專利名稱：使用奇偶校驗(yàn)位的通信信道監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通信系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體說，本發(fā)明涉及通信信道的監(jiān)控。
背景技術(shù)：
今天見于家用和商用的兩種信息業(yè)務(wù)包括電視、或視頻服務(wù)和電話業(yè)務(wù)。另一種信息業(yè)務(wù)包括數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，它最多的是通過使用一個(gè)與電話業(yè)務(wù)相連的調(diào)制解調(diào)器而實(shí)現(xiàn)。在這里所有進(jìn)一步與電話有關(guān)的業(yè)務(wù)將包括電話業(yè)務(wù)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。
電話與視頻信號(hào)的特征不同，因而電話和視頻網(wǎng)也設(shè)計(jì)得不同。例如，當(dāng)與視頻信號(hào)的帶寬相比電話信息占有相對(duì)較窄的頻帶。另外，電話信號(hào)是低頻而NTSC標(biāo)準(zhǔn)視頻信號(hào)在大于50MHz的載波上發(fā)射。因此，電話傳輸網(wǎng)是工作在音頻的相對(duì)較窄帶寬的系統(tǒng)，它通常是通過從路邊接線箱引出的雙絞線向客戶提供服務(wù)。另一方面，有線電視業(yè)務(wù)是寬帶和使不同頻率載波混頻方式混合以實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)的甚高頻電視接收機(jī)的信號(hào)兼容。有線電視系統(tǒng)與視頻業(yè)務(wù)典型地是由有線電視公司通過與每個(gè)個(gè)人家庭或商業(yè)公司的屏蔽電纜業(yè)務(wù)連接而提供。
在授給Balance的標(biāo)題為“Qptical Communication Network(光通信網(wǎng)絡(luò))”的NO.4,977,593 U.S.專利中描述了一種將電話與視頻業(yè)務(wù)合并到一個(gè)單一網(wǎng)絡(luò)中的嘗試。Balance描述了一種有安裝在中心站的光源的被動(dòng)式光通信網(wǎng)絡(luò)。光源沿光纖發(fā)送時(shí)分復(fù)用光信號(hào)，隨后這些信號(hào)被在一些個(gè)人光纖業(yè)務(wù)外圍站之間的一系列分裂器分裂。網(wǎng)絡(luò)允許數(shù)字語音數(shù)據(jù)通過相同光路徑從外圍站傳送到中心站。另外，Balance指出另外的波長(zhǎng)可以使用以增加業(yè)務(wù)，例如有線電視，它通過數(shù)字復(fù)用到網(wǎng)絡(luò)。
一篇1988 NCTA由Jannes A.Chiddix與David M.Pangrac所寫標(biāo)題為“Fiber BackboneA Proposal Foran Evolutionary Cable TV.network Architecfare。(光纖干線一個(gè)為發(fā)展的有線電視網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的建議)”的技術(shù)論文描述了一種光纖/同軸電纜混合的有線電視(CATV)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。這種體系結(jié)構(gòu)建立在已存在的同軸CATV網(wǎng)絡(luò)上。該結(jié)構(gòu)包括從首端到已經(jīng)存在的CATV分布式系統(tǒng)的若干饋點(diǎn)的直接光纖路徑的使用。
授與Pidgeon的標(biāo)題為“CATV Distribution Network Using LightWace Transmission Lines(使用光波傳輸線的CATV分布式網(wǎng)絡(luò))”的NO.5,1513,763U.S。專利描述了一種用于從首端到許多用戶的寬帶。多信道CATV信號(hào)傳送的CATV網(wǎng)絡(luò)。首端的電-光發(fā)射機(jī)和光纖節(jié)點(diǎn)的光-電接收機(jī)發(fā)射并接收與寬帶CATV電信號(hào)相應(yīng)的光信號(hào)。從光纖節(jié)點(diǎn)的分布通過沿同軸電纜傳輸線傳輸電信號(hào)而實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)通過將全部或部份CATV信號(hào)的寬帶塊轉(zhuǎn)換到一小于倍頻的頻率范圍而減少了發(fā)送的寬帶CATV信號(hào)的失真。相關(guān)的Pidgon的標(biāo)題為“CATV DistributionNetworks Using Light Wave Transmission Lines”的NO.5,262.883 U.S.專利進(jìn)一步描述了失真減少系統(tǒng)。
雖然上面所提的網(wǎng)絡(luò)敘述了在不同結(jié)構(gòu)上發(fā)送寬帶視頻信號(hào)的不同概念，它們可能包含光纖/同軸電纜混合結(jié)構(gòu)，沒有一種參考結(jié)構(gòu)敘述了一種用于電話通信的經(jīng)濟(jì)，靈活的通信系統(tǒng)。一些問題是這些系統(tǒng)中固有的。
一個(gè)這樣的問題是需要優(yōu)化用于傳輸數(shù)據(jù)的帶寬以使得使用的帶寬不超過分配的帶寬。帶寬問題在多點(diǎn)到點(diǎn)通信中特別關(guān)鍵，這里必須調(diào)節(jié)在遠(yuǎn)程單元的多個(gè)發(fā)射機(jī)以使分配的帶寬不被超過。
第二個(gè)問題包括系統(tǒng)的功率消耗，通信系統(tǒng)應(yīng)使在遠(yuǎn)程單元用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓β首钚?，因?yàn)樵谶h(yuǎn)程單元用于發(fā)送和接收的設(shè)備可以是由分布在系統(tǒng)傳輸介質(zhì)上的電源提供的電源的。
數(shù)據(jù)完整性也必須提到。內(nèi)部的和外部的干擾都可能降低通信質(zhì)量。內(nèi)部干擾存在于經(jīng)系統(tǒng)被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)間。即，經(jīng)一公共通信鏈路傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)可能受到在相互之間的干擾。從外源來的侵入也可能影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾浴Ｒ粋€(gè)電話通信網(wǎng)對(duì)于由外源，例如HAM，所產(chǎn)生的噪聲很敏感。由于這種噪聲是斷斷續(xù)續(xù)的且強(qiáng)度是變化的，一種經(jīng)系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的方法應(yīng)該糾正或避免這種侵入的存在。
這些和其它問題將在接下來的描述中變得明顯，顯示了對(duì)一種增強(qiáng)的通信系統(tǒng)的需求。
發(fā)明概述描述了信道監(jiān)控的應(yīng)用，它提出了一些在多點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)中固有的問題。具體的說，是關(guān)于侵入的問題。本發(fā)明的監(jiān)控方法用于監(jiān)控-電話通信n-比特信道，其中有1比特是奇偶校驗(yàn)比特。對(duì)n-bit信道的奇偶校驗(yàn)比特進(jìn)行抽樣并由奇偶校驗(yàn)比特的抽樣導(dǎo)出可能的誤比特率。
在一個(gè)選用的實(shí)施例中，經(jīng)過一時(shí)間周期的可能誤比特率與一代表最小誤比特率預(yù)定誤比特率相比較以確定該n-bit信道是否惡化。一個(gè)惡化的信道就可被重新分配，或者，在另一個(gè)實(shí)施例中，可以增加信道的傳輸功率以克服惡化。
在一個(gè)可選擇方法實(shí)施例中，該方法包括以下步驟，對(duì)n-bit信道的奇偶校驗(yàn)比特在第一時(shí)間周期抽樣，由在第一時(shí)間周期的奇偶校驗(yàn)比特的抽樣導(dǎo)出可能誤比特率，將第一時(shí)間周期的可能誤比特率與預(yù)定的誤比特率比較以確定是否n-bit信道惡化，如果信道沒有惡化，則將許多連續(xù)時(shí)間周期的可能誤比特率累加。
在另一可選擇方法實(shí)施例中，該方法包括以下步驟，對(duì)n-bit信道的奇偶校驗(yàn)比特抽樣并且由第一時(shí)間周期的抽樣導(dǎo)出可能誤比特率。第一時(shí)間周期的可能誤比特率與第一預(yù)定誤比特率相比較以確定n-bit信道是否惡化。由第二時(shí)間周期的奇偶校驗(yàn)比特的抽樣導(dǎo)出可能誤比特率。第二時(shí)間周期比第一時(shí)間周期長(zhǎng)，并且同時(shí)進(jìn)行。第二時(shí)間周期的可能誤比特率與第二預(yù)定誤比特率相比較以確定n-bit信道是否惡化。
在還可選擇的實(shí)施例中，一種監(jiān)控至少一個(gè)未分配電話通信信道的方法包括周期性地監(jiān)控至少一個(gè)未分配的電話通信信道。累加至少一個(gè)未分配電話通信信道的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，并且基于該錯(cuò)誤數(shù)據(jù)分配至少一個(gè)未分配電話通信信道。
附圖簡(jiǎn)述

圖1顯示的是根據(jù)本發(fā)明的使用光纖/同軸混合分布式網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的框圖；圖2是圖1所示系統(tǒng)的一個(gè)可選擇實(shí)施例；圖3是圖1所示系統(tǒng)的與發(fā)射機(jī)和接收機(jī)相連的主機(jī)數(shù)字終端(HDT)的詳細(xì)框圖；圖4是圖3所關(guān)聯(lián)的發(fā)射機(jī)與接收機(jī)的框圖；圖5是圖1所示系統(tǒng)的光分配節(jié)點(diǎn)的框圖；圖6是綜合業(yè)務(wù)單元(ISU)的一般框圖，例如圖1的本地綜合業(yè)務(wù)單元(HISU)或多路綜合業(yè)務(wù)單元(MISU)；圖7A，7B，7C顯示用在圖3的HDT中的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)與幀信令；圖8是圖3中的同軸主單元(CXMU)的同軸主卡片(CXMC)的一般框圖；圖9A顯示了用于圖1所示系統(tǒng)中電話傳輸?shù)牡谝粋鬏攲?shí)施例的頻譜分配；圖9B顯示了QAM調(diào)制的映射圖；圖9C顯示了BPSK調(diào)制的映射圖；圖9D顯示了圖9A的頻譜分配的子帶圖；圖10是圖1所示系統(tǒng)第一傳輸實(shí)施例的CXMU的主同軸卡片(MCC)下行發(fā)送結(jié)構(gòu)框圖；圖11是圖1所示系統(tǒng)第一傳輸實(shí)施例的MISU的同軸傳輸單元(CXTU)下行接收機(jī)結(jié)構(gòu)框圖；圖12是圖1所示系統(tǒng)第一傳輸實(shí)施例的HISU的同軸本地模塊(CXHM)下行接收機(jī)結(jié)構(gòu)框圖；圖13是與圖12中CXHM下行接收機(jī)結(jié)構(gòu)相連的CXHM上行發(fā)送結(jié)構(gòu)的框圖，圖14是與圖11中CXTU下行接收機(jī)結(jié)構(gòu)相連的CXTU上行發(fā)送結(jié)構(gòu)的框圖；圖15是與圖10中MCC下行發(fā)送結(jié)構(gòu)相連的MCC上行接收機(jī)結(jié)構(gòu)的框圖；圖16是用于圖1所示系統(tǒng)的采集分布式循環(huán)例程的流程圖；圖17是與圖1所示系統(tǒng)一同使用的跟蹤分布式循環(huán)結(jié)構(gòu)例程的流程圖；圖18顯示了圖15中MCC上行接收結(jié)構(gòu)的多相濾波器組的幅度響應(yīng)；圖19是圖18的幅度響應(yīng)的部份放大視圖；圖20是圖15中MCC上行接收機(jī)結(jié)構(gòu)的入濾波器結(jié)構(gòu)與FFT的框圖；圖21是圖20中入濾波器結(jié)構(gòu)和FFT的多相濾波器結(jié)構(gòu)的框圖；圖22A是第一傳輸實(shí)施例的下行接收機(jī)結(jié)構(gòu)的載波，幅度，定時(shí)恢復(fù)塊的框圖22B是第一傳輸實(shí)施例的MCC上行接收機(jī)結(jié)構(gòu)的載波，幅度，定時(shí)恢復(fù)塊的框圖；圖23是第一傳輸實(shí)施例接收機(jī)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部均衡器操作的框圖；圖24是用于圖1所示系統(tǒng)傳輸?shù)牡诙鬏攲?shí)施例的頻譜分配；圖25是用于圖1所示系統(tǒng)第二傳輸實(shí)施例中的CXMU的MCC調(diào)制解調(diào)器結(jié)構(gòu)的框圖；圖26是用于圖1所示系統(tǒng)第二傳輸實(shí)施例的HISU的用戶調(diào)制解調(diào)器結(jié)構(gòu)的框圖；圖27是圖26中用戶調(diào)制解調(diào)器結(jié)構(gòu)的調(diào)制解調(diào)器的框圖；圖28是用在圖1所示系統(tǒng)中的信道監(jiān)控的框圖；圖29A，29B，29C是圖28的信道監(jiān)控例程的錯(cuò)誤監(jiān)控部份的流程圖；圖29D是圖29B的流程圖的另一可供選擇流程圖；圖30是圖28的信道監(jiān)控例程的后臺(tái)監(jiān)控部份流程圖；圖31是圖28的信道監(jiān)控例程的備用部份的流程圖。
最佳實(shí)施例的詳述本發(fā)明的通信系統(tǒng)10，如圖1所示，是一個(gè)主要為了經(jīng)光纖一同軸混合(HFC)分布式網(wǎng)絡(luò)11提供住宅和商業(yè)電信業(yè)務(wù)而設(shè)計(jì)的接入平臺(tái)。系統(tǒng)10是一種用于提供電話和視頻服務(wù)的經(jīng)濟(jì)的平臺(tái)。電話業(yè)務(wù)包括標(biāo)準(zhǔn)電話，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)與/或遙測(cè)。另外，本系統(tǒng)是用于為住宅用戶調(diào)節(jié)現(xiàn)有和緊急業(yè)務(wù)的靈活平臺(tái)。
光纖一同軸混合分布式網(wǎng)絡(luò)11用光纖饋線向由中心局或首端32遠(yuǎn)程設(shè)置的分配節(jié)點(diǎn)18(指在下文中的光分配節(jié)點(diǎn)(ODN))提供電話和視頻業(yè)務(wù)。由ODNS18，通過同軸網(wǎng)向用戶提供業(yè)務(wù)。使用基于HFC的通信系統(tǒng)10有一些優(yōu)點(diǎn)。通過使用安裝在饋線中的光纖，系統(tǒng)10通過數(shù)百個(gè)用戶分散了光電子成本。取代從分布點(diǎn)到每一用戶(星形分布)的獨(dú)立銅環(huán)路，系統(tǒng)10實(shí)現(xiàn)總線訪問，其中分布式同軸分支30通過每一家庭和用戶與用于服務(wù)的分布式同軸分支30相接。系統(tǒng)10也允許非視頻業(yè)務(wù)使用在RF(射頻)專用部份的更經(jīng)濟(jì)的RF調(diào)制解調(diào)設(shè)備調(diào)制來傳輸。最后，系統(tǒng)10允許視頻業(yè)務(wù)在現(xiàn)有的同軸設(shè)備上而不需另外的用戶設(shè)備來傳遞，因?yàn)橥S分布線可以直接驅(qū)動(dòng)現(xiàn)有的可以使用電纜的電視機(jī)。
對(duì)于一個(gè)本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)很清楚，這兒描述的調(diào)制解調(diào)器傳輸結(jié)構(gòu)和這一結(jié)構(gòu)的功能和圍繞這一結(jié)構(gòu)的操作除了光纖同軸混合網(wǎng)絡(luò)還可用分布式網(wǎng)絡(luò)。例如，就無線系統(tǒng)而論可實(shí)現(xiàn)該功能。因此，本發(fā)明考慮了根據(jù)附屬權(quán)利要求的這些系統(tǒng)的使用。
系統(tǒng)10包括主機(jī)數(shù)字終端12(HDTs)，它實(shí)現(xiàn)了電話傳輸?shù)娜抗迷O(shè)備功能，例如，網(wǎng)絡(luò)接口，同步，DSO grooming和操作管理維護(hù)與供給(OAM&P)接口，它包括在交換網(wǎng)絡(luò)與傳輸系統(tǒng)之間的接口，傳輸系統(tǒng)傳遞信息到例如綜合業(yè)務(wù)單元的用戶接口設(shè)備100(ISUs)和從它傳遞信息。綜合業(yè)務(wù)單元100(ISUs)，例如本地綜合業(yè)務(wù)單元(HISUs)68或多路綜合業(yè)務(wù)單元(MISUs)66，它可以包括一個(gè)與多住宅綜合業(yè)務(wù)單元相對(duì)的商業(yè)綜合業(yè)務(wù)單元，實(shí)現(xiàn)所有用戶接口功能和到傳輸系統(tǒng)的接口，傳輸系統(tǒng)傳遞信息到交換網(wǎng)絡(luò)和從它傳遞信息。在本系統(tǒng)中，HDT12一般安置在中心局而ISU100遠(yuǎn)程地安置在野外，并且分布在不同地點(diǎn)。HDT12與ISUs100通過光纖一同軸混合分布式網(wǎng)絡(luò)以一種多點(diǎn)到點(diǎn)的配置連接。在本系統(tǒng)中，經(jīng)HFC分布式網(wǎng)絡(luò)傳輸信息所要求的調(diào)制解調(diào)器功能由在HDT12與ISUs100中的接口設(shè)備實(shí)現(xiàn)。這種調(diào)制解調(diào)器功能用正交頻分復(fù)用實(shí)現(xiàn)。
通信系統(tǒng)現(xiàn)在將參照?qǐng)D1、3、6總體描述。系統(tǒng)10的主要部件有主機(jī)數(shù)字終端(HDTs)12，視頻主機(jī)分布式終端(VHDT)34，電話下行發(fā)射機(jī)14，電話上行接收機(jī)16，包含光分配節(jié)點(diǎn)18的混合光纖同軸HFC，分布式網(wǎng)絡(luò)11，和與遠(yuǎn)程單元46相連的綜合業(yè)務(wù)單元66，68(通常如圖6中ISU100所示)。HDT12提供在交換網(wǎng)絡(luò)(一般由干線20代表)與到傳輸電話信息的HFC分布式網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制解調(diào)器接口之間的接口。電話下行發(fā)射機(jī)14完成-HDT12的同軸RF(射頻)下行電話信息輸出端22的電光轉(zhuǎn)換，如圖3所示，發(fā)射到冗余下行光饋線24上去。電話上行接收機(jī)16完成在冗余上行光饋線26的光信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換并將電信號(hào)送至HDT12的同軸RF上行電話信息輸入端28。光分配節(jié)點(diǎn)(ODN)18提供在光饋線24和26與同軸分布式分支30之間的接口。ODN18將下行視頻和電話合并在同軸分布式分支30上。綜合業(yè)務(wù)單元提供到同軸分布式網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制解調(diào)器接口與到用戶的業(yè)務(wù)接口。
HDT12與ISU100完成電話傳輸系統(tǒng)調(diào)制器-解調(diào)器(Modem)功能。HDT12包括至少一個(gè)RF MCC調(diào)制解調(diào)器82，如圖3所示而每一ISU100包括一個(gè)RF ISU調(diào)制解調(diào)器101，如圖6所示。MCC調(diào)制解調(diào)器82與ISU調(diào)制解調(diào)器101使用多載波RF傳輸技術(shù)以在HDT12與ISU100之間傳輸電話信息，例如DSO+信道。多載波技術(shù)是基于正交頻分復(fù)用(OFDM)的，其中系統(tǒng)帶寬被劃分為多個(gè)載波，其中每一載波代表一個(gè)信息信道。多載波調(diào)制可以被認(rèn)為是這樣一種技術(shù)，獲取時(shí)分復(fù)用信息數(shù)據(jù)然后將它轉(zhuǎn)換到頻分復(fù)用數(shù)據(jù)。在多載波上的數(shù)據(jù)的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)換通過在每一數(shù)據(jù)通道使用正交變換數(shù)字化地實(shí)現(xiàn)。接收機(jī)在抽樣波形段上進(jìn)行反轉(zhuǎn)換以解調(diào)數(shù)據(jù)。多載波是頻譜重疊的。但是，由于正交變換的結(jié)果，在每一載波的數(shù)據(jù)可忽略其它載波的干擾而被解調(diào)，如此減少了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)之間的干擾。多載波傳輸提高了傳輸頻帶的利用率，這在多點(diǎn)到點(diǎn)系統(tǒng)的上行通信中非常必要。多載波調(diào)制也提供了一種有效的方法以接入多個(gè)復(fù)用數(shù)據(jù)流和允許頻帶的任何部份被訪問以提取這種復(fù)用信息，由于有相對(duì)較長(zhǎng)的碼元時(shí)間，提供了良好的抗脈沖噪聲的能力，并且通過識(shí)別載波提供了一種有效消除窄頻帶干擾的方法，這些干擾會(huì)降低和抑制用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪@些載波的使用(這種信道監(jiān)視與防護(hù)將在后面詳細(xì)描述)?；旧?，電話傳輸系統(tǒng)可使有干擾，性能差的載波不被使用而只使用達(dá)到傳輸質(zhì)量目標(biāo)的載波。
此外，ODNs18將下行視頻與用于傳輸?shù)碾娫捫畔⒑喜⒌酵S分布式分支38上。由現(xiàn)有視頻業(yè)務(wù)來的視頻信號(hào)，通常如干線20所示，由首端32接收并處理。首端32或中心局包含用于視頻數(shù)據(jù)接口的視頻主機(jī)分布式終端34(VHDT)。VHDT34有與此相連的用于通過分布式網(wǎng)絡(luò)11的ODNs18傳輸視頻信息到遠(yuǎn)程單元(46)的光發(fā)射機(jī)。
HDTs12的電話發(fā)射機(jī)14，如圖3與4所示，包括兩個(gè)用于下行電話傳輸?shù)陌l(fā)射機(jī)以保護(hù)發(fā)射的電話數(shù)據(jù)。這些發(fā)射機(jī)是常規(guī)的，相對(duì)廉價(jià)的窄帶激光發(fā)射機(jī)。如果其它發(fā)射機(jī)工作正常則一個(gè)發(fā)射機(jī)備用。當(dāng)檢測(cè)到正工作的發(fā)射機(jī)有故障時(shí)，則傳輸被切換到備用發(fā)射機(jī)。相反地，VHDT34的發(fā)射機(jī)與HDT12的發(fā)射機(jī)相比較昂貴，因?yàn)樗且粚拵MDFB激光發(fā)射機(jī)。因此，視頻信息的保護(hù)，一種不像電話數(shù)據(jù)的非基本業(yè)務(wù)，被忽略而不保護(hù)。通過將電話數(shù)據(jù)傳輸從視頻數(shù)據(jù)傳輸分離出來，就可實(shí)現(xiàn)電話數(shù)據(jù)的單獨(dú)保護(hù)。如果視頻數(shù)據(jù)信息和電話數(shù)據(jù)由一昂貴的寬帶模擬激光器經(jīng)一光纖線發(fā)射，從經(jīng)濟(jì)上可能決定對(duì)電話業(yè)務(wù)的保護(hù)不可能。因此，這種傳輸?shù)姆蛛x是重要的。
此外參照?qǐng)D1，視頻信號(hào)是經(jīng)光纖線40被光下行發(fā)射到分裂器38，它將光視頻信號(hào)分裂在許多光纖線42上傳輸?shù)皆S多光分配節(jié)點(diǎn)18。與HDT12相連的電話發(fā)射機(jī)14經(jīng)光纖饋線42發(fā)射光電話信號(hào)到光分配節(jié)點(diǎn)18。光分配節(jié)點(diǎn)18將用于傳輸?shù)墓庖曨l信號(hào)和光電話信號(hào)為電的輸出經(jīng)混合光纖同軸(HFC)分布式網(wǎng)絡(luò)11的同軸分布式部份到多個(gè)遠(yuǎn)程單元46。電的下行視頻和電話信號(hào)經(jīng)HFC網(wǎng)絡(luò)11的同軸分布式部份的許多同軸分支30與同軸分接頭44發(fā)送到ISUs去。
遠(yuǎn)程單元46與一ISUs100相連，通常如圖6所示，包括用于傳輸上行電數(shù)據(jù)信號(hào)(包括電話信息)的裝置，例如是從電話和數(shù)據(jù)終端來的，另外可能包括從在更后面要描述的頂置盒45發(fā)送頂置盒信息的裝置。上行電數(shù)據(jù)信號(hào)由許多ISUs100提供給經(jīng)HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11的同軸部份在那里連接的一個(gè)光分配節(jié)點(diǎn)18。該光分配節(jié)點(diǎn)18將上行電數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換為上行光數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)一光纖饋線26傳輸?shù)绞锥?2。
圖2一般性地示出了另一可選擇的實(shí)施例，它提供從首端32到光分配節(jié)點(diǎn)18的光視頻與光電話信號(hào)的傳輸，在這一實(shí)施例中，HDT12和VHDT34使用相同的發(fā)射機(jī)和相同的光纖饋線36。由HDT12和VHDT34來的信號(hào)被合并并且由首端32用光傳輸?shù)椒至哑?8。合并的信號(hào)被分裂器38分裂，四個(gè)分裂信號(hào)提供給光分配節(jié)點(diǎn)18并由同軸分布式分支30與同軸分接頭44分配給遠(yuǎn)程單元。由ODNs18回來的光電話信號(hào)將在分裂器38處被合并以提供給首端。但是，如上所述，所用的光發(fā)射機(jī)由于它的寬帶性能將是相對(duì)昂貴的，這降低了提供基本電話業(yè)務(wù)的保護(hù)的可能性。
正如一個(gè)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員將認(rèn)識(shí)到，光纖饋線24，26，如圖1所示，可能包含四根光纖，二根用于傳輸由下行電話發(fā)射機(jī)14發(fā)射的下行流而二根用于傳輸?shù)缴闲须娫捊邮諜C(jī)16的上行流。由于使用定向耦合器，這種光纖數(shù)量可以減半。另外，正如一個(gè)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員所知，所使用的保護(hù)發(fā)射機(jī)和光纖的數(shù)量可能變化而如附屬權(quán)利要求中所描述的，任何列出來的數(shù)字不限于本發(fā)明。
本發(fā)明現(xiàn)在將在細(xì)節(jié)上進(jìn)一步描述。第一部份的描述主要是處理視頻傳輸，其它部分的描述主要是關(guān)于電話傳輸。視頻傳輸通信系統(tǒng)10包括由視頻和電話業(yè)務(wù)提供者經(jīng)干線20接收視頻和電話信息的首端32。首端32包括許多HDTs12和一個(gè)VHDT34。HDT12包括一用于傳輸電話信息，例如T1，ISDN，或其它數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信息，到或出電話業(yè)務(wù)提供者的網(wǎng)絡(luò)接口，這種通信通常也由干線20表示。VHDT34包括一用于傳輸視頻信息，例如有線電視視頻信息和用戶的交互式數(shù)據(jù)到和出視頻業(yè)務(wù)提供者，這種通信通常也由干線20表示。
VHDT34通過視頻光纖饋線40發(fā)送下行光信號(hào)到一分裂器38。被動(dòng)式光分裂器38有效地制做下行高帶寬光視頻信號(hào)的四份拷貝。復(fù)制的下行光視頻信號(hào)被分配給對(duì)應(yīng)連接的光傳送節(jié)點(diǎn)18。一個(gè)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員將容易認(rèn)識(shí)到，雖然是產(chǎn)生四個(gè)下行視頻信號(hào)的拷貝，但可以是由適當(dāng)?shù)姆至哑鳟a(chǎn)生任意數(shù)量的拷貝而且本發(fā)明中也沒有限定任何特定數(shù)量。
該分裂器是一種用于分裂寬帶光信號(hào)的無源設(shè)備，它不需使用昂貴的寬帶光電轉(zhuǎn)換硬件。光信號(hào)分裂器對(duì)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員是普遍知道的而且可由許多光纖器件生產(chǎn)廠商獲得，例如Gould，Inc。另外可選擇的方案中，也可以使用有源分裂器。另外，無源或有源分裂器的級(jí)聯(lián)鏈將進(jìn)一步使復(fù)制的光信號(hào)數(shù)量倍增以應(yīng)用于光分配節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加的場(chǎng)合，因此進(jìn)一步增加由單個(gè)首端可提供服務(wù)的遠(yuǎn)程單元。這些選擇方案根據(jù)由附屬權(quán)利要求描述的本發(fā)明而被考慮。
VHDT34可被設(shè)置在中心局，有線電視首端或一遠(yuǎn)程單元并可用多至112個(gè)NTSC信道廣播。VHDT34包括一個(gè)象可從美國(guó)光波系統(tǒng)公司買到的Lite AMpTM系統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)，(目前在本文中代理人的一家子公司)。視頻信號(hào)通過在信號(hào)接收相同頻率處的1300納米激光源的幅度調(diào)制被光傳輸(即光傳輸是一被RF視頻信號(hào)調(diào)制的terahertz(＝1012Hz)光載波。下行視頻傳輸帶寬約為54-725MHz。對(duì)視頻信號(hào)的光傳輸使用與當(dāng)接收視頻信號(hào)時(shí)相同的頻率的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供了減少了轉(zhuǎn)換費(fèi)用的高帶寬傳輸。相同一頻率轉(zhuǎn)換方法意味著調(diào)制下行流要求通過光電二極管的光電轉(zhuǎn)換或平衡轉(zhuǎn)換和可能要放大，但不需要頻率變換。另外，沒有抽樣數(shù)據(jù)帶寬減小并且?guī)缀鯖]有分辨率的損失。
一個(gè)光分配節(jié)點(diǎn)18，如圖5更詳細(xì)地顯示的，接收由光纖饋線42上的分裂器38來的分裂的下行光視頻信號(hào)。下行光視頻信號(hào)被供給光分布節(jié)點(diǎn)18的下行視頻接收機(jī)400。所使用的光視頻接收機(jī)象可適用于可從美國(guó)光波系統(tǒng)公司買到的Lite AMpTM產(chǎn)品系列中的一樣。由視頻接收機(jī)400來的轉(zhuǎn)換信號(hào)，用光電二極管平衡地轉(zhuǎn)換，與來自下行電話接收機(jī)402的變換的電話信號(hào)一道給橋式放大器402。橋式放大器403同步地將四路下行電話和視頻電信號(hào)給雙工濾波器406，它在當(dāng)兩種不同頻率帶寬信號(hào)用于上行和下行傳輸時(shí)通過分離發(fā)送和接收功能允許全雙工工作。對(duì)視頻或下行電話信號(hào)而言當(dāng)信號(hào)在當(dāng)它們?cè)贠DNs18被接收時(shí)相同頻率處通過HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11的同軸部份經(jīng)ODNs到遠(yuǎn)程單元時(shí)在ODN18不進(jìn)行頻率轉(zhuǎn)換。
在ODN18已接收到下行光視頻信號(hào)并將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換為下行電的視頻信號(hào)后，ODN18的四個(gè)輸出提供給傳輸下行電的視頻信號(hào)到遠(yuǎn)程單元46的HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11的同軸部份的四個(gè)同軸分支30。這種電視頻信號(hào)的傳輸在約54-725MHz帶寬內(nèi)進(jìn)行。每一ODN18為在許多同軸分支30上的傳輸做準(zhǔn)備而根據(jù)附屬權(quán)利要求中所描述的本發(fā)明，任何數(shù)量的輸出被考慮。
如圖1所示，每一同軸分支30可以通過許多同軸分接頭44提供下行電的視頻和電話信號(hào)給相當(dāng)多數(shù)量的遠(yuǎn)程單元46。同軸分接頭對(duì)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員是普遍知道的，用作為信號(hào)的無源雙向揀拾器。每一同軸電纜分支30可以有許多串聯(lián)的同軸分接頭44。另外，HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11的同軸部份可以用任意數(shù)量的放大器延長(zhǎng)距離，數(shù)據(jù)可在這種分布式網(wǎng)絡(luò)11的同軸部份范圍傳遞。
下行視頻信號(hào)由同軸分接頭44供給遠(yuǎn)程單元46。由同軸分接頭44來的視頻信號(hào)被提供通常如圖6中ISU100的框圖所示的HISU68。由分接頭44給ISU100提供下行電的視頻和電話信號(hào)，然后被送至雙工濾波器104。下行電的視頻和電話信號(hào)通過雙工濾波器104到干擾濾波器105和ISU調(diào)制解調(diào)器101。下行視頻信號(hào)由干擾濾波器105經(jīng)過一光頂置盒45到視頻設(shè)備。由雙工濾波器104送到ISU調(diào)制解調(diào)器101的下行電的電話信號(hào)如下面進(jìn)一步詳細(xì)描述的進(jìn)行處理。
與提供給其它用戶設(shè)備如電話和計(jì)算機(jī)終端的相反，干擾濾波器105使遠(yuǎn)程單元45免受加到視頻設(shè)備的信號(hào)的干擾。干擾濾波器105通過視頻信號(hào)，然而它阻止那些視頻設(shè)備不用的頻率。通過阻止住視頻設(shè)備不用的頻率，可能由其它業(yè)務(wù)通過網(wǎng)絡(luò)干擾至少同一遠(yuǎn)程單元的雜散信號(hào)被消除了。
頂置盒45是在遠(yuǎn)程單元46處的一種可選部件。由頂置盒45來的交互式視頻信號(hào)將由視頻業(yè)務(wù)提供商提供的附加的獨(dú)立RF調(diào)制解調(diào)器在一相對(duì)較低頻率的帶寬約為5到40MHz范圍發(fā)送。這個(gè)頻率不必是用于上行和下行的電話數(shù)據(jù)與下行視頻的傳輸。
對(duì)MISU66，用一根由同軸分接頭44出來的分離的同軸線提供由同軸分接頭44到頂置盒45的視頻信號(hào)的傳輸，于是提供下行視頻信號(hào)到視頻設(shè)備47。如圖6所示的干擾濾波器105不是MISU66的一部份，如它的虛線代表部份所示。
VHDT34的另一可選擇實(shí)施例可使用其它調(diào)制和混合方案或技術(shù)以將視頻信號(hào)在頻譜中搬移，和使用其它編碼方法用編碼形式傳輸信息。除那些傳輸數(shù)字視頻數(shù)據(jù)的以外，這些傳輸模擬視頻數(shù)據(jù)的技術(shù)和方法都是本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的并將根據(jù)如附屬權(quán)利要求中所描述的本發(fā)明的精神和范圍而考慮。電話傳輸參照?qǐng)D3，由MCC調(diào)制解調(diào)器82調(diào)制到載波上的電話信息和ISU操作和控制數(shù)據(jù)(在下文中稱為控制數(shù)據(jù))在HDT12和電話下行發(fā)射機(jī)14之間通過同軸線22傳輸。由ISUs100調(diào)制到載波上的電話信息和控制數(shù)據(jù)在電話上行接收機(jī)16處被接收并通過同軸電纜線28傳輸?shù)組CC調(diào)制解調(diào)器82。電話下行發(fā)射機(jī)14和電話上行接收機(jī)16分別通過光纖饋線24和26發(fā)射和接收電話信息和控制數(shù)據(jù)到或出相應(yīng)的光分配節(jié)點(diǎn)18?？刂茢?shù)據(jù)可以包括用于提供給系統(tǒng)11的電話業(yè)務(wù)的所有操作，管理，維護(hù)和提供(OAM&P)和用于在HDT12與ISUs100之間提供電話信息傳輸必需的任何其它控制數(shù)據(jù)。
HDT12的框圖如圖三所示。HDT12包括以下模塊八個(gè)DSI單元(DSIU)(七個(gè)四重-DSI單元48加上一個(gè)保護(hù)單元50)，一個(gè)保護(hù)開關(guān)&檢測(cè)轉(zhuǎn)換單元52(PSTU)，兩個(gè)時(shí)鐘&時(shí)隙交換單元54(CTSUs)(一個(gè)工作和另一個(gè)備用/保護(hù)單元)，六個(gè)同軸主控單元56(CXMUs)(三個(gè)工作和三個(gè)后備/保護(hù)單元)，兩個(gè)架控制單元58(SCNUs)(一個(gè)工作和一個(gè)后備/保護(hù)單元)，和兩個(gè)電源單元60(PWRUs)(由中心局電源提供合適電壓的兩個(gè)共享負(fù)載單元)。
HDT12包括通信系統(tǒng)10的電話傳輸?shù)乃衅胀ㄔO(shè)備功能。HDT12通常設(shè)置在中心局并直接與本地?cái)?shù)字開關(guān)或數(shù)字網(wǎng)絡(luò)部件設(shè)備相接。HDT提供所有電話信息的網(wǎng)絡(luò)接口62。每個(gè)HDT在網(wǎng)絡(luò)接口62處2到28DSX-1輸入，代表672DSO信道的最大值。
HDT12也為系統(tǒng)11中的電話傳輸提供所有同步。HDT12可在三種同步模式中的任一模式下工作外部定時(shí)，線路定時(shí)或內(nèi)部定時(shí)。外部定時(shí)指的是與由設(shè)置HDT12的中心局產(chǎn)生的建立綜合定時(shí)源基準(zhǔn)的同步。線路定時(shí)是對(duì)由DSX-1信號(hào)來的恢復(fù)時(shí)鐘的同步，而DSX-1信號(hào)通常是由本地?cái)?shù)字交換獲得。內(nèi)部定時(shí)是一種自由運(yùn)行或保持操作，其中HDT在沒有真正基準(zhǔn)輸入情況下維持它自身的同步。
HDT12也提供四重-DSOs訓(xùn)練(grooming)能力并實(shí)現(xiàn)4096×4096全接入，無阻塞四重-DSOs(16Kbps)交叉連接能力。這使得DSOs和四重-DSOs(ISDN“D”信息)能在DSX-1網(wǎng)絡(luò)接口62處由任何時(shí)隙送至由任何ISU100服務(wù)的任何客戶。
HDT12還進(jìn)一步提供在包含MCC調(diào)制解調(diào)器82的HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11內(nèi)的電話傳輸所要求的RF調(diào)制解調(diào)功能。HDT12調(diào)節(jié)適應(yīng)多至三個(gè)工作的CXMUs56以提供調(diào)制解調(diào)器接口給HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11并且也為每一工作的CXMU56提供一對(duì)一保護(hù)。
HDT12協(xié)調(diào)包含多點(diǎn)到點(diǎn)通信系統(tǒng)11的許多ISUs的控制和通信的電話傳輸系統(tǒng)。每一HDT12模塊完成一種功能。DS1U組件48提供到到數(shù)字網(wǎng)絡(luò)和DSX-1終端的接口。PSTU52通過為出現(xiàn)故障的DS1U組件48開關(guān)保護(hù)DS1U50提供給DS1U設(shè)備保護(hù)。CTSUs54提供四重-DSO時(shí)隙整理能力和所有同步功能。CTSU54也可協(xié)調(diào)系統(tǒng)中的所有呼叫處理。CXMU56，在下面將更詳細(xì)描述，為在HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11的OFDM電話傳輸提供調(diào)制解調(diào)器功能和接口而SCNU58監(jiān)控為電話傳輸提供所有OAM&P功能的整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。下行電話發(fā)射機(jī)下行電話發(fā)射機(jī)14，如圖4所示，由傳遞電話信息和控制信息并將輸出22合并為下行電話傳輸信號(hào)的HDT12的工作的CXMUs56取出同軸射頻輸出22。光傳輸所要求的電光轉(zhuǎn)換邏輯不是在HDT12中而是在獨(dú)立的下行電話發(fā)射機(jī)14中實(shí)現(xiàn)以提供更經(jīng)濟(jì)的傳輸解決辦法。通過將這一功能放在一獨(dú)立部件中，使這一功能的費(fèi)用不需要在HDT12的每一CXMU56中重復(fù)。這降低了CXMU56功能的費(fèi)用并使CXMU56可以在同軸而不用在光纖上發(fā)送和接收。下行電話發(fā)射機(jī)14也為在冗余下行光纖饋線24上的到ODN18的傳輸做準(zhǔn)備。
下行電話發(fā)射機(jī)14最好與HDT在100英尺或更小距離內(nèi)一同安裝。下行電話發(fā)射機(jī)14從工作的CXMUs56接收同軸射頻輸出，每一輸出在6MHz頻帶內(nèi)，并在合路器25處將它們合并為一單一RF信號(hào)。每個(gè)6MHz頻帶被保護(hù)帶隔開，這是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所知道的。然后下行電話信息在約為725-800MHz頻帶內(nèi)傳輸。電話發(fā)射機(jī)14傳遞合并的信號(hào)經(jīng)過一個(gè)1到2分裂器(未顯示)，從而產(chǎn)生冗余下行電信號(hào)。這兩個(gè)冗余信號(hào)被各自送到冗余激光發(fā)射機(jī)501作電光轉(zhuǎn)換，然后冗余信號(hào)調(diào)制光輸出使下行電話發(fā)射機(jī)14的輸出在兩根光纖饋線24上，每一路有一識(shí)別信號(hào)在其上。這為本系統(tǒng)的下行電話部份提供保護(hù)。在電話發(fā)射機(jī)中的兩個(gè)Fabry-Perot激光器在全部時(shí)間都工作。所有的保護(hù)功能在光傳輸?shù)慕邮斩?設(shè)置在ODN18處)提供，這里兩個(gè)接收機(jī)中的一個(gè)被選擇為“工作”，因此，電話發(fā)射機(jī)14不需要保護(hù)切換性能。上行電話接收機(jī)上行電話接收機(jī)16完成對(duì)在由ODN18來的上行光纖饋線26上的上行電話信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換。上行電話接收機(jī)16通常與HDT12一同安裝在中心局，并提供一電的同軸輸出給HDT12，提供一同軸輸出23給視頻頂置控制器(未顯示)。上行電話信息通過同軸線28由上行電話接收機(jī)16傳遞給HDT12的工作的CXMUs56。在HDT12與上行電話接收機(jī)16之間的同軸線28優(yōu)選地限制在100英尺或更小距離并且是局內(nèi)鏈路。視頻頂置控制器信息，如本文的視頻傳輸部份中所描述的，被放置在上行電話傳輸不使用的5-40MHz的RF頻譜的頻帶中，以致它可隨上行電話信息一同發(fā)送。
上行電話接收機(jī)16有對(duì)應(yīng)雙上行光纖饋線26的雙接收機(jī)502。這些饋線26傳遞由ODN18來的包含電話信息，控制數(shù)據(jù)和視頻頂置盒信息的冗余信號(hào)。上行電話接收機(jī)16在由ODN來的上行饋線26上完成自動(dòng)保護(hù)切換。由保護(hù)邏輯選擇為“工作”的接收機(jī)502被分離饋給驅(qū)動(dòng)HDT12的同軸輸出28而輸出23被提供給頂置控制器(未顯示)。光分配節(jié)點(diǎn)參照?qǐng)D5，ODN18提供在從HDT12來的光纖饋線24和26與HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11的同軸部份之間的接口到遠(yuǎn)程單元46。就此而言，ODN18基本上是一光電和電光的轉(zhuǎn)換器。由一個(gè)ODN18越過任何ISU100的同軸線的最大距離優(yōu)選地約為6km而組合光饋線/同軸drop的最大長(zhǎng)度優(yōu)選地約為20km。在ODN18的光饋線一邊終結(jié)了六根光纖雖然這個(gè)數(shù)字是可變化的。它們包括一根下行視頻饋線42(由視頻分裂器38來的單光纖)，一根下行電話饋線24(由下行電話發(fā)射機(jī)14來)，一根下行電話保護(hù)饋線24(由下行電話發(fā)射機(jī)14來)，一根上行電話饋線26(到上行電話接收機(jī)16)，一根上行保護(hù)饋線26(到上行電話接收機(jī)16)和一根備用光纖(未顯示)。ODN18在由下行電話發(fā)射機(jī)來的接收光饋線24上提供保護(hù)切換功能。ODN在到上行電話接收機(jī)的上行光纖饋線26上提供冗余傳輸。在上行電話接收機(jī)16處控制在上行光纖饋線上的保護(hù)。在ODN18的同軸分布一側(cè)，ODN18終結(jié)多至四個(gè)同軸分支30。
在下行方向中，ODN18包括用于將光下行電話信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的下行電話接收機(jī)402和用來將電話信號(hào)與來自下行視頻接收機(jī)的由VHDT34來的，接于ODN18的轉(zhuǎn)換后的視頻信號(hào)相組合的橋式放大器403。然后這個(gè)組合的寬帶電話/視頻信號(hào)在為下行傳輸設(shè)定的頻譜內(nèi)，例如，725-800MHz頻帶，在HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11同軸部份的四個(gè)同軸分支的每一支上傳輸。就此而言，電的電話和視頻信號(hào)是通過同軸分支30被傳遞到ISUs100；橋式放大器403同時(shí)將四個(gè)下行電的電話和視頻信號(hào)給雙工放大器406。當(dāng)在兩個(gè)不同頻率帶寬的信號(hào)用于上行和下行傳輸時(shí)雙工放大器通過分離發(fā)送和接收功能允許全雙工工作。當(dāng)電話和視頻信號(hào)在當(dāng)它們?cè)贠DN18被接收時(shí)的相同頻帶中經(jīng)HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11通過ODN18到遠(yuǎn)程單元46時(shí)在ODN18沒有可用于下行傳輸?shù)念l率轉(zhuǎn)換。如圖1中所示，每一同軸分支30可通過許多同軸分接頭44提供下行電的視頻和電話信號(hào)給相當(dāng)多數(shù)量的遠(yuǎn)程單元46。同軸分接頭44對(duì)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員是普遍知道的，一般作為電信號(hào)的無源式雙向揀拾器。每一同軸分支30都可有許多串聯(lián)的同軸分接頭。另外，HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11的同軸部份可以用任意數(shù)量的放大器延長(zhǎng)經(jīng)系統(tǒng)的同軸部份傳遞數(shù)據(jù)的距離。然后下行電的視頻與電話信號(hào)被提供給一個(gè)ISU100(圖6)，它，更特別，可以是如圖1中所示的HISU68或MISU66。
在上行方向，電話和頂置盒信息在5到40MHz的頻譜范圍通過四個(gè)同軸分支30在雙工濾波器406處被ODN18接收。ODN18可以包含安裝到四個(gè)同軸分支30中的多至三個(gè)上的可選移頻器64。如果使用這些移頻器64，它在將一個(gè)同軸分支與另三個(gè)同軸分支30合并前將這一個(gè)同軸分支上的上行頻譜混頻到更高頻率。移頻器64設(shè)計(jì)為在50MHz的數(shù)倍頻中移動(dòng)頻譜。例如，移頻器64可提供來將在RF頻譜的5-40MHz中的上行信息混頻到任何下列范圍50到100MHz，100到150MHz，或150到200MHz。當(dāng)上行信息在ODN18合并時(shí)，這使得任何同軸分支30使用與另一個(gè)同軸分支相同的上行射頻頻譜部份而沒有任何頻譜競(jìng)爭(zhēng)。移頻器64的裝備在同軸分支30上是任選的。ODN18包括合路器408，它將來自所有同軸分支30的電的上行電話和頂置盒信息(它們可以是或可以不是被移頻的)合并為包含在四個(gè)同軸分支30的每一分支出現(xiàn)的所有上行信息的混合上行信號(hào)?；旌仙闲行盘?hào)無源地12分裂而每一路信號(hào)饋給驅(qū)動(dòng)相應(yīng)上行光纖饋線26的上行Fabry-Perot激光發(fā)射機(jī)以傳輸給上行電話接收機(jī)16。
如果上行電話和頂置盒信號(hào)在ODN18處頻率被上移，則上行電話接收機(jī)16包含移頻器31以根據(jù)在ODN18處所作的上移而下移信號(hào)。然后合路器33將下移信號(hào)合并以將合并信號(hào)給HDT12。這種下移和合并只在信號(hào)在ODN18處上移時(shí)才使用。綜合業(yè)務(wù)單元(ISUs)參照?qǐng)D1，ISUs100如HISU68和MISU66為遠(yuǎn)程單元46提供在HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11和用戶服務(wù)之間的接口。兩種基本形式的ISUs被顯示，它們?yōu)樘囟ㄓ脩籼峁I(yè)務(wù)。多用戶綜合業(yè)務(wù)單元66(MISUs)可以是多住宅綜合業(yè)務(wù)單元或者是商業(yè)綜合業(yè)務(wù)單元。多住宅綜合業(yè)務(wù)單元可以用在混合的居住和商業(yè)環(huán)境，例如多住戶建筑，小型商業(yè)和許多群住所。這些用戶要求如普通老電話業(yè)務(wù)(POTS)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，DS1業(yè)務(wù)，和標(biāo)準(zhǔn)TR-57業(yè)務(wù)等業(yè)務(wù)。商業(yè)綜合業(yè)務(wù)單元是為商業(yè)環(huán)境提供業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的。它們要求更多的服務(wù)，例如，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，ISDN，DS1業(yè)務(wù)，較高帶寬業(yè)務(wù)，如視頻會(huì)議等。家庭綜合業(yè)務(wù)單元68(HISUs)用于居住環(huán)境，例如單住所建筑和雙住所的，在這兒指定的服務(wù)是POTS和基本速率的綜合數(shù)字業(yè)務(wù)網(wǎng)(ISDN)。由于在本發(fā)明所關(guān)心范圍內(nèi)多住所和商業(yè)綜合業(yè)務(wù)單元有相似功能故ISUs的描述將限于HISUs和MISUs。
所有的ISUs100完成RF調(diào)制解調(diào)器功能而且可被圖6的ISU100分類地表示。ISU100包括ISU調(diào)制調(diào)節(jié)器101，同軸從控制單元(CXSU)102，用于提供用戶服務(wù)接口的信道單元103，和同向雙工濾波器/分接頭104。在下行方向，電的下行電話和視頻信號(hào)被送至同向雙工濾波/分接頭104，它在HISU的情況下經(jīng)由一干擾濾波器105將電話信息傳遞給ISU調(diào)制解調(diào)器101而將視頻信息傳遞給視頻設(shè)備。當(dāng)ISU100是MISU66時(shí)，視頻信息被同向雙工濾波器濾除。ISU調(diào)制解調(diào)器101使用與MCC調(diào)制解調(diào)器82對(duì)應(yīng)的調(diào)制解調(diào)器對(duì)下行電話信息進(jìn)行解調(diào)，MCC調(diào)制解調(diào)器是用于在HDT12處在正交多載波上調(diào)制這些信息的。ESU100解調(diào)來自同軸分布式分支30的在可提供的6MHz帶寬的電話信息。ISU調(diào)制解調(diào)器101的定時(shí)信號(hào)發(fā)生器107為CXSU102提供時(shí)鐘，它提供處理和控制ISU調(diào)制解調(diào)器101的接收與發(fā)送。來自ISU調(diào)制解調(diào)器101的解調(diào)信號(hào)根據(jù)所提供的業(yè)務(wù)經(jīng)由CXMU102傳遞給合適的信道單元103。例如，信道單元103可以包括用于POTS，DS1業(yè)務(wù)，ISDN，其它數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等的線性卡。每個(gè)ISU100提供到對(duì)應(yīng)HDT12其中一個(gè)CXMUs可用于6MHz頻帶的所有信道的一個(gè)固定子集的訪問。這個(gè)信道的子集根據(jù)ISU100的類型而變化。一個(gè)MISU66可以提供到在6MHz頻帶的許多DSO信道的訪問，同時(shí)HISU68可以只提供到很少的DSO信道的訪問。
信道單元103提供電話信息和控制數(shù)據(jù)給CXSU102，它提供這種數(shù)據(jù)給調(diào)制解調(diào)器ISU101并控制ISU調(diào)制解調(diào)器101調(diào)制這種在可提供的6MHz頻帶內(nèi)的電話數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)用于傳輸?shù)脚c此相連的同軸分布式分支30上去。可提供用于ISU100到HDT12的傳輸?shù)纳闲?MHz頻帶對(duì)應(yīng)于用于HDT12的CXMUs56的傳輸?shù)囊粋€(gè)下行6MHz頻帶。
將來自ISU調(diào)制解調(diào)器101的解調(diào)信號(hào)送至合適的信道單元的CXSU102，完成在從ISU調(diào)制解調(diào)器101接收的下行10bit DSO+包上的數(shù)據(jù)完整性檢測(cè)。每個(gè)如下所述的10bit DSO+包包括一個(gè)奇偶校驗(yàn)比特或數(shù)據(jù)完整性比特。CXSU102將檢測(cè)它接收的每個(gè)下行10bit DSO+信道的奇偶校驗(yàn)比特。此外，每個(gè)由信道單元103接收的上行DSO+的奇偶校驗(yàn)比特被計(jì)算而一個(gè)奇偶校驗(yàn)比特被作為上行DSO+的第十位插入用于解碼和HDT12的在上行數(shù)據(jù)中一個(gè)誤碼的識(shí)別。如果當(dāng)檢測(cè)CXSU102接收的下行10bit DSO+信道的奇偶校驗(yàn)比特時(shí)有一個(gè)誤碼被CXSU102檢測(cè)到，則對(duì)應(yīng)的上行信道的奇偶校驗(yàn)比特將被有意地反轉(zhuǎn)以通知DHT12在下行方向有一奇偶校驗(yàn)錯(cuò)誤。因此，上行奇偶校驗(yàn)比特表示在下行DSO+信道和對(duì)應(yīng)的上行DSO+信道的錯(cuò)誤。在標(biāo)題為“點(diǎn)到多點(diǎn)性能監(jiān)控和故障隔離系統(tǒng)”的指派給本文中的代理人的美國(guó)專利申請(qǐng)08/074 913中描述了這樣一個(gè)奇偶校驗(yàn)比特產(chǎn)生過程的例子。這個(gè)上行奇偶校驗(yàn)比特用于在下文中進(jìn)一步描述的信道監(jiān)控。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所清楚的，奇偶校驗(yàn)和發(fā)生可以至少部份在ISU的或與例如信道單元相連的其它部件中完成。
每個(gè)ISU100恢復(fù)來自下行傳輸?shù)耐?，產(chǎn)生ISU數(shù)據(jù)傳輸所要求的所有時(shí)鐘并將這些時(shí)鐘鎖定到相連的HDT定時(shí)上。ISU100也提供檢測(cè)用戶線占用和線空閑狀態(tài)所必需的呼叫處理功能并傳輸這些指示信號(hào)給HDT12。ISU100終止和接收來自HDT12的控制數(shù)據(jù)并處理由此接收的控制數(shù)據(jù)。包含在這個(gè)處理過程中的是協(xié)調(diào)在通信系統(tǒng)10中動(dòng)態(tài)信道分配的信息。最后，由經(jīng)HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11接收的如取自同向雙工濾波器/分接頭104的能量信號(hào)109能量信號(hào)產(chǎn)生ISU工作電壓。HDT中數(shù)據(jù)路徑以下是對(duì)在主機(jī)數(shù)字終端(HDT)12中的數(shù)據(jù)路徑的詳細(xì)討論。參照?qǐng)D3，在網(wǎng)絡(luò)接口62處的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與下行電話發(fā)射機(jī)14之間的數(shù)據(jù)路徑在下行方向分別地穿過HDT12的DS1U48，CTSU54，和CXMU56組件。在HDT12中的每一DS1U48由網(wǎng)絡(luò)取出DS1并將這一信息格式化為四個(gè)被稱為CSTU輸入76的修正的DSO信號(hào)的24-信道，2.56Mbps數(shù)據(jù)流。在CTSU輸入中的每一DSO已經(jīng)通過添加一位能傳遞復(fù)幀定時(shí)信號(hào)，信令信息，控制/狀態(tài)信息(圖7A)的第九比特而被修正。這修正過的DSO被稱為“DSO+”。第九比特信號(hào)(NBS)傳遞一種模式，它每一幀都被更新而每24幀重復(fù)。它將來自網(wǎng)絡(luò)的每64Kbps DSO映射入72Kbs DSO+。于是，在每個(gè)DS1上可用的二十四DSO信道隨附加信息一起被格式化為在四個(gè)CTSU輸入流中每一個(gè)上的24DSO+。
第九比特信令(NBS)是發(fā)展用來傳遞在DS1U和信道單元之間與DSO相連的復(fù)幀定時(shí)信號(hào)，帶外信令位，混雜狀態(tài)和控制信息的一種機(jī)制。它的主要功能是傳遞信令比特到信道單元103和提供復(fù)幀時(shí)鐘給信道單元103使得它們可將上行比特信令在復(fù)幀中的正確幀內(nèi)插入DSO。因?yàn)橄滦蠨SO可能來自不分享相同復(fù)幀相位的DS1s，每一DSO必須攜帶一個(gè)指示與起始DS1相連的信令幀的時(shí)鐘或標(biāo)識(shí)。NBS提供這種能力。第九比特信令對(duì)通信系統(tǒng)11的OFDM調(diào)制解調(diào)器傳輸而言是透明的。
在每個(gè)單獨(dú)的HDT12中可以安裝最多8個(gè)DS1Us48包括七個(gè)工作的DS1Us48和一個(gè)保護(hù)DS1U模塊50。于是32CTSU輸入在DS1Us與CTSUs54之間被連接，但是可以使最大的28在任何同一時(shí)間傳遞話務(wù)。四個(gè)剩下的CTSUs輸入來自保護(hù)DS1U或者出故障的DS1U。PSTU包括用于為出故障的DS1U切換到保護(hù)DS1U50的切換控制。
每一CTSU輸入可以傳遞最多32，10bit信道，最先的24信道傳遞DSO+s而剩余帶寬不使用。每個(gè)CTSU輸入76時(shí)鐘定在2.56Mbps并與8KHz內(nèi)部幀信號(hào)同步(圖7C)。這對(duì)應(yīng)于320bits per 125μs的幀周期。這320位如圖7A所示被排列成幀。在幀開始的前14間隔位72只在第二位位置傳遞一有效脈沖而其它+3位都沒用。在隨后的288位中，前216位通常傳遞24個(gè)DSO+信道，其中每一DSO+對(duì)應(yīng)加上附加8Kbps信令比特的標(biāo)準(zhǔn)64Kbps DSO信道。所以，每個(gè)DSO+有72Kbps的帶寬(每8KHz幀有9比特)。剩余72比特被保留給附加的DSO+有效負(fù)載信道。幀的最后18比特74未有的間隔比特。
HDT12的時(shí)鐘和時(shí)隙交換單元54(CTSU)從多達(dá)28工作的CTSU輸入數(shù)據(jù)流中取出信息然后將它們與輸入HDT12的同軸主控單元(CXMUs)56的多達(dá)24個(gè)32-信道，2.56Mbps輸出數(shù)據(jù)流交叉連接。在CTSU54和CXMUs56之間的數(shù)據(jù)流格式被稱為CTSU輸出。前28個(gè)傳遞話務(wù)而剩余帶寬沒有用。每一ETSU輸出時(shí)鐘鎖定在2.56Mbps，并與HDT12的8KHz內(nèi)部幀信號(hào)同步(圖7C)。這對(duì)應(yīng)每125μs幀周期的320比特。320bits的幀結(jié)構(gòu)與上面為CTSU輸入結(jié)構(gòu)所描述的一樣。
HDT12有對(duì)四重-DSO包(16Kbps)的時(shí)間與空間處理的能力。這種功能由是CTSU54的一部份的時(shí)隙交換邏輯實(shí)現(xiàn)。雖然不是全部時(shí)隙被使用，CTSC實(shí)現(xiàn)4096×4096四重-DSO交接功能。在通常處理中，CTSU54將排列如24DSO+s的每個(gè)的28CTSU輸入的多達(dá)672下行DSO+包(或多達(dá)2688四重-DSO包)合并并重新分配入排列如32DSO+s的每個(gè)的24CTSU輸出的720DSO+包(或2880四重-DSO包)。
系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)接口有672DSO+包的信息吞吐量以至不是全部CTSU輸出都可用。如果有超過672的信道被指定在CTSU的“CTSU輸出”一邊。這意味著正使用集中。集中在下文進(jìn)一步討論。
每一CXMU56被連接以接收來自工作的CTSU54的8個(gè)工作的CTSU輸出78。八個(gè)CTSU輸出由2.56MHz系統(tǒng)時(shí)鐘同步而每一輸出傳遞如上所述的多達(dá)32DSO+s。DSO+s被CXMU56進(jìn)一步處理，第10位奇偶校驗(yàn)比特被添加給每一DSO+而產(chǎn)生10bit DSO+。這些10bit數(shù)據(jù)包包含DSO，NBS(第9比特信號(hào))和奇偶校驗(yàn)或數(shù)據(jù)完整性比特。10bit數(shù)據(jù)包是在HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11上傳輸?shù)絀SUs100的數(shù)據(jù)。被插入下行流信道中的第10比特或數(shù)據(jù)完整性比特在ISU處被解碼和校驗(yàn)并用于計(jì)算和產(chǎn)生在如上所述的上行流中對(duì)應(yīng)信道的奇偶校驗(yàn)比特。可以代表在上行或下行信道中一個(gè)誤碼的上行奇偶比特被用于提供本文中將進(jìn)一步描述的信道保護(hù)或監(jiān)控。
在上行方向，通過HDT的反向路徑基本上是通過HDT12的前向路徑的鏡像。例如，第10奇偶比特在CXMU56處被處理而由CXMU56到CTSU54的信號(hào)格式是圖7A中的格式。
DSO的往返延時(shí)對(duì)每一條數(shù)據(jù)路徑都相同。在路徑上從下行CTSU輸出，穿過CXMU56，經(jīng)由HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11到ISU100然后從ISU100，返回經(jīng)由HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11，穿過CXMU56到CTSU54的時(shí)間延遲由下面將詳細(xì)描述的上行同步進(jìn)行控制。一般地，為每一ISU測(cè)量路徑延時(shí)，如果它不是正確數(shù)量的幀長(zhǎng)，則通過向在ISU100的路徑增加延遲而調(diào)整延遲長(zhǎng)度。同軸主控單元(CXMU)同軸主控單元56(CXMU)，如圖3中所示，包括同軸主控卡邏輯80(CXMC)和主控同軸卡(MCC)調(diào)制解調(diào)器82。如前所述，在一個(gè)HDT12中可安裝多達(dá)6個(gè)CXMUs。這6個(gè)CXMU56包括三對(duì)CXMU，其中每對(duì)在6MHz帶寬中為傳輸提供條件。每對(duì)CXMU包括一個(gè)工作的CXMU和一個(gè)備用的CXMU。于是為每一CXMU提供了一對(duì)一保護(hù)。如圖3所示，每對(duì)的兩個(gè)CXMU都被提供來自上行電話接收機(jī)16的上行電話數(shù)據(jù)并能經(jīng)由同軸線22發(fā)送到下行電話發(fā)射機(jī)14。這樣，只要求提供一個(gè)控制信號(hào)給一對(duì)一保護(hù)以指示是一對(duì)CXMU56中的那一個(gè)用于發(fā)送或接收。同軸主控卡邏輯(CXMC)CXMU56的同軸主控卡邏輯80(CXMC)提供了在HDT12的，具體是CTSU54的數(shù)據(jù)信號(hào)之間的接口，和用于經(jīng)由HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11的數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)制解調(diào)器接口。CXMC80直接與MCC調(diào)制解調(diào)器82接口，CXMC80還實(shí)現(xiàn)了用于在HDT12和在6MHz帶寬提供業(yè)務(wù)的所有ISU100之間的多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)處理的ISU處理信道收發(fā)器，CXMU56在其中控制其中的數(shù)據(jù)傳輸。參照?qǐng)D8，CXMC包括控制器和邏輯電路84，下行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換88，上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換90，數(shù)據(jù)完整性92，IOC收發(fā)器96，和定時(shí)信號(hào)發(fā)生器94。
下行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器88完成從來自CTSU54(圖7A)的9-bit信道格式到10-bit信道格式(圖7B)的轉(zhuǎn)換并在每個(gè)經(jīng)由HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11傳輸?shù)南滦行诺乐挟a(chǎn)生數(shù)據(jù)完整性比特。數(shù)據(jù)完整性比特代表奇校驗(yàn)比特。下行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換80包括至少一個(gè)用于取消存在于下行CTSU輸出中的32位間隔位72，74(圖7A)和將第十?dāng)?shù)據(jù)完整性比特插入到在控制器和邏輯電路84控制下的每一信道上的FIFO緩沖器。
上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換90包括至少一個(gè)FIFO緩沖器，它判斷添加到每個(gè)上行信道的第十比特(數(shù)據(jù)完整性)并把這種信息傳遞給數(shù)據(jù)完整性電路92。上行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換90將10-bit信道的數(shù)據(jù)流(圖7B)轉(zhuǎn)換回9-bit信道格式(圖7A)用于送給CTSU54。這種轉(zhuǎn)換在控制器和邏輯電路84的控制下完成。
控制器和邏輯電路84也管理呼叫處理和用于經(jīng)HFC網(wǎng)絡(luò)11的電話傳輸?shù)男诺婪峙湟约熬S持經(jīng)由HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11在使用動(dòng)態(tài)時(shí)隙分配的模式中的話務(wù)統(tǒng)計(jì)。例如用于提供那些熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員普遍了解的TR-303業(yè)務(wù)，集中業(yè)務(wù)。另外，控制器84為在CXMU在其中傳輸數(shù)據(jù)的6MHz帶寬內(nèi)的信道維護(hù)誤碼統(tǒng)計(jì)，為所有ISU處理信道通信提供軟件協(xié)議，和為對(duì)應(yīng)的MCC調(diào)制解調(diào)器82提供控制。
數(shù)據(jù)完整性92電路處理由上行轉(zhuǎn)換電路90作的每一上行信道的第十比特判斷的輸出。在本系統(tǒng)中，奇偶校驗(yàn)位只保證在提供的在過程中有一呼叫的信道上有效。由于當(dāng)ISU空閑時(shí)初始化的和啟動(dòng)的ISU發(fā)射機(jī)可以關(guān)機(jī)，所以由CXMC完成的奇偶校驗(yàn)的判決并非始終有效。檢測(cè)出的奇偶校驗(yàn)誤碼指示了是在上行信道中的誤碼或是在對(duì)應(yīng)上行信道的下行信道中的誤碼。
CXMC80的ISU處理信道(IOC)收發(fā)器96包含用于保持來于控制器和邏輯電路84的信息或控制數(shù)據(jù)并將這些在長(zhǎng)度上是8bytes的固定總數(shù)的IOC控制信息加載入被提供給MCC調(diào)制解調(diào)器82的64Kbps信道用于在HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11上的傳輸。在上行方向上，IOC收發(fā)器通過提供這些信息給控制器和邏輯器84的MCC調(diào)制解調(diào)器82接收64Kbps信道。
定時(shí)信號(hào)發(fā)生器電路94接收來自HDT12的工作和保護(hù)CTSU54的冗余系統(tǒng)時(shí)鐘輸入。這種時(shí)鐘包括一2KHz HFC復(fù)幀信號(hào)，它是由CTSU54產(chǎn)生以使在所有HFC分布式網(wǎng)絡(luò)的同軸分支上的往返延遲同步。這個(gè)信號(hào)指示了在ISUI工作信號(hào)上的復(fù)幀對(duì)齊并被用來為傳輸系統(tǒng)將符號(hào)定時(shí)和數(shù)據(jù)重建同步。一8KHz幀信號(hào)被提供以指示由CTSU54到CXMU56的2.56MHz，32信道信號(hào)的第一間隔比特。由CTSU54為SCNU58和CXMU56產(chǎn)生一2.048MHz時(shí)鐘。CXMU56將這時(shí)鐘用于ISU操作信道和在CXMC80和MCC調(diào)制解調(diào)器82之間的調(diào)制解調(diào)器通信。一2.56MHz位時(shí)鐘用于在DS1Us48和CTSUs54與CTSUs54和CXMUs56之間數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸。一20.48MHz比特時(shí)鐘用于在CXMC和MCC之間的10-bit數(shù)據(jù)信道的傳輸。主同軸卡(MCC)調(diào)制解調(diào)器CXMU56的主同軸卡(MCC)調(diào)制解調(diào)器82在一邊連接到CXMC80而在另一邊連接到電話發(fā)射機(jī)14和接收機(jī)16用于發(fā)送到和接收自HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11。MCC調(diào)制解調(diào)器82實(shí)現(xiàn)電話數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)的OFDM傳輸?shù)恼{(diào)制解調(diào)器功能。圖3的框圖標(biāo)識(shí)了相連的用于上行和下行通信的MCC調(diào)制解調(diào)器的互連。MCC調(diào)制解調(diào)器82在HDT12中不是一個(gè)獨(dú)立的模塊，因?yàn)樗鼪]有不通過CXMU56的CXMC80而到HDT12的接口。MCC調(diào)制解調(diào)器82代表了HDT12的傳輸系統(tǒng)邏輯。這樣它有責(zé)任完成與在HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11上的信息傳輸相關(guān)的所有要求。HDT12的CXMU56的每一MCC調(diào)制解調(diào)器82被分配了一在用于電話傳輸和控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)南滦蓄l譜中6MHz的最大頻帶。6MHz帶寬的精確配置是由CXMC80通過在CXMC80與MCC調(diào)制解調(diào)器82之間的IOC收發(fā)器96經(jīng)由通信接口提供的。電話和控制數(shù)據(jù)的下行傳輸是在約725到800MHz的RF頻譜中。
每一MCC調(diào)制解調(diào)器82被分配在上行頻譜中用于在約50到40MHz RF頻譜中由ISUs接收控制數(shù)據(jù)和電話數(shù)據(jù)的最大6MHz帶寬。同樣，這6MHz的精確配置是由CXMC80經(jīng)由在CXMC80與MCC調(diào)制解調(diào)器82之間的通信接口而提供的。
MCC調(diào)制解調(diào)器82接收來自CXMC80在如前所述的20.48MHz信號(hào)的形式的256DSO+信道。MCC調(diào)制解調(diào)器82使用基于本文前面討論的OFDM的多載波調(diào)制技術(shù)將這些信息傳給所有的ISUs100。MCC調(diào)制解調(diào)器82還恢復(fù)在經(jīng)HFC分布式網(wǎng)絡(luò)的上行傳輸中的256DSO+多載波信道并將這些信息轉(zhuǎn)化為到CXMC80的20.48Mbps流。如前所述，多載波調(diào)制技術(shù)包括將電話和控制數(shù)據(jù)，例如用正交調(diào)幅，解碼為符號(hào)，然后使用逆快速傅立葉變換技術(shù)將電話和控制數(shù)據(jù)調(diào)制到一系列正交多載波上。
符號(hào)對(duì)齊是對(duì)由在ISU100中的MCC調(diào)制解調(diào)器82和ISU調(diào)制解調(diào)器101實(shí)現(xiàn)的多載波調(diào)制所必需的要求。在傳輸?shù)南滦蟹较?，所有在一個(gè)ISU100的信息都由單個(gè)CXMU56產(chǎn)生，所以在每一多載波調(diào)制的符號(hào)都是自動(dòng)相位對(duì)齊的。然而，由于HFC分布式網(wǎng)絡(luò)的多點(diǎn)到點(diǎn)特性和ISU100的不等延遲的路徑，使在MCC調(diào)制解調(diào)器82的接收機(jī)處的上行符號(hào)對(duì)齊有所變化。為了使在MCC調(diào)制解調(diào)器82處的接收機(jī)效率最高，所有上行符號(hào)必須在一很窄相位界限內(nèi)對(duì)齊。這通過在每1ISU100使用一可調(diào)延遲參數(shù)進(jìn)行，使得所有信道接收的來自不同ISU100的上行流的符號(hào)周期在它們到達(dá)HDT12時(shí)對(duì)齊。這是上行同步過程的一部份并將在下面進(jìn)一步描述。另外，為了維持多載波的正交性、用于由ISU100作為上行傳輸?shù)妮d波頻率必須頻率鎖定到HDT12上。
由CXMC80到MCC調(diào)制解調(diào)器82的入下行信息幀對(duì)齊在提供給MCC調(diào)制解調(diào)器82的2KHz和8KHz時(shí)鐘上。MCC調(diào)制解調(diào)器使用2KHz多幀信號(hào)將下行符號(hào)定時(shí)信號(hào)傳遞到ISUs，這將在下文詳述。多幀時(shí)鐘傳遞信道通信和指示多載波幀結(jié)構(gòu)，所以電話數(shù)據(jù)可在ISU100處正確地重組。2KHz代表了在10KHz(調(diào)制解調(diào)器符號(hào)速率)和8KUz(數(shù)據(jù)幀速率)之間的最大公因數(shù)。
所有ISU100將使用由相連的MCC調(diào)制解調(diào)器82插入的同步信息以恢復(fù)ISUs100所要求的所有下行定時(shí)信號(hào)。同步化允許ISUs100，以在HDT12接收的所有ISU100傳輸都同步到相同基準(zhǔn)的方式，解調(diào)下行信息和調(diào)制上行傳輸。因此，用于所有ISU100上行傳輸?shù)妮d波頻率都將頻率鎖定到HDT12上。
如下面將描述，除了提供路徑延遲調(diào)整，初始化和啟動(dòng)并在初始化和啟動(dòng)完成前在這種同步信道上實(shí)行這種同步外，MCC調(diào)制解調(diào)器還負(fù)責(zé)執(zhí)行在上行和下行6MHz帶寬中的同步信道上的符號(hào)對(duì)齊。這些參數(shù)通過IOC信道的使用而被跟蹤。由于它們?cè)谙到y(tǒng)中的重要性，IOC信道和同步信道可使用不同的調(diào)制方案用于在MCC調(diào)制解調(diào)器82和ISUs100之間的數(shù)據(jù)傳輸，這種方法比用于電話數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)制方法更強(qiáng)壯或更少的階(少的bits/sec/Hz或bits/符號(hào))。例如，電話數(shù)據(jù)可用正交調(diào)幅調(diào)制，同時(shí)IOC信道和同步信道可用BPSK調(diào)制技術(shù)調(diào)制。
MCC調(diào)制解調(diào)器82還解調(diào)由ISUs100調(diào)制到多載波的電話和控制數(shù)據(jù)。這種調(diào)制將在下面就電話傳輸系統(tǒng)的各種實(shí)施例而進(jìn)一步描述。
關(guān)于MCC調(diào)制解調(diào)器82負(fù)責(zé)的OFDM傳輸系統(tǒng)的功能，包括至少是下列的將就各種實(shí)施例作更詳細(xì)描述的部份。MCC調(diào)制解調(diào)器82檢測(cè)在同步信道中從ISU100接收到的同步脈沖/波形的幅度/電平并將電平指示經(jīng)在其間的通信接口傳給CXMC80。CXMC80還提供一條命令給MCC調(diào)制解調(diào)器82用于來將向ISU100的傳輸作電平調(diào)整。MCC調(diào)制解調(diào)器82還通過將在同步信道上的調(diào)制的上行波形與一已知符號(hào)邊界實(shí)行相關(guān)和將一要求的符號(hào)延遲校正經(jīng)由其間的通信接口傳給CXMC80而提供了所有上行多載波的符號(hào)對(duì)齊。然后CXMC86還經(jīng)MCC調(diào)制解調(diào)器82發(fā)送一信息下行到ISU100以調(diào)整ISU100的符號(hào)延遲。
同樣地，在關(guān)于用于所有路徑延遲調(diào)整的對(duì)ISU100的同步上，MCC調(diào)制解調(diào)器82將由ISU100在IOC信道調(diào)制在合適帶寬內(nèi)的上行波形與一已知參考邊界相關(guān)，并將要求的路徑延遲修正經(jīng)在其間的調(diào)制解調(diào)器接口傳給CXMC80。然后CXMC通過MCC調(diào)制解調(diào)器82經(jīng)由IOC信道發(fā)送一信息下行以調(diào)整一ISU100的所有路徑延遲。雙向多點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電話傳輸?shù)母攀鱿旅娓攀鼋?jīng)由HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11的電話與控制信息的傳輸。就HDT12的每一CXMU56的特定上行和下行工作頻率給它提供措施。CXMU56的上行和下行傳輸?shù)膸挾际亲畲鬄?MHz，其中下行傳輸在約725-800MHz的RF頻譜的6MHz帶寬。
在下行方向，CXMU56的每一MCC調(diào)制解調(diào)器82在字的暫時(shí)的6MHz帶寬中經(jīng)由同軸線22提供電的電話和控制信號(hào)給下行電話發(fā)射機(jī)14。來自HDT12的MCC調(diào)制解調(diào)器82的RF電的電話和控制信號(hào)被合并為一復(fù)合信號(hào)。然后下行電話發(fā)射機(jī)將合并的電信號(hào)傳送給冗余電光轉(zhuǎn)換器用于調(diào)制到一對(duì)保護(hù)下行光纖饋線24上去。
下行光纖饋線24傳遞電話信息和控制數(shù)據(jù)到ODN18。在ODN18處，光信號(hào)被轉(zhuǎn)換回電信號(hào)并與下行視頻信息(來自視頻首端饋線42)合并為電的下行RF輸出信號(hào)。然后包括電話信息和控制數(shù)據(jù)的電的RF輸出信號(hào)被ODN18饋給四個(gè)同饋分布式分支30。所有電話信息和控制數(shù)據(jù)下行流在每個(gè)同軸分支30上廣播并經(jīng)HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11的同軸部傳遞。電的下行輸出RF信號(hào)由同軸電纜分接出并通過同向雙工濾波器終止在ISU100的接收機(jī)調(diào)制解調(diào)器101上，如圖6所示。
RF電的輸出信號(hào)包括由MCC調(diào)制解調(diào)器82用正交頻分復(fù)用技術(shù)調(diào)制到正交多載波上的電話信息和控制數(shù)據(jù)；電話信息和控制數(shù)據(jù)被映射為符號(hào)數(shù)據(jù)并且該符號(hào)用快速傅立葉變換技術(shù)調(diào)制到許多正交載波上。由于系統(tǒng)11中符號(hào)被調(diào)制到載波上從單獨(dú)一點(diǎn)被發(fā)送到多點(diǎn)，所以在正交多載波上的多載波的正交性和被調(diào)制符號(hào)的符號(hào)對(duì)齊是自動(dòng)完成的以用于經(jīng)HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11傳輸而電話信息和控制數(shù)據(jù)在ISU100被調(diào)制解調(diào)器101解調(diào)。
ISU100接收由HFC網(wǎng)絡(luò)11的同軸部份的同軸分接出的RF信號(hào)。ISU100的RF調(diào)制解調(diào)器101解調(diào)這些信號(hào)并將提取出的電話信息和控制數(shù)據(jù)傳遞給CXSU控制器102用于供給合適的信道單元103。ISU100代表一接口，在這兒電話信息被用戶或客戶轉(zhuǎn)換而使用。
HDT12的CXMU56和ISU100實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)10的雙向多點(diǎn)到點(diǎn)傳輸系統(tǒng)。因此，CXMU56和ISU完成調(diào)制解調(diào)器功能。根據(jù)本發(fā)明的傳輸系統(tǒng)可以使用三種不同調(diào)制解調(diào)器以實(shí)現(xiàn)傳輸系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器功能。第一種調(diào)制解調(diào)器是設(shè)置在HDT12的每一CXMU56中的MCC調(diào)制解調(diào)器82。例如，HDT12包括三個(gè)工作的MCC調(diào)制解調(diào)器82(圖3)并能為許多ISU100提供服務(wù)和提供多點(diǎn)到點(diǎn)傳輸網(wǎng)絡(luò)。MCC調(diào)制解調(diào)器82協(xié)調(diào)HDT12的電話信息傳輸以及用于控制ISU100的控制數(shù)據(jù)傳輸。例如，控制數(shù)據(jù)可包括呼叫處理信息，動(dòng)態(tài)分配和配置信息，ISU同步控制信息，ISU調(diào)制解調(diào)器控制信息，信道單元供應(yīng)，和其它ISU 操作，管理，維持和供應(yīng)(DAM&P)信息。
第二種調(diào)制解調(diào)器是被優(yōu)化為單住戶單元提供服務(wù)的單家庭用戶或HISU調(diào)制解調(diào)器。因此它必須是價(jià)格低而且功耗小，第三種調(diào)制解調(diào)器是多用戶或MISU調(diào)制解調(diào)器，它被要求一般地提供住戶和商業(yè)業(yè)務(wù)。
HISU調(diào)制解調(diào)器和MISU調(diào)制解調(diào)器可采用幾種形式。例如，HISU調(diào)制解調(diào)器和MISU調(diào)制解調(diào)器可以象下面就本發(fā)明的各種實(shí)施例詳細(xì)描述的一樣，只提取由HDT12發(fā)送的多載波的一小部份或由HDT12發(fā)送的多載波的較大部份。例如，HISU可提取由HDT12傳輸?shù)碾娫捫畔⒌?0個(gè)多載波或10個(gè)有效負(fù)載信道而MISU由HDT12傳輸?shù)?60個(gè)多載波或130有效負(fù)載信道提取信息。每一個(gè)這些調(diào)制解調(diào)器可用一分離的接收機(jī)部份由HDT12傳輸?shù)男盘?hào)中提取出控制數(shù)據(jù)和用一附加的HISU調(diào)制解調(diào)器的接收部件由HDT12傳輸?shù)恼{(diào)制到多載波上的電話信息。這在下文中可被稱為帶外ISU調(diào)制解調(diào)器。與帶外ISU調(diào)制解調(diào)器一同使用的MCC調(diào)制解調(diào)器82將控制信息調(diào)制到正交載波波形中或調(diào)制到與這種正交載波稍微偏離的載波上。與帶外ISU調(diào)制解調(diào)器相反，HISU和MISU調(diào)制解調(diào)器可為ISU調(diào)制解調(diào)器使用單個(gè)接收機(jī)并使用調(diào)制解調(diào)器的單個(gè)接收機(jī)提取出電話信息與控制數(shù)據(jù)。這可在下文中稱為帶內(nèi)ISU調(diào)制解調(diào)器。在這情況中，控制數(shù)據(jù)被調(diào)制到正交載波波形的載波上，但可用不同的載波調(diào)制技術(shù)。例如，與在有效負(fù)載載波上用QAM技術(shù)的電話數(shù)據(jù)調(diào)制相對(duì)的用于在載波上的控制數(shù)據(jù)的調(diào)制的BPSK。另外，不同的調(diào)制技術(shù)可用于為控制數(shù)據(jù)和電話數(shù)據(jù)的上行或下行傳輸。例如，下行電話數(shù)據(jù)可用256QAM調(diào)制到載波上而上行電話數(shù)據(jù)可用32QAM調(diào)制到載波上。不論哪一種調(diào)制技術(shù)用于傳輸都確定了哪一種接近的解調(diào)技術(shù)將用于傳輸系統(tǒng)的接收端。由HDT12傳輸?shù)南滦须娫捫畔⒑涂刂茢?shù)據(jù)的解調(diào)將在下面參照不同調(diào)制解調(diào)器實(shí)施例的框圖詳細(xì)解釋。
在上行方向，在ISU100的每一ISU調(diào)制解調(diào)器101發(fā)送上行流到至少一個(gè)在約5至40MHz RF頻譜中的6MHz帶寬對(duì)應(yīng)接收傳輸?shù)南滦?MHz頻帶的上行6MHz頻帶內(nèi)的正交多載波上；上行電的電話和控制數(shù)據(jù)信號(hào)被ISU調(diào)制解調(diào)器101經(jīng)各個(gè)同軸分支30傳輸?shù)饺鐖D1所示的各自連接的光分布式節(jié)點(diǎn)18。在ODN18處，來自不同ISU的上行信號(hào)被合并并經(jīng)光纖饋線26以光波形式傳輸?shù)紿DT12。如前所討論的，來自不同ISU的上行電信號(hào)在被合并為復(fù)合上行光信號(hào)前被移頻。在這種情況中，電話接收機(jī)16應(yīng)包括對(duì)應(yīng)的下移電路。
由于由多個(gè)ISU100到單個(gè)HDT12的經(jīng)由HFC分布式網(wǎng)絡(luò)的傳輸?shù)亩帱c(diǎn)到點(diǎn)特性，為了使用正交頻分復(fù)用技術(shù)，由ISU100調(diào)制到每一載波上的符號(hào)必須在一確定的相位界限中對(duì)齊。另外，如下文中將更詳細(xì)討論的，在通信系統(tǒng)10中由HDT12的網(wǎng)絡(luò)接口62到所有ISU100與重由ISU100回到網(wǎng)絡(luò)接口62的往復(fù)路徑延遲必須相等，通過這樣要求使得在整個(gè)系統(tǒng)中保持了信令多幀完整性。另外必須在HDT12接收適當(dāng)幅度的信號(hào)以實(shí)現(xiàn)關(guān)于ISU100的任何功能。同樣，對(duì)于來自ISU100的OFDM傳輸，也必須將ISU100頻率鎖定到HDT12上以使得經(jīng)由HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11傳輸?shù)亩噍d波是正交地對(duì)齊的。傳輸系統(tǒng)使用下面詳述的正交頻分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)到點(diǎn)傳輸?shù)姆植辑h(huán)。當(dāng)HDT12接收到許多正交對(duì)齊的并有與對(duì)齊的符號(hào)一起被調(diào)制到其上的電話和控制數(shù)據(jù)的多載波時(shí)，CXMUs56的MCC調(diào)制解調(diào)器82對(duì)來自許多多載波的電話信息和控制數(shù)據(jù)在它們對(duì)應(yīng)的6MHz頻帶內(nèi)進(jìn)行解調(diào)并將這種電話數(shù)據(jù)提供給CTSU54用于提供給網(wǎng)絡(luò)接口62和將控制數(shù)據(jù)提供給CXMC80以用于電話傳輸?shù)目刂啤?br> 正如一個(gè)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員將認(rèn)識(shí)到的，頻譜的分配，頻率的分配，數(shù)據(jù)速率，信道數(shù)量，所提供的服務(wù)的類型和可以成為設(shè)計(jì)的一種選擇的系統(tǒng)的任何其它參數(shù)或特性都只能作為例子。在從屬權(quán)利要求描述的發(fā)明中仔細(xì)考慮了這些設(shè)計(jì)選擇，因此它們落在這些權(quán)利要求的范圍中。另外，可通過軟件或硬件實(shí)現(xiàn)許多功能，雖然可以只通過一個(gè)或另一個(gè)給這種實(shí)現(xiàn)提供參考，但仍要根據(jù)這種權(quán)利要求的范圍仔細(xì)考慮每一種實(shí)現(xiàn)。
電話傳輸系統(tǒng)的第一實(shí)施例將參照包括有MCC調(diào)制解調(diào)器82，一般顯示為圖6中的ISU調(diào)制解調(diào)器101的HISU調(diào)制解調(diào)器和MISU調(diào)制解調(diào)器的框圖的圖9-23描述根據(jù)本發(fā)明的電話傳輸系統(tǒng)的第一實(shí)施例。這些調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)了上行和下行調(diào)制解調(diào)傳輸功能度。在這一描述之后是對(duì)使用這些調(diào)制解調(diào)器的操作原理的討論。
參照?qǐng)D9A，顯示了對(duì)使用OFDM技術(shù)的電話信息和控制數(shù)據(jù)的上行和下行傳輸所做的一個(gè)6MHz帶寬的頻譜分配。波形優(yōu)選地有240個(gè)有效負(fù)載信道或DSO+信道，它們包括用于提供19.2Mbps凈數(shù)據(jù)率的480個(gè)載波或載頻、含46個(gè)載波或載頻的24個(gè)IOC信道以及2個(gè)同步信道。每一個(gè)同步信道包括兩個(gè)載波或載頻并且每一個(gè)同步信道相對(duì)于24個(gè)IOC信道和240個(gè)有效負(fù)載信道偏移了10個(gè)未使用的載波或載頻，它們被用作保護(hù)載頻?？偟妮d波或載頻為552個(gè)。將用于以下將進(jìn)一步描述的同步功能的同步載頻放在6MHz頻譜的兩端并用在6MHz頻譜每一端的保護(hù)頻帶(516.0KHz)將在6MHz頻帶中的多個(gè)正交載波與相鄰的6MHz頻帶的載波分離開。在6MHz頻帶的每一端提供保護(hù)頻帶以提供系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)處的濾波選擇性。將同步載波由電話數(shù)據(jù)或有效負(fù)載載波偏移以使得，如果用于同步的同步載波在初始化和激活過程中與在6MHz頻帶內(nèi)的其它載頻或載波不正交，則可防止同步信號(hào)破壞正交排列波形的結(jié)構(gòu)。因此，即使同步信道可被認(rèn)為是特殊的IOC信道，但是同步載頻在頻帶的有效負(fù)載載頻的主體和交錯(cuò)的IOC信道的外面。
令I(lǐng)SU處理帶寬最小以使ISU的能量要求最小。因此，將6MHz頻帶的有效負(fù)載信道和IOC信道交錯(cuò)在電話有效負(fù)載信道中，其中每隔10個(gè)有效負(fù)載信道放置一個(gè)IOC信道。用這種分布技術(shù)，其中多于10的有效負(fù)載信帶的子帶包括一個(gè)IOC信道，限制ISU“看到”的帶寬以使得可將IOC信道用于HDT12以和ISU100通信。這種用于圖9A中所示的頻譜分配的子帶分布顯示在圖9D中。在6MHz帶寬中有24個(gè)子帶，其中每個(gè)子帶包括10個(gè)有效負(fù)載信道，而IOC信道在第五和第六有效負(fù)載信道之間。將IOC信道分布在整個(gè)6MHz頻帶的好處是防止窄帶干擾。如果干擾破壞了一個(gè)IOC信道，仍有其它IOC信道可用，HDT12可將ISO100重新調(diào)到6MHz頻帶的其它部份，在這里有未經(jīng)破壞的IOC信道。
優(yōu)選地，MISU66訪問6MHz帶寬的約3MHz以接收多達(dá)130個(gè)的有效負(fù)載信道，此帶寬還包括許多用于由HDT12到MISU66的通信的IOC信道。HISU68訪問6MHz帶寬的約100KHz以接收包括至少一個(gè)用于與HDT12通信的IOC信道的11個(gè)信道。
在上行和下行路徑之間的主要區(qū)別是對(duì)下行同步和上行同步的支持在下行方向，所有ISU都被鎖定到來自HDT(點(diǎn)到多點(diǎn))的信息，ISU的初始化和激活是根據(jù)在上行同步信道中所提供的信號(hào)。在操作中，ISU經(jīng)由IOC信道跟蹤同步。在上行方向，上行同步處理包括幅度，頻率和定時(shí)信號(hào)的分布式(多點(diǎn)到點(diǎn))控制；雖然可以只用如下進(jìn)一步描述的下行同步信道提供頻率控制。上行同步過程在兩個(gè)上行同步信道中的一個(gè)中進(jìn)行，主或次同步信道。
圖10顯示了MCC調(diào)制解調(diào)器82的下行傳輸結(jié)構(gòu)。兩個(gè)串行數(shù)據(jù)輸入，每個(gè)約10Mbps，包括來自CXMU56的有效負(fù)載數(shù)據(jù)，它們由8KHz幀時(shí)鐘輸入提供時(shí)鐘。來自CXMU56的IOC控制數(shù)據(jù)輸入由IOC時(shí)鐘輸入提供時(shí)鐘，它優(yōu)選為2.0KHz時(shí)鐘。電話有效負(fù)載數(shù)據(jù)和IOC控制數(shù)據(jù)通過串行端口132進(jìn)入，如一個(gè)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員所知的，用擾碼器134將數(shù)據(jù)擾碼以在經(jīng)由HFC分布網(wǎng)絡(luò)11發(fā)送的波形中提供隨機(jī)性。若沒有擾碼，會(huì)在波形中產(chǎn)生很高的峰；而如果將波形擾碼，由MCC調(diào)制解調(diào)器82產(chǎn)生的符號(hào)會(huì)變得足夠地隨機(jī)而這種峰也被充分地限制。
擾碼信號(hào)被提供給符號(hào)映射功能塊136，符號(hào)映射功能塊136取出輸入比特并將它們映射入一個(gè)復(fù)數(shù)星座點(diǎn)。例如，將輸入比特映射入一個(gè)用于BPSK信號(hào)輸出的符號(hào)，如圖9C中的BPSK的映射圖一樣，每一比特將被映射為星座中的單個(gè)符號(hào)。這種映射將為數(shù)據(jù)引入同相和正交值(I/O值)。BPSK是一種優(yōu)選地用于上行和下行IOC信道和同步信道的調(diào)制技術(shù)。將BPSK編碼優(yōu)選地用于IOC控制數(shù)據(jù)以便象如上所述的一樣在系統(tǒng)中提供魯棒性。對(duì)于QPSK調(diào)制，每?jī)杀忍貙⒂成淙氪硪粋€(gè)星座點(diǎn)的四個(gè)復(fù)數(shù)值中的一個(gè)。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)例中，32QAM被用于電話有效負(fù)載數(shù)據(jù)，如圖9B所示其中有效負(fù)載數(shù)據(jù)的每五比特被映射入32個(gè)星座點(diǎn)中的一個(gè)。這種映射亦引入I/O值。如果這樣，可用兩個(gè)符號(hào)代表一個(gè)DSO+信號(hào)(10bits)，用兩個(gè)載波可發(fā)送兩個(gè)符號(hào)。因此，可在6MHz頻譜的兩個(gè)載波或載頻上傳輸一個(gè)DSO+信道。
一個(gè)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員將知道不同的映射或編碼技術(shù)可與不同載波一起使用。例如，傳輸ISDN的電話信道可用QPSK編碼，與之相對(duì)的是，傳遞POTS數(shù)據(jù)的電話信道采用32QAM編碼。因此，傳輸不同業(yè)務(wù)的不同電話信道可以不同地調(diào)制以為這些業(yè)務(wù)提供更魯棒的電話信道，這種質(zhì)量是這些業(yè)務(wù)所要求的，根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)造提供了靈活性以由與用于不同信道的調(diào)制技術(shù)不同的技術(shù)對(duì)任何信道進(jìn)行編碼和調(diào)制。
由I/O值所代表的每一個(gè)符號(hào)被映射入符號(hào)緩存器138的快速傅立葉變換(FFT)倉(cāng)庫(kù)。例如，對(duì)于以8KHz幀速率傳輸?shù)腄SO+，五比特映射入一個(gè)FFT倉(cāng)庫(kù)而另五比特映射入另一倉(cāng)。符號(hào)緩存器138的每一個(gè)倉(cāng)或存儲(chǔ)單元代表如I/O值的在頻域的有效負(fù)載數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。如熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員所知的一組FFT倉(cāng)庫(kù)通過逆傅立葉變換140映射入時(shí)域，逆FFT140將復(fù)數(shù)I/O值映射入對(duì)應(yīng)FFT中點(diǎn)數(shù)的時(shí)域抽樣。用逆FFT140將有效負(fù)載數(shù)據(jù)和IOC數(shù)據(jù)映射入緩存器138并轉(zhuǎn)換入時(shí)域。在FFT140中點(diǎn)數(shù)可以不同，但在優(yōu)選實(shí)施例中點(diǎn)數(shù)為256。對(duì)應(yīng)于256點(diǎn)FFT，逆FFT的輸出是波形的256個(gè)時(shí)域抽樣。
逆FFT140對(duì)于同相和正交(I/Q)分量有分離的串行輸出FF1和FF0。數(shù)模轉(zhuǎn)換器取出基帶調(diào)制信號(hào)的數(shù)值表示的同相和正交分量并將它轉(zhuǎn)換為離散波形。信號(hào)經(jīng)過重構(gòu)濾波器以濾除諧波成分。這種重構(gòu)必須避免由多種混頻方案帶來的問題和其它濾波時(shí)的問題。將信號(hào)合并入信號(hào)變頻發(fā)射機(jī)146用于將使用合成波形的I/O分量上變頻，該合成波形是用同相和正交分量數(shù)字可調(diào)的，用于混頻到適合的發(fā)射頻率。例如，合成器是在600MHz，則輸出頻率也將在600MHz。用信號(hào)變頻發(fā)射機(jī)146將各分量合并，然后在被電話發(fā)射機(jī)耦合到光纖上之前，用發(fā)射機(jī)放大器148放大包括多個(gè)正交載波的波形，再用發(fā)射機(jī)濾波器150進(jìn)行濾波。這些功能可在通用的處理器149和實(shí)現(xiàn)這種調(diào)制所必需的塊147的其他處理電路的控制下實(shí)現(xiàn)。通用處理器也由載波、幅度、時(shí)鐘恢復(fù)塊222(圖15)接收ISU調(diào)整參數(shù)用于實(shí)施分布環(huán)路符號(hào)對(duì)準(zhǔn)，頻率鎖定，幅度調(diào)節(jié)，和路徑延遲功能，這些將在下面進(jìn)一步闡述。
在下行接收端，每一個(gè)MISU或HISU用于提取由一個(gè)6MHz帶寬內(nèi)的下行傳輸來的電話信息和控制數(shù)據(jù)，對(duì)于MISU66，MISU下行接收機(jī)結(jié)構(gòu)如圖11中所示。它包括一個(gè)用于減小接收的600至800MHz總頻帶廣播下行流的頻帶的100MHz帶通濾波器。然后被濾波后的信號(hào)通過電壓調(diào)諧濾波器以去掉頻帶干擾和進(jìn)一步減少帶寬。信號(hào)經(jīng)正交和同相下變頻器158下變頻為基帶頻率，其中信號(hào)在使用合成器157的復(fù)混頻器158混頻，合成器157由串行端口178的輸出控制。下變頻的I/Q分量經(jīng)過濾波器159并在模/數(shù)轉(zhuǎn)換器160處被轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式。I/Q分量的時(shí)域抽樣被放在抽樣緩存器162中并將一組抽樣輸入到下變頻補(bǔ)償單元164。補(bǔ)償單元164試圖減輕例如來自混頻器的DC偏移和在下變頻產(chǎn)生的微分相位延遲的錯(cuò)誤。
載波，幅度和定時(shí)恢復(fù)塊166通過在ISU的初始化和激活過程中由同步信道和在跟蹤過程中由IOC信道提取出控制數(shù)據(jù)而由補(bǔ)償信號(hào)中提取載波、幅度和定時(shí)信令，這將在下面參照?qǐng)D22A進(jìn)一步闡述。將并行形式的補(bǔ)償信號(hào)提供給快速傅立葉變換(FFT)170以將它轉(zhuǎn)換為頻域的矢量項(xiàng)，該矢量項(xiàng)實(shí)質(zhì)是復(fù)星座點(diǎn)，其中I/O分量最初是在MCC調(diào)制解調(diào)器處82上行方向?yàn)镸ISU訪問的DSO+信道而產(chǎn)生的。由于在信道濾波中的不精確性，均衡器172消除在發(fā)送和接收過程中產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)誤差。將在下面參照?qǐng)D23更詳細(xì)地解釋在上行接收機(jī)與下行接收機(jī)結(jié)構(gòu)中的均衡。從均衡器172出來，復(fù)星座點(diǎn)被符號(hào)到比特轉(zhuǎn)換器174轉(zhuǎn)換為比特，并在解擾器176處被解擾，解擾器是擾碼器134的鏡像元件，然后有效負(fù)載電話信息和IOC控制信息被串行口178輸出到如圖6中所示的CXSU102。塊153包括了實(shí)施這里所示各種功能的處理能力。
圖12中顯示了HISU68下行接收機(jī)的結(jié)構(gòu)。HISU下行接收機(jī)結(jié)構(gòu)(圖12)與MISU下行接收機(jī)結(jié)構(gòu)(圖11)的主要差別在于處理的帶寬量。接收機(jī)的前端直至FFT處理基本上都是相同的，除了在下變頻時(shí)，模數(shù)轉(zhuǎn)換器160可在很低速率下工作。例如，被處理的信號(hào)帶寬為100KHz，則抽樣率可能約為200KHz。在MISU中處理一個(gè)3MHz信號(hào)，則抽樣率約為6MHz。由于HISU被限制接收最多10個(gè)DSO+，所以FFT180可以更小。優(yōu)選地在HISU中使用32點(diǎn)FFT180，相對(duì)于在MISU中使用的128或256點(diǎn)FFT，可更有效地實(shí)現(xiàn)它。因此在這些結(jié)構(gòu)中的主要區(qū)別是，HISU接收機(jī)結(jié)構(gòu)基本上要求比MISU接收機(jī)更小的信號(hào)處理能力，由于這樣能量損耗也更小。因此，HISU訪問的更小頻帶允許這樣低的能量損耗以提供一個(gè)在遠(yuǎn)程單元能量損耗最小的系統(tǒng)。允許HISU訪問載波的這樣小頻帶的一個(gè)原因是IOC信道被分散到整個(gè)6MHz頻譜中。
圖13中顯示了HISU68的上行傳輸結(jié)構(gòu)。由于HISU只支持10個(gè)DSO+信道，將來自CXSU102(圖6)的IOC控制數(shù)據(jù)和電話有效負(fù)載數(shù)據(jù)以比在MISU或HDT傳輸結(jié)構(gòu)中更低的速率提供給串行端口182。HISU上行傳輸結(jié)構(gòu)完成三個(gè)重要操作。它調(diào)整了發(fā)送信號(hào)的幅度，發(fā)送信號(hào)的延時(shí)(包括符號(hào)和路徑延遲)，發(fā)送信號(hào)的載波頻率。電話數(shù)據(jù)和IOC控制數(shù)據(jù)在由HISU下行接收機(jī)結(jié)構(gòu)的時(shí)鐘發(fā)生器173產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)控制下通過串行端口182進(jìn)入，并為了前面關(guān)于MCC下行發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)的原因用擾碼器184擾碼。比特到符號(hào)轉(zhuǎn)換器186將輸入的比特映射入包括頻域I/Q分量符號(hào)或復(fù)星座點(diǎn)。將星座點(diǎn)放置在符號(hào)緩存器188中。在緩存器188以后，提供逆FFT190給符號(hào)以產(chǎn)生時(shí)域抽樣；對(duì)應(yīng)32點(diǎn)FFT的32個(gè)抽樣。象HDT12控制的上行同步處理的功能一樣，將延遲緩存器192放置在逆FFT190的輸出以在MCC調(diào)制解調(diào)器上行接收機(jī)結(jié)構(gòu)處提供多幀對(duì)準(zhǔn)。因此，在逆FFT190輸出的同相和正交分量的數(shù)模轉(zhuǎn)換器194進(jìn)行的數(shù)模轉(zhuǎn)換之前，延遲緩存器192提供了路徑延遲調(diào)整。時(shí)鐘延遲196在IOC控制數(shù)據(jù)輸出的要求下為符號(hào)對(duì)準(zhǔn)提供了一個(gè)好的調(diào)諧調(diào)整，其中IOC控制數(shù)據(jù)輸出是通過由被擾碼前的數(shù)據(jù)的串行流提取出控制數(shù)據(jù)而獲得的。在由數(shù)模轉(zhuǎn)換器194進(jìn)行的到模擬成分的轉(zhuǎn)換后，通過重建濾波器198將模擬成分重建為光滑的模擬波形。直接變頻器197在合成塊195的控制下將上行信號(hào)直接上變頻到合適的發(fā)射頻率。合成塊195在來自IOC控制信道的命令的控制下工作，IOC控制信道為其提供象在HISU下行接收機(jī)結(jié)構(gòu)中提取的一樣的載波頻率調(diào)整命令。然后，上變頻信號(hào)被發(fā)射機(jī)放大器200放大，被發(fā)射機(jī)濾波器202濾波并被上行發(fā)送以和其它ISU100發(fā)送的其它信號(hào)一起被合并。塊181包括用于實(shí)施這兒所述功能的處理電路。
圖14顯示了MISU66的上行發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)，它基本上與HISU68的上行發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)相同。但是，MISU66處理更多信道，而且不能在單個(gè)處理器上完成操作，而HISU68則可以。因此，提供包括逆FFT191的塊181功能的塊181的處理器和支持該結(jié)構(gòu)的通用處理器206都須處理增加的信道容量。
圖15顯示了在HDT12處的每一個(gè)CXMU56的MCC上行接收機(jī)結(jié)構(gòu)。5到40MHz帶通濾波器208將上行信號(hào)濾波，該信號(hào)又被混頻器和合成電路211直接下變頻到基帶。下變頻的輸出被提供給防混疊濾波器210用于它的調(diào)整，而輸出信號(hào)被模數(shù)轉(zhuǎn)換器212轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式以提供信號(hào)的同相和正交分量的時(shí)域抽樣到窄帶干擾濾波器和FFT112。如下所述，窄帶干擾濾波器和FFT112提供了防止可影響上行傳輸?shù)恼瓗Ц蓴_的保護(hù)。
在同一時(shí)間干擾濾波器和FFT112保護(hù)10個(gè)信道，因此，如果干擾影響在由MCC調(diào)整解調(diào)器82接收的6MHz頻譜中的可用的240DSO+之一，則最多有10個(gè)信道將由于干擾而被破壞，干擾濾波器和FFT112包括一個(gè)多相結(jié)構(gòu)，這是一種熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員所知的。熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員將進(jìn)一步知道由多相濾波器保護(hù)的信道數(shù)是可改變的。干擾濾波器和FFT112的輸出被耦合到均衡器214上，它為在信道中產(chǎn)生的不精確性，例如由于來自參考振蕩器或合成器的噪聲帶來的不精確性，提供了校正。合成器214的輸出符號(hào)被送至符號(hào)到比特轉(zhuǎn)換器216，在這里符號(hào)被映射到比特。將比特提供給解擾器218，它是ISUs100的擾碼器的鏡像，而解碼器的輸出被送至串行端口220。串行端口的輸出分為兩個(gè)有效負(fù)載流，和一個(gè)IOC控制數(shù)據(jù)流，如被提供給在下行方向的MCC下行發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)一樣。塊217包括完成這里所說功能的必要處理電路。
為了檢測(cè)下行信息，必須使用下行同未操作獲得到達(dá)信號(hào)的幅度，頻率和定時(shí)。由于與上行信號(hào)相反，下行信號(hào)構(gòu)成點(diǎn)到多點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)拓?fù)?，因此與OFDM波形以固有的同步形式經(jīng)由單獨(dú)路徑到達(dá)。最初在放置在6MHz頻譜兩端的下行同步頻帶中的下行同步信道上完成波形參數(shù)的捕獲。這些同步頻帶包括由2KHz幀時(shí)鐘BPSK調(diào)制的單個(gè)同步載波或載頻。用這個(gè)載頻得出最初的在ISU處的幅度，頻率和定時(shí)信號(hào)?？蓪⑼捷d波放在接收頻率中心，可認(rèn)為它是IOC的一個(gè)特殊例子。在接收了信號(hào)和將接收機(jī)結(jié)構(gòu)調(diào)諧到一個(gè)典型的IOC信道以后，用相同電路使用IOC信道跟蹤同步參數(shù)。
用來獲得必要的信號(hào)參數(shù)的操作使用了ISU接收機(jī)結(jié)構(gòu)的載波，幅度和定時(shí)信號(hào)恢復(fù)塊166，這些將在圖22A中以框圖形式更詳細(xì)地表示。載波，幅度和定時(shí)信號(hào)恢復(fù)塊166包括一個(gè)用于捕獲接收波形的頻率鎖定的考斯塔斯環(huán)330。在由補(bǔ)償單元164接收了信號(hào)后，給信號(hào)提供抽樣及保持334和模數(shù)轉(zhuǎn)換332，同時(shí)從轉(zhuǎn)換器得到的抽樣被送至考斯塔斯環(huán)330。在壓控振蕩器340控制之下完成抽樣，壓控振蕩器的頻率被接收結(jié)構(gòu)中使用的FFT的點(diǎn)數(shù)，M，分頻?？妓顾弓h(huán)330的混頻器331用作環(huán)路相位探測(cè)器，由到達(dá)信號(hào)和反饋路徑所饋入。混頻器331的輸出被濾波和抽選以減少隨后的硬件的處理要求。若接收信號(hào)是限帶的，則要求更少的抽樣去表示同步信號(hào)。如果在接收機(jī)中沒有保持正交，則濾波器將消除由恢復(fù)過程中產(chǎn)生的不希望的信號(hào)成分。在正交化條件下，LPF337將完全消除來自相鄰OFDM載波的影響。當(dāng)實(shí)現(xiàn)載波頻率鎖定時(shí)，過程將在環(huán)路的同相支路中展示所希望的BPSK波形。抽選器的輸出通過另一混頻器被饋入，然后經(jīng)由有濾波函數(shù)H(S)的環(huán)路濾波器和數(shù)控振蕩器(NCO)處理，完成反饋路徑以校正頻率誤差。當(dāng)誤差是“較小”水平時(shí)，環(huán)路被鎖定。為實(shí)現(xiàn)在跟蹤過程的快速捕獲和最小抖動(dòng)，將必須使用雙環(huán)路帶寬。系統(tǒng)操作也要實(shí)現(xiàn)頻率的鎖定并維持在OFDM信道間隔(360Hz)的約+/-4％內(nèi)。
在BPSK能量檢測(cè)器336處的頻率恢復(fù)環(huán)的輸出處測(cè)量信號(hào)幅度。將測(cè)量總的信號(hào)能量，并可將它用于調(diào)整數(shù)控模擬增益電路(未顯示)打算用增益電路將信號(hào)歸一化以使得模數(shù)轉(zhuǎn)換器可用于一個(gè)優(yōu)化處理范圍。
用超前-滯后門相位檢測(cè)器338的超前-滯后門類型算法得出定時(shí)信號(hào)誤差，并根據(jù)誤差信號(hào)來調(diào)整抽樣時(shí)鐘或振蕩器340來實(shí)現(xiàn)定時(shí)信號(hào)恢復(fù)。在一個(gè)更新間隔中超前-滯后門檢測(cè)器產(chǎn)生一個(gè)超前/滯后命令。這個(gè)命令將通過濾波器341送至抽樣時(shí)鐘或振蕩器340。這個(gè)環(huán)被拖延直至實(shí)現(xiàn)頻率鎖定和幅度鎖定。當(dāng)定時(shí)信號(hào)環(huán)被鎖定，它產(chǎn)生一個(gè)鎖定指定信號(hào)。相同的時(shí)鐘也用于上行傳輸。載波，定時(shí)信號(hào)和幅度恢復(fù)塊166為時(shí)鐘發(fā)生器168提供了一個(gè)參考。時(shí)鐘發(fā)生器168提供了MISU所需的所有時(shí)鐘，例如，8KHz幀時(shí)鐘和抽樣時(shí)鐘。
圖228的同步環(huán)路圖顯示了MCC調(diào)整解調(diào)器上行接收結(jié)構(gòu)(圖15)的載波，幅度和定時(shí)信號(hào)恢復(fù)塊222。它實(shí)現(xiàn)了上行同步信道上信號(hào)的上行同步檢測(cè)。為了ISU的初始化和激活，由HDT經(jīng)由下行IOC控制信道命令一個(gè)ISU在同步信道上上行送一個(gè)參考信號(hào)而實(shí)現(xiàn)上行同步。載波，幅度和定時(shí)恢復(fù)塊222測(cè)量來自ISU100的數(shù)據(jù)的參數(shù)，該參數(shù)在同步信道上響應(yīng)并估計(jì)了與在HDT12處的參考值相比較的頻率誤差，幅度誤差和定時(shí)信號(hào)誤差。載波，幅度和定時(shí)信號(hào)恢復(fù)塊222的輸出被HDT12轉(zhuǎn)化為調(diào)整命令并被發(fā)給ISU，而ISU是由MCC下行發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)在IOC控制信道上的下行方向初始化和激活。
上行同步處理的目的是將ISUs初始化和激活以使來自不同ISUs的波形合并到在HDT12處的統(tǒng)一波形。由載波，幅度和定時(shí)信號(hào)恢復(fù)塊222在HDT12估計(jì)的并由ISU調(diào)整的參數(shù)是幅度，定時(shí)信號(hào)和頻率。將ISUs信號(hào)幅度歸一化以使DSO+被分配相同的能量并在HDT12處實(shí)現(xiàn)所希望的信噪比。另外，相鄰的ISUs中須在正確的相應(yīng)電平被接收，否則較弱的DSO+信道將受到較強(qiáng)的DSO+信道的瞬時(shí)行為不利的影響。如果一個(gè)有效負(fù)載信道在另一個(gè)有足夠的頻率誤差的有效負(fù)載信道旁邊發(fā)射，則OFDM波形中的正交性惡化并影響誤碼率特性。因此，必須調(diào)整ISU的頻率使偏差接近于容許水平?；謴?fù)信號(hào)的定時(shí)信號(hào)也影響正交性。一個(gè)沒有與相鄰符號(hào)對(duì)準(zhǔn)的符號(hào)可在送至FFT處理的符號(hào)部份中產(chǎn)生滑動(dòng)。如果所有符號(hào)的滑動(dòng)沒有落在HDT處的保護(hù)間隔中，則有相對(duì)于非正交信道的約±16載頻(8個(gè)DSO+)將不能恢復(fù)。
在上行同步過程中，將命令I(lǐng)SUs發(fā)一個(gè)信號(hào)，例如方波信號(hào)，以建立幅度和頻率準(zhǔn)確性并對(duì)準(zhǔn)符號(hào)。模式信號(hào)可以是任何允許載波，幅度和定時(shí)信號(hào)恢復(fù)塊222檢測(cè)參數(shù)的信號(hào)，這種信號(hào)對(duì)于檢測(cè)不同參數(shù)而言可以是不同的。例如，信號(hào)對(duì)于幅度和頻率的檢測(cè)與校正而言可以是連續(xù)正弦波，而對(duì)符號(hào)定時(shí)信號(hào)而言可以是方波。載波、幅度和定時(shí)信號(hào)恢復(fù)塊222估算了三個(gè)分布環(huán)參數(shù)。在所有三個(gè)環(huán)中，CXMC80將引入的誤差信號(hào)轉(zhuǎn)換為命令并經(jīng)由MCC調(diào)制解調(diào)器82在IOC信道上發(fā)出，CXSU將接收命令并控制ISU所作的調(diào)整。
如圖22B中所示，從ISU起的上行同步過程是在壓控振蕩器440控制下抽樣保持434和模數(shù)轉(zhuǎn)換432。壓控振蕩器是本地參考振蕩器，它被除以M，即在接收和結(jié)構(gòu)中FFT的點(diǎn)數(shù)，用于控制抽樣保持434和模數(shù)轉(zhuǎn)換器432和被除以K以提供一個(gè)8KHz信號(hào)到相位檢測(cè)器438。
可使用考斯塔斯環(huán)430估算頻率誤差?？妓顾弓h(huán)430試圖與本地產(chǎn)生的頻率參考一起建立相位鎖定。經(jīng)過一段時(shí)間后，環(huán)路調(diào)整將禁止。將用與時(shí)間相關(guān)的相差來估算頻率誤差。頻率誤差是由濾波函數(shù)H(S)444產(chǎn)生的，它將被提供給CXMC82進(jìn)行處理以經(jīng)由IOC控制信道發(fā)送一個(gè)頻率調(diào)整命令給ISU。同樣也提供頻率誤差給數(shù)控振蕩器(NCO)以接通頻率環(huán)用于頻率誤差的校正。
根據(jù)在上行同步過程中載波幅值大小來計(jì)算幅度誤差，其中載波幅值是由能量檢測(cè)器436通過檢測(cè)考斯塔斯環(huán)430的同相支路的載波幅度而得到的。將幅度與在參考比較器443處的一個(gè)所希望的參考值相比較并將誤差送至CXMC82進(jìn)行處理以經(jīng)由IOC控制信道發(fā)送一個(gè)幅度調(diào)整命令給ISU。
當(dāng)在HDT中的本地參考已實(shí)現(xiàn)相位鎖定時(shí)，由ISU經(jīng)同步信道到達(dá)的BPSK信號(hào)可用于處理。在考斯塔斯環(huán)430的同相分支獲取方波并將它送至超前-滯后門相位檢測(cè)器438用于和來自除法器435的本地產(chǎn)生的8KHz定時(shí)信號(hào)進(jìn)行比較。相位檢測(cè)器435產(chǎn)生一個(gè)相位或符號(hào)定時(shí)信號(hào)誤差，將它送環(huán)路濾波器441并經(jīng)由線439輸出。然后將相位或符號(hào)定時(shí)信號(hào)誤差提供給CXMC82進(jìn)行處理以經(jīng)IOC控制信道發(fā)送一個(gè)符號(hào)定時(shí)信號(hào)調(diào)整命令到ISU。
在ISU中的為上行同步調(diào)整參數(shù)的機(jī)制包括用時(shí)域波形的標(biāo)量積實(shí)現(xiàn)幅度改變，可由數(shù)模轉(zhuǎn)換器194(圖13)用數(shù)字處理算法，列出逆FFT190推出時(shí)域波形的標(biāo)量積。同樣地，當(dāng)一個(gè)復(fù)數(shù)乘法被加至數(shù)模轉(zhuǎn)換器194的輸入時(shí)，可以產(chǎn)生和實(shí)現(xiàn)一個(gè)復(fù)混頻信號(hào)。
通過將一個(gè)振蕩器相位鎖定到下行同步和IOC信息而建立在ISU中的下行抽樣時(shí)鐘和上行抽樣時(shí)鐘的頻率準(zhǔn)確性。上行傳輸頻率被調(diào)整，例如，在合成塊195被HDT命令調(diào)整。
實(shí)現(xiàn)作為延遲功能的符號(hào)定時(shí)校正，ISU上行方向中的符號(hào)定時(shí)校準(zhǔn)是這樣建立的通過取消一個(gè)抽樣間隔(兩個(gè)相同的抽樣同時(shí)輸出)或由時(shí)鐘延遲196加入一個(gè)額外的時(shí)鐘跳沿(一個(gè)抽樣按時(shí)鐘節(jié)拍移出并丟掉)來完成抽樣定時(shí)中的延遲。通過這種方式可以不要前面已描述的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器開銷而控制延遲功能。
在ISU在準(zhǔn)備傳輸?shù)南到y(tǒng)中被初始化和激活后，ISU將用載波、幅度、頻率恢復(fù)塊222保存所要求的上行同步系統(tǒng)參數(shù)。將命令一個(gè)未用但被初始化和激活的ISU在IOC上發(fā)送，如上解釋地塊222將估算由此來的參數(shù)。
在用于MISU66(圖13)和HISU68(圖14)的上行發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)中，與在同步過程中，載波、幅度和定時(shí)信號(hào)恢復(fù)塊222(圖15)在HDT確定頻率偏移相反，可在ISU上確定頻率偏移或用于實(shí)現(xiàn)在HDT口處載波的正交性的校正，然后將頻率偏移調(diào)整命令發(fā)送給ISU用于分別經(jīng)由HISU68和MISU66的合成塊195和199調(diào)整載波頻率。因此，頻率誤差將不再如上所述地被載波，幅度和定時(shí)信號(hào)恢復(fù)塊222所檢測(cè)，相反，在這種直接ISU實(shí)現(xiàn)中，ISU，不論HISU還是MISU，由下行信號(hào)數(shù)字地估算頻率誤差并提供給被發(fā)送的上行數(shù)據(jù)一個(gè)校正。
HDT12得到所有來自相同基頻振蕩器的發(fā)送和接收頻率。因此，所有混頻信號(hào)在HDT中被頻率鎖定。類似地，ISU，不論HISU68或MISU66，得到所有來自相同基頻振蕩器的發(fā)送和接收頻率；因此，所有在ISU上的混頻信號(hào)也都被頻率鎖定。但是，在ISU振蕩器中有相對(duì)于HDT振蕩器的頻率偏移。頻率誤差量(從ISU所看到的)是混頻的一個(gè)固定的百分比值。例如，如果ISU振蕩器與HDT振蕩器有百萬分之十的頻率偏移，而下行ISO接收機(jī)混頻為100MHz而ISU上行發(fā)射機(jī)混合頻率為10MHz)，則ISU必須在下行接收機(jī)上進(jìn)行1KHz的校正而在上行發(fā)射機(jī)上產(chǎn)生有100Hz頻偏的信號(hào)。如果這樣，隨著ISU直接實(shí)現(xiàn)，可由下行信號(hào)估算頻率偏移。
用進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算的數(shù)字電路，例如處理器完成這一估算。系統(tǒng)工作過程中在硬件中采集在同步信道和IOC信道的抽樣。一個(gè)跟蹤環(huán)驅(qū)動(dòng)與接收信號(hào)被數(shù)字混頻的數(shù)字?jǐn)?shù)值振蕩器。該過程在內(nèi)部得到了一個(gè)實(shí)質(zhì)被鎖定到HDT的信號(hào)。這內(nèi)部數(shù)值混頻產(chǎn)生了頻率偏移。在鎖定到ISU中下行信號(hào)的過程中，得出頻率誤差的估算值并已知下行頻率，則可計(jì)算相對(duì)頻率誤差。根據(jù)在HDT處混合頻率的知識(shí)，其中將用HDT對(duì)上行接收信號(hào)下變頻，計(jì)算相對(duì)ISU發(fā)送頻率的偏移。在將信號(hào)轉(zhuǎn)換到模擬域之前，例如由圖13的轉(zhuǎn)換器194轉(zhuǎn)換，將頻率偏移數(shù)字地提供給ISU發(fā)送的信號(hào)。因此，可以直接在ISU上進(jìn)行頻率校正。
參照?qǐng)D20至21，將更詳細(xì)地描述包括多相濾波器結(jié)構(gòu)的MCC上行接收機(jī)結(jié)構(gòu)的窄帶干擾濾波器和FFT112。通常，多相濾波器結(jié)構(gòu)包括多相濾波器122和124并為防止干擾提供保護(hù)。來自ISU100的上行OFDM載波的6MHz頻帶經(jīng)過多相濾波器被分為一些子帶，多相濾波器為一小組載波或載頻提供濾波，如果干擾影響了一小組載波中的載波，則只有這一組載波受影響而其他組載波將由于這種濾波特點(diǎn)而受到保護(hù)。
干擾濾波結(jié)構(gòu)有兩個(gè)多相濾波器的并行排122、124。一個(gè)排有大約17個(gè)不同的非重疊頻帶，頻帶之間存在間隔。圖18顯示了單個(gè)多相濾波器排的幅度響應(yīng)。第二個(gè)排與第一個(gè)排偏移了一定量使得第一排未濾波的信道可由第二排濾波。因此，如圖19中的單個(gè)多相濾波器排的精細(xì)幅值響應(yīng)中所示，被濾波的信道頻帶可包括頻率倉(cāng)庫(kù)38-68中的那些頻率對(duì)應(yīng)于倉(cāng)庫(kù)45-61中心載波被濾波器通過。重疊濾波器為對(duì)在頻帶之間的載波和其他濾波器排沒有通過的載波提供濾波。例如，重疊濾波器可以通過28-44。兩個(gè)信道排偏移了16個(gè)頻率倉(cāng)庫(kù)使得兩個(gè)濾波器排的合并接收544個(gè)信道中每一個(gè)。
參照?qǐng)D20，干擾濾波器結(jié)構(gòu)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器212接收抽樣后的波形X(K)，然后復(fù)混頻器118和120為應(yīng)用于多相濾波器122，124提供了一交錯(cuò)?；祛l值118用一常數(shù)而混頻器120用一值實(shí)現(xiàn)了這種偏移。每一混頻器的輸出進(jìn)入多相濾波器122，124其中之一。每個(gè)多相濾波器排的輸出包括18個(gè)頻帶，其中每一頻帶包括16個(gè)可用的FFT倉(cāng)庫(kù)或每一頻帶支持在8KHz速率的16個(gè)載波，或8個(gè)DSO+。有一頻帶未用。
多相濾波器122，124的每一頻帶輸出每8KHz幀有包括4個(gè)保護(hù)抽樣的36個(gè)抽樣，然后進(jìn)入快速傅立葉變換(FFT)塊126，128。FFT塊126，128進(jìn)行的第一個(gè)操作是移除4個(gè)保護(hù)抽樣，因而只剩下32個(gè)時(shí)域點(diǎn)。塊中每個(gè)FFT的輸出是32個(gè)頻率倉(cāng)庫(kù)，其中16個(gè)與其他庫(kù)一起用于提供濾波。將FFTS的輸出交錯(cuò)以提供重疊。如圖20中所示，載波0-15由頂部排的FFT#1輸出，載波16-31由底部排的FFT#1輸出，載波32-48由頂部排的FFT#2輸出，等等。
多相濾波器122，124都是熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員所知的標(biāo)準(zhǔn)多相濾波器結(jié)構(gòu)，可由圖21中結(jié)構(gòu)所示。以每秒5-184兆抽樣速率或每幀648抽樣對(duì)輸入信號(hào)抽樣。然后用因子18抽一采樣(18中的一個(gè)抽樣保持)以給出一個(gè)288KHz的有效的抽樣速率。將信號(hào)送至標(biāo)記為H0，0(Z)到H0，16(Z)的有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器，該濾波器包括多個(gè)抽頭，最好為每一濾波器5個(gè)抽頭。如熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員認(rèn)識(shí)到的，抽頭數(shù)目是可變的，并不被用來限制本發(fā)明的范圍。濾波器的輸出進(jìn)入18個(gè)點(diǎn)的逆FFT130。轉(zhuǎn)換的輸出是每一8KHz幀36個(gè)包括4個(gè)保護(hù)抽樣的抽樣。并被提供給FFT塊126和128用于如上所述的處理。FFT優(yōu)選地將FFT載頻間隔9KHz處，信息速率為每秒8千符號(hào)，其中每個(gè)符號(hào)分配有4個(gè)保護(hù)抽樣。將來自每個(gè)多相濾波器的17個(gè)頻帶送至FFT塊126，128進(jìn)行處理和如上所示的544個(gè)載波的輸出，如上所述，第18個(gè)頻帶未用。
提供在上行和下行接收機(jī)結(jié)構(gòu)中的均衡器214(圖15)和172(圖11)用以計(jì)及穿過同軸設(shè)備時(shí)群時(shí)延中的改變，均衡器跟蹤由于環(huán)境變化而引起的相位和增益或幅度變化，因此在維持足夠精確的跟蹤同時(shí)可以緩慢地調(diào)節(jié)。均衡器172，124的系數(shù)360，其中圖23中為它一般地顯示了內(nèi)部均衡器操作，代表了相應(yīng)于FFT112，170的分解力的信道頻率的倒數(shù)。與上行系數(shù)不同，由于每一信道都要通過相同的信號(hào)路徑，下行系數(shù)將有很強(qiáng)相關(guān)性，而上行系數(shù)由于在多點(diǎn)到點(diǎn)拓?fù)渲袉蝹€(gè)DSO+會(huì)遇到不同信道而可能不相關(guān)。當(dāng)信道特性不同時(shí)，均衡器將為上行或下行接收機(jī)同樣地工作。
由于IOC信道總在發(fā)送，下行均衡器只在IOC信道上跟蹤，因此如下所述的減少了在ISU處的計(jì)算上的要求，去除了對(duì)在有效負(fù)載信道中前綴的要求。但是，上行流將在每個(gè)DSO+和IOC信道基礎(chǔ)上要求均衡。
用于更新均衡器系數(shù)的算法當(dāng)在32QAM星座上進(jìn)行處理時(shí)包括幾個(gè)平地最小值并受到4倍相位模糊的影響。此外，每一個(gè)在上行流中的DSO+能由一個(gè)單獨(dú)ISU發(fā)出，因此可以有一個(gè)獨(dú)立的相移。為了消除這一問題，將要求每一通信開始都要在數(shù)據(jù)傳輸前指派一個(gè)固定的符號(hào)前綴。應(yīng)注意的是由于IOC信道沒有被均衡而且前綴不能被擾碼，所以IOC信道不包括在此要求中。我們知道，在傳輸時(shí)，HDT12將仍有與ISU的初始化和激活過程中建立的一樣的精確時(shí)鐘鎖定和符號(hào)定時(shí)，并將在連續(xù)可用下行IOC信道上保持同步。
前綴的引入要求均衡器有它的處理狀態(tài)的資料。引入的三個(gè)狀態(tài)包括搜索、捕獲、跟蹤模式。搜索模式是基于信道上的能量大小。發(fā)射器算法將在未用的FFT倉(cāng)庫(kù)中放置一個(gè)零值，使在那一特定頻率處沒有能量被發(fā)射。在接收機(jī)處，均衡器將根據(jù)在FFT倉(cāng)庫(kù)中沒有能量而確定它在搜索模式。
當(dāng)傳輸為一個(gè)被初始化和被激活的ISU而開始時(shí)，均衡器檢測(cè)信號(hào)的存在，然后進(jìn)入捕獲模式。前綴的長(zhǎng)度可為大約15個(gè)符號(hào)。均衡器將根據(jù)前綴而改變均衡過程。初始相位和幅度校正將很大而其后的系數(shù)更新則較不明顯。
在捕獲以后，均衡器將進(jìn)入跟蹤模式，同時(shí)更新速率降至一最低水平，跟蹤模式將持續(xù)下去直至在信道上檢測(cè)到一定時(shí)間的能量丟失。然后信道處于一種未用但被初始化和被激活的狀態(tài)。當(dāng)接收機(jī)被調(diào)諧時(shí)，均衡器將不被訓(xùn)練或跟蹤，系數(shù)也將不被更新。系數(shù)可被訪問并被例如信噪檢測(cè)器305(圖15)的儀器用于如下所述的信道監(jiān)測(cè)。
對(duì)于均衡過程，將I/Q分量裝載在例如FFT112，180的FFT的輸出處的緩存器中。對(duì)一個(gè)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員將會(huì)明顯的是，隨后對(duì)均衡器的結(jié)構(gòu)的描述是關(guān)于上行接收機(jī)均衡器214的，但同樣適用于下行接收機(jī)均衡器172。均衡器214由緩沖器中提取時(shí)域抽樣并同時(shí)地處理一個(gè)復(fù)抽樣。然后處理后的信息由其中輸出。圖23顯示了均衡器算法的基本結(jié)構(gòu)，但去掉了對(duì)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員而言很清楚的狀態(tài)控制算法?；镜木饴窂脚c來自選擇的FFT倉(cāng)庫(kù)的值在乘法器370進(jìn)行復(fù)數(shù)相乘。然后在符號(hào)量化塊366將輸出量化為存儲(chǔ)表中最為接近的符號(hào)值。量化值(硬判決)出來后被符號(hào)-比特轉(zhuǎn)換器216解碼為比特。電路的余下部份用于更新均衡器系數(shù)。在加法器364處在量化符號(hào)值和均衡后的抽樣之間計(jì)算誤差。將這復(fù)誤差與接收的抽樣在乘法器363相乘并在乘法器362處用自適應(yīng)系數(shù)將結(jié)果按比例縮放以形成更新值。將更新值與初始系數(shù)在加法器368處相加而產(chǎn)生新的系數(shù)值。
第一實(shí)施例的實(shí)施在優(yōu)選實(shí)施例中，如圖9A所示地分配HDT12的每個(gè)MCC調(diào)制解調(diào)器82的6MHz帶寬。雖然MCC調(diào)制解調(diào)器82發(fā)送和接收整個(gè)6MHz頻帶，ISU調(diào)制解調(diào)器100(圖6)被優(yōu)化用于它們所為之設(shè)計(jì)的特殊應(yīng)用并可以比分布在6MHz帶寬內(nèi)的載波或載頻的總數(shù)更少地終止或產(chǎn)生。上行和下行的頻帶分配最好是對(duì)稱的。來自MCC調(diào)制解調(diào)器82的上行6MHz頻帶位于5-40MHz頻譜中而下行6MHz頻帶位于725-760MHz頻譜中。
在每一個(gè)6MHz頻帶中有三個(gè)區(qū)域支持特殊的操作，例如電話有效負(fù)載數(shù)據(jù)的傳輸，ISU系統(tǒng)操作和控制數(shù)據(jù)的傳輸(IOC控制數(shù)據(jù))，和上行和下行同步。在OFDM頻帶中的每一載波或載頻包括一個(gè)正弦波，該正弦波在幅度和相位中被調(diào)制而形成如上所述的復(fù)星座點(diǎn)。OFDM波形的基本符號(hào)速率是8KHz，而在6MHz頻帶中共有552個(gè)載頻。對(duì)于各種載頻類別，下表1匯集了優(yōu)選的調(diào)制類和帶寬配置。
表1頻帶配置 載頻或載波數(shù)量 調(diào)制容量帶寬同步頻帶 24載頻(在每端2個(gè)同步BPSKn/a 216KHz載頻和每端10個(gè)保護(hù)載頻)有效負(fù)480(240DSO+信道) 32QAM 19.24.32MHz載數(shù)據(jù)MBPSIOC 48(每20個(gè)數(shù)據(jù)信道 BPSK384 432KHz2個(gè)或24個(gè)IOC信道) Kbps內(nèi)部頻在每端的剩余部份n/a n/a 1.032MHz帶保護(hù)(每端516KHz)復(fù)合信號(hào) 552n/a n/a 6.0MHz在頻譜的每一端提供保護(hù)頻帶以允許在傳輸后和在接收前的選擇性濾波。在整個(gè)頻帶中包括總共240電話數(shù)據(jù)信道，它能提供19.2Mbps的凈數(shù)據(jù)速率。這樣設(shè)計(jì)容量是考慮附加干擾，因此有足夠的保證以實(shí)現(xiàn)用戶到中心局的集中。將IOC信道插入整個(gè)頻帶以為放置在HISU的窄帶接收機(jī)提供冗余和通信保證。IOC數(shù)據(jù)速率為16Kbps(在每秒8KHz幀的符號(hào)速率的兩個(gè)Bbps載頻)。有效地為每10個(gè)有效負(fù)載數(shù)據(jù)信道提供一個(gè)IOC。如果IOC信道被破壞，一個(gè)只能訪問單個(gè)IOC信道的ISU，例如HISU將被迫重調(diào)諧。但是，一個(gè)能訪問多個(gè)IOC信道的ISU，例如MISU，在前一選擇被破壞時(shí)，可選擇另一個(gè)IOC信道。
同步信道在頻帶每端為了冗余而被復(fù)制，并從可用載波主體作一偏移以保證同步信道不干擾其它使用的信道。同步信道已在前面被描述而下面將進(jìn)一步描述。同步信道在比電話有效負(fù)載信道低的功率電平工作以減少任何以這種信道的干擾的影響。功率的減少也使得可在同步信道和有效負(fù)載電話信道之間使用更小的保護(hù)頻帶。
與從電話信道作偏移相反，也可在電話信道中實(shí)現(xiàn)一個(gè)同步或冗余同步信道。為使它們不干擾電話信道，可用較小符號(hào)速率實(shí)現(xiàn)同步信道。例如，如果在8KHz符號(hào)速率實(shí)現(xiàn)電話信道，則可在2KHz符號(hào)速率，也可在更低的功率電平實(shí)現(xiàn)同步信道。
ISU100被設(shè)計(jì)用于接收如圖90所示的，總的6MHz頻譜的一個(gè)子帶。作為一個(gè)例子，HISU68將優(yōu)選地只檢測(cè)可用的522個(gè)信道中的22個(gè)。這種實(shí)現(xiàn)方式主要是一種節(jié)約成本/功率的技術(shù)。通過減少接收的信道數(shù)量，顯著地減少抽樣速率和伴隨的處理要求，可用今天的市場(chǎng)上普通的轉(zhuǎn)換部件來實(shí)現(xiàn)。
一個(gè)給定的HISU68被限制接收在HISU接收機(jī)頻率范圍內(nèi)的有效負(fù)載數(shù)據(jù)信道中的最多10個(gè)DSO+。剩余信道將被用作保護(hù)間隔。此外，為了減少功率/成本要求，將把合成頻率步長(zhǎng)限制為198KHz，將HISU調(diào)諧范圍限制為8個(gè)信道段。如圖90所示提供一個(gè)IOC信道使得每個(gè)HISU68將總是訪問一個(gè)IOC信道用于經(jīng)由HDT12控制HISU68。
MISU66被設(shè)計(jì)用于接收如圖90中所示的13個(gè)子帶，或240個(gè)可用DSO中的130個(gè)DSO。同樣，調(diào)諧步長(zhǎng)被限制為128KHz以完成一個(gè)有效的合成的實(shí)現(xiàn)。這些是對(duì)于HISU68和MISU66的優(yōu)選數(shù)據(jù)，而一個(gè)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員應(yīng)注意的是，這兒許多特定值可以改變而不改變由附屬權(quán)利要求所確定的發(fā)明的范圍和精神。
如熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員所知的，可能有在少于6MHz頻帶內(nèi)在信道上支持操作的必要。隨著系統(tǒng)的硬件和軟件適當(dāng)改進(jìn)，這種重新配置是可能的，這對(duì)于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員而言是很清楚的。例如，對(duì)于2MHz信道，在下行方向，HDT12將在總頻帶的子集上產(chǎn)生信道。HISU原為窄帶，它可被調(diào)諧到2MHz頻帶內(nèi)。支持130個(gè)信道的MISU可在2MHz頻帶范圍外接收信號(hào)。利用硬件改進(jìn)要求降低濾波器選擇性。一個(gè)80信道MISU將可在2MHz系統(tǒng)的限制下工作。在上行方向，HISU可在2MHz頻帶內(nèi)產(chǎn)生信號(hào)而MISU發(fā)射部件將限制信息在窄帶內(nèi)產(chǎn)生。在HDT處，干擾濾波器可提供充分的選擇性以防頻帶外信號(hào)的能量。窄帶系統(tǒng)可在2MHz頻帶邊緣要求同步頻帶。
如上所述，通過使用下行同步信道獲得了用于將用于下行信息檢測(cè)的系統(tǒng)初始化的信號(hào)參數(shù)。ISU用載波，幅度，定時(shí)恢復(fù)塊166建立了用于這種下行信息檢測(cè)的頻率、幅度和定時(shí)信號(hào)的同步。下行信號(hào)構(gòu)成點(diǎn)到多點(diǎn)拓?fù)?，OFDM波形以固有的同步方式經(jīng)由一單獨(dú)路徑到達(dá)ISU。
在上行方向，在HDT12激活I(lǐng)SU100用于發(fā)送之前，每一ISU100必須通過一上行同步過程被初始化和激活。使用對(duì)于ISU的上行同步過程以使來自不同ISUs的波形合并到在HDT處的統(tǒng)一波形。上行同步過程包括各種步驟，其中的部份前面已描述過。它們包括ISU傳輸電平調(diào)整，上行多載波符號(hào)對(duì)準(zhǔn)，載波頻率調(diào)整。和往返路徑延遲調(diào)整。這種同步是在6MHz頻帶操作指令的獲得后實(shí)現(xiàn)的。
通常，就電平調(diào)整而言，HDT12校準(zhǔn)由ISU100接收的上行傳輸?shù)谋粶y(cè)信號(hào)強(qiáng)度并調(diào)整ISU100發(fā)射電平使所有ISU都在可接受門限范圍內(nèi)。在符號(hào)對(duì)準(zhǔn)與路徑延遲調(diào)整前進(jìn)行電平調(diào)整以使這些測(cè)量精確度最高。
通常，符號(hào)對(duì)準(zhǔn)是對(duì)于由MCC調(diào)制解調(diào)器82和ISU調(diào)制解調(diào)器101所實(shí)現(xiàn)的多載波調(diào)制方法的必需要求。在傳輸?shù)南滦蟹较?，所有在ISU100接收的信息都由單個(gè)CXMU56產(chǎn)生，使在每個(gè)多載波上的符號(hào)調(diào)制都是自動(dòng)地被相位對(duì)準(zhǔn)。但是，由于HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11的多點(diǎn)到一點(diǎn)特性和ISU100的不等延遲路徑，在MCC調(diào)制解調(diào)器82接收機(jī)結(jié)構(gòu)處的上行符號(hào)對(duì)準(zhǔn)也不同。為了使接收機(jī)效率最高，必須將所有上行符號(hào)在一窄相位范圍內(nèi)對(duì)準(zhǔn)。這是通過提供一個(gè)可調(diào)整的延遲路徑參數(shù)而在每個(gè)ISU100中實(shí)現(xiàn)的，使得從不同ISUs上行接收的所有信道的符號(hào)周期對(duì)準(zhǔn)在它們到達(dá)HDT12的那點(diǎn)處。
通常，進(jìn)行往返路徑延遲調(diào)整使得在系統(tǒng)中由HDT網(wǎng)絡(luò)接口62到所有ISUs100和由所有ISUs100回到網(wǎng)絡(luò)接口62的往返路徑延遲必須相同。這樣要求是為了在整個(gè)系統(tǒng)中保持信令多幀完整性。用于電話傳輸部份的所有往返處理都有可預(yù)知的延遲，除了與經(jīng)過HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11自身的信號(hào)傳播相關(guān)的物理延遲。裝在HDT12附近的ISUs100有比裝在離HDT12最遠(yuǎn)距離處的HDT12更小的往返延遲。進(jìn)行路徑延遲調(diào)整以使所有ISU的傳輸系統(tǒng)都有相同的往返傳播延遲。這也為經(jīng)系統(tǒng)傳輸?shù)腄SI信道維持多幀排序，以相同排序?yàn)榕c相同DSI相關(guān)的語音業(yè)務(wù)維持帶內(nèi)信道信令或信令的對(duì)準(zhǔn)。
通常，必須進(jìn)行這樣的載波頻率調(diào)整使得在載波頻率之間的間隔是這樣的以維持載波的正交性。如果在MCC調(diào)制解調(diào)器82處沒有以正交排列的形式接收到多載波，則可能產(chǎn)生多載波間的干擾。這種載波頻率調(diào)整可以以類似于符號(hào)定時(shí)信號(hào)或幅度調(diào)整的方式進(jìn)行或如上所述的在ISU上進(jìn)行。
在初始化過程中，當(dāng)剛給ISU上電時(shí)，ISU100不知道應(yīng)該接收哪個(gè)下行6MHz頻帶，因此提出了在初始化過程的操作步驟中要捕獲6MHz頻帶的要求。它使用“掃描”方法以找出它的下行頻帶直至ISU100成功地捕獲6MHz頻帶用于操作。ISUs100的CXSU控制器102的本地處理器從范圍為625到850MHz的默認(rèn)6MHz接收頻帶開始。ISU100在每一6MHz頻帶等一段時(shí)間，例如100毫秒以尋找一個(gè)有效的6MHz獲取命令，它與對(duì)應(yīng)于ISU的獨(dú)特的識(shí)別號(hào)相一致；這種獨(dú)特的標(biāo)識(shí)符采用或根據(jù)ISU設(shè)備的序列號(hào)的形式。如果在那6MHz頻帶中沒有發(fā)現(xiàn)有效的6MHz獲得命令，則CXSU控制器102訪問下一6MHz頻帶，過程重復(fù)。用這種下面將進(jìn)一步解釋的方式，HDT12可通知ISU100。它應(yīng)將哪一個(gè)6MHz頻帶用于頻率接收而將哪一頻帶用于頻率上行發(fā)送。
如上一般所述的ISUs的初始化和激活過程，和跟蹤或跟蹤同步將在下面進(jìn)一步描述。雖然用MISU66與CXSU控制器103一起進(jìn)行描述，但也同樣適用于任何用等效的控制器邏輯實(shí)現(xiàn)的ISU100。同軸主控卡邏輯器(CXMC)80接受架式控制器單元(SCNU)58的指示去初始化和激活一個(gè)特定的ISU100。SCNU用一個(gè)ISU標(biāo)志號(hào)來尋址ISU。CXMC80用一個(gè)設(shè)備序列號(hào)或設(shè)備的特定標(biāo)識(shí)符與ISU標(biāo)志號(hào)相關(guān)連。設(shè)有兩個(gè)從工廠運(yùn)來的ISU設(shè)備擁有同一個(gè)特定標(biāo)識(shí)符。如果ISU100從沒在當(dāng)前系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中被初始化和激活，則CXMC80為正被初始化和激活的ISU100選取一個(gè)個(gè)人標(biāo)識(shí)號(hào)(PIN)碼。這個(gè)PIN碼被存儲(chǔ)于CXMC80中并有效地表示了ISU100將能接收的所有與它通信的“地址”。CXMC80在每一ISU標(biāo)志號(hào)，ISU設(shè)備的獨(dú)特標(biāo)識(shí)符，和PIN碼之間維護(hù)一個(gè)查找表。每一個(gè)與CXMU56相關(guān)連的ISU100都有一個(gè)獨(dú)特的PIN地址碼分配。將為對(duì)所有ISU的廣播特性保留一個(gè)PIN地址碼，它允許HDT可對(duì)所有被初始化和激活的ISUs100發(fā)送消息。
CXMC80發(fā)送一個(gè)允許初始化和激活消息給MCC調(diào)制解調(diào)器82，該命令通知MCC調(diào)制解調(diào)器82。操作過程開始并應(yīng)啟動(dòng)在MCC調(diào)制解調(diào)器82中的相關(guān)的檢測(cè)功能。這種功能至少部份地由在圖15中MCC上行接收機(jī)結(jié)構(gòu)中所示的并且前面已討論的載波，幅度，定時(shí)恢復(fù)塊222實(shí)現(xiàn)。
CXMC80通過MCC調(diào)制解調(diào)器82經(jīng)由它在其中發(fā)送的6MHz頻帶的所有IOC信道上發(fā)送一個(gè)標(biāo)識(shí)消息。這種消息包括一個(gè)分配給被初始化和激活的ISU的PIN地址碼，一個(gè)指示在ISU100允許ISU初始化和激活的命令，一個(gè)ISU設(shè)備的獨(dú)特的標(biāo)志，例如設(shè)備序列號(hào)，和循環(huán)冗余校驗(yàn)和(CRC)。這種消息被周期性地發(fā)送一段確定時(shí)間。這段時(shí)間是一個(gè)ISU可掃描所有下行6MHz頻帶，偵聽一個(gè)有效的標(biāo)識(shí)信息的最長(zhǎng)時(shí)間。周期速率，例如50msec.(毫秒)，影響ISU多塊找到它的標(biāo)識(shí)。CXMC將不試圖在同一時(shí)間使一個(gè)以上的ISU同步。如果超過最大時(shí)限ISU沒有響應(yīng)則執(zhí)行軟件超時(shí)。超時(shí)必須在為ISU要求的最大時(shí)限外以獲得同步功能。
在由CXMC80進(jìn)行的周期性發(fā)送過程中，ISU使用掃描方法而找到它的下行頻帶。CXSU的本地處理器由范圍在625到850MHz的默認(rèn)6MHz接收頻帶開始。ISU100選擇6MHz頻帶的主同步信道，然后檢測(cè)這段時(shí)間以后同步的丟失。如果同步的丟失仍然存在，則選擇次同步信道并檢測(cè)一段時(shí)間以后同步的丟失。如果同步的丟失仍然存在，則ISU在下一個(gè)6MHz頻帶重新開始同步信道的選擇。當(dāng)在同步信道上不存在同步的丟失，則ISU選擇包括IOC的第一子帶并偵聽正確的標(biāo)識(shí)消息。發(fā)現(xiàn)與它的獨(dú)特的標(biāo)識(shí)符相一致的正確的標(biāo)識(shí)信息，則將PIN地址碼鎖存于合適的寄存器中。如果在第一子帶中未發(fā)現(xiàn)正確的標(biāo)識(shí)信息，則選擇一個(gè)中間子帶，例如第11個(gè)子帶，然后ISU重新偵聽正確標(biāo)識(shí)消息。如果消息再一次不正確，則ISU在另一6MHz頻帶重新開始。ISU在一個(gè)子帶用至少等于兩倍CXMU傳輸時(shí)間的時(shí)間，例如當(dāng)傳輸時(shí)間為上述的50msec時(shí)則用100msec來偵聽正確標(biāo)識(shí)信息。初始化和激活命令在ISU100中是獨(dú)特的命令，因?yàn)镮SU將不要求PIN地址碼匹配來響應(yīng)于這種命令，而只要有效特殊標(biāo)識(shí)符和CRC匹配。但是，來自CXMC80的經(jīng)MCC調(diào)制解調(diào)器82發(fā)送的初始化和激活命令將只是一個(gè)ISU100不需有效PIN地址碼匹配而被允許接收的命令。如果一個(gè)未初始化和未激活的ISU100接收到一個(gè)在IOC信道上經(jīng)由MCC調(diào)制解調(diào)器82的來自CXMC80的初始化和激活命令，與獨(dú)特標(biāo)識(shí)符和有效CRC相匹配的數(shù)據(jù)。ISU100的CXSU102將存儲(chǔ)與命令和獨(dú)特標(biāo)識(shí)符一同發(fā)送的PIN地址碼。從這點(diǎn)上而言，ISU100將只對(duì)用它的正確PIN地址碼作為它的地址的命令，或廣播地址碼響應(yīng)；除非，當(dāng)然，ISU再次被激活和被給予一個(gè)新的PIN地址碼。
在ISU已接收到一個(gè)與它的獨(dú)特標(biāo)識(shí)符匹配的信息后，ISU將接收帶有有效PIN地址碼的上行頻帶命令，它告知ISU哪一個(gè)頻帶用于上行傳輸和用于被ISU100使用的上行IOC信道的載波或載頻標(biāo)識(shí)。CXSU控制器102翻譯這一命令，并正確地激活I(lǐng)SU100的ISU調(diào)制解調(diào)器101，在正確的上行頻帶中響應(yīng)。一旦ISU調(diào)制解調(diào)器101捕獲正確的6MHz頻帶，CXSU控制器就給ISU調(diào)制解調(diào)器101發(fā)送一個(gè)消息命令以允許上行同步。使用HDT12的MCC調(diào)制解調(diào)器上行接收機(jī)結(jié)構(gòu)的載波，幅度和定時(shí)恢復(fù)塊222的分布環(huán)被用于為上行傳輸鎖定包括幅度，載波頻率，符號(hào)對(duì)準(zhǔn)，和路徑延遲的各種ISU參數(shù)。
圖16一般地描述了這種分布環(huán)。當(dāng)一個(gè)新設(shè)備被掛在電纜上時(shí)，HDT12命令掛在電纜上的ISU進(jìn)入上行同步模式不包括其它任何ISU100。然后將在新ISU上的信息給HDT12，HDT12還為到用戶ISU單元的各種參數(shù)提供下行命令。ISU開始在上行方向的傳輸，而HDT12鎖定到上行信號(hào)上。HDT12關(guān)于被調(diào)整參數(shù)得到一個(gè)誤差指示器并命令用戶ISU去調(diào)整這一參數(shù)。在過程中重復(fù)誤差的調(diào)整直至ISU傳輸?shù)膮?shù)被鎖定到HDT12。
更具體些，在ISU100捕獲了用于操作的6MHz頻帶后，CXSU102發(fā)送一個(gè)消息命令給ISU調(diào)制解調(diào)器101而ISU調(diào)制解調(diào)器101在圖9所示的頻譜分配中的主同步頻帶內(nèi)的同步信道上發(fā)送一個(gè)同步波形。如圖9中分配的一樣與有效負(fù)載數(shù)據(jù)信道有一偏移的上行同步信道包括一主要的和一備份的同步信道，這使得如果其中一個(gè)信道被破壞，仍然可以完成上行同步。
MCC調(diào)制解調(diào)器82檢測(cè)一個(gè)有效信號(hào)并在來自ISU的被接收信號(hào)上進(jìn)行幅度電平測(cè)量。同步波形向CXMC80說明ISU100已接收到激活和初始化和頻帶命令并準(zhǔn)備由上行同步開始工作。CXMC80決定是否應(yīng)調(diào)整ISU100的發(fā)送電平和調(diào)整量。如果要求電平調(diào)整，CXMC80在下行IOC信道上發(fā)送一個(gè)消息指示ISU100的CXSU102去調(diào)整ISU調(diào)制解調(diào)器101的發(fā)射機(jī)的功率電平。CXMC80繼續(xù)檢測(cè)來自ISU100的接收功率電平并提供調(diào)整命令給ISU100直至ISU100發(fā)送的電平可以接受。在ISU處如前所討論的調(diào)整幅度。如果重復(fù)一定次數(shù)的幅度調(diào)整沒有達(dá)到幅度平衡或如果用主同步信道沒有檢測(cè)到信號(hào)存在，則在備用同步信道上進(jìn)行同樣的過程。如果重復(fù)一定次數(shù)的幅度調(diào)整沒有達(dá)到幅度平衡或如用主要或備用同步信道沒有檢測(cè)到信號(hào)存在，則ISU復(fù)位。
一旦完成ISU100的傳輸電平調(diào)整并且達(dá)到穩(wěn)定，CXMC80和MCC調(diào)制解調(diào)器82就進(jìn)行載波頻率鎖定。MCC調(diào)制解調(diào)器82檢測(cè)由ISU100發(fā)射的載波頻率，并在被接收的來自ISU的傳輸上進(jìn)行一種相關(guān)以計(jì)算載波頻率誤差校正，這對(duì)于將所有來自ISUs的上行傳輸?shù)亩噍d波正交校準(zhǔn)是必需的。MCC調(diào)制解調(diào)器82將消息返回給CXMC80用于給出載波頻率誤差調(diào)整量，這是為ISUs實(shí)現(xiàn)頻率對(duì)準(zhǔn)所要求的。CXMC80在下行IOC信道上經(jīng)由MCC調(diào)制解調(diào)器82發(fā)送消息以指示CXSU102調(diào)整ISU調(diào)制解調(diào)器101的發(fā)射頻率并重復(fù)這一過程直至在對(duì)于OFDM信道間隔的一定容限下確定這一頻率。將至少通過合成器塊195(圖13和14)進(jìn)行這種調(diào)整。如果如前所述在ISU上完成頻率鎖定和調(diào)整，則不使用這一頻率調(diào)整方法。
為了建立正交性，CXMC80和MCC調(diào)制解調(diào)器82進(jìn)行符號(hào)的對(duì)準(zhǔn)。MCC調(diào)制解調(diào)器82檢測(cè)由ISU調(diào)制解調(diào)器101發(fā)射的以8KHz幀速率調(diào)制的同步信道，并在被接收的信號(hào)上進(jìn)行硬件相關(guān)以計(jì)算延遲校正，這是對(duì)來自所有不同ISU100的上行ISU傳輸?shù)姆?hào)對(duì)準(zhǔn)所必需的。MCC調(diào)制解調(diào)器82將消息返回給CXMC80以指示ISU符號(hào)對(duì)準(zhǔn)所要求的延遲調(diào)整量，這使得所有符號(hào)在HDT12處被同時(shí)接收。CXMC80通過MCC調(diào)制解調(diào)器82在下行IOC信道中發(fā)送一個(gè)消息以告知CXSU103去調(diào)整ISU調(diào)制解調(diào)器101傳輸?shù)难舆t。重復(fù)以上過程直至實(shí)現(xiàn)ISU符號(hào)的對(duì)準(zhǔn)。將至少通過時(shí)鐘延遲196(圖13和14)調(diào)整這種符號(hào)對(duì)準(zhǔn)。為達(dá)到符號(hào)對(duì)準(zhǔn)平衡可能需要多次重復(fù)，如果在限定次數(shù)的重復(fù)中沒有達(dá)到，則可復(fù)位ISU。
在符號(hào)對(duì)準(zhǔn)的同時(shí)，CXMC80發(fā)送一個(gè)消息給MCC調(diào)制解調(diào)器82去進(jìn)行路徑延遲調(diào)整。CXMC80通過MCC調(diào)制解調(diào)器82在下行IOC信道上發(fā)送一個(gè)消息告知CXSU控制器102允許ISU調(diào)制解調(diào)器101能夠在同步信道上發(fā)送另一個(gè)指示ISU100的多幀(2KHz)對(duì)準(zhǔn)的信號(hào)。MCC調(diào)制解調(diào)器82檢測(cè)到這個(gè)多幀對(duì)準(zhǔn)波形并在這一波形上進(jìn)行相關(guān)。由這種相關(guān)調(diào)制-解調(diào)器82計(jì)算為滿足通信系統(tǒng)的往返路徑延遲要求的附加符號(hào)周期，然后MCC調(diào)制解調(diào)器82返回一個(gè)消息給CXMC80以指示附加延遲量，這是為滿足所有的路徑延遲要求而必須增加的，然后CXMC通過MCC調(diào)制解調(diào)器82在下行IOC信道上發(fā)送一個(gè)消息指示CXSU控制器102傳遞一個(gè)包含有路徑延遲調(diào)整值的消息給ISU調(diào)制解調(diào)器101。為達(dá)到路徑延遲平衡可能需要多次重復(fù)，如果在預(yù)定次數(shù)重復(fù)中沒有達(dá)到，則可再次復(fù)位ISU。同在圖13和14的上行發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)的顯示延遲緩存器“n”抽樣192中能看到的一樣，在ISU發(fā)射機(jī)中進(jìn)行這種調(diào)整。可分別地或一起用在同步信道上發(fā)送的相同的或不同信號(hào)在同一時(shí)間進(jìn)行路徑延遲和符號(hào)校準(zhǔn)。
在ISU被初始化和激活前，ISU100不能在480個(gè)載頻或載波的任何一個(gè)上發(fā)送電話數(shù)據(jù)信息。在完成初始化和激活后，ISUs在OFDM波形中的傳輸所要求的容限里，ISU被告知傳輸是可能的而上行同步完成。
在為系統(tǒng)初始化和激活I(lǐng)SUs后，可以周期地進(jìn)行跟蹤同步或跟蹤以使ISUs在OFDM傳輸規(guī)格的要求容限內(nèi)予以校準(zhǔn)。完成跟蹤同步以計(jì)算出溫度引起的元件值漂移。如果ISU100在最后仍未被激活，則可被調(diào)諧到同步信道，并根據(jù)前述的上行同步過程，要求ISU更新上行同步參數(shù)。另外，如果ISU剛被使用過，可在IOC信道上進(jìn)行跟蹤同步或跟蹤。在如圖17中一般所示的方案下，要求ISU通過HDT12經(jīng)由IOC信道提供一個(gè)信號(hào)，HDT12捕獲這一信號(hào)并確認(rèn)它在為在OFDM波形中的信道要求的容限內(nèi)。如果不是，則要求ISU調(diào)整這種有偏差的參數(shù)。另外，在長(zhǎng)時(shí)間工作過程中，也可由HDT12要求ISUs為了更新上行同步參數(shù)的目的在IOC信道上或同步信道上發(fā)送一個(gè)信號(hào)。
在下行方向，IOC信道傳輸控制信息給ISUs100。雖然沒有要求差分方式的下行調(diào)制，但調(diào)制格式最好是差分編碼的BPSK。在上行方向，IOC信道傳輸控制信息給HDT12。IOC信道被差分BPSK調(diào)制以當(dāng)在上行方向發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)減少與均衡器相關(guān)的渡越時(shí)間。將控制信息放在一個(gè)字節(jié)邊緣上(500μs幀)。來自任何ISU的數(shù)據(jù)可在IOC信道上異步地傳輸；因此，有潛在的沖突產(chǎn)生。
由于有潛在的沖突，因此應(yīng)在數(shù)據(jù)協(xié)議層次完成在上行IOC信道上的沖突的檢測(cè)。用于處理這種沖突的協(xié)議可以包括，例如由ISU進(jìn)行的指數(shù)退避。如果這樣，當(dāng)HDT12檢測(cè)到在傳輸中的一個(gè)誤差，將重傳輸命令廣播給所有ISUs以使得ISUs在等候一特定時(shí)間后在IOC信道上再次傳輸上行信號(hào)，等候時(shí)間將根據(jù)一個(gè)指數(shù)函數(shù)。
熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員將認(rèn)識(shí)到可以實(shí)現(xiàn)上行同步以允許只使用符號(hào)定時(shí)環(huán)的多點(diǎn)到點(diǎn)傳輸，這用于由HDT12要求的由ISU進(jìn)行的符號(hào)定時(shí)調(diào)整?？梢杂肐SUs中的沒有鎖定到HDT的高質(zhì)量本地自由振蕩振蕩器取消用于上行同步的頻率環(huán)。另外，在ISUs處的本振可被鎖到一外部參考源上。幅度環(huán)對(duì)實(shí)現(xiàn)在HDT處的符號(hào)對(duì)準(zhǔn)不是必需的。
在通信系統(tǒng)中的呼叫處理要求一種方法，其中分配給用戶以系統(tǒng)的信道用于由HDT12到ISUs100的電話傳輸。根據(jù)本發(fā)明的本通信系統(tǒng)可以支持不包括集中的呼叫處理技術(shù)，例如TR-8業(yè)務(wù)，和包括集中的呼叫處理技術(shù)，例如TR-303業(yè)務(wù)。當(dāng)要求服務(wù)的ISU終端數(shù)目多于可為ISU提供服務(wù)的信道數(shù)目時(shí)，產(chǎn)生集中。例如，對(duì)于系統(tǒng)而言可有1000個(gè)用戶線終端，而只有240條有效負(fù)載信道可被分配用于為這種用戶提供服務(wù)。
在不要求集中處，例如對(duì)于TR-8操作，在6MHz頻譜中的信道被靜態(tài)分配。因此，下面關(guān)于信道監(jiān)測(cè)將只進(jìn)一步討論信道的再分配。
另一方面，動(dòng)態(tài)分配信道以提供集中，例如為了提供TR-303業(yè)務(wù)，HDT12支持信道的按需分配用于經(jīng)由HFC分布網(wǎng)絡(luò)11的電話數(shù)據(jù)的傳輸。使用用于在HDT12和ISUs100之間通信的IOC信道完成這種信道的動(dòng)態(tài)分配。為由用戶在ISU100接收的呼叫或?yàn)橛捎脩粼贗SU100產(chǎn)生的呼叫動(dòng)態(tài)地分配信道。如上討論的，HDT12的CXMU56實(shí)現(xiàn)在HDT12和ISUs100之間傳遞呼叫處理信息的IOC信道。具體的，隨后的呼叫處理消息在IOC信道上維持。它們至少包括由ISU到HDT的占線和摘機(jī)消息；由ISU到HDT的空線和掛機(jī)消息；在HDT和ISU之間的允許和不允許空線檢測(cè)消息。
對(duì)于在HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11的到用戶的一個(gè)呼叫，CTSU54發(fā)送一個(gè)消息給與用戶線終端相關(guān)聯(lián)的CXMU56并指示CXMU56分配一個(gè)信道用于經(jīng)由HFC分布式網(wǎng)絡(luò)11的呼叫的傳輸。然后CXMU56在IOC信道上插入一條命令，這命令由呼叫被指定的ISU100接收；命令提供適當(dāng)?shù)男畔⒔oCXSU102以提示ISU100分配信道。
當(dāng)用戶在ISU端產(chǎn)生一個(gè)呼叫，每一個(gè)ISU100負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)信道單元的占線情況。當(dāng)檢測(cè)到占線，ISU100必須使用上行IOC工作信道將這種變化與發(fā)端線的PIN地址碼一起傳給HDT12的CXMU56。一旦CXMU56正確地接收到占線消息，CXMU56就將這一信號(hào)發(fā)送給CTSU54，它同樣也提供必要的信息給交換網(wǎng)絡(luò)以建立呼叫。CTSU54檢測(cè)信道的可用性并為在ISU100產(chǎn)生的呼叫分配一條信道。一旦鑒別出一條信道完成了來自ISU100的呼叫，CXMU56就將這一信道經(jīng)由下行IOC信道分配給請(qǐng)求占線的ISU100。當(dāng)用戶掛機(jī)，將一個(gè)合適的空線消息上行發(fā)送給HDT12，它將這一信息提供給CTSU54以使得可重新分配信道以支持TR-303服務(wù)。
可在調(diào)制解調(diào)器中使用另一種技術(shù)進(jìn)一步地進(jìn)行空閑信道檢測(cè)。在ISU100處的用戶結(jié)束數(shù)據(jù)有效負(fù)載信道的使用后，MCC調(diào)制解調(diào)器82可以確定以前分配的信道空閑?？捎删馄?14(圖15)用均衡過程來進(jìn)行空閑檢測(cè)，均衡器檢測(cè)FFT的結(jié)果，而FFT輸出一復(fù)數(shù)(I和Q分量)符號(hào)值。如這兒關(guān)于均衡的前述，計(jì)算一個(gè)用于更新均衡系數(shù)的誤差。典型地，當(dāng)均衡器獲得一個(gè)信號(hào)并檢測(cè)到有效數(shù)據(jù)，則誤差將是小的。在信號(hào)被終時(shí)，誤差信號(hào)將增加，這可用信噪監(jiān)測(cè)器305監(jiān)測(cè)以確定所使用的有效負(fù)載數(shù)據(jù)信道的終止或信道空閑狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)的這種操作支持集中時(shí)，可將這種信息用于分配空閑信道。
均衡過程也可用于確定未分配的或已分配的信道是否被干擾破壞，這將在下面就信道監(jiān)測(cè)更詳細(xì)地解釋。
電話傳輸系統(tǒng)可用多種方式提供信道保護(hù)以防止干擾。窄帶干擾是由外源被耦合進(jìn)傳輸?shù)恼瓗盘?hào)。駐在OFDM波形中的干擾信號(hào)可潛在地使整個(gè)頻帶脫線。一個(gè)干擾信號(hào)(更可能)不是對(duì)于OFDM載波正交的，在更壞情況下，可以一足夠電平將干擾加入每一個(gè)OFDM載波信號(hào)將幾乎每一個(gè)DSO+破壞到這種程度，即性能惡化到低于最低位誤碼率。
一種方法包括一個(gè)數(shù)字可調(diào)諧陷波濾波器，它包括一個(gè)用于鑒別在頻帶上的干擾位置的干擾檢測(cè)算法。一旦定位，則更新濾波以提供一個(gè)應(yīng)將干擾從OFDM波形中陷波濾除的任意濾波器響應(yīng)。這種濾波器可以不是基本調(diào)制解調(diào)器操作的一部份，但要求鑒別惡化的信道以將它們“調(diào)諧”出去。作為濾波結(jié)果的信道損失量將根據(jù)頻譜內(nèi)的誤碼率特性確定以確定干擾真正被破壞的信道有多少。
如上所討論的關(guān)于干擾濾波器和圖15的MCC上行接收機(jī)結(jié)構(gòu)的FFT12的另一方法是多相濾波器結(jié)構(gòu)。在HDT12處吸收與濾波器有關(guān)的成本和功率，同時(shí)為系統(tǒng)提供足夠的保護(hù)以防止干擾。因而，在ISU100處的功率損耗沒有增加。選優(yōu)的濾波器結(jié)構(gòu)包括如前討論的根據(jù)圖20和21的兩個(gè)交錯(cuò)多相濾波器，雖然一個(gè)濾波器的使用被明顯地與一些信道的損失一起考慮。濾波器/轉(zhuǎn)換對(duì)將濾波器和解調(diào)過程合并為一個(gè)單一步驟。由多相濾波器提供的一些特性包括保護(hù)接收頻帶防止窄帶干擾的能力和允許在上行傳輸中的可伸縮帶寬的使用。如果干擾使得一些信道不能使用，HDT12可用這些方法命令I(lǐng)SUs在不同的載波頻率上傳輸上行流以避免這種干擾。
上面用于防止干擾的至少包括數(shù)字可調(diào)陷波濾波器和多相濾波器的方法也同樣適用于使用多載波傳輸?shù)狞c(diǎn)到點(diǎn)系統(tǒng)。例如，單獨(dú)一個(gè)MISU傳輸?shù)絾我籋DT可使用這種技術(shù)。另外，單向多點(diǎn)到點(diǎn)傳輸也可使用這種技術(shù)以防止干擾。
另外，基于上面所說的信道監(jiān)測(cè)和分配或再分配可被用于避免干擾。外部變化可以不利地影響所給信道的質(zhì)量。這些變化是大量的，范圍可由電磁干擾到在光纖中的物理斷裂。在光纖中的物理斷裂切斷了通信鏈路而且不能通過交換信道避免，但是被電干擾的信道可以在干擾消失前不使用。在干擾消失后，可再使用這一信道。
參照?qǐng)D28，使用信道監(jiān)測(cè)方法以檢測(cè)和避免被破壞信道的使用。信道監(jiān)測(cè)器296被用于從底層支持軟件298的接收事件和更新在本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中的信道質(zhì)量表。監(jiān)測(cè)器296也發(fā)送消息到默認(rèn)隔離器302和用于分配或再分配的信道分配器304。到信道監(jiān)測(cè)器的基本輸入是奇偶位誤碼，它可由每個(gè)DSO+信道的硬件提供；如前討論的，DSO+信道是10-位信道，其中一位是插入到信道的奇偶校驗(yàn)位或數(shù)據(jù)完整位。在特定信道上的奇偶錯(cuò)誤信號(hào)可被用作原始數(shù)據(jù)，將它抽樣并經(jīng)過一段時(shí)間積分以獲得信道的質(zhì)量狀況。
對(duì)于每一個(gè)包括POTS，ISDN，DDS，和DS1的不同業(yè)務(wù)類型用兩個(gè)時(shí)間幀對(duì)奇偶錯(cuò)誤積分以確定信道狀況。第一積分過程是基于對(duì)所有業(yè)務(wù)類型的-秒的短積分時(shí)間。第二過程，長(zhǎng)時(shí)積分，是與業(yè)務(wù)有關(guān)的，例如表3中可見的對(duì)不同的業(yè)務(wù)的誤碼率要求要求不同的積分時(shí)間和監(jiān)測(cè)周期。
參照?qǐng)D29A，29B和29C，描述了基本的短積分操作過程。當(dāng)CXMU56檢測(cè)到信道的一個(gè)奇偶錯(cuò)誤時(shí)，通過將中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)置為高于該奇偶中斷(圖29)使奇偶校驗(yàn)中斷被禁止。如果接收到指示接收信號(hào)故障的調(diào)制解調(diào)器報(bào)警信號(hào)，則將忽略奇偶錯(cuò)誤直至故障結(jié)束。因此，一些故障狀況將代替奇偶錯(cuò)誤檢測(cè)。這種報(bào)警狀況可包括信號(hào)的丟失，調(diào)制解調(diào)器故障和同步的丟失。如果調(diào)制解調(diào)器報(bào)警沒有激活，則更新奇偶計(jì)數(shù)表并如圖29B所示，允許誤碼定時(shí)器事件。
當(dāng)允許誤碼定時(shí)器事件，信道監(jiān)測(cè)器296進(jìn)入一種模式，其中每10毫秒讀取CXMU56的奇偶錯(cuò)誤寄存器，在1秒的監(jiān)測(cè)周期后將誤碼計(jì)數(shù)總計(jì)。通常，誤碼計(jì)數(shù)被用于更新信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)和確定哪一條(如果存在)信道要求再分配。數(shù)據(jù)庫(kù)的信道質(zhì)量表300包括每一信道的正在進(jìn)行的記錄。這個(gè)表將信道的歷史數(shù)據(jù)歸類，例如指派給信道的當(dāng)前ISU，監(jiān)測(cè)的開始，監(jiān)測(cè)的結(jié)束，總誤碼，昨天的誤碼，上周和上30天的誤碼，自上一個(gè)誤碼后的秒數(shù)，昨天，上周和上30天的嚴(yán)重錯(cuò)誤，和指派給信道的當(dāng)前業(yè)務(wù)類型，例如ISDN。
如圖29A所示，在不允許奇偶校驗(yàn)中斷和不存在有效報(bào)警后，更新奇偶計(jì)數(shù)和允許定時(shí)器事件。如上所示的定時(shí)器事件(圖29B)包括一個(gè)一秒環(huán)路，誤碼在這兒被監(jiān)測(cè)。如圖29B所示，如果一秒循環(huán)的時(shí)間未，則繼續(xù)更新誤碼計(jì)數(shù)。當(dāng)一秒時(shí)間時(shí)，將誤碼總計(jì)。如下所述的如果經(jīng)過一秒周期的總計(jì)誤碼數(shù)超過允許量說明這個(gè)被分配信道被破壞或惡化，則通知信道分配器304并將ISU傳輸再分配給不同的信道。如圖29C所示，當(dāng)再分配結(jié)束時(shí)，中斷優(yōu)級(jí)減少并低于奇偶校驗(yàn)中斷，以使得信道監(jiān)測(cè)繼續(xù)并關(guān)于所采取的操作更新信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)?？蓪⒃俜峙淙蝿?wù)作為與誤碼定時(shí)器任務(wù)相獨(dú)立或者與之相連的任務(wù)完成。例如，再分配器304可以是信道監(jiān)測(cè)器296的一部份。
如圖290所示，在圖29B的誤碼定時(shí)器任務(wù)的另一實(shí)施例中，可在一秒時(shí)間結(jié)束前確定信道惡化。這使得可在一秒間隔的最初部份確定信道被破壞，使得可快速地鑒定并可以不用等候整個(gè)一秒時(shí)間結(jié)束而再分配。
不使用再分配，而可提高用于ISO的傳輸?shù)墓β孰娖揭钥朔谛诺郎系母蓴_。但是，如果提高在一個(gè)信道上的功率電平，由于總的功率電平必須保持基本穩(wěn)定，則至少有一個(gè)其它信道的功率電平降低。
如果確定所有信道都惡化，則通知默認(rèn)隔離器302指示有出現(xiàn)嚴(yán)重故障的可能性，例如光纖斷裂。如果經(jīng)過一秒周期的總計(jì)誤碼沒有超過允許量，說明被分配的信道沒有被破壞，則中斷優(yōu)先級(jí)被減少而低于奇偶校驗(yàn)中斷，禁止誤碼定時(shí)器事件。于是結(jié)束這一事件而按圖29A再一次監(jiān)測(cè)信道的奇偶錯(cuò)誤。
必須讀到如上所述的由周期性奇偶位監(jiān)測(cè)產(chǎn)生的兩個(gè)問題，這是為了估計(jì)對(duì)應(yīng)于在一秒的監(jiān)測(cè)周期中的觀測(cè)到的奇偶錯(cuò)誤數(shù)的誤碼率。第一個(gè)是奇偶校驗(yàn)自己的特性。即使錯(cuò)誤實(shí)際可能代表大量的數(shù)據(jù)比特。但使用塊錯(cuò)誤檢測(cè)的對(duì)數(shù)據(jù)格式的被認(rèn)可的檢測(cè)假設(shè)了一個(gè)錯(cuò)誤塊代表一比特誤碼。由于數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的特性，引入調(diào)制數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤將可預(yù)料地使數(shù)據(jù)隨機(jī)化。這意味著平均錯(cuò)誤幀將包括四(4)個(gè)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)比特(除第9位)。由于奇偶校驗(yàn)只檢測(cè)奇數(shù)位錯(cuò)誤，有一半的錯(cuò)誤幀不能用奇偶校驗(yàn)檢測(cè)。因此，由傳輸干擾引起的每個(gè)奇偶(幀)錯(cuò)誤代表平均8位(數(shù)據(jù))錯(cuò)誤。第二，每個(gè)監(jiān)測(cè)奇偶錯(cuò)誤代表80幀數(shù)據(jù)(10ms/125μs)。因?yàn)槠媾煎e(cuò)誤被鎖存，則所有錯(cuò)誤將被檢測(cè)，但是多個(gè)錯(cuò)誤將作為一個(gè)錯(cuò)誤而被檢測(cè)。
當(dāng)再分配一個(gè)信道時(shí)將作為確定的基礎(chǔ)的誤碼率(BER)選為10-3。因此，必須確定在一秒間隔中不超過10-3的可接受的奇偶錯(cuò)誤數(shù)。為確定可接受的奇偶錯(cuò)誤數(shù)，必須預(yù)測(cè)由每個(gè)觀察(監(jiān)測(cè))的奇偶錯(cuò)誤所代表的可能的幀錯(cuò)誤數(shù)。如果給出監(jiān)測(cè)的奇偶錯(cuò)誤數(shù)，每個(gè)監(jiān)測(cè)的奇偶錯(cuò)誤的可能的幀錯(cuò)誤數(shù)，和由幀(奇偶)錯(cuò)誤代表的誤碼數(shù)，則可得出一個(gè)可能的誤碼率。
使用一種統(tǒng)計(jì)技術(shù)作出以下假設(shè)，
1.錯(cuò)誤為泊松分布，和2.如果對(duì)于總的“抽樣”數(shù)(100)，被監(jiān)測(cè)的奇偶錯(cuò)誤數(shù)較小(＜10)，被監(jiān)測(cè)的奇偶錯(cuò)誤率(MPER)反映平均的誤幀率(FER)。
由于被監(jiān)測(cè)的奇偶錯(cuò)誤(MPE)代表80幀，假設(shè)2暗示了在每個(gè)奇偶錯(cuò)誤“后”的幀錯(cuò)誤數(shù)(FSs)等于80MPER。那即是，對(duì)于以每個(gè)抽樣10ms的100個(gè)奇偶抽樣，每個(gè)奇偶錯(cuò)誤的平均幀錯(cuò)誤數(shù)等于一秒內(nèi)的MPEs計(jì)數(shù)的0.8倍。例如，如果在一秒周期中觀測(cè)到3個(gè)MPEs，則對(duì)于每個(gè)MPE的平均FEs數(shù)為2.4。所希望的誤碼率亦以抽樣量再被除以每個(gè)幀錯(cuò)誤的位錯(cuò)誤就得出在這抽樣中的等效幀錯(cuò)誤數(shù)。FEs數(shù)也等于MPEs數(shù)和每個(gè)MPE的FE數(shù)的乘積。給出所希望的BER，可以確定根據(jù)下面方程的解集。(MPEFEMPE)=0.8MPE]]>如下的泊松分布被用于計(jì)算由MPE(x)代表的所給出的FEs數(shù)的概率。前面的假設(shè)2被用于得出每個(gè)MPE(μ)的平均FE數(shù)。p(x)=e-μμxX!]]>由于所希望的誤碼率是最大值，用x從0到最大數(shù)的值連續(xù)應(yīng)用泊松方程。這些概率的總和就是對(duì)每個(gè)被監(jiān)測(cè)的奇偶錯(cuò)誤所產(chǎn)生的幀錯(cuò)誤不超過x幀錯(cuò)誤的概率。
在表2中顯示了對(duì)于10-3的誤碼率和每個(gè)1與8的幀錯(cuò)誤的位誤碼的結(jié)果。
表2誤碼率概率最大幀錯(cuò)誤/ 平均幀錯(cuò)誤/每個(gè)幀錯(cuò)被監(jiān)測(cè)的 監(jiān)測(cè)的奇偶 監(jiān)測(cè)的奇偶BER＜10-3誤的位誤碼 奇偶錯(cuò)誤錯(cuò)誤(X) 錯(cuò)誤(μ) 的概率2 4 1.6 98％
8 3 32.4 78％4 23.2 38％8 86.4 80％1 9 77.2 56％10 78.0 45％用這種技術(shù)，可將在一秒積分過程中檢測(cè)到的4個(gè)被監(jiān)測(cè)奇偶錯(cuò)誤值確定為一個(gè)閾值用于將ISU的業(yè)務(wù)指派給一條新的信道。通過假設(shè)一個(gè)最壞的情況來達(dá)此結(jié)果，即每個(gè)幀錯(cuò)誤8位誤碼，但誤碼率好于10-3的概率只有38％。對(duì)于10-3的誤碼率(在64Kbit中有64個(gè)誤碼)，每幀的位誤碼，監(jiān)測(cè)的奇偶錯(cuò)誤和每個(gè)監(jiān)測(cè)的奇偶錯(cuò)誤的最大幀錯(cuò)誤的乘積必須是64。因此，當(dāng)在錯(cuò)誤定時(shí)器事件中的奇偶錯(cuò)誤的抽樣是4或更大時(shí)，信道分配器被告知有一個(gè)被破壞的信道。如果抽樣的監(jiān)測(cè)的奇偶錯(cuò)誤小于4時(shí)，使中斷優(yōu)先級(jí)低于奇偶校驗(yàn)中斷，禁止錯(cuò)誤定時(shí)器事件，結(jié)束錯(cuò)誤定時(shí)器事件，然后開始監(jiān)測(cè)信道，如圖27A的流程圖所示。
下面描述的是由信道監(jiān)測(cè)器296的后臺(tái)監(jiān)控例行程序(圖30)進(jìn)行的長(zhǎng)積分操作。后臺(tái)監(jiān)控是用于確保要求比短積分的10-3的誤碼率更高質(zhì)量的信道的質(zhì)量完整性。如圖30中的流程圖所示，對(duì)于每種業(yè)務(wù)類型的經(jīng)由特定時(shí)間的后臺(tái)監(jiān)控例行程序更新信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)表300，清除后臺(tái)計(jì)數(shù)，確定如果積分的錯(cuò)誤超過由每種業(yè)務(wù)類型所決定的允許限值，則按要求通知惡化的信道的信道分配器。
在操作過程中，在一秒間隔內(nèi)，后臺(tái)監(jiān)控器更新信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)表。更新信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)表有兩個(gè)目的。第一個(gè)目的是調(diào)整誤碼率和無錯(cuò)信道的錯(cuò)誤秒數(shù)據(jù)的數(shù)目以反映它們提高的質(zhì)量。第二個(gè)目的是對(duì)在被監(jiān)控信道上的間發(fā)錯(cuò)誤積分，這種間發(fā)錯(cuò)誤所經(jīng)歷的錯(cuò)誤級(jí)太低以至產(chǎn)生短積分時(shí)間再分配(小于4奇偶錯(cuò)誤/秒)。此類信道使它們的BER和錯(cuò)誤的秒數(shù)據(jù)的數(shù)目被調(diào)整，而根據(jù)數(shù)據(jù)，可能被再分配。我們知道這是長(zhǎng)積分時(shí)間再分配，下面顯示了每種業(yè)務(wù)類型的長(zhǎng)積分時(shí)間再分配的默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。
表3

由于POTS業(yè)務(wù)不要求比10-3更高的質(zhì)量，所以使用短積分技術(shù)足以消除被破壞的信道，而不需要用長(zhǎng)積分。
作為對(duì)一種業(yè)務(wù)類型的長(zhǎng)積分的例子，可根據(jù)用于ISDN傳輸?shù)男诺纴砻枋龊笈_(tái)監(jiān)控器。這種信道的最大誤碼率可為10-6，用于積分時(shí)間的秒數(shù)為157。允許錯(cuò)誤的最大秒數(shù)為157秒的8％，監(jiān)控周期為1小時(shí)。因此，如果在一小時(shí)監(jiān)控周期中經(jīng)由157秒的總計(jì)錯(cuò)誤秒數(shù)大于8％時(shí)，則將用于ISDN傳輸?shù)膼夯诺劳ㄖo信道監(jiān)控器304。
未分配或未使用，但已被初始化和激活的信道，不論是否用于再分配給非集中業(yè)務(wù)。例如TR-8，或者用于再分配給集中業(yè)務(wù)，例如TR-303，都必須被監(jiān)控以保證它們沒有惡化，因此減少了將惡化信道分配或再分配給ISU100的概率。為了監(jiān)控未分配的信道，信道監(jiān)控器304使用一個(gè)后備管理例行程序(圖31)以在一環(huán)路中建立未分配的信道，為了累積用于確定分配或再分配的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。如果一條未分配的信道有錯(cuò)誤，則一小時(shí)內(nèi)它將不分配給ISU100。在信道已保持空閑狀況(未分配)1小時(shí)之后，信道監(jiān)控器將這些信道放于環(huán)路回送模式以觀測(cè)它們是否已改善。在環(huán)路回送模式中，CXMU56命令被初始化和激活的ISU100在信道以足夠長(zhǎng)的時(shí)間傳輸消息以進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑谄媾煎e(cuò)誤上的短時(shí)或長(zhǎng)時(shí)積分。在環(huán)路回送模式中，它能確定以前被破壞的信道經(jīng)過一段時(shí)間是否已改善并由此更新信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)表。當(dāng)不在環(huán)路回送模式中，則可以關(guān)閉這種信道。
如上所述，信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)包括信息以允許以這樣一種方式進(jìn)行分配和再分配以使得用于分配或再分配的信道沒有被破壞。另外，信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)的信息可被用于按質(zhì)量排列未分配的信道以使得可以更有效地分配它們。例如，一個(gè)信道對(duì)于POTS而言足夠好，而對(duì)于ISDN不夠好。另一個(gè)信道可能對(duì)于這兩者而言都足夠好。則可將這另外的信道用于ISDN傳輸而不用于POTS。另外，質(zhì)量非常好的特殊的備用信道可放在一旁以使得當(dāng)干擾相當(dāng)嚴(yán)重時(shí)，總可以有一個(gè)信道可被轉(zhuǎn)換過去。
另外，也可對(duì)使用圖15中所示的MCC調(diào)制解調(diào)器82上行接收結(jié)構(gòu)的均衡器214的未分配和已分配的信道進(jìn)行信噪比估計(jì)的確定。如前所述，均衡器以前是被用于確定信道是否空閑以使它可以被分配。如前所述，在均衡器的操作過程中，產(chǎn)生一個(gè)誤差以更新均衡器系數(shù)。誤差的幅度被映射入由信噪比監(jiān)測(cè)器305(圖15)所進(jìn)行的信噪比(SNR)的估計(jì)。同樣，一個(gè)沒有使用的信道應(yīng)沒有在頻帶中的信號(hào)。因此，通過觀測(cè)在未使用的FFT倉(cāng)庫(kù)中所檢測(cè)的信號(hào)的變化，可確定信噪比的估計(jì)值。由于信噪比估計(jì)值直接與一個(gè)可能的誤碼率相關(guān)，因此這種可能的誤碼率可被用于信道監(jiān)控以確定是好的或是壞的信道存在。
因此，為了對(duì)例如TR-8業(yè)務(wù)的非集中業(yè)務(wù)進(jìn)行再分配，可與通過環(huán)路回送模式或者通過使用均衡器進(jìn)行的SNR的估計(jì)值而監(jiān)控的未分配信道一起進(jìn)行對(duì)未分配信道的再分配。同樣，也可根據(jù)通過使用均衡器進(jìn)行的SNR估計(jì)確定未分配信道的質(zhì)量來為例如TR-303業(yè)務(wù)的集中業(yè)務(wù)進(jìn)行對(duì)這種未分配信道的分配或再分配。
關(guān)于信道分配，信道分配器304的信道分配例行程序檢查信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫(kù)表以確定將哪一條DSO+信道分配給ISU100用于所要求的業(yè)務(wù)。信道分配器也檢查ISU和信道單元的狀態(tài)以確定在一服務(wù)狀態(tài)和所要求服務(wù)的正確類型。信道分配器試圖維持在ISUs處的帶寬的最優(yōu)分布以允許信道再分配的靈活性。由于優(yōu)選是ISUs100，至少是HISUs，在任何給定時(shí)間只能訪問RF(射頻)頻帶的一部份，信道分配器必須在ISUs上進(jìn)行信道使用的分布以使得使帶寬的任何一部份不超載并且避免在一服務(wù)信道的再分配而為另外的信道騰出地方。
由信道分配器304進(jìn)行的過程是將相同數(shù)目的每種ISU類型分配給6MHz頻譜的每一頻帶的信道。如果需要，如果當(dāng)前ISU頻帶已滿并且有新的業(yè)務(wù)分派給ISU，則在ISU上的信道在使用中可被移到一新的頻帶。同樣，如果在一個(gè)頻帶中由ISU使用的信道被破壞，ISU可被分配到在另一子帶中或在另一頻帶的信道中的信道。記住，一個(gè)HZSU總是訪問分布于整個(gè)頻譜的IOC信道中的一個(gè)，因此分配的IOC信道繼續(xù)允許在HDT12和HISUs之間的通信。通常，有最長(zhǎng)的最低誤碼率史的信道將最先被使用。用這種方式，已被標(biāo)記為惡化的和隨后被分配用于監(jiān)測(cè)目的的信道將最后才被分配，因?yàn)樗鼈兊臍v史將比已在低誤碼率條件下工作了更長(zhǎng)時(shí)間的信道的歷史更短。
電話傳輸系統(tǒng)的第二實(shí)施例參照?qǐng)D24-27將描述OFDM電話傳輸系統(tǒng)的第二實(shí)施例。圖24顯示了6MHz頻譜分配。6MHz帶寬被分為對(duì)應(yīng)于9個(gè)單獨(dú)調(diào)制解調(diào)器226的9個(gè)信道頻帶。一個(gè)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域人員將認(rèn)識(shí)到可通過組分識(shí)別操作使用更少的調(diào)制解調(diào)器。每個(gè)信道頻帶包括用每個(gè)符號(hào)有五比特的正交32進(jìn)制格式132-QAM(正交調(diào)幅1)調(diào)制的信道。分配一個(gè)單獨(dú)信道以為用于在HDT12和ISUs100之間的通信的操作和控制數(shù)據(jù)(IOC控制數(shù)據(jù))的傳遞提供支持。這一信道使用BPSK(雙相移鍵控)調(diào)制。
首先應(yīng)關(guān)于下行傳輸，其次關(guān)于上行傳輸描述傳輸結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D25，描述了HDT12的MCC調(diào)制解調(diào)器82的結(jié)構(gòu)。在下行方向，串行電話信息和控制數(shù)據(jù)由CXMC80經(jīng)過串行接口236引入。串行數(shù)據(jù)被解復(fù)接器238解復(fù)接為并行數(shù)據(jù)流。這些數(shù)據(jù)流被提交給一組32個(gè)信道調(diào)制解調(diào)器226，它們完成符號(hào)映射和快速傅立葉變換(FFT)功能。32信道調(diào)制解調(diào)器輸出時(shí)域抽樣，時(shí)域抽樣穿過由合成器230驅(qū)動(dòng)的一系列混頻器240。混頻器240產(chǎn)生一系列相互正交的頻帶，而每個(gè)頻帶通過濾波器/合成器228被濾波。然后合成器242和混頻器241將濾波器/合成器228的集合輸出上變頻到最終發(fā)射頻率。然后這個(gè)信號(hào)被濾波器232濾波，被放大器234放大，再被濾波器232濾波以去除噪聲成分。然后這個(gè)信號(hào)通過電話發(fā)射機(jī)14耦合到HFC分布網(wǎng)絡(luò)上。
在HFC分布網(wǎng)絡(luò)11的下行端上，一個(gè)ISU100包括一個(gè)如圖26中所示的用戶調(diào)制解調(diào)器258。經(jīng)由同軸分支30從ODN18接收下行信號(hào)并用為整個(gè)6MHz頻帶提供選擇性的濾波器260進(jìn)行濾波。然后信號(hào)被分為兩部份。第一部份為系統(tǒng)的同步時(shí)鐘提供控制數(shù)據(jù)和定時(shí)信息。第二部份提供電話數(shù)據(jù)。由于控制數(shù)據(jù)與電話數(shù)據(jù)分離地被接收，因此如前所述這被稱為帶外ISU。這種被BPSK調(diào)制的帶外控制信道被分離出來并被混頻器262混頻到基帶。然后這個(gè)信號(hào)被濾波器263濾波并通過自動(dòng)增益控制級(jí)264和考斯塔斯環(huán)266，其中載波相位在此被恢復(fù)。所產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)入定時(shí)環(huán)268，這使得可為整個(gè)調(diào)制解調(diào)器恢復(fù)定時(shí)信號(hào)。作為考斯塔斯環(huán)的副產(chǎn)品的IOC控制數(shù)據(jù)進(jìn)入ISU100的32信道OFDM調(diào)制解調(diào)器224。下行OFDM波形的第二部份被混頻器270和有關(guān)的合成器272混頻為基帶，混頻器270的輸出被濾波器273濾波，然后通過一個(gè)自動(dòng)增益控制級(jí)270以準(zhǔn)備被接收。它進(jìn)入32信道OFDM調(diào)制解調(diào)器224。
參照?qǐng)D27，通過功能塊276硬限幅IOC控制數(shù)據(jù)并將它提供給微處理器226。OFDM電話數(shù)據(jù)通過一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器278，輸入到一個(gè)先進(jìn)先出緩存器280，它被存儲(chǔ)在這里。當(dāng)存儲(chǔ)了足夠的信息量，它被微處理器226接收，在這里進(jìn)行解調(diào)過程的剩余部份，包括FFT的運(yùn)用。微處理器226通過接收數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)時(shí)鐘接口提供被接收的數(shù)據(jù)到系統(tǒng)的余下部份?？焖俑盗⑷~變換(FFT)引擎282脫離微處理器而被實(shí)現(xiàn)。但是，一個(gè)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人也將認(rèn)識(shí)到可由微處理器226進(jìn)行FFT282。
在上行方向，數(shù)據(jù)通過發(fā)送數(shù)據(jù)端進(jìn)入32信道OFDM調(diào)制解調(diào)器224，并被微處理器226轉(zhuǎn)換為符號(hào)。這些信號(hào)經(jīng)過FFT引擎282，產(chǎn)生的包括保護(hù)抽樣的時(shí)域波形穿過一個(gè)復(fù)混合器284。復(fù)混合器284將波形在頻域混頻，然后信號(hào)穿過一個(gè)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器數(shù)模轉(zhuǎn)換器286(RAM DAC)。RAM DAC包含一些在將抽樣送到ISU上行發(fā)射機(jī)的模擬部分(圖26)之前存儲(chǔ)抽樣的RAM。參照?qǐng)D26，用于上行傳輸?shù)腛FDM輸出被濾波器288濾波。然后波形通過混頻器290，在這里它在合成器291的控制下被混頻直至發(fā)射頻率。然后這個(gè)信號(hào)通過處理器增益控制292，以使得可在上行路徑上進(jìn)行幅度的調(diào)整。上行信號(hào)在同軸分支30上的到ODN18的上行傳輸之前最后通過作為最終選擇性的6MHz濾波器294。
在HDT12一邊的上行方向中，在同軸上從電話接收機(jī)16接收到的信號(hào)被濾波器244濾波。被放大器246放大。正交頻分復(fù)接的接收的信號(hào)被一組混頻器248和有關(guān)的合成器250混頻到基帶。然后混頻器248的每個(gè)輸出被基帶濾波器組252濾波而然后每個(gè)輸出的時(shí)域波形被發(fā)送到32信道OFDM調(diào)制解調(diào)器226的解調(diào)器。信號(hào)通過一FFT而符號(hào)被映射為比特。這些(比特)被復(fù)接器復(fù)接到一起并通過其它串行接口256被送至CXMU56。
如本實(shí)施例中所示，這個(gè)ISU是帶外ISU。由于用于控制數(shù)據(jù)和電話數(shù)據(jù)的分離接收機(jī)的使用如上面討論的所示。另外，進(jìn)一步顯示了頻譜到信道頻帶的分割。傳輸系統(tǒng)的所附權(quán)利要求所考慮的其它各種實(shí)施例都可建立在這里描述的實(shí)施例上。在一個(gè)實(shí)施例中，至少用于同步信息傳輸?shù)腎OC控制信道，和電話業(yè)務(wù)信道或路徑被提供到單一格式中。當(dāng)4個(gè)BPSK調(diào)制載波以16Kbps速率工作，并產(chǎn)生總共為64Kbps的數(shù)據(jù)率時(shí)，實(shí)現(xiàn)在HDT12和ISUs100之間的IOC鏈路。每一個(gè)用戶將實(shí)現(xiàn)像在第二實(shí)施例中的一樣的簡(jiǎn)單的分離的收發(fā)信機(jī)，它連續(xù)地監(jiān)控在下行鏈路上與電話信道分離地分派給它的業(yè)務(wù)信道。收發(fā)信機(jī)將要求調(diào)諧式振蕩器以調(diào)諧到業(yè)務(wù)IOC信道，同樣，一個(gè)IOC信道也可為6MHz帶寬的信道頻帶提供服務(wù)，信道頻帶可包括用于電話數(shù)據(jù)和一個(gè)IOC信道的正交載波，它們被與正交載波的接收分離地被接收。
在另一個(gè)實(shí)施例中，沒有4個(gè)BPSK信道，而是提供了一個(gè)單一64Kps IOC信道。雖然這符號(hào)率與OFDM框架的電話符號(hào)率并不一致，但這個(gè)單一信道依賴于OFDM頻率結(jié)構(gòu)。這個(gè)單一寬帶信號(hào)要求在ISU100處的更寬帶的接收機(jī)，這使得總可以在HDT12和ISUs之間實(shí)現(xiàn)IOC鏈路。由于單一信道的支持，可以使用一個(gè)固定參考振蕩器，它是在用戶單元中，不需調(diào)諧通過頻帶的所有部份。但是，不象在第一實(shí)施例中，IOC被分布在整個(gè)頻譜，允許窄帶接收機(jī)，本實(shí)施例中由于在ISU100處的寬帶接收機(jī)的使用，使得功率要求將提高。
而又在另一實(shí)施例中，IOC鏈路可包括在每個(gè)32OFDM信道組中的兩個(gè)IOC信道。這使在每一組中的32個(gè)OFDM載波增至34個(gè)。每個(gè)信道組可包括34個(gè)OFDM信道而信道頻帶可包括8至10個(gè)信道組。這種方法允許用于鎖定到由HDT12提供的參考參數(shù)上的窄帶接收器以使用OFDM波形，但是也增加了必須提供以O(shè)FDM數(shù)據(jù)路徑格式的控制和業(yè)務(wù)信息的復(fù)雜性。由于用戶可調(diào)諧到信道組的任何一個(gè)，放在附加載波中的信息必須被中心局跟蹤。由于系統(tǒng)需要支持定時(shí)信號(hào)捕獲要求，實(shí)施例也可要求將同步信號(hào)放在OFDM波形結(jié)尾之外。
但是，將理解到，即使在前面的描述中已列舉了本發(fā)明的許多特點(diǎn)，和結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)和發(fā)明的功能，揭示是說明性的并可在順序，形狀，大小和各部份的排列方面變化，該變化在本發(fā)明的原則中，并通過附加權(quán)利要求所表示的術(shù)語的最通用意思完全揭示了它們。
權(quán)利要求
1.一種用于至少監(jiān)控一個(gè)電話通信n-bit信道的方法，其特征在于一bit是奇偶校驗(yàn)比特，這種方法包括以下步驟對(duì)n-bit信道的奇偶校驗(yàn)比特進(jìn)行抽樣；由奇偶校驗(yàn)比特的抽樣得出一可能誤比特率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括以下步驟周期性監(jiān)控，對(duì)至少一個(gè)未分配電話信道累積錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括以下步驟將可能誤比特率與預(yù)定誤比特率相比較以確定是否至少一個(gè)電話通信n-bit信道被破壞；以及如果這至少一個(gè)電話通信n-bit信道被破壞，將這至少一個(gè)電話通信n-bit信道再分配給一個(gè)未被破壞且未被分配的電話通信nbit信道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括以下步驟將可能的誤比特率與預(yù)定的誤比特率相比較以確定是否至少一個(gè)電話通信n-bit信道被破壞；如果這n-bit信道被破壞，則提高這n-bit信道的傳輸功率，同時(shí)保持總的系統(tǒng)功率。
5.一種用于監(jiān)控至少一個(gè)電話通信n-bit信道的方法，其特征在于一位是奇偶校驗(yàn)比特，這種方法包括以下步驟對(duì)n-bit信道奇偶校驗(yàn)的比特進(jìn)行抽樣從奇偶校驗(yàn)比特的經(jīng)由一段時(shí)間的抽樣獲取一個(gè)可能誤比特率；和將經(jīng)由一段時(shí)間周期的可能誤比特率與預(yù)定的誤比特率值相比較以確定n-bit信道是否被破壞。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括以下步驟根據(jù)比較從這一n-bit信道到另一n-bit信道的對(duì)通信的再分配。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于至少一條電話通信n-bit信道被包含在有許多電話通信n-bit信道的頻帶中，頻帶與至少一個(gè)控制信道相連，此外，其特征在于不同的n-bit信道也被放置在頻帶中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于至少有一條電話通信n-bit信道被包含于有許多電話通信n-bit信道的頻帶中，此外，其特征在于另一n-bit信道被放置在其余至少另外有一個(gè)控制信道與之相連的許多電話通信n-bit信道的第二頻帶中。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括以下步驟如果n-bit信道被破壞，則提高n-bit信道的傳輸功率，并保持總的系統(tǒng)功率。
10.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括以下步驟將可能的誤比特率存儲(chǔ)于一個(gè)表中，其特征在于這個(gè)表可用于將未來的通信分配到一個(gè)n-bit信道上。
11.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，進(jìn)一步包括以下步驟如果信道未被破壞，則從至少經(jīng)過一個(gè)更長(zhǎng)的時(shí)間周期的奇偶校驗(yàn)比特的抽樣獲得至少一個(gè)附加的可能誤比特率；和將這至少一個(gè)附加的可能誤比特率與一個(gè)附加的預(yù)定誤比特率值相比較以確定這n-bit信道是否被破壞。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于預(yù)定的誤比特率值是對(duì)電話通信業(yè)務(wù)的，而附加的預(yù)定誤比特率值是對(duì)附加的電話通信業(yè)務(wù)的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于一個(gè)電話通信業(yè)務(wù)是ISDN。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，進(jìn)一步包括以下步驟如果n-bit信道被破壞，則提高n-bit信道的傳輸功率，同時(shí)保持總的系統(tǒng)功率。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，進(jìn)一步包括以下步驟根據(jù)至少一個(gè)附加可能誤比特率與附加預(yù)定的誤比特率值的比較進(jìn)行由n-bit信道到另一n-bit信道的通信的再分配。
16.用于監(jiān)控至少一個(gè)電話通信n-bit信道的方法，其中一位是奇偶校驗(yàn)比特，此方法包括以下步驟對(duì)n-bit信道的奇偶校驗(yàn)比特經(jīng)由第一時(shí)間周期進(jìn)行抽樣；從經(jīng)由第一時(shí)間周期的奇偶校驗(yàn)比特抽樣獲得一可能誤比特率將經(jīng)由第一時(shí)間周期的可能誤比特率與預(yù)定的誤比特率值相比較以確定n-bit信道是否被破壞；和如果n-bit未被破壞，則經(jīng)由一些連續(xù)時(shí)間周期累積可能誤比特率。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，進(jìn)一步包括以下步驟將經(jīng)由連續(xù)時(shí)間周期累積的可能誤比特率與至少一個(gè)預(yù)定誤比特率值相比較以確定是否n-bit信道被破壞。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，進(jìn)一步包括以下步驟如果n-bit信道被破壞，則將通信由此n-bit信道再分配到第二個(gè)n-bit信道。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，進(jìn)一步包括以下步驟如果此n-bit信道被破壞，則提高這個(gè)n-bit信道的傳輸功率，同時(shí)保持系統(tǒng)的總功率。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于預(yù)定的誤比特率值取決于電話通信業(yè)務(wù)，而至少一個(gè)附加的預(yù)定誤比特率值取決于至少一個(gè)附加的電話通信業(yè)務(wù)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的方法，其特征在于一種電話通信業(yè)務(wù)是ISDN。
22.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，包括以下步驟如果n-bit信道被破壞，則將通信由此n-bit信道再分配到第二個(gè)n-bit信道。
23.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，包括以下步驟如果n-bit信道被破壞，則提高此n-bit信道的傳輸功率，同時(shí)保持系統(tǒng)總的功率。
24.用于監(jiān)控至少一個(gè)電話通信n-bit信道的方法，其特征在于一位是奇偶校驗(yàn)比特，此方法包括以下步驟對(duì)n-bit信道的奇偶校驗(yàn)比特進(jìn)行抽樣；從經(jīng)過第一時(shí)間周期的奇偶校驗(yàn)比特的抽樣獲得一個(gè)可能誤比特率；將此經(jīng)由第一時(shí)間周期的可能誤比特率與第一預(yù)定誤比特率值相比較以確定n-bit信道是否被破壞；從經(jīng)由第二時(shí)間周期的奇偶校驗(yàn)比特的抽樣獲取一個(gè)可能誤比特率，第二時(shí)間周期比第一時(shí)間周期要長(zhǎng)并與第一時(shí)間周期同時(shí)進(jìn)行；將經(jīng)由第二時(shí)間周期的可能誤比特率與第二預(yù)定誤比特率相比較以確定n-bit信道是否被破壞；
25.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，進(jìn)一步包括以下步驟如果n-bit信道被破壞，則將通信從此n-bit信道再分配到第二n-bit信道。
26.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，進(jìn)一步包括以下步驟如果n-bit信道被破壞，則提高此n-bit信道的傳輸功率，同時(shí)保持系統(tǒng)的總功率。
27.根據(jù)權(quán)利要求24的方法，進(jìn)一步包括以下步驟將可能誤比特率存儲(chǔ)到一個(gè)表中，其特征在于這個(gè)表可將未來的通信分配到一個(gè)n-bit信道上。
28.一種用于監(jiān)控至少一個(gè)未分配的電話通信信道的方法，此方法包括以下步驟周期性地監(jiān)控至少一個(gè)未分配的電話通信信道；為至少一個(gè)未分配的電話通信信道累積錯(cuò)誤數(shù)據(jù)；和允許至少一個(gè)未分配的電話通信信道根據(jù)錯(cuò)誤數(shù)據(jù)而被分配。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，進(jìn)一步包括以下步驟將電話通信從一個(gè)被破壞的電話通信信道再分配給至少一個(gè)未分配的電話通信信道。
30.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其特征在于周期性地監(jiān)控至少一個(gè)未分配的電話通信信道步驟包括從遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)發(fā)送一個(gè)n-bit信號(hào)，其特征在于一比特是奇偶校驗(yàn)比特對(duì)n-bit信道的奇偶校驗(yàn)比特進(jìn)行抽樣；和從抽樣的奇偶校驗(yàn)比特獲取一個(gè)可能的誤比特率。
31.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其中未分配的信道是一個(gè)關(guān)閉的分配的信道，方法進(jìn)一步包括以下步驟增加在未分配信道上的遠(yuǎn)程位置的遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)的功率，這使得可以監(jiān)控此信道；和在信道被監(jiān)控以后關(guān)閉遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)。
32.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，進(jìn)一步包括以下步驟將可能的誤比特率與預(yù)定誤比特率值相比較以決定信道是否被破壞。
33.根據(jù)權(quán)利要求28的方法，其特征在于至少一個(gè)未分配的電話通信信道是許多未分配通信信道中的一個(gè)，至少一定數(shù)目的未分配電話通信信道被監(jiān)控；此方法包括步驟根據(jù)這種監(jiān)控，排列至少一定數(shù)目的未分配信道的質(zhì)量。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，其特征在于排列步驟包括將一個(gè)質(zhì)量最高的信道放在一旁作為后備信道。
全文摘要
一種用于監(jiān)控至少一個(gè)電話通信n－bit信道的方法,其中一位是奇偶校驗(yàn)位,包括對(duì)n－bit信道的奇偶位進(jìn)行抽樣。從奇偶位的抽樣獲取可能的誤比特率?？蓪⒖赡艿恼`比特率與預(yù)定的誤比特率相比較以確定是否至少一個(gè)電話通信n－bit信道被破壞。如果至少一個(gè)電話通信n－bit信道被破壞,將這至少一個(gè)電話通信n－bit信道再分配給一個(gè)未被破壞的并且未分配的電話通信n－bit信道。此外,可以周期性地監(jiān)控至少一個(gè)未分配的電話通信信道,并由此累積錯(cuò)誤數(shù)據(jù)以指示質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04N7/173GK1193433SQ96192830
公開日1998年9月16日 申請(qǐng)日期1996年2月6日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月6日
發(fā)明者B·D·安德爾森, H·A·羅伯特斯, J·布雷德, S·P·布斯卡 申請(qǐng)人:Adc長(zhǎng)途電訊有限公司