[發(fā)明專利]用于不良傳輸媒介的調制解調器結構

無效

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• 申請日: 1986-05-19
• 公開（公告）號: CN1016556B
• 公開（公告）日: 1992-05-06
• 發(fā)明（設計）人: 迪克·胡斯·哈托格斯
• 申請（專利權）人: 泰利比特公司
• 主分類號: H04L27/02
• 分類號: H04L27/02;H04J4/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 鄒光新

本發(fā)明一般涉及數據通訊領域，更具體涉及到高速調制解調器。

最近出現了專門為用于直接數字數據的傳輸而設計的電話線，然而，絕大多電話線是為輸送模擬語音頻率（VF）信號而設計的。調制解調器用于對載波信號進行調制以使其具有數字編碼信息，和用于對調制的載波信號進行解調以便對其攜帶的數字信息進行譯碼。

現有的VF電話線有若干缺點，這些缺點降低了解調制解調器的性能，和限止了可以以低于要求的誤差速率傳輸數據的速率。這些缺點包括在VF電話線上存在頻率相關噪聲。存在由VF電話線引入的頻率相關相位延遲，和存在頻率相關信號損耗。

一般地說，一個VF電話線的可用頻帶是從略為高于零赫茲到4千赫茲左右。電話線噪聲的功率頻譜并不是均布的。通常也是不確定的，因而，也沒有一種先有的方法能求知在VF線上的在有用帶寬上的噪聲頻譜的分布。

此外，由于頻率相關傳播延遲是由VF線引起的，因而對一個復多頻信號，VF電話線會引起在信號的各種成份之間的相位延遲。而且這種相位延遲是不能推斷的，而必須對各條電話線單獨在傳輸數據的特定時刻予以測量。

另外，在VF電話線上的信號損耗是隨頻率而變的。等效噪聲是每個載頻的信號損耗分量加噪聲頻譜分量，此兩個分量是用分貝（dB）測量的。

一般說來，現有技術的調制解調器用換擋將速率降到可以獲得滿意的誤差速率來補償等效線噪聲和信號損耗。例如，在發(fā)明人為巴倫（Baran）的美國專利4，438，511中，介紹了一種由甘道夫數據公司制造的稱之為SM9600超級調制解調器。當線路中因存在噪聲而使傳輸質量降低時，SM9600就“換擋”或將其傳輸速率降至4800比特/每秒或2400比特/每秒。上述專利中描述的系統以64個正交調制載波傳送數據，為了補償VF線上的噪聲的頻率相關性質，上述系統采用停止傳送那些與線上具有最大噪聲分量的頻率相同的載頻。于是，此系統是用中斷在VF線上噪聲頻譜最高的那些點的載頻上的傳輸從而顯著降低了它們容量。此系統實質上是根據VF線的噪聲頻譜的分布作了發(fā)一不發(fā)判決。本發(fā)明則是對巴倫（Baran）專利的方法的改進。

大多數采用現有技術的系統采用一個均衡系統補償由VF線帶來的頻率相關相位延遲。在接近有用頻帶的邊緣頻率分量處引入了最大相移。因而，接近頻帶中心的頻率分量被延遲，以便使得在頻帶外邊的頻率份量趕上，為了完成上述延遲均衡需要附加的電話。

在VF電話線上與雙向傳輸有關的另外一個問題是在出入信號之間可能存在干擾。一般地，用下列三種方法的其中一種可以達到將上述兩種信號分開和隔離：

（1）頻率多路傳輸。以不同的頻率用來傳輸不同的信號。這種一種在以解制解調器為基礎的長途通訊系統中普遍采用的方法。

（2）時間多路傳輸，即不同的時間段用于給不同的信號進行傳輸。這種方法常用于半雙工系統，在這種半雙工系統中，發(fā)信機在發(fā)完它所有的數據之后才發(fā)棄一個信道。

（3）編碼多路傳輸，用于交碼傳送信號。

所有上述系統都是根據系統最初設計階段規(guī)定好的固定比例分割可利用的空間。然而，這些固定不變的比例可能不適合于呈現于每個調制解調器的實際的通訊負荷問題。例如，與一個遠距離主機相連的個人計算機工作站的一個工作人員可能要打10或20字符并且收到一整幅屏幕的回答在這種情況下，在發(fā)和收調制解調器之間相等分配信道的固定比例可能給個人計算機工作站分配過過多的信道。這樣一個按實際通訊負荷情況需要分配信道容量的調制解調器將會大大增加信道容量的利用效率。

本發(fā)明是一個用于撥號VF電話線的高速調制解調器。本調制器采用一個多載波調制方式和向各載波可變地分配數據和功率，以便使整個數據傳輸速率達到最大。而載波間的功率分配則受到這樣一種限制;所分配的總功率必不能超過規(guī)定的極限。

在最佳實施中，調制解調器還包括一個分配系統，用來根據實際用戶的要求共同控制在兩個調制解調器（A和B）之間的通訊鏈路。

本發(fā)明的另一方面是提供了一種用于補償頻率相關相位延遲和防止符號間干擾而無需均衡網絡的系統。

按照本發(fā)明，在每個載頻上對不同復雜程度編碼數據元采用正交振幅調制（QAM）。在每個載頻上的等效噪聲分量則通過在兩個調制解調器（A和B）之間的通訊鏈路進行測量。

由現有技術可知，如果比特差錯率（BER）要維持在規(guī)定的水平以下，那么在給定的載頻上傳輸一定復雜程度的數據無所需的功率必須增加（如果在上述那個給定頻率上的等效噪聲分量增加的話）。同樣，要增加數據的復雜程度，則信噪比S/N就必須增加。