[發明專利]用于自適應頻域加窗的方法和設備

有效

• 申請號: 201410254947.5
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN104133980B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: P·Q·奧亞克利
• 申請（專利權）人: 弗蘭克公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;G01R31/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 申屠偉進;劉春元

呈現了一種方法、設備和軟件相關產品，用于自適應頻域加窗，以確定電纜中的時域串擾并產生有效TDX繪圖，而不管最嚴重NEXT(近端串擾)的頻率如何。基于針對每一線對組合測量的最嚴重NEXT差值的頻率，可以選定諸如低通或通帶窗口的自適應窗口。

技術領域

本發明涉及一種用于診斷電纜中故障的方法和設備，并且更具體地，涉及用于確定電纜中時域串擾的自適應頻域加窗。

背景技術

該部分旨在提供下面公開的實施例的背景或上下文。這里描述的內容可包括能夠被追求的概念，但并不一定是先前已構思、實施或描述的概念。因此，除非這里另外明確地指示，否則該部分中所描述的內容并不是本申請的描述的現有技術，并不因包括在該部分中而被承認是現有技術。

使用時域串擾（TDX）來診斷多導線雙絞線電纜敷設（cabling）中的故障。測量的TDX可用于顯示隨時間的線對間串擾。因為信號傳播速度是已知的，所以串擾的時間定位可被轉換為距離，并且可以確定沿電纜長度的串擾的位置。

可直接在時域中對TDX進行激勵和數據采集，但是它也可通過FFT（快速傅里葉變換）或其它變換技術從頻域測量中得到。典型地可采用高性能且不很貴的硬件來執行頻域測量。另外，近端串擾（NEXT）的標準兼容測試可以需要頻域數據以使得TDX可利用來自NEXT測量掃描的數據。

可由頻域測量生成TDX。首先，優選地在多個離散頻率處測量近端串擾（NEXT）。為此，在電纜的一端處把單頻正弦源電壓注入到線對中。測量同一電纜端的第二線對上的結果電壓以獲得幅度和相位。要注意，這個第二線對可被稱為受線對（victim pair）。受線對上的電壓和源線對上的電壓的配位比（complex ratio）是該線對組合的NEXT?？梢葬槍υS多（典型地，幾百個）頻率重復NEXT測量。優選地，所有這些測量被采集到測量矢量中。

圖1a和1b中示出了作為頻率的函數的NEXT測量結果的繪圖（曲線10），其中曲線10和10a分別從零延伸至800MHz。圖1a和1b兩者中的曲線12表示從零延伸至500MHz的工業標準測試限制的示例。圖1a和1b中垂直標度表示NEXT測量中的損耗，使用正dB單位。參考圖1a，被示出的是曲線10和12之間的NEXT差值（margin），該差值相對較小且明顯僅在低于200MHz時為正值。在圖1b中，曲線10a和12之間的NEXT差值比圖1a中相對大且明顯地低于500MHz時為正值，使得最嚴重（worst）差值發生在500MHz附近的高頻處。

典型地，下一步驟是對測量加窗。要認識到，加窗是測量矢量和相同長度的窗口（window）矢量的元素方式相乘。在不加窗的情況下，測量矢量包含頻率范圍的一端或兩端處的階躍不連續，這導致在變換至時域后的混亂吉布斯現象（Gibbs’phenomenon）振蕩。加窗平滑地錐化測量矢量的端以消除階躍不連續。圖2中示出作為頻率的函數的常規平滑低通窗口函數（window function）14（使用任意單位）的繪圖。

在加窗之后，加窗的數據被變換至時域以生成TDX繪圖?？梢酝ㄟ^諸如逆傅里葉變換（IFFT）的常規方法來實現變換。對于該應用，還補償電纜的衰減和頻散（當不同的頻率分量以不同的速度傳播通過電纜時）的IFFT的替代方案是在美國專利US7295018中教導的使用損耗和失真技術的方法，該專利以其整體通過引用合并于此。圖3中示出了曲線16的示例，其描繪了作為時域上采樣點的函數的TDX（通過變換加窗數據生成）的依賴性，TDX單位為10^-4V/V（垂直標度）。在第30個采樣點（時域）附近出現主峰18。這可能由電纜中的那個定位處的局部串擾源引起。

發明內容

本發明的目的和優點將在下面的描述中闡述，并且根據下面的描述將是顯而易見的。通過在寫下的描述及其權利要求中、以及從附圖中特別指出的裝置、系統和方法將實現并獲得本發明的附加優點。