專利名稱：用于xdsl收發(fā)機(jī)內(nèi)的時(shí)鐘恢復(fù)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域一般地涉及調(diào)制解調(diào)器，更具體地涉及數(shù)字調(diào)制解調(diào)器。
背景技術(shù)：
數(shù)字用戶線(DSL)技術(shù)及其改進(jìn)包括G. Lite、ADSL、VDSL、和HDSL，所有這些概括地標(biāo)為X-DSL，業(yè)已開發(fā)成增大現(xiàn)有用戶線連接的有效帶寬，而不需要安裝新的光纜。用戶線原先是設(shè)計(jì)成處置在300Hz至3000Hz之間、帶寬等于幾千波特的窄帶語音話務(wù)的。有了 X-DSL，通過用比語音頻帶高的頻率來提供諸如數(shù)據(jù)、視頻、音頻之類的服務(wù)已經(jīng)能顯著增大帶寬。因此，一個X-DSL調(diào)制解調(diào)器可以與一個語音頻帶調(diào)制解調(diào)器或電話會話同時(shí)工作。當(dāng)前有 10 個以上的 XDSL 標(biāo)準(zhǔn)，包括 G. Lite、ADSL、VDSL、SDSL、MDSL、RADSL、HDSL 等。在每個標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)可以有多于一個的線路碼或調(diào)制協(xié)議，例如離散多音(DMT)和無載波AM/ PM(CAP)。DMT調(diào)制涉及建立一個具有多個各具有一個中心頻率也叫做載波音的子信道的通信信道。這些子信道是橫貫可用帶寬頻分復(fù)用的。每個子信道使用正交相位振幅調(diào)制 (QPAM)來調(diào)制信息。每個子信道的中心頻率(也叫做音)用作接受信息QPAM調(diào)制的載波。 調(diào)制到一個音上的信息在頻域內(nèi)被標(biāo)識為一個確定載波音與調(diào)制到載波音上的信息之間的唯一相位和振幅關(guān)系的子符號。每個子符號可以表示為一個復(fù)數(shù)。利用為DMT協(xié)議所支持的所有可能相位和振幅定義相應(yīng)的二進(jìn)制比特的變換表，可以將一些特定的信息比特變換成一個相應(yīng)的復(fù)數(shù)。調(diào)制在橫貫一個音組內(nèi)的每個音上的所有子符號集體被定義為一個符號，符號率由相應(yīng)的X-DSL標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。通常，用DMT調(diào)制協(xié)議初始化X-DSL調(diào)制解調(diào)器一開始是幾個分離的初始化階段， 包括握手、訓(xùn)練和信道分析。在初始化期間，相對的調(diào)制解調(diào)器上的系統(tǒng)時(shí)鐘隨符號邊界同步。這種同步用一個調(diào)制到一些所選的子信道上的固定數(shù)據(jù)亦即領(lǐng)示音組來實(shí)現(xiàn)。這些領(lǐng)示音和它們受調(diào)制的方式對于發(fā)送和接收調(diào)制解調(diào)器雙方來說都是已知的。此外，每個音用不同的數(shù)據(jù)量調(diào)制，以便使鏈接調(diào)制解調(diào)器的通信媒體的數(shù)據(jù)承載能力最佳化。在這個階段期間，調(diào)制解調(diào)器傳遞一些允許每個調(diào)制解調(diào)器建立對于橫貫一個音組或符號的每個音的比特加載。初始化的結(jié)果是在調(diào)制解調(diào)器之間在通信參數(shù)上達(dá)成一個契約，這個契約考慮了兩個調(diào)制解調(diào)器的性能和在鏈接這兩個調(diào)制解調(diào)器的通信媒體的質(zhì)量上的限制。在初始化后，調(diào)制解調(diào)器進(jìn)入操作的展示時(shí)間(show time)階段，在用戶線上以指定的上行和下行頻帶進(jìn)行高速語音、數(shù)據(jù)和視頻通信。在展示時(shí)間期間，通常用在用戶住宅內(nèi)設(shè)備(CPE)上的時(shí)鐘恢復(fù)來使CPE調(diào)制解調(diào)器上的高速系統(tǒng)時(shí)鐘與CPE調(diào)制解調(diào)器所耦合的中心局(CO)調(diào)制解調(diào)器的時(shí)鐘同步。CPE調(diào)制解調(diào)器具有頻率與CO的大致相同的基準(zhǔn)時(shí)鐘。于是，CPE用鎖相環(huán)電路(PLL)與來自CO的下行通信內(nèi)的躍遷相位對準(zhǔn)。CO和 CPE調(diào)制解調(diào)器的時(shí)鐘的精確同步對于副載波或音的正交性因此也就是對于展示時(shí)間通信的完整性來說是至關(guān)緊要的。VDSL2標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)在2006年2月的國際電信聯(lián)盟(ITU)建議書G. 993. 2 ‘‘ Series GTransmission Systems and Media, Digital Systems and Networks. . . Very High Speed Digital Subscriber Line Transceivers 2 (VDSL2) 〃 內(nèi)。在這個標(biāo)準(zhǔn)的 10. 4. 5 節(jié)"Synchronization"中，規(guī)定使用16個或再少一些的領(lǐng)示音來提供在調(diào)制解調(diào)器操作的初始化和展示時(shí)間階段期間時(shí)鐘恢復(fù)所需的躍遷。這些音由CPE調(diào)制解調(diào)器選擇，并在整個展示時(shí)間操作期間保持固定不變。與被指定為一個領(lǐng)示音的副載波關(guān)聯(lián)的調(diào)制被規(guī)定為具有固定值〃 00〃的4-QAM(正交調(diào)幅)。所需要的是在調(diào)制解調(diào)器操作的展示時(shí)間階段在時(shí)鐘恢復(fù)能力上有所改善的調(diào)制解調(diào)器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種在)(DSL收發(fā)機(jī)內(nèi)用于時(shí)鐘恢復(fù)的方法和裝置。這種方法和裝置允許在操作的展示時(shí)間階段期間以高精度進(jìn)行時(shí)鐘同步。時(shí)鐘同步可以在邏輯和/或物理任何組合的調(diào)制解調(diào)器之間進(jìn)行。本發(fā)明可以用硬件、固件或軟件實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，時(shí)鐘恢復(fù)裝置包括具有多個形成發(fā)送通路和接收通路的組件的多音收發(fā)機(jī)，被配置成通過用戶線與相對的多音收發(fā)機(jī)耦合，以便與其進(jìn)行頻分復(fù)用多音調(diào)制通信。這種多音收發(fā)機(jī)包括變換組件、選音器、檢錯器、集合器和振蕩器。接收通路上的變換組件將在每個相繼的符號間隔內(nèi)接收的通信從時(shí)域變換到頻域，成為各個經(jīng)調(diào)制的音或子信道。選音器與變換組件耦合，用來選擇所接收的音中呈現(xiàn)較高信噪比 (SNR)的一子組音作為時(shí)鐘恢復(fù)音組(CRTS)，并按照需要根據(jù)CRTS內(nèi)各個音的SNR的改變在CRTS內(nèi)丟棄和添加音。檢錯器與選音器耦合，用來檢測每個所接收的CRTS的音的相位誤差。集合器與檢錯器耦合，用來計(jì)算CRTS內(nèi)所有的音的平均集合相位誤差。振蕩器與發(fā)送和接收通路組件耦合，用來控制這些組件的定時(shí)。振蕩器響應(yīng)于集合器所計(jì)算的平均集合相位誤差，沿使得與相對的收發(fā)機(jī)上的時(shí)鐘的相位誤差減小的方向調(diào)整時(shí)鐘相位。這些能力通過響應(yīng)于SNR的改變而間歇地重新選擇CRTS音來保持與相對的多音收發(fā)機(jī)的同步操作。還要求保護(hù)一些所關(guān)聯(lián)的方法和裝置。


該領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員從以下結(jié)合附圖的詳細(xì)說明中可以更為清楚地看到本發(fā)明的這些和其他一些特征和優(yōu)點(diǎn)，在這些附圖中圖1示出了在中心局(CO)處的邏輯調(diào)制解調(diào)器通過用戶線與在客戶住宅內(nèi)的物理調(diào)制解調(diào)器耦合的通信系統(tǒng)；圖2A為示出多個上行和下行頻帶規(guī)劃的VDSL通信譜的功率-頻率圖2B-2C為圖2A中所示的VDSL頻帶規(guī)劃中的下行部分的比特加載對音或副載波標(biāo)引的示意圖，示出了標(biāo)識為監(jiān)視音和數(shù)據(jù)音的副載波；圖3A-3D為示出與用2比特的用戶數(shù)據(jù)編碼的數(shù)據(jù)音或用發(fā)送和接收調(diào)制解調(diào)器雙方都知道的偽隨機(jī)序列編碼的監(jiān)視音的通信關(guān)聯(lián)的相位誤差的示意圖；圖4為圖1所示的收發(fā)機(jī)170的一個實(shí)施例的硬件框圖；圖5為通信和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)圖，示出了將操作控制信息和通信數(shù)據(jù)加載入一個多音符號或音組的每個子信道或音的途徑；以及圖6為按照本發(fā)明的一個實(shí)施例收發(fā)機(jī)操作中的與時(shí)鐘恢復(fù)關(guān)聯(lián)的階段的過程流程圖。
具體實(shí)施例方式所公開的是一種在)(DSL收發(fā)機(jī)內(nèi)用于時(shí)鐘恢復(fù)的方法和裝置，這種方法和裝置允許在操作的展示時(shí)間階段期間以高精度進(jìn)行時(shí)鐘同步。時(shí)鐘同步可以在呈任何組合的邏輯和/或物理調(diào)制解調(diào)器之間進(jìn)行。本發(fā)明可以用硬件、固件或軟件實(shí)現(xiàn)。在中心局、遠(yuǎn)程接入終端、事務(wù)所或住宅內(nèi)都可以發(fā)現(xiàn)也叫做線路卡的調(diào)制解調(diào)器。調(diào)制解調(diào)器可以直接或間接地通過一個或多個光或無線鏈路耦合到數(shù)字用戶線上。這些線路卡支持一些多音協(xié)議的具有不同抗毀度的通信信道，包括不對稱數(shù)字用戶線(ADSL)、甚高比特(bit)率數(shù)字用戶線(VDSL)和其他正交頻分復(fù)用(OFDM)頻帶規(guī)劃，如(但不局限于)以下表1所列表 權(quán)利要求
1.一種具有形成發(fā)送通路和接收通路的多個組件的多音收發(fā)機(jī)，被配置成通過用戶線與相對的多音收發(fā)機(jī)耦合，以便與其進(jìn)行頻分復(fù)用多音調(diào)制通信，所述多音收發(fā)機(jī)包括接收通路上的變換組件，用來將在每個相繼的符號間隔內(nèi)接收的通信從時(shí)域變換到頻域，成為各個經(jīng)調(diào)制的音或子信道；與變換組件耦合的選音器，用來選擇所接收的音中呈現(xiàn)高信噪比SNR的一子組音作為時(shí)鐘恢復(fù)音組CRTS，并按照需要根據(jù)CRTS內(nèi)各個音的SNR的改變在CRTS內(nèi)丟棄和添加音；與選音器耦合的檢錯器，用來檢測在CRTS的每個所接收的音中的相位誤差；與檢錯器耦合的集合器，用來計(jì)算CRTS內(nèi)所有的音的平均集合相位誤差；以及與發(fā)送和接收通路組件耦合的振蕩器，用來控制這些組件的定時(shí)，所述振蕩器響應(yīng)于集合器所計(jì)算的平均集合相位誤差，沿使得與相對的收發(fā)機(jī)上的時(shí)鐘的相位誤差減小的方向調(diào)整時(shí)鐘相位；從而通過響應(yīng)于SNR的改變而間歇地重新選擇CRTS音來保持與相對的多音收發(fā)機(jī)的同步操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的多音收發(fā)機(jī)，其中，所述選音器還被配置成在呈現(xiàn)高SNR的那些音中選擇一子組音，該子組音在多音收發(fā)機(jī)所調(diào)制的頻率范圍在頻率上相互隔開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的多音收發(fā)機(jī)，其中，所述選音器還被配置成發(fā)信號通知相對的多音收發(fā)機(jī)下列中至少一個與以偽隨機(jī)比特序列調(diào)制的監(jiān)視音相應(yīng)的比特加載要求；以及與以2比特的數(shù)據(jù)調(diào)制的數(shù)據(jù)音相應(yīng)的比特加載要求。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的多音收發(fā)機(jī)，其中，所述集合器還被配置成計(jì)算加權(quán)因數(shù)，使得對于CRTS內(nèi)每個音的加權(quán)因數(shù)與所關(guān)聯(lián)的音上的噪聲成反比。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的多音收發(fā)機(jī)，其中，所述集合器還被配置成為CRTS內(nèi)每個音計(jì)算加權(quán)因數(shù)，使得每個對于具有標(biāo)引k的音的加權(quán)因數(shù)α基本上與下式相應(yīng)其中，σ為在相繼符號間隔范圍的具有標(biāo)引k的音的相位誤差的統(tǒng)計(jì)方差。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的多音收發(fā)機(jī)，其中，所述集合器還被配置成計(jì)算初始加權(quán)因數(shù)，使得對于CRTS內(nèi)每個音的加權(quán)因數(shù)與所關(guān)聯(lián)的音的信噪比SNR成正比。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的多音收發(fā)機(jī)，其中，所述集合器還被配置成為CRTS內(nèi)每個音計(jì)算初始加權(quán)因數(shù)，使得每個對于具有標(biāo)引k的音的加權(quán)因數(shù)α基本上與下式相應(yīng)— m ny Ο ·其中，SNRk為具有標(biāo)引k的音的信噪比。
8.一種用于一對相對的)(DSL收發(fā)機(jī)之一上的時(shí)鐘恢復(fù)的方法，該對相對的)(DSL收發(fā)機(jī)通過用戶線相互耦合，并且各被配置成通過用戶線進(jìn)行頻分復(fù)用多音調(diào)制通信，所述方法包括選擇時(shí)鐘恢復(fù)音組CRTS，所述時(shí)鐘恢復(fù)音組包括所選擇的呈現(xiàn)高信噪比SNR的音；將在選擇操作中所選擇的每個音的比特加載要求發(fā)信號通知該對相對的)(DSL收發(fā)機(jī)中的另一個》)SL收發(fā)機(jī)；計(jì)算CRTS內(nèi)所有的音的平均集合相位誤差；用在計(jì)算操作中所計(jì)算的平均集合相位誤差沿使得該對》)SL收發(fā)機(jī)上的時(shí)鐘之間的相位誤差減小的方向調(diào)整時(shí)鐘相位；確定CRTS內(nèi)一個或多個音的SNR已下降到低于門限；以及響應(yīng)于在確定操作中的確定結(jié)果而重復(fù)所述選擇、發(fā)信號通知、計(jì)算和調(diào)整操作，從而通過響應(yīng)于SNR的改變而間歇地重新選擇CRTS音來保持該對相對的)(DSL收發(fā)機(jī)的同步操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，所述選擇操作還包括在呈現(xiàn)高SNR的那些音中選擇一子組音，該子組音在收發(fā)機(jī)所調(diào)制的頻率范圍在頻率上相互隔開。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，所述發(fā)信號通知操作還包括下列操作中至少一個 將與用偽隨機(jī)比特序列調(diào)制的監(jiān)視音相應(yīng)的比特加載要求發(fā)信號通知該對相對的XDSL收發(fā)機(jī)中的另一個)(DSL收發(fā)機(jī)；以及將與用2比特的數(shù)據(jù)調(diào)制的數(shù)據(jù)音相應(yīng)的比特加載要求發(fā)信號通知該對相對的)(DSL 收發(fā)機(jī)中的另一個》)SL收發(fā)機(jī)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，所述計(jì)算操作還包括為這些音計(jì)算加權(quán)因數(shù)，使得對于CRTS內(nèi)的每個音的加權(quán)因數(shù)與所關(guān)聯(lián)的音上的噪聲成反比。
12.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，所述計(jì)算操作還包括為CRTS內(nèi)每個音計(jì)算加權(quán)因數(shù)，使得每個對于具有標(biāo)引k的音的加權(quán)因數(shù)α基本上與下式相應(yīng)
13.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，所述計(jì)算操作還包括為這些音計(jì)算初始加權(quán)因數(shù)，使得對于CRTS內(nèi)每個音的加權(quán)因數(shù)與所關(guān)聯(lián)的音的信噪比SNR成正比。
14.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中，所述計(jì)算操作還包括為CRTS內(nèi)每個音計(jì)算初始加權(quán)因數(shù)，使得每個對于具有標(biāo)引k的音的加權(quán)因數(shù)α基本上與下式相應(yīng)
15.一種用于一對相對的)(DSL收發(fā)機(jī)之一上的時(shí)鐘恢復(fù)的裝置，該對相對的)(DSL收發(fā)機(jī)通過用戶線相互耦合，并且各被配置成通過用戶線進(jìn)行頻分復(fù)用多音調(diào)制通信，所述裝置包括選擇時(shí)鐘恢復(fù)音組CRTS的裝置，所述時(shí)鐘恢復(fù)音組包括所選擇的呈現(xiàn)高信噪比SNR的曰；將在選擇操作中所選擇的每個音的比特加載要求發(fā)信號通知該對相對的)(DSL收發(fā)機(jī)中的另一個》)SL收發(fā)機(jī)的裝置；計(jì)算CRTS內(nèi)所有的音的平均集合相位誤差的裝置；用在計(jì)算操作中所計(jì)算的平均集合相位誤差沿使得該對》)SL收發(fā)機(jī)上的時(shí)鐘之間的相位誤差減小的方向調(diào)整時(shí)鐘相位的裝置；確定CRTS內(nèi)一個或多個音的SNR已下降到低于門限的裝置；以及通過響應(yīng)于SNR的改變而間歇地重新選擇CRTS音來保持該對相對的)(DSL收發(fā)機(jī)的同步操作的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的用于時(shí)鐘恢復(fù)的裝置，其中，所述選擇裝置還包括在呈現(xiàn)高SNR的那些音中選擇一子組音的裝置，該子組音在收發(fā)機(jī)所調(diào)制的頻率范圍在頻率上相互隔開。
17.根據(jù)權(quán)利要求15的用于時(shí)鐘恢復(fù)的裝置，其中，所述發(fā)信號通知裝置還包括下列中至少一個將與用偽隨機(jī)比特序列調(diào)制的監(jiān)視音相應(yīng)的比特加載要求發(fā)信號通知該對相對的 XDSL收發(fā)機(jī)中的另一個)(DSL收發(fā)機(jī)的裝置；以及將與用2比特的數(shù)據(jù)調(diào)制的數(shù)據(jù)音相應(yīng)的比特加載要求發(fā)信號通知該對相對的)(DSL 收發(fā)機(jī)中的另一個》)SL收發(fā)機(jī)的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求15的用于時(shí)鐘恢復(fù)的裝置，其中，所述計(jì)算裝置還包括為這些音計(jì)算加權(quán)因數(shù)使得對于CRTS內(nèi)的每個音的加權(quán)因數(shù)與所關(guān)聯(lián)的音上的噪聲成反比的裝置。
19.根據(jù)權(quán)利要求15的用于時(shí)鐘恢復(fù)的裝置，其中，所述計(jì)算裝置還包括為CRTS內(nèi)每個音計(jì)算加權(quán)因數(shù)使得每個對于具有標(biāo)引k的音的加權(quán)因數(shù)α基本上與下式相應(yīng)的裝置
20.根據(jù)權(quán)利要求15的用于時(shí)鐘恢復(fù)的裝置，其中，所述計(jì)算裝置還包括為這些音計(jì)算初始加權(quán)因數(shù)使得對于CRTS內(nèi)每個音的加權(quán)因數(shù)與所關(guān)聯(lián)的音的信噪比SNR成正比的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求15的用于時(shí)鐘恢復(fù)的裝置，其中，所述計(jì)算裝置還包括為CRTS內(nèi)每個音計(jì)算初始加權(quán)因數(shù)使得每個對于具有標(biāo)引k的音的加權(quán)因數(shù)α基本上與下式相應(yīng)的裝置
全文摘要
多音收發(fā)機(jī)包括變換組件、選音器、檢錯器、集合器和振蕩器。變換組件將所接收的通信從時(shí)域變換到頻域。選音器選擇所接收的音中呈現(xiàn)高信噪比(SNR)的一子組音作為時(shí)鐘恢復(fù)音組(CRTS)，并按照需要根據(jù)各個音的SNR在CRTS內(nèi)丟棄和添加音。檢錯器檢測CRTS的每個所接收的音中的相位誤差。集合器計(jì)算CRTS內(nèi)所有的音的平均集合相位誤差。振蕩器控制收發(fā)機(jī)的時(shí)鐘。振蕩器響應(yīng)于平均集合相位誤差，沿使得與相對的收發(fā)機(jī)上的時(shí)鐘的相位誤差減小的方向調(diào)整時(shí)鐘相位。
文檔編號H03H7/40GK102460966SQ201080026543
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月15日
發(fā)明者C·喬, H·德格漢法爾德, Q·阿爾德魯比, R·埃拉佩蒂安 申請人:伊卡諾斯科技有限公司