(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディジタル変調信号をケーブルで伝送する回線の品質を評価するための回線品質評価装置において、
擬似ランダム信号を発生するＰＮ信号発生手段（２１）と、
所定周波数のキャリア信号を前記ＰＮ信号発生手段からの擬似ランダム信号によって変調してテストキャリアとして出力するテストキャリア発生手段（２２）と、
前記回線の一端側に接続され、該回線上の雑音信号と、前記テストキャリア発生手段から出力されるテストキャリアとを加算する信号加算手段（２４）と、
前記信号加算手段の出力信号から前記所定周波数の信号を選択的に受信し、復調する信号受信手段（２５）と、
前記信号受信手段によって復調された信号と、前記ＰＮ信号発生手段から出力された擬似ランダム信号とをビット単位で比較してビット誤り率を測定する誤り測定手段（２６）とを備えたことを特徴とする回線品質評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル変調信号をケーブルで伝送する回線の品質評価を効率的且つ正確に行うための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、放送の難視聴対策として実現されたＣＡＴＶネットワークは、放送信号を少ないケーブルで多数の加入者に配信するために、図６に示すように、センタのヘッドエンド１に接続された１本の同軸ケーブル２をツリー状に分岐しその先端の加入者端２ａ、２ａ、…に各加入者の受像端末器を接続できるようにしている（図中符号３は分岐ノードである）。
【０００３】
このＣＡＴＶネットワークは、放送信号を各加入者に配信するための単方向のネットワークとして利用されていたが、近年では空き周波数帯を上り回線に利用して、加入者側からセンタ側へデータ伝送できるように双方向化が進められている。
【０００４】
ところが、ツリー型の伝送路を有するＣＡＴＶネットワークは、各加入者の家電機器などによる上り回線周波数帯の生活雑音ｎ（例えば電子レンジ、冷蔵庫のコンプレッサのオン、オフの際等に発生する雑音）が、１本の同軸ケーブル２上に重畳され、この重畳された雑音信号Ｎがヘッドエンド１側に伝達される。この雑音信号Ｎは流合雑音と呼ばれ、そのレベルや周波数分布は、ネットワークの環境によって大きく異なり、また時間的にも大きく変動し、ＣＡＴＶネットワークの双方向化を妨げる最大の要因となっている。
【０００５】
このため、既設のＣＡＴＶネットワークを双方向化する場合や、双方向化されたＣＡＴＶネットワークを新たに布設する場合には、この流合雑音に対して上り回線を確保できるか否かを初めに調べておく必要がある。
【０００６】
これを調べるために、従来では図６に示しているように、同軸ケーブル２のヘッドエンド端側にスペクトラムアナライザ５（周波数毎の雑音レベルが観測できる装置）を接続して上り回線の流合雑音Ｎを長期間にわたって観測し、この観測結果に対する統計処理を行って上り回線として使用可能か否か、即ち、流合雑音Ｎに対し所定限度の信号電力で所定の誤り率に対応するＳ／Ｎが十分に確保できるか否かを判定していた。
【０００７】
そして、上り回線として使用可能と判定した場合には、図７に示すように、同軸ケーブル２の加入者端２ａから所定パターンのディジタル信号で変調したテストキャリアＳｔを入力して、ヘッドエンド１側でこれを流合雑音Ｎとともに受信、復調し、この復調信号の誤り率を測定して、各加入者端２ａとヘッドエンド１との間の回線品質を実際の運用状態に近い状態で個別に評価する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のように流合雑音のレベルに基づいて使用可能か否かを判定する方法では、誤った判定をする可能性がある。
【０００９】
即ち、流合雑音Ｎには、自己相関のない白色性雑音だけでなく、周期性のある雑音成分やパルス状の雑音成分も多く含まれており、このような雑音成分によって信号のＳ／Ｎと誤り率との相関がとれなくなり、十分なＳ／Ｎが確保できていると判定して、図７のように実際に加入者端２ａからテストキャリアを入力しても所望の誤り率が得られないことが頻繁に生じ、次の試験運用段階に移行することができない。
【００１０】
このため、流合雑音に対する観測を行わずに、最初から図７に示したように、加入者端２ａからテストキャリアを入力して誤り率を測定してしまうことも考えられるが、これでは上り回線として使用できる可能性が全く無い場合でも、全ての加入者端についての測定を行うことになり、無駄が多く効率が非常に悪い。
【００１１】
本発明は、この問題を解決して、回線が使用できる品質か否かを効率的に且つ正確に把握できる回線品質評価装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の回線品質評価装置は、
ディジタル変調信号をケーブルで伝送する回線の品質を評価するための回線品質評価装置において、
擬似ランダム信号を発生するＰＮ信号発生手段（２１）と、
所定周波数のキャリア信号を前記ＰＮ信号発生手段からの擬似ランダム信号によって変調してテストキャリアとして出力するテストキャリア発生手段（２２）と、
前記回線の一端側に接続され、該回線上の雑音信号と、前記テストキャリア発生手段から出力されるテストキャリアとを加算する信号加算手段（２４）と、
前記信号加算手段の出力信号から前記所定周波数の信号を選択的に受信し、復調する信号受信手段（２５）と、
前記信号受信手段によって復調された信号と、前記ＰＮ信号発生手段から出力された擬似ランダム信号とをビット単位で比較してビット誤り率を測定する誤り測定手段（２６）とを備えている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施形態の回線品質評価装置２０の構成を示している。
【００１４】
この回線評価装置２０は、ディジタル変調信号をケーブルを介して伝送する回線の品質を、回線上にディジタル変調信号が伝送されていない状態で評価するためのものであり、ここでは、図１に示しているように、評価対象を前記した双方向ＣＡＴＶネットワークの上り回線とし、センタ側のヘッドエンド１に接続された同軸ケーブル２のヘッドエンド１端に接続して使用する。
【００１５】
回線品質評価装置２０のＰＮ信号発生器２１は、所定周期の擬似ランダム信号をテストキャリア発生器２２および誤り測定器２６に出力する。
【００１６】
テストキャリア発生器２２は、この双方向ＣＡＴＶネットワークの上り回線周波数帯（例えば１０〜５０ＭＨｚの範囲）のうちの所定チャネルの周波数のキャリア信号を内部で発生し、このキャリア信号をＰＮ信号発生器２１からの擬似ランダム信号によって変調し、このディジタル変調信号をテストキャリアＳｔとして出力する。
【００１７】
このテストキャリア発生器２２の変調方式は、双方向ＣＡＴＶネットワークで使用されている変調方式（ＰＳＫまたはＦＳＫ）と同一であるものとし、出力信号レベルを手動あるいは外部からの制御で可変できるように構成されている。
【００１８】
フィルタ２３は、双方向ＣＡＴＶネットワークの上り回線周波数の信号成分のみを少ない損失で通過させる帯域（例えば１０〜５０ＭＨｚ）を有し、同軸ケーブル２のヘッドエンド端の分岐ノード３に接続され、上り回線の流合雑音Ｎを抽出する。
【００１９】
なお、この分岐ノード３自体に上り回線周波数の信号成分のみを少ない損失で通過させる帯域のフィルタが内蔵されている場合や、データ伝送に使用する周波数が固定であるような回線が評価対象の場合には、フィルタ２３を省略して後述する信号加算器２４を分岐ノードを介して回線に接続してもよい。
【００２０】
信号加算器２４は、テストキャリア発生器２２から出力されたテストキャリアＳｔと、フィルタ２３によって抽出された流合雑音Ｎとを加算して、加入者端側から試験信号を入力したときにヘッドエンド１側で受信される上り回線信号と同等の信号を生成する。
【００２１】
信号受信器２５は、信号加算器２４の出力信号から前記所定チャネルの信号を選択的に受信し、復調する。
【００２２】
なお、テストキャリア発生器２２のキャリア信号の周波数と信号受信器２４の受信周波数は、それぞれ独立に手動設定できるようになっていてもよいし、また、両者が接続されて一方の周波数に他方が連動するようになっていてもよく、さらに、他装置からの制御で同一周波数に設定されるようになっていてもよい。
【００２３】
誤り測定器２６は、信号受信器２５によって復調された信号と、ＰＮ信号発生器２１から出力された擬似ランダム信号とをビット単位で比較して誤り率を測定し、その測定結果を表示出力、印刷出力または他装置へ通信出力する。
【００２４】
このように実施形態の回線品質評価装置２０では、双方向ＣＡＴＶネットワークの上り回線に重畳されている流合雑音Ｎと自ら生成したテストキャリアＳｔとを信号加算器２４によって加算することによって、加入者端側から試験信号を入力したときにヘッドエンド１側で受信される信号と同等の信号を作り出し、この加算信号を受信復調して誤り測定を行うようにしている。
【００２５】
このため、各加入者端側から試験用の信号を入力することなく、加入者端側から試験信号を入力したときとほぼ同等の条件で測定が行え、正確に且つ効率的に上り回線の品質を評価することができる。
【００２６】
この回線品質評価装置２０を用いることで回線の品質に関する種々の情報を得ることができる。
【００２７】
次にこの回線品質評価装置２０による双方向ＣＡＴＶネットワークの上り回線の評価例を説明する。
【００２８】
図２は、テストキャリアＳｔのレベルを固定した状態で、周波数チャネルを可変しながら誤り率を観測して、回線の評価を行うものであり、初めに、テストキャリア発生器２２のキャリア信号の周波数および信号受信器２４の受信周波数を所定チャネルに初期化し、テストキャリア発生器２２のキャリア信号のレベルを所定値に設定する（Ｓ１、Ｓ２）。
【００２９】
ここで、テストキャリアＳｔのレベルは、例えば、双方向ＣＡＴＶネットワークの各加入者端２ａに接続されるモデム装置の出力信号の上限レベルＬｍ（またはネットワークで制限される入力信号の上限レベル）に対して、近端の加入者端２ａからヘッドエンド１に至る上り回線の伝送損失分Ｌだけ低いレベルに設定される。
【００３０】
このレベル条件は、近端の加入者端２ａから入力したテストキャリアＳｔのヘッドエンド端における最大レベルであり、この条件で使用できないと判定された場合には、それより条件の悪い他の加入者端２ａの利用もできないことになる。
【００３１】
この状態で誤り測定を開始して、単位時間毎の誤り率を所定期間連続して求め、その結果を例えば印刷出力する（Ｓ３、Ｓ４）。
【００３２】
そして、この周波数チャネルの測定が終了すると次の周波数チャネルについて同様の誤り測定を行ない、以下同様の処理を最後の周波数チャネルまで行う（Ｓ５、Ｓ６）。
【００３３】
このようにして得られた誤り測定結果を周波数チャネル毎および曜日毎に統計処理することで、この回線が現状のままで使用可能か否かの判定や、使用可能な周波数チャネル、曜日、時間帯を把握することができる（Ｓ７）。
【００３４】
例えば、ある周波数チャネルのある曜日の平均的な誤り率が図３の（ａ）に示すように全時間帯で所定値Ｅｒ以下であれば、この周波数チャネルはその曜日において上り回線として常時使用可能と判定する。また、図３の（ｂ）のように、一部の時間帯Ｔａを除いて誤り率が所定値Ｅｒ以下であれば、その周波数チャネルはその曜日において時間帯Ｔａ以外は使用可能と判定する。また、図３の（ｃ）のように、全時間帯で誤り率が所定値Ｅｒを超えている場合には、この周波数チャネルはその曜日において使用不能と判定する。
【００３５】
このような判定を行ない、ネットワークの上り回線として要求される条件（例えば１週間を通じて全時間帯で使用可能な周波数チャネルが所定数以上確保できる）が満たされれば、この回線を上り回線として使用可能と判定し、ネットワークの上り回線として要求される条件を満たさなければ、現状では使用できないと判定し、誤り率を高くしている要因を調べて取り除いたり、同軸ケーブル２の再布設工事等を行う。
【００３６】
なお、この図２の処理では、テストキャリアＳｔのレベルを固定した状態で誤り率の観測を行ない、誤り率が所定値以下の周波数チャネル、曜日、時間帯を見つけるようにしていたが、誤り率が所定値ＥｒとなるようなテストキャリアＳｔのレベルの変化を観測してもよい。
【００３７】
この場合、前記図２の処理Ｓ３の誤り測定中に、所定時間（例えば１０分、３０分、１時間等）毎に誤り率を確認し、その誤り率が所定値Ｅｒに等しいかあるいは所定値Ｅｒに対して設定された許容範囲内にあれば、そのときのテストキャリアＳｔのレベルを記録し、誤り率が所定値Ｅｒと等しくないか、あるいは許容範囲外であれば、誤り率が所定値Ｅｒと等しくなるあるいは許容範囲内に入るまでテストキャリアＳｔのレベルを可変し、可変した後のテストキャリアＳｔのレベルを記録する。
【００３８】
このような処理を各周波数チャネル毎に行い、その測定結果を周波数チャネル毎および曜日毎に統計処理することで、所定の誤り率を確保するために必要なテストキャリアＳｔのレベルの変化を知ることができる。
【００３９】
例えば、ある周波数チャネルのある曜日の平均的なテストキャリアＳｔのレベルが図４に示すように得られた場合、その最小値Ｌａに、ヘッドエンド１から近端の加入者端２ａまでの伝送損失分Ｌを加えたレベルが、前記モデムの出力信号の上限レベルＬｍより大きければ、少なくともこの周波数チャネルはその曜日において上り回線として使用できないと判定できる。
【００４０】
また、最大値Ｌｂに、ヘッドエンド１から遠端の加入者端２ａまでの伝送損失分Ｌ′を加えたレベルが、前記モデムの出力信号の上限レベルＬｍ以下であれば、少なくともこの周波数チャネルはその曜日において上り回線として使用可能と判定できる。
【００４１】
なお、このようにして得られたテストキャリアＳｔのレベルの情報は、前記図７に示した次段階の試験におけるテストキャリアの入力レベルに反映することができる。
【００４２】
また、前記図２の一連の処理およびテストキャリアのレベル可変に伴う処理において、周波数チャネルの可変、測定された誤り率に対する処理判定、テストキャリアのレベル可変、およびそのレベル値に対する処理判定を人手によって行ってもよいし、また、図５に示すように、マイクロコンピュータ等からなる制御装置３０によって自動的に行うようにしてもよい。
【００４３】
この場合、制御装置３０によってテストキャリア発生器２２および信号受信器２５の周波数チャネルの切り換え制御、テストキャリアのレベル可変制御を行うだけでなく、誤り測定器２６の測定結果やレベル可変情報に対する回線使用可能の判定、使用可能な周波数チャネル、曜日、時間帯等の判定を行うようにしてもよい。
【００４４】
なお、ここでは評価対象を双方向ＣＡＴＶネットワークの上り回線としていたが、双方向ＣＡＴＶネットワークの上り回線に限らず、ディジタル変調信号をケーブルで伝送する回線であれば、他の回線に対しても同等に使用できる。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の回線品質評価装置は、評価対象の回線の一端側の雑音信号と自ら生成したテストキャリアとを信号加算手段によって加算し、この加算信号を受信復調して誤り測定を行うようにしている。
【００４６】
このため、回線の他端側から試験用の信号を入力することなく、その他端側から試験信号を入力したときとほぼ同等の条件で測定が行え、回線が使用できる品質か否かを効率的に且つ正確に把握できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の構成を示すブロック図
【図２】実施形態の回線品質評価装置を用いた処理手順を示すフローチャート
【図３】測定結果例を示す図
【図４】他の測定結果例を示す図
【図５】自動化する場合の構成を示すブロック図
【図６】双方向ＣＡＴＶネットワークの概略と従来の評価法を説明するための図
【図７】従来の他の評価法を説明するための図
【符号の説明】
１  ヘッドエンド
２  同軸ケーブル
２０  回線品質評価装置
２１  ＰＮ信号発生器
２２  テストキャリア発生器
２３  フィルタ
２４  信号加算器
２５  信号受信器
２６  誤り測定器
３０  制御装置
【図１】
0003566882.tif 000002
【図２】
0003566882.tif 000003
【図３】
0003566882.tif 000004
【図４】
0003566882.tif 000005
【図５】
0003566882.tif 000006
【図６】
0003566882.tif 000007
【図７】
0003566882.tif 000008