專利名稱：用于同步時分雙工收發(fā)信機的方法和系統(tǒng)的制作方法
該申請與(i)美國申請系列號為081707,322，名稱為“用于串話消除的方法和裝置”和(ii)美國申請系列號為081501,250，名稱為“時分雙工高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和方法”有關(guān)，并且實際上在此合并援引二者以作參考。
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，并更特別涉及利用時分雙工的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
目前正在開發(fā)雙向數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)用于高速數(shù)據(jù)通信。已知一種已經(jīng)開發(fā)的用于經(jīng)雙絞電話線的高速數(shù)據(jù)通信的標準是非對稱數(shù)字用戶線(ADSL)。已知另一種目前提出的用于經(jīng)雙絞電話線的高速數(shù)據(jù)通信的標準是超高速數(shù)字用戶線(VDSL)。
作為由ANSI(美國國家標準委員會)標準小組認可的組織的電信信息方案聯(lián)盟(ATIS)已最終確定基于離散多音調(diào)的方法用于經(jīng)雙絞電話線的數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸。稱為ADSL的標準雖然也可用于多種其它應(yīng)用，但其主要用于通過普通電話線發(fā)送視頻數(shù)據(jù)和快速互聯(lián)網(wǎng)接入，北美標準被稱為ANSIT1.413ADSL標準(后稱ADSL標準)，并在此援引以作參考。ADSL標準下的傳輸速率使在雙絞電話線上以高達8兆比特每秒(Mbits/s)的速率的信息傳輸變得容易。該標準化系統(tǒng)確定應(yīng)用使用256個“音調(diào)”或在正向(下行流)方向上每個為4.3125KHZ寬的“子信道”的離散多音調(diào)(DMT)系統(tǒng)。在電話系統(tǒng)意義上，下行流方向被定義為從中央局(典型地由電話公司所擁有)到可以是終端用戶(即居民或商業(yè)用戶)的一個遠程單元。在其它系統(tǒng)中，所用的音調(diào)數(shù)可以有很大變化。
ADSL標準也定義使用16至800Kbit/s范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)速率的反向傳輸。反向傳輸按照上行流方向，例如，從遠程單元到中央局。因此，術(shù)語ADSL來自這樣的事實，即數(shù)據(jù)傳輸速率實際上在下行流方向比上行流方向更高。這在想通過電話線發(fā)送視頻節(jié)目或電視會議信息到遠程單元的系統(tǒng)中特別有用。
由于下行流和上行流信號都在相同的線對上運行(即，它們是雙工的)，則它們必須以某種方式彼此分離。在ADSL標準中使用的雙工方法為頻分雙工(FDD)或回波消除。在頻分雙工系統(tǒng)中，上行流和下行流信號占據(jù)不同的頻帶并在發(fā)射機和接收機上由濾波器分離。在回波消除系統(tǒng)中，上行流和下行流信號占據(jù)相同的頻帶并由信號處理分隔。
ANSI正在出臺另一個基于用戶線的傳輸系統(tǒng)的標準，該標準被稱為VDSL標準。VDSL標準使在下行流方向中以至少約6Mbit/s和高達52Mbit/s或更高的傳輸速率變得容易。同時，數(shù)字、音頻和視頻協(xié)會(DAVIC)正工作于被稱為光纖到路邊(FTTC)的類似系統(tǒng)。從“路邊”到用戶的傳輸媒介是標準的未屏蔽雙絞線(UTP)電話線。
已經(jīng)提出了用于VDSL和FTTC標準(后稱VDSL/FTTC)的多種調(diào)制方案。例如，一些可能的VDSL/FTTC調(diào)制方案包括諸如離散多音調(diào)調(diào)制(DMT)或離散子波多音調(diào)調(diào)制(DWMT)這樣的多載波傳輸方案，以及諸如正交振幅調(diào)制(QAM)，非載波幅度和相位調(diào)制(CAP)，四相移相鍵控(QPSK)或殘余邊帶調(diào)制這樣的單一載波傳輸方案。
此外，由于多載波調(diào)制傳輸方案提供的高數(shù)據(jù)傳輸速率，它們已受到廣泛關(guān)注。

圖1是用于多載波調(diào)制系統(tǒng)的一個常規(guī)發(fā)射機100的簡易方框圖。例如常規(guī)發(fā)射機100適于ADSL或VDSL系統(tǒng)中的DMT調(diào)制。發(fā)射機100在緩沖器102處接收被發(fā)送的數(shù)據(jù)信號。然后該數(shù)據(jù)信號從緩沖器102送到前向差錯校正(FEC)單元104。FEC單元104補償由于串話噪聲、脈沖噪聲、信道失真等造成的差錯。由FEC單元104輸出的信號被送給數(shù)據(jù)碼元編碼器106。數(shù)據(jù)碼元編碼器106操作以便編碼與多載波調(diào)制有關(guān)的多個頻率音調(diào)的信號。在分配數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)比特到每個頻率音調(diào)時，數(shù)據(jù)碼元編碼器106利用存儲在發(fā)送比特分配表108和發(fā)送能量分配表110中的數(shù)據(jù)。發(fā)送比特分配表108包括用于每個多載波調(diào)制的載波(頻率音調(diào))的一個整數(shù)值。該整數(shù)值表示分配給特定頻率音調(diào)的比特數(shù)。存儲在發(fā)送能量分配表110中的值用來有效地提供經(jīng)由不同的能量級分配的分辨率比特部分到多載波調(diào)制的頻率音調(diào)。在任何情況下，在數(shù)據(jù)碼元編碼器106已經(jīng)編碼數(shù)據(jù)到每個頻率音調(diào)上之后，一個反向快速富立葉變換(IFFT)單元112調(diào)制由數(shù)據(jù)碼元編碼器106提供的頻率域數(shù)據(jù)并產(chǎn)生要發(fā)送的時域信號。然后該時域信號送給數(shù)—模變換器(DAC)114，在這里數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。此后，模擬信號經(jīng)過信道發(fā)送到一個或多個遠程接收機。
圖1B是用于多載波調(diào)制系統(tǒng)的一個常規(guī)遠程接收機150的簡易方框圖。例如該常規(guī)遠程接收機150適于ADSL或VDSL系統(tǒng)的DMT解調(diào)。遠程接收機150接收由發(fā)射機經(jīng)過信道發(fā)送的模擬信號。該接收的模擬信號送給模—數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)152。ADC152轉(zhuǎn)換所接收的模擬信號為數(shù)字信號。該數(shù)字信號隨后送給快速富立葉變換(FFT)單元154，該單元154解調(diào)該數(shù)字信號并同時從時域到頻域轉(zhuǎn)換數(shù)字信號。解調(diào)的數(shù)字信號隨后送給頻域均衡器(FEQ)單元156。FEQ單元156對這些數(shù)字信號執(zhí)行均衡，使得通過各種頻率音調(diào)的衰減和相位被均衡。然后，數(shù)據(jù)碼元解碼器158接收所均衡的數(shù)字信號。數(shù)據(jù)碼元解碼器158操作解碼該均衡過的數(shù)字信號以便恢復(fù)在每個載波(頻率音調(diào))上發(fā)送的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)比特。在解碼該均衡過的數(shù)字信號時，數(shù)據(jù)碼元解碼器158需要存取用來發(fā)送該數(shù)據(jù)的比特分配信息和能量分配信息。因此，數(shù)據(jù)碼元解碼器158被耦合到接收比特分配表162和接收能量分配表160，它們分別存儲用于發(fā)送該數(shù)據(jù)的比特分配信息和能量分配信息。從每個頻率音調(diào)上獲得的數(shù)據(jù)接著前往正向差錯校正(FEC)單元164。該FEC單元164進行數(shù)據(jù)的差錯校正以便產(chǎn)生校正的數(shù)據(jù)。然后將校正過的數(shù)據(jù)存儲到一個緩沖器166中。此后，數(shù)據(jù)可以從緩沖器166中恢復(fù)并由接收機150作進一步處理?；蛘?，接收能量分配表160能提供給FEQ單元166并由其所利用。
在常規(guī)發(fā)射機100中使用的比特分配表和能量分配表可以做成單獨一個表或者分開的兩個表。同樣，在遠程接收機150中使用的比特分配表和能量分配表能夠做成單獨一個表或分開的表。而且，發(fā)射機100通常受控制器控制，并且遠程接收機150通常受控制器控制。典型地，這些控制器是可編程控制器。
圖1A和1B中所示的發(fā)射機100和遠程接收機150分別可以有選擇地包括其它部件。例如，發(fā)射機100在IFFT單元112之后給碼元增加一個循環(huán)前置，并且遠程接收機150能在FFT單元154之前去掉該循環(huán)前置。而且，遠程接收機150能在ADC152和FFT單元154之間提供一個時域均衡器(TEQ)單元。
大多數(shù)建議的VDSL/FTTC傳輸方案使用上行流和下行流信號的頻分雙工(FDD)。另一方面，一個特別建議的VDSL/FTTC傳輸方案使用上行流和下行流信號的時分雙工(TDD)。更特別地，在這種情況下同步時分雙工使得周期同步的上行流和下行流不彼此不重疊。即同步用于共享電纜電弧的所有線路的上行流和下行流通信周期(binder)。有了這種安排，在相同電纜內(nèi)的所有超高速傳輸被同步和時分雙工化，使得下行流通信在與上行流通信傳輸重疊的時間上不能發(fā)差。這也被稱為基于(即“乒，乓”)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆桨浮Ｔ谌魏畏较蛏蠜]有數(shù)據(jù)發(fā)送的靜態(tài)周期分離上行流和下行流通信周期。當同步時分雙工方法用于DMT時，它常常被稱為同步的DMT(SDMT)。
上述傳輸系統(tǒng)的一個共同特征是雙絞電話線被用作連接中央局(例如電話公司)到用戶(例如居民或公司)的至少一部分傳輸媒介。即使從中央局到用戶居住附近的路邊(curb)可以利用光纖，但雙絞電話線也用來從路邊到用戶住所或商住引入信號。
雙絞電話線在電纜中分組。當雙絞電話線在電纜內(nèi)時，電纜合理地提供良好保護，防止外部電磁波干擾。然而，在電纜內(nèi)，雙絞電話線減少電磁波對彼此的干擾。這種電磁波干擾類型通常被稱為串話干擾，包括近端串話(NEXT)干擾和遠端串話(FEXT)干擾。當傳輸頻率增加時，串話干擾(NEXT干擾)變得顯著。結(jié)果，以高速通過雙絞電話線發(fā)送的數(shù)據(jù)信號受電纜中其它雙絞電話線造成的串話干擾性能大大降低。當數(shù)據(jù)傳輸速率增加時，問題更糟?；谕絋DD(諸如SDMT)的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)勢是來自電纜中其它線路的串話干擾基本被消除，假設(shè)在同一持續(xù)時間(即同一超幀格式)所有線路都發(fā)送。
一個數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)通常包括一個中央局和多個遠程單元。每個遠程單元通過在中央局和特定遠程單元之間建立的數(shù)據(jù)鏈路(即，信道)與中央局通信。為了建立這樣一條數(shù)據(jù)鏈路，要進行初始化處理以便在中央局和每個遠程單元之間開始通信。為了下面的討論起見，中央局包括一個中央調(diào)制解調(diào)器(或中央單元)而遠程單元包括一個遠程調(diào)制解調(diào)器。這些調(diào)制解調(diào)器是在中央局和遠程單元之間進行通信的收發(fā)信機。中央局因此通常包括多個中央側(cè)(side)收發(fā)信機，每個中央側(cè)收發(fā)信機具有一個中央側(cè)發(fā)射機和一個中央側(cè)接收機，而遠程單元通常包括具有一個遠程側(cè)發(fā)射機和一個遠程側(cè)接收機的一個遠程側(cè)收發(fā)信機。
一個常規(guī)的幀同步技術(shù)要求由接收機所接收并隨后與預(yù)定存儲的數(shù)據(jù)序列相關(guān)的預(yù)定的數(shù)據(jù)序列的傳輸以確定所需的調(diào)整以便產(chǎn)生同步。美國專利號5,627,863描述了適于利用頻分雙工(FDD)或回波消除的系統(tǒng)(例如ADSL)的幀同步方法以便提供雙工操作。這種幀同步技術(shù)要求特定的開始訓(xùn)練序列以獲得幀同步。然而，所描述的幀同步方法不適合于使用時分雙工的系統(tǒng)(例如，同步的TDD或SDMT)，因為時間上的同步對FDD或回波消除是不必要的，實際上對于TDD，是為了減少串話。
當數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以時分雙工(TDD)方式操作時，中央局和遠程單元的發(fā)射機和接收機必須在時間上同步使得發(fā)送和接收在時間上不重疊。在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，下行流傳輸是從中央側(cè)發(fā)射機到一個或多個遠程側(cè)接收機，而上行流傳輸是從一個或多個遠程側(cè)發(fā)射機到中央側(cè)接收機。中央側(cè)發(fā)射機和接收機能夠組合為一個中央側(cè)收發(fā)信機，而遠程側(cè)發(fā)射機和接收機能組合為一個遠程側(cè)收發(fā)信機。
一般來說，在時分雙工系統(tǒng)中，上行流信號與下行流信號交替進行。典型地，上行流傳輸和下行流傳輸被保持間隔或靜態(tài)周期所分隔。提供保護間隔以便使傳輸系統(tǒng)改變發(fā)送數(shù)據(jù)的方向，以便在相反方向的傳輸發(fā)生之前能夠接收傳輸。某些傳輸方案劃分上行流和下行流傳輸為稱之為幀的更小單元。這些幀也可以分組為超幀，超幀包括一系列下行流幀和一系列上行流幀，以及二者之間的保護間隔。
時分雙工是在兩個或多個收發(fā)信機之間共享信道(媒介)的一種簡易方法。每個收發(fā)信機被分配給在其間可以發(fā)送的一個時隙，并且有靜態(tài)周期(保護間隔)，在其間沒有單元必須發(fā)射。在在信道上經(jīng)受多個連接之間的串話(NEXT干擾)，如果使用時分雙工，則在所有如此作用的單元上必須建立和維持同步。一個示例是使用現(xiàn)存的雙絞線電話環(huán)路方案的VDSL業(yè)務(wù)以便在達1.5Km的環(huán)路上傳輸達13-52Mb/s。為用戶指定的線對在構(gòu)成25-100個線對的電纜中捆扎在一起。其間距(proximity)和高頻使用(0.2-11MHZ信號帶寬)導(dǎo)致在電纜內(nèi)的相鄰線對之間產(chǎn)生很大的串話。為在達1.5Km長的環(huán)路上得到希望的數(shù)據(jù)速率，DMT是個適宜的多載波調(diào)制方案。這個方案使得最佳利用了時分雙工，因為在發(fā)送和接收期間能夠使用一個單一的FFT單元，并避免了兩個這樣的FFT單元，和在模擬電路中其它開支的需要。
常規(guī)的幀同步技術(shù)不僅不能很好地適合同步TDD，而且當出現(xiàn)RF干擾時也不可靠。由于業(yè)余無線頻段產(chǎn)生的相當大的RF干擾的潛在壓力，在某些條件下RF干擾可能具有等于或可能大于所希望的接收信號功率的信號功率。然而，在同步TDD系統(tǒng)中，重要的是必須建立和維持同步使得串話被減輕以及控制和/或所接收的數(shù)據(jù)被準確地恢復(fù)。
從而，需要改進時分雙工系統(tǒng)的同步技術(shù)。
概括地說，本發(fā)明涉及利用時分雙工的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的同步發(fā)送和接收的改進技術(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，改進的同步技術(shù)利用接收數(shù)據(jù)的能量時間變化的特性以獲得同步。在一個實施例中，改進的同步技術(shù)利用來自多載波調(diào)制單元(例如FFT單元)的輸出信號并因此提供避開對RF干擾敏感的頻率音調(diào)的能力。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，改進的同步技術(shù)利用串話干擾電平來獲得同步。利用該改進的同步技術(shù)，在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的遠程接收機能夠同步于中央發(fā)射機，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的中央接收機能夠同步于遠程發(fā)射機，并且中央發(fā)射機能夠彼此同步。
本發(fā)明能夠以很多方式實施，包括裝置、系統(tǒng)、方法或計算機可讀媒體。下面討論本發(fā)明的幾個實施例。
作為調(diào)整用于第一收發(fā)信機，接收從第二收發(fā)信機通過傳輸媒介向第一收發(fā)信機發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的一個校準的方法，其中第一收發(fā)信機和第二收發(fā)信機與提供利用時分雙工的雙向數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)有關(guān)，本發(fā)明的一個實施例包括操作測量多個接收數(shù)據(jù)連續(xù)幀中的每一個的能量數(shù)量；根據(jù)測量的能量的數(shù)量檢測多個接收數(shù)據(jù)連續(xù)幀的邊沿(edge)；并利用在多個連續(xù)幀中檢測的邊沿計算一個校準差錯估算。另外，根據(jù)校準差錯估算以后可以調(diào)整同步。可選地，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)利用具有多個幀的超幀結(jié)構(gòu)發(fā)送數(shù)據(jù)，超幀中的第一組幀以第一方向發(fā)送數(shù)據(jù)，而超幀中的第二組幀以第二方向發(fā)送數(shù)據(jù)。
作為包含程序指令的一個計算機可讀媒介，該程序指令用于調(diào)整第一收發(fā)信機接收從第二收發(fā)信機通過傳輸媒介向第一收發(fā)信機發(fā)送的數(shù)據(jù)幀的校準，第一收發(fā)信機和第二收發(fā)信機與提供利用時分雙工的雙向數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)有關(guān)，本發(fā)明的一個實施例包括用于測量多個接收數(shù)據(jù)連續(xù)幀中的每一個的能量數(shù)量的第一計算機可讀代碼裝置；用于根據(jù)測量的能量數(shù)量檢測在多個接收數(shù)據(jù)連續(xù)幀中的邊沿的第二計算機可讀代碼裝置；和用于利用在多個連續(xù)幀中檢測的邊緣計算一個校準差錯估算的第三計算機可讀代碼裝置。
作為用于利用時分雙工以便在數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收之間交替進行的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的接收機，本發(fā)明的一個實施例包括一個模—數(shù)轉(zhuǎn)換器，該?！獢?shù)轉(zhuǎn)換器接收通過信道向接收機發(fā)送的模擬數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換該接收的模擬信號為接收的數(shù)字信號；一個輸入緩沖器，用于暫時地存儲所接收的數(shù)字信號；一個多載波解調(diào)單元，該多載波解調(diào)單元解調(diào)從輸入緩沖器來的所接收的數(shù)字信號為多個不同載頻的頻域數(shù)據(jù)；一個幀同步單元，該幀同步單元根據(jù)由多載波解調(diào)單元產(chǎn)生的頻率域數(shù)據(jù)的能量隨時間改變的特點同步用于多載波解調(diào)單元的接收幀邊界；一個比特分配表，該分配表存儲用于發(fā)送在接收機所接收的數(shù)據(jù)的比特分配信息；一個數(shù)據(jù)碼元解碼器，該數(shù)據(jù)碼元解碼器接收頻域數(shù)據(jù)并根據(jù)存儲在比特分配表中的比特分配信息解調(diào)與來自載頻的頻域數(shù)據(jù)有關(guān)的比特；和一個輸出緩沖器，用于存儲作為恢復(fù)數(shù)據(jù)的碼的比特。最好，該數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是一個同步DMT系統(tǒng)，并且其中多載波解調(diào)單元包括一個FFT單元。
作為用于利用時分雙工的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以便在數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收之間交替進行的接收機，本發(fā)明的另一個實施例包括一個?！獢?shù)轉(zhuǎn)換器，該?！獢?shù)轉(zhuǎn)換器接收通過信道向接收機發(fā)送的模擬數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換該接收的模擬信號為接收的數(shù)字信號；一個輸入緩沖器，用于暫時地存儲所接收的數(shù)字信號；一個多載波解調(diào)單元，該多載波解調(diào)單元解調(diào)從輸入緩沖器來的所接收的數(shù)字信號為多個不同載頻的頻域數(shù)據(jù)；幀同步裝置，用于根據(jù)由多載波解調(diào)單元產(chǎn)生的頻率域數(shù)據(jù)的能量隨時間改變的特點同步用于多載波解調(diào)單元的接收幀邊界；一個比特分配表，該分配表存儲用于發(fā)送在接收機所接收的數(shù)據(jù)的比特分配信息；一個數(shù)據(jù)碼元解碼器、該數(shù)據(jù)碼元解碼器接收頻域數(shù)據(jù)并根據(jù)存儲在比特分配表中的比特分配信息解調(diào)與來自載頻的頻域數(shù)據(jù)有關(guān)的比特；和一個輸出緩沖器，用于存儲作為恢復(fù)數(shù)據(jù)的解碼比特。
對于在中央站具有多個發(fā)射機的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其中外部時鐘信號不能用于同步這些發(fā)射機，發(fā)射機根據(jù)包括至少一個靜態(tài)周期的超幀格式發(fā)送數(shù)據(jù)，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的同步由給定發(fā)射機向中央站的其它發(fā)射機的數(shù)據(jù)傳輸方法包括動作由于來自中央站的其它發(fā)射機的數(shù)據(jù)發(fā)送，測量在靜態(tài)周期與給定發(fā)射機有關(guān)的能量；將測得的能量與一個門限量進行比較；并當比較表示所測得的能量超過門限量時，修正給定發(fā)射機的傳輸?shù)耐健?br> 作為包含在中央站處具有多個發(fā)射機的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中用于同步數(shù)據(jù)傳輸?shù)某绦蛑噶畹挠嬎銠C可讀媒介，其中外部時鐘信號不能用于同步發(fā)射機，這些發(fā)射機根據(jù)包含至少一個靜態(tài)周期的超幀格式發(fā)送數(shù)據(jù)，本發(fā)明的一個實施例包括第一計算機可讀代碼裝置，用于由于來從中央站的其它發(fā)射機的數(shù)據(jù)傳輸，測量在靜態(tài)周期與給定發(fā)射機有關(guān)的能量；第二計算機可讀代碼裝置，用于將所測的能量與門限量進行比較；和第三計算機可讀代碼裝置，用于當比較表示所測的能量超出門限量時，修正給定發(fā)射機傳輸?shù)耐健?br> 本發(fā)明的優(yōu)點是很多的。本發(fā)明的一個優(yōu)點是即使有諸如由于業(yè)務(wù)無線電用戶之類的射頻(RF)干擾也能獲得同步。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是很好地適用于利用時分雙工諸如同步DMT或同步VDSL的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。而且本發(fā)明的又一個優(yōu)點是在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中對噪聲相對地靈敏。
從以下詳細的說明，并結(jié)合附圖，利用示例說明發(fā)明原理中本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將變得明顯。
利用以下結(jié)合附圖的詳細描述，將很容易理解本發(fā)明，其中相同的標號表示相同的結(jié)構(gòu)部件，并且其中圖1A是多載波調(diào)制系統(tǒng)的常規(guī)發(fā)射機的簡易方框圖；圖1B是用于常規(guī)多載波調(diào)制系統(tǒng)的常規(guī)遠程接收機的簡易方框圖；圖2是適于實施本發(fā)明的示范電信網(wǎng)的方框圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的處理和分配單元300的一個方框圖；圖4是說明示范超幀格式的圖，其中提供某級業(yè)務(wù)；圖5A是根據(jù)本發(fā)明基本實施例的同步處理流程圖；圖5B是根據(jù)本發(fā)明實施例的同步處理流程圖；圖6A和6B是根據(jù)本發(fā)明更詳細的實施例的同步處理流程圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的邊沿檢測處理的流程圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的校準差錯估算處理的流程圖；圖9A和9B是表示通過20個幀序列的接收數(shù)據(jù)的能量值和能量差值的圖；圖10A和10B表示在根據(jù)本發(fā)明進行校準調(diào)整之后用于圖9A和9B說明的示例的、用于通過一系列20幀接收數(shù)據(jù)的能量值和能量差值；圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的接收機的方框圖；和圖12是用于同步相鄰發(fā)射機以便補償小同步差的同步處理流程圖。
本發(fā)明涉及用于同步通過利用時分雙工的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)發(fā)送和接收的改進的技術(shù)。在本發(fā)明的一個方面中，該改進的同步技術(shù)利用接收數(shù)據(jù)的能量隨時間改變的特性來獲得同步。在本發(fā)明的另一方面中，該改進的同步技術(shù)利用串話干擾電平來獲得同步。利用改進的同步技術(shù)，數(shù)據(jù)發(fā)送系統(tǒng)中的遠程接收機能夠同步于中央發(fā)射機，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的中央接收機能夠同步于遠程發(fā)射機，并且中央發(fā)射機能夠彼此同步。
在時分雙工系統(tǒng)中要求的同步要求傳輸與超幀結(jié)構(gòu)同步。趨向于相關(guān)樣值，諸如在一幀中的第一和最后的樣值以便檢測循環(huán)前置的常規(guī)時域方法不可靠，因為在接收信號中同樣出現(xiàn)的RF干擾現(xiàn)象，它們能夠與希望的信號有相等的能量。然而，即使當RF干擾呈現(xiàn)時域信號不可靠，本發(fā)明也提供準確的技術(shù)來同步時分雙工系統(tǒng)中的傳輸。本發(fā)明所提供的同步頻域方法能夠獲得對RF干擾的很大抗擾性。在一個實施例中，改進的同步技術(shù)最好使用來自多載波調(diào)制單元(FFT單元)的輸出信號并因此提供來避免對射頻(RF)干擾敏感的頻率音調(diào)的能力。
以下參考圖1A-12來描述本發(fā)明的實施例。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易意識到這里根據(jù)這些附圖給定的詳細說明是用于解釋的目的，本發(fā)明延伸到超出這些限定的實施例。
圖2是適于實施本發(fā)明的示范電信網(wǎng)200的方框圖。電信網(wǎng)200包括一個中央局202。該中央局202服務(wù)多個分配站(distributionpost)以便提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒刖?02和從中央局202到各個遠程單元。在這個示范實施例中，每個分配站是個處理和分配單元204(節(jié)點)。該處理和分配單元204利用可以采用光纖線路的高速、復(fù)用傳輸線路206來耦合到中央局202。典型地，當傳輸線路206是光纖線路時，處理和分配單元204被稱為光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)。中央局202也常常通過高速、復(fù)用傳輸線路208和210來與其它處理和分配單元(未示出)互相作用和耦合，但下面只討論處理和分配單元204的操作。在一個實施例中，處理和分配單元204包括一個或多個調(diào)制解調(diào)器(中央調(diào)制解調(diào)器)。
處理和分配單元204服務(wù)多個離散用戶線212-1至212-n。每根用戶線212典型地服務(wù)一個單獨終端用戶。終端用戶具有適宜以超高速數(shù)據(jù)速率與處理和分配單元204通信的遠程單元。更特別是，第一終端用戶216的遠程單元214利用用戶線212-1耦合到處理和分配單元204，而第二終端用戶220的遠程單元218利用用戶線212-n耦合到處理和分配單元204。遠程單元214和218包括能夠發(fā)送數(shù)據(jù)到處理和分配單元204和從處理和分配單元204接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。在一個實施例中，這些數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是調(diào)制解調(diào)器。遠程單元214和218能夠組合到各種不同的裝置內(nèi)，包括例如電話機、電視、監(jiān)視器、計算機、會議單元等等。雖然圖2只圖示耦合到相應(yīng)的用戶線的一個單獨的遠程單元，但可以意識到多個遠程單元也能耦合到單獨的用戶線上。此外，雖然圖2說明處理和分配單元204被集中化處理，但可以意識到處理不必集中并用于每條用戶線212獨立地執(zhí)行。
由處理和分配單元204服務(wù)的用戶線212捆扎在屏蔽電纜222內(nèi)，用于用戶線212與處理和分配單元204分離。由屏蔽電纜222提供的屏蔽通常利用防發(fā)射(外溢)和接收(吸收)電磁干擾的優(yōu)良的絕緣體。然而，這些用戶線的最后一段，通常被稱為離開屏蔽電纜222的“引入”分支，被直接或間接地耦合到終端用戶的遠程單元。在相應(yīng)遠程單元和屏蔽電纜222之間的用戶線“引入”部分通常是沒有屏蔽的雙絞線。在很多應(yīng)用中，分支的長度不多于30米。
串話干擾，包括近端串話(NEXT)和遠端串話(FEXT)，主要出現(xiàn)在用戶線212被緊密捆扎的屏蔽電纜222之內(nèi)。因此，當在某個用戶線路212上發(fā)送數(shù)據(jù)時，同時其它用戶線正接收數(shù)據(jù)這是常見的，即，提供多個服務(wù)級，所包括的串話干擾成為正常數(shù)據(jù)接收的一個基本阻礙。因此，為克服這個問題，利用超幀結(jié)構(gòu)發(fā)送數(shù)據(jù)，通過超幀結(jié)構(gòu)，分配要發(fā)送的數(shù)據(jù)比特。電信網(wǎng)絡(luò)200，例如，特別好的適應(yīng)了提供不同服務(wù)級的同步TDD傳輸系統(tǒng)(例如，同步VDSL或SDMT)。
因此，參見圖2所示的SDMT傳輸系統(tǒng)，需要同步通過與處理和分配單元204有關(guān)的屏蔽電纜222內(nèi)的所有線路212的數(shù)據(jù)傳輸。照這樣，從處理和分配單元204放射的所有的活動線路能夠在相同的方向上(即下行或上行)發(fā)送，以便基本消除NEXT干擾。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的處理和分配單元300的方框圖。例如，數(shù)據(jù)處理和分配單元300是圖2所示的處理和分配單元204的詳細實施。
數(shù)據(jù)處理和分配單元300包括通過數(shù)據(jù)鏈路304接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)的一個處理單元302。例如，數(shù)據(jù)鏈路304能夠耦合到電話網(wǎng)或電報網(wǎng)的光電纜。處理單元302需要操作以便同步處理單元302的各種處理的發(fā)送和接收。數(shù)據(jù)處理和分配單元300還包括一個總線裝置308和多個模擬卡310。處理單元302的輸出被耦合到總線裝置308。因此總線裝置308連同處理單元302直接從處理單元302輸出數(shù)據(jù)到適當?shù)哪M卡310并且直接從模擬卡310輸入數(shù)據(jù)到處理單元302。模擬卡310提供由處理和分配單元300使用的模擬電路，這典型地是利用模擬元件比利用處理單元302的數(shù)字處理更有效。例如，模擬電路能引用濾波器、變換器、?！獢?shù)轉(zhuǎn)換器或數(shù)—模轉(zhuǎn)換器。每個模擬卡310被耦合到不同的線路。典型地，用于給定數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)300的所有線路被捆扎在包括大約五十(50)條線(線1到線50)的電纜中。因此，在這樣一個實施例中，有分別耦合到五十(50)條線上的五十(50)個模擬卡310在一個實施例中，線路為雙絞線。處理單元302可以是個通用計算機裝置諸如數(shù)字信號處理器(DSP)或者是專用特別裝置。總線裝置308可以采取許多裝置和形式。模擬卡310不必設(shè)計用于單獨的線路，而能是支持多線路的一個單獨的卡或電路。
在不集中處理的情況下，圖3中的處理單元302能被每條線路的調(diào)制解調(diào)器所替代。每條線路的處理于是能為每條線路獨立地執(zhí)行。這種情況中，調(diào)制解調(diào)器連同模擬電路可以放在單獨的卡上。
NEXT干擾問題出現(xiàn)在接近于處理和分配單元300的輸出端的線路上。對于圖3說明的方框圖，NEXT干擾是最廣泛接近模擬卡310的輸出端，因為就是在這里線路彼此最接近并具有其最大的能量差(發(fā)送和接收信號之間)。換言之，從處理和分配單元300的輸出中，線路向遠程單元傳輸。通常，絕大多數(shù)距離是在屏蔽電纜之內(nèi)，例如這些電纜持有五十(50)條雙絞線，而其余的距離超過單獨非屏蔽雙絞線。由于所有這些線路(例如雙絞線)都保持在極接近于電纜之處并且個別提供防止來自電纜內(nèi)其它線路耦合的電磁波的屏蔽，則電纜內(nèi)線路之間的串話干擾(稱為NEXT干擾和FEXT干擾)是不難看出的。
根據(jù)提供的業(yè)務(wù)級別，用SDMT實施的數(shù)據(jù)傳輸對上行流和下行流傳輸能夠?qū)ΨQ或不對稱。對于對稱傳輸，DMT碼元趨向于在相等的持續(xù)時間上以交替方向發(fā)送。換言之，發(fā)送下行流DMT碼元的持續(xù)時間與發(fā)送上行流DMT碼元的持續(xù)時間相同。對于非對稱傳輸，發(fā)送DMT碼趨向于下行流比上行流的持續(xù)時間更長。
在VDSL中已提出了包括固定數(shù)目(例如20)幀的超幀結(jié)構(gòu)，每幀與一個DMT碼元有關(guān)。利用這樣一個幀結(jié)構(gòu)，用于下行流傳輸?shù)膸瑪?shù)目和用于上行流傳輸?shù)膸瑪?shù)目可以改變。從而，具有幾個可能出現(xiàn)的不同的超幀格式。典型地，超幀構(gòu)成了幾個幀的下行流脈沖串和幾個幀的上行流脈沖串。靜態(tài)幀被插入在上行流和下行流脈沖串之間以允許信道在傳輸方向改變之前去安排。
圖4是說明在其中提供某級業(yè)務(wù)的一個示范超幀格式400的圖解。超幀格式400是個非對稱幀，包括下行流部分402，靜態(tài)部分404，上行流部分406，和靜態(tài)部分408。靜態(tài)部分(靜態(tài)周期)404和408被安置在下行流和上行流傳輸之間。對于這個非對稱超幀格式400。下行流部分402實際上大于(例如更長的脈沖串)上行流部分406。這樣一個超幀格式對于其中下行流話務(wù)遠大于上行流話務(wù)的情況是有用的。正如對于圖2的示例，超幀格式400能包括16個碼元下行流；1個靜態(tài)周期；2個碼元上行流；和1個靜態(tài)周期。
利用在中央單元(處理和分配單元204或處理單元302)的適當同步和均勻超幀格式，對電纜內(nèi)的所有線路提供相等持續(xù)時間的同步傳輸。從而，NEXT干擾問題被有效地消除。中央單元和遠程單元的同步對于準確的數(shù)據(jù)恢復(fù)也很重要。在同步VDSL和SDMT系統(tǒng)中需要這些同步。根據(jù)本發(fā)明，下面利用圖5-12來描述改進的同步技術(shù)。
圖5A是根據(jù)本發(fā)明的基本實施例的同步處理500的流程圖。首先，同步處理500測量在接收數(shù)據(jù)n個連續(xù)幀中的能量502。然后根據(jù)所測量的n個連續(xù)幀的能量值計算一個校準差錯估算504，方框504之后，完成并結(jié)束同步處理500。
圖5B是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的同步處理550的一個方框圖。首先，同步處理550測量在接收數(shù)據(jù)的n個連續(xù)幀中的能量552。其次，根據(jù)所測得的n個連續(xù)幀的能量值檢測一個邊沿554。然后從已檢測的邊沿的位置來計算校準差錯估算556。此后，根據(jù)校準差錯估算，同步處理550能夠調(diào)整其同步基準558。方框558之后，完成和結(jié)束同步處理550。
根據(jù)同步處理500或550，通過確定和調(diào)理遠程單元的接收機的同步來自中央單元的傳輸，遠程單元能夠與中央單元建立同步。一旦同步，中央單元和遠程單元能夠以時分雙工方式共享信道(傳輸線路)。而且，同步處理500或550利用自遠程單元的傳輸適合于確定和調(diào)整在中央單元的接收機的同步。
圖6A和6B是根據(jù)本發(fā)明更詳細的實施例的同步處理600的流程圖。一旦開始同步處理600，就獲得接收數(shù)據(jù)n個連續(xù)幀的FFT輸出602。典型地，收發(fā)信機的接收機側(cè)將從傳輸線接收數(shù)據(jù)并發(fā)送接收的數(shù)據(jù)到?！獢?shù)轉(zhuǎn)換器并隨后到FFT單元，諸如圖1B所示。因此，F(xiàn)FT的輸出可以從FFT單元的輸出中獲得。FFT的輸出是頻域信號。
下一步，對RF干擾敏感的FFT輸出被分開604，然后剩余的FFT輸出用于后來的處理。典型地，一幀包含多個不同的頻率音調(diào)。每個頻率音調(diào)能夠具有對其編碼的數(shù)據(jù)用于傳輸。然而，某個頻率音調(diào)比其它有頻率音調(diào)更敏感于RF干擾。在RF干擾是由業(yè)余無線電用戶造成的情況下，通常知道該幀的哪個頻率音調(diào)同樣遭受來自業(yè)余無線電戶的RF干擾。在同步的多載波VDSL系統(tǒng)的遠程單元的情況中，其中一幀具有256個頻率音調(diào)，頻率音調(diào)6至40通常不受來自業(yè)余無線電用戶的RF干擾，有很小的衰減，由于較低頻率音調(diào)有很小衰減，并因此足夠獲得可靠的同步結(jié)果。因此，在一個實施例中，來自n個連續(xù)幀的每個頻率音調(diào)6至40用于隨后的處理。
下一步，確定剩余FFT輸出的n個連續(xù)幀的能量值606。作為示例，如果使用了頻率音調(diào)6至40，則獲得自FFT單元的相應(yīng)的輸出并隨后轉(zhuǎn)換為能量值并一起求和以便產(chǎn)生該幀的單獨能量值。最好，能量值為該幀的功率值。作為一個示例，通過對使用中的FFT單元的輸出進行模的平方求和，就能夠獲得一個幀的韻能量值?；蛘?，在濾出受到實際的RF干擾的數(shù)量的這些時域值之后，通過求和時域樣值的能量能夠獲得能量值。
一旦確定了n個連續(xù)幀的能量值606，則同步處理600根據(jù)所確定的能量值檢測在接收數(shù)據(jù)之內(nèi)的脈沖串邊沿608。通過檢測脈沖器邊沿，接收機能夠識別來自發(fā)射機的接收數(shù)據(jù)脈沖串何時開始。脈沖串邊沿因此識別來自發(fā)射機的接收傳輸?shù)拈_始(或終止)并還識別該幀的同步。也能檢測到接收數(shù)據(jù)內(nèi)的后沿和/或超幀特性(超幀信息)。
下一步，利用檢測的脈沖串邊沿來確定用于幀邊界設(shè)定的校準差錯估算610。這里，使用已經(jīng)被檢測脈沖串邊沿608，就能確定用于幀邊界設(shè)定的校準差錯估算。特別是，從脈沖串邊沿確定的能量值中，遠程單元同步處理600能夠確定一幀的校準差錯(即，在幀同步中的差錯)。典型地，校準差錯被估算為一幀的一部分。此后，根據(jù)該校準差錯估算能夠調(diào)整幀邊界。
一旦調(diào)整612，則應(yīng)建立幀同步。然而，最好是，同步處理600繼續(xù)確認已經(jīng)取得同步。特別是，方框612之后，決定方框614確定校準差錯估算的絕對值是否低于預(yù)定門限。如果校準差錯估算不低于預(yù)定門限，則同步處理600返回重復(fù)方框602及后面的方框以便反復(fù)地降低差錯幅度。另一方面，當方框614決定校準差錯估算低于預(yù)定門限時，則輸出超幀信息616。作為一個示例，超幀信息能夠表示接收傳輸?shù)拈_始和接收傳輸?shù)慕K止和/或脈沖串中的幀數(shù)，方框616之后，完成和結(jié)束同步處理600。
通常，當利用有效數(shù)量調(diào)理幀同步612時，校準差錯估算大于預(yù)定門限值。因此，同步處理600將重復(fù)并應(yīng)產(chǎn)生低于預(yù)定門限的一個小校準差錯量。然后，同步處理單元600能夠進行到方框616。另外，當利用高置信度準確地產(chǎn)生校準差錯估算時，可以取消決定方框614。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的邊沿檢測處理700的方框圖。邊沿檢測處理700描述在檢測脈沖串邊沿的圖6A中的方框608上的附加的細節(jié)。邊沿檢測處理700首先計算n個確定能量值的連續(xù)能量差702。這些連續(xù)能量差可以被標記為1至i。下一步，確定最大能量差和其標記(j)704。然后存儲標記(j-1)和(j+1)處的能量差用于后來的恢復(fù)706。方框706之后，完成邊沿檢測處理700并且處理返回到同步處理600的方框610。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的校準差錯估算處理800的方框圖。校準差錯估算處理800描述在確定校準差錯估算的圖6A中的方框610的附加的細節(jié)。校準差錯估算處理800首先確定與標記(j+1)和(j-1)處的能量值的差異量802。在標記(j+1)和(j-1)處的能量值是緊接在標記(j)處的最大能量差的前一個和后一個能量值。例如，能量值可以是功率值。下一步，差異量被標定以便產(chǎn)生校準差錯估算804。在這個實施例中，校準差錯估算代表一幀的一小部分。從而，將由這小部分幀斷開接收機與數(shù)據(jù)發(fā)送單元的同步。方框804之后，完成校準差錯處理800并且處理返回到同步處理600的方框612。
圖9A和9B表示通過二十幀序列的接收數(shù)據(jù)的能量值(e)和能量差值(Δe)的圖解。在圖9A中，圖解900描繪表示在6至15幀附近的脈沖串數(shù)據(jù)的20個幀的能量值(e)。作為一個示例，由圖6A中的方框606產(chǎn)生能量值(e)。在圖9B中，圖解902繪制確定的能量值的連續(xù)能量差值(Δe)。連續(xù)能量差值(Δe)識別與接收數(shù)據(jù)中的邊沿或轉(zhuǎn)換點有關(guān)的區(qū)域。第一個邊沿表示起始沿或數(shù)據(jù)的脈沖串的開始并有時在區(qū)域904之內(nèi)，而第二個邊沿906表示下降沿，或數(shù)據(jù)脈沖串的終止，并有時在區(qū)域906之內(nèi)。作為一個示例，能量差值(Δe)由圖7的方框702確定。
正如圖9A和9B所見，接收機不適合于與來自遠程設(shè)置的發(fā)射機的輸入發(fā)送數(shù)據(jù)同步。特別是，自發(fā)射機中接收數(shù)據(jù)的脈沖串的開始起始在幀6中某處。為了適當?shù)赝剑谶@個示例中來自發(fā)射機的數(shù)據(jù)脈沖串應(yīng)該確切地在幀6的開始處開始。通過利用能量差值(Δe)，該技術(shù)在接收數(shù)據(jù)上取得實際上的抗噪聲電平性能。圖解902表示數(shù)據(jù)脈中串的起始沿是在區(qū)域904之內(nèi)，即有時在幀6內(nèi)，并且數(shù)據(jù)脈沖串的下降沿在區(qū)域906內(nèi)，即有時在幀14內(nèi)。
圖10A和10B表示根據(jù)本發(fā)明進行校準調(diào)整即，具有適當?shù)耐街髮τ谠趫D9A和9B中說明的示例的用于通過一系列二十幀的接收數(shù)據(jù)的能量值(e)和能量差值(Δe)，在圖10A中，圖解1000表示在幀6和14之間的數(shù)據(jù)脈沖串，在幀6的起始處有起始沿1002，在幀14的結(jié)尾處有下降沿1004。在圖10B中，圖解1006說明通過二十個幀的連續(xù)能量差值(Δe)，包括起始最大點1008和下降最大點1010。數(shù)據(jù)脈沖串的起始沿(幀6)表示所接收的數(shù)據(jù)脈沖串的開始幀，而反向沿(幀15)表示數(shù)據(jù)脈沖串終止之后的幀。從這個信息中，所接收的脈沖串長度能夠推導(dǎo)出來(9個幀)，并且能夠識別超幀格式(9-1-9-1)。
在同步期間，在超幀的每個幀中觀察到的能量值中的連續(xù)差將顯示正和負峰。正峰表示脈沖串的前沿，負峰表示脈沖串的終止。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，邊沿檢測處理調(diào)整幀校準使得增大最大差，右手鄰域能量差被迫為零。當獲得同步后，結(jié)果如圖10B所示。注意邊沿檢測處理對觀察到的絕對幅度相對敏感。連續(xù)差方法只要求在“靜態(tài)”幀(由于有噪聲，不是真正的靜態(tài))中的能量比在活動幀中的能量更小并且對于每類型的幀，能量接近于常數(shù)。
當數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)操作去刪除接收機的循環(huán)前置時，在幀/超幀校準中可以產(chǎn)生死區(qū)，該死區(qū)為循環(huán)前置的寬度，因為循環(huán)前置的移動丟失了對幀同步有用的樣值，但因此從FFT單元中不能得到。解決這個幀有512個樣值和循環(huán)前置有40個樣值的死區(qū)的一個技術(shù)被用于從樣值41到552及利用樣值1到512的能量估算，并隨后采取這些能量估算方式取得隨后用于脈沖串檢測處理的組合能量估算。
上述的同步處理通常被應(yīng)用于遠程側(cè)和央側(cè)同步。對于遠程單元的同步處理，在遠程單元的接收機獲得并維持與中央單元發(fā)射機的數(shù)據(jù)傳輸(脈沖串)的同步。對于中央單元的同步處理，在中央單元的接收機獲得并維持與遠程單元發(fā)射機的數(shù)據(jù)傳輸(脈沖串)同步。在一個實施例中，通過設(shè)定或調(diào)整接收幀校準來管理同步，用于在接收機處恢復(fù)數(shù)據(jù)傳輸脈沖串。
由于線路(或信道)往返行程的延時，自遠程單元的上行流傳輸?shù)竭_中央單元的時間將改變并且如果不進行校準，則可能晚于往返行程延遲的長度。從而，中央單元需要調(diào)整其接收幀校準以便于在中央單元的接收機中使用正確的接收樣值。在中央單元執(zhí)行調(diào)整其接收幀校準的處理類似于以上描述的用于遠程單元的同步處理。通常，在接收的上行流幀中的能量是通過對應(yīng)于遠程單元的上行流傳輸脈沖串的長度的多個幀來測量的。這些能量值被用來識別上行流傳輸脈沖串的開始并隨后確定校正以便校準具有從遠程單元接收的數(shù)據(jù)幀的接收幀邊界指針。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的接收機1100的方框圖。接收機1100是時域雙工傳輸系統(tǒng)的一部分。在圖11所示的接收機1100的結(jié)構(gòu)可以被用于中央局收發(fā)信機和遠程收發(fā)信機任何一個或二者。
接收機1100接收從發(fā)射機(例如，中央局發(fā)射機)通過信道發(fā)送的模擬信號1102。接收的模擬信號隨后被送到?！獢?shù)(ADC)1104，轉(zhuǎn)換該接收的模擬信號為數(shù)字信號。數(shù)字信號隨后被送到暫存這些數(shù)字信號的輸入緩沖器1106。FFT單元1108根據(jù)接收幀邊界指針1110恢復(fù)來自輸入緩沖器1106的一個數(shù)據(jù)幀，并隨后產(chǎn)生頻域信號。
根據(jù)本發(fā)明，F(xiàn)FT單元1108輸出頻域信號1112給幀同步單元1114。幀同步單元1114操作以便執(zhí)行以上參照圖5-10B討論的同步處理。幀同步單元1114輸出校準差錯估算1116給控制器1118?？刂破?118然后調(diào)整接收幀邊界指針1110用于訪問來自輸入緩沖器1106的接收數(shù)據(jù)。因此，幀同步單元1114以抗RF干擾(例如，諸如業(yè)余無線電用戶)的方式提供時域雙工傳輸系統(tǒng)中的幀同步?？刂破?118還控制接收機1100的整個操作。例如，控制器1118控制接收機1100去執(zhí)行初始化操作并監(jiān)視備用狀態(tài)數(shù)據(jù)傳輸。例如，控制器1118能夠由數(shù)字信號處理器、微處理器或控制器、或特定電路實施。在接收機1100形成收發(fā)信機部分的情況下，控制器1118能夠被在多個收發(fā)信機之間共享的，或?qū)γ總€發(fā)射機和接收機單獨提供的收發(fā)信機的發(fā)送和接收側(cè)二者所使用。同樣，幀同步單元1114能夠由數(shù)字信號處理器，微處理器或微控制器，或特定電路來實施。
返回到接收數(shù)據(jù)通路，由FFT單元1108輸出的頻域信號1112然后被FEQ單元1120均衡。均衡的信號然后送給數(shù)據(jù)碼元解碼器1122。數(shù)據(jù)碼元解碼器1122操作解碼該均衡的信號以便恢復(fù)在接收碼元的每個頻率音調(diào)上發(fā)送的數(shù)據(jù)。根據(jù)存儲在接收比特和能量分配表1124的比特分配信息執(zhí)行數(shù)據(jù)碼元解碼器1122的解碼。解碼的數(shù)據(jù)于是送給FEC單元1126并隨后存儲在輸出緩沖器1128中，此后，當需要時，恢復(fù)的數(shù)據(jù)1130(存儲的解碼數(shù)據(jù))可以從輸出緩沖器1128中恢復(fù)。
在圖11中所示的接收機1100可選地包括其它部件。例如，相應(yīng)的發(fā)射機在IFFT單元之后給碼元增加一個循環(huán)前置時，接收機1100可以在FFT單元1108之前去掉循環(huán)前置。而且，接收機1100可以在ADC1104和FFT單元1106之間提供一個時域均衡器(TEQ)單元。TEQ單元的附加詳情包含在1997年5月12目提交的、名稱為“多路徑時域均衡”的美國專利號5,285,474和美國申請系列號為60/046,244(代理人證號AMATP021+)中，在此合并援引以作參考。
此外，本發(fā)明提供技術(shù)以同步在中心側(cè)的傳輸(即，中央單元)。利用在中央側(cè)的同步傳輸，假定所有的電纜線路提供相同的服務(wù)級別(即超幀格式)，則NEXT干擾被基本消除。然而，如果通過電纜內(nèi)線路自中央側(cè)的傳輸沒有被適當?shù)赝剑瑒tNEXT干擾基本上成為有效和準確操作數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的障礙。因此，本發(fā)明也包含這些技術(shù)以便在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的中央側(cè)發(fā)射機上調(diào)整發(fā)送幀邊界。其普通原理是利用來自其它中央側(cè)傳輸?shù)腘EXT干擾。如果NEXT干擾不足以用于同步目的的檢測，則在接收期間將假定為無意義，并因此不需要同步。
通常，通過全部利用提供給中央側(cè)的公共主時鐘，在中央側(cè)的各種發(fā)射機能夠彼此同步。然而，出于某種或其它原因，有時這樣一個主時鐘無效。而且，即使有效，各種發(fā)射機應(yīng)被安置在距主時鐘源稍遠的位置以便在各種傳輸之間造成小的同步差。因此，根據(jù)本發(fā)明的同步技術(shù)也可以被用于同步中央側(cè)的各種傳輸。
圖12是用于同步相鄰發(fā)射機以便補償小同步差的同步處理1200的方框圖。如果這些小同步差不去修正，過一段時間，不同步的程度更糟。同步處理1200首先測量從中央側(cè)的其它發(fā)射機中接收的能量1202。這里，在靜態(tài)周期(或保護周期)，從中央側(cè)的其它發(fā)射機中接收的能量被與發(fā)射機有關(guān)的接收機(即、收發(fā)信機)所測量。來自各種發(fā)射機的傳輸都遵循相同的超幀格式。最好，第二靜態(tài)周期(即上行流傳輸之后)被用于測量能量因為有趨于小的回波現(xiàn)象。下一步，決定方框1204確定所測量的能量是否大于預(yù)定門限量。如果確定在靜態(tài)期間測得的能量大于預(yù)定門限量，則NEXT干擾現(xiàn)象被檢測。由于檢測了NEXT干擾，則知道在中央側(cè)的發(fā)射機不同步。因此，在接收機的定時校準被修正1202以便對于中央側(cè)其它發(fā)射機，同步其校準。例如，通過改變振蕩頻率或改變(增加或減小)超幀的長度能夠修改定時校準。另一方面，當確定測量的能量低于預(yù)定門限量時，則認定中央側(cè)的發(fā)射機不足以校準并因此進入方框1206。方框1206或方框1204之后，當不超過預(yù)定門限時，完成和結(jié)束同步處理1200。
同步處理1200被中央側(cè)的所有收發(fā)信機執(zhí)行。通過重復(fù)同步處理1200，逐漸地校準將接近更小的穩(wěn)定狀態(tài)，特別是如果只在一個方向進行校準調(diào)整時。
再說，如圖4所示，超幀格式有兩個靜態(tài)周期404和408。同步處理1200利用這兩個靜態(tài)周期404和408之一。當中央側(cè)的接收機在靜態(tài)周期408期間聽到NEXT干擾時，就意味著這個收發(fā)信機晚了并且應(yīng)當早些發(fā)送。另外，如果中央側(cè)的接收機使用靜態(tài)周期404并在靜態(tài)周期404期間聽到NEXT干擾，就意味著這個收信機早了并應(yīng)當晚些發(fā)送。然而，在中央側(cè)發(fā)信機調(diào)整其定時校準之前，它可能通知相應(yīng)的遠程單元改變以便于也修改其定時校準。例如，這個對遠程的通知能通過額外(over head)信道來執(zhí)行。
該同步技術(shù)需要區(qū)分下行流NEXT干擾和上行流FEXT干擾。多種不同的方法能獲得這種情況。在利用具有256個音調(diào)的DMT幀的VDSL的情況下，區(qū)分上行流傳輸和下行流傳輸?shù)囊环N方式是利用只具有下行流傳輸?shù)亩种荒慰固氐囊粽{(diào)128。正如上述，靜態(tài)周期被用來測量來自相鄰下行流傳輸?shù)母蓴_。如果檢測到下行流區(qū)別特征(大于某一門限)，則意味著這個單元的時鐘比干擾發(fā)射機的時鐘運行的更快。
對同步的調(diào)整可以是修改特定收發(fā)信機的時鐘的時鐘頻率，諸如利用壓控振蕩器。或者，一個額外循環(huán)可以插入到超幀結(jié)構(gòu)中。在VDSL中，如果中央側(cè)收發(fā)信機的時鐘在彼此100ppm之內(nèi)，則每個超幀插入1個樣值(11.040個樣值)將足以監(jiān)視同步。如果，中央側(cè)收發(fā)信機只能插入，則中央側(cè)收發(fā)信機將在成組的最低時鐘頻率上接近一致(具有很大的NEXT)。
例如，音調(diào)128的能量能利用特定單一音調(diào)DFT測量|Z128|2=[ΣK=0255X2K(-1)K]2+[ΣK=0255X2K+1(-1)K+1]2]]>如果測量的能量大于預(yù)定門限，則在后來的下行流傳輸中插入一個樣值(額外循環(huán))。
本發(fā)明的優(yōu)點有很多。本發(fā)明的一個優(yōu)點是即使出現(xiàn)射頻(RF)干擾，諸如由于業(yè)務(wù)無線電信號，也能取得同步。本發(fā)明的另一個優(yōu)點是它很適合于利用時分雙工諸如同步DMT或同步VDSL的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。本發(fā)明的又一個優(yōu)點是對背景或接收機噪聲相對不敏感。
因此，本發(fā)明包括調(diào)整用于第一收發(fā)信機的一個校準的方法，以便接收從第二收發(fā)信機通過傳輸媒介向第一收發(fā)信機發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，該第一收發(fā)信機和該第二收發(fā)信機與提供利用時分雙工的雙向數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)有關(guān)，該方法包含動作(a)測量用于多個接收數(shù)據(jù)連續(xù)幀的每個的能量數(shù)值；和(b)根據(jù)所測量的能量數(shù)值計算一個校準差錯估算。
上文例舉的方法還包括，其中校準差錯估算是作為一部分幀的估算的校準差錯。
上文例舉的方法還包括，其中數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)利用具有多個幀的超幀結(jié)構(gòu)發(fā)送數(shù)據(jù)，超幀中的第一組幀以第一方向發(fā)送數(shù)據(jù)，超幀中的第二組幀以第二方向發(fā)送數(shù)據(jù)。
上文例舉的方法還包括，其中第一收發(fā)信機利用幀邊界指針去識別正接收的超幀中的幀的開始，其中該方法還包括(c)根據(jù)校準差錯估算調(diào)整幀邊界指針。
上文例舉的方法還包括，其中校準差錯估算是作為一部分幀的估算的校準差錯。
上文例舉的方法還包括，其中該方法還包括(d)比較校準差錯估算與門限量；(e)重復(fù)步驟(a)-(d)，直到比較(d)表示校準差錯估算小于門限量。
上文例舉的方法還包括，其中該方法還包含(f)輸出超幀識別信息。
上文例舉的方法還包括，其中計算(b)包含根據(jù)測量的能量數(shù)值檢測在接收數(shù)據(jù)多個連續(xù)幀中的邊沿；并利用在多個連續(xù)幀中檢測的邊沿確定校準差錯估算。
上文例舉的方法還包括，其中檢測的邊沿是個脈沖串邊沿。
上文例舉的方法還包括，其中檢測包括在多個測量的能量數(shù)值中計算連續(xù)能量差；并識別最大的一個連續(xù)能量差，該最大的一個連續(xù)能量差對應(yīng)于該脈沖串邊沿。
上文例舉的方法還包括其中計算(b)包含識別優(yōu)先能量差和隨后的能量差，該優(yōu)先能量差是緊接在最大一個連續(xù)能量差之前的一個連續(xù)差，而隨后的能量差是緊接在最大一個連續(xù)能量差之后的一個連續(xù)差；并根據(jù)優(yōu)先能量差和隨后的能量差確定校準差錯估算。
上文例舉的方法還包括，其中校準差錯估算的確定在隨后的能量差和優(yōu)先能量差之間計算差異量。
上文例舉的方法還包含，其中校準差錯估算的確定在隨后的能量差和優(yōu)先能量差之間計算差異量，并隨后規(guī)范差異量以并產(chǎn)生校準差錯估算。
上文例舉的方法還包含，其中第一收發(fā)信機利用幀邊界指針來識別正接收的超幀中的幀的開始，且其中該方法還包含(c)根據(jù)校準差錯估算調(diào)整幀邊界指針。
上文例舉的方法還包含，其中校準差錯估算是作為一部分幀的一個估算的校準差錯。
上文例舉的方法還包括，其中該方法進一步包含(d)比較該校準差錯估算與預(yù)定量；(e)重復(fù)(a)-(d)直到比較(d)表示校準差錯估算低于門限量。
上文列舉的方法還包括，其中該方法進一步包含(f)輸出幀識別信息。
上文例舉的方法還包括，其中第一收發(fā)信機是遠程單元并且第二收發(fā)信機是中央單元。
上文例舉的方法還包括，其中第二收發(fā)信機是遠程單元而第一發(fā)信機是中央單元。
上文例舉的方法還包括，其中能量數(shù)值是功率數(shù)值。
上文例舉的方法還包括，其中數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)利用具有多個幀的超幀結(jié)構(gòu)發(fā)送數(shù)據(jù)，某些幀以第一方向發(fā)送數(shù)據(jù)，某些幀以第二方向發(fā)送數(shù)據(jù)，并且某些幀含有用于超幀結(jié)構(gòu)的循環(huán)前置，還有其中能量數(shù)值的測量(a)包含測量用于超幀結(jié)構(gòu)的接收數(shù)據(jù)的第一組連續(xù)幀的能量數(shù)值；測量用于超幀結(jié)構(gòu)的接收數(shù)據(jù)的第二組連續(xù)幀的能量數(shù)值，該第二組連續(xù)幀從第一組連續(xù)幀中偏移并與其重疊；和將第一和第二組連續(xù)幀的相應(yīng)連續(xù)幀的能量數(shù)量組合在一起以便產(chǎn)生用于計算(b)的能量數(shù)值。
上文例舉的方法還包括，其中在第一和第二組連續(xù)幀中的幀數(shù)等于低于循環(huán)前置長度的超幀結(jié)構(gòu)長度。
上文列舉的方法還包括，其中組合確定意味著包括循環(huán)前置的每個超幀結(jié)構(gòu)的幀的能量數(shù)值。
還包括的是含有程序指令的計算機可讀媒介，用于調(diào)整第一收發(fā)信機的校準以便接收從第二收發(fā)信機通過傳輸媒介向第一收發(fā)信機發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，該第一收發(fā)信機和第二收發(fā)信機與提供利用時分雙工的雙向數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)有關(guān)，該計算機可讀媒介包含第一計算機可讀代碼裝置，用于測量接收數(shù)據(jù)的多個連續(xù)幀的每個的能量數(shù)量；和第二計算機可讀代碼裝置，用于根據(jù)測量的能量數(shù)計算校準差錯估算。
上文列舉的計算機可讀媒介還包括的是，其中第二計算機可讀媒介包含；計算機可讀代碼裝置，用于根據(jù)測量的能量數(shù)檢測接收數(shù)據(jù)的多個連續(xù)幀中的邊沿；和計算機可讀代碼裝置，用于利用在多個連續(xù)幀中檢測的邊沿確定校準差錯估算。
上文列舉的計算機可讀媒介還包括的是，其中第二計算機可讀媒介還包含計算機可讀代碼裝置，用于計算在多個測量的能量數(shù)中的連續(xù)能量差；和計算機可讀代碼裝置，用于識別最大的一個連續(xù)能量差，該最大的一個連續(xù)能量差對應(yīng)一個脈沖串邊沿。
上文列舉的計算機可讀媒介還包括的是，其中第二計算機可讀媒介包含計算機可讀代碼裝置，用于識別優(yōu)先能量差和隨后的能量差，該優(yōu)先能量差是緊接于最大一個連續(xù)能量差之前的一個連續(xù)差，而隨后的能量差是緊接于最大一個連續(xù)能量差之后的一個連續(xù)差；計算機可讀代碼裝置，用于根據(jù)優(yōu)先能量差和隨后的能量差來確定校準差錯估算。
上文列舉的計算機可讀媒介還包括的是，其中數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)利用具有多個幀的超幀結(jié)構(gòu)發(fā)送數(shù)據(jù)，某些幀以第一方向發(fā)送數(shù)據(jù)，某些幀以第二方向發(fā)送數(shù)據(jù)，和某些幀含有用于超幀結(jié)構(gòu)的循環(huán)前置，并且其中用于測量能量數(shù)值的第一計算機可讀代碼裝置包含用于測量用于超幀結(jié)構(gòu)的接收數(shù)據(jù)的第一組連續(xù)幀的能量數(shù)值的計算機可讀代碼；用于測量用于超幀結(jié)構(gòu)的接收數(shù)據(jù)的第二組連續(xù)幀的能量數(shù)值的計算機可讀代碼，第二組連續(xù)幀從第一組連續(xù)幀中偏移并與之重疊；和用于組合第一和第二組連續(xù)幀的相應(yīng)連續(xù)幀的能量數(shù)量的計算機可讀代碼以便產(chǎn)生用于第二計算機可讀代碼裝置的能量數(shù)值。
上文列舉的計算機可讀媒介還包括的是，其中組合確定用于每個包括前置循環(huán)的超幀結(jié)構(gòu)幀的平均能量數(shù)值。
上文列舉的計算機可讀媒介還包括的是，其中在第一和第二組連續(xù)幀中的幀數(shù)等于低于循環(huán)前置長度的超幀結(jié)構(gòu)長度。
還包括的是利用時分雙工以便在數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收之間交替的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的接收機，該接收機包含一個模—數(shù)轉(zhuǎn)換器、該?！D(zhuǎn)換器接收通過信道向接收機發(fā)送的模擬信號并轉(zhuǎn)換接收的模擬信號為接收數(shù)字信號；一個輸入緩沖器，用于暫存接收的數(shù)字信號；一個多載波解調(diào)單元，該多載波解調(diào)單元解調(diào)來自輸入緩沖器的接收的數(shù)字信號為多個不同載頻的頻域信號；一個幀同步單元，該幀同步單元根據(jù)多載波解調(diào)單元產(chǎn)生的頻域數(shù)據(jù)的能量隨時間變化的特點同步用于多載波解調(diào)單元的接收幀邊界；一個比特分配表，該分配表存儲正在接收機處接收的發(fā)送數(shù)據(jù)中使用的比特分配信息；一個數(shù)據(jù)碼元解碼器，該數(shù)據(jù)碼元解碼器接收頻域數(shù)據(jù)并根據(jù)存儲在比特分配表中的比特分配信息解碼與來自載頻的頻域數(shù)據(jù)有關(guān)的比特；和一個輸出緩沖器，用于存儲作為恢復(fù)數(shù)據(jù)的解碼比特。
上文列舉的接收機還包括的是，其中幀同步單元確定一個校準調(diào)整量，其中接收機還包含用于控制接收機的整個操作的一個控制器，該控制器接收來自幀同步單元的校準調(diào)整量并從而調(diào)整用于輸入緩沖器的接收幀邊界指針。
上文列舉的接收機還包括的是，其中至少一個幀同步單元和控制器由處理器實施。
上文列舉的接收機還包括的是，其中幀同步單元是一個處理器。
上文列舉的接收機還包括的是，其中接收的數(shù)據(jù)信號不希望地包括射頻干擾，并且?guī)絾卧雎耘c射頻干擾的頻率范圍重疊的頻域數(shù)據(jù)部分。
還包括的是上文列舉的接收機，其中數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是同步DMT系統(tǒng)，并且其中多載波解調(diào)單元包括一個FFT單元。
利用時分雙工以便在數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收之間交替的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的接收機還包括的是，該接收機包含一個?！獢?shù)轉(zhuǎn)換器，該?！獢?shù)轉(zhuǎn)換器接收通過信道向接收機發(fā)送的模擬信號并轉(zhuǎn)換接收的模擬信號為數(shù)字信號；一個輸入緩沖器，用于暫存接收的數(shù)字信號；一個多載波解調(diào)單元，該多載波解調(diào)單元解調(diào)來自輸入緩沖器的接收的數(shù)字信號為多個不同載頻的頻域信號；幀同步裝置，用于根據(jù)多載波解調(diào)單元產(chǎn)生的頻域數(shù)據(jù)的能量隨時間變化的特點同步用于多載波解調(diào)單元的接收幀邊界；一個比特分配表，該分配表存儲正在接收機接收的發(fā)送數(shù)據(jù)中使用的比特分配信息；一個數(shù)據(jù)碼元解碼器，該數(shù)據(jù)碼元解碼器接收頻域數(shù)據(jù)并根據(jù)存儲在比特分配表中的比特分配信息解碼與來自載頻的頻域數(shù)據(jù)有關(guān)的比特；和一個輸出緩沖器，用于存儲作為恢復(fù)數(shù)據(jù)的解碼比特。
在中央站具有多個發(fā)射機的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中還包括的是，發(fā)射機根據(jù)包括至少一個靜態(tài)周期的超幀格式發(fā)送數(shù)據(jù)，用于將給定的發(fā)射機的數(shù)據(jù)傳輸與中央站的其它發(fā)射機同步的方法，該方法包含動作(a)由于有來自中央站的其它發(fā)射機的數(shù)據(jù)傳輸，測量在靜態(tài)周期與給定發(fā)射機有關(guān)的能量；(b)比較測量的能量與預(yù)定量；(c)當比較(b)表示測量的能量超出門限量時，修改由給定發(fā)射機的傳輸?shù)耐健?br> 上文列舉的方法還包括的是，其中數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)利用時分雙工發(fā)送數(shù)據(jù)，并且其中發(fā)射機是中央站處的收發(fā)信機的一倍分。
上文列舉的方法還包括的是，其中數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是多載波數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。
上文列舉的方法還包括的是，其中修改(c)包含調(diào)整定時校準以便減小串話干擾。
上文列舉的方法還包括的是，其中調(diào)整增大或減小了超幀格式的長度。
上文列舉的方法還包括的是，其中調(diào)整改變給定發(fā)射機的本地時鐘頻率。
上文列舉的方法還包括的是，其中數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是多載波數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，并且其中外部時鐘信號不能用于同步發(fā)射機，并且其中修改(c)包含調(diào)整定時校準以便減小串話干擾。
上文列舉的方法還包括的是，由于來自中央站的其它發(fā)射機的數(shù)據(jù)傳輸，則在靜態(tài)周期與給定發(fā)射機有關(guān)的能量測量(a)操作以便區(qū)分來自其它發(fā)射機的輸出數(shù)據(jù)傳輸和輸入數(shù)據(jù)接收，以便于因為來自其它發(fā)射機的輸出數(shù)據(jù)傳輸而不因為輸入數(shù)據(jù)接收，則測量(a)測量靜態(tài)周期中的能量。
計算機可讀媒介還包括的是含有程序指令，用于在中央站處具有多個發(fā)射機的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中同步數(shù)據(jù)傳輸，其中外部時鐘信號不能用于同步發(fā)射機，發(fā)射機根據(jù)包含至少一個靜態(tài)周期的超幀格式發(fā)送數(shù)據(jù)，該計算機可讀媒介包含第一計算機可讀代碼裝置，由于來自中央站的其它發(fā)射機的數(shù)據(jù)傳輸，用于測量在靜態(tài)期與給定發(fā)射機有關(guān)的能量；第二計算機可讀代碼裝置，用于比較測量的能量與門限量；和第三計算機可讀代碼裝置，用于當比較表示所測量的能量超過門限量時，修改給定發(fā)射機的傳輸?shù)耐健?br> 上文列舉的計算機可讀媒介還包括的是，其中數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是利用時分雙工發(fā)送數(shù)據(jù)的多載波數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，并且發(fā)射機是中央站處的部分收發(fā)信機，并且其中第三計算機可讀代碼裝置操作來調(diào)整定時校準以便減少串話干擾。
從所述說明書中本發(fā)明的很多特征和優(yōu)點是清楚的，并因此，所附權(quán)利要求想覆蓋本發(fā)明所有這樣的特征和優(yōu)點。另外，由于本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地進行大量的修改和變型，則不限制本發(fā)明為圖示和描述的確切結(jié)構(gòu)和操作。因此，所有適宜的修改和等效物可以被歸類為落入本發(fā)明的范疇之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)整第一收發(fā)信機的一個校準的方法，以便接收從第二收發(fā)機通過傳輸媒介向第一收發(fā)信機發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，該第一收發(fā)信機和第二收發(fā)信機與提供利用時分雙工的雙向數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)有關(guān)，所述方法包含動作(a)測量接收數(shù)據(jù)的多個連續(xù)幀的每一個的能量數(shù)值；(b)根據(jù)測量的能量數(shù)據(jù)，計算校準差錯估算。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中該校準差錯估算是作為一部分幀的估算的校準差錯。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)利用具有多個幀的超幀結(jié)構(gòu)發(fā)送數(shù)據(jù)，超幀中的第一組幀以第一方向發(fā)送數(shù)據(jù)，超幀中的第二組幀以第二方向發(fā)送數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中第一收發(fā)信機利用幀邊界指針來識別正接收的超幀中的幀的開始，和其中所述方法還包括(c)根據(jù)校準差錯估算調(diào)整幀邊界指針。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中校準差錯估算是作為一部分幀的估算的校準差錯。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述方法還包括(d)比較校準差錯估算與門限量；(e)重復(fù)(a)-(d)直至所述比較(d)表示校準差錯估算低于門限量。
7.含有程序指令的一個計算機可讀媒介，用于調(diào)整第一收發(fā)信機的校準以便接收從第二收發(fā)信機通過傳輸媒介向第一收發(fā)信機發(fā)送的數(shù)據(jù)幀，該第一收發(fā)信機和第二收發(fā)信機與提供利用時分雙工的雙向數(shù)據(jù)通信的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)有關(guān)，所述計算機可讀媒介包含第一計算機可讀代碼裝置，用于測量接收數(shù)據(jù)的多個連續(xù)幀的每一個的能量數(shù)值；和第二計算機可讀代碼裝置，用于根據(jù)所測量的能量計算校準差錯估算。
8.一個用于利用時分雙工以便在數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收之間交替的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的接收機，所述接收機包含一個模—數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模—數(shù)轉(zhuǎn)換器接收已通過信道向所述接收機發(fā)送的模擬數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換該接收的模擬信號為接收的數(shù)字信號；一個輸入緩沖器，用于暫時存儲該接收的數(shù)字信號；一個多載波解調(diào)單元，所述多載波解調(diào)單元解調(diào)來自輸入緩沖器的接收數(shù)字信號為多個不同載頻的頻域數(shù)據(jù)；一個幀同步單元，所述幀同步單元根據(jù)由所述多載波解調(diào)單元產(chǎn)生頻域數(shù)據(jù)的能量隨時間改變的特性來同步所述多載波解調(diào)單元的接收幀邊界；一個比特分配表，所述分配表存儲在所述接收機接收的發(fā)送數(shù)據(jù)中使用的比特分配信息；一個數(shù)據(jù)碼元解碼器，所述數(shù)據(jù)碼元解碼器接收頻域數(shù)據(jù)并根據(jù)存儲在所述比特分配表中的比特分配信息解碼與來自載頻的頻域數(shù)據(jù)有關(guān)的比特；和一個輸出緩沖器，用于存儲作為恢復(fù)數(shù)據(jù)的解碼比特。
9.在中央站具有多個發(fā)射機的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，發(fā)射機根據(jù)包括至少一個靜態(tài)周期的超幀格式發(fā)送數(shù)據(jù)，一種用于同步給定發(fā)射機與中央站的其它發(fā)射機的數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，所方法包含動?a)由于來自中央站其它發(fā)射機的數(shù)據(jù)傳輸，測量在靜態(tài)周期與給定發(fā)射機有關(guān)的能量；(b)比較測量的能量與門限量；和(c)當比較(b)表示測量的能量超過門限量時，修正給定發(fā)射機的傳輸?shù)耐健?br> 10.一種含有程序指令的計算機可讀媒介，用于在具有在中央站的多個發(fā)射機的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中同步數(shù)據(jù)傳輸，其中外部時鐘信號不能用于同步這些發(fā)射機，這些發(fā)射機根據(jù)包括至少一個靜態(tài)周期的超幀格式發(fā)送數(shù)據(jù)，所述計算機可讀媒介包含第一計算機可讀代碼裝置，由于來自中央站的其它發(fā)射機的數(shù)據(jù)傳輸，用于測量在靜態(tài)周期與給定發(fā)射機有關(guān)的能量；第二計算機可讀代碼裝置，用于比較測量的能量與門限量；和第三計算機可讀代碼裝置，用于當所述比較表示測量的能量超出門限量時，修改給定發(fā)射機傳輸?shù)耐健?br> 全文摘要
公開了用于同步利用時分雙工的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的發(fā)送和接收的改進的技術(shù)。該改進的同步技術(shù)利用接收數(shù)據(jù)的能量隨時間改變的特性來獲得同步。在一個實施例中,改進的同步處理(500)測量在接收數(shù)據(jù)的n個連續(xù)幀中的能量(502)。然后根據(jù)所測量的n個連續(xù)幀的能量計算(504)校準差錯估算。在另一個實施例中,該改進的同步技術(shù)使用自多載波調(diào)制單元(FFT單元)的輸出信號并因此提供能力來避免對RF干擾敏感的頻率音調(diào)。該改進的同步技術(shù)也能利用串話干擾電平來取得同步。在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的遠程接收機能夠與中央發(fā)射機同步,在數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的中央接收機能夠同步遠程發(fā)射機,并且中央發(fā)射機能夠彼此同步。
文檔編號H04J11/00GK1244753SQ98126719
公開日2000年2月16日 申請日期1998年11月18日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月18日
發(fā)明者尼古拉斯·P·桑茲, 約翰·A·C·賓厄姆 申請人:阿馬提通信有限公司