(57)【要約】【課題】所望のアイダイアグラムを高精度に予測して表示する。【解決手段】操作部３ａにより測定ポイント数とビットエラーレートの測定範囲を設定する。制御部３ｂは、アイダイアグラムの中心をオートサーチにより求め、求めた中心より位相と閾値電圧を個別に二分岐探索でふるように位相と閾値電圧を変えて実測定ポイントを探索し、アイダイアグラムの中心と実測定ポイントとの間のポイントに閾値電圧を設定して二分岐探索で位相をふるように位相を変えて実測定ポイントを探索し、二分岐探索による途中の測定ポイントの結果からバスタブ曲線を引いて仮予測ポイントを算出し、算出した仮予測ポイントのそれぞれを結んだ線分と実測定ポイントとアイダイアグラムの中心との間を結んだ線分との交点を予測結果ポイントとして所望のアイダイアグラムを予測する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相と閾値電圧が制御されるパターン信号を測定対象に入力したときの位相と電圧との関係を示すアイダイアグラムを表示するアイダイアグラム表示装置（１）において、
測定ポイント数と測定を行うビットエラーレートの範囲を設定する操作部（３ａ）と、
アイダイアグラムの中心をオートサーチにて求めるオートサーチ手段（３ｂａ）と、該オートサーチ手段にて求めた中心より位相と閾値電圧を個別に二分岐探索でふるように前記測定対象に入力されるパターン信号の位相と閾値電圧を変えて実測定ポイントを探索し、前記アイダイアグラムの中心と前記実測定ポイントとの間のポイントに閾値電圧を設定して二分岐探索で位相をふるように前記測定対象に入力されるパターン信号の位相を変えて実測定ポイントを探索する実測定ポイント探索手段（３ｂｂ）と、二分岐探索による途中の測定ポイントの結果からバスタブ曲線を引いて仮予測ポイントを算出する仮予測ポイント算出手段（３ｂｃ）と、該仮予測ポイント算出手段にて算出した仮予測ポイントをそれぞれ結んだ線分と前記実測定ポイントと前記アイダイアグラムの中心との間を結んだ線分との交点を予測結果ポイントとしてアイダイアグラムを予測するアイダイアグラム予測手段（３ｂｄ）とを有する制御部（３ｂ）とを備えたことを特徴とするアイダイアグラム表示装置。
【請求項２】
位相と閾値電圧が制御されるパターン信号を測定対象に入力したときの位相と電圧との関係を示すアイダイアグラムを表示するアイダイアグラム表示方法において、
測定ポイント数と測定を行うビットエラーレートの範囲を設定するステップと、
アイダイアグラムの中心をオートサーチにて求めるステップと、
求めた前記アイダイアグラムの中心より位相と閾値電圧を個別に二分岐探索でふるように前記測定対象に入力されるパターン信号の位相と閾値電圧を変えて実測定ポイントを探索するステップと、
前記アイダイアグラムの中心と前記実測定ポイントとの間のポイントに閾値電圧を設定して二分岐探索で位相をふるように前記測定対象に入力されるパターン信号の位相を変えて実測定ポイントを探索するステップと、
二分岐探索による途中の測定ポイントの結果からバスタブ曲線を引いて仮予測ポイントを算出するステップと、
前記仮予測ポイントのそれぞれを結んだ線分と前記実測定ポイントと前記アイダイアグラムの中心との間を結んだ線分との交点を予測結果ポイントとしてアイダイアグラムを予測するステップとを含むことを特徴とするアイダイアグラム表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位相と閾値電圧が制御されるパターン信号を測定対象に入力したときの位相と電圧との関係を示すアイダイアグラムを表示するアイダイアグラム表示装置およびアイダイアグラム表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、位相と電圧との関係を示すアイダイアグラムを表示する方法としては、例えば下記特許文献１に開示される方法が知られている。この特許文献１に開示される方法では、限られた数の測定ポイントから短時間に正確なダイアグラムを作成するため、ダイアグラムを最初に作成するために変量間の関係が測定される少なくとも１つの当初の測定ポイントを与えるステップと、少なくとも１つの当初の測定ポイントの関数として、前記変量間の関係が測定されることになる少なくとも１つの位置を選択するステップと、少なくとも１つの位置における前記変量間の関係を測定して、ダイアグラムをさらに作成するために、少なくとも１つのさらなる測定ポイントを与えるステップとを含んで変量間の関係を表わしたダイアグラムを作成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１５８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来、アイダイアグラムを表示する場合、位相や閾値電圧を変化させて所定のパターン信号を測定対象に入力したときの測定結果から所望のビットエラーレートのアイダイアグラムを予測して表示を行っていた。
【０００５】
しかし、測定対象に入力されるパターン信号は、位相や閾値電圧を変化させているため、図２（ｂ）に示すように、パターン信号の位相を変化させたときの測定結果からは位相方向（水平方向）に対しての予測ポイントしか得られず、また、パターン信号の閾値電圧を変化させた測定結果からは電圧方向（垂直方向）に対しての予測ポイントしか得ることができなかった。このため、予測したアイダイアグラム（図２（ｂ）の四角で示す予測ポイントを結ぶ一点鎖線で示すアイダイアグラム）は理想的なアイダイアグラムに対して形が歪になり、精度の高いアイダイアグラムを予測して表示することができなかった。その結果、例えばＥ−１２（＝１０-12 ）以下の低レートのアイダイアグラムを予測する場合には、測定ポイント数や得られた結果によっては信頼性が薄くなってしまい、アイダイアグラムの精度がさらに失われるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであって、所望のアイダイアグラムを高精度に予測して表示することができるアイダイアグラム表示装置およびアイダイアグラム表示方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明の請求項１に記載されたアイダイアグラム表示装置は、位相と閾値電圧が制御されるパターン信号を測定対象に入力したときの位相と電圧との関係を示すアイダイアグラムを表示するアイダイアグラム表示装置１において、
測定ポイント数と測定を行うビットエラーレートの範囲を設定する操作部３ａと、
アイダイアグラムの中心をオートサーチにて求めるオートサーチ手段３ｂａと、該オートサーチ手段にて求めた中心より位相と閾値電圧を個別に二分岐探索でふるように前記測定対象に入力されるパターン信号の位相と閾値電圧を変えて実測定ポイントを探索し、前記アイダイアグラムの中心と前記実測定ポイントとの間のポイントに閾値電圧を設定して二分岐探索で位相をふるように前記測定対象に入力されるパターン信号の位相を変えて実測定ポイントを探索する実測定ポイント探索手段３ｂｂと、二分岐探索による途中の測定ポイントの結果からバスタブ曲線を引いて仮予測ポイントを算出する仮予測ポイント算出手段３ｂｃと、該仮予測ポイント算出手段にて算出した仮予測ポイントをそれぞれ結んだ線分と前記実測定ポイントと前記アイダイアグラムの中心との間を結んだ線分との交点を予測結果ポイントとしてアイダイアグラムを予測するアイダイアグラム予測手段３ｂｄとを有する制御部３ｂとを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載されたアイダイアグラム表示方法は、位相と閾値電圧が制御されるパターン信号を測定対象に入力したときの位相と電圧との関係を示すアイダイアグラムを表示するアイダイアグラム表示方法において、
測定ポイント数と測定を行うビットエラーレートの範囲を設定するステップと、
アイダイアグラムの中心をオートサーチにて求めるステップと、
求めた前記アイダイアグラムの中心より位相と閾値電圧を個別に二分岐探索でふるように前記測定対象に入力されるパターン信号の位相と閾値電圧を変えて実測定ポイントを探索するステップと、
前記アイダイアグラムの中心と前記実測定ポイントとの間のポイントに閾値電圧を設定して二分岐探索で位相をふるように前記測定対象に入力されるパターン信号の位相を変えて実測定ポイントを探索するステップと、
二分岐探索による途中の測定ポイントの結果からバスタブ曲線を引いて仮予測ポイントを算出するステップと、
前記仮予測ポイントのそれぞれを結んだ線分と前記実測定ポイントと前記アイダイアグラムの中心との間を結んだ線分との交点を予測結果ポイントとしてアイダイアグラムを予測するステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、所望のアイダイアグラムを高精度に予測して表示することができる。これにより、低レートのビットエラーレートのアイダイアグラムであっても、従来より高精度に予測して理想的なアイダイアグラムに近づけて表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係るアイダイアグラム表示装置のブロック図である。
【図２】（ａ）本発明に係るアイダイアグラム表示装置を用いたときのアイダイアグラム表示の説明図である。  （ｂ）従来のアイダイアグラム表示装置を用いたときのアイダイアグラム表示の説明図である。
【図３】本発明に係るアイダイアグラム表示装置と従来のアイダイアグラム表示装置におけるビットエラーレート１Ｅ−１５（＝１０-15 ）のときに予測されるアイダイアグラムの表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について、添付した図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１２】
図１に示すように、アイダイアグラム表示装置１は、パターン発生部２、エラーレート測定部３を備えて構成され、例えばデータ伝送機器などの測定対象４に対し、位相と閾値電圧が制御されるパターン信号を入力したときの任意のビットエラーレートにおける位相と電圧との関係を示すアイダイアグラムを表示する機能を有する。
【００１３】
パターン発生部２は、ユーザが所望するビットエラーレートのアイダイアグラムを予測して表示するにあたって、エラーレート測定部３の後述する制御部３ｂによって位相や閾値電圧が可変制御される既知パターンのパターン信号（テスト信号）を発生して測定対象４に入力する。
【００１４】
エラーレート測定部３は、操作部３ａ、制御部３ｂ、記憶部３ｃ、表示部３ｄを含んで構成される。
【００１５】
操作部３ａは、例えば装置本体に設けられる各種キー、スイッチ、ボタンや表示部３ｄの表示画面上のソフトキーなどで構成され、アイダイアグラム表示に関わる各種設定や指示を行う際にユーザにより操作される。
【００１６】
具体的には、所望のビットエラーレートのアイダイアグラムを予測して表示を行うための測定の開始や終了の指示の他、表示部３ｄに表示される設定画面において、測定ポイント数（例えば４ポイント、８ポイント、１６ポイント）の選択設定、ビットエラーレートの測定範囲（実測定ポイントのビットエラーレートよりどこまで低レートの測定を行うかを示す範囲）の設定、予測するビットエラーレートの設定を操作部３ａの操作により行い、これらの操作部３ａの操作に基づく指示や設定情報が制御部３ｂに入力される。
【００１７】
制御部３ｂは、操作部３ａからの指示や設定情報に基づいて装置全体を統括制御するもので、操作部３ａからの指示によりユーザが所望するビットエラーレートのアイダイアグラムを予測して表示を行うための測定の開始や終了を制御する。制御部３ｂは、操作部３ａからの設定情報に基づいてパターン発生部２に入力される位相や閾値電圧を制御する。制御部３ｂは、各測定ポイントの測定結果や計算結果を記憶部３ｃに記憶制御する。制御部３ｂは、測定結果や測定結果に基づくビットエラーレートのアイダイアグラムや等高線アイダイアグラムを表示部３ｄに描画表示制御する。
【００１８】
また、制御部３ｂは、ユーザが所望するビットエラーレートのアイダイアグラムを予測するため、オートサーチ手段３ｂａ、実測定ポイント探索手段３ｂｂ、仮予測ポイント算出手段３ｂｃ、アイダイアグラム予測手段３ｂｄを含んで構成される。
【００１９】
オートサーチ手段３ｂａは、周知のオートサーチ（例えば特許第３３９４９４４号）によりアイダイアグラムの中心（図２（ａ）のＯ）を探索する。すなわち、オートサーチ手段３ｂａは、測定対象４からの入力信号のハイレベルとローレベルの中間の信号レベルを、入力信号を二値化するための閾値信号レベルとし、この閾値信号レベルで入力信号を二値化した二値化波形信号の振幅の中心をアイダイアグラムの中心として求める。
【００２０】
実測定ポイント探索手段３ｂｂは、オートサーチ手段３ｂａにて求めたアイダイアグラムの中心より位相と閾値電圧を個別に二分岐探索でふるように測定対象４に入力されるパターン信号の位相と閾値電圧を変えて実測定ポイントを探索する。また、実測定ポイント探索手段３ｂｂは、上記探索により得られた実測定ポイントとオートサーチ手段３ｂａにて求めたアイダイアグラムの中心との間のポイントに閾値電圧を設定して二分岐探索で位相をふるように測定対象４に入力されるパターン信号の位相を変えて実測定ポイントを探索する。
【００２１】
仮予測ポイント算出手段３ｂｃは、実測定ポイント探索手段３ｂｂにより測定の過程で得られた実測定ポイントの測定結果からバスタブ曲線を引いて最小二乗法により仮予測ポイント（図２（ａ）の四角で示すポイント）を算出する。
【００２２】
アイダイアグラム予測手段３ｂｄは、仮予測ポイント算出手段３ｂｃにて算出した仮予測ポイントをもとにアイダイアグラムの中心Ｏ方向への予測結果ポイント（図２（ａ）の三角で示すポイント）を算出し、算出した予測結果ポイントからアイダイアグラムを予測する。
【００２３】
記憶部３ｃは、操作部３ａの操作により設定される設定情報、アイダイアグラム表示を行うために測定される各測定ポイントの測定結果、計算結果を記憶する。
【００２４】
表示部３ｄは、例えば液晶表示器などで構成され、測定対象４のアイダイアグラム表示に関わる設定画面、測定結果や予測したアイダイアグラムなどを表示する。
【００２５】
次に、上記のように構成されるアイダイアグラム表示装置１を用いて測定対象４の所望のビットエラーレートのアイダイアグラムを予測して表示を行う場合のアイダイアグラム表示方法について説明する。ここでは、予測するアイダイアグラムのビットエラーレートが１Ｅ−１５（＝１０-15 ）の場合を例にとって説明する。
【００２６】
ビットエラーレート１Ｅ−１５のアイダイアグラムを予測して表示するにあっては、まず操作部３ａを操作して必要な各種設定を行う。具体的には、予め決められたポイント数（例えば４、８、１６）の中から選択して測定ポイント数を設定する。例えばポイント数８を測定ポイント数として選択して設定する。
【００２７】
また、実測定ポイントのビットエラーレートよりどこまで低レートの測定を行うかを示すビットエラーレートの測定範囲（下限値）を設定する。例えばビットエラーレート１Ｅ−７（＝１０-7）まで測定を行う場合は１Ｅ−７に設定する。
【００２８】
さらに、予測するアイダイアグラムのビットエラーレートを設定する。ここでは、予測するアイダイアグラムのビットエラーレートが１Ｅ−１５なので、１Ｅ−１５に設定する。なお、本実施の形態のアイダイアグラム装置１では、ユーザが特に意識することなくビットエラーレート１Ｅ−６〜１Ｅ−２０のアイダイアグラムの等高線（１Ｅ−１ステップ）を表示から得ることができる。
【００２９】
以上の設定が完了すると、操作部３ａを操作し、設定したエラービットレートのアイダイアグラムを予測して表示するために測定対象４の測定の開始を指示する。操作部３ａの指示により測定対象４の測定が開始されると、オートサーチ手段３ｂａの周知のオートサーチによりアイダイアグラムの中心（図２（ａ）のＯ）を求める。このオートサーチでは、測定対象４からの入力信号のハイレベルとローレベルの中間の信号レベルを、入力信号を二値化するための閾値信号レベルとし、この閾値信号レベルで入力信号を二値化した二値化波形信号の振幅の中心をアイダイアグラムの中心として求める。
【００３０】
次に、実測定ポイント探索手段３ｂｂは、アイダイアグラムの中心Ｏより位相を二分岐探索でふるように測定対象４に入力されるパターン信号の位相を変え、ビットエラーレート１Ｅ−７の実測定ポイントの点を探索する（図２（ａ）の丸で示す左端と右端の実測定ポイント）。また、実測定ポイント探索手段３ｂｂは、アイダイアグラムの中心Ｏより閾値電圧を二分岐探索でふるように測定対象４に入力されるパターン信号の閾値電圧を変え、ビットエラーレート１Ｅ−７の実測定ポイントの点を探索する（図２（ａ）の丸で示す上端と下端の実測定ポイント）。この探索により、ビットエラーレート１Ｅ−７のアイダイアグラムの上下左右４点の実測定ポイントを表示部３ｄの表示画面上に描画する。
【００３１】
次に、実測定ポイント探索手段３ｂｂは、アイダイアグラムの中心Ｏとアイダイアグラムの上端の中央との間のポイントに閾値電圧を設定し、そこから二分岐探索で位相をふるように測定対象４に入力されるパターン信号の位相を変え、ビットエラーレート１Ｅ−７の実測定ポイントの点を探索する（図２（ａ）の丸で示す左上と右上の実測定ポイント）。同様に、実測定ポイント探索手段３ｂｂは、アイダイアグラムの中心Ｏとアイダイアグラムの下端の中央との間のポイントに閾値電圧を設定し、そこから二分岐探索で位相をふるように測定対象４に入力されるパターン信号の位相を変え、ビットエラーレート１Ｅ−７の実測定ポイントの点を探索する（図２（ａ）の丸で示す左下と右下の実測定ポイント）。
【００３２】
これにより、ビットエラーレート１Ｅ−７のアイダイアグラムの８点の実測定ポインントが得られ、この８点の実測定ポントからビットエラーレート１Ｅ−７のアイダイアグラム（図２（ａ）の実線で示すアイダイアグラム）を表示部３ｄの表示画面上に描画する。
【００３３】
次に、仮予測ポイント算出手段３ｂｃは、二分岐探索による途中の測定ポイントの結果からバスタブ曲線を引いて最小二乗法により仮予測ポイントを算出する（図２（ａ）の四角で示す仮予測ポイント）。
【００３４】
ここで、仮予測ポイントの計算方法について、図２（ａ）のアイダイアグラムの左上の点を例にとって説明する。他の点についても考え方は同様である。図２（ａ）に示す仮予測ポイントＡ’は実測定ポイントＡから位相方向のみ予測したものであり、実測定ポイントＣの仮予測ポイントＣ’が実測定ポイントＡの閾値電圧より小さくなった時点で仮予測ポイントＡ’の予測ポイントは実際にありえない点となってしまうため、意味をなさない。
【００３５】
アイダイアグラムはＯを中心として小さくなるため、実測定ポイントＡの真の予測ポイントはアイダイアグラムの中心Ｏとの線分ＯＡ上にあるはずである。線分Ａ’Ｂ’は同じレートの等高線のため、線分ＯＡと線分Ａ’Ｂ’の交点が真の予測ポイントである。ただし、Ｏはオートサーチを行った点（測定開始点）とする。
【００３６】
したがって、Ａ（ａ１，ａ２），Ａ’（ａ１’，ａ２’），Ｂ’（ｂ１’，ｂ２’），Ｏ（ｏ１，ｏ２）とすると、求める交点（ｘ，ｙ）は、以下のようになる。
【００３７】
ｘ＝（（ａ２’ｂ１’−ａ１’ｂ２’）（ｏ１−ａ１）−（ｏ２ａ１−ｏ１ａ２）（ａ１’−ｂ１’））／（（ｏ１−ａ１）（ａ２’−ｂ２’）−（ｏ２−ａ２）（ａ１’−ｂ１’））
【００３８】
ｙ＝（（ａ２’ｂ１’−ａ１’ｂ２’）（ｏ２−ａ２）−（ｏ２ａ１−ｏ１ａ２）（ａ２’−ｂ２’））／（（ｏ１−ａ１）（ａ２’−ｂ２’）−（ｏ２−ａ２）（ａ１’−ｂ１’））
【００３９】
なお、ａ１’＝ｂ１’の場合は、線分ＯＡの方程式にｘ＝ａ１’を代入した値が交点になる。さらに、上述した計算は、隣接する点の測定が終わっているため、１ポイントの測定結果が取得されるたびに行う。
【００４０】
このように、仮予測ポイント算出手段３ｂｃは、それぞれの仮予測ポイントを結んだ線分と、８点の実測定ポイントとアイダイアグラムの中心との間を結んだ線分との交点をアイダイアグラムの予測結果ポイント（図２（ａ）の三角で示すポイント）として算出する。そして、アイダイアグラム予測手段３ｂｄは、この予測結果ポイントを使用して表示部３ｄの表示画面上にアイダイアグラム（図２（ａ）の点線で示すアイダイアグラム）および１Ｅ−１ステップの等高線アイダイアグラムを引いて描画する。
【００４１】
なお、どこまで低レートのビットエラーレートの実測定を行うかを設定において、ビットエラーレート１Ｅ−９を選択して設定した場合には、予測結果ポイントを使用したアイダイアグラムの描画が完了した後、ビットエラーレート１Ｅ−８の予測結果ポイントを実測し、その測定結果に応じてバスタブ曲線を引き直す。その後、ビットエラーレート１Ｅ−１５のアイダイアグラムを新たに引き直す。同様に、ビットエラーレート１Ｅ−９の予測結果ポイントを実測し、バスタブ曲線を引き直すことでビットエラーレート１Ｅ−１５のアイダイアグラムを更新する。
【００４２】
また、測定ポイント数としてポイント数１６を選択した場合は、上述した８点の実測定ポイントを探索した後、例えば左上の点とアイダイアグラムの中心Ｏとの間の中間点に位相を設定し、閾値電圧を二分岐探索することで実測定ポイントを割り出す。
【００４３】
ここで、図３は本実施の形態のアイダイアグラム表示装置１と従来のアイダイアグラム表示装置におけるビットエラーレート１Ｅ−１５のときに予測されるアイダイアグラムの表示例を示す。
【００４４】
図３において、実線で示す本実施の形態のアイダイアグラムと点線で示す従来のアイダイアグラムとを比較すると、特に、右上及び左上の部分の突出部分が小さくなり、より理想的なアイダイアグラムに近づけることができる。
【００４５】
このように、本実施の形態のアイダイアグラム表示装置１によれば、実測定ポイントとアイダイアグラムの中心との間を結ぶ線と、同じビットエラーレートの各実測定ポイント間を結ぶ等高線との交点を予測ポイントとしてアイダイアグラムを予測して表示する。これにより、ユーザが所望するアイダイアグラムを高精度に予測して表示を行うことができる。特に、低レートのアイダイアグラムを従来よりも高精度に予測し、理想的なアイダイアグラムに近づけて表示することができる。
【００４６】
以上、本発明に係るアイダイアグラム表示装置およびアイダイアグラム表示方法の最良の形態について説明したが、この形態による記述及び図面により本発明が限定されることはない。すなわち、この形態に基づいて当業者等によりなされる他の形態、実施例及び運用技術などはすべて本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【符号の説明】
【００４７】
１  アイダイアグラム表示装置
２  パターン発生部
３  エラーレート測定部
３ａ  操作部
３ｂ  制御部
３ｂａ  オートサーチ手段
３ｂｂ  実測定ポイント探索手段
３ｂｃ  仮予測ポイント算出手段
３ｂｄ  アイダイアグラム予測手段
３ｃ  記憶部
３ｄ  表示部
【図１】
2017142090.tif 000003
【図２】
2017142090.tif 000004
【図３】
2017142090.tif 000005