JP7058308B2 - 誤り率測定装置、及び誤り率測定方法 - Google Patents

誤り率測定装置、及び誤り率測定方法 Download PDF

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本発明は、被測定信号として入力されるデータとクロック信号の位相関係と、測定された誤り率との関係を示す、所謂、バスタブ特性を用いて被測定信号のジッタ測定を行う誤り率測定装置、及び誤り率測定方法に関する。
スマートフォンやモバイル端末によるデータ通信量の増加に伴い、通信システムは膨大なデータを扱うようになり、通信システムを構成する各種の通信機器のインタフェースは高速化とシリアル伝送化が進んでいる。このような通信機器で採用されているＰＣＩｅ（登録商標）（Peripheral Component Interconnect Express）などのハイスピードシリアルバス（High Speed Serial Bus）の規格では、ＬＴＳＳＭ（Link Training and Status State Machine：「リンク状態管理機構」）と呼ばれるステートマシンにより、デバイス間の通信の初期化やリンク速度の調整などが管理されている。
インタフェースの高速化が進む上記通信機器における信号の品質評価の指標の一つとして、受信データのうちビット誤りが発生した数と受信データの総数との比較として定義されるビット誤り率（Bit Error Rate：ＢＥＲ）が知られている。ＢＥＲ測定を行う誤り率測定装置の一般的な構成として、例えば、パルスパターン発生器（Pulse Pattern Generator：ＰＰＧ）から規格が定める特定パターンを高速に切り替えて出力し、該特定パターンを受信した被試験対象（Device Under Test：ＤＵＴ）が送出する被測定信号を誤り率測定器（ＥＤ）側で受信してビット誤り率を測定する構成が知られている。
一方で、擬似ランダム（Pseudo-random bit sequence：ＰＲＢＳ）パターン等の各種デジタルデータの通信試験の分野では、単位インターバルｕｉでの遅延時間とビット誤り率（ＢＥＲ値）との関係を示す特性、いわゆるバスタブ特性からジッタのヒストグラムを求め、そのジッタヒストグラムからランダムジッタの推定値を得る技術（ＢＥＲテスタ）が知られている（例えば、特許文献１。段落０００４、００１２、００２８～００３５、図１、図２参照）。
今日、上述した誤り率測定装置においても、特許文献１に記載されたＢＥＲテスタのように、バスタブ特性からジッタを測定する機能を有するものが提案されている。
特開２００３－３２４４８９号公報
バスタブ特性からジッタを測定する機能を有する誤り率測定装置は、一般に、可変遅延器（図３参照）を有し、該可変遅延器によって、被測定信号として入力するデータと、該データの入力処理に用いるクロック信号の位相関係を操作しながらバスタブ特性を算出したうえで該バスタブ特性からジッタを測定するようになっている。
この種の誤り率測定装置において、バスタブ特性から得られるジッタの計算結果の信頼性は、誤り率の確率的な揺らぎと可変遅延器の揺らぎの２つの影響を受ける。誤り率の確率的な揺らぎについては、たくさんのデータセットを得ることで低減できる。誤り率の確率的な揺らぎは原理的には防ぐことができないため、このような測定については、測定時間が増大する傾向がある。
これに対し、可変遅延器の揺らぎはバスタブ特性における近似線の傾きに影響を与える。可変遅延器は、例えばメカニカルディレイ内部の歯車誤差や、ＩＱ変調を用いた可変遅延器フィードバック系に依存する揺らぎといった、動かし方による誤差が存在する。このような誤差は正規分布に基づかないものである。したがって平均化処理によって影響を排除できない。
可変遅延器の揺らぎを排除する簡単な手法として、よりたくさんのデータセットを測定し、その傾向から可変遅延器の揺らぎを抽出し、その影響を大きく受けたデータセットを削除する方法がある。この方法によれば、揺らぎを抽出するまでに膨大な測定時間が必要になってしまうことがあった。
このため、短い測定時間で、可変遅延器の揺らぎを如何にして排除しつつ、誤り率の確率的な揺らぎの範囲でジッタの信頼性を得る手法が求められている。
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、１つのデータセットを用いて、可変遅延器の遅延揺らぎが軽減された高精度のジッタ測定を短時間で行うことが可能な誤り率測定装置及び誤り率測定方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る誤り率測定装置は、被測定信号として入力するデータの入力に合わせて該データの２値判定の処理に用いるクロック信号の遅延量を可変遅延器（３ａ２）で順次変動させて前記データと前記クロック信号の位相関係を操作する位相操作を行う位相操作手段（７ｂ）と、前記位相操作を伴う前記２値判定の判定結果を用いて前記データのパターンと既定のパターンを比較し、該比較結果に基づき前記データの誤り率を測定する誤り率測定手段（３ｂ）と、前記誤り率の測定に合わせて、前記位相操作手段により操作された前記位相関係と、前記誤り率測定手段により測定された前記誤り率との関係を示すバスタブ特性の前記位相操作の１掃引に係るデータセットを算出するバスタブ特性算出手段（７ｄ）と、前記データセットに基づき前記データのジッタを測定するジッタ測定手段（７ｅ）と、前記ジッタの測定結果における特定のジッタの測定値と、測定に使用した前記データセットにおけるバスタブ曲線（８０ａ、８０ｂ）に対応する前記位相操作に係る前記遅延量の幅とにより規定される判断指標を用いて前記測定結果の信頼性を判定する判定手段（７ｆ）と、を具備することを特徴としている。
この構成により、本発明の請求項１に係る誤り率測定装置は、判断指標を設けてジッタ測定結果の信頼性を判定する機能を設けることで、信頼性ありと判定されたときのジッタ測定に使用された１つのデータセットから短時間で信頼性の高いジッタ測定を行うことができ、複数のデータセットを用いた統計処理を行う必要がなくなる。また、判断指標の選び方次第で可変遅延器の遅延揺らぎの影響を軽減することができ、１つのデータセットのみからジッタ測定を行うことと相まって、遅延揺らぎの影響を軽減しつつ短時間で高精度のジッタ測定を行うことが可能となる。
また、本発明の請求項２に係る誤り率測定装置は、前記判定手段により、前記測定結果が信頼性ありと判定された場合は測定に使用した前記データセットを取得し、前記測定結果が信頼性なしと判定された場合は、前記データセットを廃棄するデータ取捨選択手段（７ｇ）をさらに有する構成であってもよい。
この構成により、本発明の請求項２に係る誤り率測定装置は、ジッタ測定結果の信頼性がないと判定された場合、すぐに次回のジッタ測定に移行することができ、信頼性のあるジッタ測定結果を得るまでの時間を短縮することができる。
また、本発明の請求項３に係る誤り率測定装置において、前記判定手段は、前記ジッタ測定手段により測定されたジッタ値（ＲＪｒｍｓ）と、測定に使用した前記データセットの２つのバスタブ曲線（８０ａ、８０ｂ）のうちのいずれか一方に対応する前記位相操作に係る前記遅延量の幅（Ｘｒ）とを比較し、下式１の判断指標を満足する否かに応じて前記信頼性の有無を判定する構成であってもよい。
Ｘｒ＞ｃ×ＲＪｒｍｓ ・・・ 式１
但し、ｃは任意の係数
この構成により、本発明の請求項３に係る誤り率測定装置は、２つのバスタブ曲線のうちのいずれか一方を用いてジッタ測定を行う際に、予め設定した判断指標に基づいて位相操作手段の遅延揺らぎの影響が軽減された信頼性の高い１つのデータセットを確実に選び出すことができ、短時間で高精度のジッタ測定を行うことができる。
また、本発明の請求項４に係る誤り率測定装置において、前記判定手段は、前記ジッタ測定手段により測定されたジッタ値（ＲＪｒｍｓ）と、測定に使用した前記データセットの２つのバスタブ曲線（８０ａ、８０ｂ）にそれぞれ対応する前記位相操作に係る前記遅延量の幅（Ｘｒ１、Ｘｒ２）のうちの小さい方の前記遅延量の幅（ｍｉｎ（Ｘｒ１，Ｘｒ２））とを比較し、下式２の判断指標を満足する否かに応じて前記信頼性の有無を判定する構成であってもよい。
ｍｉｎ（Ｘｒ１，Ｘｒ２）＞ｃ×ＲＪｒｍｓ ・・・ 式２
但し、ｃは任意の係数
この構成により、本発明の請求項４に係る誤り率測定装置は、２つのバスタブ曲線の両方を用いてジッタ測定を行う際に、予め設定した判断指標に基づいて位相操作手段の遅延揺らぎの影響が軽減された信頼性の高い１つのデータセットを確実に選び出すことができ、短時間で高精度のジッタ測定を行うことができる。
また、本発明の請求項５に係る誤り率測定装置において、前記係数ｃは、前記信頼性の有無を判定する閾値を変更するパラメータであり、事前に実施する誤り率測定結果に基づき設定される当該誤り率測定装置固有の値である構成であってもよい。
この構成により、本発明の請求項５に係る誤り率測定装置は、自装置固有の係数ｃを設定しておくことで、自装置に最適な判断指標を用いて短時間かつ高精度のジッタ測定を行うことができる。
上記課題を解決するために、本発明の請求項６に係る誤り率測定方法は、被測定信号として入力するデータの入力に合わせて該データの２値判定の処理に用いるクロック信号の遅延量を可変遅延器（３ａ２）で順次変動させて前記データと前記クロック信号の位相関係を操作する位相操作を行う位相操作ステップ（Ｓ５）と、前記位相操作を伴う前記２値判定の判定結果を用いて前記データのパターンと既定のパターンを比較し、該比較結果に基づき前記データの誤り率を測定する誤り率測定ステップ（Ｓ６）と、前記誤り率の測定に合わせて、前記位相操作ステップにより操作された前記位相関係と、前記誤り率測定ステップにより測定された前記誤り率との関係を示すバスタブ特性の前記位相操作の１掃引に係るデータセットを算出するバスタブ特性算出ステップ（Ｓ７）と、前記データセットに基づき前記データのジッタを測定するジッタ測定ステップ（Ｓ８）と、前記ジッタの測定結果における特定のジッタの測定値と、測定に使用した前記データセットにおけるバスタブ曲線（８０ａ、８０ｂ）に対応する前記位相操作に係る前記遅延量の幅とにより規定される判断指標を用いて前記測定結果の信頼性を判定する判定ステップ（Ｓ９）と、を含むことを特徴とする。
この構成により、本発明の請求項６に係る誤り率測定方法は、判断指標を設けてジッタ測定結果の信頼性を判定する機能を設けることで、信頼性ありと判定されたときのジッタ測定に使用された１つのデータセットから短時間で信頼性の高いジッタ測定を行うことができ、複数のデータセットを用いた統計処理を行う必要がなくなる。また、判断指標の選び方次第で可変遅延器の遅延揺らぎの影響を軽減することができ、１つのデータセットのみからジッタ測定を行うことと相まって、遅延揺らぎの影響を軽減しつつ短時間で高精度のジッタ測定を行うことが可能となる。
本発明は、１つのデータセットを用いて、可変遅延器の遅延揺らぎが軽減された高精度のジッタ測定を短時間で行うことが可能な誤り率測定装置及び誤り率測定方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る誤り率測定装置の概略構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る誤り率測定装置の制御部の機能構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る誤り率測定装置の誤り率測定器における信号受信部の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る誤り率測定装置での誤り率測定によって得られるバスタブ特性の一例を示すグラフである。 図４に示すバスタブ特性におけるバスタブ曲線の近似線の傾きによって定義されるランダムジッタＲＪｒｍｓを説明するための模式図である。 ジッタ測定に際して誤り率の測定範囲として設定可能な誤り率（ＢＥＲ）とＱ（ＢＥＲ）値との関係を示す表図である。 可変遅延器の揺らぎに起因する誤り率の測定誤差とバスタブ曲線の傾きとの関係を説明するために示すバスタブ特性のグラフである。 ジッタ測定結果の信頼性を判断する判断指標のパラメータとして用いられる遅延量範囲Ｘｒ１及びＸｒ２を説明するために示すバスタブ特性のグラフである。 本発明の一実施形態に係る誤り率測定装置でジッタ測定結果が信頼性を有すると判定されたときの１つのデータセットに基づくジッタ算出処理イメージを示す図である。 本発明の一実施形態に係る測定装置によるジッタ測定結果の信頼性の有無の判定処理を取り入れたジッタ測定制御動作を示すフローチャートである。 図１０のステップＳ９におけるバスタブ特性の信頼性判定処理の詳細を示すフローチャートである。 本実施形態に係る誤り率測定装置のジッタ測定シミュレーション動作でのジッタ測定結果の信頼性判定結果の表示例を示す図であり、（ａ）は信頼性ありと判定されたときの表示例を示し、（ｂ）は信頼性なしと判定されたときの表示例を示している。 本発明の一実施形態に係る測定装置によるジッタ測定画面の表示例を示す図である。
以下、本発明に係る誤り率測定装置、及び誤り率測定方法の実施形態について図面を用いて説明する。
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、パルスパターン発生器（Pulse Pattern Generator：ＰＰＧ）２、誤り率測定器（Error Detector：ＥＤ）３、記憶部４、表示部５、操作部６、制御部７を備えて構成される。
誤り率測定装置１は、操作部６による所定の測定開始操作に基づいてＰＰＧ２から任意のパルスパターンを有する試験信号を発生させ、該試験信号を受信したＤＵＴ１０が送出する信号を被測定信号としてＥＤ３に入力して該被測定信号のビット誤り率を測定することでＤＵＴ１０の性能評価を行う装置である。
本実施形態において、ＥＤ３は、被測定信号として入力するデータ（以下、入力データ）と、該入力データの２値判定（１か０かの判定）の処理に用いるクロック信号との位相関係をユーザ操作に応じて操作する位相操作制御機能を有している。また、ＥＤ３は、位相操作制御機能によって操作された入力データとクロック信号の位相関係（クロック遅延量）と、測定された誤り率との関係を示す特性、所謂、バスタブ特性を算出するとともに、算出したバスタブ特性に基づいて入力データのジッタを求めるジッタ算出処理機能をさらに有している。
（ジッタについて）
ジッタは、ディジタル信号の時間軸方向の揺らぎである。この揺らぎの周期が長周期である時、具体的には変調周波数が１０Ｈｚ以上の変調周波数で揺らぎが発生する場合にジッタと定義される。ジッタは様々なジッタ成分から構成されている。上述したＴＪは広がりが有限なＤＪと、無限な広がりを持つＲＪで構成されている。
ジッタ量の単位には、ｎｓ（ナノ（１０－９）秒）、ｐｓ（ピコ（１０－１２）秒）、ｆｓ（フェムト（１０－１５）秒）等の時間単位のほか、ユニットインターバル（Unit Interval：UI）が用いられる。UIとは、１ｂｉｔあたりのジッタ量の比率で、Jitter量をTj[ps]、1bit の間隔を Tbit [ps]としたとき、下式（ａ）によって算出される。
Jitter[UI] ＝ Tj ／Tbit ・・・ （ａ）
これにより、例えば、１０Ｇｂｉｔ／ｓの信号であれば、１ｂｉｔの間隔は１００ｐｓとなる。この信号に１０ｐｓのジッタが存在すれば、ジッタ量は０．１UIと算出されることとなる。なお、バスタブ特性、及びバスタブ特性に基づくジッタ算出処理については後で図４から図６、図１０、図１１を参照して詳述する。
性能評価の対象（被測定対象）であるＤＵＴ１０は、背景技術の欄で挙げたインタフェースの高速化が進む通信機器等に用いられる、例えば、フリップフロップ（Ｆ／Ｆ）回路等の各種デバイスで構成されている。性能評価の種別は有線系に限られるものであり、ＤＵＴ１０は、ＰＰＧ２及びＥＤ３と接続ケーブル等を用いて有線接続され、ＰＰＧ２からの試験信号を受信し、その応答信号としての所定の規格の被測定信号をＥＤ３に送出する。ＤＵＴ１０が対応する規格の例としては、OIF CEI-56G-VSR-PAM4、IEEE802.3bs、PCI Express Gen6、CEI（Common Electrical Interface）、Ethernet（登録商標）などが挙げられる。ＤＵＴ１０は、ビット列からなるデータを表す信号を送信するものであれば、上述したＦ／Ｆ回路等以外のデバイスで構成されていてもよい。
図１に示す誤り率測定装置１の構成において、ＰＰＧ２は集積回路などによって構成される信号送信部２ａ、ＲＡＭなどのメモリによって構成されるデータ記憶部２ｂを有している。
データ記憶部２ｂは、例えば１２８Ｍビットサイズからなる基準になるデータを予め記憶している。信号送信部２ａは、データ記憶部２ｂから読み込んだデータを表す信号をＤＵＴ１０に送信するようになっている。
ＥＤ３は、信号受信部３ａ、誤り率測定部３ｂを有している。信号受信部３ａは、ＤＵＴ１０から送信された被測定信号を受信し、受信した信号の入力データを誤り率測定部３ｂに出力するものであり、例えば、図３に示すように、０／１判定器３ａ１、可変遅延器３ａ２を有している。
０／１判定器３ａ１は、ＤＵＴ１０からの入力データ（被測定信号）を可変遅延器３ａ２から与えられるクロック信号に基づいて１または０の２値判定を行う。可変遅延器３ａ２は、入力データの２値判定の処理に用いる上記クロック信号の遅延量を順次変動させることにより、所定の位相範囲を対象に入力データとクロック信号の位相関係を操作する位相操作機能を有している。具体的に、可変遅延器３ａ２は、上記クロック信号を入力し、位相操作制御部７ｂ（図２参照）からの遅延量の操作に基づいてクロック信号を遅延させて０／１判定器３ａ１に出力する。可変遅延器３ａ２は、位相操作制御部７ｂとともに、本発明の位相操作手段を構成する。
かかる構成により、信号受信部３ａでは、ユーザ操作に基づいてクロック遅延量（クロック信号とデータの位相関係）が操作され、そのときのクロック遅延量に応じて入力データの０／１判定器３ａ１による２値判定結果を誤り率測定部３ｂに出力する動作を行う。クロック遅延量の操作は、例えば、初期値から１周期の範囲で動かすように実施することができる。本実施形態に係る誤り率測定装置１では、クロック遅延量を初期値から１周期の範囲で動かして入力データの誤り率を測定することを１掃引と定義している。
ＥＤ３において、誤り率測定部３ｂは、本発明の誤り率測定手段を構成するものであり、同期検出部３ｂ１、比較部３ｂ２を有している。同期検出部３ｂ１は、データ記憶部２ｂから読み込んだ基準となるデータ（参照信号）と、受信した入力データとの同期を取る処理を実施し、同期が取れた場合にはその旨を比較部３ｂ２へ通知する。
比較部３ｂ２は、例えば、排他的論理和回路（ＥＸ－ＯＲ）により構成され、同期検出部３ｂ１から入力されるデータのパターン、すなわち、信号受信部３ａによる被測定信号の２値判定信号のビットそれぞれと、上記参照信号（既定のパターン）とをシンボル（ビット）ごとに比較することにより、被測定信号のレベルと参照信号のレベルとが相違するビットエラーを測定する。２値信号と参照信号とのシンボルごとのビットの比較結果は、比較データとして記憶部４の所定の記憶領域に順次格納されるようになっている。ここで誤り率測定部３ｂは、上記比較データに基づき、全シンボル数に対するエラーとなったビットの割合を誤り率として算出し、算出した誤り率のデータを記憶部４にさらに記憶する構成であってもよい。
記憶部４はまた、制御部７を構成する後述のパラメータ設定部７ａ、位相操作制御部７ｂ、測定制御部７ｃ、バスタブ特性算出部７ｄ、ジッタ測定制御部７ｅ、信頼性判定部７ｆ、取捨選択部７ｇ、表示制御部７ｈを実現するためのプログラムや、上記各機能部がＤＵＴ１０からの被測定信号の誤り率を測定するために必要な各種情報を記憶する。
表示部５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測定結果（ジッタ測定画面等）などを表示する。
操作部６は、例えば操作ノブ、各種キー、スイッチ、ボタンや表示部５の表示画面上のソフトキーなどで構成される。操作部６は、ビット誤り率測定、ジッタ測定を行うための各種設定項目の設定、ＤＵＴ１０の測定開始や停止の指示、誤り率測定、ジッタ測定などの種々の動作制御を係る操作機能を有している。
制御部７は、上述した各種デバイスをＤＵＴ１０としてビット誤り率（ＢＥＲ）を含む各種測定を行う際にＰＰＧ２、ＥＤ３、表示部５、操作部６を統括制御する。
制御部７は、例えば図２に示すように、パラメータ設定部７ａ、位相操作制御部７ｂ、測定制御部７ｃ、バスタブ特性算出部７ｄ、ジッタ測定制御部７ｅ、信頼性判定部７ｆ、取捨選択部７ｇ、表示制御部７ｈを有している。
パラメータ設定部７ａは、バスタブ特性に基づくジッタ測定を行うための各種のパラメータを設定するものである。この種のパラメータとしては、測定対象の信号の規格、誤り率の測定範囲、位相操作パターン（クロック遅延量）、誤り率を算出するための位相操作の掃引回数（バスタブ特性の１データセットを得るために行う一連の位相操作を一掃引とする）、ジッタ測定結果の信頼性判定に用いる判断指標などが挙げられる。
位相操作制御部７ｂは、操作部６でのユーザ操作に基づいて信号受信部３ａの可変遅延器３ａ２を制御し、入力データとクロック信号との位相関係を操作（変動）させる制御を行うようになっている。
測定制御部７ｃは、設定された測定パラメータに基づいてＰＰＧ２から指定された規格のパルスパターンを有する試験信号を発生させ、該試験信号を受信したＤＵＴ１０が送出する信号を被測定信号としてＥＤ３に入力して該被測定信号のビット誤り率を測定する誤り率測定制御を実行するとともに、誤り率測定に合わせてジッタを測定するジッタ測定のためのバスタブ特性算出部７ｄ、ジッタ測定制御部７ｅ、信頼性判定部７ｆ、取捨選択部７ｇ、表示制御部７ｈの統括的な制御を行う。本実施形態において、測定制御部７ｃは、入力データとクロック信号の位相関係を操作させつつ被測定信号の誤り率を測定する測定動作、該誤り率測定に合わせて、入力データとクロック信号位相関係と、測定された誤り率との関係を示すバスタブ特性を算出し、該バスタブ特性に基づき被測定信号のジッタ値を測定するジッタ測定動作を行わせるように可変遅延器３ａ２、誤り率測定部３ｂ、バスタブ特性算出部７ｄ、ジッタ測定制御部７ｅを制御する。また、測定制御部７ｃは、測定されたジッタ値と、測定に使用したバスタブ特性における２つのバスタブ曲線に対応する位相操作に係る遅延量の幅とにより規定される判断指標を用いてジッタ測定結果の信頼性の有無を判定するとともに、該ジッタ測定結果の信頼性の有無の判定結果に応じて、次回のジッタ測定を非実行とするか実行させるように可変遅延器３ａ２、誤り率測定部３ｂ、バスタブ特性算出部７ｄ、ジッタ測定制御部７ｅを制御する。
バスタブ特性算出部７ｄは、位相操作制御部７ｂにより操作されるクロック遅延量と誤り率測定部３ｂでのビット誤り率測定結果との対応関係を示すバスタブ特性を算出するための演算機能部である。バスタブ特性算出部７ｄは、本発明のバスタブ特性算出手段を構成している。
ジッタ測定制御部７ｅは、バスタブ特性算出部７ｄにより算出されたバスタブ特性に基づき、該バスタブ特性におけるバスタブ曲線部分を近似する近似線を規定し、該近似線の傾きによって定義されるジッタを算出するジッタ算出処理機能を有する。ジッタ測定制御部７ｅは、本発明のジッタ測定手段を構成している。
信頼性判定部７ｆは、ジッタ測定制御部７ｅでのジッタ測定結果の信頼性の有無を判定する機能部である。ここで信頼性の有無の判定は、ジッタ測定制御部７ｅで測定されたジッタ値と、測定に使用したバスタブ特性における２つのバスタブ曲線に対応する位相操作に係る遅延量の幅とにより規定される判断指標（後述する式（ｂ）、式（ｃ）参照）を用いて行われるようになっている。信頼性判定部７ｆは、本発明の判定手段を構成する。
取捨選択部７ｇは、信頼性判定部７ｆによる上記信頼性の有無の判定結果に応じて、信頼性なしと判定されたときのバスタブ特性のデータセットを廃棄し、信頼性ありと判定されたときのバスタブ特性のデータセットを取得するデータ取捨選択機能を有している。取捨選択部７ｇは、本発明のデータ取捨選択手段を構成している。
表示制御部７ｈは、測定制御部７ｃの制御に基づく測定動作中のビット誤り率の測定結果、バスタブ特性、ジッタ測定結果、その他の各種情報を、表示部５に表示させる制御を行うものである。本実施形態において、表示制御部７ｈは、ジッタ測定制御部７ｅにより測定されたバスタブ特性を示すグラフ７２ａと、グラフ７２ａにおけるバスタブ曲線８０ａ、８０ｂと、バスタブ曲線８０ａ、８０ｂにそれぞれ対応する近似線８１ａ、８１ｂと、誤り率の測定範囲の上限値及び下限値を示す横線７２ｃ、７２ｄと、を含むジッタ測定画面７１（図１３参照）を表示させるようになっている。
制御部７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵを立ち上げるためのＯＳ（Operating System）やその他のプログラム及び制御用のパラメータ等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵが動作に用いるＯＳやアプリケーションの実行コードやデータ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスク装置などの不揮発性の記憶媒体などを有する。制御部７において、パラメータ設定部７ａ、位相操作制御部７ｂ、測定制御部７ｃ、バスタブ特性算出部７ｄ、ジッタ測定制御部７ｅ、信頼性判定部７ｆ、取捨選択部７ｇ、表示制御部７ｈは、ＣＰＵがＲＡＭの作業領域でＲＯＭに格納された所定のプログラムを実行することにより実現される。
上記構成を有する誤り率測定装置１において、制御部７では、誤り率測定部３ｂでの被測定信号の誤り率の測定に合わせて、バスタブ特性算出部７ｄが被測定信号のバスタブ特性を算出し、ジッタ測定制御部７ｅがそのバスタブ特性からランダムジッタ（Random Jitter：ＲＪ）と確定的ジッタ（Deterministic Jitter：ＤＪ）とを分離して算出できるようになっている。
バスタブ特性算出部７ｄにより算出される被測定信号のバスタブ特性の一例を図４に示している。図４において、横軸はDelay、すなわち、クロック遅延量（クロック信号と入力データの位相関係）を示し、縦軸は誤り率（ＢＥＲ値）を例えば対数log10(BER)により示している。
図４におけるクロック遅延量の変動操作（同図の左端から右端に向けて動かす操作）は、位相操作制御部７ｂによる信号受信部３ａの可変遅延器３ａ２に対する遅延操作（位相操作）制御により行われる。位相操作制御は、入力データとクロック信号の位相関係（クロック遅延量）を例えば１周期の間隔で細かく操作する（動かす）ことができるようになっている。これにより、クロック遅延量を例えば初期値から１周期の範囲で決められた値（クロック遅延量）で動かしつつ、誤り率測定部３ｂでは、個々のクロック位相に対応する誤り率を測定することが可能となる。
上述したクロック遅延量（Delay）の操作に対して、誤り率測定部３ｂで測定されるＢＥＲ値を対応付けてグラフとして表すと、図４に示すように、クロック遅延量を初期値から次第に大きくしていく過程で、例えば黒丸で示される各測定ポイントでのＢＥＲ値が次第に小さくなっていく区間（第１の区間）と、その後、クロック遅延量を最終周期（１周期に相当する）までさらに大きくしていく過程で各測定ポイントでのＢＥＲ値が次第に大きくなっていく区間（第２の区間）が現れるようになっている。第１の区間における測定ポイントの集まりが描く曲線と、第２の区間における測定ポイントの集まりが描く曲線とは左右対称であり、両者を合わせるとバスタブ形状をなしている。このため、図４に示す一連のクロック遅延量対誤り率の特性は、一般にバスタブ特性と呼ばれている。本実施形態においても同様であり、以下、第１の区間における測定ポイントの集まりが描く曲線、第２の区間における測定ポイントの集まりが描く曲線を、それぞれ、第１のバスタブ曲線、第２のバスタブ曲線と呼称するものとする。
図４に示すバスタブ特性において、第１のバスタブ曲線、第２のバスタブ曲線に対しては、共に、それぞれの曲線を近似する近似線が引かれている。第１のバスタブ曲線の近似線は、例えば、log10(BER)＝ａ１ｘ＋ｂ１で表され、第２のバスタブ曲線の近似線は、例えば、log10(BER)＝ａ２ｘ＋ｂ２で表される。
また、このバスタブ特性においては、縦軸における任意のＢＥＲ値が、それぞれ、ＢＥＲ0、ＢＥＲ1、ＢＥＲU、ＢＥＲLとして指定されている。ここで、ＢＥＲ0は、確定的ジッタＤＪの推定に使用する基準誤り率であり、ＢＥＲ1はトータルジッタＴＪの推定に使用する基準誤り率である。ＢＥＲ0、ＢＥＲ1は、事前に決められている。
ＢＥＲUは、ジッタの計算に使用する誤り率の測定範囲の上限値であり、ＢＥＲLは、ジッタの計算に使用する誤り率の測定範囲の下限値である。ＢＥＲU、ＢＥＲLは、ジッタ測定に際してユーザが設定するようになっている（図１０のステップＳ１参照）。ジッタ測定に際して誤り率の測定範囲として設定可能な誤り率（ＢＥＲ）とＱ（ＢＥＲ）値との関係を図６に示している。
ジッタ測定制御部７ｅは、ユーザによって設定された上限値ＢＥＲUと下限値ＢＥＲLとにより規定される誤り率の測定範囲としてジッタ算出処理を実施するようになっている。これにより、ＢＥＲ0からＢＥＲ1までの範囲でＢＥＲ測定を行う場合に比べて処理負荷及び処理時間を低減することができる。
図４に示すバスタブ特性に基づいてランダムジッタＲＪ、確定的ジッタＤＪを算出する手法の一例として、以下に示す式（１）から式（４）を用いる方法が挙げられる。
Figure 0007058308000001
Figure 0007058308000002
Figure 0007058308000003
Figure 0007058308000004
式（１）において、NOM.INV（確率、平均、標準偏差）は、正規分布の累積分布関数の逆関数の値に対応するものである。TDは、Mark Ratioを表し、具体値としては例えば、１／２が設定されている。
図４に示すバスタブ特性において、ＢＥＲU、及びＢＥＲLが設定されているときに、最小２乗法によって求められる上述した各近似線の係数ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２は、当該バスタブ特性について規定される図中のＴL、ＴUを用いて以下の式（５）及び式（６）で表すことができる。
Figure 0007058308000005
Figure 0007058308000006
上記式（２）で表されるランダムジッタＲＪｒｍｓは、上記式（５）、式（６）を代入することにより、下式（７）で表すことができる。式（７）によってランダムジッタＲＪｒｍｓを算出可能であることは図５の模式図からも理解できる。
Figure 0007058308000007
さらにＦを定義することにより、下式（８）から下式（１０）を導くことができる。
Figure 0007058308000008
Figure 0007058308000009
Figure 0007058308000010
上記式（１０）において、（１／ａ１－１／ａ２）という係数は、近似線の傾きを示している。以上の式変換から、ランダムジッタＲＪｒｍｓは以下２点の特質を有することが分かる。１つ目の特質は、Ｆ(ＢＥＲL，ＢＥＲU）は測定条件から決まる固定の係数である点であり、２つ目の特質は、２本の近似線の傾きの逆数からランダムジッタＲＪｒｍｓを算出することができる点である。したがって、バスタブ測定においては、近似線の傾きを求めることが重要であることを理解することができる。
さらに、確定的ジッタＤＪ、及びトータルジッタＴＪは、ランダムジッタＲＪｒｍｓを用いて下式（１１）、（１２）により算出可能である。
Figure 0007058308000011
Figure 0007058308000012
（可変遅延器３ａ２の遅延揺らぎについて）
上述した構成を有する誤り率測定装置１において、可変遅延器３ａ２は、誤り率の測定に合わせて実施する位相操作に際し、誤り率の測定結果から得られるバスタブ特性における位相（Delay）方向の幅に変化を来す揺らぎが発生する。
このような揺らぎに関しては、可変遅延器が例えばメカニカルディレイで構成されたものであれば、メカニカルディレイ内部の歯車誤差や、他の機械的要素の動きに起因する誤差が発生する事態が考えられる。また、例えばＩＱ変調回路による位相操作機能を有する可変遅延器においては、ＩＱ変調を用いた可変遅延器フィードバック系に依存する揺らぎといった、動かし方による誤差が発生することとなる。
具体的な例を挙げると、誤り率測定装置１において、例えば５０Ｇｂｉｔ／ｓという高速な信号（入力データ）のＢＥＲ測定を行うものとするとき、このときの１m（ミリ）UIが２０ｆｓという小さな変化幅となる。可変遅延器３ａ２は、このような小さな変化幅に対応し得る高精度のものであったとして、上述したメカニカルディレイ内部の歯車誤差や、ＩＱ変調を用いた可変遅延器フィードバック系に依存する揺らぎといった、動かし方による誤差が発生することを免れない。これだけの小さい範囲の変化を揺らぎなく与える可変遅延手段はそもそも存在せず、誤り率測定装置１に実装することもできない。
発明が解決しようとする課題の欄でも述べたように、可変遅延器３ａ２の上述した揺らぎに起因する誤差は、正規分布に基づいていないため、バスタブ特性のデータセットを増やしてそれらを平均化する手法によって排除することができない。
（可変遅延器３ａ２の遅延揺らぎの影響を判断する判断指標）
そこで本実施形態では、可変遅延器３ａ２の揺らぎのジッタ測定に対する影響を受け難くするために、バスタブ特性における揺らぎの影響を判断する判断指標を設け、その判断指標を満たすデータセット、つまり揺らぎの影響の小さいデータセットだけをジッタ測定に用い得る信頼性の高いデータセットして取り出すことにより、１つのデータセットからでも精度の高いジッタ測定を行えるようにしている。本実施形態において、上記判断指標は、例えば、下式（ｂ）、（ｃ）に示すように、測定されたジッタ値と、測定に使用したバスタブ特性における２つのバスタブ曲線に対応する位相操作に係る遅延量の幅とにより規定されるようになっている。
上記のような判断指標を得るべく、本件発明者は、データセットのジッタ測定対象としての信頼性に影響を及ぼす要因として、誤り率測定段階で得られるバスタブ特性におけるバスタブ曲線の傾きとDelay方向の幅との関係に着目した。
Ａ．片方のバスタブ曲線を使ってジッタ測定を行う場合
可変遅延器３ａ２の揺らぎに起因する誤り率の測定誤差とバスタブ曲線の傾きとの関係を説明するためのバスタブ特性のグラフを図７に示している。図７において、２点鎖線で示す直線８１－１は、可変遅延器３ａ２の揺らぎないときの測定されるべきバスタブ曲線の傾きａを示し、実線で示す直線８１－２は、誤り率の測定を経て実際に測定されたバスタブ曲線の傾きａ´を示している。また、図７において、Ｘｒは、直線８１－１、８１－２によって示される各バスタブ曲線に対応するDelay方向の幅に相当する。図７において、直線８１－１、直線８１－２は、図８に示すバスタブ特性のグラフにおける第１のバスタブ曲線８０ａに対応する近似線８１ａの、可変遅延器３ａ２の揺らぎがないときとあるときの傾き状態を呈している。
図７に示すバスタブ特性のグラフによれば、通信速度が５０Ｇｂｉｔ／ｓで１mUIが２０ｆｓという変化幅の上述した条件で入力データのＢＥＲ測定を行う状況下において、バスタブ特性のデータセットの両側のデータポイントＰ１、Ｐ２が、可変遅延器３ａ２の揺らぎによって、得られた誤り率が揺らいでいる状況が現れている。
さらに言及すれば、図７に示すバスタブ特性のグラフの例では、可変遅延器３ａ２の揺らぎがないときのバスタブ曲線（直線８１－１）の傾きａに対して実際に測定されたバスタブ曲線（直線８１－２）の傾きａ´がより鈍い（小さい）傾きとなって測定されている。この状況下では、バスタブ曲線の揺らぎがないときの傾きａよりも鈍い傾きａ´が得られ、ＲＪの測定精度を低下させるように悪く計算されてしまうことになる。言い換えれば、このような状況になったときに、ジッタ測定結果の信頼性がないとするＮＧの判定が可能な判断指標が必要とされることが理解できる（知見１）。
図７に示すバスタブ特性のグラフからは、さらに次のことを読み取ることもできる。バスタブ曲線の傾きａが傾きａ´に向けて小さくなる（寝てくる）状態は、ＲＪが大きくなりつつある状態である。このようにＲＪが大きい状態では、Delay方向の幅Ｘｒが一定である前提の下で、バスタブ曲線が傾きａ´まで寝た状態のままで狭い方向での測定が行われ、その結果、Delay方向の幅Ｘｒ内での測定ポイント（○印により示される）の数が傾きａのときに比べて減少し、かつ位置もズレることから、バスタブ特性の測定精度が低下し、ジッタ測定対象としての信頼性を低下させることとなる。逆の観点から、図７に示すバスタブ特性のグラフからは、バスタブ特性のジッタ測定対象としての信頼性を保つには、ＲＪが大きい状態では、傾きが小さい状態で狭い方向で測定するのではなく、Delay方向の幅を広めに確保することが有効であることが理解できる（知見２）。
上述した知見１、知見２を踏まえ、本件発明者は、第１のバスタブ曲線８０ａと第２のバスタブ曲線８０ｂのうちの片側を用いてジッタ測定を行うケースにおいては、第１のバスタブ曲線８０ａまたは第２のバスタブ曲線８０ｂのDelay方向の幅をＸｒとするとき、ジッタ測定結果の信頼性の判断指標として、下式（ｂ）が有効であることを見出すに至った。
Ｘｒ＞ｃ×ＲＪｒｍｓ ・・・ （ｂ）
上記式（ｂ）において、ｃは、ジッタ測定対象としての信頼性を有するか否か、すなわち信頼性ＯＫかＮＧかを判定する閾値を変えるパラメータ（係数）である。本実施形態ではｃ＝１を想定しているが、これよりも小さい数値、または大きい数値であってもよい。この係数ｃは、機器（誤り率測定装置１）ごとに当該機器が持つＲＪに応じて決定することが望ましい。
上記式（ｂ）が意味するところは、測りたいＲＪがあったら、そのＲＪの測定精度を保つためには、測定に使用する第１のバスタブ曲線８０ａ、または第２のバスタブ曲線８０ｂのDelay方向の幅Ｘｒが測定されたジッタ値ＲＪ以上であるという条件を満たすバスタブ特性を選出することが望ましい、という点にある。
Ｂ．両方のバスタブ曲線を使ってジッタ測定を行う場合
バスタブ特性は、例えば、図８に示すように、第１のバスタブ曲線８０ａと第２のバスタブ曲線８０ｂを有し、本実施形態に係る誤り率測定装置１では、上述したように、そのうちのいずれか一方（片側）を用いてジッタ測定を行う他、両方を用いてジッタ測定を行うことも可能である。
図８に示すバスタブ特性のグラフは、同図に示すバスタブ特性（データセット）が得られたとき、ＢＥＲＵ（上限値）とＢＥＲＬ（上限値）の測定範囲内を対象として、それぞれ、第１のバスタブ曲線８０ａと第２のバスタブ曲線８０ｂに対応する近似線８１ａと、近似線８１ｂを計算することを前提としている。また、左右それぞれの近似線８１ａ、８１ｂの計算に用いられたデータの存在する位相範囲（Delay範囲）を、それぞれ、Ｘｒ１、Ｘｒ２と定義している。
片側のバスタブ曲線８０ａまたは８０ｂのいずれかを用いてジッタ測定を行う上述した方法に代えて、その両方を用いてジッタ測定を行う方法を選択可能である構成に配慮し、かつ、上述した知見１、知見２を踏まえて、本件発明者は、第１のバスタブ曲線８０ａと第２のバスタブ曲線８０ｂの両方を用いてジッタ測定を行うケースにおいては、ジッタ測定結果の信頼性の判断指標として、下式（ｃ）が有効であることを見出すに至った。
ｍｉｎ（Ｘｒ１，Ｘｒ２）＞ｃ×ＲＪｒｍｓ ・・・ （ｃ）
上記式（ｃ）が意味するところは、測りたいＲＪがあったら、そのＲＪの測定精度を保つためには、バスタブ特性における第１のバスタブ曲線８０ａ及び第２のバスタブ曲線８０ｂのそれぞれのDelay方向の幅Ｘｒ１、Ｘｒ２のうちのいずれか小さい方がＲＪ以上であるという条件を満たすバスタブ特性を選出する必要がある、という点にある。
次に、本実施形態に係る誤り率測定装置１におけるジッタ測定の流れについて図９を参照して説明する。
図９に示すように、本実施形態に係る誤り率測定装置１では、１番目のバスタブ特性を得る手順として、位相量（Delay）を初期値から１周期の範囲で順次動かして誤り率を測定する。ここでDelayを初期値から１周期の範囲で動かして誤り率を測定することを１掃引と定義し、１掃引によって得られたクロック信号とデータの位相関係と誤り率の関係をデータセットと定義する。１番目のバスタブ特性を得るための１回目の掃引によって１番目（図中、No.1）のデータセットが得られる。
次に、ジッタ測定制御部７ｅで１番目のデータセットに基づくジッタ測定が行われる。そして、測定されたジッタ値ＲＪの信頼性の有無が、信頼性判定部７ｆによって、予め設定された判断指標（上記式（ｂ）、式（ｃ）参照）を用いて判定される。ここでは１番目のデータセットについて、測定されたジッタ値ＲＪの信頼性が信頼性なし（ＮＧ）と判定され、これにより１番目のデータセットは取捨選択部７ｇにより廃棄される。
次に、２番目のバスタブ特性を得るための掃引が行われ、該掃引により得られたバスタブ特性に対応する２番目（図中、No.2）のデータセットが得られる。ここでは２番目のデータセットについても測定されたジッタ値ＲＪの信頼性が信頼性なし（ＮＧ）と判定され、該２番目のデータセットも取捨選択部７ｇによって廃棄される。
引き続き３番目のバスタブ特性を得るための掃引が行われ、該掃引により得られたバスタブ特性に対応する３番目（図中、No.3）のデータセットが得られる。３番目のデータセットについては、測定されたジッタ値ＲＪの信頼性が信頼性あり（ＯＫ）と判定される。これにより、３番目のデータセットは取捨選択部７ｇにより有効なデータセットして取得される。以後、誤り率測定装置１では、取捨選択部７ｇにより取得された３番目のデータセットに基づいてランダムジッタＲＪ、確定的ジッタＤＪ、トータルジッタＴＪ等の各種ジッタを計算する。ここで、上記信頼性判定のために測定済のランダムジッタＲＪについては、測定値をそのまま有効な測定値として取得してよいし、再度測定し直すようにしてもよい。
このように、図９の例においては、３回の掃引を実施して得られた３つのデータセットのうちのジッタ測定結果が信頼性あり（ＯＫ）と判定された最後のデータセット１つだけを用いてジッタ算出処理を行う場合の処理イメージを示している。
次に、誤り率測定装置１におけるジッタ測定制御動作について図１０に示すフローチャートを参照して説明する。図１０においては、バスタブ特性のデータセットにおける両方のバスタブ曲線を使ってジッタ測定を行う場合を例に挙げて説明する。
誤り率測定装置１においてジッタ測定処理を行うにはまず、ユーザが操作部６を操作して所望の測定パラメータの値を入力し、パラメータ設定部７ａがその入力された値を有する測定パラメータを設定する（ステップＳ１）。設定する測定パラメータとしては、試験信号の規格、誤り率の測定範囲、クロック信号の位相操作パターン、信頼性判断に用いる判断指標などが挙げられる。
試験信号の規格は、例えば、各種パターン長を有する擬似ランダム（Pseudo Random Binary Sequence：ＰＲＢＳ）パターンの中から所望する一つのパターンを選択的に指定することで設定する。誤り率の測定範囲は、上限値（ＢＥＲＵ）と下限値（ＢＥＲＬ）を指定することで設定する。クロック信号の位相操作パターンとしては、変動させる単位位相量、１掃引の周期等を設定する。
判断指標については、バスタブ特性における２つのバスタブ曲線８０ａ、８０ｂのうちの片側をジッタ測定対象として使用する場合には上記式（ｂ）を、両方を使用する場合には上記式（ｃ）をそれぞれ設定する。また、上記式（ｂ）または式（ｃ）の設定に際しては、判断指標の閾値を変えるパラメータである係数ｃをさらに設定する。具体例として、本実施形態に係る誤り率測定装置１では、上記式（ｃ）を設定するとともに、上記係数ｃとして例えば１を設定する。
測定パラメータの設定完了後、測定制御部７ｃは、ジッタ測定を開始することを指示するジッタ測定開始操作が行われたか否かを監視する（ステップＳ２）。ここでジッタ測定開始操作が行われてないと判定された場合（ステップＳ２でＮＯ）、測定制御部７ｃは上記監視を続行する（ステップＳ２）。
これに対し、ジッタ測定開始操作が行われたと判定された場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、測定制御部７ｃは、信号送信部２ａからステップＳ１で設定された規格の試験信号を送信させるように制御する（ステップＳ３）。信号送信部２ａから試験信号が送信された後、ＤＵＴ１０が該試験信号を受信すると、当該ＤＵＴ１０はその応答信号として被測定信号を送信する。
ステップＳ３で信号送信部２ａから試験信号を送信させる制御を行った後、測定制御部７ｃは、その試験信号に受信によりＤＵＴ１０が送出する被測定信号（データ）を信号受信部３ａの０／１判定器３ａ１に順次入力させるように制御する（ステップＳ４）。
ステップＳ４でのデータの入力に合わせて、位相操作制御部７ｂは、信号受信部３ａの可変遅延器３ａ２を、入力データに対してクロック信号をステップＳ１で設定された位相操作パターンで遅延させるように制御する。具体的に、位相操作制御部７ｂは、初期値から１周期の範囲内で順に動かすようにクロック遅延量（Delay）を操作するように制御する（ステップＳ５）。この位相操作制御により、信号受信部３ａの０／１判定器３ａ１からは、該遅延操作を受けたクロック信号を用いてデータの２値判定結果「０」または「１」が出力され、信号受信部３ａから誤り率測定部３ｂに対しては上記データとその２値判定結果が送出される。
引き続き、測定制御部７ｃは、誤り率測定部３ｂにおいて信号受信部３ａから入力するデータとのその２値判定結果に基づいて誤り率測定処理を行うように制御する（ステップＳ６）。具体的に測定制御部７ｃでは、信号受信部３ａから入力するデータとデータ記憶部２ｂから与えられる上記規格の試験信号の基準パターン（既定のパターン）とを同期させるように同期検出部３ｂ１を制御する。次いで、測定制御部７ｃは、比較部３ｂ２でデータの２値判定結果と上記基準パターンとを比較させ、その比較結果を記憶部４のＢＥＲ測定結果記憶領域に記憶させるように制御する。これにより、ステップ６においては、初期値から１周期の範囲内のクロック遅延量の変動に対応する誤り率測定結果が得られる。
引き続き、測定制御部７ｃは、バスタブ特性算出部７ｄにバスタブ特性を演算させるように制御する（ステップＳ７）。この制御により、バスタブ特性算出部７ｄは、ステップＳ５でのクロック遅延量の操作制御とステップＳ６でのＢＥＲ測定結果に基づき、クロック信号とデータの位相関係と、測定された誤り率との関係を示すバスタブ特性のデータセットを生成する演算処理を実行する（ステップＳ７）。
ステップＳ５、Ｓ６及びＳ７の処理は、図９を参照して説明した処理、つまり、クロック遅延量（Delay）を初期値から１周期の範囲で動かして誤り率を測定する測定処理を１回（１掃引）実施してバスタブ特性のデータセットを取得する処理に相当する。
ステップＳ７でバスタブ特性の１掃引に係る１つのデータセットを生成した後、ジッタ測定制御部７ｅは、該データセットに基づくジッタの演算処理を行う（ステップＳ８）。この演算処理において、ジッタ測定制御部７ｅは、上記データセットから上記式（１０）、式（１１）、式（１２）に基づいてそれぞれランダムジッタＲＪ、確定的ジッタＤＪ、トータルジッタＴＪのジッタ値を算出する。なお、この演算処理においては、最低限、ランダムジッタＲＪを測定できればよい。
引き続き、信頼性判定部７ｆは、ステップＳ８で測定されたデータセットがジッタ測定対象として信頼性があるか否かを予め設定（ステップＳ１参照）した判断指標を用いて判定する（ステップＳ９）。
ここで信頼性がないと判定された場合（ステップＳ９でＮＯ）、取捨選択部７ｇは、当該データセットを廃棄し（ステップＳ１２）、その後、測定制御部７ｃは、ステップＳ３以降の処理を続行するように制御する。
これに対して信頼性があると判定された場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、信頼性判定部７ｆはその旨をジッタ測定制御部７ｅに通知するとともに、取捨選択部７ｇは信頼性があると判定された当該データセット（ステップＳ８でのジッタ測定に使用されたもの）を取得してその処理先へと渡す制御を行う（ステップＳ１０）。ここで取捨選択部７ｇは、取得した上記データセットを処理先として、例えば、ジッタ測定制御部７ｅ、及び表示制御部７ｈに対して上記データセットを入力する。
処理先では、入力するデータセットに基づく処理を実施する（ステップＳ１１）。例えば、ジッタ測定制御部７ｅは、信頼性判定部７ｆから上記通知を受けた後、入力されるデータセットに基づいて、再度、ランダムジッタＲＪ、確定的ジッタＤＪ、トータルジッタＴＪ等を測定するジッタ測定を実施する。ここでジッタ測定制御部７ｅは、再度、ジッタ測定を行う代わりに、ステップＳ８でのジッタ測定結果を有効な測定結果として表示制御部７ｈに引き渡すようにしてもよい。
また、表示制御部７ｈは、取捨選択部７ｇの取捨選択処理により入力されるデータセットに基づきジッタ測定結果を示すジッタ測定画面７１を表示し、その後、上述した一連の処理を終了する。
ジッタ測定画面７１は、例えば、図１３に示すように、バスタブ特性の測定結果を表示するバスタブ測定表示領域７２と、ジッタ測定結果を表示するジッタ測定表示領域７３と、測定の進捗状況を表示する測定状況表示領域７４と、を有している。バスタブ測定表示領域７２にはバスタブ特性を示すグラフ７２ａが表示される。また、グラフ７２ａ上には、第１のバスタブ曲線８０ａと、第２のバスタブ曲線８０ｂと、第１のバスタブ曲線８０ａ、第２のバスタブ曲線８０ｂのそれぞれに対応する近似線８１ａ、８１ｂが表示される。さらにグラフ７２ａ上には、ユーザが設定した誤り率の測定範囲を示す横線７２ｃ、横線７２ｄは表示される。横線７２ｃは上限値（ＢＥＲＵ）を示し、横線７２ｄは下限値（ＢＥＲＬ）を示している。
次に、図１０のステップＳ９における信頼性判定処理の詳細について図１１に示すフローチャートを参照して説明する。信頼性判定処理が開始されると、信頼性判定部７ｆは、ステップＳ７（図１０参照）で生成された１掃引に係るデータセット（図８参照）を取得する（ステップＳ２１）。
次いで、信頼性判定部７ｆは、取得したデータセットにおける第１のバスタブ曲線８０ａと第２のバスタブ曲線８０ｂごとにそれぞれ近似線８１ａ、８１ｂを算出する処理を実行する（ステップＳ２２）。
引き続き信頼性判定部７ｆは、近似線８１ａ、８１ｂが算出されたデータセットにおける当該近似線８１ａ、８１ｂにそれぞれ対応するDelayの範囲、すなわち位相範囲Ｘｒ１、Ｘｒ２（図８参照）、上記ステップＳ１（図１０参照）で設定した係数ｃ、及び上記ステップＳ８で測定したランダムジッタＲＪの測定値を読み取る（ステップＳ２３）。
さらに信頼性判定部７ｆは、ステップＳ１（図１０参照）で設定されている判断指標である、例えば、上記式（ｃ）を読み取り、この式（ｃ）にステップＳ２３で読み取った位相範囲Ｘｒ１、Ｘｒ２、係数ｃ、ＲＪの測定値を当て嵌めることで、当該データセットがジッタ測定対象としての信頼性を有するか否かを判定する（ステップＳ２４）。
ここで、位相範囲Ｘｒ１、Ｘｒ２のうちの小さい方の値が上記ＲＪの測定値に上記係数ｃを乗じた値以下であって、該データセットが上記式（ｃ）を満足しないと判定されたときに（ステップＳ２４でＮＯ）、信頼性判定部７ｆは、当該データセットが信頼性なし（ＮＧ）と判定し（ステップＳ２６）、図１０のステップＳ１２の処理へと移行する。ステップＳ１２において、取捨選択部７ｇは、当該データセットを廃棄する。
一方、位相範囲Ｘｒ１、Ｘｒ２のうちの小さい方の値が上記ＲＪの測定値に上記係数ｃを乗じた値より大きく、該データセットが上記式（ｃ）を満足すると判定されたときには（ステップＳ２４でＹＥＳ）、信頼性判定部７ｆは、当該データセットが信頼性あり（ＯＫ）と判定し（ステップＳ２５）、図１０のステップＳ１０の処理へと移行する。ステップＳ１０において、取捨選択部７ｇは、当該データセットを取得してジッタ測定制御部７ｅ及び表示制御部７ｈへと渡す処理を実施する。
なお、図１０においては、バスタブ特性のデータセットにおける両方のバスタブ曲線８０ａ、８０ｂを使用してジッタ測定を行う場合について述べたが、同様にして本発明では、バスタブ曲線８０ａ、８０ｂのうちのいずれか所望する側（片側）だけを使ってジッタ測定を行うこともできる。この場合は、図１０に示す一連の処理中、ステップＳ１では使う側のバスタブ曲線８０ａまたは８０ｂに対応して上記式（ｂ）を設定し、ステップＳ９ではそれ以前に取得されたバスタブ特性の１掃引に係るデータセットが上記式（ｂ）を満たすか否かを判定し、信頼性の有無を判定するように制御すればよい。
次に、本実施形態に係る誤り率測定装置１のジッタ測定に係るシミュレーション動作について説明する。本実施形態では、適宜な測定パラメータを設定（図１０のステップＳ１参照）したうえで、誤り率測定装置１を図１０のフローチャートに沿って動作させるシミュレーション動作を実施した。このシミュレーション動作によって得られるジッタ測定結果の表示例を図１２に示している。図１２（ａ）は信頼性あり（ＯＫ）と判定されたときの表示例を示し、図１２（ｂ）は信頼性なし（ＮＧ）と判定されたときの表示例を示している。
本実施形態においては、可変遅延器３ａ２が、例えば、最大10mUIpp（図１２（ａ）参照）、または30mUIpp（図１２（ｂ）参照）で揺らぐことを想定した場合に得られるバスタブ特性の結果をシミュレーションした。いずれの場合も、誤り率１Ｅ－６～１Ｅ－１０の範囲でバスタブ特性を描いたときの結果を例示している。そして、ここでは、得られたバスタブ特性の２つのバスタブ曲線８０ａ、８０ｂの両方を用いてジッタ測定を行うことを前提としている。
図１２（ａ）の例においては、バスタブ曲線８０ａの位相範囲Ｘｒ１がバスタブ曲線８０ｂの位相範囲Ｘｒ２よりも位相範囲が大きく、小さい方の位相範囲Ｘｒ２＝３６mUIという範囲で近似線をかけている。このとき、ＲＪの測定値として、23.7mUIrmsを得ている。この場合、位相範囲Ｘｒ１とＸｒ２のうちの小さい方の位相範囲Ｘｒ２＝３６mUIがＲＪの測定値である23.7mUIrmsよりも大きく、上記式（ｃ）の判断指標を満たしており、ジッタ測定対象としての信頼性あり（ＯＫ）の判定結果が得られている。
図１２（ｂ）の例では、可変遅延器３ａ２の揺らぎによって誤り率１Ｅ－６～１Ｅ－１０の範囲が得られたポイントでのＢＥＲ測定がばらつき、信頼性あり（ＯＫ）の判定結果が得られた図１２（ａ）に示す例に比べてバスタブ曲線８０ｂの近似線の傾きが鈍くなっている。この状態では、鈍い傾きの割に狭い掃引の中でしかデータが得られていないため、ＲＪの測定値は44.9mUIrmsとなっているが掃引範囲は信頼性あり（ＯＫ）（図１２（ｂ）参照）の場合と変わらない。
この場合、位相範囲Ｘｒ１とＸｒ２のうちの小さい方の位相範囲Ｘｒ２＝３６mUIがＲＪの測定値である44.9mUIrmsよりも小さく、上記式（ｃ）の判断指標を満たしておらず、これにより、ジッタ測定対象としての信頼性なし（ＮＧ）の判定結果が得られている。
なお、上記実施形態においては、ＮＲＺ信号を対象とするバスタブ特性の信頼性判定に基づくジッタ測定について述べたが、本発明におけるバスタブ特性の信頼性判定に基づくジッタ測定の制御は、パルス振幅変調（Pulse-Amplitude Modulation）方式による多値ＰＡＭ信号（ＰＡＭ４信号等）を対象とする誤り率測定にも適用可能である。
この場合、信号受信部３ａ（図３参照）は、０／１判定器３ａ１に代えてＰＡＭ４信号に対応する０／１判定器を用い、かつ、可変遅延器３ａ２としてはＰＡＭ４信号の３つのレベルにそれぞれ対応する位相操作機能を有する構成により実現することができる。
上述したように、本実施形態に係る誤り率測定装置１は、被測定信号として入力するデータの入力に合わせて該データの２値判定の処理に用いるクロック信号の遅延量を可変遅延器３ａ２で順次変動させてデータとクロック信号の位相関係を操作する位相操作を行う位相操作制御部７ｂと、位相操作を伴う２値判定の判定結果を用いてデータのパターンと既定のパターンを比較し、該比較結果に基づき誤り率を測定する誤り率測定部３ｂと、誤り率の測定に合わせて、可変遅延器３ａ２及び位相操作制御部７ｂにより操作された上記位相関係と、誤り率測定部３ｂにより測定された誤り率との関係を示すバスタブ特性の位相操作の１掃引に係るデータセットを算出するバスタブ特性算出部７ｄと、データセットに基づき上記データのジッタを測定するジッタ測定制御部７ｅと、ジッタの測定結果における特定のジッタの測定値ＲＪｒｍｓと、測定に使用したデータセットにおけるバスタブ曲線８０ａ、８０ｂに対応する位相操作に係る遅延量の幅とにより規定される判断指標を用いて上記測定結果の信頼性を判定する信頼性判定部７ｆと、を具備して構成されている。
この構成により、本実施形態に係る誤り率測定装置１は、判断指標を設けてジッタ測定結果の信頼性を判定する機能を設けることで、信頼性ありと判定されたときのジッタ測定に使用された１つのデータセットから短時間で信頼性の高いジッタ測定を行うことができ、複数のデータセットを用いた統計処理を行う必要がなくなる。また、判断指標の選び方次第で可変遅延器３ａ２の遅延揺らぎの影響を軽減することができ、１つのデータ セットのみからジッタ測定を行うことと相まって、遅延揺らぎの影響を軽減しつつ短時間で高精度のジッタ測定を行うことが可能となる。
また、本実施形態に係る誤り率測定装置１は、信頼性判定部７ｆによりジッタ測定結果が信頼性ありと判定された場合は測定に使用したデータセットを取得し、ジッタ測定結果が信頼性なしと判定された場合は、データセットを廃棄する取捨選択部７ｇをさらに有する構成である。
この構成により、本実施形態に係る誤り率測定装置１は、ジッタ測定結果の信頼性がないと判定された場合、すぐに次回のジッタ測定に移行することができ、信頼性のあるジッタ測定結果を得るまでの時間を短縮することができる。
また、本実施形態に係る誤り率測定装置１において、信頼性判定部７ｆは、ジッタ測定制御部７ｅにより測定されたジッタ値（ＲＪｒｍｓ）と、該測定に使用したバスタブ特性の２つのバスタブ曲線８０ａ、８０ｂのうちのいずれか一方に対応する上記位相操作に係る遅延量の幅（Ｘｒ）とを比較し、上記式（ｂ）で示される判断指標を満足する否かに応じて上記信頼性の有無を判定するようになっている。
この構成により、本実施形態に係る誤り率測定装置は、２つのバスタブ曲線８０ａ、８０ｂのうちのいずれか一方を用いてジッタ測定を行う際に、予め設定した判断指標に基づいて可変遅延器３ａ２の遅延揺らぎの影響が軽減された信頼性の高い１つのデータセットを確実に選び出すことができ、短時間で高精度のジッタ測定を行うことができる。
また、本実施形態に係る誤り率測定装置１において、信頼性判定部７ｆは、ジッタ測定制御部７ｅにより測定されたジッタ値（ＲＪｒｍｓ）と、該測定に使用したバスタブ特性の２つのバスタブ曲線８０ａ、８０ｂにそれぞれ対応する上記位相操作に係る遅延量の幅（Ｘｒ１、Ｘｒ２）のうちの小さい方の前記遅延量の幅（ｍｉｎ（Ｘｒ１，Ｘｒ２））とを比較し、上記式（ｃ）で示される判断指標を満足する否かに応じて上記信頼性の有無を判定する構成である。
この構成により、本実施形態に係る誤り率測定装置１は、２つのバスタブ曲線８０ａ、８０ｂの両方を用いてジッタ測定を行う際に、予め設定した判断指標に基づいて可変遅延器３ａ２の遅延揺らぎの影響が軽減された信頼性の高い１つのデータセットを確実に選び出すことができ、短時間で高精度のジッタ測定を行うことができる。
また、本実施形態に係る誤り率測定装置１において、係数ｃは、上記信頼性の有無を判定する閾値を変更するパラメータであり、事前に実施する誤り率測定結果に基づき設定される当該誤り率測定装置固有の値である構成を有している。
この構成により、本実施形態に係る誤り率測定装置１は、自装置固有の係数ｃを設定しておくことで、自装置に最適な判断指標を用いて短時間かつ高精度のジッタ測定を行うことができる。
また、本実施形態に係る誤り率測定方法は、被測定信号として入力するデータの入力に合わせて該データの２値判定の処理に用いるクロック信号の遅延量を可変遅延器３ａ２で順次変動させてデータとクロック信号の位相関係を操作する位相操作を行う位相操作ステップ（Ｓ５）と、位相操作を伴う２値判定の判定結果を用いてデータのパターンと既定のパターンを比較し、該比較結果に基づきデータの誤り率を測定する誤り率測定ステップ（Ｓ６）と、誤り率の測定に合わせて、位相操作ステップにより操作された位相関係と、誤り率測定ステップにより測定された誤り率との関係を示すバスタブ特性の位相操作の１掃引に係るデータセットを算出するバスタブ特性算出ステップ（Ｓ７）と、上記データセットに基づきデータのジッタを測定するジッタ測定ステップ（Ｓ８）と、ジッタの測定結果における特定のジッタ（ＲＪｒｍｓ）の測定値と、測定に使用したデータセットにおけるバスタブ曲線８０ａ、８０ｂに対応する位相操作に係る遅延量の幅とにより規定される判断指標を用いてジッタ測定結果の信頼性を判定する判定ステップ（Ｓ９）と、を含む構成である。
この構成により、本実施形態に係る誤り率測定方法は、判断指標を設けてジッタ測定結果の信頼性を判定する機能を設けることで、信頼性ありと判定されたときのジッタ測定に使用された１つのデータセットから短時間で信頼性の高いジッタ測定を行うことができ、複数のデータセットを用いた統計処理を行う必要がなくなる。また、判断指標の選び方次第で可変遅延器３ａ２の遅延揺らぎの影響を軽減することができ、１つのデータセットのみからジッタ測定を行うことと相まって、遅延揺らぎの影響を軽減しつつ短時間で高精度のジッタ測定を行うことが可能となる。
以上のように、本発明に係る誤り率測定装置、及び誤り率測定方法は、１つのデータセットを用いて、可変遅延器の遅延揺らぎが軽減された高精度のジッタ測定を短時間で行うことが可能であるという効果を奏し、バスタブ特性に基づきジッタ測定を行う誤り率測定装置、及び誤り率測定方法全般に有用である。
１ 誤り率測定装置
２ パルスパターン発生器（ＰＰＧ）
３ 誤り率測定器（ＥＤ）
３ａ 信号受信部
３ａ２ 可変遅延器（位相操作手段）
３ｂ 誤り率測定部（誤り率測定手段）
７ 制御部
７ｂ 位相操作制御部（位相操作手段）
７ｃ 測定制御部（測定制御手段）
７ｄ バスタブ特性算出部（バスタブ特性算出手段）
７ｅ ジッタ測定制御部（ジッタ測定手段）
７ｆ 信頼性判定部（判定手段）
７ｇ 取捨選択部（データ取捨選択手段）
１０ ＤＵＴ（被試験対象）
８０ａ 第１のバスタブ曲線
８０ｂ 第２のバスタブ曲線
８１ａ、８１ｂ 近似線

Claims (6)

  1. 被測定信号として入力するデータの入力に合わせて該データの２値判定の処理に用いるクロック信号の遅延量を可変遅延器（３ａ２）で順次変動させて前記データと前記クロック信号の位相関係を操作する位相操作を行う位相操作手段（７ｂ）と、
    前記位相操作を伴う前記２値判定の判定結果を用いて前記データのパターンと既定のパターンを比較し、該比較結果に基づき前記データの誤り率を測定する誤り率測定手段（３ｂ）と、
    前記誤り率の測定に合わせて、前記位相操作手段により操作された前記位相関係と、前記誤り率測定手段により測定された前記誤り率との関係を示すバスタブ特性の前記位相操作の１掃引に係るデータセットを算出するバスタブ特性算出手段（７ｄ）と、
    前記データセットに基づき前記データのジッタを測定するジッタ測定手段（７ｅ）と、
    前記ジッタの測定結果における特定のジッタの測定値と、測定に使用した前記データセットにおけるバスタブ曲線（８０ａ、８０ｂ）に対応する前記位相操作に係る前記遅延量の幅とにより規定される判断指標を用いて前記測定結果の信頼性を判定する判定手段（７ｆ）と、
    を具備することを特徴とする誤り率測定装置。
  2. 前記判定手段により、前記測定結果が信頼性ありと判定された場合は測定に使用した前記データセットを取得し、前記測定結果が信頼性なしと判定された場合は、前記データセットを廃棄するデータ取捨選択手段（７ｇ）をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の誤り率測定装置。
  3. 前記判定手段は、前記ジッタ測定手段により測定されたジッタ値（ＲＪｒｍｓ）と、測定に使用した前記データセットの２つのバスタブ曲線（８０ａ、８０ｂ）のうちのいずれか一方に対応する前記位相操作に係る前記遅延量の幅（Ｘｒ）とを比較し、下式１の判断指標を満足する否かに応じて前記信頼性の有無を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の誤り率測定装置。
    Ｘｒ＞ｃ×ＲＪｒｍｓ ・・・ 式１
    但し、ｃは任意の係数
  4. 前記判定手段は、前記ジッタ測定手段により測定されたジッタ値（ＲＪｒｍｓ）と、測定に使用した前記データセットの２つのバスタブ曲線（８０ａ、８０ｂ）にそれぞれ対応する前記位相操作に係る前記遅延量の幅（Ｘｒ１、Ｘｒ２）のうちの小さい方の前記遅延量の幅（ｍｉｎ（Ｘｒ１，Ｘｒ２））とを比較し、下式２の判断指標を満足する否かに応じて前記信頼性の有無を判定することを特徴とする請求項１または２に記載の誤り率測定装置。
    ｍｉｎ（Ｘｒ１，Ｘｒ２）＞ｃ×ＲＪｒｍｓ ・・・ 式２
    但し、ｃは任意の係数
  5. 前記係数ｃは、前記信頼性の有無を判定する閾値を変更するパラメータであり、事前に実施した誤り率測定結果に基づき設定される当該誤り率測定装置固有の値であることを特徴とする請求項３または４に記載の誤り率測定装置。
  6. 被測定信号として入力するデータの入力に合わせて該データの２値判定の処理に用いるクロック信号の遅延量を可変遅延器（３ａ２）で順次変動させて前記データと前記クロック信号の位相関係を操作する位相操作を行う位相操作ステップ（Ｓ５）と、
    前記位相操作を伴う前記２値判定の判定結果を用いて前記データのパターンと既定のパターンを比較し、該比較結果に基づき前記データの誤り率を測定する誤り率測定ステップ（Ｓ６）と、
    前記誤り率の測定に合わせて、前記位相操作ステップにより操作された前記位相関係と、前記誤り率測定ステップにより測定された前記誤り率との関係を示すバスタブ特性の前記位相操作の１掃引に係るデータセットを算出するバスタブ特性算出ステップ（Ｓ７）と、
    前記データセットに基づき前記データのジッタを測定するジッタ測定ステップ（Ｓ８）と、
    前記ジッタの測定結果における特定のジッタの測定値と、測定に使用した前記データセットにおけるバスタブ曲線（８０ａ、８０ｂ）に対応する前記位相操作に係る前記遅延量の幅とにより規定される判断指標を用いて前記測定結果の信頼性を判定する判定ステップ（Ｓ９）と、
    を含むことを特徴とする誤り率測定方法。
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