[發(fā)明專利]由模擬調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行采樣相位調(diào)整的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01804501.4
• 申請日: 2001-02-01
• 公開（公告）號: CN1398466A
• 公開（公告）日: 2003-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 約翰·皮羅茲;金大勇;瑟博爾·莫拉班扎德;杰克·劉;S·阿里夫·阿莫德;烏拉迪莫·帕里茲斯基
• 申請（專利權(quán)）人: 摩托羅拉公司
• 主分類號: H04L7/00
• 分類號: H04L7/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 付建軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通過電信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)，更確切地說，涉及調(diào)整模擬調(diào)制解調(diào)器發(fā)送器的相位和/或符號頻率的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

隨著計算機系統(tǒng)用于支持?jǐn)?shù)據(jù)密集的應(yīng)用，如傳遞聲音、圖像、視頻和其它媒體，數(shù)據(jù)傳輸變得越來越重要。今天的電信網(wǎng)絡(luò)主要是數(shù)字式的。例如，共用交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)幾乎完全是數(shù)字式的。該網(wǎng)絡(luò)僅有的模擬部分是從電話中心站交換系統(tǒng)到住宅的客戶回路。

通過電信網(wǎng)絡(luò)傳送模擬數(shù)據(jù)時，電話中心站(CO)的編解碼器設(shè)備對通過模擬回路傳輸?shù)哪M信號以8kHz的頻率進(jìn)行采樣和量化。在電信網(wǎng)絡(luò)的整個數(shù)字部分完全使用這種8kHz的采樣率標(biāo)準(zhǔn)。CO編解碼器的采樣時鐘具有網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的8000采樣/秒的固定頻率。

模擬信號采樣的速率(每秒采樣的采樣數(shù)目)是重要的，因為它確定了數(shù)字信號轉(zhuǎn)換回模擬形式時產(chǎn)生的信號的質(zhì)量。奈奎斯特定理宣稱，為了從其數(shù)字采樣準(zhǔn)確地重建模擬信號，使用的采樣率必須大于或等于帶限信號中最大頻率分量的兩倍。例如，若是某個模擬信號中的最大頻率分量是250kHz，該信號必須以最小500kHz來采樣，以便能夠在信息損失最小的情況下從其采樣恢復(fù)信號。

由于奈奎斯特限制，電話中心站交換設(shè)備使用的采樣率(8kHz)迫使從模擬回路通過電信網(wǎng)絡(luò)的信號的最大頻率為4kHz。4kHz的帶寬提供了可接受的優(yōu)質(zhì)語音傳輸，無需更高速度的采樣需求和設(shè)備。不過，對于數(shù)據(jù)傳輸，比如從某個調(diào)制解調(diào)器，這個帶寬限制是有問題的。在上行方向(從某個模擬客戶回路向電信網(wǎng)絡(luò))能夠成功地傳送的信號的最大頻率是4kHz。在上行方向，因為編解碼器的采樣率鎖定在8kHz，沒有可用的額外帶寬。在4kHz低通濾波器截至頻帶范圍內(nèi)的任何信號能量，按照稱為“假頻”的現(xiàn)象，都會折疊到數(shù)字化的信號中。較舊的調(diào)制解調(diào)器協(xié)議如國際電信聯(lián)盟(ITU)的V.90和V.34，在上行方向的額外帶寬(名義頻帶以外的能量)非常小。V.34支持低得多的位速率，它使用的正交調(diào)幅法(QAM)方案編碼框架導(dǎo)致非常小的額外帶寬。

在下行方向，鎖定8kHz采樣率的這個問題不存在。因為下行模擬調(diào)制解調(diào)器使用的模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器沒有限制為8kHz數(shù)字化，其采樣率在限度之內(nèi)可以隨時升降。

在上行方向使用如ITU-V.92的脈沖編碼調(diào)制(PCM)調(diào)制解調(diào)器快速傳送數(shù)據(jù)時，模擬調(diào)制解調(diào)器的發(fā)送器必須使用某個預(yù)均衡器來補償本地回路的信道失真。采樣率低于奈奎斯特速率時，接收到的符號流相對于編解碼器時鐘的分?jǐn)?shù)采樣相位偏離會嚴(yán)重影響(預(yù))均衡器的性能。如果符號間隔的均衡器處理的是接收到的、帶有顯著額外帶寬的模擬信號，這種影響可能很大。因為電信網(wǎng)絡(luò)的采樣率固定在8kHz，對于使用高速(寬帶)PCM上行調(diào)制方案的電信網(wǎng)絡(luò)，其中運行的數(shù)字調(diào)制解調(diào)器落在這個范疇。數(shù)字調(diào)制解調(diào)器(中心站線路卡編解碼器)收到的信號的初始相位，由模擬調(diào)制解調(diào)器和回路信道的隨機調(diào)用計時確定。模擬調(diào)制解調(diào)器的數(shù)模轉(zhuǎn)換器按獨立的時鐘運行。

然而，由于數(shù)字調(diào)制解調(diào)器使用的實際的編解碼器鎖定在網(wǎng)絡(luò)計時，不受數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的控制，所以數(shù)字調(diào)制解調(diào)器不可能調(diào)整上行數(shù)字化設(shè)備的采樣相位。因此，可能會降低數(shù)據(jù)吞吐量。

從模擬調(diào)制解調(diào)器的分離時鐘信號產(chǎn)生了另一個問題。如上所述，模擬調(diào)制解調(diào)器的數(shù)模轉(zhuǎn)換器按照獨立于網(wǎng)絡(luò)的時鐘運行。這個時鐘的頻率假設(shè)為8000采樣/秒。不過，根據(jù)模擬調(diào)制解調(diào)器中使用的石英類型，該頻率可能稍有偏差。由于數(shù)字調(diào)制解調(diào)器必須鎖定在網(wǎng)絡(luò)計時，模擬調(diào)制解調(diào)器的時鐘信號和數(shù)字調(diào)制解調(diào)器的時鐘信號之間，即使微小的頻率差異也將會導(dǎo)致數(shù)據(jù)損失。

雖然是在模擬回路電話信號的條件下介紹這個問題，但是在許多信號傳輸系統(tǒng)中，如果接收到了超出的帶寬，而接收器不能改變編解碼器(或其它類型的A/D轉(zhuǎn)換器)的采樣率和/或相位，也會發(fā)生同樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容