定についても人為的操作による差異、バラつきが生じることはなくなる。 With this configuration, in the enforcement addition method according to claim 10 of the present invention, a stochastic gradient descent method for randomly extracting measurement data of a pulse pattern is applied as an algorithm for tilt calculation processing, update processing, and drive-in processing. Therefore, by applying this method to the Enfasis Addition Device, there is no room for manual work intervention to adjust the weight of each tap during each process based on the algorithm by the computer, and the parameter setting of each tap is performed. However, there will be no difference or variation due to artificial operation.
本発明は、煩雑な作業を必要とせず、最適なアイ開口に追い込むためのエンファシスの各タップのパラメータを正確かつ迅速に設定することができるエンファシス付加装置、エンファシス付加方法及び誤り率測定装置を提供することができる。 The present invention provides an enhancement addition device, an enhancement addition method, and an error rate measuring device that can accurately and quickly set the parameters of each tap of the enhancement for driving to the optimum eye opening without requiring complicated work. can do.
以下、本発明に係るエンファシス付加装置、エンファシス付加方法及び誤り率測定装置の実施形態について添付図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the Enfasis Addition Device, the Enfasis Addition Method, and the Error Rate Measuring Device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
本発明に係るエンファシス付加装置、及びエンファシス付加方法は、例えば、既知パターン（矩形波）の試験用信号（テスト信号）を伝送路経由で被試験対象物に送出し、このテスト信号が入力された被試験対象物が送信する信号を被測定信号として受信し、該被測定信号のビット誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）を被試験対象物に入力したテスト信号とのビット比較によって測定する誤り率測定装置（図１、図１２参照）、及びこれに含まれるパターン発生部としてのＰＰＧ（Pulse Pattern Generator）モジュールに適用可能である。 In the enhancement addition device and the enhancement addition method according to the present invention, for example, a test signal (test signal) of a known pattern (rectangular wave) is transmitted to an object to be tested via a transmission line, and this test signal is input. The error rate is measured by receiving the signal transmitted by the object to be tested as the signal to be measured and comparing the bit error rate (BER) of the signal to be measured with the test signal input to the object to be tested. It can be applied to a measuring device (see FIGS. 1 and 12) and a PPG (Pulse Pattern Generator) module as a pattern generator included therein.
このような誤り率測定装置、及びＰＰＧモジュールについては、被試験対象物に入力するテスト信号として、ＮＲＺ（Non Return to Zero）信号を扱うもの（図１参照）の他、例えば、ＰＡＭ（パルス振幅変調：Pulse-Amplitude Modulation）信号を扱うもの（図１２参照）であってもよい。 Regarding such an error rate measuring device and a PPG module, in addition to those that handle NRZ (Non Return to Zero) signals as test signals to be input to the object to be tested (see FIG. 1), for example, PAM (pulse amplitude). Modulation: It may handle a Pulse-Amplitude Modulation signal (see FIG. 12).
本発明に係るエンファシス付加装置、エンファシス付加方法は、例えば、誤り率測定装置のＰＰＧモジュールにより生成されて伝送路へ送出前のパルスパターンを入力し、該パルスパターンに対し、所定ビット数のエンファシス付加対象ビットごとに上記伝送路での信号の減衰を補償するためのエンファシスを付加することを前提とし、特に、エンファシスの各タップのパラメータの値を自動で算出して調整するエンファシス調整制御機能を有するものである。このエンファシス調整制御機能については、後で詳述するように、エンファシスの付加対象となるパルスパターンの理想とする波形、つまり、上記信号の減衰がないときの波形との相関を指標とするコスト関数を設定し、そのコスト関数と確率的勾配降下法を用いて、エンファシスの各タップのパラメータの値を、パルスパターンの測定波形がコスト関数に追従するように追い込む処理を行うことで実現している。 In the emphasis addition device and the emphasis addition method according to the present invention, for example, a pulse pattern generated by the PPG module of the error rate measuring device and before being transmitted to the transmission line is input, and an emphasis addition of a predetermined number of bits is added to the pulse pattern. It is premised that an emphasis is added for each target bit to compensate for signal attenuation in the transmission line, and in particular, it has an emphasis adjustment control function that automatically calculates and adjusts the value of the parameter of each tap of the emphasis. It is a thing. As will be described in detail later, this enhancement adjustment control function is a cost function using the correlation with the ideal waveform of the pulse pattern to be added to the enhancement, that is, the waveform when the signal is not attenuated as an index. Is set, and the value of the parameter of each tap of the enhancement is driven so that the measured waveform of the pulse pattern follows the cost function by using the cost function and the stochastic gradient descent method. ..
（第１の実施形態） (First Embodiment)
まず、本発明の第１の実施形態に係る誤り率測定装置１の構成について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る誤り率測定装置１は、ＰＰＧモジュール２、ＥＤ(Error Detector)モジュール３、操作部４、記憶部５、表示部６、制御部７を備えている。
First, the configuration of the error
ＰＰＧモジュール２は、被試験対象物（以下、被試験デバイスＷ）にテスト信号として例えばＮＲＺ信号を送信するものであり、図１に示すように、パターン発生部２１、エンファシス波形成形部２３を含んで構成される。ＰＰＧモジュール２は、テスト信号を例えばケーブルで構成された伝送路２７へ出力するためのデータ出力端子（Data Out）と、外部機器から信号を入力するための外部入力端子（Ext In）を有している。
The
パターン発生部２１は、予めユーザにより設定された測定パターンに基づくパルスパターン信号を発生する。パターン発生部２１は、例えば、所定周期の基準クロック（図４（ａ）参照）に同期して、矩形波である擬似ランダム信号（図４（ｂ）参照）を発生し、該擬似ランダム信号をエンファシス波形成形部２３に出力する。この擬似ランダム信号は、例えば、基準クロックの１クロックに対応する部分が１ビットに相当している。
The
エンファシス波形成形部２３は、パターン発生部２１が発生する擬似ランダム信号（パルスパターン：（図５（ａ）参照）を入力し、伝送路２７での信号の減衰を補償するためのエンファシスを付加した波形に成形する処理を行う。
The emphasis
エンファシス波形成形部２３は、例えば、図２に示すように、パターン発生部２１から入力するパルスパターンを順次１ビットずつ遅延させて出力するｎ段（この例では、３段）の遅延回路２４ａ、２４ｂ、２４ｃと、入力パルスパターン、及び遅延回路２４ａ、２４ｂ、２４ｃの各出力をそれぞれ取込み、増幅して出力するｎ＋１個（この例では、４個）の可変利得増幅器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄと、可変利得増幅器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの出力を加算する加算器２６と、を有している。エンファシス波形成形部２３としては、例えば、周知のＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタを用いることができる。
For example, as shown in FIG. 2, the enhancement
エンファシス波形成形部２３において、遅延回路２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、例えば、Ｄ端子及びＣＫ端子の２つの入力端子と、１つの出力端子（Ｑ端子）を有するＤフリップフロップで構成され、それぞれ、ＣＫ端子に入力するクロックが１になったときに、Ｄ端子に入力された値と同一の値がＱ端子から出力されるようになっている。
In the enhancement
可変利得増幅器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、パルスパターン、及び遅延回路２４ａ、２４ｂ、２４ｃの各出力をそれぞれ増幅して加算器２６に出力するものであり、それぞれの利得（ゲイン）を可変できる構成となっている。可変利得増幅器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄのゲインは、エンファシス調整制御部７ｃが制御対象とする各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（図２参照）の値に相当する。
The
ＥＤモジュール３は、パターン発生部２１で生成され、エンファシス波形成形部２３で波形成形されたパルスパターン（テスト信号）が入力された被試験デバイスＷが送出するＮＲＺ信号を被測定信号として受信してＢＥＲ測定を行うものであり、Ａ／Ｄ変換部３０、ビットエラー測定部３４を含んで構成される。ＥＤモジュール３は、被測定信号を入力するデータ入力端子（Data In）を有している。
The
Ａ／Ｄ変換部３０は、被試験デバイスＷから受信されてデータ入力端子より入力された被測定信号を所定のサンプリング周期でＡＤ値（１０進数）に変換し、該ＡＤ値をビットエラー測定部３４に入力する。
The A /
ビットエラー測定部３４は、既知のパルスパターンを参照信号（参照パターンデータ）として保持し、Ａ／Ｄ変換部３０から入力されるＡＤ値と参照信号とをシンボルごとに比較することにより、被測定信号のレベルが参照信号のレベルと相違するビットエラーを測定する。
The bit
操作部４は、例えば操作ノブ、各種キー、スイッチ、ボタンや表示部６の表示画面上のソフトキーなどで構成される。操作部４は、ＥＤモジュール３の指定、測定パターンの選択、測定時間の設定、ＢＥＲ測定の開始・終了の指示などＢＥＲ測定に関わる各種設定を行う際にユーザにより操作される。
The
記憶部５は、パターン情報記憶部５ａを有する。操作部４にて設定される測定パターンのパルスパターン信号を発生するため、パターン情報記憶部５ａには、パターン発生部２１が発生するパターン信号のパターンファイルを測定パターンと対応付けして記憶されている。また、記憶部５は、制御部７に備わるパターン発生制御、エンファシス調整制御、被試験デバイスＷから受信されたパルスパターンの信号測定、ＢＥＲ測定、表示制御などの各種制御機能を実行するための処理プログラム、ＢＥＲ測定に関する各種設定値、測定結果なども記憶する。
The
表示部６は、例えば液晶表示器などで構成され、ＢＥＲ測定に関わる設定画面や、エンファシス調整制御や信号測定に係るＵＩ画面、ＢＥＲ測定結果などを表示する。
The
制御部７は、ＰＰＧモジュール２、ＥＤモジュール３、操作部４、記憶部５、表示部６を統括制御するものであり、例えば、図３に示すように、パターン発生制御部７ａ、エンファシス調整制御部７ｃ、測定機能部７ｆ、ビットエラー測定制御部７ｇ、表示制御部７ｈを有している。
The
パターン発生制御部７ａは、操作部４での所定の設定操作に基づいて測定パターンの選択、測定時間の設定、ＢＥＲ測定の開始・終了の指示などＢＥＲ測定に関わる各種設定を行うパターン設定部７ｂを含み、該パターン設定部７ｂでの設定に基づいてパターン発生部２１でパルスパターンを発生させる制御を行う。
The pattern
エンファシス調整制御部７ｃは、パターン発生部２１が発生したパルスパターンにエンファシスを付加するための動作が実行されるようにエンファシス波形成形部２３を制御する。
The effasis adjustment control unit 7c controls the emphasis
エンファシス調整制御部７ｃは、傾き算出部７ｄ１、更新処理部７ｄ２、追い込み処理部７ｄ３を備えている。傾き算出部７ｄ１は、エンファシスの各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３ごとに現在の値を一定のステップ幅（Δｈ）で上下それぞれの値に移動させたときのパルスパターンの測定結果に基づき、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３ごとに、上の値と下の値の間（２×Δｈ）を移動したときのコスト関数の傾きをそれぞれ算出する傾き算出処理を行う。 The enhancement adjustment control unit 7c includes a tilt calculation unit 7d1, an update processing unit 7d2, and a drive-in processing unit 7d3. The tilt calculation unit 7d1 is based on the measurement result of the pulse pattern when the current value is moved to the upper and lower values by a constant step width (Δh) for each of the parameters A0, A1, A2, and A3 of each tap of the enhancement. , For each of the parameters A0, A1, A2, and A3 of each tap, the inclination calculation process for calculating the inclination of the cost function when moving between the upper value and the lower value (2 × Δh) is performed.
更新処理部７ｄ２は、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３ごとに、傾き算出部７１ｄで算出したコスト関数の傾きから該コスト関数の傾きに学習率を乗算した値を減算することにより現在の値をそれぞれ更新する更新処理を行う。 The update processing unit 7d2 is currently subtracting the value obtained by multiplying the slope of the cost function by the learning rate from the slope of the cost function calculated by the slope calculation unit 71d for each of the parameters A0, A1, A2, and A3 of each tap. Performs update processing to update each value of.
追い込み処理部７ｄ３は、エンファシス付加のパルスパターンの測定、上述の傾き算出処理及び更新処理を複数回繰り返し実行させ、パルスパターンの測定結果が、設定されたコスト関数に追従するように、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３を追い込む追い込み処理を行う。 The drive-in processing unit 7d3 repeatedly executes the measurement of the pulse pattern of the addition of the enhancement, the above-mentioned inclination calculation process, and the update process a plurality of times, so that the measurement result of the pulse pattern follows the set cost function of each tap. The drive-in process for driving the parameters A0, A1, A2, and A3 is performed.
測定機能部７ｆは、エンファシス波形成形部２３が出力したパルスパターンを入力し、該パルスパターンの測定を行う。測定機能部７ｆは、例えば、後述するオシロスコープ８に準じた信号の測定機能を有する。測定機能部７ｆでの被測定信号の測定結果は、例えば、エンファシス調整制御部７ｃの傾き算出部７ｄ１による傾き算出処理のために参照することができるようになっている。
The
ビットエラー測定制御部７ｇは、Ａ／Ｄ変換部３０から入力されるＡＤ値と参照信号とのシンボルごとの比較結果に基づいてビットエラーを測定するための動作が実行されるようにビットエラー測定部３４を制御する。
The bit error
表示制御部７ｈは、各種情報を表示部６に表示する表示制御を行う。本実施形態において、表示制御部７ｈは、例えば、パターン設定部７ｂでの測定パターンの選択、測定時間の設定に用いる設定画面、ＢＥＲ測定に関わる設定画面、エンファシス調整制御や信号測定に係るＵＩ画面等を表示部６に表示させるように制御する。
The
なお、誤り率測定装置１の記憶部５には、パターン情報記憶部５ａが設けられ、パターン発生部２１が発生するパターン信号のパターンファイルと測定パターンとが対応付けられて記憶されている。
The
次に、誤り率測定装置１の動作について説明する。誤り率測定装置１では、ＢＥＲ測定を行う場合、ＰＰＧモジュール２から被試験デバイスＷに対し伝送路２７を介して既知パターンのテスト信号（ＮＲＺ信号）を送出する。次いで、このテスト信号が入力された被試験デバイスＷが送信する信号（ＮＲＺ信号）をＥＤモジュール３が被測定信号として受信する。その後、ＥＤモジュール３は、被測定信号をＡ／Ｄ変換処理してビットエラー測定部３４に入力し、該ビットエラー測定部３４がＡ／Ｄ変換後の被測定信号のビット誤り率（ＢＥＲ）を、被試験デバイスＷに入力したテスト信号とのビット比較によって測定する。
Next, the operation of the error
このＢＥＲ測定に係る処理動作は周知であるため、以下においては、その詳しい説明は割愛し、本実施形態に係る誤り率測定装置１が特徴とするところのエンファシス調整制御機能に係る動作を主体に説明する。
Since the processing operation related to this BER measurement is well known, the detailed description thereof will be omitted below, and the operation related to the enhancement adjustment control function, which is characterized by the error
誤り率測定装置１は、エンファシス調整制御機能として、エンファシス調整制御部７ｃ、及びエンファシス波形成形部２３を有している。エンファシス調整制御部７ｃ、及びエンファシス波形成形部２３は、エンファシス付加装置１０を構成する。
The error
まず、エンファシス付加装置１０におけるエンファシス付加動作について説明する。エンファシス付加装置１０において、エンファシス波形成形部２３は、パターン発生部２１から入力される擬似ランダム信号（パルスパターン：（図５（ａ）参照）を、エンファシス調整制御部７ｃの制御下で、遅延回路２４ａ、２４ｂ、２４ｃによって順次１ビットずつ遅延させて出力させる一方で、遅延されていないビット、及び各遅延回路２４ａ、２４ｂ、２４ｃでそれぞれ遅延されたビットを可変利得増幅器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄに入力する。可変利得増幅器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄは、それぞれの入力を、設定されているゲインで増幅して加算器２６に出力する。さらに加算器２６は、可変利得増幅器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄで増幅されたパルスパターンを基準クロックの周期で加算（合成）し、ＰＰＧモジュール２のデータ出力端子（Data Out）より伝送路２７へと出力する。
First, the enhancement addition operation in the
このエンファシス波形成形部２３の動作において、可変利得増幅器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄからの出力される信号は、それぞれ、１クロック分時間がずれて加算器２６に入力されることになる。この１クロックは、パターン発生部２１から入力されてくる一連のパルスパターンのパルス列の１ビットに対応する時間となっている。これにより、エンファシス波形成形部２３では、パターン発生部２１からのパルスパターンの入力に対して、例えば、図５（ｂ）に示すように、所定のビット数のエンファシス付加対象ビット（この例では、４ビット）ごとに、伝送路２７での信号の減衰を補償するための振幅値を、各ビットのエンファシスとして付加して出力することが可能となる。
In the operation of the enhancement
ここで付加されるエンファシスのレベル（振幅値）は、可変利得増幅器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの各ゲインに対応する値である。図２に示すエンファシス波形成形部２３の構成において、符号Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３は、可変利得増幅器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄのゲイン、すなわち、エンファシスの各タップのパラメータをそれぞれ示している。パラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３に隣接してかっこ書きで示す数値は、エンファシス調整制御を行う際のそれぞれの初期値を示している。エンファシスの各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３は、例えば、図５（ｂ）に示すように、Pre1、Pre2、メインタップ、Post1と称することもある。
The emphasis level (amplitude value) added here is a value corresponding to each gain of the
上述した各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３の値に対応する振幅値を有するエンファシスがエンファシス付加対象ビットごとに付加されたパルスパターン（図５（ｂ）参照）によれば、その後、伝送路２７での伝送中に信号の減衰を生じて被試験デバイスＷに受信されたとしても、例えば、図５（ｃ）に示すように、立ち上がりのビットと立ち下がりのビットともに矩形の波形を維持した波形となる。
According to the pulse pattern (see FIG. 5B) in which the emphasium having the amplitude values corresponding to the values of the parameters A0, A1, A2, and A3 of each tap described above is added for each bit to be emphasized, the transmission is subsequently performed. Even if the signal is attenuated during transmission on the
これに対し、エンファシスが付加されない場合は、パターン発生部２１からの入力時点で一連のパルスパターンが図５（ａ）に示すような矩形波であったとしても、このパルスパターンが伝送路２７での伝送中に信号の減衰が生じ、例えば、図５（ｄ）に示すように、立ち上がビット及び立下りビットがそれぞれ正しい矩形波に対して鈍った波形のパルスパターンとして被試験デバイスＷに受信されることとなる。このような波形を有するパルスパターンに基づくＥＤモジュール３での正確なＢＥＲ測定は期待できない。同様に、例えば、図５（ｂ）に示すエンファシスの付加レベル（振幅値）が適正なレベルでない場合にも正確なＢＥＲ測定結果が得られないことになる。
On the other hand, when the enhancement is not added, even if the series of pulse patterns are rectangular waves as shown in FIG. 5A at the time of input from the
図６は、ＰＰＧモジュール２から出力されるパルスパターン（ＮＲＺ信号）の測定波形、いわゆるアイパターンＥｐの例を示している。図６において、（ａ）は、エンファシス波形成形部２３でのエンファシス付加処理によって、例えば、図５（ｂ）に示すような波形成形が施されたパルスパターンのアイパターンＥｐの例を示し、（ｂ）は、エンファシス付加処理が行われなかったパルスパターンのアイパターンＥｐの例を示している。
FIG. 6 shows an example of a measurement waveform of a pulse pattern (NRZ signal) output from the
図６（ｂ）に示すように、エンファシス付加処理が行われなかったパルスパターンのアイパターンＥｐは、アイ開口部Ｅｐ１の領域が狭く、アイ開口部Ｅｐ１を取り囲む各信号の測定結果も太い線となって現れている。これは、当該パルスパターンが、伝送路２７の伝送中に信号の減衰が生じ、例えば、図５（ｄ）に示すような鈍った波形となったことを反映しているものと認められる。
As shown in FIG. 6B, in the eye pattern Ep of the pulse pattern in which the emphasis addition process was not performed, the region of the eye opening Ep1 is narrow, and the measurement result of each signal surrounding the eye opening Ep1 is also a thick line. Is appearing. It is recognized that this reflects the fact that the pulse pattern is attenuated during the transmission of the
これに対し、エンファシス付加処理が行われたパルスパターンのアイパターンＥｐは、図６（ａ）に示すように、エンファシス付加処理が行われなかったパルスパターンに比べてアイ開口部Ｅｐ１の領域が広く、アイ開口部Ｅｐ１を取り囲む各信号の測定結果も比較的細い線となって現れている。これは、当該パルスパターンＥｐが、伝送路２７の伝送中の信号の減衰に対して、例えば、図５（ｃ）に示す矩形波形が維持された結果を反映したものと認められる。
On the other hand, as shown in FIG. 6A, the eye pattern Ep of the pulse pattern in which the emphasis addition treatment is performed has a wider region of the eye opening Ep1 than the pulse pattern in which the emphasis addition treatment is not performed. The measurement results of each signal surrounding the eye opening Ep1 also appear as relatively thin lines. It is recognized that this reflects the result that the pulse pattern Ep maintains, for example, the rectangular waveform shown in FIG. 5C with respect to the attenuation of the signal during transmission on the
図６に示すアイパターンＥｐの形状からも分かるように、誤り率測定装置１のＰＰＧモジュール２が出力するパルスパターンのアイパターンＥｐは、伝送路２７での信号の減衰が小さいほど、アイ開口部Ｅｐ１の領域が広く、しかもアイ開口部Ｅｐ１を取り囲む各信号が細い線となって現れる。
As can be seen from the shape of the eye pattern Ep shown in FIG. 6, the pulse pattern eye pattern Ep output by the
このため、ＰＰＧモジュール２が出力するパルスパターンに対するエンファシス付加処理においては、アイ開口部Ｅｐ１の領域ができるだけ広く、アイ開口部Ｅｐ１を取り囲む各信号ができるだけ細い線となって現れるアイパターンＥｐとすることが望まれる。つまり、エンファシス付加後のパルスパターンは、理想的には、図６に示すアイパターンＥｐにおいて、アイハイト（Eye Hight）とアイアンプリチュード（Eye Amplitude）が一致するような状態にアイ開口部Ｅｐ１が開き、かつ、アイ開口部Ｅｐ１を取り囲む各信号がそれぞれ１本の線として現れる波形であることが理解できる。
Therefore, in the emphasic addition processing for the pulse pattern output by the
そこで、この誤り率測定装置１では、上述した理想とするアイパターン（波形）を目指してエンファシスの付加レベルを調整制御すべく、確率的勾配降下法の概念を取り入れ、エンファシスの付加対象となるパルスパターンの理想とする波形をコスト関数として設定し、該コスト関数と確率的勾配降下法を用いて、パルスパターンの測定波形がコスト関数に追従するようにエンファシスの各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３の値を追い込む処理を行うようにしている。
Therefore, in this error
図７は、本実施形態に係る誤り率測定装置１におけるエンファシス調整制御手順を示すフローチャートであり、特に、ＰＰＧモジュール２から送出するパルスパターンを測定する測定系を用いてエンファシスを自動調整する場合の例を示している。図８は、図７のステップＳ４での追い込み処理の詳細動作を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing an enhancement adjustment control procedure in the error
ここではまず、測定系の構成について説明する。測定系は、例えば、図９に示すように、誤り率測定装置１にオシロスコープ８、及びシンセサイザ９を接続した構成を有する。オシロスコープ８、及びシンセサイザ９は、それぞれ、周知の信号測定機能、基準クロック生成機能を有する既存機器が用いられる。オシロスコープ８は、データ入力端子（Data IN）が、誤り率測定装置１のＰＰＧモジュール２のデータ出力端子（Data Out）に接続されている。シンセサイザ９は、その基準クロック出力端子（Ck Out）が、ＰＰＧモジュール２の外部入力端子（Ext In）、及びオシロスコープ８の外部入力端子（Ext In）に接続されている。
Here, first, the configuration of the measurement system will be described. As shown in FIG. 9, the measurement system has, for example, a configuration in which an
この測定系では、シンセサイザ９から出力される基準クロック（図４（ａ）参照）が誤り率測定装置１のＰＰＧモジュール２、及びオシロスコープ８にそれぞれ入力される。誤り率測定装置１において、ＰＰＧモジュール２では、パターン発生部２１が、シンセサイザ９から入力する基準クロックに同期して測定対象のパルスパターン（図４（ｂ）参照）を出力する。オシロスコープ８は、シンセサイザ９から入力する基準クロックに同期して、パターン発生部２１が出力したパルスパターンの測定を行う。なお、オシロスコープ８には、図示しないＰＣ（パーソナルコンピュータ）が接続されており、該ＰＣ（以下、制御ＰＣという）が、オシロスコープ８によるエンファシス付加後のパルスパターンの測定結果に基づき、コスト関数と、確率的勾配降下法と、を用いて、エンファシス付加対象ビットにそれぞれ対応するエンファシスの各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３の値を算出するための演算を行うようになっている。
In this measurement system, the reference clock (see FIG. 4A) output from the synthesizer 9 is input to the
上述した構成を有する測定系を用いてエンファシスの調整を行う場合、図７に示すフローチャートに沿ってエンファシスの各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３の値を自動設定するために必要な設定を行う。具体的にはまず、誤り率測定装置１においてコスト関数を設定する（ステップＳ１）。本実施形態では、コスト関数として、例えば、図６に示すアイパターンＥｐの要素であるアイアンプリチュードとアイハイトに基づいて、例えば、下式（１）を満たすコスト関数（Cost）を設定する。このコスト関数（Cost）は、アイアンプリチュードとアイハイトが等しい、エンファシス付加後のパルスパターンに対応する理想的な波形（アイパターンＥｐ）に相当する。
Cost＝１／（Eye Amplitude÷Eye Hight） ・・・・ （１）
When adjusting the enhancement using the measurement system having the above-described configuration, the settings required for automatically setting the values of the parameters A0, A1, A2, and A3 of each tap of the enhancement are set according to the flowchart shown in FIG. Do. Specifically, first, the cost function is set in the error rate measuring device 1 (step S1). In the present embodiment, as the cost function, for example, a cost function (Cost) satisfying the following equation (1) is set based on the eye amplifier and eye height which are the elements of the eye pattern Ep shown in FIG. This cost function (Cost) corresponds to an ideal waveform (eye pattern Ep) corresponding to the pulse pattern after emphasis addition, in which the eye amplifier and the eye height are equal.
Cost = 1 / (Eye Amplitude ÷ Eye Hight) ・ ・ ・ ・ (1)
次いで、この測定系では、ＰＰＧモジュール２、オシロスコープ８、シンセサイザ９を対象にエンファシス調整制御動作を実行するために必要な設定を行う（ステップＳ２）。ここで、ＰＰＧモジュール２については、例えば、ビットレート、及び測定パターンを設定する。ビットレートとしては、例えば、６４／６０／５６．１／５３．１／４０／３２／２８．１／２６．６／１６Gbaud(bps)等の値を設定可能である。また、測定パターンとしては、例えば、ＰＲＢＳ２１５-１，ＰＯＳ等のパターンを設定する。オシロスコープ８には、例えば、測定回数を設定する。シンセサイザ９には基準クロックの設定を行う。基準クロックは、例えば、８ＧＨｚ〜１６８ＧＨｚまでの周波数と、振幅（例えば、６ｄＢｍ）を設定する。
Next, in this measurement system, the
次に、この測定系では、ステップＳ２での設定に基づきＰＰＧモジュール２、及びオシロスコープ８を駆動する。具体的に、この測定系では、エンファシス波形成形部２３で波形成形され、ＰＰＧモジュール２の外部出力端子から出力されたパルスパターンを、オシロスコープ８にその入力端子から入力し、当該パルスパターンをオシロスコープ８によって測定する（ステップＳ３）。
Next, in this measurement system, the
引き続き、この測定系では、エンファシス付加後のパルスパターンのオシロスコープ８で測定した波形がコスト関数（Cost）に追従するように、エンファシスの各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３の値を追い込む処理を行う（ステップＳ４）。具体的には、コスト関数（Cost）が設定値「１」に追従するように、エンファシス波形成形部２３の可変利得増幅器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄのゲイン（パラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３）を追い込む処理を行う。
Subsequently, in this measurement system, the processing of driving the values of the parameters A0, A1, A2, and A3 of each tap of the enhancement so that the waveform measured by the
ここで、ステップＳ４における追い込み処理について、図８に示すフローチャートを参照して説明する。この追い込み処理においては、エンファシス付加後のパルスパターンの測定が不可欠である。このパルスパターンの測定は、誤り率測定装置１の測定機能部１においても可能ではあるが、ここでは特に、オシロスコープ８で測定するものとして説明する。
Here, the drive-in process in step S4 will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In this drive-in process, it is indispensable to measure the pulse pattern after the addition of the enhancement. The measurement of this pulse pattern is also possible in the
ステップＳ４での追い込み処理においてはまず、追い込みの対象である各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３の値の初期値を設定する（ステップＳ１１）。具体的には、エンファシス波形成形部２３の可変利得増幅器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄのゲインの値を、例えば、Ａ０＝０、Ａ１＝０、Ａ２＝１、Ａ３＝０（図２、図５（ｂ）参照）に設定する。各タップのパラメータとしては、Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３に代えてPre1／Pre2／Post1（図５（ｂ）参照）を用い、これらの初期値を、それぞれ、例えば、Pre1=0、Pre2=0、Post1=0という値に設定する処理方法としてもよい。これら各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３の値は、例えば、オシロスコープ８に接続されている制御ＰＣから誤り率測定装置１に対して遠隔制御により設定することができる。各パラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３の設定（後述の移動の設定も同じ）は、例えば、制御ＰＣから、誤り率測定装置１にパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３に対応して設けられるレジスタのアドレスを、設定しようとする値に対応して書き換えることで実行することができる。
In the drive-in process in step S4, first, the initial values of the parameters A0, A1, A2, and A3 of each tap to be driven in are set (step S11). Specifically, the gain values of the
次に、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３の値の追い込み回数ｎを設定する（ステップＳ１２）。追い込み回数ｎは、エンファシス付加対象のパルスパターンのアイパターンをコスト関数（Cost）に充分に近づけ得るような回数が必要であり、例えば、ｎ＝５０に設定してもよい。追い込み回数の設定も、例えば、制御ＰＣにより行うことができる。 Next, the number of times n of the values of the parameters A0, A1, A2, and A3 of each tap is driven in is set (step S12). The drive-in number n needs to be a number of times so that the eye pattern of the pulse pattern to be added with emphasis can be sufficiently brought close to the cost function (Cost), and may be set to n = 50, for example. The number of times of driving can also be set by, for example, a control PC.
引き続き、制御ＰＣでは、エンファシス付加後のパルスパターンのオシロスコープ８での測定結果（ステップＳ３参照）を取り込み、この測定結果に基づいて、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３のコスト関数の傾きＳを算出する処理を実行する（ステップＳ１３）。
Subsequently, the control PC captures the measurement result (see step S3) of the pulse pattern after the addition of the emfasis with the
図１０は、ステップＳ１１ないしＳ１６の追い込み処理（図７におけるステップＳ４）に適用される確率的勾配降下法に基づくコスト関数の傾き算出方法を説明するための二次元座標系を示している。図１０において、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３それぞれのコスト関数の傾きを算出する場合の例を示している。図１０における（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の各図において、縦軸がコストを示し、横軸が各パラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３の値を示している。横軸上の「０」は当該パラメータを上下それぞれの値に移動させる際の基準値（現在値）であり、その両側の「−０．０１」、又は「＋０．０１」は、現在値からの移動ステップ幅（Δｈ）を示している。この例では、上下に移動する移動ステップ幅の総合幅を０．０２（０．０１×２）としているが、移動ステップ幅はこの値に限るものではない。 FIG. 10 shows a two-dimensional coordinate system for explaining a method of calculating the slope of the cost function based on the stochastic gradient descent method applied to the drive-in processing of steps S11 to S16 (step S4 in FIG. 7). In FIG. 10, (a), (b), (c), and (d) show an example of calculating the slope of the cost function of each of the parameters A0, A1, A2, and A3 of each tap, respectively. .. In each of the figures (a), (b), (c), and (d) in FIG. 10, the vertical axis represents the cost, and the horizontal axis represents the values of the parameters A0, A1, A2, and A3. "0" on the horizontal axis is the reference value (current value) when moving the parameter to the upper and lower values, and "-0.01" or "+0.01" on both sides of it is from the current value. The moving step width (Δh) of is shown. In this example, the total width of the moving step width for moving up and down is 0.02 (0.01 × 2), but the moving step width is not limited to this value.
制御ＰＣは、ステップＳ１３でのコスト関数の傾き算出処理において、図１０（ａ）ないし（ｄ）に示すように、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３ごとに現在の値（現在値）を中心に一定のステップ幅（Δｈ）で上下それぞれの値に移動させ、総移動ステップ幅区間を移送させた時の各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３のコスト関数の傾きＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３をそれぞれ算出する。 In the slope calculation process of the cost function in step S13, the control PC sets the current value (current value) for each of the tap parameters A0, A1, A2, and A3 as shown in FIGS. 10A to 10D. The slopes of the cost functions of the parameters A0, A1, A2, and A3 of each tap when the total movement step width section is transferred by moving to the upper and lower values with a constant step width (Δh) centered on S0, S1, Calculate S2 and S3, respectively.
具体的に、図１０（ａ）では、パラメータＡ０について、現在値（初期値＝０）から上にΔｈ＝０．０１動かした値のときのコスト関数の値ｅ１から、下にΔｈ＝０．０１動かした値のときのコスト関数の値ｅ２を除算し、該除算結果をこのときの移動ステップの総合幅＝０．０２（０．０１×２）で除算する演算により傾きＳ０を算出する例を示している。 Specifically, in FIG. 10A, with respect to the parameter A0, from the value e1 of the cost function when the value is moved upward by Δh = 0.01 from the current value (initial value = 0), Δh = 0. 01 An example of calculating the slope S0 by dividing the value e2 of the cost function when the value is moved and dividing the division result by the total width of the moving steps at this time = 0.02 (0.01 × 2). Is shown.
同様に、図１０（ｂ）、（ｄ）では、パラメータＡ１、Ａ３について、現在値（初期値＝０）から上にΔｈ＝０．０１動かした値のときのコスト関数の値ｅ１から、下にΔｈ＝０．０１動かした値のときのコスト関数の値ｅ２を除算し、該除算値を移動ステップの総合幅＝０．０２（０．０１×２）で除算することにより傾きＳ１、Ｓ３を算出する例を示している。 Similarly, in FIGS. 10B and 10D, the values e1 of the cost function when the parameters A1 and A3 are moved upward by Δh = 0.01 from the current value (initial value = 0) are lowered. By dividing the value e2 of the cost function when the value is moved by Δh = 0.01 and dividing the divided value by the total width of the moving steps = 0.02 (0.01 × 2), the slopes S1 and S3 Is shown as an example of calculating.
また、図１０（ｃ）では、パラメータＡ２について、現在値（初期値＝１）から上にΔｈ＝０．０１動かした値のときのコスト関数の値ｅ１から、下にΔｈ＝０．０１動かした値のときのコスト関数の値ｅ２を除算し、その値を移動ステップの総合幅＝０．０２（０．０１×２）で除算することにより傾きＳ２を算出する例を示している。 Further, in FIG. 10C, the parameter A2 is moved downward by Δh = 0.01 from the value e1 of the cost function when the value is moved upward by Δh = 0.01 from the current value (initial value = 1). An example is shown in which the slope S2 is calculated by dividing the value e2 of the cost function at the time of the value and dividing the value by the total width of the moving steps = 0.02 (0.01 × 2).
ステップＳ１３における各パラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３のコスト関数の傾きＳの計算式は、下式（２）で表わすことができる。
Ｓ＝Cost(P＋Δh)−Cost(P−Δh)／(2×Δh) ・・・ （２）
ここで、Ｐは、各パラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（若しくは、Pre1、Pre2、Post1）の現在値である。また、移動ステップ幅Δhは、図１０に示すような０．０１の値に限らず、例えば、０．０５とする設定であってもよい。
The calculation formula of the slope S of the cost function of each parameter A0, A1, A2, A3 in step S13 can be expressed by the following formula (2).
S = Cost (P + Δh) −Cost (P−Δh) / (2 × Δh) ・ ・ ・ (2)
Here, P is the current value of each parameter A0, A1, A2, A3 (or Pre1, Pre2, Post1). Further, the moving step width Δh is not limited to the value of 0.01 as shown in FIG. 10, and may be set to, for example, 0.05.
また、ステップＳ１４における各パラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３のコスト関数の傾きの算出方法によれば、１つのパラメータのコスト関数の傾きＳを算出するためには、それ以前に（図７のステップＳ１３で）、パルスパターンを最低限２回測定する必要がある。このため、追い込み回数を例えば５０回に設定し、４つのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３のコスト関数の傾きを算出する場合には、４００（＝２×４×５０）回の測定は必要となる。 Further, according to the method of calculating the slope of the cost function of each parameter A0, A1, A2, A3 in step S14, in order to calculate the slope S of the cost function of one parameter, before that (step of FIG. 7). (In S13), it is necessary to measure the pulse pattern at least twice. Therefore, when the number of times of driving is set to, for example, 50 and the slope of the cost function of the four parameters A0, A1, A2, and A3 is calculated, it is necessary to measure 400 (= 2 × 4 × 50) times. Become.
図１０（ａ）、（ｃ）によれば、パラメータＡ０、Ａ２のコスト関数の傾きＳ０、Ｓ２から、目標とするコスト関数の真値、すなわち、コスト関数が設定値「１」となるパラメータＡ０、Ａ２の値は、それぞれ矢印で示す方向（本座標系の右側方向）に存在することが分かる。逆に、図１０（ｂ）、（ｄ）によれば、パラメータＡ１、Ａ３のコスト関数の傾きＳ１、Ｓ３から、目標とするコスト関数の真値がそれぞれ矢印で示す方向（本座標系の左側方向）に存在することが推測できる。このことから、コスト関数の真値に辿り着くためには、各パラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３の基準値を、その都度算出されたコスト関数の傾きＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に対応する方向にそれぞれ移動させながら、コスト関数の傾き算出処理をさらに続行すればよいことが理解できる。 According to FIGS. 10A and 10C, from the slopes S0 and S2 of the cost function of the parameters A0 and A2, the true value of the target cost function, that is, the parameter A0 in which the cost function is the set value "1". It can be seen that the values of and A2 exist in the directions indicated by the arrows (to the right of this coordinate system). On the contrary, according to FIGS. 10B and 10D, the directions in which the true values of the target cost functions are indicated by arrows from the slopes S1 and S3 of the cost functions of the parameters A1 and A3 (left side of this coordinate system). It can be inferred that it exists in the direction). From this, in order to reach the true value of the cost function, the reference values of the parameters A0, A1, A2, and A3 are set in the directions corresponding to the slopes S0, S1, S2, and S3 of the cost function calculated each time. It can be understood that the slope calculation process of the cost function should be continued while moving to each.
図８における追い込み処理において、制御ＰＣは、ステップＳ１３で各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３のコスト関数の傾きＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を算出するごとに、当該各パラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３の現在値を、そのとき算出されたコスト関数の傾きＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に対応する方向にそれぞれ移動させる処理、すなわち、パラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３の更新処理を実施する（ステップＳ１４）。 In the drive-in process in FIG. 8, the control PC calculates the slopes S0, S1, S2, S3 of the cost functions of the parameters A0, A1, A2, and A3 of each tap in step S13, and each time the parameters A0, A1, The process of moving the current values of A2 and A3 in the directions corresponding to the gradients S0, S1, S2, and S3 of the cost function calculated at that time, that is, the update process of the parameters A0, A1, A2, and A3 is performed. (Step S14).
具体的に、ステップＳ１４においては、ステップＳ１３でのコスト関数の傾き算出処理により算出された各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３ごとのコスト関数の傾きＳ０、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３にそれぞれ学習率ｋを乗算した値を、当該各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３ごとの現在値から減算して基準値をそれぞれ更新する処理を行う。ここで学習率ｋは、１より小さい値であればよく、望ましくは、集束時間が長くならないように、例えば、０．５等の値が好ましい。 Specifically, in step S14, the slopes S0, S1, S2, and S3 of the cost function for each of the parameters A0, A1, A2, and A3 of each tap calculated by the slope calculation process of the cost function in step S13 are learned. The value obtained by multiplying the rate k is subtracted from the current value for each of the parameters A0, A1, A2, and A3 of the tap, and the reference value is updated. Here, the learning rate k may be a value smaller than 1, preferably a value such as 0.5 so as not to lengthen the focusing time.
さらに図８における追い込み処理において、制御ＰＣは、ステップＳ１４での各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３の更新処理の後、追い込み回数ｎを＋１インクリメントし（ステップＳ１５）、次いで、追い込み回数ｎが設定回数に達したか否かをチェックする（ステップＳ１６）。 Further, in the drive-in process in FIG. 8, the control PC increments the drive-in number n by +1 after the update process of the parameters A0, A1, A2, and A3 of each tap in step S14 (step S15), and then the drive-in number n. Checks whether or not the set number of times has been reached (step S16).
ここで、追い込み回数ｎが設定回数（例えば、５０回）に達していない場合（ステップＳ１６でＮＯ）、制御ＰＣは、ステップＳ１３ないしＳ１６の処理を繰り返し実施する。そして、この間、追い込み回数ｎが設定回数に達したと判定されると（ステップＳ１６でＹＥＳ）、図８における一連のパラメータ追い込み処理を終了し（ステップＳ１８）、図７におけるステップＳ５へ移行する。 Here, when the number of times of driving n has not reached the set number of times (for example, 50 times) (NO in step S16), the control PC repeatedly executes the processes of steps S13 to S16. Then, during this period, when it is determined that the number of times n of driving has reached the set number of times (YES in step S16), the series of parameter driving processing in FIG. 8 is completed (step S18), and the process proceeds to step S5 in FIG.
なお、ステップ１６で追い込み回数が設定回数ｎに達したときに、エンファシス付加後のパルスパターンのアイパターンがコスト関数に一致するとは限らないが、上述した確率的勾配降下法で各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３を追い込んでいく処理によって、エンファシスの付加レベルの調整を、ユーザの熟練度に依存せずにしかも自動で行えるという得難いメリットが期待できる。 When the number of times of driving reaches the set number of times n in step 16, the eye pattern of the pulse pattern after addition of emphasis does not always match the cost function, but the parameter A0 of each tap is used by the above-mentioned stochastic gradient descent method. , A1, A2, and A3 can be expected to have an invaluable merit that the additional level of emphasis can be adjusted automatically without depending on the skill level of the user.
ステップＳ５に移行すると、図９に示す測定系では、誤り率測定装置１において、上記ステップＳ４（図８のステップＳ１１ないしＳ１６参照）の追い込み処理によって追い込んだ各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３の値に基づいてエンファシスを付加するエンファシス調整制御を行い、一連の処理を終了する。
When the process proceeds to step S5, in the measurement system shown in FIG. 9, the parameters A0, A1, A2 of each tap driven by the drive-in process of step S4 (see steps S11 to S16 of FIG. 8) in the error
具体的にステップ５では、エンファシス付加調整部７ｃ１がエンファシス波形成形部２３を制御し、エンファシス付加対象として入力するパルスパターンの各ビットを、可変利得増幅器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄによって、ステップＳ４の追い込み処理により自動設定されたゲイン（パラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３）でそれぞれ増幅し、各増幅出力を加算器２６で加算してエンファシス調整後のパルスパターンとして出力させる。
Specifically, in
上述したように、図９に示す測定系及び制御ＰＣを用いたエンファシス調整制御（図７、図８参照）においては、図８におけるステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３及びＳ１４の処理を制御ＰＣが実行し、これらの処理に必要なパルスパターンの測定（図７のステップＳ３）をオシロスコープ８で行っている。
As described above, in the enhancement adjustment control (see FIGS. 7 and 8) using the measurement system and the control PC shown in FIG. 9, the control PC executes the processes of steps S11, S12, S13 and S14 in FIG. , The pulse pattern required for these processes is measured (step S3 in FIG. 7) with the
このため、図７、図８に示すエンファシス調整制御機能は、制御ＰＣの処理機能、及びオシロスコープ８の測定機能を誤り率測定装置１側にも設けることで、誤り率測定装置１単独でも実現可能である。誤り率測定装置１において、制御部７を構成するエンファシス調整制御部７ｃ（図３参照）は、制御ＰＣの処理機能を有するものであり、測定機能部７ｆはオシロスコープ８に準じた測定機能を有するものである。
Therefore, the enhancement adjustment control function shown in FIGS. 7 and 8 can be realized by the error
すなわち、このエンファシス調整制御部７ｃにおいて、傾き算出部７ｄ１は、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３ごとに現在値から一定のステップ幅Δｈで上下の値に移動させ、総移動ステップ幅（２×Δｈ）区間における各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３のコスト関数の傾きをそれぞれ算出する傾き算出処理を行う機能部である。 That is, in the enhancement adjustment control unit 7c, the inclination calculation unit 7d1 moves each of the tap parameters A0, A1, A2, and A3 from the current value to an upper and lower value with a constant step width Δh, and the total movement step width ( 2 × Δh) This is a functional unit that performs a slope calculation process for calculating the slopes of the cost functions of the parameters A0, A1, A2, and A3 of each tap in the section.
また、更新処理部７ｄ２は、傾き算出処理により算出された各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３ごとのコスト関数の傾きに対して学習率ｋを乗算した値を各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３ごとの現在値から減算して現在値をそれぞれ更新する更新処理を行う機能部である。 Further, the update processing unit 7d2 multiplies the slope of the cost function for each of the tap parameters A0, A1, A2, and A3 calculated by the slope calculation process by the learning rate k, and calculates the value of each tap parameter A0, A1. , A2, A3 is a functional unit that performs update processing for updating the current value by subtracting it from the current value.
また、追い込み処理部７ｄ３は、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３ごとに上記更新処理により更新された現在値から一定のステップ幅Δｈで上下の値に移動させつつ、傾き算出処理及び更新処理を繰り返して実施し、パルスパターンの測定波形がコスト関数に追従するように各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３を追い込む追い込み処理を行う機能部である。 Further, the drive-in processing unit 7d3 moves the current value updated by the above-mentioned update processing for each of the tap parameters A0, A1, A2, and A3 to the upper and lower values with a constant step width Δh, and performs the inclination calculation process and the update. It is a functional unit that repeats the process and performs a drive-in process that drives the parameters A0, A1, A2, and A3 of each tap so that the measured waveform of the pulse pattern follows the cost function.
また、この誤り率測定装置１において、測定機能部７ｆは、オシロスコープ８の全測定機能を有する必要はなく、エンファシス調整制御に対応可能な測定機能を有する構成であればよい。
Further, in the error
（変形例）
本実施形態の上述した構成においては、エンファシスのパラメータを最適化するための確率的勾配降下法のアルゴリズムで用いるコスト関数を、アイパターンにおけるアイアンプリチュードとアイハイトとで定義した例（上記式（１）参照）を挙げているが、本発明に係るエンファシス波形成形処理で用いるコスト関数はこれに限られるものではない。
(Modification example)
In the above-described configuration of the present embodiment, an example in which the cost function used in the algorithm of the stochastic gradient descent method for optimizing the emphasis parameters is defined by the eye amplifier and the eye height in the eye pattern (the above equation (1). ), But the cost function used in the emphasis waveform shaping process according to the present invention is not limited to this.
要は、本発明のエンファシス波形成形処理におけるパラメータの追い込み処理に係るコスト関数が、最終的に目指すべき波形を実現し得るもの、つまり、理想とする波形との相関関係を有する種々のパラメータを指標とするものであればよい。 The point is that the cost function related to the parameter driving process in the emphasic waveform shaping process of the present invention can realize the waveform to be finally aimed at, that is, various parameters having a correlation with the ideal waveform are used as indexes. Anything is acceptable.
本発明のエンファシス波形成形に係るコスト関数の変形例として、アイアンプリチュードとアイハイトに着目した上記実施形態に係るコスト関数に関連し、例えば、ＰＰＧモジュール２が発生するパルスパターンのアイパターンＥｐ（図６参照）について、アイ開口部Ｅｐ１の面積の値をコスト関数とする方法が挙げられる。この場合、アイ開口部Ｅｐ１の幅（時間長）と高さ（振幅レベル）を測定し、その測定値に基づき、例えば、幅に高さを乗じた値をアイ開口部Ｅｐ１の面積としてもよい。 As a modification of the cost function related to the enhancement waveform shaping of the present invention, it is related to the cost function according to the above embodiment focusing on the eye amplifier and the eye height, and for example, the eye pattern Ep of the pulse pattern generated by the PPG module 2 (Fig. 6), a method in which the value of the area of the eye opening Ep1 is used as a cost function can be mentioned. In this case, the width (time length) and height (amplitude level) of the eye opening Ep1 may be measured, and based on the measured values, for example, the value obtained by multiplying the width by the height may be used as the area of the eye opening Ep1. ..
また、本発明のエンファシス波形成形に係るコスト関数の他の変形例として、例えば、ＰＰＧモジュール２から出力されるパルスパターンの理想とする波形と、その時間軸上に所定時間間隔で設定された振幅補正ポイントでのＰＰＧモジュール２から実際に出力されるパルスパターンの波形との差分の合計値を用いる方法が挙げられる。
Further, as another modification of the cost function related to the emfasis waveform shaping of the present invention, for example, the ideal waveform of the pulse pattern output from the
図１１は、他の変形例に係るコスト関数とパルスパターンの測定波形の関係を示すタイミングチャートである。図１１において、コスト関数とされるパルスパターンの波形（理想とする波形）を点線で示し、そのパルスパターンのオシロスコープ８（図９参照）による測定波形を実線で示している。また、図１１において、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・は、所定の時間間隔で区切られた振幅補正ポイントを示している。 FIG. 11 is a timing chart showing the relationship between the cost function and the measured waveform of the pulse pattern according to the other modification. In FIG. 11, the waveform of the pulse pattern (ideal waveform), which is a cost function, is shown by a dotted line, and the waveform measured by the oscilloscope 8 (see FIG. 9) of the pulse pattern is shown by a solid line. Further, in FIG. 11, P1, P2, P3, ... Indicates amplitude correction points separated by predetermined time intervals.
ＰＰＧモジュール２が発生したパルスパターンのオシロスコープ８での測定波形については、図１１に示すように、各振幅補正ポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・において、コスト関数とされる波形に対する差分Ａｄ（Ａｄ１、Ａｄ２、Ａｄ３、・・・）を有することがある。
Regarding the waveform measured by the
この場合、例えば、各振幅補正ポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３、・・・での差分Ａｄ１、Ａｄ２、Ａｄ３、・・・の総計を振幅補正ポイント数で除算した値が最小（例えば、「０（零）」）となるようにエンファシスの各パラメータを最適化する方法が考えられる。この方法においても、例えば、オシロスコープ８の制御機能部によるエンファシスの各パラメータの最適化処理のアルゴリズムとして確率的勾配降下法を採用することができる。
In this case, for example, the value obtained by dividing the total of the differences Ad1, Ad2, Ad3, ... At each amplitude correction point P1, P2, P3, ... By the number of amplitude correction points is the minimum (for example, "0 (zero)". ) ”), A method of optimizing each parameter of emphasis can be considered. Also in this method, for example, the stochastic gradient descent method can be adopted as an algorithm for optimizing each parameter of the enhancement by the control function unit of the
（第２の実施形態） (Second embodiment)
本発明の第２の実施形態に係る誤り率測定装置１Ａは、図１２に示すように、ＰＰＧモジュール２Ａ、ＥＤモジュール３Ａ、操作部４Ａ、記憶部５Ａ、表示部６Ａ、制御部７Ａの各機能部を備えて構成されている。
As shown in FIG. 12, the error
誤り率測定装置１Ａは、被試験デバイスＷに対するテスト信号として振幅をシンボルごとに４以上のレベルに分けたパルス振幅変調（Pulse-Amplitude Modulation）方式による多値ＰＡＭ信号を扱うものである。ＰＡＭ信号を扱う伝送方式としては、例えば、ＰＡＭ４信号を伝送するＰＡＭ４方式や、ＰＡＭ８信号を伝送するＰＡＭ８方式等が知られている。このうち、ＰＡＭ４方式は、情報信号の振幅をパルス信号の系列で符号化したパルス振幅変調（ＰＡＭ）信号として、論理「０」及び「１」から構成されるビット列を、４つの電圧レベル又は光電力のパルス信号として変調して伝送する方式である。
The error
本実施形態では、誤り率測定装置１Ａがエンファシス付加対象のパルスパターンとしてＰＡＭ４信号を扱うものとして説明する。誤り率測定装置１Ａが扱うＰＡＭ４信号は、振幅がシンボルごとに４種類に分けられ、例えば、図１３、図１４に示すように、４つの異なる振幅レベルＬ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を有し、全体の振幅電圧範囲がベースライン（Ｌ０：０レベル）から低電圧範囲Ｈ１、中電圧範囲Ｈ２、高電圧範囲Ｈ３に分けられ、ベースライン（Ｌ０：０レベル）に対する振幅レベルの大きさが異なるＵｐｐｅｒ信号（高レベル信号）、Ｍｉｄｄｌｅ信号（中レベル信号）、Ｌｏｗｅｒ信号（低レベル信号）による３つのアイパターン開口部（Ｕｐｐｅｒ Ｅｙｅ、Ｍｉｄｄｌｅ Ｅｙｅ、Ｌｏｗｅｒ Ｅｙｅ）Ｅｐ１１、ＥＰ１２、Ｅｐ１３が連続した振幅範囲の信号からなる。
In the present embodiment, the error
ＰＡＭ４伝送方式を採用した誤り率測定装置１Ａ（図１２参照）において、ＰＰＧモジュール２Ａ、ＥＤモジュール３Ａ、操作部４Ａ、記憶部５Ａ、表示部６Ａ、制御部７Ａは、第１の実施形態に係る誤り率測定装置１のＰＰＧモジュール２、ＥＤモジュール３、操作部４、記憶部５、表示部６、制御部７にそれぞれ対応する機能部である。誤り率測定装置１Ａの各機能部は、ＰＡＭ４信号を扱い得る点でＮＲＺ信号を扱う第１の実施形態に係る誤り率測定装置１（図１参照）の対応各機能部と異なるが、そのうち、特に、ＰＰＧモジュール２Ａ、ＥＤモジュール３Ａ及び制御部７Ａの構成が誤り率測定装置１の対応各部の構成と異なっている。
In the error
このため以下では、操作部４Ａ、記憶部５Ａ、表示部６Ａについての詳しい説明は割愛し、ＰＰＧモジュール２Ａ、ＥＤモジュール３Ａ及び制御部７Ａの構成及び動作を主体に説明する。
Therefore, in the following, detailed description of the
図１２に示す誤り率測定装置１の構成において、ＰＰＧモジュール２Ａは、被試験デバイスＷにテスト信号としてのＰＡＭ４信号を送信するものであり、第１パターン発生部２１ａ、第２パターン発生部２１ｂ、パターン合成出力部２２、エンファシス波形成形部２３Ａを含んで構成される。
In the configuration of the error
第１パターン発生部２１ａと第２パターン発生部２１ｂは、ユーザにより設定された測定パターンに基づくＰＡＭ４信号を生成するためのパターン信号を発生する。第１及び第２パターン発生部２１ａ、２１ｂが発生する具体的なパターン信号としては、例えばＰＲＢＳ７（パターン長：２7 −１）、ＰＲＢＳ９（パターン長：２9 −１）、ＰＲＢＳ１０（パターン長：２10−１）、ＰＲＢＳ１１（パターン長：２11−１）、ＰＲＢＳ１５（パターン長：２15−１）、ＰＲＢＳ２０（パターン長：２20−１）等の各種疑似ランダムパターンや、ＰＲＢＳ１３Ｑ、ＰＲＱＳ１０、ＳＳＰＲ等のＰＡＭを評価するための評価用パターンがある。
The first
パターン合成出力部２２は、第１パターン発生部２１ａが発生するパターン信号と第２パターン発生部２１ｂが発生するパターン信号とを合成し、被試験デバイスＷに送信されるテスト信号として、操作部４Ａでのユーザ操作により設定された測定パターンに基づくＰＡＭ４信号を出力する。具体的には、例えば、図１７に示すように、第１パターン発生部２１ａは、最上位ビット列信号（Most Significant Bit：ＭＳＢ）を含むＰＰＧ１に相当するパターン信号を発生し、第２パターン発生部２１ｂは、最下位ビット列信号（Least Significant Bit：ＬＳＢ）を含むＰＰＧ２に相当するパターン信号を発生する。そして、パターン合成出力部２２は、これら２つのパターン信号を合成し、測定パターンに基づくＰＡＭ４信号を出力する。
The pattern
エンファシス波形成形部２３Ａは、パターン合成出力部２２が出力するＰＡＭ４信号を入力してエンファシスを付加する処理を行うものであり、図１５に示すように、第１の実施形態に係る誤り率測定装置１のエンファシス波形成形部２３（図２参照）と同様、ＦＩＲフィルタを採用した構成を有している。図１５に示したエンファシス波形成形部２３Ａの構成において、エンファシスの各タップに相当する可変利得増幅器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの利得は、それぞれ、符号Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１で表わされている。エンファシス波形成形部２３Ａにおいても、第１の実施形態と同様、エンファシスのタップ数を４つとしているが、タップ数は４つに限られるものではない。エンファシス波形成形部２３Ａは、後述のエンファシス調整制御部７ｃ１とともにエンファシス付加装置１０Ａを構成する。
The enhancement
ＥＤモジュール３Ａは、ＰＰＧモジュール２Ａからのテスト信号が入力された被試験デバイスＷが送出するＰＡＭ４信号を被測定信号として受信してＢＥＲ測定を行うものであり、ＰＡＭデコーダ３１Ａ、ビットエラー測定部３４Ａを含んで構成される。
The
ＰＡＭデコーダ３１Ａは、０／１判定回路３２及びデコード回路３３を有している。ＰＡＭデコーダ３１Ａは、ＰＡＭ４信号を被測定信号として０／１判定回路３２に入力し、デコード回路３３が、０／１判定回路３２の判定結果に基づいて被測定信号のレベルをシンボルごとに検出することにより当該被測定信号を２値信号にデコードするものである。具体的に、ＰＡＭデコーダ３１Ａでは、例えば、図１８に示すように、被測定信号であるＰＡＭ４信号を取り込みつつ、該ＰＡＭ４信号からＭＳＢ及びＬＳＢを復元するデコード処理を行う。
The
ビットエラー測定部３４Ａは、既知のパルスパターンを参照信号として保持し、ＰＡＭデコーダ３１Ａによりデコードされた２値信号と参照信号とをシンボルごとに比較することにより、被測定信号のレベルが参照信号のレベルと相違するビットエラーを測定するものである。
The bit
制御部７Ａは、ＰＰＧモジュール２Ａ、ＥＤモジュール３Ａ、操作部４Ａ、記憶部５Ａ、表示部６Ａを統括制御するものであり、例えば、図１６に示すように、パターン発生制御部７ａ１、エンファシス調整制御部７ｃ１、測定機能部７ｆ１、ビットエラー測定制御部７ｇ１、表示制御部７ｈ１を有している。これら各機能部は、ＰＡＭ４信号を扱い得る点以外は第１の実施形態に係る誤り率測定装置１の制御部７におけるパターン発生制御部７ａ、エンファシス調整制御部７ｃ、測定機能部７ｆ、ビットエラー測定制御部７ｇ、表示制御部７ｈと同等の構成を有する。特に、エンファシス調整制御部７ｃ１は、誤り率測定装置１の制御部７が有する傾き算出部７ｄ１、更新処理部７ｄ２、追い込み処理部７ｄ３に代えて、ＰＡＭ４信号を対象に傾き算出処理、更新処理、追い込み処理を実施する、傾き算出部７ｅ１、更新処理部７ｅ２、追い込み処理部７ｅ３を有している。
The
エンファシス調整制御部７ｃ１は、傾き算出部７ｅ１、更新処理部７ｅ２、追い込み処理部７ｅ３を統括的に制御し、ＰＰＧモジュール２Ａからテスト信号として出力されるＰＡＭ４信号（パルスパターン）が理想とするアイパターン（波形）となるようにエンファシス波形成形部２３Ａにおけるエンファシスの付加レベルを調整する制御を行う。その際、エンファシス調整制御部７ｃ１は、エンファシスの付加対象となるＰＡＭ４信号の理想とする波形（パルスパターン）をコスト関数として設定し、該コスト関数と確率的勾配降下法を用いて、パルスパターンの測定波形がコスト関数に追従するようにエンファシスの各タップのパラメータの値を追い込む処理を実施する。
The emphasis adjustment control unit 7c1 comprehensively controls the tilt calculation unit 7e1, the update processing unit 7e2, and the drive-in processing unit 7e3, and the PAM4 signal (pulse pattern) output as a test signal from the
ここで、ＰＡＭ４信号をエンファシス付加対象とする場合における上記コスト関数としては、例えば、図１４に示すＰＡＭ４信号のアイパターンＥｐにおいて、アッパーアイのアイ開口部Ｅｐ１１、ミドルアイのアイ開口部Ｅｐ１２、ロウワーアイのアイ開口部Ｅｐ１３が、それぞれの振幅値（アイアンプリチュード）が、アッパーアイ、ミドルアイ、ロウワーアイそれぞれの振幅値（アイハイト）に一致するように開かれている波形を設定することができる。 Here, as the cost function when the PAM4 signal is targeted for emphasis addition, for example, in the eye pattern Ep of the PAM4 signal shown in FIG. 14, the eye opening Ep11 of the upper eye, the eye opening Ep12 of the middle eye, and the lower eye It is possible to set a waveform in which the eye opening Ep13 is opened so that each amplitude value (eye amplitude) matches the amplitude value (eye height) of each of the upper eye, middle eye, and lower eye.
なお、誤り率測定装置１ＡがＰＡＭ４信号を扱うことに関連して、記憶部５Ａには、高電圧範囲Ｈ３の閾値電圧Ｖｔｈ１、中電圧範囲Ｈ２の閾値電圧Ｖｔｈ２、低電圧範囲Ｈ１の閾値電圧Ｖｔｈ３等の各種パラメータが記憶されている。パターン情報記憶部５ａ１には、第１及び第２パターン発生部２１ａ、２１ｂが発生するパターン信号のパターンファイルと測定パターンとが対応付けられて記憶されている。さらに記憶部５Ａは、制御部７Ａの各機能部を実現するための各処理プログラムを記憶している。制御部７Ａは、それぞれの処理プログラムを実行することにより上記各機能部を実現している。
In connection with the error
次に、誤り率測定装置１Ａの動作について説明する。まず、ＢＥＲ測定動作について説明する。ここでは、ＰＰＧモジュール２Ａから被試験デバイスＷに既知パターンを有するテスト信号（ＰＡＭ４信号）を入力し、このテスト信号の入力に対して被試験デバイスＷが送出するＰＡＭ４信号をＥＤモジュール３Ａで被測定信号として受信してＢＥＲ測定を行う場合について述べる。
Next, the operation of the error
ＢＥＲ測定を行う場合、ユーザは、測定を行う測定パターン、測定時間等の各種パラメータを例えば設定画面上で設定する。この設定の完了後、ＢＥＲ測定を開始するため、ユーザが設定画面上で測定開始の操作を行うと、制御部７Ａでは、ユーザにより設定された測定パターンに対応付けされたパターンファイルを、パターン設定部７ｂ１により、記憶部５Ａのパターン情報記憶部５ａ１から読み出してＰＰＧモジュール２Ａにパターン発生指示を出力する。
When performing BER measurement, the user sets various parameters such as the measurement pattern to be measured and the measurement time on the setting screen, for example. After the completion of this setting, in order to start the BER measurement, when the user performs the measurement start operation on the setting screen, the
ＰＰＧモジュール２Ａは、制御部７Ａからパターン発生指示が入力されると、上記測定パターンに基づくＰＡＭ信号を生成するためのパターン信号を発生する。その際、ＰＰＧモジュール２Ａは、例えば、図１７（ａ）に示すように、第１パターン発生部２１ａがＭＳＢに相当するパルスパターン（ＰＰＧ１）を発生するとともに、第２パターン発生部２１ｂがＬＳＢに相当するパルスパターン（ＰＰＧ２）を発生する。
When a pattern generation instruction is input from the
図１７（ａ）においては、特に、ＰＰＧ１として００２２２０２０・・・という値のＭＳＢに相当するパルスパターンを発生し、ＰＰＧ２として０１０１００１１・・・という値のＬＳＢに相当するパルスパターンを発生する例を挙げている。 In FIG. 17A, in particular, an example is given in which a pulse pattern corresponding to the MSB having a value of 00222020 ... Is generated as PPG1 and a pulse pattern corresponding to the LSB having a value of 01010011 ... Is generated as PPG2. ing.
ＰＰＧモジュール２Ａにおいて、パターン合成出力部２２は、第１パターン発生部２１ａから発生されたＭＳＢと第２パターン発生部２１ｂから発生されたＬＳＢと合成してＰＡＭ４信号を生成する。図１７（ａ）の例においては、ＭＳＢとＬＳＢを合成して時系列方向に一つずつ順に０１２３２０３１・・・という値を有するＰＡＭ４信号を生成する。ここで時系列方向の１つずつの数字の区切りは、シンボルに相当する。
In the
図１７（ａ）におけるＰＡＭ４信号は、図１７（ｂ）に太い実線で示すような波形を有するものである。すなわち、このＰＡＭ４信号は、アッパーアイ（upper eye）、ミドルアイ（middle eye）、ロウワーアイ（Lower eye）の３つのアイを有するアイパターンＥｐ（合わせて図１４参照）を有するものである。また、このＰＡＭ４信号は、図１３に示す各種パラメータ（電圧範囲（Ｈ３〜Ｈ１）、閾値電圧（Ｖｔｈ１〜Ｖｔｈ３）、レベル（Ｌ３〜Ｌ０）等）の設定条件からも分かるように、シンボルごとの振幅レベルがそれぞれＬ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の４つのレベルに分けられたものである。 The PAM4 signal in FIG. 17 (a) has a waveform as shown by a thick solid line in FIG. 17 (b). That is, this PAM4 signal has an eye pattern Ep (see FIG. 14 in total) having three eyes of an upper eye, a middle eye, and a lower eye. Further, this PAM4 signal can be seen for each symbol as can be seen from the setting conditions of various parameters (voltage range (H3 to H1), threshold voltage (Vth1 to Vth3), level (L3 to L0), etc.) shown in FIG. The amplitude level is divided into four levels, L0, L1, L2, and L3, respectively.
ＰＰＧモジュール２Ａにおいて、パターン合成出力部２２により生成されたＰＡＭ４信号はエンファシス波形成形部２３Ａに入力される。エンファシス波形成形部２３Ａは、入力されたＰＡＭ４信号のエンファシス付加対象ビットに対してエンファシスを付加する処理を行う。ここで、エンファシス調整制御部７ｃ１は、第１の実施形態と同様、コスト関数と確率的勾配降下法を用いて、エンファシスの各タップのパラメータＡ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１（図１５参照）の値を自動で算出し、算出したパラメータＡ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１の値に基づいてパルスパターンのエンファシス付加対象ビット（図１７（ｃ）参照）の信号をそれぞれ増幅しつつエンファシスの付加量を調整するようエンファシス波形成形部２３Ａを制御する。
In the
エンファシス波形成形部２３Ａでの波形成形後のＰＡＭ４信号は、図１７（ｃ）に示すような波形となる。図１７（ｃ）に示すＰＡＭ４信号によれば、エンファシス付加対象ビット（４ビット）ごとに、エンファシス調整後のパラメータＡ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１に対応するエンファシスが付加されていることが分かる。エンファシス波形成形部２３Ａによる波形成形後のＰＡＭ４信号は、テスト信号として伝送路２７に出力される。
The PAM4 signal after the waveform molding by the Enfasis
ＰＰＧモジュール２Ａが発生したＰＡＭ４信号（図１７（ｃ）参照）が伝送路２７により伝送されて被試験デバイスＷにより受信されると、被試験デバイスＷは被測定信号となるＰＡＭ４信号を送出する。
When the PAM4 signal generated by the
誤り率測定装置１において、ＥＤモジュール３Ａは、被試験デバイスＷからのＰＡＭ４信号を被測定信号として受信し、該被測定信号をＭＳＢとＬＳＢにデコードしてＢＥＲ測定を実行する。
In the error
このＢＥＲ測定においてはまず、ＥＤモジュール３Ａにおいて、ＰＡＭデコーダ３１Ａは、テスト信号を受信した被試験用デバイスＷから送出されるＰＡＭ４信号を被測定信号（図１８（ａ）参照）として入力し、０／１判定回路３２及びデコード回路３３を介して、ＭＳＢとＬＳＢ（ＭＳＢ／ＬＳＢ）とに分離された形態にデコードする（図１８（ｂ）参照）。
In this BER measurement, first, in the
このとき、ＭＳＢパターン（ＭＳＢ Pattern）は、ミドルアイの波形と１対１に対応するものとなる。これに対して、ＬＳＢパターン（ＬＳＢ pattern）は、アッパーアイとロウワーアイの波形を合成した波形となり、アッパーアイとロウワーアイの波形と１対１に対応していないものとなる。このため、ＥＤモジュール３Ａにおいて、デコード回路３３は、アッパーアイ用のパターンを分離するためのマスクと、ロウワーアイ用のパターンを分離するためにマスクとを用い、ＬＳＢパターンからアッパーアイ用のパターンとロウワーアイ用のパターンを分離して出力するようになっている。これにより、ＰＡＭデコーダ３１Ａでは、ＰＡＭ４信号からＭＳＢパターンと、アッパーアイ用のＬＳＢパターン及びロウワーアイ用のＬＳＢパターンを分離して出力することができる。
At this time, the MSB pattern has a one-to-one correspondence with the waveform of the middle eye. On the other hand, the LSB pattern is a waveform obtained by synthesizing the waveforms of the upper eye and the lower eye, and does not have a one-to-one correspondence with the waveforms of the upper eye and the lower eye. Therefore, in the
図１８（ｂ）におけるＰＡＭデコーダ３１Ａでの復調データは、ビットエラー測定部３４Ａに入力される。ビットエラー測定部３４Ａには、ＰＰＧモジュール２ＡでＰＡＭ４信号を生成するために用いられたパターンデータ（ＰＰＧ１（ＭＳＢ）、ＰＰＧ２（ＬＳＢ））が、制御部７Ａの制御により、参照信号として事前に設定（保持）されている。
The demodulated data in the
これにより、ビットエラー測定部３４Ａは、上述したＰＡＭ４信号のデコード処理の後、該デコード結果（復調データ）を取り込み、シンボルごとに参照信号と比較してＢＥＲ測定処理を実行する。ここでビットエラー測定部３４Ａは、ＰＡＭデコーダ３１Ａでのデコード処理により分離されたＭＳＢ／ＬＳＢの値と参照信号のＭＳＢ／ＬＳＢの値をシンボルごとに比較し、両者が不一致の場合にビットエラーと判定する。さらにビットエラー測定部３４Ａは、ＰＰＧモジュール２Ａから出力される一連のビットエラー測定に係るＰＡＭ４の総ビット数と、上述したビットエラーと判定されたビット数との比をＢＥＲとして算出する。
As a result, the bit
次に、誤り率測定装置１Ａにおけるエンファシス調整制御について説明する。このエンファシス調整制御は、第１の実施形態と同様、測定系（図９参照）を用いて行うこともできるが、ここでは、誤り率測定装置１Ａで行う場合について、図７、及び図８に示すフローチャートを援用して説明する。
Next, the enhancement adjustment control in the error
このエンファシス調整制御を行うには、測定パターンの他、コスト関数、各タップのパラメータＡ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１の初期値、追い込み回数、学習率ｋなどの設定を行う必要がある。これらの設定は、例えば、操作部４Ａと表示部６Ａとが協働して提供されるＵＩを用いて行うことができる。コスト関数は、ＰＡＭ４信号について、例えば、上記（１）式で表し得るものを設定する。
In order to perform this enhancement adjustment control, it is necessary to set the cost function, the initial values of the parameters A01, A11, A21, and A31 of each tap, the number of times of driving, the learning rate k, and the like, in addition to the measurement pattern. These settings can be made, for example, by using a UI provided by the
なお、ＰＡＭ４信号をエンファシス付加対象とする誤り率測定装置１Ａにおいて、上記（１）式を満足するコスト関数とは、例えば、図１４に示すＰＡＭ４信号のアイパターンＥｐにおいて、アッパーアイのアイ開口部Ｅｐ１１、ミドルアイのアイ開口部Ｅｐ１２、ロウワーアイのアイ開口部Ｅｐ１３のそれぞれの振幅値（アイアンプリチュード）が、アッパーアイ、ミドルアイ、ロウワーアイそれぞれの振幅値（アイハイト）に一致する態様の波形に相当する。
In the error
上述した各種パラメータの設定後、エンファシス調整モードに移行し、エンファシス調整制御が開始される。エンファシス調整制御が開始されると、エンファシス調整制御部７ｃ１は、図８に示すフローチャートに従って、ステップＳ１３ないしＳ１６の処理を追い込み回数が設定した回数となるまで繰り返し実施する。 After setting the various parameters described above, the mode shifts to the enhancement adjustment mode, and the enhancement adjustment control is started. When the enhancement adjustment control is started, the enhancement adjustment control unit 7c1 repeatedly executes the processes of steps S13 to S16 until the number of times of driving is set according to the flowchart shown in FIG.
エンファシス調整制御部７ｃ１は、ステップＳ１３の処理に先立って、測定機能部７ｆ１によりエンファシス付加後のパルスパターンの測定をパラメータＡ１１、Ａ２１、Ａ３１ごとにそれぞれ２回実施させるように制御する。ここで、１回目の測定は、例えば、１つ目のタップのパラメータＡ０１を上述したステップ幅（Δｈ）で上の値に移動させた状態で行い、２回目の測定は、該パラメータＡ０１をステップ幅（Δｈ）で下の値に移動させた状態で行い。この２回の測定は、引き続き他のタップのパラメータＡ１１、Ａ２１、Ａ３１についても上下の値への移動に合わせて実施される（図１０参照）。 Prior to the process of step S13, the enhancement adjustment control unit 7c1 controls the measurement function unit 7f1 to measure the pulse pattern after the addition of the enhancement twice for each of the parameters A11, A21, and A31. Here, the first measurement is performed, for example, in a state where the parameter A01 of the first tap is moved to the upper value by the step width (Δh) described above, and the second measurement is performed by stepping the parameter A01. Perform with the width (Δh) moved to the lower value. These two measurements are continuously performed for the parameters A11, A21, and A31 of the other taps in accordance with the movement to the upper and lower values (see FIG. 10).
エンファシス調整制御部７ｃ１は、上述したパルスパターンの測定結果に基づき、各タップのパラメータＡ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１ごとに、上の値と下の値の間（２×Δｈ）を移動したときのコスト関数の傾きをそれぞれ算出する（ステップＳ１３）。 The enhancement adjustment control unit 7c1 moves between the upper value and the lower value (2 × Δh) for each of the parameters A01, A11, A21, and A31 of each tap based on the measurement result of the pulse pattern described above. The slopes of the cost functions are calculated respectively (step S13).
次に、エンファシス調整制御部７ｃ１は、算出した各タップのパラメータＡ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１のコスト関数から該コスト関数に学習率ｋを乗算した値を減算することにより、各パラメータＡ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１の現在値を更新する処理を行う（ステップＳ１４）。 Next, the enhancement adjustment control unit 7c1 subtracts the value obtained by multiplying the cost function by the learning rate k from the calculated cost functions of the parameters A01, A11, A21, and A31 of each tap, so that the parameters A01, A11, A process of updating the current values of A21 and A31 is performed (step S14).
その後、エンファシス調整制御部７ｃ１は、ステップＳ１３とステップＳ１４の処理を繰り返し実施する（ステップＳ１５、Ｓ１６）。その間、追い込み回数ｎが設定回数に達すると（ステップＳ１６でＮＯ）、この処理を終了し、図７におけるステップＳ５へ移行する。 After that, the enhancement adjustment control unit 7c1 repeatedly executes the processes of steps S13 and S14 (steps S15 and S16). During that time, when the number of times of driving n reaches the set number of times (NO in step S16), this process is terminated and the process proceeds to step S5 in FIG.
ステップＳ５において、エンファシス調整制御部７ｃ１は、追い込んだ各タップのパラメータＡ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１の値に基づいてエンファシスを調整する制御を行う。 In step S5, the enhancement adjustment control unit 7c1 controls to adjust the enhancement based on the values of the parameters A01, A11, A21, and A31 of the driven taps.
このように、本実施形態に係る誤り率測定装置１Ａは、ＰＡＭ信号を扱うものであり、ＮＲＺ信号を扱う第１の実施形態とはエンファシス測定対象の信号種別の差異はあるものの、その特徴とするところは、第１の実施形態と同様、エンファシス付加後のパルスパターン（ＰＡＭ４信号）の測定結果に基づき、信号の減衰がないときのパルスパターンの波形との相関を指標とするコスト関数と、確率的勾配降下法と、を用いて、エンファシスの各タップのパラメータＡ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１の値を自動で算出し、該算出した各タップのパラメータＡ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１の値に基づいてエンファシスのレベルを調整する点にある。
As described above, the error
このため、本実施形態においても、エンファシス調整制御部７ｃ１及び信号測定機能（測定機能部７ｆ１、又はオシロスコープ８）によって、ＰＡＭ４信号を対象として、ユーザの手を煩わせることなくエンファシスの各タップのパラメータＡ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１の値を自動で算出し、設定することが可能となる。これにより、本実施形態においても、第１の実施形態と同様の作用効果を奏することができる。 Therefore, also in the present embodiment, the interface adjustment control unit 7c1 and the signal measurement function (measurement function unit 7f1 or oscilloscope 8) target the PAM4 signal and the parameters of each tap of the enhancement without bothering the user. The values of A01, A11, A21, and A31 can be automatically calculated and set. As a result, the same effect as that of the first embodiment can be obtained in the present embodiment as well.
また、本実施形態においても、コスト関数として「１」を設定することに限らず、例えば、各振幅補正ポイントでの理想とする波形と測定波形の差分の総計が最小になるようなコスト関数（図１１参照）や、アイパターンＥｐのアイ開口部（Ｅｐ１１、Ｅｐ１２、Ｅｐ１３）の面積に相当するコスト関数を用いるなど、第１の実施形態と同様の変形例に係るコスト関数を用いることが可能である。 Further, also in this embodiment, the cost function is not limited to being set to "1", and for example, a cost function that minimizes the total difference between the ideal waveform and the measured waveform at each amplitude correction point ( It is possible to use the cost function according to the same modification as the first embodiment, such as using the cost function corresponding to the area of the eye opening (Ep11, Ep12, Ep13) of the eye pattern Ep (see FIG. 11). Is.
上述したように、第１、及び第２実施形態に係る誤り率測定装置１（１Ａ）は、伝送路２７を介して被試験デバイスＷにテスト信号として送出するパルスパターンに対し、所定数のエンファシス付加対象ビットごとに伝送路２７での信号の減衰を補償するためのエンファシスを付加するエンファシス波形成形部２３（２３Ａ）と、エンファシス付加後のパルスパターンを測定する測定機能部７ｆ（７ｆ１）によるパルスパターンの測定結果に基づき、信号の減衰がないときのパルスパターンの波形との相関を指標とするコスト関数と、確率的勾配降下法と、を用いて、エンファシス付加対象ビットにそれぞれ対応するエンファシスの各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）の値を自動で算出し、該算出した各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）値に基づいてエンファシスのレベルを調整するエンファシス調整制御部７ｃ（７ｃ１）と、を有している。
As described above, the error rate measuring device 1 (1A) according to the first and second embodiments has a predetermined number of enhancements with respect to the pulse pattern transmitted as a test signal to the device W to be tested via the
この構成により、上記実施形態（第１、及び第２の実施形態）に係るエンファシス付加装置１０（１０Ａ）は、エンファシスの各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）の値を算出し、該各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）の値に基づいてエンファシスのレベルの調整を自動で実施でき、各タップの重みを調整するための煩雑な作業を必要とせず、最適なアイ開口に追い込むためのエンファシスの各タップのパラメータを正確かつ迅速に設定することができる。 With this configuration, the enhancement addition device 10 (10A) according to the above embodiment (first and second embodiments) has parameters A0, A1, A2, A3 (A01, A11, A21, A31) of each tap of the enhancement. ) Is calculated, and the enhancement level can be automatically adjusted based on the values of the parameters A0, A1, A2, and A3 (A01, A11, A21, A31) of each tap, and the weight of each tap is adjusted. The parameters of each tap of the enhancement to drive to the optimum eye opening can be set accurately and quickly without the need for complicated work.
また、上記実施形態に係るエンファシス付加装置１０（１０Ａ）において、エンファシス調整制御部７ｃ（７ｃ１）は、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）ごとに現在の値を一定のステップ幅（Δｈ）で上下それぞれの値に移動させたときのパルスパターンの測定結果に基づき、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）ごとに、上の値と下の値の間（２×Δｈ）を移動したときのコスト関数の傾きをそれぞれ算出する傾き算出処理を行う傾き算出部７ｄ１（７ｅ１）と、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）ごとに、傾き算出部７ｄ１（７ｅ１）により算出したコスト関数の傾きから該コスト関数の傾きに学習率を乗算した値を減算することにより現在の値をそれぞれ更新する更新処理を行う更新処理部７ｄ２（７ｅ２）と、パルスパターンの測定、傾き算出処理及び更新処理を複数回繰り返し実行させ、パルスパターンの測定結果が、設定されたコスト関数に追従するように、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）を追い込む追い込み処理部７ｄ３（７ｅ３）と、を有する構成である。 Further, in the enhancement addition device 10 (10A) according to the above embodiment, the enhancement adjustment control unit 7c (7c1) is currently used for each of the tap parameters A0, A1, A2, and A3 (A01, A11, A21, A31). For each tap parameter A0, A1, A2, A3 (A01, A11, A21, A31) based on the measurement result of the pulse pattern when the value is moved to the upper and lower values with a constant step width (Δh). , The tilt calculation unit 7d1 (7e1) that calculates the tilt of the cost function when moving between the upper value and the lower value (2 × Δh), and the parameters A0 and A1 of each tap. For each A2 and A3 (A01, A11, A21, A31), the current value is obtained by subtracting the value obtained by multiplying the slope of the cost function by the learning rate from the slope of the cost function calculated by the tilt calculation unit 7d1 (7e1). The update processing unit 7d2 (7e2) that performs the update process for updating each of the above, and the pulse pattern measurement, the tilt calculation process, and the update process are repeatedly executed a plurality of times, and the pulse pattern measurement result follows the set cost function. As described above, the configuration has a drive-in processing unit 7d3 (7e3) for driving the parameters A0, A1, A2, and A3 (A01, A11, A21, A31) of each tap.
この構成により、上記実施形態に係るエンファシス付加装置１０（１０Ａ）は、傾き算出処理、更新処理、及び追い込み処理のアルゴリズムとして、パルスパターンの測定データをランダムに取り出す確率的勾配降下法を適用しているため、コンピュータを用いた当該アルゴリズムに基づく各処理の実施中、各タップの重み調整のため手動作業介入の余地はなく、各タップのパラメータの設定についても人為的操作による差異、バラつきが生じることはなくなる。 With this configuration, the enhancement addition device 10 (10A) according to the above embodiment applies a stochastic gradient descent method for randomly extracting measurement data of a pulse pattern as an algorithm for a slope calculation process, an update process, and a drive-in process. Therefore, there is no room for manual work intervention to adjust the weight of each tap during each process based on the algorithm using a computer, and there may be differences and variations in the parameter settings of each tap due to human operation. Will disappear.
また、上記実施形態に係るエンファシス付加装置１０（１０Ａ）において、エンファシス波形成形部２３（２３Ａ）は、パルスパターンの出力端子（Data Out）に、パルスパターンを測定するオシロスコープ８が接続され、エンファシス調整制御部７ｃ（７ｃ１）は、傾き算出処理に係るパルスパターンの測定結果をオシロスコープ８から取得する構成である。
Further, in the emphasic addition device 10 (10A) according to the above embodiment, the emphasic waveform forming unit 23 (23A) is connected to the pulse pattern output terminal (Data Out) by an
この構成により、上記実施形態に係るエンファシス付加装置１０（１０Ａ）は、エンファシス波形成形部２３（２３Ａ）にオシロスコープ８を接続したことにより、オシロスコープ８のような測定機能を内部に設ける必要がなく、簡単な構成で、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）の値を適切に自動調整することが可能になる。
With this configuration, the emphasic addition device 10 (10A) according to the above embodiment does not need to be provided with a measurement function like the
また、上記実施形態に係るエンファシス付加装置１０（１０Ａ）において、エンファシス波形成形部２３（２３Ａ）は、パルスパターンを順次１ビットずつ遅延させて出力する遅延回路２４ａ、２４ｂ、２４ｃと、パルスパターンの各遅延回路２４ａ、２４ｂ、２４ｃで遅延されないビット、及び遅延された各ビットを、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）の値にそれぞれ対応するゲインで増幅して出力する可変利得増幅器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄと、各可変利得増幅器２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄの出力を加算し、エンファシス付加後のパルスパターンとして出力する加算器２６と、を有して構成されている。
Further, in the emphasis addition device 10 (10A) according to the above embodiment, the emphasis waveform forming unit 23 (23A) sequentially delays the pulse pattern by one bit and outputs the
この構成により、上記実施形態に係るエンファシス付加装置１０（１０Ａ）では、エンファシス波形成形部２３（２３Ａ）としてＦＩＲフィルタのフィルタ構造を適用可能であり、簡略で、かつ確率的勾配降下法に基づく各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）の追い込み処理にマッチした構成とすることができる。 With this configuration, in the emphasis addition device 10 (10A) according to the above embodiment, the filter structure of the FIR filter can be applied as the emphasis waveform forming unit 23 (23A), and each of them is simple and based on the stochastic gradient descent method. The configuration can be configured to match the drive-in processing of the tap parameters A0, A1, A2, and A3 (A01, A11, A21, A31).
また、上記実施形態に係るエンファシス付加装置１０（１０Ａ）において、コスト関数は、信号の減衰がないときのパルスパターンのアイパターンＥｐにおけるアイアンプリチュードとアイハイトにより定義される関数が用いられる。 Further, in the emphasis addition device 10 (10A) according to the above embodiment, as the cost function, a function defined by the eye amplifier and the eye height in the eye pattern Ep of the pulse pattern when there is no signal attenuation is used.
この構成により、上記実施形態に係るエンファシス付加装置１０（１０Ａ）は、エンファシス付加後のパルスパターンのアイパターンにおけるアイアンプリチュードとアイハイトの関係が、伝送路２７での信号の減衰がない理想とするパルスパターンの同関係に近くなるように各タップのパラメータの値を自動調整することができ、エンファシス波形調整後のパルスパターンを用いて伝送路２７での信号の減衰の影響が排除された正確な測定が行える。
With this configuration, the emphasis addition device 10 (10A) according to the above embodiment ideally has an ideal relationship between the eye amplifier and the eye height in the eye pattern of the pulse pattern after addition of emphasis, without signal attenuation in the
また、上記実施形態に係るエンファシス付加装置１０（１０Ａ）において、コスト関数は、信号の減衰がないときのパルスパターンのアイパターンにおけるアイ開口部Ｅｐ１の面積によって定義される関数が用いられる。 Further, in the emphasis addition device 10 (10A) according to the above embodiment, a function defined by the area of the eye opening Ep1 in the eye pattern of the pulse pattern when there is no signal attenuation is used as the cost function.
この構成により、上記実施形態に係るエンファシス付加装置１０（１０Ａ）は、エンファシス調整後のパルスパターンのアイパターンにおけるアイ開口部Ｅｐ１（Ｅｐ１１、Ｅｐ１２、Ｅｐ１３）の面積が、伝送路２７での信号の減衰がない理想とするパルスパターンのアイパターンにおけるアイ開口部の面積に近くなるように各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）の値を自動調整することができ、エンファシス波形調整後のパルスパターンを用いて伝送路２７での信号の減衰の影響が排除された正確な測定が行えるようになる。
With this configuration, in the emphasis addition device 10 (10A) according to the above embodiment, the area of the eye openings Ep1 (Ep11, Ep12, Ep13) in the eye pattern of the pulse pattern after the emphasis adjustment is the signal in the
また、上記実施形態に係るエンファシス付加装置１０（１０Ａ）において、コスト関数は、信号の減衰がないときのパルスパターンの波形と、パルスパターンの測定波形との複数の補正ポイントごとの差分Ａｄを合計した値が最小となるように定義された関数が用いられる。 Further, in the enhancement addition device 10 (10A) according to the above embodiment, the cost function sums the difference Ad for each of a plurality of correction points between the waveform of the pulse pattern when there is no signal attenuation and the measurement waveform of the pulse pattern. A function defined so that the value is minimized is used.
この構成により、上記実施形態に係るエンファシス付加装置１０（１０Ａ）は、エンファシス調整後のパルスパターンの波形が、伝送路２７での信号の減衰がない理想とするパルスパターンの波形に近くなるように各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）の値を自動調整することができ、エンファシス波形調整後のパルスパターンを用いる誤り率測定処理での上述した信号の減衰の影響を排除することができる。
With this configuration, in the enhancement addition device 10 (10A) according to the above embodiment, the waveform of the pulse pattern after the enhancement adjustment is made close to the waveform of the ideal pulse pattern without signal attenuation in the
また、上記実施形態に係る誤り率測定装置１（１Ａ）は、前述したエンファシス付加装置１０（１０Ａ）と、エンファシス波形成形部２３（２３Ａ）に入力するパルスパターンを発生するパターン発生部２１（２１ａ、２１ｂ）と、を有するＰＰＧモジュール２（２Ａ）と、エンファシスが付加されたパルスパターンを受信した被試験デバイスＷが被測定信号として送出するパルスパターンを受信し、該受信したパルスパターンの復号結果に基づいて当該パルスパターンのＢＥＲ測定を行うビットエラー測定部３４（３４Ａ）を有するＥＤモジュール３（３Ａ）と、を備えて構成されている。 Further, the error rate measuring device 1 (1A) according to the above embodiment is a pattern generating unit 21 (21a) that generates a pulse pattern to be input to the above-mentioned enhancement adding device 10 (10A) and the emphasizing waveform forming unit 23 (23A). , 21b), and the PPG module 2 (2A) having the above, and the device W under test that has received the pulse pattern to which the emphasis is added receives the pulse pattern transmitted as the signal to be measured, and the decoding result of the received pulse pattern. It is configured to include an ED module 3 (3A) having a bit error measuring unit 34 (34A) that performs BER measurement of the pulse pattern based on the above.
この構成により、上記実施形態に係る誤り率測定装置１（１Ａ）は、ＰＰＧモジュール２（２Ａ）にエンファシスを設定する際に、各タップの重みを調整するための煩雑な作業を必要とせず、最適なアイ開口に追い込むためのエンファシスの各タップのパラメータを正確かつ迅速に設定することができる。 With this configuration, the error rate measuring device 1 (1A) according to the above embodiment does not require complicated work for adjusting the weight of each tap when setting the aperture in the PPG module 2 (2A). The parameters of each tap of the interface to drive to the optimum eye opening can be set accurately and quickly.
また、上記実施形態に係るエンファシス付加方法は、伝送路２７を介して被試験デバイスＷにテスト信号として送出するパルスパターンに対し、所定数のエンファシス付加対象ビットごとに伝送路２７での信号の減衰を補償するためのエンファシスを付加するエンファシス付加方法であって、パルスパターンの信号の減衰がないときの波形との相関を指標とするコスト関数を設定するステップＳ１と、エンファシス付加後のパルスパターンを測定する測定ステップＳ３と、測定ステップＳ３によるパルスパターンの測定結果に基づき、コスト関数と、確率的勾配降下法と、を用いて、エンファシス付加対象ビットにそれぞれ対応するエンファシスの各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）の値を自動で算出し、該算出した各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）の値に基づいてエンファシスのレベルを調整するエンファシス調整制御ステップ（ステップＳ４、Ｓ５参照）と、を含むものである。
Further, in the enhancement addition method according to the above embodiment, with respect to the pulse pattern transmitted as a test signal to the device W to be tested via the
この構成により、上記実施形態に係るエンファシス付加方法は、エンファシスの各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）の値を算出し、該各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）の値に基づいてエンファシスのレベルの調整を自動で行うことができ、本方法をエンファシス付加装置１０（１０Ａ）、及び誤り率測定装置１（１Ａ）に適用することで、各タップの重みを調整するための煩雑な作業を必要とせず、最適なアイ開口に追い込むためのエンファシスの各タップのパラメータを正確かつ迅速に設定することができるようになる。 With this configuration, the enhancement addition method according to the above embodiment calculates the values of the parameters A0, A1, A2, A3 (A01, A11, A21, A31) of each tap of the enhancement, and the parameters A0, A1 of the taps. , A2, A3 (A01, A11, A21, A31) can automatically adjust the level of the enhancement, and this method can be applied to the enhancement addition device 10 (10A) and the error rate measuring device 1 (1A). ), So that the parameters of each tap of the enhancement to drive to the optimum eye opening can be set accurately and quickly without the complicated work of adjusting the weight of each tap. Become.
また、上記実施形態に係るエンファシス測定方法は、エンファシス調整制御ステップは、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）ごとに現在の値を一定のステップ幅Δｈで上下それぞれの値に移動させたときのパルスパターンの測定結果に基づき、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）ごとに、上の値と下の値の間（２×Δｈ）を移動したときのコスト関数の傾きをそれぞれ算出する傾き算出ステップＳ１３と、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）ごとに、傾き算出ステップＳ１３で算出したコスト関数の傾きから該コスト関数の傾きに学習率ｋを乗算した値を減算することにより現在の値をそれぞれ更新する更新ステップＳ１４と、測定ステップＳ３、傾き算出ステップＳ１３及び更新ステップＳ１４を複数回繰り返し実行させ、パルスパターンの測定結果が、設定されたコスト関数に追従するように、各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）を追い込む追い込みステップＳ４（ステップＳ１３〜Ｓ１６参照）と、を含むものである。 Further, in the enhancement measurement method according to the above embodiment, in the enhancement adjustment control step, the current value is set to a constant step width Δh for each of the tap parameters A0, A1, A2, and A3 (A01, A11, A21, A31). Between the upper and lower values for each tap parameter A0, A1, A2, A3 (A01, A11, A21, A31) based on the pulse pattern measurement results when moved to the upper and lower values. A tilt calculation step S13 for calculating the tilt of the cost function when moving (2 × Δh), and a tilt calculation step for each of the tap parameters A0, A1, A2, and A3 (A01, A11, A21, A31). Update step S14 for updating the current value by subtracting the value obtained by multiplying the slope of the cost function by the learning rate k from the slope of the cost function calculated in S13, measurement step S3, slope calculation step S13, and update step. A driving step in which S14 is repeatedly executed a plurality of times and the parameters A0, A1, A2, and A3 (A01, A11, A21, A31) of each tap are driven so that the measurement result of the pulse pattern follows the set cost function. It includes S4 (see steps S13 to S16).
この構成により、上記実施形態に係るエンファシス付加方法は、傾き算出処理、更新処理、及び追い込み処理のアルゴリズムとして、パルスパターンの測定データをランダムに取り出す確率的勾配降下法を適用しているため、本方法をエンファシス付加装置１０（１０Ａ）及び誤り率測定装置１（１Ａ）に適用することで、コンピュータによる当該アルゴリズムに基づく各処理の実施中、各タップの重み調整のため手動作業介入の余地はなく、各タップのパラメータの設定についても人為的操作による差異、バラつきが生じることはなくなる。 With this configuration, the emfasis addition method according to the above embodiment applies the stochastic gradient descent method for randomly extracting the measurement data of the pulse pattern as the algorithm of the inclination calculation process, the update process, and the drive-in process. By applying the method to the Enfasis Addition Device 10 (10A) and the Error Rate Measuring Device 1 (1A), there is no room for manual intervention to adjust the weight of each tap during each process based on the algorithm by the computer. , There will be no difference or variation in the parameter settings of each tap due to human operation.
よって、上記実施形態によれば、各タップの重みを調整するための煩雑な作業を必要とせず、最適なアイ開口に追い込むためのエンファシスの各タップのパラメータＡ０、Ａ１、Ａ２、Ａ３（Ａ０１、Ａ１１、Ａ２１、Ａ３１）を正確かつ迅速に設定することができるエンファシス付加装置１０（１０Ａ）、エンファシス付加方法及び誤り率測定装置１（１Ａ）を提供することができる。 Therefore, according to the above embodiment, the parameters A0, A1, A2, A3 (A01, A01,) of each tap of the enhancement for driving to the optimum eye opening without requiring complicated work for adjusting the weight of each tap. It is possible to provide an enhancement addition device 10 (10A) capable of setting A11, A21, A31) accurately and quickly, an enhancement addition method, and an error rate measuring device 1 (1A).
以上のように、本発明に係るエンファシス付加装置、エンファシス付加方法及び誤り率測定装置は、煩雑な作業を必要とせず、最適なアイ開口に追い込むためのエンファシスの各タップのパラメータを正確かつ迅速に設定することができるという効果を有し、パルスパターンを有線系により被試験対象物に伝送するエンファシス付加装置、エンファシス付加方法及び誤り率測定装置全般に有用である。 As described above, the emphasis addition device, the emphasis addition method, and the error rate measuring device according to the present invention do not require complicated work, and the parameters of each tap of emphasis for driving to the optimum eye opening can be accurately and quickly set. It has the effect of being able to be set, and is useful for all emphasis addition devices, emphasis addition methods, and error rate measuring devices that transmit pulse patterns to the object to be tested by a wired system.
１、１Ａ 誤り率測定装置
２、２Ａ ＰＰＧモジュール
３、３Ａ ＥＤモジュール
７、７Ａ 制御部
７ｃ、７ｃ１ エンファシス調整制御部（エンファシス付加装置）
７ｄ１、７ｅ１ 傾き算出部
７ｄ２、７ｅ２ 更新処理部
７ｄ３、７ｅ３ 追い込み処理部
８ オシロスコープ
２１ パターン発生部
２１ａ 第１パターン発生部
２１ｂ 第２パターン発生部
２２ パターン合成出力部
２３、２３Ａ エンファシス波形成形部（エンファシス付加装置）
２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄ 遅延回路
２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ 可変利得増幅器
２６ 加算器
２７ 伝送路
1, 1A error
7d1, 7e1 Slope calculation unit 7d2, 7e2 Update processing unit 7d3, 7e3 Drive-in
24a, 24b, 24c,
Claims (10)
前記エンファシス付加後の前記パルスパターンの測定結果に基づき、前記信号の減衰がないときの前記パルスパターンの波形との相関を指標とするコスト関数と、確率的勾配降下法と、を用いて、前記エンファシス付加対象ビットにそれぞれ対応する前記エンファシスの各タップのパラメータの値を自動で算出し、該算出した前記各タップのパラメータの値に基づいて前記エンファシスのレベルを調整するエンファシス調整制御部（７ｃ、７ｃ１）と、を有することを特徴とするエンファシス付加装置。 Emphasis is added to the pulse pattern transmitted as a test signal to the test object (W) via the transmission line (27) for each emphasis addition target bit to compensate for the attenuation of the signal in the transmission line. Emphasis waveform forming part (23, 23A) and
Based on the measurement result of the pulse pattern after the addition of the enhancement, the cost function using the correlation with the waveform of the pulse pattern when there is no attenuation of the signal as an index, and the stochastic gradient descent method are used. The attenuation adjustment control unit (7c, 7c, which automatically calculates the parameter value of each tap of the attenuation corresponding to each bit to be attenuated and adjusts the level of the attenuation based on the calculated parameter value of each tap. 7c1) and an enhancement addition device.
前記各タップのパラメータごとに現在の値を一定のステップ幅（Δｈ）で上下それぞれの値に移動させたときの前記パルスパターンの測定結果に基づき、前記各タップのパラメータごとに、前記上の値と前記下の値の間（２×Δｈ）を移動したときの前記コスト関数の傾きをそれぞれ算出する傾き算出処理を行う傾き算出部（７ｄ１、７ｅ１）と、
前記各タップのパラメータごとに、前記傾き算出部で算出した前記コスト関数の傾きから該コスト関数の傾きに学習率を乗算した値を減算することにより前記現在の値をそれぞれ更新する更新処理を行う更新処理部（７ｄ２、７ｅ２）と、
前記パルスパターンの測定、前記傾き算出処理及び前記更新処理を複数回繰り返し実行させ、前記パルスパターンの測定結果が、設定された前記コスト関数に追従するように、前記各タップのパラメータを追い込む追い込み処理部（７ｄ３、７ｅ３）と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のエンファシス付加装置。 The Enfasis Adjustment Control Unit
Based on the measurement result of the pulse pattern when the current value is moved to the upper and lower values by a constant step width (Δh) for each parameter of each tap, the above value is obtained for each parameter of each tap. And the slope calculation unit (7d1, 7e1) that performs the slope calculation process to calculate the slope of the cost function when moving between (2 × Δh) and the lower value.
For each parameter of the tap, an update process is performed to update the current value by subtracting a value obtained by multiplying the slope of the cost function by the learning rate from the slope of the cost function calculated by the slope calculation unit. Update processing unit (7d2, 7e2) and
The pulse pattern measurement, the inclination calculation process, and the update process are repeatedly executed a plurality of times, and the parameter of each tap is driven so that the measurement result of the pulse pattern follows the set cost function. Part (7d3, 7e3) and
The enhancement addition device according to claim 1, wherein the device is provided with.
前記エンファシス調整制御部は、前記傾き算出処理に係る前記パルスパターンの測定結果を前記オシロスコープから取得することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンファシス付加装置。 An oscilloscope (8) for measuring the pulse pattern is connected to the output terminal of the pulse pattern in the enhancement waveform molding unit.
The enhancement addition device according to claim 1 or 2, wherein the enhancement adjustment control unit acquires a measurement result of the pulse pattern related to the inclination calculation process from the oscilloscope.
前記エンファシスが付加された前記パルスパターンを受信した前記被試験対象物が被測定信号として送出するパルスパターンを受信し、該受信したパルスパターンの復号結果に基づいて当該パルスパターンのビットエラーを測定するビットエラー測定部（３４、３４Ａ）を有するＥＤモジュール（３）と、を備えることを特徴とする誤り率測定装置。 The enhancement addition device (23, 23A, 7c, 7c1) according to claim 1 to 7, and a pattern generation unit (21, 21a, 21b) that generates the pulse pattern to be input to the enhancement waveform forming unit. PPG module (2, 2A) with
The object to be tested that receives the pulse pattern to which the enhancement is added receives the pulse pattern transmitted as a signal to be measured, and measures the bit error of the pulse pattern based on the decoding result of the received pulse pattern. An error rate measuring device including an ED module (3) having a bit error measuring unit (34, 34A).
前記パルスパターンの前記信号の減衰がないときの波形との相関を指標とするコスト関数を設定するステップ（Ｓ１）と、
前記エンファシス付加後の前記パルスパターンを測定する測定ステップ（Ｓ３）と、
前記測定ステップによる前記パルスパターンの測定結果に基づき、前記コスト関数と、確率的勾配降下法と、を用いて、前記エンファシス付加対象ビットにそれぞれ対応する前記エンファシスの各タップのパラメータの値を自動で算出し、該算出した前記各タップのパラメータの値に基づいて前記エンファシスのレベルを調整するエンファシス調整制御ステップ（Ｓ４、Ｓ５）と、を含むことを特徴とするエンファシス付加方法。 Emphasis is added to the pulse pattern transmitted as a test signal to the test object (W) via the transmission line (27) for each emphasis addition target bit to compensate for the attenuation of the signal in the transmission line. Emphasis addition method
A step (S1) of setting a cost function using the correlation of the pulse pattern with the waveform when the signal is not attenuated as an index, and
A measurement step (S3) for measuring the pulse pattern after the addition of the enhancement,
Based on the measurement result of the pulse pattern by the measurement step, the value of the parameter of each tap of the emfasis corresponding to the bit to be added to the emfasis is automatically set by using the cost function and the stochastic gradient descent method. An enhancement addition method comprising a calculation and an enhancement adjustment control step (S4, S5) for adjusting the level of the enhancement based on the calculated parameter value of each tap.
前記各タップのパラメータごとに現在の値を一定のステップ幅（Δｈ）で上下それぞれの値に移動させたときの前記パルスパターンの測定結果に基づき、前記各タップのパラメータごとに、前記上の値と前記下の値の間（２×Δｈ）を移動したときの前記コスト関数の傾きをそれぞれ算出する傾き算出ステップ（Ｓ１３）と、
前記各タップのパラメータごとに、前記傾き算出ステップで算出した前記コスト関数の傾きから該コスト関数の傾きに学習率を乗算した値を減算することにより前記現在の値をそれぞれ更新する更新ステップ（Ｓ１４）と、
前記測定ステップ、前記傾き算出ステップ及び前記更新ステップを複数回繰り返し実行させ、前記パルスパターンの測定結果が、設定された前記コスト関数に追従するように、前記各タップのパラメータを追い込む追い込みステップ（Ｓ４、Ｓ１３〜Ｓ１６）と、
を含むことを特徴とする請求項９に記載のエンファシス付加方法。 The enhancement adjustment control step
Based on the measurement result of the pulse pattern when the current value is moved to the upper and lower values by a constant step width (Δh) for each parameter of each tap, the above value is obtained for each parameter of each tap. And the slope calculation step (S13) for calculating the slope of the cost function when moving between (2 × Δh) between the value and the value below.
For each parameter of the tap, the update step (S14) for updating the current value by subtracting the value obtained by multiplying the slope of the cost function by the learning rate from the slope of the cost function calculated in the slope calculation step. )When,
The driving step (S4) in which the measurement step, the inclination calculation step, and the update step are repeatedly executed a plurality of times, and the parameters of the taps are driven so that the measurement result of the pulse pattern follows the set cost function. , S13 to S16),
The enhancement addition method according to claim 9, wherein the method comprises.
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