以冗餘模式採用至少兩個信道的信道發送系統的製作方法

2023-06-26 06:05:56 2

專利名稱：以冗餘模式採用至少兩個信道的信道發送系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及用冗餘模式使用至少兩個信道的發送系統，該系統包括發送裝置，具有用於接收待發送的信息的輸入口，與所述的信道相連的用於廣播待發送的信息的輸出口，與所述的口之一相連的用於延遲待發送的信息的第一發送延遲單元。
接收裝置，具有用於從所述的信道接收信息信號的口，用於測量不同信道的質量的測量電路，用於從所述的信道中選擇其中一個信道的網絡電路。
這樣的系統在希望通過避免錯誤並提供一定的抗擾特性來獲得良好的發送質量的電信領域具有重要應用。
美國專利N 3409,875描述過一個這種類型的系統。根據這個已知技術，產生延遲T的延遲單元永久與發送裝置的輸出口之一的相連，而接收裝置的輸出口與信道之一相連。質量測量電路通過比較來自兩個信道的信號進行分析，並且一旦發出差異的信號，接收裝置的輸出口就在固定的一段時間T內與作為備用信道的另一信道相連。這樣，集中小於T的時間間隔和同時影響各信道的幹擾有效地得到了抑制。然而，當信道產生一個變化的延遲來發送並且通過信道發送的信號的延遲不能預知時這種系統就不再適用，因為不可能通過符合計數器分析信息質量。此外，當備用信道與輸出口相連時該系統不能消除發生在備用信道上的差錯。
本發明提出一種在本文開頭部分所述的不存在這種缺陷的類型的系統。
因此，上述這種系統的特徵是在發送裝置一側，提供具有將發送的信息分成塊的劃分劃電路，及對於這些塊中的每一個劃分一個差錯檢測碼的分配電路，而在接收裝置的一側，提供具有產生一個差錯塊的指示的差錯碼分析電路。
在閱讀了下文描述的實施例進行闡述，本發明的這些和其他方面將變得更清楚。


圖1是根據本發明的一個系統的第一實施例；圖2是根據本發明的第一個方面，說明如何構成待發送的信息；圖3是根據本發明的一個系統的第二優選實施例；圖4是根據該優選實施例，說明如何構成待發送的信息；圖5是作為圖4所示的系統的一部分的發送裝置的細節，圖6是構成根據本發明的一個系統的一部分的延遲確定電路的說明性的實施例，圖7是根據本發明的一個系統的另一實施例，和圖8是構成根據圖7所示的本發明的一系統的一部分的延遲確定電路的說明性實施例。
圖1中的根據本發明系統由一個發送裝置1構成，該裝置具有用於接收發送信息的口5，用於在信道CHA和CHB產生相同的發送信息的兩個口7A和7B，一個插入到信道CHB的路徑上的延遲元件8，用於將該信道上的信息流延遲一個周期T。
該系統也可以由接收裝置10構成，該裝置具有用於接收來自信道CHA和CHB的發送信息的口11A和11B。該系統還包括一個用於恢復由延遲元件8產生的延遲的接收延遲元件12，一個質量測量電路15，該電路的輸入端接收發送的信息流並且根據這種測量確定哪一個信道將被連接到輸出口2。因此電路15包括一個轉換設備22。
根據本發明，如圖1所示的發送系統包括在發送裝置中的一個用於插入錯誤檢測碼的碼插入電路30，而質量測量電路15由兩個其輸入接收來自信道11A和11B的信息流的差錯碼分析電路32和33。根據檢測的差錯，控制電路35通過影響開關電路22確定哪一個信道連接到輸出20。電路30由根據口5接收的信息形成塊的劃分電路40，及計算電路42構成，計算電路42形成與劃分電路40產生的每一個塊有有關的循環冗餘碼。指示塊開始的信號出現在輸出端43上。
圖2表示檢測碼如何插入來自口5並被發送的信息流。該圖中的At以圖表方式表示例如用連續信息表示的要發送的信息。信息被分為塊BL(i)，BL(i＋1)，BL(i＋2)，BL(i＋3)…對於這些塊中的每一個分別分配給一個循環冗餘碼CRC(i－1)，CRC(i)，CRC(i＋1)，CRC(i＋2)…通過在接收端計算這些碼並將其與被發送的進行比較，能容易地檢測出包含至少一個差錯的塊。
這樣，根據本發明的這種測量，不僅能保證在小於周期T的一段時間內免於產生來自信道CHA和CHB的差錯包的脈衝形式的幹擾，而且，可以逐塊的形式從接收器的輸出中確定並分接發送無差錯信息的信道，圖3表示本發明的第二個系統。與圖1中相同的元件標記相同的參考符號。該系統構成一個雙向鏈路上，雙向鍵路使其可能在位置A和位置B之間交換信息流。從位置A發送的信息流輸送到口5而從位置B發送的信息流送到口5′。在這些位置接收的信息流在口20反饋給位置B而在口20′反饋給位置A。這些位置通過信道CHA和CHB沿從位置A到位置B方向連接而通過信道CHA′和CHB′沿相反方向連接。在不脫離本發明的範疇的情況下，還可用任意類型的信道從位置A到位置B發送信息流。例如，有可能不使用相同類型的信道。然而，在本文描述的實例範圍及為簡化說明，全部的發射和接收裝置假定具有相同的結構。
信道CHA和CHB將作為位置A一部分的發送裝置100與作為位置B一部分的接收裝置110相連接。信道CHA′和CHB′將位置B的第二發送裝置200與位置A的第二接收裝置210相連接。應當注意到特別是信道CHA和CHB，電可能從某種構形使用一個可補償因由於使用圖1系統造成的影響的網絡112。例如，在這種情況下，對於一個具有2兆比特/秒速率的鏈路，當每一個信道被分成一組由銅發送器部分S1(如HDSL部分)，包括SDH型(如VC12)的網絡112的發送路部分S2，和第二銅發送器部分S3(HDSL)構成的部分時，如果同步網絡112補償由信道CHB上的發送裝置100產生的延遲，在圖1中通過相對於信道CHB的信道的CHA來表示，兩個信道在第二部分S3的起始處進行相位對準(或大約對準)。因此很可能發生這種情形，因為最優延遲T和由同步網絡產生的延遲的差值一般是同一數量級，即，幾毫秒。因此，在第二部分S3(HDSL)由噪聲產生的錯誤不能以脈衝形式被掩蓋。
為解決這個問題，根據本發明，在圖3所示的系統，延遲元件212和214配置在發送裝置100並分別具有禁止控制器222和224，禁止控制器以決定這些延遲元件是否短路的開關電路形式來表示。延遲元件212，214經調製電路226和228分別與信道CHA和CHB相連，調製電路通過可能的信道產生延遲。禁止控制電路230控制這些短路。為實現這些短路，電路230由禁止信息信號CT控制，禁止信息信號CT在接收裝置110處理並由信道CHA′和CHB′構成的返回信道發送。該禁止信息信號由延遲確認電路235特別根據信道CHA和CHB發送的信息流的相移產生。相移值由其兩個輸入接收信道CHA和CHB發送的所述的信息流的相移測量電路250測量。延遲確認電路235在其輸出236產生被送至多路復用器255的禁止信息信號，該多路復用器多路傳輸該信號和口5′發送的信號，這樣該信息經發送裝置200被發送並通過信道CHA′和CHB′到達位置A的禁止控制電路。
為確認該信息信號CT，首先有必要測量存在於每一個信道發送的信息流之間的相位。因此，將碼數NBL(i)，NBL(i＋1)，NBL(i＋2)，NBL(i＋3)…分配給由分離電路40處理的每一塊。這些碼數由計數輸出43的信號的模數-N計數器258產生。這些數字插入多路復用器260發送的信息。計算電路42計算多路復用器260輸出的任意信息信號的錯誤修正碼。如圖4所示，該圖表示了信道CHA′和CHB′上的信息信號的發送結構。在對稱的雙向發送的情況下指示塊與裝置200和裝置210之間的信息的交換有關。如果有非對稱發送信息信號，CT的結構將不同。相移測量電路250通過測量分開兩信道CHA和CHB上的類似塊的外形的時間來確認該相位。
圖5詳細表示接收裝置110。
首先它包括兩個完成與電路226和228相反的操作並被分別分配給信道CHA和CHB的解調電路301和302。圖5詳細表示了誤碼分析電路32和33。電路32由誤碼計算電路310和碼比較電路311構成，碼比較電路將電路310計算的碼和電路42計算的發送碼進行比較並根據分路器320的輸出重新構造。分路器320也將有效數據，塊BL(i)輸入到可變延遲元件325並將塊數字NBL(i)輸入到電路250。確認是否為塊的差錯狀態的電路311輸出的比較信息被送到與元件325具有相同單元數的第二可變延遲元件333。元件325輸出的信息流在輸入開關電路電路22之前通過延遲元件335有次序地延遲。對於信道CHB也存在同樣的元件。這樣元件350，351，360，365，373和375可與元件310，311，320，325，323和335進行比較。
電路390根據分路器320和360中恢復的信號產生指示其輸出391的塊的起始的信號H′b1。這些信號對應於元件325和365的輸出上的相位一修正塊。經電路250獲得相位修正，電路250確定由元件325和365產生的延遲，特別是由元件333和373產生的延遲，以便在延遲元件335和375的輸入處使信息流進行相位對準。
假定信道CHB產生延遲。如果它被表示為TA是在電路226的輸入和電路301的輸出之間的信道CHA的傳送時間，TB是在電路228的輸入和電路302的輸出之間的信道CHB的傳送時間，電路250確定加到到元件325和333的延遲T1和加到元件365和373的延遲T2，則TA＋T1＝T＋TB＋T2並且T2可能為最小。只要|T＋TB－TA|≤N′就可能進行相位校正，這裡N′等於N/2的整數部分。
在這些塊脫離所述的延遲元件之前，延遲元件335和375使控制電路35有時間來確定塊的狀態。
有關冗餘信道的轉接問題可以參考歐洲專利EP 0454249和EP 0454246。如前所述，延遲確定電路235根據已經討論過的相移測量確定延遲元件212或214短路。這就產生發送到發送裝置100的信息CT。
如果被延遲的信道，例如，CHB，它在發送裝置1被延遲T，而最後在電路250中測得的延遲與信道CHA相比不到T，則S2部分的發送網絡補償由發送裝置1產生的延遲。在這種情況下，延遲確定電路235發命令到禁止元件214並由此啟動元件212。如果不這樣，延遲確定電路235保持命令禁止元件214並由此啟動元件212。
為選擇延遲，須要在希望掩蓋的錯誤包和實行最短可能發送延遲的雙向鏈路的服務規範之間達成折衷。此外，僅在分布網絡的確定的線路才注意到脈衝噪聲的出現。為了僅在必要的情況下輸入一個延遲，有可能在實現階段和進行鏈路限定階段期間測量脈衝噪聲。然而，實現這種測量的費用過高。另外，脈衝形式的噪聲僅來自一天的特定期間出現的電磁活動。當用戶的使用能消除發送延遲的偶然變化時，期望僅在存在脈衝噪聲的期間使用延遲。
圖6以圖表表示的延遲確認電路235的一個實施例有可能通過檢測脈衝噪聲的出現來實現輸入延遲的自動化以便啟動或禁止延遲T的命令送至適當的信道。通過在積分期間Ti比較同時出現的錯誤塊與全部錯誤塊數目的比例來檢測脈衝噪聲的出現，而高比例是脈衝噪聲出現的標誌。
來自電路311，表示為EA(t)的信道CHA上的接收塊的狀態和來自電路351，表示為EB(t)的在信道CHB上的塊的狀態用作圖6中表記為γ0，0(t)和γ′0，0(t)的兩個積分器的輸入參數。
γ0，0(t)計數由表示為400的″邏輯″與門執行的操作和根據EA(t)和EB(t)的狀態計算的操作得到″1″的數目，其規則為當所述的塊為差錯時塊的狀態具有值″1″。
γ′0，0(t)使用由門402執行的″異或″功能。
這樣每一個積分器在時刻t產生的值以下列方式表示0,0(t)=2xt-Tit[EA(x)-EB(x)]dx]]>0,0(t)=t-Tit[EA(x)EB(x)]dx]]>這裡-表示邏輯與表示異或和γ0，0(t)測量在S3部分同時出現錯誤的塊的數目。積分Ti的間隔為接收器的配置參數。該間隔越大，延遲確定電路235啟動或禁止延遲T的頻率越低，而在電路250將兩信道CHA和CHB再一次調為同相的必要時間期間值T的變化導致發送服務的中斷。在時刻t，在Ti期間同時發生錯誤塊的比例Pe(t)由下面結果產生Pe(t)=0,0(t)0,0(t)+0,0(t)]]>在Ti期間的相位初始化之後，在禁止延遲的信道CHA或CHB之間作出選擇的起始和在積分器初始化為″0″的起始，通過下面的方法使用積分器來決定是啟動或禁止延遲T只要脈衝噪聲的效果保持低於閾值Ri，延遲確定電路將延遲T變為0。只要Pe(t)＜Ri，就校驗該條件。Ri是接收裝置110的配置參數。
如果超過閥值Ri，那麼延遲確定電路235將延遲固定為T直到Pe再變為小於Ri為止。當位置B的接收裝置110設計為具有以鏈路上的用戶觀察到的發送性能為特徵的值(Ti，Ri)時上面描述的方法有可能以最佳方式激活延遲T。相同的方法適用於裝置200和210構成的耦合。
電話分布網絡上的線路的脈衝噪聲的統計研究(參考，″存取網絡的寬帶脈衝噪聲測量″J，W.Cook，BT Technol，Vol，11 Nr.3，7，1993)表明較大部分的差錯包具有小於2ms的持續時間。對於特定的按照ITU的建議G 704以2兆比特/秒幀的傳輸服務的HDSL發送情況下，這裡每塊的持續時間為1ms，因此在1和3ms之間進行最佳延遲的選擇。
圖7表示本發明的設置3可自動選擇加到發送端的延遲的裝置值的一個系統的另一實施例。在該系統延遲元件212由信道CHA的延遲元件2121…21M的級聯混合構成而元件214由信道CHB的延遲元件2141-214M的級聯混合構成。每一個這些元件產生一個等於塊持續時間的延遲τ，這樣，由這些元件212和214產生的延遲以τ為一級從0到Mτ變化。Mτ對應於錯誤取消功能的最大允許延遲。
上述工作原理是，如果用塊1，2，3，……的持續時間來減少延遲，則可預測獲得怎樣的改進。如果這些預測的結果不滿足的話，則預測機構尋求以塊1，2，3……的周期增加延遲效果。當各幀的塊尺寸相對錯誤包的長度較小時，預測的準確度較大。其機理可通過圖8所示的延遲確定電路435以下面的方式實現並可以與圖6所示的電路235進行比較。該方法通過特別考慮到由後面描述的積分器產生的信息流的電路455實現。
來自比較器311，通過元件333，表示為EAk(t)的信道CHA上的接收塊的狀態通過由M單元組成的移位寄存器410。來自比較器351，通過元件373，表示為EBk(t)的信道CHB上的接收塊的狀態通過與寄存器410同樣尺寸的移位寄存器420。這些寄存器在電路390(圖5)產生信號H′b1被同步移位。
單元中獲得的值用作圖8中表示為Ck，1(t)和Ck，1(t)的一組符合積分器的輸入參數，在時刻t表示為Ck,l(t)=t-Tit[EAk(x)-EBl(x)]dx]]>和Ck,l(t)=t-Tit[EAk(x)EBl(x)]dx]]>通過下面的方法使用全部積分器來確定在時刻t具有值mτ並且當信道CHB處在發送模式時應該輸入的最佳延遲T的值。
只要脈衝噪聲效果保持小於閾值Ri，電路435將延遲T變為0。如果與PE(t)相比，也將S1部分上的脈衝噪聲考慮進去的PE(t)小於Ri就校驗該條件PE(t)=12[PE(t)+CM-m,M(t)CM-m,M(t)+CM-m,M(t)]]]>如果閾值Ri增加在1和m之間尋找最大整數值，以便RdCM-K，M(t)≤CM，M(t)。
如果存在K，電路435發出命令將T減少持續時間Kτ。如果不存在，在1和M-m之間尋找最小整數k，以便Rc.CM，M-k(t)≤CM，M(t)。Rd和Rc為接收器的配置參數。
如果k存在，電路435發出命令將T增加持續時間Kτ。如果不存在，重新檢測閾值Rd。如果不存在，重新檢測閾值Ri。
上面描述的方法允許延遲T的最佳調整因為發送裝置100和接收裝置110的集合設計為具有由鏈路上的用戶觀察的發送性能為特徵的值(Ti，Ri，Rd，Rc)。這樣的方法顯然適用於發送裝置200和接收裝置210的集合。
權利要求
1.以冗餘模式使用至少兩個信道的發送系統，該系統包括發送裝置，具有用於接收發送信息的輸入口，與所述信道相連的用於廣播發送的信息的輸出口，與所述口其中之一相連的用於延遲發送的信息的第一發送延遲元件，接收裝置，具有從所述的信道接收信息信號的口，用於測量各個信道的質量的測量電路從所述信道選擇一個信道的網絡電路，該系統特徵在於，在發送裝置側提供用於將發送的信息劃分成塊的劃分電路，和將錯誤檢測碼分配給每一個塊的分配電路，而在接收裝置側，提供產生錯誤塊的指示的錯誤碼分析電路。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，有與其他輸出口相連的第二發送延遲元件，與每一個所述延遲元件相連的延遲控制裝置，從接收裝置到發送裝置的返回信道，延遲確定電路，用來以質量分析電路提供的一個質量測量值為函數，通過所述返回信道引導所述的延遲控制裝置。
3.根據權利要求1或2所述的系統，其特徵在於延遲確定電路還包括兩個積分器γ0，0和γ′0，0，該積分器用於通過計算在給定的積分區間觀測到的同時出現錯誤塊的數目和全部錯誤塊的數目之間的比例來確定脈衝噪聲的出現。
4.根據權利要求1至3其中之一所述的系統，其特徵在於，延遲元件為可變的並且延遲確定電路指示該延遲的持續時間。
5.根據權利要求4所述的系統，其特徵在於，分析電路產生性能指示，延遲確定電路還包括一組積分器Ck，1，對於不同的延遲元件的各值預測各性能改進並由此用於確定要施加的最佳延遲值。
6.根據權利要求4或5所述的系統，其特徵在於，對於具有確定的持續時間的塊，可變的延遲元件以等於每一塊的持續時間的值為一級來變化。
7.用於權利要求1至6其中之一所述的系統的發送裝置，包括用於接收發送信息的輸入口，與所述信道相連用於廣播發送信息的輸出口，與所述口之一相連用於延遲發送信息的第一發送延遲元件，與其他輸出口相元件的第二發送延遲元件，及與每一個所述的延遲元件相連的延遲控制裝置。
8.用於權利要求1至6其中之一所述的系統的接收裝置，包括用於從所述的信道接收信息流的入口，用於測量各信道品質的測量電路，用於選擇至少一個所述的信道的轉接電路，與轉接電路相連用於產生發送信息流的輸出口，延遲確定電路，以質量分析電路產生的質量測量值為函數，所述控制信道引導所述延遲控制裝置。
全文摘要
在冗餘模式下實現至少兩個信道的信息發送系統。該發送系統使用兩個信道(CHA，CHB)。它包括發送裝置(1)，具有用於接收發送信息的輸入口(5)，與所述信道相連用於廣播發送信息的輸出口(7A，7B)，與所述口其中之一相連用於延遲發送信息的第一發送延遲元件，接收裝置(10)，具有接收來自所述信道的信息信號的口(11A，11B)，用於測量不同信道品質的測量電路(15)，用於選擇一個所述信道的網絡電路(22)。在發送裝置設置用於將發送的信息分成塊的分離電路(40)，和用於將錯誤檢測碼分配給每一個塊的分配電路(42)，而在接收裝置(10)，設置產生網絡電路(22)的錯誤塊指示的錯誤碼分析電路。
文檔編號H04B1/74GK1146102SQ96110419
公開日1997年3月26日 申請日期1996年5月23日 優先權日1995年5月23日
發明者F·比森 申請人:菲利浦電子有限公司