发明名称 高速上游调变解调通讯
摘要 揭示一种用户侧的数据机(20),它具有增进经由机房(CO)中之编码解码器(2)到网际网路服务提供者(ISP)(10)之上游通讯资料率的能力。所揭示的数据机(20)包括一用于上游通讯的数位信号处理器(DSP)(14),对数位资料执行位元映射功能(22),以将数位字元映射到机房之编码解码器(2)内之类比到数位转换电路(A/D)(6)的限幅位准;此外,位元映射功能(22)最好是将数位信号映射成符号,该符号所具有的位元数小于A/D(6)之限幅位准所定义的最大数量。预-等化滤波功能(26)对位元映射的数位资料施加一近似的逆通道响应滤波(在训练期间所量测),并考虑最大的平均传送功率,以使在频散的类比用户环路(ASL)上传送的资料率最大化。经过此补偿的结果,编码解码器(2)所接收的类比信号以低阶的量化杂讯位准转换成数位形式,因此允许较高的上游资料率。此外,根据通道特性,DSP(14)中的传送频谱整形(24)也可用来进一步增加上游的资料率。
申请公布号 TW476206 申请公布日期 2002.02.11
申请号 TW089107718 申请日期 2000.04.25
申请人 德州仪器公司 发明人 诺曼;阿里
分类号 H04L25/49;H04L25/03 主分类号 H04L25/49
代理机构 代理人 蔡中曾 台北巿敦化南路一段二四五号八楼
主权项 1.一种传送上游通讯到网际网路服务提供者的数 据机,经过的传送通道包括到中央机房的类比通讯 ,以及从中央机房到网际网路服务提供者的数位通 讯,包括: 介面功能,耦合到主电脑; 类比电路,耦合到电话线;以及 数位信号处理电线,耦合到介面功能,以从介面功 能接收数位的位元流,并耦合到类比电路,包括: 位元映射功能,将接收到的数位位元流映射到对应 于中央机房所使用之类比到数位转换限幅位准的 信号星座,以产生一连串的映射数位符号;以及 预-等化数位滤波功能,将一对应于传送通道之响 应及对应于最大平均传送功率极限的预-等化数位 滤波施加到映射的数位符号。2.如申请专利范围 第1项的数据机,其中可规划的数位信号处理电路 进一步包括: 频谱整形功能,用以按照传送通道的响应预-整形 一连串映射之数位符号的低及高频部分。3.如申 请专利范围第2项的数据机,其中的数位信号处理 电路包括可规划的数位信号处理器积体电路。4. 如申请专利范围第3项的数据机,其中的位元映射 功能、预-等化数位滤波功能、及频谱整形功能的 执行,都是由一数位信号处理器积体电路执行对应 的常式。5.如申请专利范围第1项的数据机,其中的 类比电路包括用以将滤波过的数位信号转调变成 脉冲码调变(PCM)的类比信号。6.如申请专利范围第 1项的数据机,其中的位元映射功能将所接收到的 数位位元流映射到信号星座,该信号星座对应于中 央机房之可用的类比到数位转换限幅位准的子集 。7.一种从主电脑到网际网路服务提供者在传送 通道上通讯数位资料的方法,数位通道包括一位于 与主电脑相关之用户数据机与中央机房间的类比 用户环路,也包括中央机房与位于网际网路服务提 供者之数位式数据机间的数位干线,该方法的步骤 包括: 按照对应于类比到数位转换限幅位准的信号星座, 将数位信号位元流位元映射到一连串映射的数位 符号; 对一连串映射的数位符号施加预-等化滤波功能, 预-等化滤波功能按照传送通道的响应及最大平均 传送功率极限定义; 将映射的数位符号调变成脉冲码调变(PCM)类比信 号; 在类比的用户环路上传送PCM类比信号; 在中央机房执行PCM类比信号的类比到数位转换,使 用类比到数位转换限幅位准将其转换成数位信号; 在数位干线上将经过转换的数位信号传送给数位 式数据机;以及 在网际网路服务提供者处,根据映射步骤中所使用 的信号星座施加一逆位元映射功能,以恢复数位信 号位元流。8.如申请专利范围第7项的方法,其中的 预-等化器滤波功能对应于数位信号处理电路所执 行的数位滤波器。9.如申请专利范围第8项的方法, 其中的数位滤波器具有一连串系数,该一连串系数 是由对数位式数据机所接收之信号的量测与一已 知的传送信号间的误差,加上所量测之传送功率与 最大平均传送功率限制间差的最小和所定义。10. 如申请专利范围第7项的方法,进一步包括: 在施加预-等化滤波功能步骤之前,先对映射的数 位符号施加频谱整形功能,以预-整形它的低与高 频部分。11.如申请专利范围第10项的方法,进一步 包括: 在网际网路服务提供者处,在施加逆位元映射功能 步骤之前,先对所接收之转换的数位信号施加逆频 谱整形功能。12.如申请专利范围第7项的方法,其 中的位元映射步骤将数位信号位元流映射到执行 类比到数位转换所使用的类比到数位转换限幅位 准的子集。13.如申请专利范围第7项的方法,进一 步包括: 训练预-等化滤波功能。14.如申请专利范围第13项 的方法,其中的训练步骤包括: 在数位式数据机处起动一适应等化器功能; 用户数据机传送一预先决定的训练序列给数位式 数据机; 数位式数据机反应所接收之预先决定的训练序列, 决定适应等化器功能的系数,该系数对应于所接收 之训练序列的量测与预先决定之训练序列间的误 差,加上所量测之传送功率与最大平均传送功率限 制间之差的最小和;以及 将适应等化器功能的系数传递给用户数据机。15. 如申请专利范围第14项的方法,其中决定适应等化 器功能之系数的步骤包括: 估计所接收之训练序列的自相关矩阵; 估计所接收之训练序列与预先决定之训练序列的 互相关向量; 使用估计的自相关矩阵与互相关向量解误差方程 式及能量限制方程式,以导出适应等化器功能之系 数与功率纯量间的关系; 重复决定对应于在一指定性能位准下之最大传送 位元率之功率纯量的値;以及 从导出的关系识别能使功率纯量値对应到最大传 送位元率的适应等化器功能的系数。16.如申请专 利范围第15项的方法,进一步包括: 在解的步骤前,先导出对应于频谱整形功能的输入 自相关矩阵;以及 执行输入自相关矩阵的Cholesky分解; 其中,解的步骤使用Cholesky分解步骤的结果执行。 图式简单说明: 图1是传统的电话与数据机在现在的公用交换电话 网路上进行数位通讯之习用的连接电气方块图。 图2是传统的电脑与数据机在现在的公用交换电话 网路上与网际网路服务提供者间习用的连接电气 方块图。 图3是按照本发明之较佳实施例架构之用户数据机 的电气方块图。 图4的功能方块图说明结合按照本发明之架构的用 户数据机、中央机房编码解码器以及一位于网际 网路服务提供者内之数位式数据机在正常上游通 讯中执行的功能。 图5a及5b分别说明数据机与中央机房间之典型用户 环路通道的脉冲响应及频率响应。 图5c是用于按照本发明较佳实施例之上游通讯中 之频谱整形滤波器的典型频率响应。 图6a及6b是说明按照本发明较佳实施例之预-等化 操作的术语及理论的方块图。 图7的功能方块图说明按照本发明之较佳实施例执 行图4之结合用户数据机、中央机房编码解码器以 及数位式数据机的训练序列。 图8是本发明之较佳实施例的操作流程图,按照本 发明的较佳实施例进行用户数据机与数位数据机 间之数据机连接的训练。 图9的流程图说明按照本发明之较佳实施例决定预 -等化器系数之方法的操作,是在进行用户数据机 与数位数据机间之数据机连接的训练中执行。 图10a是典型通道的频率特征,图10b是按照本发明较 佳实施例之预-等化滤波器功能之输出的频率特征 。
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