專利名稱:大動態(tài)量程的誤碼率監(jiān)測器的制作方法
本發(fā)明涉及到一種提供了非線性測量響應(yīng)的誤碼率監(jiān)測器。
在常規(guī)的包含數(shù)據(jù)傳輸線路的數(shù)字通信系統(tǒng)中，經(jīng)常把沿線路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流分成固定長度的數(shù)據(jù)塊。每個數(shù)據(jù)塊在包含需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)之外還包含一些額外的開銷信息。此開銷信息可以包含一些能夠用于確定與其相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)塊的估計誤碼計數(shù)的信息，例如一個簡單的奇偶校驗比特、一個較為全面的比特交織碼字、或者一種復(fù)雜的編碼算法。
對系統(tǒng)中數(shù)據(jù)流的比特誤碼率的監(jiān)測是通過核對從關(guān)聯(lián)于該數(shù)據(jù)流的開銷信息中導(dǎo)出的差錯發(fā)生記錄來進行的。這樣的誤碼率監(jiān)測是重要的，因為系統(tǒng)中能夠被用來傳送數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)傳輸線路是經(jīng)常在線路具有低誤碼率的基礎(chǔ)上以較高價出租給用戶的；而用戶經(jīng)常對測量誤碼率感興趣，以便確保他們沒有支付不必要的高價或者確保如果傳輸線路達不到標準他們可以得到一定的折扣。
絕大多數(shù)傳統(tǒng)的數(shù)字傳輸系統(tǒng)是工作于在各自的數(shù)據(jù)流中每106個比特只有少于一個誤碼的相對較低的誤碼率的。然而有時能夠遇到其各自的數(shù)據(jù)流中每104個比特中出現(xiàn)一個誤碼的誤碼率。為了監(jiān)測這樣的誤碼，數(shù)據(jù)塊通常被分割成其大小在從100到1000比特的范圍；這一范圍被保持在較低數(shù)量的比特，是為了減少系統(tǒng)硬件復(fù)雜度并改善在高誤碼率(例如每104個比特中出現(xiàn)一個誤碼)時的誤碼監(jiān)測。
為了獲得對于比特誤碼率的可信的統(tǒng)計估計值，要對足夠大數(shù)量的數(shù)據(jù)塊進行塊差錯計數(shù)，以便產(chǎn)生數(shù)十個誤碼；對于100比特的塊，每106個比特一個誤碼的誤碼率平均起來對應(yīng)于每傳輸10000個塊出現(xiàn)一個誤碼。為了獲得對當前誤碼率較好的統(tǒng)計估計值，必須要對300000個以上的塊進行塊差錯計數(shù)以便產(chǎn)生數(shù)十個誤碼。
在實踐中，需要有能夠在從每104個比特一個誤碼到每1010個比特一個誤碼的大誤碼率范圍上提供適度精確的誤碼估計值的數(shù)字誤碼率監(jiān)測器。這樣的大量程對應(yīng)于從一到一百萬的范圍，它遠遠不是單個傳統(tǒng)的誤碼率監(jiān)測器及其相關(guān)的檢測算法所能夠提供的。因此，為了對這樣大的量程進行測量而改制的傳統(tǒng)的誤碼率監(jiān)測器包含一組數(shù)個監(jiān)測器單元，通常為監(jiān)測整個大量程的一個數(shù)量級的量程而分配一個單元。
發(fā)明人意識到設(shè)計一種能夠適應(yīng)于大誤碼率量程而又不用在其中包含多個監(jiān)測器單元的替代誤碼率監(jiān)測器是可能的，因此，相對于包含等效的傳統(tǒng)誤碼率監(jiān)測器的傳輸系統(tǒng)而言，包含這種替代型監(jiān)測器的傳輸系統(tǒng)能夠減少成本和復(fù)雜度。
根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，這里提供了一種用于測量數(shù)據(jù)流中誤碼發(fā)生率的誤碼率監(jiān)測器，該監(jiān)測器的特征在于它包含(a)用于接收數(shù)據(jù)流并對其進行分析以識別誤碼何時發(fā)生于其中的誤碼檢測裝置；(b)用于對該檢測裝置所識別的誤碼進行累計以提供累積誤碼計數(shù)的計數(shù)裝置；和(c)用于根據(jù)誤碼計數(shù)的數(shù)量以一定速率來減小誤碼計數(shù)的減量裝置，減量裝置能夠用于以一定的速率來減小誤碼計數(shù)，此速率相對于誤碼計數(shù)數(shù)量的增加而言其增長高于線性，由此，該誤碼計數(shù)提供了數(shù)據(jù)流中誤碼率的一種指示。
本發(fā)明提供了誤碼計數(shù)的增長相對于誤碼發(fā)生的增長低于線性的優(yōu)越性，從而為監(jiān)測器提供了增大了的測量量程。
較為有利的是，減量裝置減小誤碼計數(shù)的速率相對于誤碼計數(shù)數(shù)量的增加基本上是指數(shù)式的增加，從而相對于數(shù)據(jù)流中誤碼的發(fā)生而為監(jiān)測器提供了一種對誤碼計數(shù)基本上為對數(shù)式的響應(yīng)?；旧蠟閷?shù)式的響應(yīng)為本發(fā)明的監(jiān)測器提供了相對較大的動態(tài)量程的優(yōu)點；而傳統(tǒng)的監(jiān)測器通常提供線性的測量響應(yīng)。
優(yōu)選地，數(shù)據(jù)流是被劃分成數(shù)據(jù)塊的，每個塊都包含與其相關(guān)的開銷信息，這可以被誤碼檢測裝置用來確定塊中誤碼的發(fā)生。如此的分塊使得計數(shù)裝置和減量裝置能夠把時鐘校準在根據(jù)誤碼檢測裝置接收數(shù)據(jù)塊的速率而決定的速率上。由此使得監(jiān)測器能夠應(yīng)付在檢測裝置中接收數(shù)據(jù)分組的變化速率，從而在考慮到這一變化速率的條件下來確定數(shù)據(jù)流中的誤碼率。
在本發(fā)明的一種實施方案中，檢測裝置、計數(shù)裝置和減量裝置是以執(zhí)行軟件的處理裝置的形式來實現(xiàn)的。如果監(jiān)測器是用在主要包含相互鏈接的計算機網(wǎng)絡(luò)的通信系統(tǒng)中的話，那么這樣的監(jiān)測器實現(xiàn)方案是便捷的。
在采用硬件形式的本發(fā)明的另一種實施方案中，誤碼檢測裝置很容易包含一組能夠用于檢測數(shù)據(jù)流中的誤碼的邏輯門，計數(shù)裝置包含用于對檢測裝置所檢測到的誤碼進行計數(shù)并提供計數(shù)輸出的加/減計數(shù)器，而減量裝置包含二進制計數(shù)器和復(fù)用器來提供數(shù)據(jù)，用于根據(jù)計數(shù)輸出的數(shù)量而減小加/減計數(shù)器，從而使得計數(shù)輸出能夠指示數(shù)據(jù)流中的誤碼率。這樣的監(jiān)測器實現(xiàn)方案是相對比較簡單的并能夠被集成到單個集成電路中去。舉例來說，監(jiān)測器能夠這樣來實現(xiàn)加/減計數(shù)器是一個4比特的加/減計數(shù)器，二進制計數(shù)器是一個16比特的二進制計數(shù)器，而復(fù)用器是一個16比1的復(fù)用器。當以這種方式來實現(xiàn)時，加/減計數(shù)器的計數(shù)輸出最好連接到復(fù)用器的地址輸入端來選擇二進制計數(shù)器的計數(shù)輸出，用來產(chǎn)生用于減小加/減計數(shù)器的數(shù)據(jù)。
從第二個方面來看，本發(fā)明提供了一種包含能夠用來傳輸各種數(shù)據(jù)流的通信路徑的通信系統(tǒng)，其中一條或多條通信路徑各自包含一個根據(jù)本發(fā)明第一方面的用于監(jiān)測沿著該路徑上的誤碼率的監(jiān)測器。對本發(fā)明第一方面的監(jiān)測器的包含使得能夠?qū)β窂缴峡赡芤韵鄬^大誤碼率范圍發(fā)生的誤碼率進行監(jiān)測。系統(tǒng)能夠方便地用于把數(shù)據(jù)流從那些與其相關(guān)聯(lián)的監(jiān)測器檢測到過高的誤碼率或誤碼發(fā)生的通信路徑上轉(zhuǎn)移開；這樣的操作能夠為系統(tǒng)的用戶提供更可靠的通信。
從第三個方面來看，本發(fā)明提供了一種采用根據(jù)本發(fā)明第一個方面的監(jiān)測器來測量數(shù)據(jù)流中誤碼發(fā)生的方法，該方法包含如下步驟(a)檢測數(shù)據(jù)流中誤碼的發(fā)生；(b)當數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)誤碼的時候增加計數(shù)裝置中的累積誤碼計數(shù)；(c)以根據(jù)誤碼計數(shù)的數(shù)量而定的速率來減小誤碼計數(shù)；以及(d)重復(fù)步驟(a)到(c)直至完成對誤碼發(fā)生的監(jiān)測，而該誤碼計數(shù)則指示了數(shù)據(jù)流中的誤碼發(fā)生率。
現(xiàn)在將僅以示例的方式來對本發(fā)明的實施方案進行描述，同時參考如下圖示，其中
圖1是本發(fā)明的第一種實施方案的電路配置；
圖2是顯示了類比于第一種實施方案的操作的響應(yīng)曲線圖；以及圖3是顯示了本發(fā)明的第二種實施方案的操作的流程圖。
現(xiàn)在參考附圖1，其中顯示了一種根據(jù)本發(fā)明的簡單的誤碼率監(jiān)測器的電路配置；電路配置用10來表示。配置10能夠運行以生成一個4比特的誤碼計數(shù)結(jié)果，即“結(jié)果輸出代碼”，并具有216的誤碼計數(shù)量程，即42/3個數(shù)量級。對于更大的誤碼計數(shù)量程，可以對配置10進行調(diào)整，使其計數(shù)器和寄存器具有更多的工作比特。
配置10包含接口邏輯單元20，4比特加/減計數(shù)器30、16比特二進制計數(shù)器40、16比1的復(fù)用器50、兩比特移位寄存器60和與門70。計數(shù)器30、40、單元20、復(fù)用器50、寄存器60和門70相互連接從而構(gòu)成了配置10。
接口單元20包含輸入端IN(輸入)、輸出端OUT(輸出)和兩個別的輸出端ERROR(差錯)和BLOCK SYNC(塊同步)。對輸入端IN進行連接，以便從與之相關(guān)的為配置10提供數(shù)據(jù)塊的通信系統(tǒng)(沒有顯示出來)接收數(shù)據(jù)流。
類似的，對輸出端OUT進行連接，以便把數(shù)據(jù)流進一步送回到系統(tǒng)中去。把輸出端ERROR連接到加/減計數(shù)器30的加計數(shù)輸入端UP(加)。此外，輸出端BLOCK SYNC分別連接到加/減計數(shù)器30、二進制計數(shù)器40和移位寄存器60的時鐘輸入端CK。接口單元20包含一組相互連接的邏輯門，并從硬件上連線以便檢測數(shù)據(jù)流中的誤碼發(fā)生；對于邏輯設(shè)計領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，對單元20的設(shè)計是眾所周知的。
每次在輸入端IN接收到一個新的數(shù)據(jù)塊的時候，接口單元20都能夠在其輸出端BLOCK SYNC產(chǎn)生一個脈沖。此外，對于每個數(shù)據(jù)塊，單元20也能夠檢查其相關(guān)聯(lián)的開銷信息并把此信息與數(shù)據(jù)塊中的數(shù)據(jù)進行比較，從而確定二者之間的奇偶校驗。如果發(fā)生了奇偶校驗錯誤，則單元20在輸出端ERROR產(chǎn)生一個脈沖。
加/減計數(shù)器包含了從Q0到Q3四個計數(shù)器輸出端，其中Q0是最低有效位輸出端而Q3是最高有效位輸出端。從Q0到Q3的輸出端提供此4比特計數(shù)結(jié)果，即“結(jié)果輸出代碼”，指示在接口單元20的輸入端IN上接收到的數(shù)據(jù)流中所發(fā)生的誤碼率從Q0到Q3的輸出端分別連接到復(fù)用器50對應(yīng)的從S0到S3的地址輸入端。此外二進制計數(shù)器40包含從Q0到Q15的16個輸出端，它們分別連接到復(fù)用器單元50對應(yīng)的從D15到D0的輸入端；計數(shù)器40的Q0是最低有效位輸出端，并且比最高有效位輸出端Q15翻轉(zhuǎn)得更快。因此，當配置10處于運行中時，D15比D0翻轉(zhuǎn)得更快。
復(fù)用器50還包含復(fù)用輸出端Q。復(fù)用器50能夠根據(jù)計數(shù)器30提供給輸入端S0到S3的地址值而把輸入端D0到D15連接到Q。舉例來說，當從S0到S3的輸入端都是邏輯0值時，把輸入端D0連接到輸出端Q。類似的，當從S0到S3的輸入端都是邏輯1值時，把輸入端D15連接到輸出端Q。輸出端Q被連接到移位寄存器60的輸入端D。
移位寄存器60包含Q0和Q1兩個輸出端，其中Q0是最低有效位輸出端而Q1是最高有效位輸出端。Q0、Q1兩個輸出端被分別連接到與門70的第一個非反相輸入端和門70的反相輸入端。門70還包含輸出端P，此輸出端P對應(yīng)于P＝Q0.[反相的Q1]，并連接到加/減計數(shù)器30的減輸入端DOWN。
當其輸入端UP上出現(xiàn)邏輯1的數(shù)值而其時鐘輸入端CK上施加了時鐘脈沖時，加/減計數(shù)器30能夠進行加計數(shù)。類似的，當其輸入端DOWN上出現(xiàn)邏輯1的數(shù)值而其時鐘輸入端CK上施加了時鐘脈沖時，它能夠進行減計數(shù)。加/減計數(shù)器30包含另外的邏輯，以便當輸入端UP和DOWN上同時處于邏輯數(shù)值1的時候來阻止計數(shù)。此外，該邏輯還能夠阻止計數(shù)器30計數(shù)超過最大計數(shù)1111和低于最小計數(shù)0000。
下面將對配置10的操作進行描述，此后將參考用一個水桶實施的配置10的類比來對它進行進一步的描述，其中水流是對配置10內(nèi)的誤碼計數(shù)的類比。
在附圖1中，運行中的配置10在加/減計數(shù)器30中對從輸入端IN穿過接口邏輯單元20到輸出端OUT的數(shù)據(jù)流中發(fā)生的誤碼進行累計。在對誤碼進行累計的同時，也依靠二進制計數(shù)器40、復(fù)用器50、寄存器60和門70的操作而隨著時間減小加/減計數(shù)器30。減小加/減計數(shù)器30的速率基本上是正比于存儲在加/減計數(shù)器中的數(shù)值而指數(shù)式增加的，而存儲在加/減計數(shù)器中的數(shù)值被表述為“結(jié)果輸出代碼”。結(jié)果是，該“結(jié)果輸出代碼”基本上是正比于接口邏輯單元20的輸出端ERROR處所呈現(xiàn)的誤碼率的對數(shù)值。此外，該“結(jié)果輸出代碼”也受到平均化作用的影響，當“結(jié)果輸出代碼”的數(shù)值增加時，平均化作用的時間常數(shù)有效地變短了。
在效果上，加/減計數(shù)器30的功能就象一個積分器一樣對數(shù)據(jù)流中的誤碼發(fā)生進行累積，而二進制計數(shù)器40、復(fù)用器50、移位寄存器60和門70的功能就象一個使加/減計數(shù)器30的輸入端DOWN上的計數(shù)速率和它的輸入端UP的誤碼計數(shù)速率相匹配的反饋環(huán)路一樣。這樣的關(guān)系可以用等式1(式1)來進行算術(shù)的表述R＝∫Edt-∫Pdt+k0式1其中R＝“結(jié)果輸出代碼”；E＝輸送到加/減計數(shù)器30的輸入端UP的誤碼脈沖；P＝來自門70的邏輯輸出；k0＝根據(jù)R的初始值而確定的一個常數(shù)。
通過二進制計數(shù)器40、復(fù)用器50、移位寄存器60和門70的工作，P通過等式2(式2)而聯(lián)系到加/減計數(shù)器30的輸出端RP=kaekbR]]>式2其中ka，kb＝比例常數(shù)合并等式1和2得到等式3(式3)E=dR/dt+kaekbR]]>式3對于一種穩(wěn)態(tài)的情形，dR/dt＝0，從而可以把等式3簡化成等式4(式4)R=(1kb)ln(Eka)]]>式4在等式3中，微分項dR/dt的出現(xiàn)意味著對于較高的E值，當變化的發(fā)生對應(yīng)于較短的配置10的測量時間常數(shù)時，dR/dt也就越大。此外，等式4展現(xiàn)了配置的對數(shù)響應(yīng)，這說明了它對測量作用于接口單元20的數(shù)據(jù)流中的誤碼而言有相對較大的動態(tài)量程。
盡管等式1到等式4是連續(xù)函數(shù)，配置10也提供了42/3個數(shù)量級的測量量程，而量程被細分為對應(yīng)于加/減計數(shù)器30的四個比特的16個離散的級別。
現(xiàn)在參照一個類比來對配置10的操作進行進一步的描述，該類比中用一個水桶來代表加/減計數(shù)器30。水桶由一個水平的圓底連接到周圍是垂直的壁的圓柱形來組成，其中圓柱形包含沿著與壁相交的垂直軸的間隔的一系列開孔，這些孔能夠用于從水桶中排水。
來自接口單元20的在其輸出端ERROR輸出的誤碼脈沖對應(yīng)于從水桶敞開的頂部開口倒入的水。在把水倒入水桶中時，在其中存儲起一些水，直到水的上液面到達了開孔而水開始從開孔中流出。這些開孔對應(yīng)于由二進制計數(shù)器40、復(fù)用器50、移位寄存器60和門70所提供的動作，該動作就是減小加/減計數(shù)器30。
桶中水的液面指示了進入水桶的水的流速。當水以相對較慢的速度流入水桶時，其中所聚集的水從水桶底部附近區(qū)域的開孔流出；這一情形對應(yīng)于來自加/減計數(shù)器30的較慢的計數(shù)速率，譬如{S3，S2，S1，S0}＝{0，0，0，1}，這導(dǎo)致了復(fù)用器50的輸入端D1也即二進制計數(shù)器40的輸出端Q14被選中用來產(chǎn)生用于減小加/減計數(shù)器30的輸出P。與之相反，當水以相對較快的速度流入水桶時，其中所存儲的水從水桶底部附近區(qū)域的開孔流出，并且也從水桶中較高的開孔流出；這樣的情形對應(yīng)于來自加/減計數(shù)器30的較高的計數(shù)速率，譬如{S3，S2，S1，S0}＝{1，0，1，0}，這導(dǎo)致了復(fù)用器50的輸入端D10也因此即二進制計數(shù)器40的輸出端Q5被選中用來產(chǎn)生用于減小加/減計數(shù)器30的輸出P。當由于增加了注入水桶的水流速率而使水桶中的水變得越來越深時，相應(yīng)地，這些開孔中將會有更多的一些參與為從水桶中排水。
作為進一步的細化，水桶壁上的開孔能夠按尺寸分成等級，從而使得靠近水桶底部區(qū)域的開孔占有相對較小的口徑，并且隨著趨近于水桶頂部區(qū)域，開孔的口徑逐步變大。事實上，可以安排這些開孔使其相關(guān)口徑沿著從水桶的底部區(qū)域到頂部區(qū)域以逼近指數(shù)的方式增長。當采納了這樣的開孔直徑安排時，水桶中的水平面的高度將會與流入水桶的水流速度的對數(shù)基本上成正比；在類比中忽略了流水的湍流效果。
附圖2是描述了前述的水桶的操作的響應(yīng)圖，此圖用100來表示。圖100包含了對應(yīng)于注入水桶的水流速率的橫軸110，軸110在數(shù)值上從左向右增加。圖100還包含了豎軸120，它對應(yīng)于參與從水桶中排水的開孔，開孔1位于水桶的底部區(qū)域，而開孔6則位于開孔1上方，并向上接近水桶的頂部區(qū)域。階越曲線130指示了由軸120所確定的參與從水桶中排水的開孔和由軸110所確定的向水桶內(nèi)注水的速率間的關(guān)系。這樣一來，當向水桶內(nèi)注水的速率為f0時，只有開孔1有排出的水流過。與此相反，當向水桶內(nèi)注水的速率為f1時，從開孔1到開孔6都有排出的水流過。
從圖100可以看出，因為沿著水桶的底部區(qū)域到其頂部區(qū)域，開孔是接近指數(shù)式來增加，而曲線130基本上是對數(shù)的形式。通過類比，由于在二進制計數(shù)器40內(nèi)所造成的二進制除法，配置10提供了類似的特性，此時誤碼率的繪制對應(yīng)于橫軸110，而“結(jié)果輸出代碼”的繪制對應(yīng)于豎軸120。
配置10是本發(fā)明的一種簡單的實施方案。在實踐中，可以用相應(yīng)的具有更多計數(shù)器比特的計數(shù)器代替加/減計數(shù)器30，用具有相應(yīng)的更多計數(shù)器比特的計數(shù)器代替二進制計數(shù)器40，并且用相應(yīng)的能夠具有更多地址比特并能夠把更多的輸入端復(fù)用到輸出端Q的復(fù)用器來代替復(fù)用器50，從而對配置10進行修改。
本發(fā)明的第二種實施方案是對應(yīng)于配置10的，但是做了修改，使得以一個相應(yīng)的8比特加/減計數(shù)器來代替加/減計數(shù)器30，以一個相應(yīng)的32比1的復(fù)用器來代替復(fù)用器50，以及以一個相應(yīng)的32比特的二進制計數(shù)器來代替16比特二進制計數(shù)器40。在第二種實施方案中，只有該相應(yīng)的8比特加/減計數(shù)器輸出的最高有效5比特被用在該相應(yīng)的32比1的復(fù)用器的地址輸入端來對其進行控制。
附圖3包含了一個闡明了本發(fā)明的第二種實施方案的操作的流程圖，該流程圖用200來指示。圖200包含了對應(yīng)于第二種實施方案的接口單元20的操作的開始功能210和新幀功能220。圖200還包含了對應(yīng)于加/減計數(shù)器140的操作的增加功能230，符號A表示的是計數(shù)器140中的8比特計數(shù)而符號E表示的是接口單元20的輸出端ERROR所輸出的誤碼脈沖。圖200另外還包含了在第二種實施方案中通過把加/減計數(shù)器140的五個最高有效比特連接到復(fù)用器150的地址輸入端所實現(xiàn)的功能240；參數(shù)K等于A除以8。
圖200還包含了對應(yīng)于第二種實施方案中32比1復(fù)用器150的操作的分支功能250。此外，圖200包含了多個減量功能，譬如功能260，并行從功能250鏈接到功能210。從功能250選擇適當分支到減量功能要依賴于參數(shù)K的值。如果參數(shù)K具有相對較高的數(shù)值，例如K＝31，那么就選擇了一種相對較高的減小計數(shù)器140的速率，即減小8個計數(shù)。與此相對的，如果參數(shù)K具有相對較小的數(shù)值，譬如K＝1，那么就選擇了一種相對較低的減小計數(shù)器140的速率，即減小2-27個計數(shù)。當K＝0時，計數(shù)器140就不再減小。在減量功能中所實行的分數(shù)式的減小，即A←A-1/N，是通過數(shù)據(jù)流中每隔N個數(shù)據(jù)塊來減小計數(shù)器而進行的。
本發(fā)明的第二種實施方案是根據(jù)圖200來操作的，當穿過接口單元20的數(shù)據(jù)流中發(fā)生誤碼的時候就增加A，并根據(jù)由A的當前數(shù)值所確定的速率來減小A，由此提供了A和E之間的對數(shù)關(guān)系，而A提供了數(shù)據(jù)流內(nèi)誤碼率的對數(shù)測量值。由于是對數(shù)測量，第二種實施方案能夠為數(shù)據(jù)流中發(fā)生的誤碼提供231的大的動態(tài)測量量程；231的測量量程對應(yīng)于1比20億，比起傳統(tǒng)的誤碼率監(jiān)測器而言，這提供了一個顯著擴大了的量程。此外，相對于許多傳統(tǒng)的誤碼率監(jiān)測器而言，上述的配置10和本發(fā)明的第二種實施方案描述了一種更為簡單的電路安排。
在形式上，圖200對應(yīng)于一種計算機算法的流程圖。發(fā)明人意識到，除了象附圖1中所示那樣以硬件來實現(xiàn)本發(fā)明，也有可能用能夠?qū)?shù)據(jù)流進行采樣并從中確定每個數(shù)據(jù)塊的誤碼計數(shù)的高速微處理器的形式來予以實現(xiàn)。當本發(fā)明用微處理器中執(zhí)行的軟件來實現(xiàn)以便提供在相對大的動態(tài)量程上測量誤碼發(fā)生的技術(shù)效果時，配置中的計數(shù)器30和40、復(fù)用器50、移位寄存器60和與門70是利用微處理器內(nèi)的存儲器、寄存器和累加器來完成的。對本發(fā)明進行這樣的軟件實現(xiàn)可以使得當“結(jié)果輸出代碼”增加時，輸出P以除了指數(shù)關(guān)系之外的某種方式增加，譬如是“結(jié)果輸出代碼”的平方、立方或者四次方。然而，只有當計數(shù)器40(或者其軟件等效模塊)減小的速率相對于“結(jié)果輸出代碼”的增加而言以超過線性的速率增加時，本發(fā)明才能夠提供其擴大了動態(tài)量程的優(yōu)點。
可以理解，能夠在不脫離本發(fā)明的范疇的條件下對前面所述的本發(fā)明的實施方案進行修改。舉例來說，能夠?qū)嵤┓桨钢兴玫降挠嫈?shù)器和復(fù)用器的比特寬度(或者其軟件等效模塊)進行變動，以便適合于特定的誤碼測量量程。此外，本發(fā)明的實施方案能夠以單片集成電路的形式予以實現(xiàn)，而這種電路能夠被包含到通信系統(tǒng)、無線鏈路、計算機網(wǎng)絡(luò)以及類似具有大量數(shù)據(jù)流過而需要進行誤碼監(jiān)測的設(shè)備中去。譬如說，在包含了多條通信路徑的通信系統(tǒng)中，根據(jù)本發(fā)明的誤碼率監(jiān)測器能夠被用于每條路徑，以便對流過這些路徑的數(shù)據(jù)流相關(guān)聯(lián)的誤碼率進行監(jiān)測。如果這些路徑中的一條，也就是有可能出故障的路徑，表現(xiàn)出與其它路徑不一樣的誤碼率，那么系統(tǒng)可以選擇性的把數(shù)據(jù)流從這條有可能出了故障的路徑轉(zhuǎn)移到別的路徑上去，由此保證系統(tǒng)的可靠運行，并由此使系統(tǒng)的用戶獲得高標準的服務(wù)。
權(quán)利要求
1.一種用于測量數(shù)據(jù)流中誤碼發(fā)生率的誤碼率監(jiān)測器，監(jiān)測器包含(a)用于接收數(shù)據(jù)流并識別該數(shù)據(jù)流中的誤碼發(fā)生的誤碼檢測裝置；(b)用于對該檢測裝置所識別的誤碼進行累計以提供累積誤碼計數(shù)的計數(shù)裝置；以及其特征為，(c)用于以一依賴于誤碼計數(shù)的數(shù)量的速率來減小誤碼計數(shù)的減量裝置，該減量裝置能夠用于以一速率來減小誤碼計數(shù)，此速率相對于誤碼計數(shù)的數(shù)量的增加而言是大于線性地增長，由此，該誤碼計數(shù)提供了數(shù)據(jù)流中誤碼率的一種指示。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1的監(jiān)測器，其特征在于，其中減量裝置減小誤碼計數(shù)的速率相對于誤碼計數(shù)數(shù)量的增加而言基本上是指數(shù)式地增長，由此為監(jiān)測器提供了一種相對于數(shù)據(jù)流中所發(fā)生的誤碼而言基本上是對數(shù)式的響應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的監(jiān)測器，其特征在于，其中數(shù)據(jù)流被分割成數(shù)據(jù)塊，每個塊都包含與其相關(guān)的能夠被誤碼檢測裝置用來確定該塊中所發(fā)生的誤碼的開銷信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3的監(jiān)測器，其特征在于，其中計數(shù)裝置和減量裝置被以一個速率來定時，該速率依賴于在誤碼檢測裝置處該數(shù)據(jù)塊的接收速率。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1或2的監(jiān)測器，其特征在于，其中檢測裝置、計數(shù)裝置和減量裝置是以執(zhí)行軟件的處理裝置的形式來實現(xiàn)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4的監(jiān)測器，其特征在于，其中誤碼檢測裝置包含能夠用于檢測數(shù)據(jù)流中的誤碼的邏輯門組合，計數(shù)裝置包含用于對檢測裝置所檢測到的誤碼進行計數(shù)的加/減計數(shù)器，而減量裝置包含二進制計數(shù)器和復(fù)用器，該二進制計數(shù)器被以一個速率定時，該速率依賴于該數(shù)據(jù)塊的接收速率，而該復(fù)用器被連接到該二進制計數(shù)器的輸出和該加/減計數(shù)器的輸出，該復(fù)用器的輸出被用于減小該加/減計數(shù)器，從而使得該計數(shù)輸出指示該數(shù)據(jù)流中的誤碼率。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6的監(jiān)測器，其特征在于，其中加/減計數(shù)器是一個4比特加/減計數(shù)器，二進制計數(shù)器是一個16比特二進制計數(shù)器，而復(fù)用器是一個16比1的復(fù)用器。
8.根據(jù)權(quán)利要求
6的監(jiān)測器，其特征在于，其中加/減計數(shù)器的計數(shù)輸出端連接到復(fù)用器的地址輸入端來選擇二進制計數(shù)器的計數(shù)輸出，以便用于減小加/減計數(shù)器。
9.一種采用了根據(jù)權(quán)利要求
1到8中任意一項的監(jiān)測器來測量數(shù)據(jù)流中所發(fā)生的誤碼的方法，該方法包含如下步驟(a)檢測數(shù)據(jù)流中誤碼的發(fā)生；(b)當數(shù)據(jù)流中發(fā)生誤碼時增加監(jiān)測器的計數(shù)裝置中的累積誤碼計數(shù)；其特征為，(c)確定在該誤碼計數(shù)的數(shù)量中的增加；(d)以相對誤碼計數(shù)的數(shù)量中的增加是大于線性地增長的速率來減小該誤碼計數(shù)；以及(e)重復(fù)步驟(a)到(e)直至完成對誤碼發(fā)生的監(jiān)測，而該誤碼計數(shù)則指示了數(shù)據(jù)流中的誤碼發(fā)生率。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9的方法，包括在步驟(d)中以一個相對誤碼計數(shù)的數(shù)量中的增加基本上是指數(shù)式地增長的速率來減小該誤碼計數(shù)。
專利摘要
在此提供了一種包含了計數(shù)器(30)的誤碼率監(jiān)測器(10)，其中計數(shù)器(30)在檢測到穿過與計數(shù)器(30)相連接的接口單元(20)的數(shù)據(jù)流中的誤碼時就增加。計數(shù)器(30)同時也以一個正比于此前保存在計數(shù)器(30)中的數(shù)值的指數(shù)值的速率減小。由此監(jiān)測器(10)利用儲存在計數(shù)器(30)中的數(shù)值提供了一種數(shù)據(jù)流中的誤碼率測量，該數(shù)值基本上是正比于數(shù)據(jù)流中的誤碼率的對數(shù)值的，由此為監(jiān)測器(10)提供了相對較大的誤碼率測量的動態(tài)量程。
文檔編號H04L1/20GKCN1205796SQ00135264
公開日2005年6月8日 申請日期2000年12月11日
發(fā)明者G·布特勒 申請人:馬科尼英國知識產(chǎn)權(quán)有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan