传输介质中的阻抗的估计制造技术

本公开涉及有线通信系统，并且更具体地涉及用于对传输介质的分段的特征阻抗进行估计的方法和线路估计设备的多个方面。该方法包括由测试设备确定传输介质的通过频率f进行索引的S11散射参数矢量S11ref[f]，矢量S11ref[f]描述传输介质中的信号反射，测试设备具有测试端口，测试端口具有已知阻抗Zref。该方法还包括基于Zref和S11ref[f]生成传输介质中的反射的模型，反射的模型描述在假定经由具有可变测试阻抗ZT的测试端口对传输介质进行观察的情况下传输介质中的信号反射值，以及将传输介质的分段的特征阻抗估计为使得反射的模型的反射值与分段的相应目标反射值之间的差值最小的ZT的值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及有线通信系统，并且更具体地，涉及用于对传输介质的特征阻抗进行估计的方法和线路估计设备的方面。
技术介绍
线路估计即确定传输介质的一种或多种表征性属性，它对于定位并识别传输介质中的问题而言是重要的，上述问题包括护层故障、断裂的导线、水致损坏、松动的连接器、卷曲、切口、破损的线缆、短路的导线，以及各种其它故障。这里，术语传输介质包括处于空中及地下的所有类型的双绞线和同轴线缆，以及被用于传递通信信号的其它类型的类似于导线的通信介质。通过线路估计所确定的一种关键类型的表征性属性包括传输介质的不同分段的特征阻抗。时域反射法TDR是一种被常规应用以确定传输介质属性的方法。在TDR中，在频域中所生成的矩形脉冲、步进脉冲、伪随机序列或信号在传输介质上进行传送，对其上所反射的信号进行分析以便定位并识别传输介质中的问题。然而，如今所应用的TDR与一些局限相关联。例如，确定线缆环路，即定位并表征传输介质的环路组成部分，诸如它们的长度和相应电气参数，是一项具有挑战性的任务，这主要是由于获得最终结果的充分准确性时的计算负担和难度。针对数据传输速率和容量的不断增长的需求驱使着通信系统的通信带宽增加。为了确保根据当前和未来技术标准和规范的可靠操作，对所部署的网络的监视和诊断变得越来越重要。然而，在当前的线路估计方法中，提高中心频率和频率带宽意味着数据处理要求的增长，这导致处理时间、硬件要求和能耗的增加。因此，需要可靠、快速、支持高带宽传输介质并且在计算负载和数据处理要求方面的成本低廉的新的线路估计方法。
技术实现思路
本公开的目标是提供至少一种寻求单独或以任意组合方式缓解、减轻或者消除以上所提到的本领域的一种或多种不足以及缺陷、并且提供改进的线路估计的方法和线路估计设备。该目标通过一种在线路估计设备中用于对通信系统中的传输介质的特征阻抗进行估计的方法而实现。该方法包括由测试设备确定传输介质的通过频率f进行索引的S11散射参数矢量S11ref[f]，矢量S11ref[f]描述传输介质中的信号反射，测试设备具有测试端口，测试端口具有已知阻抗Zref。该方法还包括基于Zref和S11ref[f]生成传输介质中的反射的模型，反射的模型描述在假定经由具有可变测试阻抗ZT的测试端口对传输介质进行观察的情况下传输介质中的信号反射值。该方法进一步包括将将传输介质的分段的特征阻抗估计为使得反射的模型的信号反射值与分段的相应目标反射值之间的差值最小的ZT的值。所公开的方法利用对传输介质中个体反射的观察，该反射由于该传输介质的分段之间的转换而产生。这通过一种低复杂度而且在计算时间方面快速的方法而使得线路估计的准确性得以提高。因此，提供了一种用于对传输介质的分段的特征阻抗进行估计的方法，该方法可靠、快速且支持高带宽传输介质。此外，该方法成本低廉而且并不涉及过多的计算或数据处理。根据一些方面，该分段的相应目标反射值包括被设置为零的恒定值。该特征允许该方法的复杂度进一步降低。根据其它方面，分段的相应目标反射值包括针对在时延T下评估的S11ref[f]的时域表示的直线拟合，时延T与从测试设备到分段的起点的距离对应。该特征允许该方法估计特性阻抗的准确性被进一步提高。根据一些另外的方面，该反射的模型包括S11散射参数矢量S11T[f]，其具有由在时延T下评估的快速傅里叶逆变换IFFT中的单个点确定的时域表示S11T(T)，该时延T对应于从该测试设备到该分段的起点的距离。因此，计算仅需要IFFT的单个点，即多个值的IFFT矢量中的一个值，这进一步减轻了计算负担。根据多个方面，该估计进一步包括基于Zref和S11ref[f]估计该传输介质的一个或多个另外分段的特征阻抗。因此，传输介质的一个或多个分段的序列由所提出的方法进行表征，这使得传输介质属性的线路估计包括该传输介质的一个或多个个体分段的特征。该目标还通过一种被布置为对通信系统中的传输介质的特征阻抗进行估计的线路估计设备而获得。该线路估计设备包括测试设备，其具有其已知阻抗为Zref的测试端口，该线路估计设备被布置为确定该传输介质的由频率f进行索引的S11散射参数矢量S11ref[f]。该矢量S11ref[f]描述该传输介质中的信号反射。该线路估计设备还包括反射的模型，其描述在假定经由具有可变测试阻抗ZT的测试端口对传输介质进行观察的情况下传输介质中的信号反射值；以及处理单元，其被布置为基于Zref和S11ref[f]将分段的特征阻抗估计为使得该模型的信号反射值与该分段的相应目标反射值之间的差值最小的ZT的值。进一步提供了一种包括计算机程序代码的计算机程序，该计算机程序代码在线路估计设备中被执行时使得该线路估计设备执行根据这里所描述的多个方面的方法。该计算机程序和线路估计设备表现出与已经关于该方法所描述的优势对应的优势。附图说明本公开另外的目标、特征和优势将通过以下详细描述而有所显现，其中本公开的一些方面将参考附图更为详细地进行描述，其中：图1是具有线路估计设备的传输介质的示意性概况。图2是图示在线路估计设备中所执行的方法步骤的实施例的流程图。图3是示出作为测试阻抗的函数的反射大小的图。图4至图5是图示传输介质中的反射的图。具体实施方式随后将参考附图对本公开的多个方面更为全面地进行描述。然而，这里所公开的装置、计算机程序和方法能够以许多不同形式来实现而并不应当被理解为局限于这里所给出的方面。附图中同样的附图标记始终指代同样的要素。这里所使用的术语仅是出于描述本公开的具体方面的目的，而并非意在对本专利技术加以限制。如这里所使用的，除非上下文明确另外有所指示，否则单数形式“一”(“a”、“an”和“the”)意在也包括复数形式。直至最近，传输线路速率以及相应的传输带宽还并不允许足够精细以便对传输介质中的个体反射加以辨识的时间分辨率。然而，随着数据速率的增加，可能从例如S11散射参数矢量的观察值而获得的时间分辨率也有所增加。作为示例，现代的用于室内应用和如今的高数据速率的长度短的以太网线缆支持高达且超过400MHz的传输带宽。这种高带宽意味着纳秒级别的相应时域反射法TDR分辨率。因此，由沿线路的阻抗的小幅变化所导致的微小反射现在也能够被连接至该传输线路的测试设备所观察到。由于400MHz下的波长大约为半米，所以按照经验法则，能够对大小为2.5至3米的反射物体加以辨别。这种高分辨率的观察值在利用仅支持较低传输速率的现有传输介质的情况下是不可能或者至少非常困难的，原因例如在于成比例的较长波长以及沿传输线路的低通滤波。诸如线缆或导线这样的传输介质的电气特性至少部分通过所谓的S参数或散射参数进行描述。术语“散射”是指在电磁波入射到障碍物或损伤处或者通过波动的电气介质时所观察到的效应。在S参数的上下文中，散射是指其中通过传输介质的电流和电压在遇到沿该传输介质的阻抗差异时受到影响的方式。传输介质末端的反射系数的影响对于表征该传输介质的可能性具有负面影响。在大幅不匹配的情况下，由该不匹配而导致的反射信号可能遮蔽传输介质的其它部分的电气表现。因此，传输介质的正确表征要求在后续消除反射波。这里提出了一种基于S参数矢量S11(即传输介质分段中的信号反射)的测量而确定传输介质的特征阻抗的方法。现在转向图1，其示出了连接至线路估本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在线路估计设备中用于对通信系统中的传输介质(100)的特征阻抗(Z01,Z02,Z03)进行估计的方法，所述方法包括：由测试设备(110)确定(S3)所述传输介质(100)的通过频率f进行索引的S11散射参数矢量S11ref[f]，所述矢量S11ref[f]描述所述传输介质(100)中的信号反射，所述测试设备(110)具有测试端口(111)，所述测试端口(111)具有已知阻抗Zref；基于Zref和S11ref[f]生成(S4)所述传输介质(100)中的反射的模型，反射的所述模型描述在假定经由具有可变测试阻抗ZT的测试端口(121)对所述传输介质(100)进行观察的情况下所述传输介质(100)中的信号反射值；以及将所述传输介质的分段(101,102,103)的特征阻抗(Z01,Z02,Z03)估计(S5)为使得反射的所述模型的信号反射值与所述分段的相应目标反射值之间的差值最小的ZT的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在线路估计设备中用于对通信系统中的传输介质(100)的特征阻抗(Z01,Z02,Z03)进行估计的方法，所述方法包括：由测试设备(110)确定(S3)所述传输介质(100)的通过频率f进行索引的S11散射参数矢量S11ref[f]，所述矢量S11ref[f]描述所述传输介质(100)中的信号反射，所述测试设备(110)具有测试端口(111)，所述测试端口(111)具有已知阻抗Zref；基于Zref和S11ref[f]生成(S4)所述传输介质(100)中的反射的模型，反射的所述模型描述在假定经由具有可变测试阻抗ZT的测试端口(121)对所述传输介质(100)进行观察的情况下所述传输介质(100)中的信号反射值；以及将所述传输介质的分段(101,102,103)的特征阻抗(Z01,Z02,Z03)估计(S5)为使得反射的所述模型的信号反射值与所述分段的相应目标反射值之间的差值最小的ZT的值。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述分段的所述相应目标反射值包括被设置为零的恒定值。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述分段的所述相应目标反射值包括针对在时延T下评估的S11ref[f]的时域表示的直线拟合(210,211)，所述时延T与从所述测试设备(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·佩特纳，P·O·博尔杰森，K·埃里克森，
申请(专利权)人：瑞典爱立信有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞典;SE