[其他]帶有改進的數字信號處理器的調制解調器

無效

• 申請號: 87104871
• 申請日: 1987-07-15
• 公開（公告）號: CN87104871A
• 公開（公告）日: 1988-02-03
• 發明（設計）人: 史蒂芬·R·斯威茨;馬諸·F·亞斯利;倫迪·D·納施;塔魯納·扎扎迪;西思亞·A·帕尼拉;格曼·E·科里亞;橋治·R·索馬斯;約翰·N·馬丁
• 申請（專利權）人: 哈依斯微型計算機產品公司
• 主分類號: H04L27/02
• 分類號: H04L27/02;H04L27/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 李強

本發明涉及用于調制解調器的數字信號處理和控制裝置。更具體地說，本發明提供了對在中速調制解調器中使用的數字信號處理和控制裝置的多種改進，它們降低了實現這種采用數字信號處理的調制解調器所要求的復雜性和存儲器大小。

近年來，利用數字信號處理裝置來實現中速和高速調制解調器已很普遍。與采用模擬電路的較老技術相比，數字信號處理提供了實現這種調制解調器的不很昂貴的途徑。絕大多數的中速和高速調制解調器是將信息編碼為發送機連續鍵入（波特數）之間的相位變化或相位和幅值的變化。自然，每個波特時間編碼的位數越多，用于發送的相位/幅值構形就變得越復雜。

隨著編碼構形的復雜性增加，接收調制解調器的相位檢測裝置的可允許誤差降低。此外，在全世界最普遍使用的調制解調器數據傳輸結構中，以超過1200位/秒的速度發送的調制解調器通常在編碼構形中包括多個同相位但不同幅值的點。因此，在這種調制解調器中可允許的幅值失真是有限的。

在實現這種調制解調器時，數字信號處理已經是特別有用的，這是因為在傳輸通道中構成電路所必須的精密模擬元件，特別是在所感興趣的帶寬范圍內使相位失真為最小的濾波器成本相對較高。

此外，在這種調制解調器中采用數字信號處理方案克服了伴隨復雜模擬濾波器而發生的元件值變化包括作為環境溫度的函數的變化和隨時間而發生的漂移的嚴重問題。

在已有技術中用于中速到高速調制解調器的大多數數字信號處理方案都是直接實現常規數字信號處理理論的結果。這些對本鄰域內的熟練人員是公知的，作為一個總的第一步近似，一個數字信號處理系統中所感興趣的最高頻率值越大，系統即變得越復雜。總的來說，在這樣一個系統中使用的濾波器的Q增加并且被處理的信號的頻率增加時，數字濾波器的位長和濾波器工作所要求的處理時間也增加，這就導致了采用數字信號處理的中速和高速調制解調器實現起來相當復雜。

最近，已經可以買到為進行數字信號而專門設計的微處理器，如得州儀器公司（Texas????Instruments????Corporation）最近制造的TMS32010。這種處理器所具有的結構和指令集特別適用于這些工作，包括在相對較短時間內執行相對較大數目的多重運算的能力。當然，在實現一個采用數字信號處理的調制解調器時，所有必要的數字信號處理都必須是實時進行。此外，如果設計者對采用專門用于數字信號處理的微處理器（如TMS3210）僅是簡單地實現了常規的公開內容和通常用于為一個智能化調制解調器提供智能的控制方案，則在一個智能化調制解調器（例如美國專利第4，431，867號中所示的類型）的條件下實現這樣一個方案將導致系統要求一個大的存儲器并且某些系統資源不能充分利用。這樣，在采用數字信號處理的中速到高速調制解調器的領域內需要提供一個系統，它能進行可用資源的最大利用，特別是它不必使存儲器結構加倍即可滿足數字信號處理裝置和實現一個智能化調制解調器的正常智能化功能的存儲器雙方的存儲需要。

另外，還有一個需要是要有效地并且不很復雜地實現所需的數字信號處理功能，這些功能借助于以下的事實，即在一個采用這種調制解調器的系統最終傳輸的信息中所感興趣的僅是離散的相位/幅值點。此外，還需要有盡可能是最簡單的電路布局，它可完成所要求的工作并利用了一個專用數字信號處理器DSP（如TMS32010）的能力。

考慮到一個外裝DSP微處理器的相對能力和用于實現調制解調器的其它智能化功能的一個常規微處理器的可用處理能力，還需要最大限度地利用常規微處理器來構成這樣一個調制解調器，并使連接該系統的這些部件所必須電路的復雜性減為最小。因此，希望能設計一個調制解調器的結構，它可將這些附加電路中的大多數收集到一個單一的專用集成電路（如一個門陣列）之中。

在此公開的本發明優先實施方案被設計為可實現CCITT的標準V.22/V.22bis，如本領域內的熟練人員所知，V.22/V.22bis調制解調器的2400位/秒的模式是600波特（band），每波特4位，用于發送和應答模式的載波分別是1200和2400Hz。已有技術中用于這種調制解調器的發送脈沖成形數字濾波器的設計要求實現一個發送濾波器，它具有一列給定長度的寄存器以處理2400Hz的載波。然而，由于在為這樣一個調制解調器發送信號時，靠近一個波特時間中部的信號特征是唯一的真正關鍵性結果，本發明的發明人發現有可能在濾波器的抽頭上動態地改變系數以便在較小的裝置上實現同一傳輸功能。