信號電平調整設備的製作方法

2023-08-06 14:05:16 2

專利名稱：信號電平調整設備的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及數字用戶線系統，尤其是用於對這種系統中的多頻音信號進行信號電平調整的設備。
在例如非對稱數字用戶線(ADSL)系統中，模擬信號是間隔為4.3kHz的255個音調所組成的多頻音信號。
根據標準管理ADSL系統，被傳最大功率譜密度(PSD)被規定為一個恆定值，也就是說，它對所有的音調或頻率來說都是相同的。
然而在到達另一端之前，被傳信號在電話線上將會被衰減。此外，衰減將隨頻率而變化，這樣較低頻率的音調將會比較高頻率的音調衰減得少。同樣，衰減將隨電話線的長度而變化，這樣較長電話線將比較短電話線對信號的衰減多。
因此，即使傳送的PSD被標準規定成一個常數，接收方的接收信號PSD也將隨頻率而變化。
ADSL鏈路的比特率是分配給由幀時間所劃分的各個單獨音調的比特的總和，它由標準規定為246.3μs。可以允許為每個音調分配達到15個比特。實際上，可用於一個音調的比特的實際數目是在所謂的「訓練序列」中被決定的，該序列在ADSL數據機被加電時啟動。在訓練序列期間，遠端方發送具有恆定PSD的預定圖案，而接收方計算每個輸入音調的信噪比(SNR)。然後，通過一個算法來計算可用於每個音調的比特數，該算法可以近似為SNR＞3N+9.6+Gm+Gc其中N是分配給一個音調的比特數，Gm和Gc是常數。
這意味著接收機中的SNR越高，可以分配給一個音調的比特就越多。
接收機中的噪聲電平通常近似是一個白噪聲，即對所有頻率來說都是恆定的PSD，並且它經常是由接收路徑中的A/D轉換器來決定的。
由於接收機的噪聲最低限度近似是白色的，並且被接收信號隨頻率變化很大，因此由於較低的SNR，與較低頻率的音調相比較，較少比特會被分配給較高頻率的音調。
這是依照本發明，藉助接收路徑中使較高頻比較低頻升壓更高的可編程濾波器來實現的。
通過使用可編程濾波器，有可能在訓練序列期間得到用於接收信號的平坦PSD。
在被說明的實施例中，傳輸線1經由一個前置放大器3而被連接到可編程高通濾波器2的一個輸入端上。需要指出的是前置放大器3並非在所有應用中都是必需的，但是傳輸線1可以直接連接到高通濾波器2的輸入端上。可編程高通濾波器2可以是任意已知的這種濾波器。
濾波器2的輸出端被連接到可編程增益控制(PGC)單元4的一個輸入端上，該單元的輸出端被連接到模-數(A/D)轉換器5的一個輸入端上。PGC單元4可以是任意已知的這種單元。
A/D轉換器5的一條輸出信號總線15被連接到數位訊號處理器(DSP)6的一組輸入端上，所述數位訊號處理器具有連接到濾波器2的一組輸入端8上的一組控制輸出端7，和連接到濾波器2的使能輸入端10上的一個使能輸出端9，連接到PGC單元4的一組控制輸入端12上的一組控制輸出端11，以及連接到PGC單元4的使能輸入端14上的使能輸出端13。
根據本發明與訓練序列相關的設備的操作將在下面被描述。
由ADSL收發信機(未示出)送出的多頻音信號在傳輸線1上被接收。
首先，DSP6的使能輸出端9和13都是低，這意味著被接收的多頻音信號將會經過濾波器2和PGC單元4，直接到達A/D轉換器5。
在A/D轉換器5中，接收到的多頻音信號被轉換成一個數位訊號並被提供給DSP6。
在DSP6中，多頻音信號中最高和最低音調的信號電平被分析。
通常，最高的音調具有明顯比最低音調低的信號強度，並因此還具有一個更低的SNR。
DSP6將其使能輸出端9設置為高。由此濾波器2被啟動以進行編程。經由DSP6的一組控制輸出端7，濾波器2被編程，這樣最高音調和最低音調的信號強度變得相等。在編程過程中，這受到DSP6的監視。
然後，DSP6的使能輸出端9被再次設置為低。此後，DSP6的使能端輸出13被設置成高，以啟動PGC單元4進行編程。
經由一組控制輸出端11，DSP6對PGC4的增益進行編程或是調整，這樣來自PGC4的總的信號電平與A/D轉換器5的動態範圍相一致。在編程期間，這受到DSP6的監視。
此後，DSP6的使能輸出端13被再次設置為低，並且訓練序列被結束。
明顯的從上可知，現在任何頻率上的SNR都是相等的，這意味著分配給一個ADSL幀的總的比特數將會更高，並且因此比特率將會提高。
權利要求
1.一種在數字用戶線系統中，對在訓練序列期間從傳輸線上接收到的多頻音信號進行信號電平調整的設備，其特徵在於，它包括-其輸入端子與傳輸線(1)相連接的一個可編程高通濾波器(2)；-其輸入端子與高通濾波器(2)的輸出端子相連接的一個可編程增益控制單元(4)，其輸出端子連接到一個模-數轉換器(5)的一個輸入端子；-其輸入端子與模-數轉換器(5)的輸出總線(15)相連接的一個數位訊號處理器(6)，其第一控制輸出端子(7，9)連接到高通濾波器(2)的控制輸入端子(8，10)上，第二控制輸出端子(11，13)連接到可編程增益單元(4)的控制輸入端子(12，14)上，該數位訊號處理器(6)適合於對多頻音信號的最高和最低音調之間的信號電平差進行檢測，並且響應於檢測到的差值，經由高通濾波器(2)的控制輸入端子(8，10)而對該高通濾波器(2)進行編程，使得最高音調的信號電平等於最低音調的信號電平，而且數位訊號處理器(6)適合於經由可編程增益控制單元(4)的控制輸入端子(12，14)對該可編程增益控制單元(4)進行編程，以調整其輸出端子上總的信號電平，使之與模-數轉換器(5)的動態範圍相一致。
2.如權利要求1的設備，其特徵在於可編程高通濾波器(2)的輸入端子經由前置放大器(3)而被連接到傳輸線(1)上。
全文摘要
為了在DSL系統中，對在訓練序列期間從傳輸線(1)上接收到的多頻音信號進行信號電平調整，一個可編程高通濾波器(2)被連接到傳輸線(1)上。一個可編程增益控制單元(4)被連接到濾波器(2)和A/D轉換器(5)之間。一個數位訊號處理器(6)，其輸入端與A/D轉換器(5)相連，其控制輸出端(7，9)被連接到濾波器(2)的控制輸入端(8，10)上，控制輸出端(11，13)被連接到增益控制單元(4)的控制輸入端(12，14)上。處理器(6)對多頻音信號的最高和最低音調之間的信號電平差進行檢測，並對濾波器(2)進行編程，使得最高和最低音調的信號電平相等。處理器(6)進一步對增益控制單元(4)進行編程，以將其總的信號輸出電平調整成與A/D轉換器(5)的動態範圍相一致。
文檔編號H04B3/04GK1399816SQ0081615
公開日2003年2月26日 申請日期2000年10月31日 優先權日1999年11月23日
發明者A·約翰松, S·巴卡雷 申請人:艾利森電話股份有限公司