專利名稱：在傳輸信息的系統(tǒng)中自動(dòng)適應(yīng)彎曲量的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及數(shù)據(jù)的傳輸，更具體地，涉及用調(diào)制解調(diào)器在話音頻帶電話信道上傳送數(shù)據(jù)。
目前的電話網(wǎng)絡(luò)正向全面使用數(shù)字載波系統(tǒng)發(fā)展。這種系統(tǒng)的核心是非線性?！獢?shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器，將模擬話音和調(diào)制解調(diào)信號(hào)編碼用于數(shù)字傳輸。例如，一個(gè)普通的D4信道組利用每秒64kbit(KBPS)脈沖編碼調(diào)制(PCM)。與之相似，很多用于話音傳輸?shù)南到y(tǒng)使用32KBPS自適應(yīng)差分PCM，即ADPCM。
在通過話音頻帶電話網(wǎng)利用模擬調(diào)制解調(diào)器發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，希望能夠利用信道的全部容量。這種系統(tǒng)中的非線性可用作最大比特率的極限，即在保持商業(yè)可接受錯(cuò)誤率的同時(shí)，模擬調(diào)制解調(diào)器仍能達(dá)到的最大比特率。這個(gè)限制主要是由于非線性加在通過信道傳輸?shù)男盘?hào)上的倍增效應(yīng)(例如PCM量化噪聲)。以及加在互調(diào)制失真上的倍增效應(yīng)。
美國(guó)專利5,265,127中公開了一種技術(shù)和系統(tǒng)，用于在存在倍增噪聲時(shí)改進(jìn)通過一個(gè)發(fā)送信道發(fā)送數(shù)據(jù)的性能，其題目是“用于通過非線性信道信息傳輸?shù)姆蔷€性編碼器和解碼器”。這個(gè)專利轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此用作參考文獻(xiàn)。

圖1和2分別為前述專利中公布的調(diào)制解調(diào)發(fā)送機(jī)和調(diào)制解調(diào)接收機(jī)的框圖。上面引用的專利中公開的發(fā)明利用了一個(gè)信號(hào)構(gòu)象(Constellation)，它的獲得從一個(gè)基本構(gòu)象開始，其信號(hào)點(diǎn)和幾何形狀依據(jù)常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)選擇。通過依據(jù)一個(gè)模擬傳輸信道的非線性特性的逆，并且先驗(yàn)已知的彎曲函數(shù)調(diào)整其信號(hào)點(diǎn)的位置，從而使基本構(gòu)象被改變。然后，彎曲的信號(hào)點(diǎn)被發(fā)送到一接收機(jī)，在那里彎曲函數(shù)的逆在被維特比(Viterbi)解碼器處理之前，加到接收的信號(hào)點(diǎn)上。因此，由于信道的非線性特征造成的發(fā)送信號(hào)點(diǎn)的失真量降低了，特別是，靠近信號(hào)構(gòu)象周邊的點(diǎn)的失真量降低了。Viterbi解碼器則可利用標(biāo)準(zhǔn)的，未經(jīng)修改的Viterbi解碼算法。該非線性編碼器的一個(gè)實(shí)施例包含在V.34調(diào)制解調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)和V.32 Terbo標(biāo)準(zhǔn)中。
彎曲函數(shù)通常取決于發(fā)送信號(hào)的幅度。彎曲函數(shù)的另一獨(dú)立因素是彎曲因子g，它被選作在發(fā)送前想要彎曲或壓縮整個(gè)基本構(gòu)象的程度的函數(shù)，所希望的彎曲程序依賴于發(fā)送信道的非線性分量。彎曲因子的具體值取決于應(yīng)用，并可根據(jù)所期望的信道特征在發(fā)送機(jī)和接收機(jī)中預(yù)置。但由于信道的非線性特征可能隨時(shí)有變化，希望能自適應(yīng)調(diào)整彎曲因子g。
本發(fā)明公開了一個(gè)數(shù)據(jù)恢復(fù)設(shè)備，用于從一彎曲信號(hào)點(diǎn)序列中恢復(fù)數(shù)據(jù)，該序列是通過非線性傳輸信道從發(fā)送機(jī)接收到的，其中每一個(gè)彎曲信號(hào)點(diǎn)依據(jù)彎曲函數(shù)和一個(gè)預(yù)定的基本構(gòu)象的相應(yīng)信號(hào)點(diǎn)相聯(lián)，而該彎曲函數(shù)有一彎曲因子作為獨(dú)立變量。該設(shè)備包括，利用彎曲函數(shù)的逆對(duì)每一接收的信號(hào)點(diǎn)解彎曲的部件。該設(shè)備還包括計(jì)算部件，用于計(jì)算與該構(gòu)象的外部信號(hào)點(diǎn)相關(guān)的平均頻散和與該構(gòu)象的內(nèi)部信號(hào)點(diǎn)相關(guān)的平均頻散之比。該設(shè)備還包括更新部件，這些部件根據(jù)由計(jì)算元件所計(jì)算的比值，來更新解彎曲元件使用的彎曲因子的值。另外，該設(shè)備還包括通信部件，將更新的彎曲因子的值通知發(fā)射機(jī)。
參考下面的詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，是非常明顯的。
圖1是一個(gè)已知的調(diào)制解調(diào)發(fā)射機(jī)的框圖。
圖2是一個(gè)已知的調(diào)制解調(diào)接收機(jī)的框圖。
圖3是一個(gè)流程圖，示出依據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)實(shí)施例的基本步驟。
圖4是一個(gè)系統(tǒng)框圖，體現(xiàn)本發(fā)明的原理。
圖3是一個(gè)流程圖，示出本發(fā)明的方法的基本步驟。如步驟100所示，一個(gè)彎曲信號(hào)點(diǎn)序列通過一個(gè)具有非線性部件的發(fā)射信道發(fā)射。彎曲信號(hào)點(diǎn)可由發(fā)射機(jī)調(diào)制解調(diào)器中的一個(gè)編碼器產(chǎn)生，其中每一彎曲信號(hào)點(diǎn)按照彎曲函數(shù)與一預(yù)定基本構(gòu)象的相應(yīng)信號(hào)點(diǎn)相聯(lián)系，如前文所引用的美國(guó)專利No.5,265,127中詳細(xì)描述的那樣。例如，每一信號(hào)點(diǎn)的同相和正交相值可乘依據(jù)所選擇的彎曲函數(shù)產(chǎn)生的彎曲乘數(shù)W。
選擇彎曲函數(shù)來為傳輸信道的非線性分量的逆建模。例如，在PCM系統(tǒng)中，非線性分量通常是μ—律特性，即是被發(fā)送信號(hào)幅度的對(duì)數(shù)函數(shù)。因此被發(fā)送信號(hào)的幅度的反對(duì)數(shù)函數(shù)，或指數(shù)函數(shù)，被用來彎曲該構(gòu)象。μ—律特性的反指數(shù)的級(jí)數(shù)逼近可很方便地用作彎曲函數(shù)。這樣，對(duì)于一個(gè)PCM系統(tǒng)，彎曲乘數(shù)W可依據(jù)彎曲函數(shù)產(chǎn)生W＝1＋(8192Pt＋2731Pt2＋683Pt3＋137Pt4＋23Pt5＋3Pt6)/16384，其中Pt＝Pt/g，Pt是信號(hào)幅度，g是彎曲因子。然而，應(yīng)該理解，在最廣泛的情況下，本發(fā)明并不局限于任何特定的彎曲函數(shù)，而希望上述彎曲函數(shù)僅作為示范性的例子。
接著，如步驟105所示，彎曲信號(hào)點(diǎn)序列由接收機(jī)接收。當(dāng)彎曲信號(hào)點(diǎn)序列被接收到時(shí)，每一信號(hào)點(diǎn)被解彎曲，如步驟110所示。解彎曲的步驟實(shí)質(zhì)上是將彎曲函數(shù)的逆以一已知的方式加到每一接收信號(hào)點(diǎn)上來完成的。接著，如步驟120所示，對(duì)于構(gòu)象的解彎曲的內(nèi)部和外部點(diǎn)，分別計(jì)算接收信號(hào)點(diǎn)關(guān)于期望信號(hào)點(diǎn)序列的頻散。期望的信號(hào)點(diǎn)序列代表對(duì)理想信號(hào)點(diǎn)的逼近，如果沒有由信道引起的失真，則理想信號(hào)點(diǎn)將被接收。計(jì)算了內(nèi)部點(diǎn)和外部信號(hào)點(diǎn)的頻散之后，再計(jì)算發(fā)生在外部和內(nèi)部信號(hào)點(diǎn)的頻散或失真量之差，如步驟130所示。接著，如步驟140所示，彎曲因子g的值依據(jù)頻散量調(diào)整，以使信道非線性對(duì)于頻散的影響最小。彎曲因子的調(diào)整值傳送給編碼器，如步驟150所示。最后，如步驟160所示調(diào)節(jié)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，利用彎曲因子的調(diào)整值，分別對(duì)后續(xù)的信號(hào)點(diǎn)序列進(jìn)行彎曲或解彎曲。
圖4是系統(tǒng)200的框圖，它體現(xiàn)本發(fā)明的原理。一個(gè)包括彎曲信號(hào)點(diǎn)的發(fā)送線路信號(hào)自信道201被調(diào)制解調(diào)接收機(jī)202接收，信道201具有非線性分量。在常規(guī)方式中，接收的線路信號(hào)被順序地加到接收機(jī)濾波器203和解調(diào)器/均衡器205。解調(diào)器205的輸出代表對(duì)發(fā)送信號(hào)點(diǎn)的同相和正交相部分的最優(yōu)估計(jì)。
同相和正交相分量最好以前文所引用的美國(guó)專利5,265,127中所描述的方式解彎曲，即在乘法器215中將它們乘以解彎曲乘數(shù)W。解彎曲乘數(shù)W由非線性解碼器210產(chǎn)生，它通過引線212將乘數(shù)W提供給乘法器215。如上述專利中更詳盡描述的那樣，非線性解碼器實(shí)質(zhì)上依據(jù)彎曲函數(shù)的逆產(chǎn)生解彎曲乘數(shù)W，彎曲函數(shù)取決于接收信號(hào)的幅度以及彎曲因子g的值。接收信號(hào)的幅度可在解碼器210中根據(jù)通過引線207從解調(diào)器205接收的同相和正交相分量的值計(jì)算。彎曲因子g的值可經(jīng)引線262由非線性解碼器210接收，如下面將更詳細(xì)描述的那樣。
來自乘法器215輸出的解彎曲的同相和正交值通過引線217加到限幅器220。限幅器220為每一解彎曲信號(hào)點(diǎn)確定期望的或理想的信號(hào)點(diǎn)的同相和正交相值，如果沒有由信道引起的失真，該信號(hào)點(diǎn)被接收。限幅器220的一個(gè)輸出可通過引線221送到一個(gè)Viterbi解碼器，以便進(jìn)一步處理和解碼。上述圖4的各部件在前文引用的美國(guó)專利5,265,127中有更詳細(xì)的描述。
本發(fā)明的技術(shù)假定，在理想情況下，在構(gòu)象中央和周邊的信號(hào)點(diǎn)之間的頻散或失真量幾乎沒有差別。依據(jù)本發(fā)明的原理，來自乘法器215輸出的解彎曲的同相和正交相值也通過引線218送到比較器225的一個(gè)輸入端。比較器225的第二輸入通過引線222接收來自限幅器220的理想的同相和正交相值。比較器225計(jì)算一個(gè)數(shù)值，它代表在引線2 18上接收的解彎曲同相和正交相值相對(duì)應(yīng)的信號(hào)點(diǎn)與在引線222上接收的值相對(duì)應(yīng)的期望信號(hào)點(diǎn)之間的距離。例如，由比較器225計(jì)算的數(shù)值可以電壓的形式表示，它對(duì)應(yīng)于由信道的非線性特性引起的誤差信號(hào)或失真。
在一優(yōu)選實(shí)施例中，計(jì)算頻散或失真的歸一化徑向分量。引線222上的理想信號(hào)點(diǎn)的實(shí)部乘上比較器225輸出的實(shí)部，引線222上的理想信號(hào)點(diǎn)的虛部乘上比較器225輸出的虛部。兩個(gè)乘積加在一起，乘積的和除以引線222上信號(hào)的幅值。處理器226，接收引線222上的理想信號(hào)點(diǎn)和比較器225的輸出作為輸入，它可用于執(zhí)行上述相乘、相加和相除的運(yùn)算。
在優(yōu)選實(shí)施例中，比較器225的輸出，或者來自處理器226的歸一化徑向分量，被送到開關(guān)227。如果信號(hào)點(diǎn)由構(gòu)象周邊上的一個(gè)外點(diǎn)表示，則開關(guān)227通過引線228將比較器225的輸出送到外部點(diǎn)積分器230。類似地，如果信號(hào)點(diǎn)由位于構(gòu)象中心的一個(gè)內(nèi)部點(diǎn)表示，則開關(guān)227通過引線229將比較器225的輸出送到內(nèi)部點(diǎn)積分器231。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，依據(jù)引線222上信號(hào)的功率，開關(guān)227可區(qū)分內(nèi)、外點(diǎn)，因?yàn)橛蓛?nèi)點(diǎn)代表的信號(hào)是以較低的功率發(fā)送，而由外點(diǎn)代表的信號(hào)以較高的功率發(fā)送。如果使用V.34調(diào)制解調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)，則環(huán)指數(shù)(ring index)(由環(huán)技術(shù)整形可知)Mi，j，k可用來區(qū)分內(nèi)外點(diǎn)。環(huán)技術(shù)整形在美國(guó)專利5,115,453中有更詳盡的描述，經(jīng)轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此用作參考文獻(xiàn)。在利用V.34標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例中，環(huán)指數(shù)可從引線221得出。內(nèi)點(diǎn)由具有最低值的環(huán)指數(shù)代表，外點(diǎn)由具有最高值的環(huán)指數(shù)代表。
積分器230和231分別計(jì)算在統(tǒng)計(jì)足夠的長(zhǎng)時(shí)間積累的外信號(hào)點(diǎn)和內(nèi)信號(hào)點(diǎn)的信號(hào)誤差的平均功率的對(duì)數(shù)值。信號(hào)點(diǎn)積累的時(shí)間部分地取決于構(gòu)象的大小。而對(duì)于話音帶寬應(yīng)用，這段時(shí)間范圍通?？蓮膸酌氲綆追?。其它應(yīng)用可能需要更短或更長(zhǎng)的時(shí)間。積分器230和231則計(jì)算分別對(duì)應(yīng)于構(gòu)象的外信號(hào)點(diǎn)和內(nèi)信號(hào)點(diǎn)的兩組解彎曲信號(hào)點(diǎn)對(duì)于預(yù)期信號(hào)點(diǎn)序列的平均頻散。
由積分器230和231計(jì)算的數(shù)值作為另一比較器235的輸入，它計(jì)算由積分器230和231計(jì)算值的差，即從由積分器230計(jì)算的值中減去由積分器231計(jì)算的值。因此由比較器235計(jì)算的值代表在對(duì)數(shù)刻度上外點(diǎn)信號(hào)誤差的平均功率與內(nèi)點(diǎn)信號(hào)誤差的平均功率之比。進(jìn)一步，該比值指示了目前的彎曲和壓縮量是否合適，是太小還是太大。例如，如果現(xiàn)在使用的壓縮量是理想的，則在比較器235的輸出端得到的比值為0。然而，應(yīng)該注意在利用格碼(Trelliscoding)的情況下，該理想值可能為微小的負(fù)值。該負(fù)值的產(chǎn)生是由于在環(huán)形構(gòu)象的周邊比構(gòu)象的中心有更多的信號(hào)構(gòu)象點(diǎn)。
由比較器235計(jì)算的值被送到第一轉(zhuǎn)換表240，例如，它可是一個(gè)只讀或讀寫存貯單元。在本優(yōu)選實(shí)施例中，第一轉(zhuǎn)換表240將由比較器235提供給它的每一數(shù)值轉(zhuǎn)換成在線性或近似線性尺度上的整數(shù)值，這是通過量化比較器235的輸出來實(shí)現(xiàn)的。例如，可以方便地使用范圍從-15到+15的整數(shù)值，也可以利用其他范圍的整數(shù)值。因此，每一個(gè)整數(shù)值對(duì)應(yīng)于外部與內(nèi)部信號(hào)誤差功率的對(duì)數(shù)比的一個(gè)特定范圍。例如，在比較器235的輸出端的一個(gè)零值可方便地被轉(zhuǎn)換成整數(shù)0，表示所期望的彎曲或壓縮量沒有變化。使用轉(zhuǎn)換表240來限制離散彎曲值的數(shù)目，從而使必須送到遠(yuǎn)端發(fā)射機(jī)300的數(shù)據(jù)量減少，該發(fā)射機(jī)編碼和發(fā)送由接收機(jī)202通過信道201接收的信號(hào)。
然后由第一轉(zhuǎn)換表得到的整數(shù)值通過引線241被送到加法器245，它將這一整數(shù)值與存在一個(gè)存貯單元250中的整數(shù)值相加。存在存貯單元250中的整數(shù)值可由加法器245通過引線255接收，并對(duì)應(yīng)于彎曲因子g，g現(xiàn)在為發(fā)射機(jī)300和接收機(jī)202所使用。如下文進(jìn)一步所述。由加法器245得到的和對(duì)應(yīng)于彎曲因子g，它代表了彎曲或壓縮總量，使得在由發(fā)射機(jī)300發(fā)送以及由解碼器200解彎曲后外部和內(nèi)部信號(hào)點(diǎn)之間幾乎沒有頻散。例如，加法器245，以及比較器225和235可用商業(yè)上可得到的AT&T DSP—16A信號(hào)處理器來實(shí)現(xiàn)。該器件也可執(zhí)行由乘法器215和部件226完成的功能。前述處理器還有條件轉(zhuǎn)移和存貯指針寄存器來實(shí)現(xiàn)開關(guān)功能，如由開關(guān)227完成的開關(guān)功能。
在圖2中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，并沒有自動(dòng)使用新的或更新的彎曲因子g，g對(duì)應(yīng)于由加法器245得到的和。而是作出彎曲因子g的值的變化是否是正確的判斷。因此由第一轉(zhuǎn)換表240得到的整數(shù)值通過引線246送到門247，例如，它可用AT&T DSP—16A處理器實(shí)現(xiàn)。門247還接收一預(yù)定門限值(THR)和由加法器245得到的和并作為輸入。如果由第一轉(zhuǎn)換表240接收的整數(shù)比門限值(THR)大，則門247允許由加法器245得到的和到達(dá)存貯單元250，存在那里并替換先前的存貯值?？梢赃x擇門限值(THR)表示通過量的大變化，并使在積分器230和231中由于周圍變化會(huì)引起的彎曲因子g不必要的變化最小。
現(xiàn)在存在存貯單元250中的整數(shù)值通過引線257送到第二轉(zhuǎn)換表260，它也是一個(gè)只讀或讀寫存貯單元。轉(zhuǎn)換表260，可試驗(yàn)產(chǎn)生，它將由存貯單元250接收的值轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的彎曲因子g。從轉(zhuǎn)換表260得到的彎曲因子g是新的或更新的彎曲因子，它通過引線262被送到非線性解碼器210。
新的或更新的彎曲因子g也被送到遠(yuǎn)端編碼器280，它產(chǎn)生彎曲信號(hào)點(diǎn)，并形成發(fā)射機(jī)300的一個(gè)部分。例如，發(fā)射機(jī)300可以是圖1所示的調(diào)制解調(diào)發(fā)射機(jī)，它在前文所引的美國(guó)專利No.5,265,127中有更全面的描述。更新的彎曲因子可通過由線路270表示的兩個(gè)調(diào)制解調(diào)器之間的常規(guī)診斷信道通信送出。在V.32bis或V.34調(diào)制解調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)中描述的方法可用來轉(zhuǎn)移該信息并同步編碼器280和解碼器210，從而解碼器210使用與編碼器280用來彎曲相同信號(hào)點(diǎn)的相同的彎曲因子g的值來解彎曲所接收的信號(hào)點(diǎn)。例如，在V.34調(diào)制解調(diào)器中，彎曲因子的更新值可在MP序列中以與用于轉(zhuǎn)移預(yù)編碼器系數(shù)相同的方式來送出。依據(jù)本發(fā)明的原理，編碼器280連接到一個(gè)轉(zhuǎn)換表290，它與第二轉(zhuǎn)換表260相同。轉(zhuǎn)換表290允許編碼器280自動(dòng)調(diào)整或更新彎曲因子的值，它將用來彎曲信號(hào)點(diǎn)的后續(xù)序列。
注意現(xiàn)行的V.34標(biāo)準(zhǔn)使用的如在其中所定義的彎曲因子的值為0.3125或0。依據(jù)本發(fā)明的原理，彎曲因子的范圍可從0到1。比1大的值也是可以的，只不過需要更復(fù)雜的編碼器。
進(jìn)一步地，應(yīng)該注意某些調(diào)制解調(diào)器，如AT&T Para-dyne3400系列調(diào)制解調(diào)器，對(duì)于不同的數(shù)據(jù)率使用不同的外部點(diǎn)。因此，第一查找表240的內(nèi)容對(duì)于不同的數(shù)據(jù)率是不同的。還應(yīng)注意，對(duì)于彎曲因子g的調(diào)整由于信道中的非線性可能導(dǎo)致總平均功率的變化。因此，信號(hào)增益在發(fā)送編碼器被更好地調(diào)整，以補(bǔ)償這種變化從而保持一個(gè)大致恒定的平均功率。一種這樣的增益修正因子在下文中有更全面的描述。即W.Betts.“表面擴(kuò)展的非線性編碼”，數(shù)據(jù)傳輸國(guó)際會(huì)議，出版編號(hào)356(1992.9)，該文在此用作參考文獻(xiàn)中。該出版物描述了當(dāng)彎曲函數(shù)是雙曲正弦函數(shù)的級(jí)數(shù)逼近時(shí)，用在發(fā)射機(jī)中的增益修正因子。
本發(fā)明的原理也可用來確定信號(hào)失真是否與到構(gòu)象中心的距離(以非線性方式)有關(guān)，并相應(yīng)地調(diào)整彎曲因子的值。特別地，很多與積分器230，231相似的積分器，被用來測(cè)量多組信號(hào)點(diǎn)的平均頻散，每組信號(hào)點(diǎn)由其到構(gòu)象中心的距離定義。與以前一樣，比較器235用來計(jì)算信號(hào)點(diǎn)集合對(duì)的平均頻散之差。例如，比較器235計(jì)算構(gòu)象上最內(nèi)點(diǎn)的平均頻散與信號(hào)點(diǎn)的每一其他集合的平均頻散之差。由比較器235計(jì)算的值送到轉(zhuǎn)換表240，它提供一個(gè)輸出指示所希望的彎曲量的變化。表240的內(nèi)容可經(jīng)驗(yàn)地確定從而區(qū)分失真中第一、第二、第三或更高階次的諧波，并提供一個(gè)最佳輸出指示所希望的彎曲量的變化。應(yīng)注意在這種情況下，表240輸入和輸出間的關(guān)系通常是非線性的。每當(dāng)達(dá)到門限值時(shí)，表240的輸出則被用來更新彎曲因子g的值，如前所述。
還應(yīng)注意雖然轉(zhuǎn)換表240，260和290可方便地用存貯單元實(shí)現(xiàn)，他們也可用其它方法實(shí)現(xiàn)，如一個(gè)處理器依照經(jīng)驗(yàn)確定的方程式來完成轉(zhuǎn)換。集成電路也可用來完成系統(tǒng)200的某些特定功能。因此，可以理解，雖然本發(fā)明是參照具體的實(shí)施例描述的，而對(duì)于具有一般技術(shù)知識(shí)的人員，在本發(fā)明精神和范圍之內(nèi)的其它安排也是顯而易見的。所以，本發(fā)明僅受限于附加的權(quán)利要求書。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)據(jù)恢復(fù)設(shè)備，用于恢復(fù)彎曲的信號(hào)點(diǎn)序列中的數(shù)據(jù)，該彎曲的信號(hào)點(diǎn)是從發(fā)射機(jī)經(jīng)過非線性傳輸信道接收到的，每個(gè)彎曲的信號(hào)與依照彎曲函數(shù)的預(yù)定的基本構(gòu)象的相應(yīng)信號(hào)點(diǎn)相連系，彎曲函數(shù)有一個(gè)彎曲因子作為獨(dú)立變量，這里該設(shè)備包含對(duì)每個(gè)接收的信號(hào)點(diǎn)解彎曲的裝置，它實(shí)質(zhì)上使用彎曲函數(shù)的逆；計(jì)算平均頻散比的裝置，用來計(jì)算與所述構(gòu)象的外部信號(hào)點(diǎn)相關(guān)的解彎曲信號(hào)點(diǎn)的平均頻散和與該構(gòu)象的內(nèi)部信號(hào)點(diǎn)相關(guān)的解彎曲信號(hào)點(diǎn)的平均頻散之比；更新裝置，它依據(jù)上述計(jì)算裝置所算出的比值來更新上述解彎曲裝置所使用的彎曲因子的值；以及將彎曲因子的更新值通知上述發(fā)射機(jī)的裝置。
2.權(quán)利要求1中的設(shè)備，其中，上述比值使用對(duì)數(shù)尺度計(jì)算。
3.權(quán)利要求2中的設(shè)備，其中，上述計(jì)算裝置包括用來計(jì)算關(guān)于所期望的信號(hào)點(diǎn)各個(gè)序列的上述平均頻散的裝置。
4.權(quán)利要求3中的設(shè)備，其中，上述計(jì)算裝置包括使用對(duì)數(shù)尺度來計(jì)算上述平均頻散的裝置。
5.權(quán)利要求1中的設(shè)備，其中，上述更新裝置包含一個(gè)第一轉(zhuǎn)換表，用于將上述計(jì)算裝置所計(jì)算的比值轉(zhuǎn)換為一個(gè)整數(shù)值，它表示所要求的彎曲量的變化；一個(gè)存貯單元，用于存貯對(duì)應(yīng)于彎曲因子值的一個(gè)整數(shù)，此彎曲因子值是現(xiàn)在上述發(fā)射機(jī)和上述解彎曲裝置正在使用的；一個(gè)加法器，用于將上述的整數(shù)值與存在上述存貯單元中的整數(shù)相加求和；以及一個(gè)第二轉(zhuǎn)換表，用于將上述的和轉(zhuǎn)換為彎曲因子的更新值，其中上述更新值可被送到上述解彎曲裝置。
6.權(quán)利要求5中的設(shè)備，其中，只有當(dāng)上述整數(shù)值超過一個(gè)預(yù)定閾值時(shí)，彎曲因子的更新值才被送到上述解彎曲裝置，并送到上述發(fā)射機(jī)。
7.權(quán)利要求6中的設(shè)備，其中，上述第一轉(zhuǎn)換表依據(jù)一個(gè)線性尺度將上述比值轉(zhuǎn)換為一個(gè)整數(shù)值。
8.權(quán)利要求5中的設(shè)備，其中，所要求的彎曲量的變化幾乎不引起頻散量的差別，而這些頻散量是在發(fā)射的和解彎曲的信號(hào)點(diǎn)后續(xù)序列中的內(nèi)部和外部信號(hào)點(diǎn)之間所產(chǎn)生的。
9.權(quán)利要求1中的設(shè)備，其中，通信裝置包含用來使發(fā)射機(jī)和上述解彎曲裝置同步的裝置，以便上述解彎曲裝置使用與發(fā)射機(jī)用來產(chǎn)生相同的彎曲信號(hào)點(diǎn)同樣的彎曲因子值來解彎曲所接收的彎曲信號(hào)點(diǎn)序列。
10.從彎曲的信號(hào)點(diǎn)序列恢復(fù)數(shù)據(jù)的方法，該序列是從發(fā)射機(jī)經(jīng)過一個(gè)非線性傳輸信道接收到的，每個(gè)彎曲的信號(hào)點(diǎn)與依照彎曲函數(shù)的預(yù)定基本構(gòu)象的相應(yīng)信號(hào)點(diǎn)相關(guān)，彎曲函數(shù)有一個(gè)彎曲因子作為獨(dú)立變量，這里該方法包含以下步驟實(shí)質(zhì)上使用彎曲函數(shù)的逆來解彎曲每個(gè)接收的信號(hào)點(diǎn)；計(jì)算與上述構(gòu)象的外部信號(hào)點(diǎn)相關(guān)的解彎曲信號(hào)點(diǎn)的平均頻散和占上述構(gòu)象的內(nèi)部信號(hào)點(diǎn)相關(guān)的解彎曲信號(hào)點(diǎn)的平均頻散的比；根據(jù)上述計(jì)算裝置計(jì)算的比值來更新將在隨后的解彎曲步驟中使用的彎曲因子值；以及將彎曲因子的更新值送到上述發(fā)射機(jī)。
11.權(quán)利要求10中的方法，其中，上述比值使用對(duì)數(shù)尺度計(jì)算。
12.權(quán)利要求11中的方法，其中，計(jì)算步驟包含計(jì)算關(guān)于所期望的信號(hào)點(diǎn)的相應(yīng)序列的上述平均頻散的步驟。
13.權(quán)利要求12中的方法，其中，上述平均頻散用對(duì)數(shù)尺度來計(jì)算。
14.權(quán)利要求10中的方法，其中，更新步驟包含以下步驟將上述比值轉(zhuǎn)換為一個(gè)整數(shù)值，它表示所要的彎曲量的變化；將上述的整數(shù)值與一個(gè)相應(yīng)于彎曲因子值的整數(shù)相加，此彎曲因子值是目前上述發(fā)射機(jī)和上述解彎曲步驟正在使用的；以及將上述相加步驟所得到的結(jié)果轉(zhuǎn)換為更新值。
15.權(quán)利要求14中的方法，其中，只有當(dāng)上述整數(shù)值超過一個(gè)預(yù)定的閾值時(shí)，彎曲因子的更新值才使用在隨后的解彎曲步驟中，并且只有當(dāng)上述整數(shù)值超過一個(gè)預(yù)定的閥值時(shí)，上述的通信步驟才得以實(shí)現(xiàn)。
16.權(quán)利要求15中的方法，其中，將上述比值轉(zhuǎn)換為一個(gè)整數(shù)值的步驟是以線性尺度為基礎(chǔ)。
17.權(quán)利要求14中的方法，其中，所要求的彎曲量的變化幾乎不引起頻散量的差別，而這些頻散量是在發(fā)射的和解彎曲的信號(hào)點(diǎn)后續(xù)序列中的內(nèi)部和外部信號(hào)點(diǎn)之間產(chǎn)生的。
18.權(quán)利要求10中的方法，其中，通信步驟包含使上述發(fā)射機(jī)同步的步驟，這樣就使得在解彎曲接收的信號(hào)點(diǎn)后續(xù)序列的步驟中所使用的彎曲因子的值和在產(chǎn)生信號(hào)點(diǎn)相同的后續(xù)序列中上述發(fā)射機(jī)所使用的值一樣。
19.一個(gè)傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)包括一個(gè)發(fā)射機(jī)調(diào)制解調(diào)器，用于傳送彎曲的信號(hào)點(diǎn)序列，其中，每個(gè)彎曲的信號(hào)點(diǎn)與依照彎曲函數(shù)的預(yù)定基本構(gòu)象的相應(yīng)信號(hào)點(diǎn)相關(guān)，彎曲函數(shù)有一個(gè)彎曲因子作為獨(dú)立變量；一個(gè)非線性傳輸信道；一個(gè)接收機(jī)調(diào)制解調(diào)器，用于接收經(jīng)過上述傳輸信道的彎曲的信號(hào)點(diǎn)序列，其中上述接收機(jī)調(diào)制解調(diào)器包含(a)實(shí)質(zhì)上使用彎曲函數(shù)的逆來解彎曲每個(gè)接收信號(hào)點(diǎn)的裝置；(b)計(jì)算平均頻散比的裝置，它計(jì)算與所述構(gòu)象的外部信號(hào)點(diǎn)相關(guān)的解彎曲的信號(hào)點(diǎn)的平均頻散和與該構(gòu)象的內(nèi)部信號(hào)點(diǎn)相關(guān)的解彎曲信號(hào)點(diǎn)的平均頻散的比值；(c)更新裝置，它根據(jù)上述計(jì)算裝置所計(jì)算的比值來更新上述解彎曲裝置所使用的彎曲因子值；以及(d)將彎曲因子的更新值送到上述發(fā)射機(jī)的裝置。
20.權(quán)利要求19中的系統(tǒng)，其中，計(jì)算上述比值的裝置包含一個(gè)限幅器，用于確定一個(gè)期望的信號(hào)點(diǎn)，如果從上述傳輸信道到上述信號(hào)點(diǎn)沒有引起失真，則對(duì)于每個(gè)解彎曲的信號(hào)點(diǎn)都可接收到所期望的信號(hào)點(diǎn)；至少兩個(gè)積分器，用來以對(duì)數(shù)尺度分別計(jì)算所期望的信號(hào)點(diǎn)序列對(duì)于解彎曲信號(hào)點(diǎn)的平均頻散，解彎曲信號(hào)點(diǎn)分別與上述構(gòu)象的內(nèi)部點(diǎn)和外部點(diǎn)相關(guān)；以及一個(gè)比較器，用于確定上述積分器計(jì)算的平均頻散間的差值。
21.權(quán)利要求20中的系統(tǒng)，其中，用于更新的裝置包含一個(gè)第一轉(zhuǎn)換表，用來將上述差值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的一個(gè)整數(shù)值，它表示所要求的彎曲量的變化；一個(gè)存貯單元，用于存貯對(duì)應(yīng)于彎曲因子值的一個(gè)整數(shù)，該彎曲因子值是目前上述發(fā)射機(jī)調(diào)制解調(diào)器和上述解彎曲裝置正在使用的；一個(gè)加法器，用于將上述整數(shù)值與存在上述存貯單元中的整數(shù)相加求和；以及一個(gè)第二轉(zhuǎn)換表，用于將上述的和轉(zhuǎn)換與彎曲因子的更新值，其中，上述更新值可被送到上述解彎曲裝置。
22.權(quán)利要求21中的系統(tǒng)，其中，上述的和存在存貯單元中并替換先前存在存貯單元中的整數(shù)，并將上述的和送到上述發(fā)射機(jī)調(diào)制解調(diào)器，而上述調(diào)制解調(diào)器還包含一個(gè)轉(zhuǎn)換表，它的內(nèi)容和上述第二轉(zhuǎn)換表的內(nèi)容相同。
23.權(quán)利要求22中的系統(tǒng)還包括一個(gè)門，只有當(dāng)從上述第一轉(zhuǎn)換表得到的上述整數(shù)值超過一個(gè)預(yù)定的閾值時(shí)，該門才容許上述的和被送到上述第二轉(zhuǎn)換表和發(fā)射機(jī)調(diào)制解調(diào)器。
24.一個(gè)數(shù)據(jù)恢復(fù)設(shè)備，用于恢復(fù)來自彎曲信號(hào)點(diǎn)序列的數(shù)據(jù)，該彎曲的信號(hào)點(diǎn)是從發(fā)射機(jī)經(jīng)過非線性傳輸信道接收到的，每個(gè)彎曲的信號(hào)點(diǎn)與依照彎曲函數(shù)的預(yù)定基本構(gòu)象的相應(yīng)信號(hào)點(diǎn)相關(guān)，彎曲函數(shù)有一個(gè)彎曲因子作為獨(dú)立變量，該設(shè)備包含一個(gè)非線性解碼器，它實(shí)際上使用彎曲函數(shù)的逆來解彎曲每個(gè)接收的信號(hào)點(diǎn)；一個(gè)處理器，用來計(jì)算對(duì)于與上述構(gòu)象的外部信號(hào)點(diǎn)相關(guān)的解彎曲信號(hào)點(diǎn)的平均頻散和與上述構(gòu)象的內(nèi)部信號(hào)點(diǎn)相關(guān)的解彎曲信號(hào)點(diǎn)的平均頻散的比值，并用來根據(jù)上述比值來更新上述解碼器使用的彎曲因子的值；以及將彎曲因子的更新值通知到上述發(fā)射機(jī)的裝置。
25.一個(gè)傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)包含一個(gè)發(fā)射機(jī)調(diào)制解調(diào)器用于發(fā)送一個(gè)彎曲信號(hào)點(diǎn)序列，其中，每個(gè)彎曲信號(hào)點(diǎn)與依據(jù)彎曲函數(shù)的預(yù)定基本構(gòu)象的相應(yīng)信號(hào)點(diǎn)相聯(lián)，彎曲函數(shù)有一個(gè)彎曲因子作為獨(dú)立變量；一個(gè)非線性傳輸信道；一個(gè)接收機(jī)調(diào)制解調(diào)器，用來經(jīng)過上述傳輸信道來接收彎曲信號(hào)點(diǎn)序列，上述接收機(jī)調(diào)制解調(diào)器包含(a)一個(gè)非線性解碼器，它實(shí)際上運(yùn)用彎曲函數(shù)的逆來解彎曲每個(gè)接收的信號(hào)點(diǎn)；(b)一個(gè)處理器，用來計(jì)算與上述構(gòu)象的外部信號(hào)點(diǎn)相關(guān)的解彎曲信號(hào)點(diǎn)的平均頻散和與上述構(gòu)象的內(nèi)部信號(hào)點(diǎn)相關(guān)的解彎曲信號(hào)點(diǎn)的平均頻散的比，并用來根據(jù)上述比值來更新上述解碼器所使用的彎曲因子值；(c)將彎曲因子的更新值通知到上述發(fā)射機(jī)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過話音頻帶電話信道傳輸數(shù)據(jù)的改進(jìn)方案，這是通過自動(dòng)地適應(yīng)加于信號(hào)點(diǎn)序列的彎曲量和壓縮量實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)彎曲信號(hào)點(diǎn)與根據(jù)彎曲函數(shù)的預(yù)定基本構(gòu)象的相應(yīng)信號(hào)點(diǎn)相關(guān)，通過具有非線性部件的傳輸信道，可在解碼器中接收到彎曲信號(hào)序列。運(yùn)用彎曲函數(shù)的逆解彎曲每個(gè)接收的信號(hào)點(diǎn)之后，計(jì)算與期望的信號(hào)點(diǎn)序列相應(yīng)接收的內(nèi)部和外部信號(hào)點(diǎn)的平均頻散。然后計(jì)算其差，用來更新彎曲量或壓縮量，以使信道非線性的影響減至最小。
文檔編號(hào)H04L5/12GK1127448SQ9511654
公開日1996年7月24日 申請(qǐng)日期1995年9月11日 優(yōu)先權(quán)日1994年9月12日
發(fā)明者威廉·路易斯·貝茨, 愛德華·西格蒙德·祖蘭斯基 申請(qǐng)人:美國(guó)電報(bào)電話公司