(57)【要約】  伝送ケーブル特性測定装置（１）及び方法は、伝送ケーブル（５０）の一端（５１）から入射信号を送信し、反射波のインパルス応答を測定するインパルス応答算出部（１０）と、インパルス応答のピークを検出し、このピークに基づいて反射経路を推定する反射経路検出部（２０）と、測定されたインパルス応答と推定された反射経路とから伝送ケーブル（５０）の他端（５２）の影響を含まない反射特性を算出する反射特性算出部（３０）と、算出された反射特性と伝送ケーブル（５０）の減衰特性とから、伝送ケーブル（５０）の透過特性を算出する透過特性算出部（４０）とを有する。
2015186429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送ケーブルの一方の端部から入射信号を送信し、前記入射信号の反射波のインパルス応答を測定するインパルス応答算出部と、
前記インパルス応答算出部によって測定された前記インパルス応答のピークを検出し、前記ピークに基づいて前記入射信号の反射経路を推定する反射経路検出部と、
前記インパルス応答算出部によって測定された前記インパルス応答と前記反射経路検出部によって推定された前記反射経路とから、前記インパルス応答に含まれる前記伝送ケーブルの他方の端部に起因する第１の反射波を特定し、前記他方の端部の影響を含まない第２の反射波に基づく反射特性を算出する反射特性算出部と、
前記反射特性算出部によって算出された前記反射特性と前記伝送ケーブルの減衰特性とから、前記伝送ケーブルの前記入射信号に基づく透過特性を算出する透過特性算出部と
を有することを特徴とする伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項２】
前記反射経路検出部は、前記反射経路から、前記伝送ケーブルの伝送ケーブル長を算出し、
前記透過特性算出部は、前記伝送ケーブルの単位長あたりの減衰特性と前記伝送ケーブル長とから、前記伝送ケーブルの減衰特性を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項３】
前記反射特性算出部は、前記インパルス応答算出部によって測定された前記インパルス応答と前記反射経路検出部によって推定された前記反射経路と前記インパルス応答算出部が受信する前記反射波の経路長に応じた減衰量とから、前記反射特性を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項４】
前記反射特性算出部は、前記反射波の経路長に応じた減衰量を、前記インパルス応答に含まれる前記他方の端部の影響を含まない前記第２の反射波に応じて補正することを特徴とする請求項３に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項５】
前記反射経路検出部は、
前記インパルス応答算出部によって測定された前記インパルス応答から複数のピークを検出し、
前記複数のピークの各々の位置から前記反射経路を推定する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項６】
前記反射経路検出部は、
前記ピークの周辺の周波数特性と期待する前記他方の端部の反射特性との差を測定し、
前記差が予め決められた閾値よりも小さいピークを前記他方の端部に起因するピークと判定し、前記差が前記予め決められた閾値以上のピークを前記他方の端部の影響を含まないピークと判定し、
前記判定の結果を用いて前記反射経路を推定する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項７】
前記反射経路検出部は、
前記インパルス応答と期待する他方の端部からの反射波形との間の相関をとり、
前記相関が予め決められた相関閾値より大きい場合に前記反射波を前記他方の端部に起因する前記第１の反射波と判定し、前記相関が前記予め決められた相関閾値以下の場合に前記反射波を前記他方の端部の影響を含まない前記第２の反射波と判定し、
前記判定の結果を用いて前記反射経路を推定する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項８】
前記インパルス応答算出部は、反射波の周波数特性を測定し逆フーリエ変換することで前記インパルス応答を算出することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項９】
前記インパルス応答算出部は、前記反射波の前記インパルス応答の最大遅延時間に応じて遅延時間の測定範囲を変更することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項１０】
前記透過特性算出部は、
前記透過特性を示す値と予め決められた透過特性閾値との比較を行い、前記比較の結果に基づいて、前記伝送ケーブルの使用が可能か否か判定することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項１１】
伝送ケーブルの一方の端部から入射信号を送信し、前記入射信号の反射波のインパルス応答を測定するインパルス応答算出過程と、
前記インパルス応答算出過程によって測定された前記インパルス応答のピークを検出し、前記ピークに基づいて前記入射信号の反射経路を推定する反射経路検出過程と、
前記インパルス応答算出過程によって測定された前記インパルス応答と前記反射経路検出過程によって推定された前記反射経路とから、前記インパルス応答に含まれる前記伝送ケーブルの他方の端部に起因する第１の反射波を特定し、前記他方の端部の影響を含まない第２の反射波に基づく反射特性を算出する反射特性算出過程と、
前記反射特性算出過程によって算出された前記反射特性と前記伝送ケーブルの減衰特性とから、前記伝送ケーブルの前記入射信号に基づく透過特性を算出する透過特性算出過程と
を有することを特徴とする伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項１２】
前記反射経路検出過程において、前記反射経路から、前記伝送ケーブルの伝送ケーブル長を算出し、
前記透過特性算出過程において、前記伝送ケーブルの単位長あたりの減衰特性と前記伝送ケーブル長とから、前記伝送ケーブルの減衰特性を算出する
ことを特徴とする請求項１１に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項１３】
前記反射特性算出過程において、前記インパルス応答算出過程で測定された前記インパルス応答と前記反射経路検出過程で推定された前記反射経路と前記インパルス応答算出過程が受信する前記反射波の経路長に応じた減衰量とから、前記反射特性を算出することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項１４】
前記反射特性算出過程において、前記反射波の経路長に応じた減衰量を、前記インパルス応答に含まれる前記他方の端部の影響を含まない第２の反射波に応じて補正することを特徴とする請求項１３に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項１５】
前記反射経路検出過程において、
前記インパルス応答算出過程で測定された前記インパルス応答から複数のピークを検出し、
前記複数のピークの各々の位置から前記反射経路を推定する
ことを特徴とする請求項１１から１４のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項１６】
前記反射経路検出過程において、
前記ピークの周辺の周波数特性と期待する前記他方の端部の反射特性との差を測定し、
前記差が予め決められた閾値よりも小さいピークを前記他方の端部に起因するピークと判定し、前記差が前記予め決められた閾値以上のピークを前記他方の端部の影響を含まないピークと判定し、
前記判定の結果を用いて前記反射経路を推定する
ことを特徴とする請求項１１から１５のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項１７】
前記反射経路検出過程において、
前記インパルス応答と期待する他方の端部からの反射波形との間の相関をとり、
前記相関が予め決められた相関閾値より大きい場合に前記反射波を前記他方の端部に起因する前記第１の反射波と判定し、前記相関が前記予め決められた相関閾値以下の場合に前記反射波を前記他方の端部の影響を含まない前記第２の反射波と判定し、
前記判定の結果を用いて前記反射経路を推定する
ことを特徴とする請求項１１から１６のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項１８】
前記インパルス応答算出過程において、反射波の周波数特性を測定し逆フーリエ変換することで前記インパルス応答を算出することを特徴とする請求項１１から１７のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項１９】
前記インパルス応答算出過程において、前記反射波の前記インパルス応答の最大遅延時間に応じて遅延時間の測定範囲を変更することを特徴とする請求項１１から１８のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項２０】
前記透過特性算出過程において、
前記透過特性を示す値と予め決められた透過特性閾値との比較を行い、前記比較の結果に基づいて、前記伝送ケーブルの使用が可能か否か判定することを特徴とする請求項１１から１９のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝送ケーブルの特性を測定する伝送ケーブル特性測定装置及び伝送ケーブル特性測定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
伝送ケーブルの使用可否を診断するためには、伝送ケーブルの特性が、通信方式において要求される性能を満たしているか否かを判定する必要がある。このため、伝送ケーブルの一方の端部（一端）から送信された入射信号のうちの、どの程度の比率の成分が伝送ケーブルの他方の端部（他端）に到達したかを示す透過特性、すなわち、入射信号の強度に対する透過信号の強度の比率の周波数特性を測定する必要がある。【０００３】
従来、メタル線であるツイストペアケーブル及び同軸ケーブルなどの伝送ケーブルの特性の測定には、ＴＤＲ（Ｔｉｍｅ  Ｄｏｍａｉｎ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｒｙ）測定器又はネットワークアナライザが使用されている。ＴＤＲ測定器は、高速なステップ信号を入射信号として測定対象（例えば、伝送ケーブル）に入力し、反射波形又は透過波形を観測することで、伝送路上のインピーダンスの変化箇所（例えば、損傷などの不具合箇所）及び線路長（ケーブル長）を測定する。ネットワークアナライザは、正弦波信号を周波数掃引しながら測定対象（例えば、伝送ケーブル）に入力し、反射波と進行波の振幅と位相を測定することで、周波数特性を評価する。【０００４】
しかし、ネットワークアナライザは、通常は、伝送ケーブルの両方の端部に接続して特性を測定する装置であるため、既に敷設されている伝送ケーブルのように、伝送ケーブルの両方の端部の間の距離が遠く離れている場合には、使用することができない。また、ネットワークアナライザを伝送ケーブルの一端にのみ接続して行う１ポート測定の場合には、反射特性、すなわち、入射信号の強度に対する反射信号の強度の比率の周波数特性を測定することはできるが、透過特性を測定することはできない。【０００５】
また、ＴＤＲ測定器は、伝送ケーブルの一端に接続して特性を測定することができる装置であるため、既に敷設されている伝送ケーブルのように、伝送ケーブルの両方の端部の間の距離が遠く離れている場合であっても、使用することができるが、透過特性の周波数特性を測定することはできない。【０００６】
これらの問題を解決するために、特許文献１は、伝送ケーブルの一端から、伝送ケーブルの透過特性を測定する方法を提案している。この方法では、伝送ケーブルの一端において反射波の周波数特性を測定し、他端の影響を補正する処理を行うことで、伝送ケーブルの透過特性を算出する。このため、特許文献１の方法によれば、入射信号のうちの、どの程度の比率の成分が伝送ケーブルの他端に到達できるかを示す透過特性を知ることができ、得られた透過特性が、通信方式において要求される性能を満たしているかを判定することで、伝送ケーブルの使用可否を診断することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０２４５４７６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
伝送ケーブルは、損傷箇所又はインピーダンスの異なる中継コネクタなどのような不具合箇所（インピーダンスの変化箇所）を含む場合がある。しかし、既に敷設されている伝送ケーブルにおいては、不具合箇所の確認が難しい。また、伝送路の途中に不具合箇所が存在する場合には、不具合箇所でインピーダンスの不整合が生じ、反射が起こる。しかし、特許文献１の方法では、伝送ケーブルの他端の影響を補正する処理を行っているが、不具合箇所の影響を考慮に入れた補正を行っていない。このため、特許文献１の方法では、反射波が不具合箇所からの反射波と他端からの反射波と含む場合、透過特性を正確に推定することができず、伝送ケーブルの使用可否を正確に診断することができないという問題があった。【０００９】
そこで、本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、伝送ケーブルの伝送路の途中に不具合箇所がある場合であっても、伝送ケーブルの一端で測定した反射波のインパルス応答から、伝送ケーブルの透過特性を正確に測定することができる伝送ケーブル特性測定装置及び伝送ケーブル特性測定方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る伝送ケーブル特性測定装置は、伝送ケーブルの一方の端部から入射信号を送信し、前記入射信号の反射波のインパルス応答を測定するインパルス応答算出部と、前記インパルス応答算出部によって測定された前記インパルス応答のピークを検出し、前記ピークに基づいて前記入射信号の反射経路を推定する反射経路検出部と、前記インパルス応答算出部によって測定された前記インパルス応答と前記反射経路検出部によって推定された前記反射経路とから、前記インパルス応答に含まれる前記伝送ケーブルの他方の端部に起因する第１の反射波を特定し、前記他方の端部の影響を含まない第２の反射波に基づく反射特性を算出する反射特性算出部と、前記反射特性算出部によって算出された前記反射特性と前記伝送ケーブルの減衰特性とから、前記伝送ケーブルの前記入射信号に基づく透過特性を算出する透過特性算出部とを有することを特徴としている。【００１１】
また、本発明に係る伝送ケーブル特性測定方法は、伝送ケーブルの一方の端部から入射信号を送信し、前記入射信号の反射波のインパルス応答を測定するインパルス応答算出過程と、前記インパルス応答算出過程によって測定された前記インパルス応答のピークを検出し、前記ピークに基づいて前記入射信号の反射経路を推定する反射経路検出過程と、前記インパルス応答算出過程によって測定された前記インパルス応答と前記反射経路検出過程によって推定された前記反射経路とから、前記インパルス応答に含まれる前記伝送ケーブルの他方の端部に起因する第１の反射波を特定し、前記他方の端部の影響を含まない第２の反射波に基づく反射特性を算出する反射特性算出過程と、前記反射特性算出過程によって算出された前記反射特性と前記伝送ケーブルの減衰特性とから、前記伝送ケーブルの前記入射信号に基づく透過特性を算出する透過特性算出過程とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、伝送ケーブルの一端で測定した反射波のインパルス応答とインパルス応答のピークから推定された反射経路とから、伝送ケーブルの他端の影響を含まない反射波に基づく反射特性を算出し、この反射特性と伝送ケーブルの減衰特性とから、伝送ケーブルの透過特性を算出するので、伝送ケーブルの伝送路の途中に不具合箇所がある場合であっても、伝送ケーブルの透過特性を正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る伝送ケーブル特性測定装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図２】伝送ケーブルの一方の端部にインパルスを入力した場合に受信される反射波のインパルス応答の一例を示す波形図である。
【図３】伝送ケーブルの反射特性（伝送ケーブルの他方の端部の影響を含まない特性）を示す図である。
【図４】伝送ケーブルの透過特性（伝送ケーブルの他方の端部の影響を含まない特性）の導出過程を示す図である。
【図５】ＯＦＤＭ伝送方式の伝送路推定手法を用いたインパルス応答算出部の構成の一例を概略的に示すブロック図である。
【図６】不具合箇所が１箇所である伝送ケーブルにインパルスを入力した場合におけるインパルスの反射経路を示す図である。
【図７】不具合箇所が２箇所である伝送ケーブルにインパルスを入力した場合におけるインパルスの反射経路を示す図である。
【図８】図１に示される反射特性算出部が反射波のピーク位置から反射点を検出する処理を示すフローチャートである。
【図９】伝送ケーブルにインパルスを入力した場合に受信される反射波のインパルス応答の他の例（複数の反射点がある場合）を示す波形図である。
【図１０】図１に示される反射特性算出部の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る伝送ケーブル特性測定装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る伝送ケーブル特性測定装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１３】本発明の実施の形態４に係る伝送ケーブル特性測定装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施の形態５に係る伝送ケーブル特性測定装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１５】適応フィルタを用いたインパルス応答算出部の構成を概略的に示すブロック図である。
【図１６】本発明の実施の形態６に係る伝送ケーブル特性測定装置の構成を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る伝送ケーブル特性測定装置１の構成を概略的に示すブロック図である。伝送ケーブル特性測定装置１は、実施の形態１に係る伝送ケーブル特性測定方法を実施することができる装置である。図１に示されるように、実施の形態１に係る伝送ケーブル特性測定装置１は、伝送ケーブル５０の一方の端部（一端）５１から入射信号（インパルス）を送信し、この入射信号の反射波のインパルス応答を測定するインパルス応答算出部１０と、インパルス応答算出部１０によって測定されたインパルス応答のピークを検出し、入射信号の反射経路を推定する反射経路検出部２０と、インパルス応答算出部１０によって測定されたインパルス応答と反射経路検出部２０によって推定された反射経路とから、このインパルス応答に含まれる伝送ケーブル５０の他方の端部（他端）に起因する第１の反射波を特定し、伝送ケーブル５０の他方の端部（他端）５２の影響を含まない第２の反射波に基づく反射特性を算出する反射特性算出部３０と、反射特性算出部３０によって算出された伝送ケーブル５０の他端５２の影響を含まない反射特性と伝送ケーブル５０の減衰特性とから、伝送ケーブル５０の入射信号に基づく透過特性を算出する透過特性算出部４０とを有する。
【００１５】
図２は、伝送ケーブル５０の一端５１にインパルスを入力した場合に受信される反射波のインパルス応答の一例を示す波形図である。図２において、横軸は、伝送ケーブル５０の一端５１にインパルスを入力した時点からの経過時間である遅延時間を示し、縦軸は、反射波の強度を示す。図２には、伝送ケーブル５０における損傷などの不具合箇所からの反射波Ｒ１のピーク波形と、伝送ケーブル５０における他端５２からの反射波Ｒ２のピーク波形とを示すが、検出されるピーク波形は２個に限らない。インパルス応答算出部１０は、伝送ケーブル５０の一端５１からインパルスを送信し、反射波を受信することで、図２に示されるような反射波のインパルス応答を測定する。反射経路検出部２０は、インパルス応答算出部１０によって測定されたインパルス応答のピークを検出し、測定対象としての伝送ケーブル５０における信号の反射経路を推定する。
【００１６】
図３は、伝送ケーブル５０の反射特性（伝送ケーブル５０の他端５２の影響を含まない特性）を示す図である。図３において、横軸は、反射成分の周波数を示し、縦軸は、反射成分の強度を示す。反射特性算出部３０は、インパルス応答算出部１０によって測定されたインパルス応答と反射経路検出部２０によって推定された反射経路とから、図３に示されるような伝送ケーブル５０の他端５２の影響を含まない反射特性、すなわち、他端５２の影響を除外した反射特性を算出する。すなわち、図３は、伝送ケーブル５０の不具合箇所からの反射成分の反射特性を示す。
【００１７】
図４は、伝送ケーブル５０の透過特性（伝送ケーブル５０の他端５２の影響を含まない特性）の導出過程を示す図である。図４において、横軸は、信号成分の周波数を示し、縦軸は、信号成分の強度を示す。図４は、透過信号の強度は、入射信号の強度Ｉ０から、伝送ケーブル５０の不具合箇所における反射による損失（Ａ１）を減算して強度Ｉ１を取得し、さらに、強度Ｉ１から伝送ケーブル５０内の減衰による損失（Ａ２）を減算して強度Ｉ２を取得することを説明している。透過特性算出部４０は、図４に示されるように、伝送ケーブル５０の他端５２の影響を含まない反射特性（損失Ａ１に相当する）と伝送ケーブル５０の減衰特性（損失Ａ２に相当する）とから、伝送ケーブル５０の透過特性（強度Ｉ２に相当する）を算出する。
【００１８】
周波数をｆと表記し、反射特性をＰＲ（ｆ）と表記し、透過特性をＰＴ（ｆ）と表記し、送信信号をＳ（ｆ）と表記し、受信信号をＲ（ｆ）と表記し、透過信号をＴ（ｆ）と表記するとき、反射特性ＰＲ（ｆ）及び透過特性ＰＴ（ｆ）は、次式（１）及び（２）のように定義される。
ＰＲ（ｆ）＝｜Ｒ（ｆ）／Ｓ（ｆ）｜２                    式（１）
ＰＴ（ｆ）＝｜Ｔ（ｆ）／Ｓ（ｆ）｜２                    式（２）
この場合の伝送ケーブル５０は、分岐のないものであり、伝送ケーブル５０の他端５２は、整合終端されていないものである。
【００１９】
以下に、伝送ケーブル特性測定装置１の動作を説明する。はじめに、インパルス応答算出部１０は、伝送ケーブル５０の一端５１から入射信号（送信信号）を送信し、伝送ケーブル５０内で反射して返って来た反射波を受信し、受信した反射波を解析することで、反射波のインパルス応答を算出する。実施の形態１において、インパルス応答算出部１０は、反射波の周波数特性を測定し、これを逆フーリエ変換することでインパルス応答を算出する。このように、所望の周波数成分を測定しインパルス応答を算出することで、使用される周波数帯域における透過特性を測定することができる。
【００２０】
図５は、ＯＦＤＭ伝送方式の伝送路推定手法を用いたインパルス応答算出部１０の構成の一例を概略的に示すブロック図である。図５に示されるインパルス応答算出部１０は、ＯＦＤＭ送信部１０１と、ＯＦＤＭ受信部１０２と、方向性結合部１０３と、伝送路推定部１０４と、逆フーリエ変換部１０５とを有している。反射波の周波数特性は、ＯＦＤＭ伝送方式における伝送路推定手法と同様に、ＯＦＤＭ送信部１０１にて各サブキャリアに既知信号を挿入し、逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ：Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）して送信し、受信した反射波をＯＦＤＭ受信部１０２にて離散フーリエ変換（ＤＦＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ  Ｆｒｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）し、伝送路推定部１０４にて得られた信号と送信した既知信号とを比較することで測定することができる。その後、逆フーリエ変換部１０５は、伝送路推定部１０４で測定された信号にＩＤＦＴを施し、インパルス応答を算出する。方向性結合部１０３は、図５に示されるように、送信信号がＯＦＤＭ受信部１０２によって直接受信されることを防ぐ。方向性結合部１０３によって、ＯＦＤＭ受信部１０２は、反射波のみを受信することができる。また、インパルス応答算出部１０は、複数回の測定値の平均値をインパルス応答としてもよく、この場合には、雑音の影響が低減されたインパルス応答を算出することができる。
【００２１】
なお、インパルス応答算出部１０の構成は、図５の例に限定されない。インパルス応答算出部１０は、ネットワークアナライザのように、測定する周波数の正弦波を送信し、反射した信号の振幅と位相を測定することで、インパルス応答を算出してもよい。例えば、ＯＦＤＭ伝送方式を用いない場合には、図５に示されるインパルス応答算出部１０としてネットワークアナライザを用いて、反射波の周波数特性を算出してもよい。この場合、ネットワークアナライザは、正弦波信号を周波数掃引しながら伝送ケーブル５０に入力し、反射特性、すなわち、入射信号の強度に対する反射信号の強度の比率の周波数特性を測定することで反射波の周波数特性を測定する。
【００２２】
次に、周波数特性をＩＤＦＴすることで時間領域の特性であるインパルス応答を算出する。得られたインパルス応答は、インパルスが送信された時刻から反射波が受信された時刻までの遅延時間と、各反射点における反射の大きさとの関係を示す。また、インパルス応答の波形は、各反射点における過渡応答であり周波数特性に相当する。反射点が、伝送ケーブル５０の他端５２のみである場合、インパルス応答のピークは、１つのピークであり、このピークから、インパルスを送信した時刻から反射波が受信された時刻までの時間、すなわち、信号の往復にかかる時間である遅延時間がわかる。また、伝送ケーブル５０における電波の速度は、ケーブルの種類によって決まる既知の値であるため、遅延時間から、伝送ケーブル５０の他端５２までの距離、すなわち、伝送ケーブル５０のケーブル長を算出することができる。
【００２３】
不具合箇所の影響で反射点が複数ある場合、反射波には、図２に示されるピークが複数存在する。このとき、インパルス応答算出部１０は、インパルス応答のピークを解析することで、伝送ケーブル５０における不具合箇所の位置及び伝送ケーブル５０の他端５２の位置を算出する。また、インパルス応答算出部１０は、インパルス応答のピーク付近（ピークの周辺）の波形を解析することで反射波の周波数特性を算出する。ここで、インパルス応答のピークの位置を明確にするために、インパルス応答算出部１０は、周波数特性に窓関数を乗算する処理を行った後に、窓関数が乗算された信号にＩＤＦＴ処理を行ってもよい。
【００２４】
次に、反射経路検出部２０は、反射波から、反射波の反射経路に関する情報を抽出する。伝送ケーブル５０の他端５２の接続状態に影響されずに、伝送ケーブル５０の透過特性を測定するためには、伝送ケーブル５０の他端５２からの反射の影響を差し引いた（すなわち、他端５２からの反射の影響を除外した）伝送ケーブル５０の反射特性を算出する必要がある。また、伝送ケーブル５０で伝送される信号は、伝送路の距離である経路長に応じて減衰する。このため、反射特性及び透過特性を算出する際には、伝送ケーブル５０の経路長に応じた減衰を加味する必要がある。実施の形態１において、反射経路検出部２０は、各ピークの位置から、伝送ケーブル５０の不具合箇所で反射したピークであるか、伝送ケーブル５０の他端５２で反射したピークであるかを特定する。
【００２５】
伝送ケーブル５０の他端５２が整合終端されている場合には、他端５２からの反射はないため、反射経路検出部２０は、インパルス応答のピークを、不具合箇所によって発生したピークであると判定することができる。
【００２６】
また、伝送ケーブル５０の他端５２が開放端若しくは短絡端である場合、又は、他端５２にインピーダンス整合がとれていない機器が接続されている場合には、伝送ケーブル５０の他端５２において反射が起こる。伝送ケーブル５０における不具合箇所又は伝送ケーブル５０の他端５２のように信号の反射点が複数ある場合、伝送ケーブル５０内において、多重反射が起こり、各ピークがどの位置で反射したピークであるのかを特定することが難しくなる。このような環境下で、伝送ケーブル５０の他端５２からの反射の影響を差し引いた伝送ケーブル５０の反射特性を算出するため、インパルス応答のピーク位置から反射の経路を推定する必要がある。
【００２７】
以下において、伝送ケーブル５０の反射点とインパルス応答のピーク位置との関係を説明する。まず、不具合箇所が１箇所の場合を考える。この場合、測定点である伝送ケーブル５０の一端５１では、反射は起こらないとして説明する。図６は、不具合箇所が１箇所である伝送ケーブル５０にインパルスを入力した場合におけるインパルスの反射経路を示す図である。図６において、横軸は測定点（伝送ケーブル５０の一端５１）からの距離を示し、縦軸は、インパルスの入力からの経過時間である遅延時間τを示す。図６に示されるように、伝送ケーブル５０における不具合箇所が１箇所であっても、反射波は、不具合箇所と伝送ケーブル５０の他端５２で多重反射を起こし、遅延時間τ＝ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，…などにおいて、反射波の複数のピークが検出される。ここで、τ＝ｔ４よりも長い遅延時間を持つ反射波のピークも存在するが、図６には示していない。図６から、インパルス応答のピーク位置に対応する遅延時間τは、次式（３）で表すことができる。
【数１】
2015186429.tif 000003
ここで、ｎ２は、０以上の整数を示し、Ｌ１は、伝送ケーブル５０の測定端（一端５１）から不具合箇所までの距離を示し、Ｌ２は、伝送ケーブル５０の測定端から他端５２までの距離を示し、ｖは、伝送ケーブル５０中における信号の速度を示す。また、Ｔ１は、伝送ケーブル５０の測定端から不具合箇所（Ｌ１）までの伝送路における信号の往復時間、Ｔ２は、不具合箇所（Ｌ１）から伝送ケーブル５０の他端５２（Ｌ２）までの伝送路における信号の往復時間である。図６において、τ＝ｔ２，ｔ３，ｔ４のピークを含むｎ２＞０のピークは、少なくとも１度は、伝送ケーブル５０の他端５２で反射していることがわかる。
【００２８】
図７は、不具合箇所が２箇所である伝送ケーブル５０にインパルスを入力した場合におけるインパルスの反射経路を示す図である。図７において、横軸は測定点（伝送ケーブルの一端５１）からの距離を示し、縦軸は、インパルスの入力からの経過時間である遅延時間τを示す。図７に示されるように、伝送ケーブル５０における不具合箇所が２箇所であっても、反射波は、不具合箇所と他端５２で多重反射を起こし、遅延時間τ＝ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４，ｔ５，ｔ６，ｔ７，…などにおいて、反射波の複数のピークが検出される。ここで、τ＝ｔ７よりも長い遅延時間を持つ反射波のピークも存在するが、図７には示していない。図７より、インパルス応答のピーク位置に対応する遅延時間τは、次式（４）で表すことができる。
【数２】
2015186429.tif 000004
ここで、ｎ２は、０以上の整数を示し、ｎ３は、０以上の整数を示し、ｎ２＝０のときにはｎ３＝０である。Ｌ１は、伝送ケーブル５０の測定端から不具合箇所までの距離を示し、Ｌ２は、伝送ケーブル５０の測定端から他の不具合箇所までの距離を示し、Ｌ３は、伝送ケーブル５０の測定端から他端５２までの距離を示し、ｖは、伝送ケーブル５０中の信号の速度を示す。また、Ｔ１は、伝送ケーブル５０の測定端から不具合箇所（Ｌ１）までの伝送路における信号の往復時間、Ｔ２は、不具合箇所（Ｌ１）から他の不具合箇所（Ｌ２）までの伝送路における信号の往復時間、Ｔ３は、他の不具合箇所（Ｌ２）から伝送ケーブル５０の他端５２（Ｌ２）までの伝送路における信号の往復時間である。図７において、τ＝ｔ４，ｔ６，ｔ７のピークを含むｎ３＞０のピークは、伝送ケーブル５０の他端５２の影響を含む反射波（他端５２に起因する第１の反射波）である。
【００２９】
式（３）及び（４）より、不具合箇所がｍ個（ｍは正の整数）ある場合、不具合箇所までの距離をＬ１，Ｌ２，…，Ｌｍとし、他端５２までの距離をＬｍ＋１とすると、インパルス応答のピーク位置に対応する遅延時間τは、次式（５）で表すことができる。
【数３】
2015186429.tif 000005
ここで、ｉは、２以上ｍ＋１以下の整数、ｎｉは、０以上の整数であるが、ｎｋ＝０（ｋは、正の整数）のとき、ｎｋ＋１以降（すなわち、ｎｋ＋１，ｎｋ＋２，…）は０である。
【００３０】
次に、伝送ケーブル５０の測定点において反射がある場合を考える。不具合が存在しない場合、インパルス応答のピーク位置に対応する遅延時間τは、次式（６）で表すことができる。
【数４】
2015186429.tif 000006
ここで、ｎ１は、０以上の整数である。
【００３１】
伝送ケーブル５０の不具合箇所が１箇所の場合、インパルス応答のピーク位置に対応する遅延時間τは、次式（７）で表すことができる。
【数５】
2015186429.tif 000007
ここで、ｎ１及びｎ２は、０以上の整数であり、ｎ１＝０のときにはｎ２＝０となる。
【００３２】
同様に、不具合箇所がｍ箇所（ｍは正の整数）である場合、インパルス応答のピーク位置に対応する遅延時間τは、次式（８）で表すことができる。
【数６】
2015186429.tif 000008
ここで、ｉは、１以上ｍ＋１以下の整数であり、Ｌ０＝０であり、ｎｉは、０以上の整数であるが、ｎｋ＝０（ｋは、正の整数）のとき、ｎｋ＋１以降（すなわち、ｎｋ＋１，ｎｋ＋２，…）は０である。また、式（８）は、式（５）においてｎ１＝１としたものと一致する。
【００３３】
次に、反射経路検出部２０は、式（８）を用いて、インパルス応答のピーク位置によって、不具合箇所及び伝送ケーブル５０の他端５２を検出する。図８は、図１に示される反射特性算出部３０が反射波のピーク位置から反射点を検出する処理を示すフローチャートである。
【００３４】
まず、反射経路検出部２０は、遅延時間τの短いピーク位置（Ｌｉ＝Ｌ１）の反射点を、不具合箇所又は伝送ケーブル５０の他端５２からの反射波であるか判定する（図８におけるステップＳ１及びＳ２）。
次に、反射経路検出部２０は、式（８）を用いて、多重反射によるピーク位置を推定する（図８におけるステップＳ３）。
次に、反射経路検出部２０は、推定したピーク位置以外の位置に未知のピークが存在すれば、遅延時間τの短いピークを２つ目の反射点からの反射波と特定し、Ｊを１インクリメントする（図８におけるステップＳ４、Ｓ２、Ｓ３）。
次に、反射経路検出部２０は、同様の処理により、式（８）を用いて、多重反射によるピーク位置を推定する（図８におけるステップＳ３）。
さらに、反射経路検出部２０は、推定したピーク位置以外の位置に未知のピークがあれば、未知のピークの中で最も遅延時間τの短いピークをさらなる反射点と仮定して、式（８）により多重反射によるピーク位置を推定する。
反射経路検出部２０は、以上の処理を未知のピークがなくなるまで（図８におけるステップＳ３の判定結果がＮＯとなるまで）繰り返すことで、すべての反射点の位置を推定する（図８におけるステップＳ４、Ｓ２、Ｓ３）。
そして、反射経路検出部２０は、遅延時間τが最大となる最後に得られた反射点を伝送ケーブル５０の他端５２、その他の反射点を不具合箇所と特定する（図８におけるステップＳ５）。
【００３５】
反射経路検出部２０は、以上の検出処理により各ピークの通過経路を知ることができる。伝送ケーブル５０の他端５２での反射が含まれる経路を通過したインパルス応答のピークは、式（８）のｎｍ＋１が１以上の整数になるときのピーク位置に検出される。したがって、それ以外のピークは、伝送ケーブル５０の他端５２における反射を含まない経路を通過した反射波である。
【００３６】
これらにより、反射経路検出部２０は、ピーク位置から比較的容易に信号の反射経路を推定し、不具合箇所からの反射波（伝送ケーブル５０の他端５２の影響を含まない反射波（第２の反射波））と、伝送ケーブル５０の他端５２の影響を含む反射波（他端５２に起因する第１の反射波）とを分離することができる。
【００３７】
次に、反射特性算出部３０は、反射波のインパルス応答から伝送ケーブル５０の他端５２における反射を含まない経路を通過した反射波のみを抽出し、抽出された信号をフーリエ変換により周波数領域信号に変換することで、反射により失われた周波数成分、すなわち、反射特性を検出する。また、反射特性算出部３０は、反射波の減衰の影響をも補正する。反射特性を求める際、インパルス応答は、送信電力で正規化されているものとする。もしくは、反射特性を求める際に、反射特性算出部３０は、インパルス応答を、送信電力で正規化する。その後、反射特性算出部３０は、インパルス応答をフーリエ変換し、反射波の経路長に応じた減衰量を補正することで、反射波の周波数成分を検出し、電力値を求めることで、減衰の影響を含まない不具合箇所における反射特性を算出する。
【００３８】
図９は、伝送ケーブル５０にインパルスを入力した場合に受信される反射波のインパルス応答の他の例（反射点が複数ある場合）を示す波形図である。また、図１０は、図１に示される反射特性算出部３０の他の構成である反射特性算出部３１を概略的に示すブロック図である。図９にＰ１，Ｐ２，…，Ｐｍで示されるように、反射波が複数ある場合、反射波の経路長によって減衰の影響が異なる。そのため、図１０に示されるように、ピーク抽出部３１１がインパルス応答から複数のピークの各々の成分を抽出し、フーリエ変換部３１２−１から３１２−ｍまでが抽出したインパルス応答にフーリエ変換を施し、減衰補正部３１３−１から３１３−ｍまでが経路長に応じて減衰量を補正し、加算部３１４が各成分を周波数ごとに加算し、電力算出部３１５が電力値を求めることで、反射特性を算出する。これにより、各不具合箇所の位置に応じて減衰量を加味して補正することができる。
【００３９】
最後に、反射点において失われた反射特性及び減衰によって失われた損失の両方を加味して透過特性を算出する。ここで、不具合箇所から、伝送ケーブル外部には、電波が漏れず、透過する信号と反射する信号でエネルギーが保存されるとする。つまり、減衰を考慮に入れない場合、反射特性ＰＲ′（ｆ）と透過特性ＰＴ′（ｆ）は、次式（９）の関係を満たす。
ＰＲ′（ｆ）＋ＰＴ′（ｆ）＝１                          式（９）
よって、反射の影響のみを考慮した透過特性ＰＴ′（ｆ）は、反射特性算出部３１で算出した減衰の影響を補正した反射特性ＰＲ′（ｆ）から、次式（１０）によって求めることができる。
ＰＴ′（ｆ）＝１−ＰＲ′（ｆ）                          式（１０）
つまり、反射により失われた電力の割合を減算することで、減衰の影響を除外した透過特性を算出することができる。
【００４０】
次に、伝送ケーブル５０の一端５１から他端５２までの距離すなわち伝送ケーブル長Ｌｍ＋１と、使用する伝送ケーブルの仕様に基づく既知の値である伝送ケーブルの単位長あたりの減衰特性Ａ（ｆ）とを用いて、反射特性ＰＲ′（ｆ）を補正する。これにより、ケーブル長に応じた減衰の影響を加味して透過特性ＰＴ（ｆ）を、次式（１１）で算出することができる。
ＰＴ（ｆ）＝Ａ（ｆ）Ｌｍ＋１ＰＴ′（ｆ）                式（１１）
また、伝送ケーブル５０の仕様でなく、実際に測定するケーブルの一部もしくは、同等のものであって、不具合箇所が含まれないケーブルを測定できれば、測定結果から単位長さあたりの減衰特性を算出し、Ａ（ｆ）として用いてもよい。
【００４１】
以上に説明したように、実施の形態１に係る装置及び方法によれば、伝送ケーブル５０の不具合箇所における反射が存在する場合であっても、伝送ケーブル５０の一端５１から伝送ケーブル５０の透過特性ＰＴ（ｆ）を正確に測定し、入射信号のうちのどの程度の割合の成分が伝送ケーブル５０の他端５２に到達することができるかを正確に算出することができる。したがって、透過特性ＰＴ（ｆ）が、使用する通信方式において要求される性能を満たしているかを正確に判定することによって、測定対象となった伝送ケーブル５０の使用可否を適切に診断することができる。
【００４２】
なお、上記機能を有する伝送ケーブル特性測定装置１は、伝送ケーブル５０を測定するための検出器又は通信機器などに搭載することができる。
【００４３】
また、伝送ケーブル特性測定装置１は、ネットワークアナライザなどのような反射波を受信する機器と、受信された反射波を分析するための、コンピュータで実行されるデータ解析用プログラムとによって構成することもできる。
【００４４】
これらによって、既に敷設済みの伝送ケーブルを利用してシステムを構築する場合、本発明に係る装置及び方法により使用周波数帯における透過特性を測定することで、システム全体を構築する前に、敷設済み伝送ケーブルの使用可否を判定することができる。例えば、有線通信機能を有する監視カメラシステムを、アナログ監視カメラからデジタル方式の監視カメラに置き換える際、本発明に係る装置及び方法により敷設済みのアナログ監視カメラ用メタル線同軸ケーブルの透過特性を測定し、デジタル方式に必要な透過特性と比較することによって、敷設済み伝送ケーブルの使用可否を判定することができる。
【００４５】
実施の形態２．
図１１は、本発明の実施の形態２に係る伝送ケーブル特性測定装置２の構成を概略的に示すブロック図である。伝送ケーブル特性測定装置２は、実施の形態２に係る伝送ケーブル特性測定方法を実施することができる装置である。図１１において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号を付す。実施の形態２に係る伝送ケーブル特性測定装置２は、反射経路検出部２２が周波数特性解析部２２ａを有する点において、実施の形態１に係る伝送ケーブル特性測定装置１と相違する。
【００４６】
反射経路検出部２２の周波数特性解析部２２ａは、反射波のピークの周辺の周波数特性と期待する伝送ケーブル５０の他端５２からの反射波の周波数特性、例えば、他端５２に接続されている通信機器（すなわち、他端５２の接続状態）に基づく固有の周波数特性とを比較し、この比較によって取得できた差が、予め決められた閾値よりも小さいピークを伝送ケーブル５０の他端５２の影響を含む反射波（他端５２に起因する第１の反射波）であると判定する。この判定によって、受信する反射波のピークが、伝送ケーブル５０の他端５２による影響を含むピーク（他端５２に起因するピーク）であるか、伝送ケーブル５０の他端５２による影響を含まないピークであるかを判定することができる。したがって、伝送ケーブル特性測定装置２は、伝送ケーブル５０の他端５２による影響を含まないピークに基づいて、伝送ケーブル５０における損傷などの不具合箇所の位置を検出することができる。
【００４７】
伝送ケーブル５０の他端５２に通信機器が接続されている場合には、伝送ケーブル５０の他端５２からの反射波は、接続されている通信機器に固有の周波数特性を持つ。そのため、周波数特性解析部２２ａは、受信した反射波のピークの周辺の周波数特性を解析することで、ピークが伝送ケーブル５０のどの位置で反射されたピークであるかを正確に推定することができる。周波数特性解析部２２ａは、例えば、期待される伝送ケーブル５０の他端５２からの反射特性と、各ピークの周辺の周波数特性とを比較することで、各ピークが伝送ケーブルのどの位置で反射したピークであるかを正確に推定することができる。
【００４８】
以上に説明したように、実施の形態２に係る装置及び方法によれば、伝送ケーブル５０の伝送路の途中に不具合箇所がある場合であっても、伝送ケーブル５０の一端５１で測定した反射波のインパルス応答から、計算によって、伝送ケーブル５０の透過特性を正確に測定することができる。
【００４９】
実施の形態２に係る伝送ケーブル特性測定装置２によれば、反射波のピークの周辺の周波数特性を他端５２に接続された通信機器における固有の周波数特性と比較し、この比較結果を用いることで、ピークの発生位置の特定精度を向上させることができる。
【００５０】
また、実施の形態２に係る伝送ケーブル特性測定装置２に、実施の形態１で示したピーク位置による検出手法を組み合わせても良い。
【００５１】
さらに、期待する伝送ケーブル５０の他端５２からの反射特性は、遅延時間τ、すなわち、経路長によって変更してもよい。伝送ケーブル５０中の信号は経路長によって周波数ごとに減衰量が異なるため、期待する伝送ケーブル５０の他端５２からの反射特性は経路長により異なる。そのため、期待する伝送ケーブル５０の他端５２からの反射特性を、遅延時間τに応じて、期待する伝送ケーブル５０の他端５２からの反射特性の減衰量を加味した特性に変更することで、ピークの発生位置の特定精度を向上することができる。
【００５２】
上記以外の点について、実施の形態２は、実施の形態１と同じである。
【００５３】
実施の形態３．
図１２は、本発明の実施の形態３に係る伝送ケーブル特性測定装置３の構成を概略的に示すブロック図である。伝送ケーブル特性測定装置３は、実施の形態３に係る伝送ケーブル特性測定方法を実施することができる装置である。図１２において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号を付す。実施の形態３に係る伝送ケーブル特性測定装置３は、反射経路検出部２３が相関演算部２３ａを有する点において、実施の形態１に係る伝送ケーブル特性測定装置１と相違する。
【００５４】
実施の形態３において、反射経路検出部２３の相関演算部２３ａは、受信した反射波のインパルス応答と期待する伝送ケーブル５０の他端５２からの反射波形（既知の期待波形）との間の相関をとり、この相関が予め決められた相関閾値よりも大きい場合には、受信した反射波は、伝送ケーブル５０の他端５２の影響を含む反射波（他端５２に起因する第１の反射波）であると判定し、そうでない場合には、他端５２の影響を含まない反射波（第２の反射波）であると判定する。相関演算部２３ａによる相関の算出方法は、特に限定されないが、例えば、畳み込み演算を用いる方法がある。反射経路検出部２３は、この判定の結果を用いて、反射経路を推定する。
【００５５】
特に、伝送ケーブル５０の他端５２に通信機器が接続されている場合には、伝送ケーブル５０の他端５２からの反射波は、接続されている通信機器に固有の反射波形を持つ。そのため、反射経路検出部２３は、反射波のピークを解析することで、反射波が伝送ケーブル５０のどの位置で生成（反射）された反射波であるかを推定する。例えば、期待される他端５２からの反射波形と各ピークの周辺の反射波形との間の相関をとり、得られた相関が相関閾値よりも高い場合には、他端５２で反射した反射波のピークであると推定し、そうでなければ、伝送ケーブルの不具合箇所からの反射波のピークであると推定する。
【００５６】
以上に説明したように、実施の形態３に係る装置及び方法によれば、伝送ケーブル５０の伝送路の途中に不具合箇所がある場合であっても、伝送ケーブル５０の一端５１で測定した反射波のインパルス応答から、計算によって、伝送ケーブル５０の透過特性を正確に測定することができる。また、実施の形態３に係る装置及び方法によれば、反射波の反射波形と固有の反射波形との間の相関をとり、この結果を用いることで、伝送ケーブル５０におけるピークの発生位置の特定精度を向上させることができる。
【００５７】
また、実施の形態３に係る伝送ケーブル特性測定装置３に、実施の形態１又は２で示したピーク位置の検出手法を組み合わせても良い。
【００５８】
さらに、期待する他端５２からの反射波形は、遅延時間τすなわち経路長によって変更してもよい。伝送ケーブル中の信号は、経路長によって周波数ごとに減衰量が異なるため、期待する他端５２からの反射波は、経路長により異なる。そのため、期待する伝送ケーブル５０の他端５２からの反射波の波形を、遅延時間τに応じて、期待する伝送ケーブル５０の他端５２からの反射波の波形の減衰量を加味した波形に変更することで、ピークの発生位置の特定精度を向上することができる。
【００５９】
上記以外の点について、実施の形態３は、実施の形態１又は２と同じである。
【００６０】
実施の形態４．
図１３は、本発明の実施の形態４に係る伝送ケーブル特性測定装置４の構成を概略的に示すブロック図である。伝送ケーブル特性測定装置４は、実施の形態４に係る伝送ケーブル特性測定方法を実施することができる装置である。図１３において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号を付す。実施の形態４に係る伝送ケーブル特性測定装置４は、インパルス応答算出部１４が相関演算部１４ａを有する点において、実施の形態１に係る伝送ケーブル特性測定装置１と相違する。
【００６１】
実施の形態４において、インパルス応答算出部１４の相関演算部１４ａは、既知信号を送信し、既知信号の反射波である受信信号を受信したときに、既知信号と受信信号との間の相関をとる。インパルス応答算出部１４は、この相関を用いてインパルス応答を算出する。なお、相関を用いてインパルス応答を算出する技術自体は、既知の技術である。
【００６２】
以上に説明したように、実施の形態４に係る装置及び方法によれば、伝送ケーブル５０の伝送路の途中に不具合箇所がある場合であっても、伝送ケーブル５０の一端５１で測定した反射波のインパルス応答から、計算によって、伝送ケーブル５０の透過特性を正確に測定することができる。また、実施の形態４に係る装置及び方法によれば、相関演算をするための、簡易な構成でインパルス応答を算出することができる。
【００６３】
上記以外の点について、実施の形態４は、実施の形態１から３のいずれかと同じである。
【００６４】
実施の形態５．
図１４は、本発明の実施の形態５に係る伝送ケーブル特性測定装置５の構成を概略的に示すブロック図である。伝送ケーブル特性測定装置５は、実施の形態５に係る伝送ケーブル特性測定方法を実施することができる装置である。図１４において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号を付す。実施の形態５に係る伝送ケーブル特性測定装置５は、インパルス応答算出部１５の構成及び動作の点において、実施の形態１に係る伝送ケーブル特性測定装置１と相違する。
【００６５】
図１５は、図１４に示されるインパルス応答算出部１５の構成を概略的に示すブロック図である。図１５に示されるように、インパルス応答算出部１５は、既知信号にフィルタ係数に応じた処理を施すフィルタ部１５１と、伝送ケーブル５０から受信された既知信号の反射波としての受信信号と、フィルタ部１５１で処理された後の既知信号とが等しくなるように、フィルタ係数を算出するフィルタ係数算出部１５２とを有している。インパルス応答算出部１５においては、既知信号を送信し、受信した信号と、フィルタ部１５１が既知信号に施した適応フィルタ処理の出力とが等しくなるように、フィルタ係数算出部１５２がフィルタ係数を更新することで、インパルス応答としてフィルタ係数を算出する。ここで、適応フィルタを伝送ケーブルの伝送路とみなすことで、受信信号とフィルタ部１５１の出力とが等しくなるように更新されたフィルタ係数は伝送ケーブルのインパルス応答となる。
【００６６】
以上に説明したように、実施の形態５に係る装置及び方法によれば、伝送ケーブル５０の伝送路の途中に不具合箇所がある場合であっても、伝送ケーブル５０の一端５１で測定した反射波のインパルス応答から、計算によって、伝送ケーブル５０の透過特性を正確に測定することができる。また、実施の形態５に係る装置及び方法によれば、フィルタ係数算出部１５２がフィルタ部１５１によって使用されるフィルタ係数の初期値を調整することで、インパルス応答算出部１５の演算量を減らしてインパルス応答を算出することができる。
【００６７】
また、実施の形態５に係る装置及び方法によれば、同じ伝送ケーブルを複数回測定する場合には、前回得られたフィルタ係数を用いることで、フィルタ係数の収束が早くなり、インパルス応答算出部１５の演算量を削減することができる。
【００６８】
上記以外の点について、実施の形態５は、実施の形態１から４のいずれかと同じである。
【００６９】
実施の形態６．
図１６は、本発明の実施の形態６に係る伝送ケーブル特性測定装置６の構成を概略的に示すブロック図である。伝送ケーブル特性測定装置６は、実施の形態６に係る伝送ケーブル特性測定方法を実施することができる装置である。図１６において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号を付す。実施の形態６に係る伝送ケーブル特性測定装置６は、インパルス応答算出部１６が算出する反射波のインパルス応答の遅延時間τの最大値である最大遅延時間に応じて、インパルス応答の測定における遅延時間τの測定範囲を変更する測定範囲変更部１６ａを有する点において、実施の形態１に係る伝送ケーブル特性測定装置１と相違する。
【００７０】
以上に説明したように、実施の形態６に係る装置及び方法によれば、伝送ケーブル５０の伝送路の途中に不具合箇所がある場合であっても、伝送ケーブル５０の一端５１で測定した反射波のインパルス応答から、計算によって、伝送ケーブル５０の透過特性を正確に測定することができる。
【００７１】
また、実施の形態６に係る装置及び方法によれば、反射波のインパルス応答の最大遅延時間に応じて遅延時間の測定範囲を変更するので、例えば、インパルス応答の最大遅延時間が短い場合には、遅延時間τの測定範囲を狭く設定し、インパルス応答の最大遅延時間が長いほど、遅延時間τの測定範囲を広く設定することができる。このような動作により、遅延時間τの測定範囲を必要以上に長く設定することがなくなる。このため、一定時間内における伝送ケーブル特性の計測回数を増やすことができるので、雑音の影響を低減した、精度の高い伝送ケーブル特性を得ることができる。
【００７２】
上記以外の点について、実施の形態６は、実施の形態１から５のいずれかと同じである。
【符号の説明】
【００７３】
１，２，３，４，５，６  伝送ケーブル特性測定装置、  １０，１４，１５，１６  インパルス応答算出部、  １４ａ  相関演算部、  １６ａ  測定範囲変更部、  ２０，２２，２３  反射経路検出部、  ２２ａ  周波数特性解析部、  ２３ａ  相関演算部、  ３０，３１  反射特性算出部、  ４０  透過特性算出部、  ５０  伝送ケーブル、  ５１  一方の端部（一端）、  ５２  他方の端部（他端）、  １０１  ＯＦＤＭ送信部、  １０２  ＯＦＤＭ受信部、  １０３  方向性結合部、  １０４  伝送路推定部、  １０５  逆フーリエ変換部、  １５１  フィルタ部、  １５２  フィルタ係数算出部、  ３１１  ピーク抽出部、  ３１２−１，…，３１２−ｍ  フーリエ変換部、  ３１３−１，…，３１３−ｍ  減衰補正部、  ３１４  加算部、  ３１５  電力算出部。
【図１】
2015186429.tif 000009
【図２】
2015186429.tif 000010
【図３】
2015186429.tif 000011
【図４】
2015186429.tif 000012
【図５】
2015186429.tif 000013
【図６】
2015186429.tif 000014
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【手続補正書】
【提出日】平成28年5月25日(2016.5.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
伝送ケーブルの一方の端部から入射信号を送信し、前記入射信号の反射波のインパルス応答を測定するインパルス応答算出部と、
前記インパルス応答算出部によって測定された前記インパルス応答のピークを検出し、前記ピークに基づいて前記入射信号の反射経路を推定する反射経路検出部と、
前記インパルス応答算出部によって測定された前記インパルス応答と前記反射経路検出部によって推定された前記反射経路とから、前記インパルス応答に含まれる前記伝送ケーブルの他方の端部に起因する第１の反射波を特定し、前記他方の端部の影響を含まない第２の反射波に基づく周波数領域の反射特性を算出する反射特性算出部と、
前記伝送ケーブルの前記入射信号の周波数領域における信号成分の強度に対して、前記反射特性算出部によって算出された前記反射特性を減算して得られた特性に、前記伝送ケーブルの前記周波数領域の減衰特性を乗算することによって、前記周波数領域の透過特性を算出する透過特性算出部と
を有することを特徴とする伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項２】
前記反射経路検出部は、前記反射経路から、前記伝送ケーブルの伝送ケーブル長を算出し、
前記透過特性算出部は、前記伝送ケーブルの単位長あたりの減衰特性と前記伝送ケーブル長とから、前記伝送ケーブルの前記周波数領域の減衰特性を算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項３】
前記伝送ケーブルの単位長あたりの減衰特性は、
前記伝送ケーブルの仕様、又は、前記伝送ケーブルの一部もしくは前記伝送ケーブルと同等のものであって不具合箇所が含まれないケーブルを測定した結果、に基づいて得られた減衰特性である
ことを特徴とする請求項２に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項４】
前記反射特性算出部は、前記インパルス応答算出部によって測定された前記インパルス応答と前記反射経路検出部によって推定された前記反射経路と前記インパルス応答算出部が受信する前記反射波の経路長に応じた減衰量とから、前記反射特性を算出することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項５】
前記反射特性算出部は、前記反射波の経路長に応じた減衰量を、前記インパルス応答に含まれる前記他方の端部の影響を含まない前記第２の反射波に応じて補正することを特徴とする請求項４に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項６】
前記反射経路検出部は、
前記インパルス応答算出部によって測定された前記インパルス応答から複数のピークを検出し、
前記複数のピークの各々の位置から前記反射経路を推定する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項７】
前記反射経路検出部は、
前記ピークの周辺の周波数特性と期待する前記他方の端部の反射特性との差を測定し、
前記差が予め決められた閾値よりも小さいピークを前記他方の端部に起因するピークと判定し、前記差が前記予め決められた閾値以上のピークを前記他方の端部の影響を含まないピークと判定し、
前記判定の結果を用いて前記反射経路を推定する
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項８】
前記反射経路検出部は、
前記インパルス応答と期待する他方の端部からの反射波形との間の相関をとり、
前記相関が予め決められた相関閾値より大きい場合に前記反射波を前記他方の端部に起因する前記第１の反射波と判定し、前記相関が前記予め決められた相関閾値以下の場合に前記反射波を前記他方の端部の影響を含まない前記第２の反射波と判定し、
前記判定の結果を用いて前記反射経路を推定する
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項９】
前記インパルス応答算出部は、反射波の周波数特性を測定し逆フーリエ変換することで前記インパルス応答を算出することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項１０】
前記インパルス応答算出部は、前記反射波の前記インパルス応答の最大遅延時間に応じて遅延時間の測定範囲を変更することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項１１】
前記透過特性算出部は、
前記透過特性を示す値と予め決められた透過特性閾値との比較を行い、前記比較の結果に基づいて、前記伝送ケーブルの使用が可能か否か判定することを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定装置。
【請求項１２】
伝送ケーブルの一方の端部から入射信号を送信し、前記入射信号の反射波のインパルス応答を測定するインパルス応答算出過程と、
前記インパルス応答算出過程によって測定された前記インパルス応答のピークを検出し、前記ピークに基づいて前記入射信号の反射経路を推定する反射経路検出過程と、
前記インパルス応答算出過程によって測定された前記インパルス応答と前記反射経路検出過程によって推定された前記反射経路とから、前記インパルス応答に含まれる前記伝送ケーブルの他方の端部に起因する第１の反射波を特定し、前記他方の端部の影響を含まない第２の反射波に基づく反射特性を算出する反射特性算出過程と、
前記伝送ケーブルの前記入射信号の周波数領域における信号成分の強度に対して、前記反射特性算出過程によって算出された前記反射特性を減算して得られた特性に、前記伝送ケーブルの前記周波数領域の減衰特性を乗算することによって、前記周波数領域の透過特性を算出する透過特性算出過程と
を有することを特徴とする伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項１３】
前記反射経路検出過程において、前記反射経路から、前記伝送ケーブルの伝送ケーブル長を算出し、
前記透過特性算出過程において、前記伝送ケーブルの単位長あたりの減衰特性と前記伝送ケーブル長とから、前記伝送ケーブルの前記周波数領域の減衰特性を算出する
ことを特徴とする請求項１２に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項１４】
前記伝送ケーブルの単位長あたりの減衰特性は、
前記伝送ケーブルの仕様、又は、前記伝送ケーブルの一部もしくは前記伝送ケーブルと同等のものであって不具合箇所が含まれないケーブルを測定した結果、に基づいて得られた減衰特性である
ことを特徴とする請求項１２に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項１５】
前記反射特性算出過程において、前記インパルス応答算出過程で測定された前記インパルス応答と前記反射経路検出過程で推定された前記反射経路と前記インパルス応答算出過程が受信する前記反射波の経路長に応じた減衰量とから、前記反射特性を算出することを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項１６】
前記反射特性算出過程において、前記反射波の経路長に応じた減衰量を、前記インパルス応答に含まれる前記他方の端部の影響を含まない第２の反射波に応じて補正することを特徴とする請求項１５に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項１７】
前記反射経路検出過程において、
前記インパルス応答算出過程で測定された前記インパルス応答から複数のピークを検出し、
前記複数のピークの各々の位置から前記反射経路を推定する
ことを特徴とする請求項１２から１６のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項１８】
前記反射経路検出過程において、
前記ピークの周辺の周波数特性と期待する前記他方の端部の反射特性との差を測定し、
前記差が予め決められた閾値よりも小さいピークを前記他方の端部に起因するピークと判定し、前記差が前記予め決められた閾値以上のピークを前記他方の端部の影響を含まないピークと判定し、
前記判定の結果を用いて前記反射経路を推定する
ことを特徴とする請求項１２から１７のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項１９】
前記反射経路検出過程において、
前記インパルス応答と期待する他方の端部からの反射波形との間の相関をとり、
前記相関が予め決められた相関閾値より大きい場合に前記反射波を前記他方の端部に起因する前記第１の反射波と判定し、前記相関が前記予め決められた相関閾値以下の場合に前記反射波を前記他方の端部の影響を含まない前記第２の反射波と判定し、
前記判定の結果を用いて前記反射経路を推定する
ことを特徴とする請求項１２から１８のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項２０】
前記インパルス応答算出過程において、反射波の周波数特性を測定し逆フーリエ変換することで前記インパルス応答を算出することを特徴とする請求項１２から１９のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項２１】
前記インパルス応答算出過程において、前記反射波の前記インパルス応答の最大遅延時間に応じて遅延時間の測定範囲を変更することを特徴とする請求項１２から２０のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【請求項２２】
前記透過特性算出過程において、
前記透過特性を示す値と予め決められた透過特性閾値との比較を行い、前記比較の結果に基づいて、前記伝送ケーブルの使用が可能か否か判定することを特徴とする請求項１２から２１のいずれか１項に記載の伝送ケーブル特性測定方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明に係る伝送ケーブル特性測定装置は、伝送ケーブルの一方の端部から入射信号を送信し、前記入射信号の反射波のインパルス応答を測定するインパルス応答算出部と、前記インパルス応答算出部によって測定された前記インパルス応答のピークを検出し、前記ピークに基づいて前記入射信号の反射経路を推定する反射経路検出部と、前記インパルス応答算出部によって測定された前記インパルス応答と前記反射経路検出部によって推定された前記反射経路とから、前記インパルス応答に含まれる前記伝送ケーブルの他方の端部に起因する第１の反射波を特定し、前記他方の端部の影響を含まない第２の反射波に基づく反射特性を算出する反射特性算出部と、前記伝送ケーブルの前記入射信号の周波数領域における信号成分の強度に対して、前記反射特性算出部によって算出された前記反射特性を減算して得られた特性に、前記伝送ケーブルの前記周波数領域の減衰特性を乗算することによって、前記周波数領域の透過特性を算出する透過特性算出部とを有することを特徴としている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、本発明に係る伝送ケーブル特性測定方法は、伝送ケーブルの一方の端部から入射信号を送信し、前記入射信号の反射波のインパルス応答を測定するインパルス応答算出過程と、前記インパルス応答算出過程によって測定された前記インパルス応答のピークを検出し、前記ピークに基づいて前記入射信号の反射経路を推定する反射経路検出過程と、前記インパルス応答算出過程によって測定された前記インパルス応答と前記反射経路検出過程によって推定された前記反射経路とから、前記インパルス応答に含まれる前記伝送ケーブルの他方の端部に起因する第１の反射波を特定し、前記他方の端部の影響を含まない第２の反射波に基づく反射特性を算出する反射特性算出過程と、前記伝送ケーブルの前記入射信号の周波数領域における信号成分の強度に対して、前記反射特性算出部によって算出された前記反射特性を減算して得られた特性に、前記伝送ケーブルの前記周波数領域の減衰特性を乗算することによって、前記周波数領域の透過特性を算出する透過特性算出過程とを有することを特徴としている。
【国際調査報告】
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