專利名稱：用于pcm調(diào)制解調(diào)器適配的數(shù)據(jù)模式信令系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，并且更特殊地涉及一種方法與裝置，用以向使用數(shù)據(jù)模式信令的一個PCM調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)中的調(diào)制解調(diào)器提供即時適配或糾正。
若每一個接收器都知道損傷程度，它們接著就能根據(jù)應(yīng)用場合或信道的方向，設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)木饣蝾A(yù)均衡結(jié)構(gòu)。對處于上行方向的數(shù)字調(diào)制解調(diào)器來說，該數(shù)字調(diào)制解調(diào)器為模擬調(diào)制解調(diào)器的發(fā)送器設(shè)計(jì)一個參數(shù)集。這些參數(shù)集包括發(fā)送構(gòu)象(transmit constellation)、映射以及預(yù)均衡器各項(xiàng)參數(shù)。預(yù)均衡器結(jié)構(gòu)本身是從前置濾波器和前置編碼器濾波器各系數(shù)組合而成。基于數(shù)字調(diào)制解調(diào)器接收器在啟動序列中的測量結(jié)果來計(jì)算所有這些參數(shù)，隨即將其送往模擬調(diào)制解調(diào)器，準(zhǔn)備在數(shù)據(jù)模式中使用。初始的啟動序列令數(shù)字調(diào)制解調(diào)器能精確地測量上行信道，并設(shè)計(jì)各項(xiàng)參數(shù)，這些參數(shù)隨即被發(fā)送到模擬調(diào)制解調(diào)器，并被用于數(shù)據(jù)模式。
正如在題為“在用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦妹}沖編碼調(diào)制的數(shù)字與模擬調(diào)制解調(diào)器中用于啟動過程的方法與裝置”的美國專利申請系列號第09/390,106號中所描述的那樣，定義了一些過程，在其中，數(shù)字調(diào)制解調(diào)器經(jīng)由一個速率再協(xié)商方案來更新所有這些參數(shù)，在該方案中，僅在退出數(shù)據(jù)模式并重新進(jìn)入啟動模式之后，才向模擬調(diào)制解調(diào)器發(fā)送各項(xiàng)參數(shù)的更新。這要求切換到啟動結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致在兩個方向上額外的時間付出和較低的傳輸速率。此外，由于在啟動過程中使用脈沖振幅調(diào)制，以及在數(shù)據(jù)模式中使用脈沖編碼調(diào)制，所以，在上行方向必須使用不同的發(fā)送器(模擬調(diào)制解調(diào)器)和接收器(數(shù)字調(diào)制解調(diào)器)結(jié)構(gòu)。
啟動模式與數(shù)據(jù)模式之間的區(qū)別在于，在啟動模式中，在上行方向通過利用脈沖振幅調(diào)制PAM來發(fā)送數(shù)據(jù)。與此相對照，在數(shù)據(jù)模式中，在兩個方向上都經(jīng)由脈沖編碼調(diào)制PCM來發(fā)送數(shù)據(jù)。一般來說，在數(shù)據(jù)模式中的傳輸速率比在啟動模式中的傳輸速率高得多。
歸納起來，在啟動之后，當(dāng)需要修改發(fā)送器各項(xiàng)參數(shù)時，就再次調(diào)用啟動模式，這涉及使用脈沖振幅調(diào)制。人們將理解，一旦進(jìn)入數(shù)據(jù)模式之后，由于模擬調(diào)制解調(diào)器發(fā)送器以及數(shù)字調(diào)制解調(diào)器接收器在脈沖編碼調(diào)制和脈沖振幅調(diào)制之間要進(jìn)行徹底的結(jié)構(gòu)改變，所以從數(shù)據(jù)模式切換到啟動模式是很費(fèi)時的。
在一種典型的情況下，從數(shù)據(jù)模式切換到啟動模式可能要長達(dá)2到7秒，這對于簡單地重新調(diào)整在各調(diào)制解調(diào)器中的各項(xiàng)發(fā)送參數(shù)是一段過分長的時間。在進(jìn)行切換的時間內(nèi)，帶寬明顯地利用不足，由此降低了吞吐量。
借助于實(shí)例，考慮對模擬調(diào)制解調(diào)器的發(fā)送結(jié)構(gòu)的改變。在啟動過程中，在數(shù)字調(diào)制解調(diào)器一側(cè)進(jìn)行信道測量，并生成一個參數(shù)集，準(zhǔn)備將其發(fā)送到模擬調(diào)制解調(diào)器，以便對模擬側(cè)進(jìn)行前置補(bǔ)償。此項(xiàng)信息包括預(yù)均衡、發(fā)送構(gòu)象以及各項(xiàng)映射參數(shù)，在數(shù)據(jù)模式中，這些信息都被模擬調(diào)制解調(diào)器的發(fā)送器所利用。
要注意的是，發(fā)送構(gòu)象定義了在調(diào)制中所使用的符號數(shù)值的集合，而各項(xiàng)映射參數(shù)則被發(fā)送器用來將輸入比特流映射為各種符號。
作為各項(xiàng)參數(shù)從數(shù)字調(diào)制解調(diào)器送往模擬調(diào)制解調(diào)器一側(cè)的結(jié)果，基于數(shù)字調(diào)制解調(diào)器所檢測的各項(xiàng)信道特性，使處于模擬一側(cè)的各項(xiàng)發(fā)送參數(shù)被修改、調(diào)適或改變。修改、調(diào)適或改變指的是，例如改變預(yù)均衡濾波器各系數(shù)，改變重新定義每一個符號的電平或振幅的發(fā)送構(gòu)象，以及改變各項(xiàng)映射參數(shù)，它們決定了模擬調(diào)制解調(diào)器發(fā)送器的輸出功率。
在啟動之后，模式被切換到數(shù)據(jù)傳輸模式，其中，在兩個方向上都使用具有較高速率的脈沖編碼調(diào)制方案。
如上所述，假定信道的損傷或變化被檢測，在本例中是處于數(shù)字調(diào)制解調(diào)器一側(cè)，目前實(shí)際上是從數(shù)據(jù)傳輸模式中切換出來，并進(jìn)入啟動模式，使之能修改或調(diào)適前述各項(xiàng)參數(shù)，以適應(yīng)信道中的各種變化。這涉及從脈沖編碼調(diào)制方式中切換出來，并進(jìn)入與啟動過程相關(guān)的脈沖振幅調(diào)制方式。
然而，在本系統(tǒng)中，一旦已經(jīng)進(jìn)入數(shù)據(jù)傳輸模式，帶內(nèi)信令被用來即時地向特定的調(diào)制解調(diào)器發(fā)送各種變化。使用在數(shù)據(jù)模式中所使用的脈沖編碼調(diào)制方案來做到這一點(diǎn)。本系統(tǒng)所完成的不再是它必須從數(shù)據(jù)傳輸模式切換到啟動模式，這是一種很費(fèi)時間的過程。而且，使用脈沖編碼調(diào)制，就能以差不多兩倍的速率來發(fā)送信息。這將導(dǎo)致顯著的帶寬和其他好處。
作為數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的修改的一個實(shí)例，存在這樣一個情形，其中，需要修改數(shù)字調(diào)制解調(diào)器各項(xiàng)發(fā)送參數(shù)。假定模擬調(diào)制解調(diào)器在下行線路上檢測到噪聲比在初始啟動時有所降低。在這種情況下，模擬調(diào)制解調(diào)器需要向數(shù)字調(diào)制解調(diào)器請求增加下行數(shù)據(jù)速率。通過由模擬調(diào)制解調(diào)器向數(shù)字調(diào)制解調(diào)器請求一個新的更密集的構(gòu)象用于下行數(shù)據(jù)傳輸，就能完成這一步。在本系統(tǒng)中，模擬調(diào)制解調(diào)器啟動一種快速參數(shù)交換，它利用與數(shù)據(jù)模式相關(guān)的脈沖編碼調(diào)制方案，指示數(shù)字調(diào)制解調(diào)器去使用一個新的構(gòu)象。通過發(fā)送上行信號來做到這一步，不使用PAM，而是使用PCM調(diào)制，由此避免切換到PAM。
至于模擬調(diào)制解調(diào)器，重要的是能夠在模擬調(diào)制解調(diào)器一側(cè)修改輸出發(fā)送功率，以便匹配于所需的功率電平。一般來說，在啟動過程中，由數(shù)字調(diào)制解調(diào)器根據(jù)由模擬調(diào)制解調(diào)器指示的功率約束條件而在數(shù)字調(diào)制解調(diào)器生成的各項(xiàng)映射參數(shù)來設(shè)置模擬調(diào)制解調(diào)器的輸出發(fā)送功率。然而，各項(xiàng)映射參數(shù)有時會導(dǎo)致輸出功率超出或低于一個預(yù)定的所需電平。不管來自數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的各項(xiàng)映射參數(shù)最初是通過什么途徑來建立的，只有在模擬一側(cè)才能測量功率電平中的誤差。因此，只有在模擬一側(cè)才能確定輸出功率是否處于所需電平的規(guī)定的限值范圍內(nèi)，從而確定在數(shù)字(調(diào)制解調(diào)器)一側(cè)，各項(xiàng)參數(shù)是否正確。在獲知出現(xiàn)越限狀態(tài)之后，只有通過在數(shù)字調(diào)制解調(diào)器一側(cè)產(chǎn)生新的各項(xiàng)映射參數(shù)，才能糾正越限狀態(tài)。不是切換到啟動模式以提醒數(shù)字調(diào)制解調(diào)器注意在模擬調(diào)制解調(diào)器一側(cè)出現(xiàn)的越限狀態(tài)，現(xiàn)在使用較快的PCM調(diào)制來完成此項(xiàng)信令，而不必切換到PAM。
特別是，在啟動模式中，當(dāng)設(shè)置初始的映射參數(shù)時，在模擬調(diào)制解調(diào)器一側(cè)所進(jìn)行的測量確定在兩個方向上是否已經(jīng)超出限值。在檢測到功率越限或功率不足時，這個事實(shí)被發(fā)送到數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，不通過PAM的傳輸方法，而是處于PCM調(diào)制方式。從模擬調(diào)制解調(diào)器接收到關(guān)于在某一個方向上已經(jīng)超出限值的信息之后，數(shù)字調(diào)制解調(diào)器就重新設(shè)計(jì)或重新構(gòu)建各項(xiàng)映射參數(shù)，并通過PCM調(diào)制方案，將這些映射參數(shù)返送到模擬調(diào)制解調(diào)器，使得模擬調(diào)制解調(diào)器得以重新配置，以保證其輸出處于規(guī)定的限值以內(nèi)。在一個可供選擇的實(shí)施例中，模擬調(diào)制解調(diào)器可以重新設(shè)計(jì)或重新構(gòu)建各項(xiàng)映射參數(shù)，然后使用這里所定義的快速參數(shù)交換，以便將新的各項(xiàng)映射參數(shù)送往數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，使得數(shù)字調(diào)制解調(diào)器能正確地將已接收的符號解碼或去映射為輸出比特流。人們將理解，如前面所說明的那樣，使用PCM調(diào)制來取代PAM，將使參數(shù)傳送能更快地完成。
要注意的是，利用數(shù)據(jù)傳輸模式來提供調(diào)制解調(diào)器的適配在減少兩個方向上為發(fā)送此項(xiàng)信息所需的時間是重要的。在一個實(shí)施例中，跟必須在啟動模式與數(shù)據(jù)模式和PAM之間進(jìn)行切換的那些系統(tǒng)相比，這種信息傳輸?shù)乃俾士赡芴岣咭槐丁?br> 總的來說，在一個具有模擬和數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的全雙工PCM調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)中，提供了一種方法與裝置，它能即時地重新配置模擬或數(shù)字調(diào)制解調(diào)器發(fā)送器各項(xiàng)參數(shù)，而不必通過切換回到重新修整或啟動模式。要注意的是，在啟動之后，所有數(shù)據(jù)傳輸都以與數(shù)據(jù)模式相關(guān)的較高速率完成。正如將看到的那樣，跟那些必須通過切換回到啟動模式的那些系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)在一個實(shí)施例中獲得了10比1的改進(jìn)。在一個實(shí)施例中，對模擬調(diào)制解調(diào)器的各項(xiàng)發(fā)送參數(shù)進(jìn)行修改以考慮到各種信道損傷，其中，從數(shù)字調(diào)制解調(diào)器向模擬調(diào)制解調(diào)器發(fā)送已修改的各項(xiàng)前置補(bǔ)償參數(shù)，而不必從數(shù)據(jù)模式切換出去。在另一個實(shí)施例中，通過從數(shù)字調(diào)制解調(diào)器發(fā)送過來的新的各項(xiàng)參數(shù)，在模擬調(diào)制解調(diào)器一側(cè)對已檢測的越限輸出功率電平進(jìn)行調(diào)整，而不必通過切換回到啟動模式。在又一個實(shí)施例中，在數(shù)字調(diào)制解調(diào)器中的發(fā)送器各項(xiàng)參數(shù)被重新配置，以在檢測到下行信道質(zhì)量提高時提供來自數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的更高的下行數(shù)據(jù)速率，而不必切換到啟動模式。同樣，在檢測到性能的下降即來自模擬調(diào)制解調(diào)器的誤碼率的增加以后，數(shù)字調(diào)制解調(diào)器發(fā)送器的各項(xiàng)參數(shù)就被重新配置，以通過擴(kuò)展構(gòu)象，即增加各構(gòu)象點(diǎn)之間的最小距離，來降低數(shù)據(jù)速率。人們將理解，對各構(gòu)象點(diǎn)進(jìn)行修改的能力使得模擬調(diào)制解調(diào)器能按需改變數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的發(fā)送功率。


通過以下結(jié)合諸附圖的詳細(xì)說明，將能更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征，在諸附圖中圖1是在一個脈沖編碼調(diào)制(PCM)調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)中，利用一個模擬調(diào)制解調(diào)器和一個數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的一份方框圖；圖2是在上行方向的一份流程圖，表示將模擬調(diào)制解調(diào)器切換到啟動模式，以便基于所檢測的信道損傷程度改變模擬調(diào)制解調(diào)器里面的前置補(bǔ)償電路，同時在該圖的另一個分支表示利用本發(fā)明避免切換到啟動模式；圖3是一份方框圖，表示一個PCM調(diào)制解調(diào)器通信系統(tǒng)，其中，在啟動過程中，利用脈沖振幅調(diào)制，從模擬調(diào)制解調(diào)器向數(shù)字調(diào)制解調(diào)器發(fā)送修整信息，利用PCM調(diào)制，在下行方向完成數(shù)字調(diào)制解調(diào)器對模擬調(diào)制解調(diào)器的聯(lián)絡(luò)(握手)；以及圖4是圖3所示的PCM調(diào)制解調(diào)器通信系統(tǒng)處于數(shù)據(jù)模式時的一份方框圖，表示利用PCM的上行和下行通信，在每一個方向上，由相應(yīng)的接收器對信道損傷程度進(jìn)行測量，并且在每一個調(diào)制解調(diào)器中的測量導(dǎo)致已更新的各項(xiàng)參數(shù)的生成，利用PCM調(diào)制，將這些參數(shù)發(fā)送到另一個調(diào)制解調(diào)器以供其使用。
詳細(xì)說明現(xiàn)在參看圖1，該圖表示一個PCM調(diào)制解調(diào)器通信系統(tǒng)10，其中，模擬調(diào)制解調(diào)器12經(jīng)由模擬本地環(huán)路14被連接到數(shù)字網(wǎng)絡(luò)16，然后，通過利用電話公司的中心局，CO20，再連接到數(shù)字調(diào)制解調(diào)器18，上述中心局被用來將本地環(huán)路連接到數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。
如圖所示，模擬調(diào)制解調(diào)器和數(shù)字調(diào)制解調(diào)器二者都有發(fā)送器和接收器部分，分別被標(biāo)記為Tx和Rx。
人們將理解，CO20包括，但不局限于，一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器和一個數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器，通往數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的信息流用箭頭22表示，來自數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的信息流則用箭頭24表示。要注意的是，國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門的建議書G.711規(guī)定了模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器和數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器的各項(xiàng)特性和運(yùn)行步驟。
對本系統(tǒng)來說，可以利用PCM調(diào)制沿著兩個方向傳送數(shù)據(jù)，即，從數(shù)字調(diào)制解調(diào)器到模擬調(diào)制解調(diào)器的下行方向，以及從模擬調(diào)制解調(diào)器到數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的上行方向。
在題為“混合數(shù)字/模擬通信裝置”的美國專利申請系列號第08/724,491號中，描述了這種類型的雙向PCM通信系統(tǒng)，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并且其內(nèi)容在此作為參考。
啟動在本文所描述的系統(tǒng)中，模擬調(diào)制解調(diào)器在其啟動過程中，不是用PCM調(diào)制方式進(jìn)行發(fā)送，而以脈沖振幅調(diào)制方式進(jìn)行發(fā)送。在啟動模式中，使用脈沖振幅調(diào)制方式的目的就是通過向數(shù)字調(diào)制解調(diào)器發(fā)送有限數(shù)目的模擬電平，使之能以最簡單和最牢靠的方式去表征該通信信道。這就使得模擬調(diào)制解調(diào)器基于在數(shù)字調(diào)制解調(diào)器一側(cè)所進(jìn)行的測量，進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)置，以適應(yīng)通信信道的損傷情況。在上述美國專利申請中，對啟動過程進(jìn)行了描述。啟動過程的目的正好就是，在數(shù)字調(diào)制解調(diào)器一側(cè)，測量信道的各項(xiàng)特性，并向模擬調(diào)制解調(diào)器發(fā)送各項(xiàng)參數(shù)，用以配置模擬調(diào)制解調(diào)器的發(fā)送器結(jié)構(gòu)。
在一個實(shí)施例中，啟動過程開始于在上行方向通過脈沖振幅調(diào)制或PAM經(jīng)由通信信道向數(shù)字調(diào)制解調(diào)器發(fā)送一組信號。正是這組修整信號一旦被數(shù)字調(diào)制解調(diào)器接收之后，它就可以被用來確定通信信道的上行方向的各項(xiàng)特性。
數(shù)字調(diào)制解調(diào)器接收由模擬調(diào)制解調(diào)器發(fā)出的信號，并且基于已接收的信號，計(jì)算上行方向的通信信道的各項(xiàng)特性。要注意的是，模擬調(diào)制解調(diào)器發(fā)往數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的信號很可能以這樣一種方式發(fā)生改變，使得接收的信號不同于發(fā)送的信號。為了計(jì)算通信信道的上行方向的各項(xiàng)特性，利用了已接收的各修整信號的各項(xiàng)特性。這些信道特性典型地包括上行信道響應(yīng)，以及數(shù)字和模擬損傷程度。
例如，在題為“在通信網(wǎng)絡(luò)中用于檢測PCM上行數(shù)字損傷程度的裝置與方法”的美國專利申請系列號第09/092,786號中，描述了通過對一個PAM修整序列進(jìn)行評估，以檢測數(shù)字損傷程度的方法，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并且在此作為參考。此外，在題為“用于PCM調(diào)制解調(diào)器的上行信道建模的方法”的美國專利第5,887,027號中，描述了如何在啟動過程中檢測模擬損傷程度并測定信道響應(yīng)，該專利已轉(zhuǎn)讓給朗訊技術(shù)公司，并且在此作為參考。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)字調(diào)制解調(diào)器利用用上述方法計(jì)算出來的各項(xiàng)特性來確定模擬調(diào)制解調(diào)器的一個參數(shù)集。由數(shù)字調(diào)制解調(diào)器確定的參數(shù)集隨后在利用PAM調(diào)制的下行方向被送往模擬調(diào)制解調(diào)器。
來自數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的各項(xiàng)參數(shù)包括設(shè)置一個預(yù)均衡器、一個發(fā)送構(gòu)象以及一個發(fā)送映射結(jié)構(gòu)，以便優(yōu)化模擬調(diào)制解調(diào)器的輸出，以針對被測量信道的損傷程度或各項(xiàng)特性。預(yù)均衡結(jié)構(gòu)通常包括，但不局限于，前置濾波器和前置編碼器各系數(shù)，如在題為“用于PCM傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號前置編碼的裝置與方法”的美國專利申請系列號第08/999,249號中所述，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并且在此作為參考。構(gòu)象集可以按照題為“利用優(yōu)化的發(fā)送構(gòu)象的用于PCM上行傳輸?shù)姆椒ā钡拿绹鴮＠暾埾盗刑柕?8/999,254號中所描述的方法進(jìn)行定義，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并且在此作為參考。各項(xiàng)映射參數(shù)可以按照題為“用一種針對數(shù)據(jù)信號的前置編碼方案結(jié)合格編碼方案的方法與裝置”的美國專利申請系列號第09/234,451號所描述的方法進(jìn)行定義，該專利已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并且在此作為參考，在國際電信聯(lián)盟建議書V.90和V.92中，對此作了說明。
啟動后的信道損傷正如人們將會理解的那樣，模擬調(diào)制解調(diào)器利用數(shù)字調(diào)制解調(diào)器在啟動過程中所產(chǎn)生的參數(shù)集，以便以聯(lián)機(jī)方式設(shè)置或驅(qū)使其前置補(bǔ)償電路開始可靠的數(shù)據(jù)傳輸。
從圖1所表示的系統(tǒng)以及上述說明中，人們將理解的是，一旦啟動過程已經(jīng)完成，在信道中可能將出現(xiàn)某些變化，這種變化能夠使通信信道損傷到這樣一種程度，以至于在模擬調(diào)制解調(diào)器與數(shù)字調(diào)制解調(diào)器之間無法維持可靠的通信。
參看圖2，在啟動模式的開始，數(shù)字調(diào)制解調(diào)器在步驟30開始啟動過程，并指示模擬調(diào)制解調(diào)器12切換到啟動模式，這里示于步驟32。模擬調(diào)制解調(diào)器隨即通過脈沖振幅調(diào)制發(fā)出一組預(yù)先定義的信號的修整序列，如步驟34所示，這些信號被用來測量信道的各種變化，如步驟36所示。
此后，數(shù)字調(diào)制解調(diào)器18設(shè)計(jì)各項(xiàng)新的參數(shù)，準(zhǔn)備返送到模擬調(diào)制解調(diào)器，如步驟38所示，并且將這些參數(shù)返送到模擬調(diào)制解調(diào)器，如步驟40所示，在這種情況下，使用PCM調(diào)制技術(shù)。
人們將理解，在啟動模式中，模擬調(diào)制解調(diào)器的發(fā)送部分對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)先配置，以便經(jīng)由PAM發(fā)送數(shù)據(jù)。在上行方向，PAM被用來進(jìn)行模擬調(diào)制解調(diào)器與數(shù)字調(diào)制解調(diào)器之間的通信，以便提供一組修整信號，使得數(shù)字調(diào)制解調(diào)器能對該信道進(jìn)行測量。要注意的是，在啟動模式中，并且實(shí)際在數(shù)據(jù)模式中，從數(shù)字調(diào)制解調(diào)器到模擬調(diào)制解調(diào)器的全部通信都是通過PCM調(diào)制來完成的。然而，在啟動模式中，數(shù)據(jù)速率比在數(shù)據(jù)模式中的數(shù)據(jù)速率低很多。國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門的建議書V.90規(guī)定啟動過程的(速率)范圍為從12kbit/sec到40kbit/sec，而數(shù)據(jù)模式的(速率)范圍則為從28kbit/sec到56kbit/sec。典型地，在啟動模式中所使用的速率處于16到32kbit/sec的范圍內(nèi)。
此后，以及一旦進(jìn)入數(shù)據(jù)模式，更新模擬調(diào)制解調(diào)器以適應(yīng)通信信道的變化要求通過切換回到啟動模式，以改變在模擬調(diào)制解調(diào)器中的各前置補(bǔ)償要素。這是一種很費(fèi)時間的過程，部分地是由于啟動模式(的速率)至少是數(shù)據(jù)模式的速率的一半。
如圖1所示，在本發(fā)明的啟動模式，使用了脈沖振幅調(diào)制，在啟動之后，模擬調(diào)制解調(diào)器就被切換到較高速率的PCM調(diào)制模式，以提供發(fā)送數(shù)據(jù)。
在上述系統(tǒng)中，當(dāng)信道損傷被檢測，并且模擬調(diào)制解調(diào)器被切換到啟動模式(該模式要求對它的發(fā)送結(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底的重新配置)時，在上行方向的PCM調(diào)制就失去作用，在本發(fā)明的數(shù)據(jù)模式中，若信道損傷被檢測，如步驟41所示，則如同使用下面敘述的技術(shù)那樣，或者若任何前置補(bǔ)償要素需要更改，則數(shù)字調(diào)制解調(diào)器將設(shè)計(jì)新的各項(xiàng)參數(shù)，如步驟42所示。在這些參數(shù)被重新設(shè)計(jì)之后，數(shù)字調(diào)制解調(diào)器就以與PCM調(diào)制相關(guān)的較高的速率，向模擬調(diào)制解調(diào)器發(fā)送新的各項(xiàng)參數(shù)，如步驟44所示。
它不再要求模擬調(diào)制解調(diào)器的發(fā)送部分進(jìn)行重新構(gòu)建，以發(fā)送修整序列，也不再使用PAM來進(jìn)行這一步。而是讓上行方向的PCM調(diào)制繼續(xù)進(jìn)行，同時在模擬調(diào)制解調(diào)器中利用被發(fā)送到模擬調(diào)制解調(diào)器的新的各項(xiàng)參數(shù)來即時地重新配置各項(xiàng)前置補(bǔ)償要素。
人們將理解，在數(shù)據(jù)模式中，數(shù)字調(diào)制解調(diào)器不是靠初始的修整序列，而是靠在數(shù)據(jù)模式中的信道監(jiān)測來對信道損傷進(jìn)行檢測。這種技術(shù)將在下文中加以說明，能對信道進(jìn)行即時的測量，而不需要返回到在啟動過程中所使用的脈沖振幅調(diào)制修整序列。
檢測信道的各種變化在數(shù)據(jù)模式中，當(dāng)通信信道隨時間發(fā)生變化時，重要的是能檢測信道的各種變化或損傷。如何完成這一步，請看下文下列方法得益于這樣一個事實(shí)，即，在啟動過程中所導(dǎo)出的預(yù)均衡結(jié)構(gòu)是靜態(tài)的。因而，在數(shù)字(調(diào)制解調(diào)器)一側(cè)所測得的誤碼是信道變化的一種指示，而這是預(yù)均衡結(jié)構(gòu)所無法跟蹤的。
在一個實(shí)施例中，數(shù)字調(diào)制解調(diào)器在啟動過程中設(shè)計(jì)預(yù)均衡結(jié)構(gòu)，并向模擬調(diào)制解調(diào)器發(fā)送各項(xiàng)參數(shù)。同樣，它對上行數(shù)字損傷進(jìn)行檢測，并對其虛擬的倒置量化器表進(jìn)行初始化。當(dāng)調(diào)制解調(diào)器進(jìn)入數(shù)據(jù)模式時，預(yù)均衡結(jié)構(gòu)是固定的。在數(shù)據(jù)模式中，在數(shù)字調(diào)制解調(diào)器接收器中唯一的適配環(huán)路就是回波抵消器，它將判決誤差用于它的適配。
回波的來源是在中心局中的混合過程，并且跟模擬信道的各項(xiàng)特性無關(guān)。在啟動過程中的半雙工修整部分，對回波路徑的各項(xiàng)特性進(jìn)行測量。該模型是充分地精確的，足以抵消100％的回波的線性分量，其剩余部分含有所有的非線性效果。
因此，在數(shù)據(jù)模式中，判決誤差是由于預(yù)均衡結(jié)構(gòu)所無法跟蹤的模擬信道變化以及任何未被抵消的回波分量加上信道噪聲。假定發(fā)生在中心局設(shè)備之中的回波路徑的變化是很慢的，誤差變化的主要成分是由模擬信道變化所引起的。
因此，更新預(yù)均衡結(jié)構(gòu)的一種方法就是用數(shù)字調(diào)制解調(diào)器跟蹤模擬信道變化，并且確定它從什么時候開始偏離它的初始信道估計(jì)。在這個瞬間，數(shù)字調(diào)制解調(diào)器將基于新信道來重新計(jì)算預(yù)均衡結(jié)構(gòu)。然后，使用數(shù)字模式，將新的預(yù)均衡器結(jié)構(gòu)送往模擬調(diào)制解調(diào)器。
重新配置發(fā)送參數(shù)現(xiàn)在參看圖3，模擬調(diào)制解調(diào)器12在其發(fā)送部分有3個部件，在這里，用虛線表示為50。用分別表示預(yù)均衡器各系數(shù)、發(fā)送構(gòu)象以及各項(xiàng)發(fā)送映射參數(shù)的各參數(shù)P1，P2和P3來配置這些部件。
在啟動過程中，在上行方向，利用PAM向數(shù)字調(diào)制解調(diào)器18發(fā)送修整序列，該修整序列從模擬形式被轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式，并且被連接到均衡器52，后者被修整，以便初始地檢出修整序列。其后，如步驟54所示，直接從接收線路對信道進(jìn)行測量，并且在步驟56，生成各項(xiàng)參數(shù)P1，P2和P3。接著，按照國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門的建議書V.90和V.92，利用PCM調(diào)制技術(shù)，在下行方向，沿著通信信道將參數(shù)P1，P2和P3反向發(fā)送。然后，這些參數(shù)被前置補(bǔ)償部件50用來優(yōu)化模擬調(diào)制解調(diào)器各項(xiàng)發(fā)送參數(shù)，以便在通信信道上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)妥可靠的通信。
經(jīng)由一個調(diào)制方式控制單元60對模擬調(diào)制解調(diào)器的調(diào)制方式(PAM或PCM調(diào)制)進(jìn)行控制，在初始化階段，調(diào)制方式控制單元60按照在模擬調(diào)制解調(diào)器12一側(cè)所檢測到的狀態(tài)來配置模擬調(diào)制解調(diào)器，以便以PAM格式發(fā)送修整序列。
其后如圖4所示，在數(shù)據(jù)模式中，信道測量單元54繼續(xù)監(jiān)測通信信道的質(zhì)量，并在檢測到各種損傷之后，在步驟56生成新的參數(shù)集P1，P2和P3，這些參數(shù)在下行方向以PCM調(diào)制方式被發(fā)送。在模擬調(diào)制解調(diào)器的接收部分，新的各項(xiàng)參數(shù)的存在被加上標(biāo)記并且被檢測，使得預(yù)均衡器62、發(fā)送構(gòu)象結(jié)構(gòu)64以及發(fā)送映射參數(shù)部件66被立即重新配置，使各項(xiàng)發(fā)送參數(shù)得以優(yōu)化，以適應(yīng)在信道中已測出的各項(xiàng)變化。
在該點(diǎn)上，預(yù)均衡器濾波器各系數(shù)、發(fā)送構(gòu)象，或者各項(xiàng)發(fā)送映射參數(shù)都可以及時發(fā)生改變。而且，還可以經(jīng)由各項(xiàng)發(fā)送映射參數(shù)來改變模擬調(diào)制解調(diào)器的輸出功率，以便使模擬調(diào)制解調(diào)器的輸出保持在限值以內(nèi)，除了處于它的最大值，以便建立穩(wěn)妥可靠的通信。
人們將理解，在數(shù)據(jù)模式中，調(diào)制方式控制單元60將模擬調(diào)制解調(diào)器的發(fā)送部分置于PCM調(diào)制方式，不管在數(shù)字調(diào)制解調(diào)器一側(cè)所檢測的信道損傷如何，它始終停留在這種方式上。
這樣一來，就用不著為了對付通信信道的各種變化或者為了對付任何其他變化優(yōu)化模擬調(diào)制解調(diào)器而將模擬調(diào)制解調(diào)器切換到其PAM方式。寧可，在數(shù)據(jù)模式中對模擬調(diào)制解調(diào)器發(fā)送器各部件即時地作出改變，由此使帶寬的利用率最大化，并且消除伴隨著從PAM調(diào)制方式切換到PCM調(diào)制方式所產(chǎn)生的延遲。
本發(fā)明的一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)就是，可以即時地和適當(dāng)?shù)刂匦屡渲媚M調(diào)制解調(diào)器的各前置補(bǔ)償部件，而用不著返回到初始的脈沖振幅調(diào)制方案，該方案被用來從模擬調(diào)制解調(diào)器向數(shù)字調(diào)制解調(diào)器發(fā)送初始的修整信號。正是這種認(rèn)識讓調(diào)制解調(diào)器以伴隨著PCM調(diào)制的較高速率、經(jīng)由數(shù)據(jù)通信進(jìn)行適配，而不必壓低從模擬調(diào)制解調(diào)器向數(shù)字調(diào)制解調(diào)器傳送信息的速率。此外，本發(fā)明的一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)就是，雖然在啟動模式和數(shù)據(jù)模式二者中，在從數(shù)字調(diào)制解調(diào)器到模擬調(diào)制解調(diào)器的下行方向利用了PCM調(diào)制，但是在啟動模式中，能用以傳送信息的速率是較低的。同樣，人們將理解，利用數(shù)據(jù)模式配置使得模擬調(diào)制解調(diào)器能更快地重新配置數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的發(fā)送器，并且避免了由于必須通過切換而回到啟動配置所導(dǎo)致的吞吐量的降低。
現(xiàn)在已經(jīng)說明了本發(fā)明的幾個實(shí)施例，以及它們的某些修改和變更，專業(yè)人士應(yīng)當(dāng)理解，以上所述僅僅是說明性的而不是限制性的，僅借助于實(shí)例加以表示。多種修改和其他各實(shí)施例都在普通專業(yè)人士所能設(shè)想的范圍之中，并且被認(rèn)為落在僅由所附權(quán)利要求書及其等價物所限定的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.在一個PCM調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)中，其中一個模擬調(diào)制解調(diào)器和一個數(shù)字調(diào)制解調(diào)器經(jīng)由一條通信信道被連接在一起，并且其中，在啟動模式中，從模擬調(diào)制解調(diào)器向數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，以及從數(shù)字調(diào)制解調(diào)器向模擬調(diào)制解調(diào)器發(fā)送各修整序列，一種用于在數(shù)據(jù)模式中重新配置任一個所述調(diào)制解調(diào)器發(fā)送器各項(xiàng)參數(shù)的方法，包括下列各步驟檢測一個預(yù)定的調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)特性；作為所述預(yù)定特性的檢測結(jié)果，生成新的發(fā)送器各項(xiàng)參數(shù)；以及在數(shù)據(jù)模式中，向一個調(diào)制解調(diào)器發(fā)送新的發(fā)送器各項(xiàng)參數(shù)，而不必切換回到啟動模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中，所述預(yù)定的調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)特性是一項(xiàng)已測量的通信信道特性，其中，在一個調(diào)制解調(diào)器處測量該通信信道，并且其中，從用以測量信道的調(diào)制解調(diào)器向與之連接的另一個調(diào)制解調(diào)器發(fā)送新的發(fā)送器各項(xiàng)參數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其中，在數(shù)字調(diào)制解調(diào)器一側(cè)對所述通信信道進(jìn)行測量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其中，所述發(fā)送器各項(xiàng)參數(shù)包括前置補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，其中，在數(shù)字調(diào)制解調(diào)器一側(cè)進(jìn)行的測量對信道損傷進(jìn)行測量，并且其中，作為信道損傷測量結(jié)果的新的發(fā)送器前置補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)被發(fā)送到模擬調(diào)制解調(diào)器，以便重新配置該模擬調(diào)制解調(diào)器發(fā)送器，而不必從數(shù)據(jù)模式切換出去。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其中，在模擬調(diào)制解調(diào)器一側(cè)對所述通信信道進(jìn)行測量。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述方法，其中，在模擬調(diào)制解調(diào)器一側(cè)所進(jìn)行的測量對下行信道質(zhì)量進(jìn)行測量，并且其中，作為測量結(jié)果的關(guān)于下行信道質(zhì)量的提高或降低的數(shù)據(jù)被發(fā)送到數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，以重新配置數(shù)字調(diào)制解調(diào)器發(fā)送器的各項(xiàng)參數(shù)，而不必從數(shù)字模式切換出去。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述方法，其中，所述新的發(fā)送器各項(xiàng)參數(shù)包括構(gòu)象各項(xiàng)參數(shù)，并且其中，從在模擬調(diào)制解調(diào)器一側(cè)測量通信信道的結(jié)果導(dǎo)出新的構(gòu)象各項(xiàng)參數(shù)，并由模擬調(diào)制解調(diào)器將其發(fā)送到數(shù)字調(diào)制解調(diào)器，以重新配置數(shù)字調(diào)制解調(diào)器發(fā)送器的各項(xiàng)參數(shù)，而不必從數(shù)字模式切換出去。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其中，所述預(yù)定的調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)特性是在模擬調(diào)制解調(diào)器一側(cè)測量的越限發(fā)送功率電平，并且其中，向數(shù)字調(diào)制解調(diào)器發(fā)送涉及該越限發(fā)送功率電平狀況的信息，而不必從數(shù)據(jù)模式切換出去，數(shù)字調(diào)制解調(diào)器響應(yīng)于所述涉及越限狀況的信息，在數(shù)據(jù)模式中向模擬調(diào)制解調(diào)器發(fā)送新的各項(xiàng)參數(shù)，讓模擬調(diào)制解調(diào)器調(diào)整其輸出功率電平。
9.用于PCM調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)的裝置，該系統(tǒng)具有一個啟動模式以及一個數(shù)據(jù)模式，用于在各調(diào)制解調(diào)器之間傳送信息，以便重新配置一個調(diào)制解調(diào)器的發(fā)送器，所述裝置包括在一個調(diào)制解調(diào)器中，在從啟動模式進(jìn)入數(shù)據(jù)模式之后，用于在不必返回到啟動模式的條件下以數(shù)據(jù)模式發(fā)送為重新配置一個調(diào)制解調(diào)器發(fā)送器的所需信息的電路，由此，帶內(nèi)信令被用來重新配置一個調(diào)制解調(diào)器的發(fā)送器。
10.一種用于在一個具有啟動模式以及較高數(shù)據(jù)速率的數(shù)據(jù)模式的PCM調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)中傳送信息，以便重新配置一個調(diào)制解調(diào)器的發(fā)送器的方法，包括在從啟動模式進(jìn)入數(shù)據(jù)模式之后，在不必返回到啟動模式的條件下，以數(shù)據(jù)模式發(fā)送為配置一個發(fā)送器所需信息的步驟，由此，帶內(nèi)信令被用來重新配置一個調(diào)制解調(diào)器的發(fā)送器，而不必切換返回到啟動模式，因此消除了切換時間，并且可利用與數(shù)據(jù)模式相關(guān)聯(lián)的較高的數(shù)據(jù)速率。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述方法，其中，啟動模式使用脈沖振幅調(diào)制，其中，數(shù)據(jù)模式使用脈沖編碼調(diào)制，并且其中，與脈沖編碼調(diào)制相關(guān)的數(shù)據(jù)速率快于與脈沖振幅調(diào)制相關(guān)的數(shù)據(jù)速率，因此保持在數(shù)據(jù)模式之中會導(dǎo)致更快的參數(shù)傳送以及一個調(diào)制解調(diào)器發(fā)送器的重新配置。
全文摘要
在一個具有模擬(12)和數(shù)字(18)調(diào)制解調(diào)器的全雙工PCM調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)(10)中，提供了一種方法與裝置，用于即時地重新配置模擬(12)或數(shù)字(18)調(diào)制解調(diào)器發(fā)送器各項(xiàng)參數(shù)，而不必切換回到重新修整或啟動模式。在一個實(shí)施例中，對模擬調(diào)制解調(diào)器(12)的各項(xiàng)發(fā)送參數(shù)進(jìn)行修改以考慮到各種信道損傷，其中，從數(shù)字調(diào)制解調(diào)器(18)向模擬調(diào)制解調(diào)器(12)發(fā)送已修改的各項(xiàng)前置補(bǔ)償參數(shù)，而不必從數(shù)據(jù)模式切換出去。在另一個實(shí)施例中，通過從數(shù)字調(diào)制解調(diào)器(18)發(fā)送過來的新的各項(xiàng)參數(shù)，在模擬調(diào)制解調(diào)器(12)一側(cè)對已檢測的非最佳的發(fā)送功率電平進(jìn)行調(diào)整，而不必切換回到啟動模式。在又一個實(shí)施例中，在數(shù)字調(diào)制解調(diào)器(18)中的發(fā)送器各項(xiàng)參數(shù)被重新配置，以在檢測到下行信道質(zhì)量提高時提供來自數(shù)字調(diào)制解調(diào)器(18)的更高的下行數(shù)據(jù)速率，而不必切換回到啟動模式。
文檔編號H04L29/08GK1416619SQ01804504
公開日2003年5月7日 申請日期2001年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月3日
發(fā)明者瑟博爾·莫拉班扎德, 金大勇, 約翰·皮羅茲 申請人:摩托羅拉公司