專利名稱：傳輸線插入損耗的估計的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及電信領域，并且涉及對客戶傳輸線在至少一個頻率處的 傳輸線插入損耗進行估計。
背景
當電信運營商向客戶銷售DSL時，存在一個問題，那就是對去往客 戶的電信線路的了解是不夠的。因為這個原因，預測該線路能支持多大 容量(例如，每秒鐘多少兆比特)是不可能的，并且因此不可能將其賣 給客戶。
為了能預測所能支持的DSL容量，知道對于所用頻率的線衰減值是 4艮有用的。通常，僅僅知道幅度但不知道相位就已足夠。線衰減隨頻率 而變化，因此知道就每個所使用的頻率或者多數(shù)所使用的頻率而言的衰 減通常是很有必要的。
如果足夠準確地知道每個頻率的線衰減和線噪聲(PSD，功率鐠密 度)，則根據(jù)這些來估計該線路上可達到的DSL比特率是可能的。
優(yōu)選地，應該使用單端線測試(SELT)來進行對線屬性的任何線測 量，這能夠從運營商駐地(premise)執(zhí)行。
雙端線測試還需要在線路的客戶端存在設備。讓技術(shù)人員去客戶處 的成本很高，并且在決定預訂DSL服務之前，客戶通常沒有DSL調(diào)制 解調(diào)器或其他能夠輔助進行雙端線測試的設備。
因此，所期望的是能夠通過使用來自于運營商駐地的SELT來估計 線衰減的幅度。
一種先前的估計方法是通過測量線路的時域反射計(TDR)遠端回 波(echo)的到達時間來估計線路的長度。此后，根據(jù)對于每個頻率的 單位長度線路的衰減的標準值來估計特定線路的衰減。或許是因為不同 電纜類型的單位長度衰減不同，所以該方法的準確性不能令人滿意。通 常事先不知道該線路是用哪種類型或者哪些種類型的電纜制成的。
在專利申請US20050057880A1中公開了一種方法，在該方法中， 向待測線路發(fā)送窄帶寬脈沖。識別遠端反射，并且直接根據(jù)反射脈沖和
9所發(fā)送的脈沖之間的振幅比來確定所用頻帶的線衰減。這樣確定的衰減 通常只對所使用的脈沖頻帶是有效的。確定所發(fā)送的脈沖和所接收的脈
沖的幅度是必要的。由于線卡(line card)收發(fā)機對信號的影響，所以 該方法不適于在線卡中實施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及通過單端線測試來估計電信客戶傳輸線的線插入損耗 的問題。
另 一個問題是估計客戶傳輸線在不同頻率處的線插入損耗。 另一個問題是估計客戶傳輸線經(jīng)由其線卡的線插入損耗。 又一個問題是生成客戶傳輸線插入損耗的高準確度估計。 通過校準測量來解決所述問題。在預定的多個頻率處預測量 (pre-measure)至少兩個參考傳輸線的線插入損耗。還預測量每個參考 線的校準量，其中校準量基本上表示遠端TDR反射的振幅。進一步針 對所述客戶傳輸線來測量相同的校準量，所述客戶傳輸線具有未知的線 插入損耗。根據(jù)參考傳輸線和客戶傳輸線這二者的所述校準量以及所述 預測量的參考線插入損耗，為客戶傳輸線生成在所述頻率處的線插入損 耗的估計。
該解決方案能夠被認為是塑造傳輸線的線模型(line model),借助 預測量的線插入損耗和預測量的校準量來校準該線模型。借助線模型和 在客戶傳輸線上所測量的校準量來估計客戶傳輸線的線插入損耗。
在單端線測試中生成參考傳輸線和客戶傳輸線這二者的校準量。向 所討論的線傳送信號，并且接收遠端反射信號，根據(jù)該反射信號來生成 校準量。該量基本上表示遠端TDR反射的振幅。
生成校準量的一種選擇是通過直接在線上進行TDR測量。另一種 選擇是在線的近端經(jīng)由線卡來傳送信號。接收反射信號，并且基本上根 據(jù)所述反射信號來生成遠端TDR反射。所述測量能夠從線的任一端執(zhí) 行。
借助于參考傳輸線的預測量的插入損耗和校準量，建立了描述線模 型的關(guān)系。該關(guān)系此后被用于借助在客戶傳輸線上測得的校準量來估計 客戶傳輸線的線插入損耗。
能夠為傳輸線端接不同的阻抗。為了獲得更為準確的線插入損耗值，能夠相對于這些不同的阻抗來校準線模型。
本發(fā)明的 一個目標是在單端線測試中生成客戶傳輸線的準確的線 插入損4毛值。
另 一 目標是在不知道客戶傳輸線是何種類型的電纜的情況下，生成 線插入損耗值。
另一目標是以極高的準確度生成線插入損耗值。
本發(fā)明的優(yōu)勢是以簡單的方式生成客戶傳輸線的準確的線插入損 耗值。
本發(fā)明的另 一優(yōu)勢是能夠經(jīng)由線卡執(zhí)行對客戶傳輸線的測量。 另 一優(yōu)勢是不必知道客戶傳輸線是何種類型的電纜。 另一優(yōu)勢是能夠在與預測量參考傳輸線的插入損耗所處于的頻率 不同的頻率處估計客戶傳輸線的插入損耗。
另一優(yōu)勢是能夠在線的任一端執(zhí)行對客戶傳輸線的單端測試。 下文將借助附圖和實施例來更加詳細地描述本發(fā)明。
附圖簡述
圖l是示出實驗室線插入損耗測量的框圖；。
圖2a是示出TDR測量的框圖2b是具有TDR脈沖的示圖3是具有反射TDR信號的示圖4是具有不同頻率的線插入損耗的示圖5是示出客戶傳輸線的TDR測量的框圖6是示出經(jīng)由線卡的插入損耗測量的框圖7是具有線譜信號的示圖8是示出脈沖響應的示圖9是具有不同頻率的線插入損耗的示圖IO是關(guān)于線插入損耗估計法的流程圖ll是用于生成校準量的流程

圖12是具有用于生成校準量的細節(jié)的流程圖13是具有用于生成線插入損耗的細節(jié)的流程圖14是關(guān)于線卡的框圖。發(fā)明詳細描述
如上所述，對于網(wǎng)絡運營商而言，知道去往客戶的電信傳輸線的屬
性是必不可少的。運營商此后能夠預測該線路能夠支持多大的DSL容 量，并且因此能夠賣給客戶多大的DSL容量。下文將描述如何通過使用 校準來進行SELT (單端線測試)測量來確定這些線屬性。
圖1示出了如何在實驗室中通過雙端線測量來測量線插入損耗。發(fā) 射設備1經(jīng)由用于電信用途的待測參考傳輸線Ll連接至接收測量設備 2。發(fā)射設備發(fā)送頻率fl的信號S(fl)，所述信號具有指定的輸出振幅， 并且測量設備2測量信號S(fl)的所接收的經(jīng)衰減的振幅。傳輸線Ll在 頻率fl處的線插入損耗Lll (通常以分貝dB表示)被確定。采用相同 的方式，針對其他頻率紅..^利用信號3(￡2)...3(^)來測量線插入損耗。 對于參考傳輸線Ll，對于頻率集fl...fN，現(xiàn)在有了線插入損耗值的集 合Lll...UN。
采用同樣的方式對參考傳輸線L2進行測量，針對頻率集fl...fN給 出線插入損耗值的集合L21.，丄2N。采用同樣的方式測量不同類型和不 同長度的其他參考傳輸線L3，L4，... ,LK。
如上所述，上述測量是在實驗室中進行的，其中傳輸線能夠例如被 巻繞在電纜盤上。出于實用和成本原因，這種雙端測量不適于在客戶傳 輸線的現(xiàn)場測量中使用。對于后者的測量，其他方法(例如時域反射計 TDR)更為實用。下文將描述如何借助于線插入損耗值L11…L1N, L21.,.L2N， ...， LK1…LKN和TDR這二者以及以確定方式使用的其他 方法來校準用于傳輸線的線沖莫型。能夠使用經(jīng)校準(經(jīng)適配)的線模型 來生成起初未知的客戶傳輸線的非常準確的插入損耗值。
圖2a中示出了經(jīng)由參考傳輸線Ll連接至遠程設備4的TDR測量 設備3。在該實施例中，遠程設備只是開路端(open line end)，并且 TDR測量設備3向線L1傳送測試信號P1，在本實施例中，測試信號是 脈沖。圖2b中的示圖中示出了脈沖，橫坐標為時間t,縱坐標為振幅A, 單位是dB。測試信號Pl在遠程設備處纟皮反射，并且TDR測量設備3 測量反射信號P2。圖3中示出了反射信號，該圖也是橫軸為時間t，縱 坐標為振幅A,單位是dB。反射信號P2具有第一峰P21，該峰被認為 是近端反射，反射信號P2還具有衰減的第二峰P22，其被認為是遠端 TDR反射或來自于遠程設備4中的開端(open end)的遠端反射。第二
12峰P22具有被標為PV1的被測參考傳輸線Ll的峰振幅值，并且其是該 線的校準量。
假設遠端反射的峰值PV1與參考傳輸線Ll的線插入損耗值Lll、 L12…L1N相關(guān)，原因是脈沖Pl穿過(traverse)環(huán)兩次(前后穿過傳輸 線L1)。這意味著能夠建立傳輸線的線模型，借助參考傳輸線的線插入 損耗值和峰值來校準該線模型。因為本實施例中的峰值是以dB測量的， 所以其是與參考值RV相比的。
還為參考傳輸線L2， ...， LK執(zhí)行結(jié)合圖2a和2b所描述的TDR測 量。生成脈沖PI的遠端反射的校準量、對應的峰值PV2， ...， PVK, 并且與參考值RV相比。
圖4闡釋了遠端TDR反射測量的峰值是如何與線插入損耗值相關(guān) 的。該圖的橫軸是來自于TDR測量的峰值，縱軸上是實驗室測得的線 插入損耗。通常用PV來表示峰值，用IL (f)來表示線插入損耗，其中 f表示頻率相關(guān)。這兩個軸上的值是以分貝dB為單位給出的。對于參考 傳輸線Ll到L5，對應的峰值PV1到PV5在橫軸上標出。對于每個峰值， 對應的線插入損耗值L11…L14， L21.,丄24等也被標出。
從圖4可以看出，對于同一頻率(例如頻率fl)，不同線L1.,.L5 的線插入損耗值屬于線性關(guān)系，至少近似線性關(guān)系。針對相應頻率fl、 f2、 f3和f4利用被標為Lfl、 Lf2、 Lf3和Lf4的直線將這些值連接在一 起。圖4中示出的該線性關(guān)系是傳輸線的線模型，該線模型通過參考傳 輸線的線插入損耗值和峰值來校準。
相較于附圖4中的簡單示圖，能夠以用不同方式詳細闡述對峰值和 線插入損耗的使用。下文將對此進行描述，但是首先將給出關(guān)于針對圖 4中所描述的線才莫型如何被用于估計客戶傳輸線的插入損耗的例子。
圖5示出了客戶傳輸線LX。該傳輸線具有未知的線插入損耗，其 在近端連接至線卡5，而在遠端連接至遠程設備6。在本實施例中，遠 程設備如上文一樣，表示開路端。傳輸線的近端與線卡5斷開，并且電 連接至TDR測量設備3。傳送測試信號P1，并且測量遠端TDR反射的 峰值PVX,并且該峰值PVX就是客戶傳輸線LX的校準量。如前，峰 值VX是與參考值RV相比的。在圖4中的橫軸上標示出結(jié)果，并且在 縱坐標上，能夠針對頻率fl、 f2、 f3和f4在線Lfl、 Lf2、 Lf3和Lf4上 讀出對應的線插入損耗值LX1、 LX2、 LX3和LX4。應當注意，對于參考傳輸線和客戶傳輸線這二者都以同樣的方式執(zhí) 行校準測量。因此沒有必要知道所傳送信號Pl的振幅，只有遠端反射 的振幅峰值是有意義的。
在傳輸線的可替換線模型中，線插入損耗IL (f)在數(shù)學上可通過 多項式表示為峰值的函數(shù)，通常是如下形式
/丄(/)-C!(/) + C2(/).log,o(尸F(xiàn)/7 K) + C3(/).(log,o(尸K/7^0)2+… (1 )
這里，Cl (f) 、 c2 (f)和C3 (f)是頻率相關(guān)的線;f莫型參數(shù)。
因此，能夠通過預定階的多項式來互連圖4中任一頻率的線插入損
耗值 通過使多項式適應所測量的值來確定線模型參數(shù)的值。這會為初
始未知的客戶傳輸線給出非常準確的線插入損耗值IL (f)的結(jié)果，但
是有點復雜。觀察一階多項式(即直線)，
/"/) = . log + 2(/) ( 2 )
所生成的值在很多情況下足夠準確。通過例如最小二乘算法使該線 適應所測量的值。
根據(jù)對大量不同電纜的實驗室測量，已經(jīng)證明，
商C1、 (/)/%(/) (3)
近似與頻率無關(guān)。
因而，方程(2)能夠被寫為
/Z(/)-",(/Hlog,闊+ Cl) (4) 通過在常數(shù)C2中引入?yún)⒖贾礡V，還能夠進行簡化，以使得
因而，能夠借助于以上方程來生成直線或更高階的曲線，而不是在 圖4中繪出線插入損耗值IL (f)。然后，能夠通過在上述多項式中插 入其峰值(校準量)而以很高準確度計算客戶傳輸線LX的線插入損耗值。
從圖4和方程(1)可以看出，在至少兩個參考傳輸線上進行測量 對于校準線模型是很有必要的。此外，所測量的參考傳輸線越多，線模 型就將越準確。
在上述實施例中，遠程設備4或6是開路端，即，線終端(line termination)具有無窮大的阻抗。同樣，線終端的其他預定阻抗值是可 能的。 一種選擇是短路，另一中選擇是與線阻抗匹配的阻抗，在很多情 況下，是100歐姆。在后一種情況中，當線終端阻抗已知并且還存在估計該阻抗的公知的方法時，可以獲得最佳結(jié)果。無論線終端具有多大的 阻抗，對于獲得非常準確的結(jié)果而言，在校準線才莫型并對客戶傳輸線進 行測量時，對參考傳輸線和客戶傳輸線這二者使用相同預定的終端阻抗 是必不可少的?？傊畱斪⒁猓词挂圆煌趯嶋H客戶傳輸線的線終端 阻抗的線終端阻抗來校準該線模型，該線模型也會給出完全可接受的客 戶傳輸線插入損耗值。
為獲得這些非常準確的結(jié)果，將以不同版本來校準線模型，就每個 版本而言有預定的線終端阻抗。當對客戶傳輸線進行測量時，確定其終 端阻抗并選擇對應的線模型版本。當估計客戶傳輸線插入損耗時，則使 用所選擇的線模型版本。
在結(jié)合圖5的描述中，TDR測量設備電連接至客戶傳輸線LX。直 接電連接不是必需的，并且一種選擇是例如經(jīng)由變壓器(transformer) 連接測量設備。圖5還示出了在線的站側(cè)連接測量設備，但是也能夠從 其客戶側(cè)對客戶傳輸線進行測量。
以上傳輸線的線模型被描述為具有對數(shù)值的線模型。圖4中，橫軸 和縱軸這二者上的值都是以分貝表示的，并且方程l、 2、 4和5都包括 對數(shù)函數(shù)。這不是唯一的選擇，能夠以其他方式形成線模型，例如線性 峰值。
在圖4中，傳輸線的線模型被呈現(xiàn)為圖中的線，并且在方程(l)-(5)中被表示為多項式。還有一種呈現(xiàn)線模型的選擇是以表格的形式， 該表格具有峰值PV1、 PV2…和線插入損耗值Lll、 L12...、 L21、 L22 等。通過在表格中進行內(nèi)插來估計客戶傳輸線LX的線插入損耗。
結(jié)合圖5,本說明書描述了對初始未知的客戶傳輸線LX的現(xiàn)場測 量。傳輸線與其線卡斷開，并且TDR測量設備3電連接至客戶傳輸線。 該方法的成本有點高，下文將結(jié)合圖6描述用于測量線插入損耗的可替 換的簡單易行并且成本低廉的方法。
測量線插入損耗的可替換方法包括總體上看與結(jié)合圖1-5所描述的 方法相同的操作；對參考傳輸線進行雙端實驗室測量，對相同的線進行 校準SELT測量，生成線模型的曲線，例如峰值插入損耗圖中的曲線， 對未知客戶傳輸線進行SELT測量，并生成客戶傳輸線的線插入損耗。 不同之處在于測量校準量而不是直接測量遠端TDR反射、第二峰P22 的峰值PVl,所述校準量基本上表示遠端TDR反射的峰值。圖6描繪了用于執(zhí)行對傳輸線L1、 L2、 L3.....LK的校準測量的
情況。該圖示出了經(jīng)由傳輸線L1連接至遠程設備8的線卡7，在本實施 例中，其為開路端。線卡7與向客戶傳送服務時所使用的線卡是相同類 型的。線卡7具有連接至傳輸線L1的收發(fā)機9，并且還具有接口 10。 經(jīng)由接口 IO向線發(fā)送測試信號CSI,并且經(jīng)由接口測量反射信號R1。 因為測試信號是通過收發(fā)機9發(fā)送的，所以沒有必要使用諸如脈沖Pl 之類的信號。作為代替，測試信號CS1是線謙信號，其在時間上是連續(xù) 的，并且具有多個選定頻率。圖7中示出了測試信號CS1，該圖中的才黃 軸是頻率f，縱軸是振幅CA。測試信號CS1包括頻率Cfl、 ...、 CfP, 例如，其能夠是DSL頻率。在穩(wěn)態(tài)下，在時域中測量反射信號Rl,并 且將其傅立葉變換成頻域中的信號CR1?，F(xiàn)在，結(jié)合了收發(fā)機9的傳輸 線L1的回波路徑傳遞函數(shù)He。h。 (f)能夠被生成為
Hech0 (f) -CR1/CS1 (6)
通過對回波路徑傳遞函數(shù)Hech。 (f)應用傅立葉逆變換，結(jié)合了收
發(fā)機9的參考傳輸線L1的脈沖響應IP2被接收到。圖8中示出了脈沖響 應IP2，并且IP2與圖3中的反射脈沖P2類似。圖8中的橫軸是時間t， 縱軸是以dB為單位的振幅A。采用與圖3中相同的方式，脈沖響應IP2 具有第一峰，其被認為是近端反射；IP2還具有衰減的第二峰IP22,其 被認為是來自于遠程設備8中的開端的遠端回波。第二峰的振幅的峰值 是IPVl,其是參考傳輸線L1的校準量，該校準量基本上表示遠端TDR 反射的振幅。因為是在對數(shù)標度下以dB為單位測量峰值IPVl的，所以 其是與參考值RV1相比的。采用與上述相同的方式，對其他參考傳輸線 L2、 L3.,.進行校準，從而給出具有峰值IPV2、 IPV3…的遠端反射。
為使第二峰IP22更為明顯和可識別， 一種選擇是利用適當?shù)臑V波器 對回波路徑傳輸函數(shù)Heeh。 (f)或脈沖響應IP2進行濾波。
現(xiàn)在，圖9中示出了類似于圖4中的校準圖。該圖的橫軸上是峰值 振幅，通常被表示為IPV?？v軸上是以dB為單位表示的參考傳輸線L1、 L2、...的線插入損耗IL (f)。圖中以與圖4中相同的方式繪出了對應 峰值振幅IPV1...IPV5的實驗室測得的線插入損耗值Lll,.丄14，.,.， L51…L54的點。每個直線用于頻率fl…f4中的每個頻率，并且這些直 線適應于所繪制的點。
采用下述方式來生成初始未知客戶傳輸線LX的線插入損耗。假設
16傳輸線LX是真實的客戶線，并且測量是在現(xiàn)場進行的。經(jīng)由收發(fā)機接 口 10傳送線鐠測試信號CS1，并且測量反射信號R1?？蛻魝鬏斁€LX 的峰值IPVX如以上所描述的那樣生成，并且是客戶傳輸線的校準量。 在用于客戶傳輸線LX的圖中讀取對應的插入損耗值ILX1.,.ILX4。上述 測量能夠給出準確的插入損耗值，原因是在這樣的校準測量中，參考線 和客戶傳輸線這二者都是以同樣的方式測量的。
結(jié)合圖4描述了線模型4,其中直線或高階曲線在數(shù)學上適應所測 量的校準峰值PV和參考傳輸線的插入損耗IL(f)。采用同樣的方式并 利用方程(l)... (5)，圖9中適當階的曲線能夠適應于所測量的峰值 IPV和插入損耗IL(f)。此后，能夠以高準確度生成未知客戶傳輸線的 線插入損耗。此外，具有存儲于表格中的所測量的峰值和插入損耗值的 上述線模型能夠被適配。
應當注意到，實驗室插入損耗測量的頻率f 1... fN根本無需與線譜信 號CS1的頻率Cfl...CfP相同。
在上述實施例中，測試信號CS1是線譜信號。采用本身已知的方式，
其他寬帶測試信號也能夠被用于生成回波路徑傳遞函數(shù)Heeh。 (f)。
圖6中的線卡7能夠被數(shù)字訂戶線接入復用器DSLAM或客戶駐地 設備CPE替代。
與圖8中的脈沖響應IP2相似的脈沖響應還能夠生成自圖6中的接 口 11處的例如用于線L1或LX的頻率相關(guān)的線輸入阻抗Zin (f)。在 示例性實施例中，線輸入阻抗能夠被生成為
2 (/*、 - Zft?！?(/) HgCh。(/) ( 7 )
右側(cè)的參數(shù)是預存儲的收發(fā)機^t型校準值，以如下方式對其進行解
釋
值// (/)是用于開路連接至線的收發(fā)機9的頻率相關(guān)的回波傳遞函 數(shù)，即，當線阻抗是無窮大時。
值Zhyb (f)是在去往線L1的連接處測量的收發(fā)機阻抗，即，從線
側(cè)看到的接口 ll處的收發(fā)機阻抗。
值Zho(f)能夠被表示為^。(/) = //。(/).;(/),其中值Ho(f)是具
有到線L1捷徑(shortcut)的連接的收發(fā)機9的頻率相關(guān)的回波傳遞函 數(shù)，并且值Zhyb (f)如上定義。
17國際專利申請WO 2004/100512中詳細描述了生成回波路徑傳遞函 數(shù)Hech。 (f)和線輸入阻抗Zin (f)的實例。
生成脈沖響應(例如脈沖響應IP2)的其他可能性是使用頻率相關(guān) 的散射(scattering)參數(shù)Sn (f)。可在ITU電信標準化部門，臨時文 件OJ德，日本2002年10月21-25日，Thierry Pollet的標準化論文 "How is G.selt to specify Sii ( calibrated measurement) "中找到有關(guān) 如何生成該參數(shù)的實例。
另一種生成脈沖函數(shù)的可能性是使用例如線輸入阻抗Zin (f)的平
方，即(Zin(f) )2。此外，回波路徑傳遞函數(shù)Hech。 (f)、線輸入阻抗 Zin (f)和散射參數(shù)Su (f)的不同組合也是可能的。
結(jié)合圖4和圖5,描述了傳輸線的不同版本的線模型能夠被確定。
不同的版本對應于傳輸線的不同終端阻抗。
在上述實施例中，經(jīng)由線卡進行測量，根據(jù)終端阻抗形成不同版本 的線模型自然也是可能的。
圖10是示出了估計客戶傳輸線的線插入損耗的方法的流程圖。該 方法開始于步驟101，在該步驟中，為參考傳輸線Ll..丄K測量線插入 摜耗IL (f)。針對頻率集fl...fN在圖1的雙端線測試中執(zhí)行該測量。
在步驟102中，針對預測量參考傳輸線的校準量來選擇方法。 一種 方法是結(jié)合圖2a、 2b和3所描述的TDR法。另一種是結(jié)合圖6和圖7 所描述的方法，該方法使用連續(xù)線譜測試信號CS1或另一寬帶信號。根 據(jù)該方法，生成回波路徑傳遞函數(shù)Heeh。 (f)。還描述了其他方法，這
些方法使用線輸入阻抗Zin (f)或散射參數(shù)Su (f)。
在步驟103中，為參考傳輸線預測量校準量。當TDR法被選擇時， 校準量是直接測量的遠端TDR反射的峰值PVl...PVK。當具有回波路 徑傳遞函數(shù)Hech。 (f)的方法被選擇時，生成參考傳輸線的遠端回波的 峰值。測量反射信號Rl，將該信號傅立葉變換為信號CR1，生成回波
路徑傳遞函數(shù)Heeh。(f)，并通過應用傅立葉逆變換來生成脈沖響應IP2。 為了獲得增強的性能，對回波路徑傳遞函數(shù)Heeh。 (f)或脈沖響應IP進 行濾波，或?qū)@二者都進行濾波。從脈沖響應IP測量峰值IPV1，該峰
值IPV1是校準量。
步驟104中為參考傳輸線生成不同頻率的線插入損耗和峰值之間的 關(guān)系。這能夠通過例如方程(1) - (5)或圖4或9中的圖來執(zhí)行。在步驟105中，以與步驟103中相同的方式來測量客戶傳輸線LX 的校準量PVX、 IPVX。自然必須用同種方法處理參考傳輸線和客戶傳 輸線，以使校準正常工作。
在步驟106中估計客戶傳輸線LX的線插入損耗。借助圖4-9中的 圖或適當階的方程(1) - (5)針對頻率集fl...fN來執(zhí)行估計。
結(jié)合圖11，下文更為詳細地描迷了圖IO的步驟103或105。該方 法開始于步驟111,其中TDR測試設備3或線卡7連接至所選擇的傳輸 線之一，參考傳輸線Ll..丄K或客戶傳輸線LX中的任一個。
在步驟112中，在所選擇的傳輸線的近端傳送測試信號Pl或?qū)拵?測試信號，例如線諳測試信號CS1。
在步驟113中，在該傳輸線的近端處接收在所討論的傳輸線的遠端 反射的反射信號P2或IP2。
在步驟114中生成對應于TDR信號的信號。直接接收反射信號P2 或如上所描述的那樣生成脈沖響應IP2。
在步驟115中，生成校準量，表示遠端TDR反射的峰值。
在步驟116，調(diào)查是否已經(jīng)處理了參考傳輸線L1…LK和客戶傳輸 線中的至少兩個。在選擇"是"中，該方法終止于步驟117。在選擇"否" 中，在步驟118中，選擇其他傳輸線，并且重復步驟111-116。
下文將結(jié)合圖12更為詳細地描述生成校準量的步驟115。該圖示出 了利用寬帶信號的方法。
在步驟121中，經(jīng)由線卡7傳送寬帶測試信號，例如線鐠測試信號
CS1。
在步驟122中，經(jīng)由線卡接收傳輸線在傳輸線的遠端8反射的信號
Rl，并記錄該信號。
在步驟123中，將時域中的反射信號R1傅立葉變換至頻域。 在步驟124中，生成回波路徑傳遞函數(shù)Heeh。 (f)?？商鎿Q地，能
夠生成線輸入阻抗Zin ( f)或散射參數(shù)Su ( f)。
在步驟125中，作為一種替換方案，對回波路徑傳遞函數(shù)Hech。 (f) (或Zin ( f)或SU )進行濾波。
在步驟126中，通過對回波路徑傳遞函數(shù)Heeh。 (f)或線輸入阻抗
Zm (f)或散射參數(shù)Sn (f)應用傅立葉逆變換，生成傳輸線的脈沖響應 IP2。在步驟127中，在第二替換方案中對脈沖響應IP2進行過濾。不一 定要執(zhí)行步驟125或127，但是執(zhí)行它們是一種增強，并且這二者都能 夠被執(zhí)行。
在步驟128中，測量校準量，遠端反射的振幅峰值IPVl.
在圖13中，通過實例示出了根據(jù)圖10中的步驟104和106利用參 考傳輸線的線插入損耗和峰值之間的關(guān)系而生成線模型。
在步驟131中，將參考傳輸線L1…LK的遠端峰值PV1、 PV2…或 可替換地IPV1、 IPV2.,.與參考值RV相比、或可替換地與RV1相比。
在步驟132中，生成由此獲得的商的對數(shù)。
在步驟133中，對于所選擇的一個頻率fl，生成點L11,.丄51,這 些點是通過步驟132的對數(shù)和預測量的線插入損耗來確定的。針對其他 頻率f2…fN重復步驟133。
在步驟134中，每個頻率的多項式適應于步驟133中的點，因而為 傳輸線定義了線模型的實例。
在步驟135中，根據(jù)圖10中的步驟106，估計客戶傳輸線LX的線 插入損耗LX1，可替換地，ILX1。將根據(jù)步驟132生成的其對數(shù)值插入 用于選定頻率fl的多項式中。針對頻率f2.,.fN重復步驟135。
圖14更為詳細地示出了圖6中的線卡7。線卡具有模擬前端，所述 模擬前端具有混合電路和數(shù)字部分。后者包括傳送測試信號CS1的信號 發(fā)生器1401，在傅立葉逆變換器1402中將其變換到時域中。在D/A轉(zhuǎn) 換器1403中，對經(jīng)變換的信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，并將其發(fā)送至混合電路， 并在線(例如參考傳輸線L1或客戶傳輸線LX)上進行傳送。所傳送的 信號在線的遠端處被反射，并被混合電路接收，并在A/D轉(zhuǎn)換器1405 中被;溪數(shù)轉(zhuǎn)換為反射信號Rl。傅立葉變換器1406將反射信號Rl轉(zhuǎn)換 為所接收的頻域中的信號CR1，并將其留給回波傳遞函數(shù)設備1407。在 后一設備中，使用測試信號CS1和所接收的信號CR1生成回波路徑傳
遞函數(shù)Heeh。 (f)?；夭窂絺鬟f函數(shù)Heeh。 (f)被遞送至濾波器1410，
或在可替換的實施例中，被遞送至計算設備1409。后者被連接至存儲裝 置1408,存儲裝置1408預存儲了收發(fā)機模型校準值并計算線輸入阻抗 Zin (f)或散射參數(shù)S (f),其被遞送至濾波器1411。來自于濾波器 1410或濾波器1411的輸出被遞送至傅立葉逆變換器1412。在傅立葉逆 變換器中生成脈沖響應IP2,傅立葉逆變換器將脈沖響應發(fā)送至濾波器1413。如上所迷，濾波不是必需的，但是其可增強結(jié)果?？商鎿Q地，能 夠在傅立葉逆變換器1412之前和之后都采用濾波器。來自于濾波器 1413的輸出被遞送至計算電路1415。該電路識別脈沖響應的遠端反射 IP22，并且在測量設備1415中振幅峰值IPV1 (即校準量)被測量。
在處理參考傳輸線L1.,丄K的情況下，峰值被發(fā)送至模型電路1417。 該電路存儲峰值并校準線模型。這意味著，當方程(l)的多項式是線 ;溪型時，該多項式適應于通過不同頻率fl...fN的峰值和預測量的線插入 損耗值Lll..丄KN確定的點。從存儲裝置1416接收線插入損耗值。在 線模型為表格的實施例中，振幅峰值就存儲在模型電路1417中。
在處理客戶傳輸線LX的實施例中，該線的振幅峰值IPVX被發(fā)送 至損耗值生成電路1418，后者也接收來自于模型電路1417的經(jīng)校準的 線模型。在損耗值生成電路中1418中，針對不同頻率fl...fN，客戶傳 輸線LX的振幅峰值^L插入到線;f莫型中，并且獲得客戶傳輸線LX的線 插入損耗值LXl...LXN。這意味著，當線^f莫型是多項式時，電路1418 在多項式中插入客戶傳輸線LX的振幅峰值IPVX，并輸出插入損耗值 ILX1、 ILX2...。當線模型是表格時，借助于客戶傳輸線LX的振幅峰值 IPVX,電路1418在經(jīng)校準的線模型中進行內(nèi)插。
權(quán)利要求
1. 一種在電信領域中對客戶傳輸線(LX)在至少一個頻率(f1)處的線插入損耗進行估計的方法，所述方法包括以下步驟- 預測量至少兩個參考傳輸線(L1...LK)在所述至少一個頻率(f1)處的線插入損耗(L11...L1N)的值；其特征在于- 為所述至少兩個參考傳輸線(L1...LK)中的每一個預測量校準量(PV1...，IPV1...)，其中校準量基本上表示遠端TDR反射的振幅；- 為所述電信客戶傳輸線(LX)測量所述校準量(PVX，IPVX)；- 根據(jù)線模型((1))生成客戶傳輸線(LX)在所述至少一個頻率(f1)中每一個處的線插入損耗(LX1...，ILX1...)的估計，所述線模型包括所述預測量的線插入損耗(L11...L1N)，并且通過參考傳輸線(L1-LK)的所述校準量(PV1...，IPV1...)來對所述線模型進行校準，所述估計是根據(jù)客戶傳輸線(LX)的所述校準量(PVX，IPVX)而生成的。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的估計線插入損耗的方法，其中為參考傳 輸線預測量校準量的步驟包括-a)在參考傳輸線(Ll..丄K)的近端傳送測試信號(PI, CS1); -b)在參考傳輸線(L1…LK)的近端接收反射信號(P2， Rl), 所述信號在具有預定阻抗的線終端的參考傳輸線的遠端(4,8)被反射；- c)生成基本上對應于參考傳輸線的TDR反射的信號(P2， IP2 )。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的估計線插入損耗的方法，其中為客戶傳 輸線(LX)測量校準量的步驟包括-al)在客戶傳輸線(LX)的近端傳送測試信號(PI, CS1); -bl)在客戶傳輸線(LX)的近端接收反射信號(P2， Rl),所述 信號在具有預定阻抗的線終端的客戶傳輸線的遠端(6， 8)被反射；- cl)生成基本上對應于客戶傳輸線(LX)的TDR反射的信號(P2， IP2)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的估計線插入損耗的方法，其中 -步驟a)的測試信號是連接至參考傳輸線(L1…LK)的近端的脈沖(Pl);-步驟b)的反射信號(P2 )是TDR反射；-校準量是遠端TDR反射(P22)的振幅峰值(PV1)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的估計線插入損耗的方法，其中-步驟al)的測試信號是連接至客戶傳輸線(LX)的近端的脈沖(Pl);-步驟bl)的反射信號(P2 )是TDR反射；-校準量是遠端TDR反射(P22)的振幅峰值(PVX)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的估計線插入損耗的方法，其中-步驟a)的測試信號是經(jīng)由線卡(7)傳送的寬帶信號(CS1);.-步驟b)的反射信號(Rl)是經(jīng)由線卡接收的時域中的信號；-步驟c)的信號(IP2)的生成包括-e)將反射信號(Rl)傅立葉變換成頻域中的信號(CR1);- f)使用寬帶信號(CS1)和經(jīng)傅立葉變換的反射信號(CR1),為參考傳輸線生成回波路徑傳遞函數(shù)(Hech。 (f));-g)通過對回波路徑傳遞函數(shù)(Hech。 (f))應用傅立葉逆變換來為參考傳輸線生成脈沖響應(IP2);-校準量是脈沖響應(IP2 )的遠端反射(IP22 )的振幅峰值(IPV1 )。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的估計線插入損耗的方法，其中-步驟al)的測試信號是經(jīng)由線卡(7)傳送的寬帶信號(CS1);-步驟bl)的反射信號(Rl)是經(jīng)由線卡接收的時域中的信號；-步驟cl)的信號(IP2)的生成包括-e)將反射信號(Rl)傅立葉變換成頻域中的信號(CR1);- f)使用寬帶信號(CS1)和經(jīng)傅立葉變換的反射信號(CR1)，為客戶傳輸線生成回波路徑傳遞函數(shù)(Heeh。 (f));-g)通過對回波路徑傳遞函數(shù)(HeehQ (f))應用傅立葉逆變換來為客戶傳輸線生成脈沖響應(IP2);-校準量是脈沖響應(IP2 )的遠端反射(IP22 )的振幅峰值(IPV1)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的估計線插入損耗的方法，其中-步驟a)的測試信號是經(jīng)由線卡(7)傳送的寬帶信號(CS1);-步驟b)的反射信號(Rl)是經(jīng)由線卡接收的時域中的信號；-步驟c)的信號(IP2)的生成包括-e)將反射信號(Rl)傅立葉變換成頻域中的信號(CR1);-h)使用寬帶信號(CS1)和經(jīng)傅立葉變換的反射信號(CR1),為參考傳輸線生成線輸入阻抗(Zin (f));-i)通過對線輸入阻抗(Zm (f))應用傅立葉逆變換來為參考傳輸線生成脈沖響應；-校準量是脈沖響應的遠端反射的振幅峰值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的估計線插入損耗的方法，其中-步驟al)的測試信號是經(jīng)由線卡(7)傳送的寬帶信號(CS1);-步驟bl)的反射信號(Rl)是經(jīng)由線卡接收的時域中的信號；-步驟cl)的信號(IP2)的生成包括-e)將反射信號(Rl)傅立葉變換成頻域中的信號(CR1);-h)使用寬帶信號(CS1)和經(jīng)傅立葉變換的反射信號(CR1 )，為客戶傳輸線生成線輸入阻抗(Zin (f));-i)通過對線輸入阻抗(Zin (f))應用傅立葉逆變換來為客戶傳輸線生成脈沖響應；-校準量是脈沖響應的遠端反射的振幅峰值。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的估計線插入損耗的方法，其中-步驟a)的測試信號是經(jīng)由線卡(7)傳送的寬帶信號(CS1);-步驟b)的反射信號(Rl)是經(jīng)由線卡接收的時域中的信號；-步驟c)的信號(IP2)的生成包括-e)將反射信號(Rl)傅立葉變換成頻域中的信號(CR1);-k)使用寬帶信號(CS1)和經(jīng)傅立葉變換的反射信號(CR1)，為參考傳輸線生成散射參數(shù)(Su (f));-l)通過對散射參數(shù)(Su (f))應用傅立葉逆變換來為參考傳輸線生成脈沖響應；-校準量是脈沖響應的遠端反射的振幅峰值。
11. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的估計線插入損耗的方法，其中-步驟al)的測試信號是經(jīng)由線卡(7)傳送的寬帶信號(CS1);-步驟bl)的反射信號(Rl)是經(jīng)由線卡接收的時域中的信號；-步驟cl)的信號(IP2)的生成包括-e)將反射信號(Rl )傅立葉變換成頻域中的信號(CR1);-k)使用寬帶信號(CS1)和經(jīng)傅立葉變換的反射信號(CR1 )，為客戶傳輸線生成散射參數(shù)(Su (f));-1)通過對散射參數(shù)(Su (f))應用傅立葉逆變換來為客戶傳輸線生成脈沖響應；-校準量是脈沖響應的遠端反射的振幅峰值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6-11中任一項所述的估計線插入損耗的方法，其中寬帶信號(CS1)為線譜信號。
13. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的估計線插入損耗的方法，所述方法包括-校準不同版本的線模型((l))，其中不同的線終端阻抗(4, 6， 8)用于不同版本；-為客戶傳輸線(LX)的線插入損耗的生成而選擇其中一個版本，其中客戶傳輸線和所選擇版本的線模型具有基本相同的線終端阻抗。
14. 根據(jù)權(quán)利要求6和7、 8和9或10和11中任一項所述的估計線插入損耗的方法，其中回波路徑傳遞函數(shù)(Hech。 (f))、線輸入阻抗(Zin(f))和散射參數(shù)(Su (f))之一被濾波以簡化脈沖響應(IP22)的遠端反射的識別。
15. 根據(jù)權(quán)利要求6和7、 8和9或10和11中任一項所述的估計線插入損耗的方法，其中脈沖響應(IP22)被濾波以簡化其遠端反射的識別。
16. 根據(jù)權(quán)利要求1-15中任一項所述的估計線插入損耗的方法，包括以下步驟-使預定階的多項式((l))適應于通過所迷至少一個頻率(fl…fN)的所述至少兩個參考傳輸線(L1， L2...)的預測量的線插入損耗值(Lll,L21...)和參考傳輸線的對應的預測量的校準量(PV1， PV2…；IPV1，IPV2...)這二者所確定的點；以及-通過在所述多項式中插入其校準量(PVX; IPVX)來估計客戶傳輸線(LX)的線插入損耗(IL(f))。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的估計線插入損耗的方法，其中多項式的獨立變量是與參考值(RV; RV1)相比的所述峰值(PV)的對數(shù)。
18. 根椐權(quán)利要求16所述的估計線插入損耗的方法，其中多項式是一階的，即直線(Lfl， Lf2...)。
19. 一種在電信領域中適于對客戶傳輸線(LX)在至少一個頻率(fl )處的線插入損耗進行估計的設備，所迷設備包括-用于存儲至少兩個參考傳輸線(Ll..丄K)在所述至少一個頻率(fl)處的線插入損耗(Lll..丄lN)的預測量值的裝置(1416);其特征在于-用于為至少兩個參考傳輸線(Ll..丄K)中的每一個和所述客戶傳輸線(LX)測量校準量(PVl..., IPV1…;PVX， IPVX)的裝置(1401,1406， 1407， 1410-1415)，其中校準量基本上表示遠端TDR反射的振幅；-用于根據(jù)所述預測量的線插入損耗(Lll..丄lN)和參考傳輸線(L1-LK)的所述校準量(PV1…，IPVl...)以及客戶傳輸線(LX)的校準量(PVX， IPVX)來估計客戶傳輸線(LX)在所述至少一個頻率(fl )中的每一個處的線插入損耗(LX1…，ILX1…)的裝置(1416-1418)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的用于估計線插入損耗的設備，其中測量校準量的裝置包括-用于在參考傳輸線(L1-LK)和客戶傳輸線(LX)的近端傳送信號(PI, CS1)的信號發(fā)生器(1401);-用于在參考傳輸線(L1-LK)和客戶傳輸線(LX)的近端接收反射信號(P2, Rl)的裝置(1404, 1406)，所述信號在具有預定阻抗的線終端的傳輸線的遠端(4, 6)被反射；-用于生成基本上對應于客戶傳輸線(LX )和參考傳輸線(Ll…LK)的TDR遠端反射的信號(P2， IP2)的裝置(1407, 1410， 1412， 1414);以及-用于測量遠端TDR反射(P22, IP22 )的振幅峰值(PV1, IPV1 )的測量設備(1415)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的用于估計線插入損耗的設備，其中所述設備包括線卡(7)，所述線卡進一步包括-被安排成傳送寬帶信號(CS1)的信號發(fā)生器(1401);-用于接收反射信號(Rl)的裝置，其中所述裝置接收時域中的反射信號并且包括模擬前端(1404);-用于將反射信號(Rl)變換成頻域中的對應信號(CR1)的傅立葉變換器(1406);-用于使用寬帶信號(CS1)和經(jīng)傅立葉變換的反射信號(CR1)為參考傳輸線(Ll..丄K)和客戶傳輸線(LX)生成回波路徑傳遞函數(shù)(Hech。 (f))的回波傳遞函數(shù)設備(1407)。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于估計線插入損耗的設備，所述線卡(7)進一步包括-用于通過對回波路徑傳遞函數(shù)(Hech。 (f))應用傅立葉逆變換來為參考傳輸線(Ll..丄K)和客戶傳輸線(LX)生成脈沖響應(IP2)的傅立葉逆變換器(1412);-用于生成校準量的裝置(1414， 1415),所述校準量是回波路徑
23. 根據(jù)權(quán)^i求21所述的用于估計線插入損耗的;殳備，所述線卡(7)進一步包括-用于預存儲收發(fā)機模型校準值的存儲裝置(1408);-用于使用回波路徑傳遞函數(shù)(Hech。 ( f))為參考傳輸線(Ll…LK)和客戶傳輸線(LX)生成線輸入阻抗(Zin (f))的計算設備；-用于通過對線輸入阻抗(Zin (f))應用傅立葉逆變換來為參考傳輸線(Ll..丄K)和客戶傳輸線(LX)生成脈沖響應(IP2)的傅立葉逆變換器(1412);-用于生成校準量的裝置(1414, 1415),所述校準量是線輸入阻抗的脈沖響應(IP2)的遠端TDR反射(IP22)的振幅峰值(IPV1)。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的用于估計線插入損耗的設備，所述線卡(7)進一步包括-用于預存儲收發(fā)機模型校準值的存儲裝置(1408);-用于使用回波路徑傳遞函數(shù)(Hech。 ( f))為參考傳輸線(Ll…LK)和客戶傳輸線(LX)生成散射參數(shù)(Su (f))的計算設備；-用于通過對散射參數(shù)(Su (f))應用傅立葉逆變換來為參考傳輸線(Ll..丄K)和客戶傳輸線(LX)生成脈沖響應(IP2)的傅立葉逆變換器(1412);-用于生成校準量的裝置(1414， 1415)，所述校準量是散射參數(shù)的脈沖響應(IP2)的遠端TDR反射(IP22)的振幅峰值(IPV1)。
25. 根椐權(quán)利要求22、 23或24所述的用于估計線插入損耗的設備，所述線卡(7)進一步包括濾波器(1410, 1411)，所述濾波器用于對回波路徑傳遞函數(shù)(Hech。 (f))、線輸入阻抗(Zm (f))和散射參數(shù)(Su (f))之一進行濾波。
26. 根據(jù)權(quán)利要求22、 23或24所述的用于估計線插入損耗的設備，所述線卡(7)進一步包括濾波器(1413),所述濾波器用于對脈沖響應(P2， IP2)進行濾波。 根據(jù)權(quán)利要求24、 25或26所述的用于估計線插入損耗的設備，所述線卡(7 )包括-用于存儲預測量的線插入損耗值(L11…LKN)的存儲裝置(1416);-用于存儲參考傳輸線(L1-LK)的振幅峰值(IPV1,IPV2…)并借助于參考傳輸線的振幅峰值和插入損耗值(Lll..丄KN)來校準線才莫型的模型電路(1417);-損耗值生成電路(1418),其接收線模型((1) t (5)),并被安排成借助于線模型和客戶傳輸線(LX)的振幅峰值(IPVX)生成客戶傳輸線(LX)的線插入損耗值(ILX1, ILX2…)。
全文摘要
對客戶傳輸線的線插入損耗(IL(f))的估計。對于多個不同的參考傳輸線，在實驗室中利用雙端線測試在多個頻率處測量插入損耗，從而給出插入損耗值(L11…L14，…L51…L54)。對于相同的參考傳輸線，執(zhí)行單端實驗室測試，從而為每個傳輸線給出一個校準量(PV1…PV5)，所述校準量表示遠端TDR反射的振幅。如每個頻率(f1…f4)的一條直線(Lf1…Lf4)所示，形成了損耗值(L11、L54)與校準量(PV1…PV5)之間的關(guān)系。對未知的客戶傳輸線執(zhí)行現(xiàn)場單端線測試，從而給出校準量(PVX)。針對不同的頻率(f1…f4)，插入損耗(IL′；(f))被確定為值(LX1…LX4)。能夠經(jīng)由線卡或通過連接至傳輸線來測量校準量(PV1…PV5；PVX)。對于一個傳輸線，能夠根據(jù)傳輸線的終端阻抗來建立不同的關(guān)系。準確的客戶傳輸線插入損耗得以生成。
文檔編號H04B3/48GK101490970SQ200780026017
公開日2009年7月22日 申請日期2007年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月11日
發(fā)明者F·林德奎斯特 申請人:艾利森電話股份有限公司