JPH0810851B2 - 波形識別装置 - Google Patents

波形識別装置

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JPH0810851B2
JPH0810851B2 JP5002285A JP228593A JPH0810851B2 JP H0810851 B2 JPH0810851 B2 JP H0810851B2 JP 5002285 A JP5002285 A JP 5002285A JP 228593 A JP228593 A JP 228593A JP H0810851 B2 JPH0810851 B2 JP H0810851B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はデジタル信号のアイパタ
ーン開口度評価を行う波形識別装置に関し、特に、多値
PCM信号のアイパターン開口度評価にも適する波形識
別装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、アイパターン開口度評価が、デジ
タル信号の波形の良さを判定する波形識別手段として多
用されている。このアイパターン開口度評価は、一般
に、サンプリングオシロスコープ上でデジタル信号のア
イパターンをアイマスクを用いて目視で観測し、所望の
アイパターンが得られているか否かを判断して行う。
【0003】しかし、この目視によるデジタル信号の波
形識別は、人間による観測を必要とするので、自動測定
ができないという欠点がある。また、低い確率でアイパ
ターンが劣化している信号については、この劣化を見落
すことがあった。
【0004】そこで、上記アイパターン開口度評価を自
動化するための試験手法が、公開特許公報(平1−15
4660,平成1年6月16日公開)に開示されてい
る。この試験手法では、評価すべきデジタル信号の識別
レベルを正弦波で変調するとともに、識別位相を上記正
弦波と位相差がπ/2の正弦波で変調し、円または楕円
上に移動する識別点を形成し(一種のリサージュ波形を
生成し)、この識別点により上記デジタル信号を識別
し、この識別された信号の誤り率を測定することによ
り、上記デジタル信号のアイパターン開口度評価を行っ
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述したデジタル信号
のアイパターン開口度評価において、目視法では、上述
のとおり、自動測定ができないことに加え、低い確率で
アイパターンが劣化している信号については十分な評価
を行うことができないという欠点があった。
【0006】また、上記自動試験手法は、アイパターン
開口度評価において比較的測定時間を要する誤り率測定
を行う必要があるので、短時間に波形識別を行うことを
要求されるPCM通信装置の装置調整時等においては採
用し難いとういう欠点があった。
【0007】さらに、この試験手法は、多値レベル・デ
ジタル信号のアイパターン開口度評価ができないという
欠点もある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の波形識別装置
は、一定のビットレートで繰返し入力されるデジタル信
号をサンプリングしてサンプリングデータを生じるサン
プリング回路と、前記サンプリングデータを複数のレベ
ルに区分してレベル識別データを生じるレベル識別回路
と、前記レベル識別データを前記デジタル信号の特定タ
イムスロット区間において各レベル毎に計数しこの計数
データを一時蓄積するカウンタ回路と、特定レベル範囲
における前記計数データの標準偏差を計算する波形識別
手段とを備えている。
【0009】なお、前記特定タイムスロット区間が、前
記デジタル信号のアイパターン収束点付近に設定されて
いてもよく、また、前記デジタル信号のビット中心点付
近に設定されていてもよい。
【0010】こ本発明の波形識別装置は、一定のビット
レートで繰返し入力される多値振幅レベルのデジタル信
号をサンプリングしてサンプリングデータを生じるサン
プリング回路と、前記サンプリングデータを複数のレベ
ルに区分してレベル識別データを生じるレベル識別回路
と、前記レベル識別データを前記デジタル信号の特定タ
イムスロット区間において各レベル毎に計数しこの計数
データを一時蓄積するカウンタ回路と、特定レベル範囲
における前記計数データの標準偏差を計算する波形識別
手段とを備え、前記特定タイムスロット区間が、前記デ
ジタル信号のアイパターン収束点付近に設定されてお
り、前記特定レベル範囲が、アイパターン収束点のレベ
ルを中心として1単位振幅レベル以下である構成を採る
ことができる。
【0011】
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。
【0012】図1は本発明の一実施例のブロック図であ
る。また、図2は図1の実施例の動作の一つを説明する
信号波形図であり、(a)図は入力デジタル信号S1の
アイパターン図、(b)図はカウンタ回路13の蓄積す
る計数データS5の振幅ヒストグラム図である。
【0013】図1および図2を併せ参照すると、この波
形識別装置は、繰返し入力されるデジタル信号S1とこ
の信号S1のクロック信号S2とに応答して信号S1対
応の計数データS5を生じる波形サンプリング測定装置
1と、この測定装置1から供給を受ける計数データS5
のばらつきの程度を算出する制御回路(以下、CPU)
2とを備える。デジタル信号S1は、ランダム符号列で
変調された16値QAM信号を復調するPCM復調装置
からのPチャンネル復調信号であり、この波形識別装置
でアイパターン開口度評価されるべき信号である。この
デジタル信号S1は、ランダムにレベル変化する多値レ
ベル信号であり、図示されるとおり、単位振幅レベルを
1とするとき、−2,−1,0,+1および+2の5振
幅レベルを持つ。また、この信号S1は、この信号S1
の通過した装置や伝送路によって歪みおよび雑音の付加
を受け、波形劣化を起している。
【0014】波形サンプリング測定装置1内蔵のサンプ
リング回路11は、デジタル信号S1を各ビット区間
(例えば時間T1〜T5=Tb)ごとに多数の区間に分
割してサンプリングし、サンプリングデータS3を生じ
る。サンプリングデータS3は、レベル識別回路12に
より、適切な複数のレベル,例えば振幅レベル−2〜+
2の間を256レベルに区切ってレベル識別される。こ
のレベル識別データS4は、カウンタ回路13により、
デジタル信号S1の特定タイムスロット区間においてレ
ベル毎(識別レベル番号i毎,iは0〜nの整数)に計
数され、この計数データS5がカウンタ回路13に一時
蓄積される。
【0015】上述の波形サンプリング測定装置1は、市
販されているサンプリングオシロスコープの主要機能を
なすものであり、例えばソニーテクトロニクス社製(T
YPE CSA404)デジタルオシロスコープがこの
機能を有している。そして、上記デジタル信号S1のア
イパターンDが、図2(a)の如くこの上述のオシロス
コープの表示画面上に、繰返し入力されるクロック信号
S2に同期して表示される。このアイパターンDの開口
部は、デジタル信号S1の振幅レベル数(5レベル)に
対応して3個あり、ドット状に示されるレベル識別デー
タS4の振幅ばらつきの程度によって開口度が定まる。
【0016】ここで、時間T1およびT5がビット中心
点,時間T3が上記アイパターンの収束点を示してい
る。サンプリングデータS3は、デジタル信号S1の波
形劣化に対応し、同一振幅レベルを示すべきときでもレ
ベルがばらついている。このレベルばらつきは、アイパ
ターン収束点T3では少なく、逆にビット中心点T1
(またはT5)では大きいという特徴を持つ。図2
(b)を参照すると、この振幅ヒストグラム図は、アイ
パターン収束点T3付近の時間T2〜T4を計数時間T
mとし、振幅レベル−2〜+2の範囲をを計数レベル範
囲とするマスクAの範囲の計数データS5の度数(ドッ
ト度数)を計数している。アイパターン収束点T5付近
では、このドット度数は、振幅レベル−2,−1,0,
+1および+2において極小になり、逆にこれらの振幅
レベルの中間にあるアイパターン収束点レベル(振幅レ
ベル−1.5,−0.5,+0.5および+1.5)に
おいて極大になる。
【0017】図1のCPU2は、一定時間(例えばデジ
タル信号S1の波形サンプリング測定装置1への特定数
のビット入力)ごとに、測定装置1からGP−IBバス
を通して計数データS5を読み込み、この計数データS
5の振幅ばらつきの程度を統計処理する。
【0018】上記統計処理の一つは、以下のとおり実行
する。いま、識別レベル番号iのときの計数データS5
のドット度数をY(i)とする。CPU1は、振幅ばら
つきを評価すべきiの範囲を決定する。統計処理を行う
ときには、ドット度数Y(i)のピーク部分を一固まり
にするように(即ち、振幅ばらつきが計算できるよう
に)、iの範囲を振幅レベル−2から−1のレベル範囲
に設定する(なお、この振幅レベル設定範囲は、ドット
度数のピーク部分が一固まりになるならば、他のレベル
範囲に設定してもよい)。CPU2は、ドット度数Y
(0)〜Y(n)から、計数データS5の振幅ばらつき
の程度を表わす標準偏差σを計算する。ここで、計数デ
ータS5の分散をsとする。
【0019】
【0020】CPU2は、計数データS5の標準偏差σ
を計算すると、予め定めた判定定数Cとこの標準偏差σ
とを比較し、標準偏差σが判定定数Cより小さいとき、
波形サンプリング測定回路1に入力されたデジタル信号
S1のアイパターン開口度が良好であると判定する。
【0021】図3は図2(b)の計数データS5の振幅
ヒストグラムの一例を示す図である。
【0022】この計数データS5は、識別レベルを25
6区分(n=255)したレベル識別データS4を蓄積
している。また、振幅レベル−2と−1との間を40区
分(i=0からi=39まで)している。この計数デー
タS5は、デジタル信号S1を5ビット分,且つ測定時
間Tmの間に蓄積されたものである。なお、デジタル信
号S1のビット間隔は820μSであり、サンプリング
回路11のサンプリング間隔は20nSである。レベル
識別番号i=0からi=39の間で計算されたこの計数
データS5の標準偏差σは、7.3であり、この標準偏
差の値でのデジタル信号S1は、ビットエラーレート1
×10-3を示した。
【0023】上記ビットエラーレートはアイパターン開
口度にほぼ対応するので、図1の実施例の動作の一つ
は、上記サンプリング波形測定回路1とCPU2を使用
してデジタル信号S1に応答して生成した計数データS
5の標準偏差σを計算することにより、デジタル信号S
1のアイパターン開口度評価を短時間にしかも簡便に行
うことができる。
【0024】なお、図1の実施例では、入力されるデジ
タル信号S1が多値レベル信号であったが、この信号S
1が2値信号であれば、より簡単にアイパターン開口度
評価を行えるのは明らかである。
【0025】図4は、図1の実施例の動作の別の一つを
説明する信号波形図であり、(a)図は入力デジタル信
号S1の波形改善前のアイパターン図、(b)図は
(a)図におけるカウンタ回路13の蓄積する計数デー
タS5の振幅ヒストグラム図、(c)図は入力デジタル
信号S1の波形改善後のアイパターン図、(d)図は
(c)図におけるカウンタ回路13の蓄積する計数デー
タS5の振幅ヒストグラム図である。
【0026】図4の実施例動作では、図2(a)または
図4(a),(c)に示すマスクB部分の計数データS
5からこのデータS5の標準偏差σ1,σ2を計算す
る。マスクBは、デジタル信号S1のビット中心点T1
の近傍,時間(T1−Td)と時間(T1+Td)との
間および振幅のピーク点近傍,振幅レベル+2ないし+
1.5の範囲で形成される。デジタル信号S1の波形が
劣化している場合(a,b図参照,装置の未調整のとき
など)には、信号S1ピーク点の時間T1への収束が悪
いため、計数データS5のドット度数のピークが振幅レ
ベルの広い範囲に広がり、従ってこの計数データS5の
標準偏差σ1は、図示するとおり、ya/2に広がって
いる。しかし、デジタル信号S1の波形が良好であると
(c,d図参照,装置の調整後のときなど)には、信号
S1ピーク点の時間T1への収束が良く、計数データS
5のドット度数のピークは狭くなり、この計数データS
5の標準偏差σ2は、図示するとおり、yb/2のよう
に狭くなる。従って、この実施例動作においても、計数
データS5の標準偏差を計算することにより、デジタル
信号S1のアイパターン開口度評価を行うことができ
る。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明による波形識
別装置は、アイパターン開口度を評価すべき(波形識別
すべき)デジタル信号をサンプリングし、このサンプリ
ングデータにおける振幅レベルの標準偏差を特定の時間
および振幅レベルに区切って計算し、この計算結果から
上記アイパターン開口度を評価するので、デジタル信号
のアイパターン開口度評価を自動的にしかも低い確率で
アイパターンが劣化している信号についても十分な評価
を行うことができるという効果がある。
【0028】またこの発明は、簡便な装置を用いて短時
間に波形識別を行うことができるので、PCM通信装置
の装置調整時等において有効に利用できる。
【0029】さらにこの発明は、多値レベル・デジタル
信号のアイパターン開口度評価ができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のブロック図である。
【図2】図1の実施例の動作の一つを説明する信号波形
図であり、(a)は入力デジタル信号のアイパターン
図、(b)はカウンタ回路13の蓄積する計数データS
5の振幅ヒストグラム図である。
【図3】図2(b)の計数データS5の振幅ヒストグラ
ムの一例を示す図である。
【図4】図1の実施例の動作の別の一つを説明する信号
波形図であり、(a)は入力デジタル信号の波形改善前
のアイパターン図、(b)は(a)におけるカウンタ回
路13の蓄積する計数データS5の振幅ヒストグラム
図、(c)は入力デジタル信号の波形改善後のアイパタ
ーン図、(d)は(c)におけるカウンタ回路13の蓄
積する計数データS5の振幅ヒストグラム図である。
【符号の説明】
1 波形サンプリング測定回路 2 CPU 11 サンプリング回路 12 レベル識別回路 13 カウンタ回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定のビットレートで繰返し入力される
    デジタル信号をサンプリングしてサンプリングデータを
    生じるサンプリング回路と、前記サンプリングデータを
    複数のレベルに区分してレベル識別データを生じるレベ
    ル識別回路と、前記レベル識別データを前記デジタル信
    号の特定タイムスロット区間において各レベル毎に計数
    しこの計数データを一時蓄積するカウンタ回路と、特定
    レベル範囲における前記計数データの標準偏差を計算す
    る波形識別手段とを備えることを特徴とする波形識別装
    置。
  2. 【請求項2】 前記特定タイムスロット区間が、前記デ
    ジタル信号のアイパターン収束点付近に設定されている
    ことを特徴とする請求項1記載の波形識別装置。
  3. 【請求項3】前記特定タイムスロット区間が、前記デジ
    タル信号のビット中心点付近に設定されていることを特
    徴とする請求項1記載の波形識別装置。
  4. 【請求項4】 前記デジタル信号が、多値振幅レベルを
    有し、 前記特定レベル範囲が、アイパターン収束点のレベルを
    中心として1単位振幅レベル以下であることを特徴とす
    る請求項1記載の波形識別装置。
  5. 【請求項5】 一定のビットレートで繰返し入力される
    多値振幅レベルのデジタル信号をサンプリングしてサン
    プリングデータを生じるサンプリング回路と、前記サン
    プリングデータを複数のレベルに区分してレベル識別デ
    ータを生じるレベル識別回路と、前記レベル識別データ
    を前記デジタル信号の特定タイムスロット区間において
    各レベル毎に計数しこの計数データを一時蓄積するカウ
    ンタ回路と、特定レベル範囲における前記計数データの
    標準偏差を計算する波形識別手段とを備え、 前記特定タイムスロット区間が、前記デジタル信号のア
    イパターン収束点付近に設定されており、 前記特定レベル範囲が、アイパターン収束点のレベルを
    中心として1単位振幅レベル以下であることを特徴とす
    る波形識別装置。
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