用於不良傳輸媒介的數據機結構的製作方法

2023-12-02 17:27:51 6

專利名稱:用於不良傳輸媒介的數據機結構的製作方法
本發明一般涉及數據通訊領域，更具體涉及到高速數據機。
最近出現了專門為用於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。數據機用於對載波信號進行調製以使其具有數字編碼信息，和用於對調製的載波信號進行解調以便對其攜帶的數字信息進行解碼。
現有的VF電話線有若干缺點，這些缺點降低了解數據機的性能，和限止了可以以低於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於零赫茲到4千赫茲左右。電話線噪聲的功率頻譜並不是均布的，通常也是不確定的，因而，也沒有一種先的方法能求知在VF線上的在有用帶寬上的噪聲頻譜的分布。
此外，由於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附頻率而變的。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，現有技術的數據機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，在發明人為巴偏(Baran)的美國專利4，438，511中，介紹了一種由甘道夫數據公司製造的稱之為SM9600超級數據機。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個正交調製載波傳送數據，為了補償VF線上的噪聲的頻率相關性質，上述系統採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。於是，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一不發判決。本發明則是對巴(Baran)專利的方法的改進。
大多數採用現有技術的系統採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電話線上與雙間傳輸有關的另外一個問題是在出入信號之間可能存在幹擾。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。這是一種在以解制解調器為基礎的長途通訊系統中普遍採用的方法。
(2)時間多路傳輸，即不同的時間段用於給不同的信號進行傳輸。這種方法常用於半雙工系統，在這種半雙工系統中，發信機在發完它所有的數據之後才發棄一個信道。
(3)編碼多路傳輸，用正交碼傳送信號。
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於呈現於每個數據機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字符並且收到一整幅屏幕的回答。在這種情況下，在發和收數據機之間相等分配信道的固定比例可能會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數據機將會大大增加信道容量的利用效率。
本發明是一個用於撥號VF電話線的高速數據機。本調製器採用一個多載波調製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定的極限。
在最佳實施中，數據機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數據機(A和B)之間的通訊鏈路。
本發明的另一方面是提供了一種用於補償頻率相關相位延遲和防止符號間幹擾而無需均衡網絡的系統。
按照本發明，在每個載頻上對不同複雜程度編碼數據元採用正交振幅調製(QAM)。在每個載頻上的等效噪聲分量則通過在兩個數據機(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)要維持在規定的水平以下，那麼在給定的載頻上傳輸一定複雜程度的數據元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，要增加數據的複雜程度，則信噪比S/N就必須增加。
在本發明的一個實施例中，數據和功率被分配，使得在外部比特誤差速率和總的可用功率限制的範圍內總的數據速率最大。功率分配系統計算臨界所需的功率，以增加來自n至n+1信息單位的每個載波上的符號速率。該系統於是把信息單位分配給要求最小附加功率的載波，以便用一個信息單位增加其符號速率。因為臨界功率取決於實際建立的傳輸鏈路的等效噪聲譜的值，所以功率和數據的分配是門滿足對這個具體鏈路的噪聲的補償要求的。
另一方面，根據本發明，對在每個載波上的頭一段符號給予重新傳輸以形成一個持續為TE+TpH的安全保護時間波形，其中TE是符號的持續時間，TPH為首段持續時間。TPH的數值是大於或等于波形的任何頻率分量的最大估測的相位延遲。例如，用時間系列xo……xn-1表示TE時間內發送的符號，則用時間序列xo…xn-1，xo…xm-1表示在TE+TPH時間內發送的時間保護波形。m與n之比是等於TPH與TE之比。
在接收數據機中確定時間保護波形的第一頻率分量的到達時間。為To在時間To+TPH時開始取樣周期，其持續時間為TE。
這樣，在每個載波頻率上整個符號被取樣，從而清除了符號間的幹擾。
又根據本發明，對數據機A與B之間的傳輸鏈路的分配控制是通過設定在一個傳輸周期內每個數據機可以發送的限額分組數完成的。一個分組(包)的信息包括載波集上的編碼數據，這些載波構成一個波形。每個數據機也被限制於發送最小分組目，以維持在數據機之間的通訊鏈路。於是，即使一個數據機沒有數據可傳輸，上述最小分組仍維持定時，而讓其他參數予以傳輸。另一方面，如果對一個數據機的數據量是比較大的話，則在把控制讓給其他數據機以前，限制它只傳輸最大的限定的分組數目N。
實際上，如果數據機A有小量數據而數據機B具有大數據量，則數據機B將在大部份時間內獲得對傳輸鏈路的控制。如果控制首先分配給數據機A，則它將只傳輸最小分組數I。於是，數據機A只能短時間有控制權。然後將控制分配給傳輸N系列的B數據機B，其中N可以是很大的。然後控制又被分配給數據機A，而數據機A在將控制交還給B以前發送I系列。
因而，控制的配給是正比於I與N之比的。如果在數據機A上的數據傳輸要求L系列，其中L是在I和N之間，則分配是正比於L與N之比。這樣一來，傳輸鏈路的分配是根據用戶的實際需要而變化的。
於是，對每個數據機不需要相同的最大分組數N，而是可以改變的，使之適應由數據機A和B已知要傳輸數據的不均衡情況。
另一方面，根據本發明，信號損耗和頻率偏移在數據確定以前進行測量。跟蹤系統根據測量值確定變化並補償這些變化。
根據本發明，又包括一個用確定To的精確值的系統。這個系統利用了兩個定時信號，這兩個定時信號在f1和f2時插入到由數據機在時間TA時發送的波形中。第一和第二定時信號在時間TA時的相對相位差為零。
在數據機B接收到上述波形後，通過檢測f1上的能量，可以粗略估測到其接收時間TEST。利用在時間TEST時的兩個定時信號之間的相對相位差可獲得精確的定時基準To。
圖1給示出了在本發明中利用的一載波集。
圖2是表示每個載波的QAM的構象圖。
圖3是本發明實施例的方框圖。
圖4是表示本發明的同步過程的流程圖。
圖5是一系列表示對0，2，4，5，6比特數據元素的構象圖，並給出了對於每個構象的示例性的信號噪聲比和功率電平。
圖6是一個說明充水(waterfilling)算法的圖形。
圖7是表示在本發明中採用的充水算法的直方圖。
圖8是說明在上述載波集中的頻率分量上的頻率相關的相位延遲效應的圖形。
圖9是一個說明在本發明中使用的用以防止符號間幹擾的圖形。
圖10為說明接收發送的載波集的方法的圖形。
圖11為說明調製模板的示意圖。
圖12為說明上述調製模板中一個方塊中的象限的示意圖。
圖13為本發明的硬體實施例的示意圖。
本發明是提供一個這樣的數據機它可自適應地分配在一頻率集中的各種載波頻率之間的功率以補償頻率相關的線路噪聲;省去了用以補償頻率相關的相位延遲的均衡電路;提供一種雙工機構，這種雙工機構根據變化的信道負載條件分配在發和收的數據機之間的信道。下面要介紹本發明的其他特點。
為了使讀者容易理解本發明首先根據圖1和圖2對用在本發明中的頻率集和調製方案予以簡要的介紹。然後根據圖3介紹本發明的具體的實施例。最後，結合圖4至圖13介紹本發明的各種特點的工作原理。
調製和載波集結構現在參見圖10圖1示出了本發明的發送集10的一個概要的表示。此集包括512個載波頻率，這512個載波頻率在可4千赫的VF頻帶內均勻排列。本發明採用正交幅度調製(QAM)，其中在每個載波頻率上的相位獨立的正餘弦予以發送。在給定的載波頻率上發送的數字信息則通過在那個頻率上振幅調製上述獨立的正弦和餘弦信號進行編碼。
QAM系統以一個總比特速率RB發送數據。然而，每個載波上的傳輸速率(以符號或比特速率Rs表示)只是RB的一個小部份。例如，如果在兩個載波之間相等地分配數據，則Rs＝RB/20在最佳實施例中，在每個載波上對0，2，4，5，或6比特數據進行編碼，每個載波的調製每136毫秒改變一次。假設對每個載波為6比特Rs，則理論上的最大的RB可獲得22，580比特/秒(bps)0假設在75%的載波為4比特Rs，則典型的可實現的Rs約為11，300bps。達到這麼極其高的Rs的比特誤差速率小於1個誤差/100，000比特。
在圖1中，許多垂線14把每個集分成為以後稱之為「時片」(「epochs」)的時間增量。「時片」(epoch)的持續時間為TE，其中TE的數值是如下所述的方法確定的。
現在參考圖2，介紹用於把數字數據編碼到各種載波頻率上的QAM系統。圖2表示了第n個載波的四比特「構象」20。一個四比特數可以假設為16個離散值。在構象中的每個點代表一個矢量(xn，yn)，Xn和Yn分別為在上述QAM系統中的正弦信號和餘弦信號的振幅。下標n表示被調製的載波。相應地，四個比特構象需要4個離散的Yn和四個離散的Xn值。如下面要詳述的，為了增加在給定載波頻率上發送的比特數，考慮到在該頻率上的等效噪聲分量，就需要增加功率。在四比特發送的情況下，接收數據機必須能對Xn和Yn的振幅係數的四個可能的值進行鑑別。此鑑別力取決於對於一個給定的載波頻率的信號噪聲比。
在最佳實施例中，分組技術用來減少誤差速率。一分組包括調製的一「時片」載波和誤差檢測數據。重發每個有誤差的分組，直至到糾正為止。在不要求重發數據的那些系統中，具有前向誤差糾正碼的那些「時片」可以予以利用。
圖3為本發明的一個實施例的方框圖。下面介紹一個始發數據機26，它連接到一個在一個公共交換電話線上的一段通訊鏈路的起端。我們知道，一個通訊系統也包括一個連接到通訊鏈路的應答端的應答數據機。在下面的討論中，用最初的始發數據機的參考號指定在應答數據機中相應於與在始發數據機中的相同的或相似的那些部份。
現在再參閱圖3。由數據機26的發送系統28在數據輸入端30接收輸入的數據流。將該數據作為一個序列數據貯存在一個緩衝存儲器32中。緩衝存儲器32的輸出送到調製參數發生器34的輸入端。調製參數發生器34的輸出送到一個矢量表格緩衝存儲器36，而此存儲36又與調製器40的輸入端相連。調製器40的輸出送至時間序列緩衝器42，而此時間序列緩衝器42又與包括在一個模凝I/O接口44中的數-模變換器43的輸入端。接口44將數據機的輸出送至共公交換電話線48。
一個接收系統50包括一個模-數變換器(ADC)52，此變換器則與公共交換電話線48相連，它包含在接口44中。來自ADC52的輸出送至接收時間系列緩衝器54，緩衝器54也與解調器56的輸入端相連。解調器56的輸出被送至接收矢量表格緩衝器58，緩衝器58也與數字數據發生器60的輸入端相連。數字數據發生器60的輸出送至接收數據比特緩衝器62，緩衝器62也與輸出端64相連。
控制與調度單元66與調製參數發生器34，矢量表格緩衝器36，解調器56，及矢量表格緩衝器58相連。
現在對圖3中的實施例的功能予以概要的說明。在傳輸數據以前始發數據機26與應答數據機26一起測量在每個載波頻率上的等效噪聲電平，確定在每個載頻上要發送的每一「時片」的比特數，及給每個載頻分配功率，對此下面要詳細加以說明。
來到的數據在輸入端被接收，格式化成為比特序列後貯存在輸入緩衝器32中。
調製器34用上述QAM系統的每個載頻，把給定的比特數編碼成為一個(Xn，Yn)矢量。例如，如果確定要將四比特以頻率fn發送，則就要將來自比特澆的四比特轉換成在圖2的四比特構象中的16個點中的一個。上述每個構象點相應於四比特的十六種可能的組合中的一個。對頻率n的正弦和餘弦信號的振幅則相應於四比特編碼位序列的構象中的點。然後將(Xn，Yn)矢量貯存在矢量表格緩衝器36中。調製器接收頻率集中的載波矢量(Xn，Yn)表格，並產生代表包括QAM載頻的波形的數字編碼時間系列。
在最佳實施例中，調製器40包括一個快速富利衰變換(FFT)和實行採用(X，Y)矢量作為FFT係數的反FFT運算。矢量表格包括代表512頻率構象的1，024個FFT獨立的各點0反FFT運算產生在代表QAM集的時間系列中的1，024個點。這個數字編碼的時間系列的1，024個元素被貯存在數字時間系列緩衝器42中。該數字時間序列由模-數變換器43變換成為模擬波形而接口46使該信號適應傳輸的要求。
現在再說接收系統50，由接口46發送從共公交換電話線48來的被接收的模凝波形並送到模-數變換器52中。模-數變換器52將模凝波形變換成數字的1，024個入口時間系列表格，此入口時間系列表格貯存在接收時間系統緩衝器54中。解調器56把1，024個入口時間系列表格變換成512入口(Xn，Yn)矢量表並貯存在接收矢量表格緩衝器58中。這個變換是通過對時間系列實行FFT完成的。注意有關對每個頻率的載波編碼的比特數的信息已經預先貯存在解調器和數字數據產生器60中，這樣，貯存在接收矢量表格緩衝器58中的(X1Y)表格可以被數字數據發生器60變換成輸出數據比特序列。例如，如果(Xn，Yn)矢量代表一個四比特序列，則此矢量可以被數字數據發生器60變換成一個四比特序列和貯存在接收數據比持緩衝器62中。接收數據序列然後作為輸出數據流送至輸出端64。
在本發明中採用的FFT技術在由Rabiner等L著的「數位訊號處理的理論和應用」-1975書中作了詳細的介紹但是前面所述的FFT調製技術並不是本發明的一個組成部份。或者，也可如用在前面引用的巴倫(Baran)專利中介紹的載波單音(carrier tones)直接相乘法完成調製，此專利通過引用結合到本專利中，在那個專利的第10篇13-70行，和第11篇1-30行對這種技術作了介紹。此外，解調系統也可用巴倫(Baran)專利中第12篇，35-70行，第13篇，1-70行，和第14篇，1-13行中描述的來代替。
控制和調度單元66維持對操作序列，對控制輸入和輸出功能的全部監控。
等效噪聲的確定如前所述，編碼在每個載頻率波上的數據元素的信息內容和分配給該載頻率波上的功率由取決於在該載頻上的信道的噪聲分量的數值。在頻率fn上的發送的等效噪聲份量N(fn)是在頻率fn上測得的(接收到的)噪聲功率乘以在頻率fn上測得的信號損耗。這些等效噪聲
不同的電話線和在同一條線上的不同時刻而變。因此，在本系統中，N(f)是在數據發送以前進行測量的。
圖4示出了在本系統中採用的同步技術步驟，它用來測量了N((f)和在應答和始發解制解調器26和26′之間建立一條傳送鏈路。由圖4可見，在步驟1，起點數據機拔應答數據機的號碼，而應答數據機脫機。在步驟2中，應答數據機以下述功率電平上發送一個二個頻率的「時片」(a)1437.5赫，-3分貝R(b)1687.5赫，-3分貝R。
上述功率是相對於基準R而測量的，在最佳實施例中，零分貝R＝-9分貝m，此處m為毫伏。這些單音被用來確定定時和頻率偏移，應答數據機然後以-27分貝R發送一個包含全部512個頻率的應答信號組合(應答梳，answer comb)始發數據機接收應答信號組合，並在該信號組合上進行FFT。因為512個頻率的功率是調定在規定的電平上的，所以數據機26的控制和調度單元66對接收到的碼的每個頻率的(Xn，Yn)值進行比較，並將這些值與表示被發送的應答碼的功率電平的一個表格的(Xn，Yn)值進行比較。由這些比較獲得了由於在VF電話線上傳送引起的在每個頻率上的信號損耗。
在步驟3中，始發和應答數據機26和26′都積累數據機不發送時存在電話線上的噪聲數據，兩個數據機然後都對所積累的噪聲信號進行FFT，以確定在每個載頻上的測得的(接收到的)噪聲頻譜分量的數值。可對幾個「時片」的噪聲進行平均，以便提高測量的精確度。
在步驟4中，始發數據機發送一「時片」的兩個頻率，
之像以上述步驟2中所敘那樣，發送具有相同的功率電平的512個頻率的始發信號組合。(始發梳originate comb)如在步驟2中的發送數據機所述的，應答數據機接收該「時片」始發和發送信號組合，並計算其在每個載頻上的定時，頻率偏移及信號損耗值。此時始發數據機26已經積累了應答始發方向上傳送的噪聲和信號損耗數據，而同時應答數據機則已積累了有關在始發一應答方向上傳輸的同樣的數據。每個數據機要求有關在起始發點一應答和應答始發方向的傳輸損耗和接收到噪聲的數據。因此，根據同步過程的其餘的步驟，這個數據在兩個數據機中進行交換。
在步驟5中，始發數據機產生和發送第一相位編碼的信號，此信號以指示哪些載頻將在應答一始發方向上以標準功率電平承擔兩比特傳輸。在應答一始發方向上以標準功率電平將承擔兩比特的每個分量產生一個-28分貝R信號，它們的相對相位為180度。在應答一始發方向以標準功率電平上不承擔兩比特傳輸的每個分量則被編碼成一個-28分貝R的信號，其相對相位為零。應答數據機接收這個信號並確定哪些載頻將承擔在應答一始發方向上的兩比特傳輸。
在步驟6中，應答數據機產生和發送一第二相位編碼信號，此信號用以指示哪些載波將在始發-應答方向和應答一始發方向上將承擔兩比特的傳輸。因為應答數據機已積累了在始發一應答方向上的噪聲和信號損耗，和接收了由始發數據機中在步驟5中產生的信號中的同樣的數據，所以是能產生這個信號的。由始發數據機產生的信號，在兩個上述方向將承擔兩比特的傳輸的每個載頻分量被編碼，相對相位為180°，而所有其它的各分量則以相對相差為0°被編碼。
這樣，在兩個數據機中現在已形成了一條傳輸鏈路。通常，300至400個頻率分量將在標準的功率電平上承擔兩比特的傳輸。從而在兩個數據機中建立了約一個600比特/「時片」的速率。在步驟7中，始發數據機以0至15的比特數，0至63分貝的功率電平發送數據，這個比特數和功率電平在應答一始發方向上，在這個現存的數據鏈中形成的集分組中的每個頻率所承擔。於是，始發和應答數據機現有了有關在應答一始發方向上的傳輸的數據。下面將要闡述用來計算在每個頻率份量上能夠承擔的比特數和功率電平。
在步驟8中，應答數據機以利用現存的數據鏈，在始發一應答方向上每個頻率可承擔的比特數和功率電平上發送數據。於是，兩個數據機均被告知在應答一始發方向和始發一應答方向上在每個頻率分量上要承擔的比特數和功率電平。
上面對確定每個載頻上的等效噪聲電平分量的說明建立了在一給定序列中所需的步驟。然而，步驟順序並不是嚴格要求的，其中許多步驟可以同時進行或以不同的順序進行。例如，對始發碼的FFT操作，和噪聲數據的累積可以同時進行。在同步過程期間也可以對精確的定時基準進行計算。這個定時基準的計算在闡述了用於計算分配給每個頻率分量的比特數和功率電平的方法後予以更詳細的介紹。
在發送和接收信號間存在高達7HZ的頻頻偏差就導致普通的VF電話線的損害。
這種偏差必須校正，以使FFT功能可靠。在一個最佳實施例中，這種校正是通過用接收信號的真實的和希爾伯特(H Lbert)鏡象在偏離頻率上進行正交單音單邊帶調製獲得的。同步和跟蹤算法則可估算到必要的頻率偏差量。
用解調器56將每個載頻信號上的編碼信息在接收機信道上解碼。信道噪聲使傳輸的信號失真和降低了解調器的精度。現存對具有一個規定的複雜性的數據元的傳輸，即以等效噪聲電平分量NO為特徵的VF電話線上的、以在規定頻率fo上的B比特的數據元的傳輸加以分析。一般來說，外部系統規格確定了能允許的最大比特差錯率(BER)。對於以噪聲電平NO和頻率fo的bo比特的傳輸，其信號-噪聲比必須超過Eb/No，以維持比特差錯率(BER)低於給定的值(BEP)，其中Eb為每比特的信號功率。
圖5用來說明對各種複雜程度B信號的QAM構象。每個構象圖同時給出了不超(BER)0的示例性的信號一噪聲比Eb/No，要求傳送的比特數和要求的功率。
一個數據機的工作要受這樣的限制進入公共交換電話線的總的可用功率可不能超一個值Po，這個Po值則由電話公司和政府有關當局規定的。於是，信號功率不能為了補償線路噪聲而無限制的增加。這樣當噪聲增加時，所傳輸的信號的複雜程度必須減少，以便保持要求的BER。
大多數現存的數據機當線路噪聲功率增加時隨意換擋降低信號的複雜程度。例如，一個採用現有技術的數據機將其傳輸數據的速率從最大的9，600比特/每秒降到7，200比特/每秒，4，800比特/每秒，1，200比特/每秒，等等，直至使比特誤差速率減少到規定的最大值以下。相應地，為補償噪聲而將信號速率大幅度減少。在巴倫(Baran)專利中，用於減少傳輸速率的方法考慮了噪聲頻譜的頻率相關性。在那裡，每個信道在一個規定功率電平上傳送一預定數目的比特。在每個頻率上對噪聲分量進行測量，並決定是否每個載頻上進行發送。於是，在巴倫專利中，數據速率減少的方法補償了在有用頻帶上的實際的噪聲分布。
在本發明中，在每個載頻上的信號的複雜程度和分配給每個載頻的可用功率的數量是根據線路的噪聲頻譜的頻率相關性而變的。
用於向集的頻率分量信號規定各種碼的複雜性程度和功率電平的本系統是基於充水算法的。充水算法提供了一種用以達到由信息理論所指出向信道分配功率的途徑，目的在於使通過信道的信息量最大。所述信道具有非平坦分布型噪聲，和發送的功率受到限制。現在參見圖6。圖6形象地表示了充水算法，垂直軸表示功率，水平軸表示頻率，實線70代表等效噪聲，陰影區72的面積代表可用功率。這裡把等效噪聲模擬為一連串的山谷，其間充以水，而此水量則代表分配的功率。所謂充水算法的名字就是這樣來的。水充滿山谷，並假設充在同一水平上。有關充水算法的理論闡述，可見「信息理論和可靠通訊」一書，由J.wiley和Sons著，紐約出版社，1968年出版。
應該強調指出，充水理論涉及到使一個信道的理論容量最大，這裡的容量是定義為利用不同的碼可達到的所有數據速率為最大，其中所有的碼都糾錯，而碼長趨向於無限。
利用本發明的方法並不能達到最大的理論上的信道容量。但利用圖1中所描述的QAM集及在可用功率受限制的條件下，可使傳輸的信息量最大。
採用充水概念的設計是要給具有最低等效噪聲的載波規定一個可用功率的增量，直至所配置的功率電平達到第二最低載頻的等效噪聲電平為正。這樣一種配置要求對512頻率進行收尋。
增量功率於是在最低的兩個載波間進行分配，直至達到第三個最低信道的等效噪聲電平。這種配置電平法需要對頻率表進行多次尋找，和進行複雜的計算。
用在本發明實施例的功率配置法如下(1)通過測量在接收機中的等效噪聲和乘以傳輸損耗，計算出在發送時的系統噪聲。用於測量這些量的過程已根據同步過程和圖4作了介紹。對每個載波進行系統噪聲分量的計算。
(2)對每個載頻，計算傳輸不同複雜程度(在現時的情況，為0.2.4、5、6、和8比特)的數據元所需要的功率電平。這是通過用為傳輸具有要求的BER(例如每100，000比特一個誤差)的各數據元所必需的信噪比乘以等效噪聲獲得的。總的BER為每個調製載頻的單個差錯率的和。這些信號一噪聲比可從標準參考書中獲得，是眾所周知的。
(3)根據計算要求的傳輸功率電平，可以確定為增加渡據元複雜程度所要求的臨界功率電平。這些所需的臨界功率電平是傳輸功率差，除以兩個複雜程度最接近的數據元的數量差。
(4)對每個信道，產生兩列的要求的臨界功率電平和量化偏額，其中單位是分別用瓦特和比特。
(5)根據增加的臨界功率，通過製作步驟4的表格，構建一個直方圖。
(6)在增加臨界功率過程中分配可用的發送功率，直至可用的功率用完為止。
通過一個簡單的例子，可能有助於更好的理解功率分配的方法。在例子中所列舉的數並不打算去代表在一個工作的系統遇到的參數。
表1列出了給頻率為fA和fB的兩個載波A和B為傳輸一選定數目的比特的數據元N1所需的功率。
表1載波AN1N2-N1P MP(N1至N2)0 - 0 -2 2 4 MP(0至2)＝2/比特4 2 12 MP(2至4)＝4/比特5 1 19 MP(4至5)＝7/比特6 1 29 MP(5至6)＝10/比特載波BN1N2-N1P MP(N1至N2)0 - 0 -2 2 6 MP(0至2)＝3/比特4 2 1 MP(2至4)＝6/比特5 1 8 MP(4至5)＝11/比特6 1 44 MP(5至6)＝15/比特從第一比特數N至第二比特數N2的複雜程度的增加所需的臨界功率由如下確定MP(N1至N2)＝ (P2－P1)/(N2－N1)其中P2和P1為傳輸複雜程度N2和N1的數據所需的功率。N2-N1為數據元複雜程度的量化差。可以理解，BER是被限制在預定值之下的。
因為在fB上的等效噪聲N(fB)比fA的等效噪聲N(fA)大，所以fA的臨界功率比fB的小。
現在敘述實行對載波A和B的分配。假設總比特數NT被編碼到集上，但是還沒有分配比特給載波A或B。例如，N(fA)和N(fB)可能比那些已經攜帶數據的載波的功率大。
在這個例子中，系統準備分配在載波A和B之間的10個留下的可用功率單元以便是大數量地增加總的數據元的複雜度。
為了使NT增加二比特，則如果採用信道A，就要求對四個功率單元進行配置，如果採用信道B，則要求對六個功率單元進行分配。上述結果是因為對兩個信道都是N1＝0和N2＝2，則對信道A，MP(0至2)＝2/比特，對信道B，MP(0至2)＝3/比特。因此，系統給載波A分配4功率單元，在載波A上編碼兩比特數據單元，系統使總的信道的複雜程度從MT增至NT+2，系統有六個個備用的可用功率單元。
因為對載波A，MP(2至4)＝4/比特，對載波B，MP(0至2)＝3/比特，所以再增加兩比特要求六個功率單元。因此，系統向載波B分配六個功率單元，在載波B上編碼一個兩比特的數據元，系統使整個信號的複雜度從NT+2增至N+4比特，系統就沒有備用的可用的功率單元了。
現在我們明白到了為了增加整個集的數據元的複雜性而代價最小，系統從各種載波頻率中進行「採購」。
通過在第一次頻率搜尋期間對每個載頻的首次產生表1的各項目，將分配擴展到全部512個載波集。
按照增加的功率，對所有載波計算得到的所需的臨界功率電平的直方圖。圖7是一個根據本發明的一個示例性的直方圖。
在圖7中，並沒有列出全部臨界功率。而只示出了64分貝的範圍，以0.5分貝步長為間隔進行計數。當計數時只採用在兩個步長之間的量化差。雖然這種方法有一些量化誤差，但因此工作量卻大大減少了。用於構建直方圖的方法對實現本發明並不是嚴格要求的。
直方圖的每一計數得一個整數值，它代表載波的號數，此載波的臨界功率值等於計數的功率值。對直方圖從最低功率電平起進行掃錨。每個計數的整數值被乘以計數號，並被減去可用功率。掃描一直進行可用功率用完為止。
當掃描結束時，已確定了所有低於一給定電平的臨界功率MP(max)都適合於功率和數據分配。此外，如果可用功率通過臨界功率電平MP(max)只用掉一部份，則其它載波K將分別等鍵MP(max+1)的功率。
於是系統再次對集進行掃描，以便向各載波分配功率和數據。分給每個載波的功率的數量是給少於或等於MP(max)的那個載波的臨界功率值元和。此外，如果KMP(max+1)值前面已經分配過，則對數量MP(max+1)的功進行分配。
定時和相位延遲補償用接收系統重建(x、y)矢量表格要對接收波形進行1024次取樣。因為帶寬是約為4千赫，所以奈魁斯特取樣速率約為8000/秒，而取樣間的時間間隔為125微秒，於是總的取樣時間為128毫秒。相似地，發送的FFT產生一具有1024個入口的時間序列，而符號時間為128毫秒。
取樣過程需要一個觸發取樣的定時參考。此定時是用下述方法在同步過程中建立的在由圖4規定的同步步驟中，始發數據機檢測在時間TEST時的應答組合信號中的1437.5赫茲的頻率分量(第一定時信號)的能量。這個時間是一個第一定時頻率分量到達接收機的精確時間的粗測，精確到約2毫秒。
用下面的步驟對此粗測予以改進。第一定時信號和第二定時信號(在1687.5赫茲)以零相對相位在「時」表志時被傳輸。
始發數據機在時TEST時對第一和第二定時信號的相位進行比較。在第一和第二定時信號之間的250赫茲的頻差對每125微秒時間的取樣間隔會造成在兩個信號之間的11°的相位偏移。第一和第二定時信號由於靠近頻帶的中心位置，所以相對相位失真較低。於是，通過比較兩個定時取樣的相位和通過用由相位差表示的取樣時間間隔的數目校正TEST，可以精確確定的定時參考T0。
有關定時抽樣過程的另外的困難涉及由VF線引入的頻率相關的相位延遲。這個相位延遲對VF電話線典型的是在2毫秒的數量級或更多。另外，這種相位延遲在靠近4千赫茲有用頻帶的邊緣明顯地變壞。圖8用以說明在經受了頻率相關相位延遲之後，載波集的頻率分布。在圖8中，示出了在頻率f0，f256和f512上信號90，92和94。兩個長度為TS的符號Xi和yi在每個頻率上進行傳輸。注意，每個符號的持續時間是不變的。然而，靠近頻帶92和94邊緣的信號的前沿相對於靠近頻帶94的中心的那些信號被延遲。
這樣，對相繼兩個發送的時Xi和yi，在信號96和90上靠近頻帶外邊緣的第一個符號Xi的尾段將與在信號94上靠近頻帶中心的第二符號的前沿重迭。這種重迭造成了符號間的幹擾。
如果取樣間隔是安排去對一給定的時間間隔TS進行取樣，則不可能得到在集裡的每個載波的完整的取樣，而來自其他「時」的信號也將被取樣。
現有系統利用相位校正(均衡)網絡去校正相位失真，和防止符號間的幹擾。
本發明採用一種獨特的時間防護格式(guard-time formaf)免除了對均衡網絡的需要。圖9示出了這種格式。
圖9示出了分別用時間系列Xi，yi和Zi代表的第一，第二和第三傳輸符號。圖3的波形被調製到一個載頻f上。在本例中，假設一個符時間TS為128毫秒，最大的相應延遲時間TPH為8毫秒。用重複該符號的頭8毫秒來形成一個時間防護波形。該時間防護波形規定136毫秒的時片。例如，在第一波形110中的(Xi)符號的時間系列X0-X1023先被傳送，然後重複頭8毫秒的符號系列X0-X63。
「時片」的取樣是與最後128毫秒的時間防護波形(相對於由這些首先到達的頻率成份規定的時間防護波形時片的開始)相一致的。
圖10示出了這個檢測過程。由圖中可看到在靠近頻帶中心的f1和邊緣的f2上的第一和第二時間防護波形。f1的頻率分量是首先到達接收機的集的分量，而f2則是最後到達的分量。在圖10中，在f2上第二波形在T0+TPH時到達接收機，即在T0(在f1上的第一波形110到達接收機的時間)之後8毫秒才到達接收機取樣周期為128毫秒，它在時間T0+TPH時開始，這樣在f2上的全部符號系列X0-X1023都被取樣。因為符號的最初的8毫秒已被傳送，所以在f1上的全部符號也被取樣。
另外，符號間的幹擾也被消除了。在f1上的第二符號(yi)的到達則通過重複傳輸頭8毫秒也被延遲了8毫秒。於是，在f1上的第二符號並不會與在f2上頭一符號的尾部相重迭。
上述8毫秒的防護時間只減少了系統的可用時間帶寬積約6%。只減少了這麼一點是由於每個符號的持續時間與上述必要的防護時間相比是非常長的緣故。
跟蹤實際上，對一個給定的載波，由於噪聲和其他一些因素在解調過程中提取的矢量(x、y)的幅度並不正好落在構象點上，而是分布在各點周圍的一片區域裡。於是，信號利用圖11中示出的調製樣板進行解碼的。
從圖11我們可以看到，樣板是由方格113形成，比方格113的中心處有構象點114。
在圖11中，矢量W＝(Xn，Yn)代表頻率為fn解調後的正弦和餘弦信號的幅度。W是在方格113中，113方格中心有一個構象點(3，3)。於是，W被解碼成為(3，3)。
本發明包括一個用於跟蹤的系統，用以根據同步過程中求得的值確定傳輸損耗，頻偏和定時的變化。
該跟蹤系統利用圖11中的解調樣板方格中的接收到的矢量的位置進行跟蹤。在圖12中，將一個方格分成為4個象限，即左上，右下，右上，右下，用115，116，117和118表示，分別以太快，太慢、太大和太小表徵。如果用頻率對時間，或者某時間對頻率，在所有四有象限的中心的計數是相同或幾乎相等，則系統是對準的。也就是說，如果噪聲是唯一的損害的原因，則解碼的矢量W的誤差方向應是機的。
然而，如果傳輸損耗只變化0.1分貝，「太小」計數的數目將與「太大」計數的數目有明顯的變化。相似地，在「太快」和「太慢」計數之間的數目的有較大的差別，則表明了由於頻率偏移引起了一個相位轉動。於是，在「太快」，「太慢」和「太大」，「太小」計數之間的差別是一個跟蹤在信號損耗和頻率偏移變化的誤差特徵。
本發明利用這個誤差特徵去調節在同步過程中求出的信號損耗和頻率偏移。根據誤差特徵對每個頻率調整±0.1分貝或±1.0°。其他的把解碼區分成為以太快，太慢，太大和太小為特徵的相異的或重迭的子區，在某些實施例子中是較好的。
此外，對定時信號的相應進行跟蹤，以校正T0。
信道分配控制本發明還包括一個用於對始發和應答數據機之間的通訊鏈路進行分配控制的獨特的系統(此後用A和B代表始發和應答數據機)。每個包括編碼頻率集的波形組成一分組信息。
對傳輸鏈路的控制首先分配給數據機A。數據機A然後決定在其輸入緩衝器中的數據量並適當地確定在I(最小值)和N之間的(事先確定的最大值)數據分組(包)數。分組數預確定的數N用作為一個極限，而被傳輸最後分組的比特數比要求的少得多，以使輸入緩衝器騰空。另一方面，如果數據機A在其輸入緩衝器中沒有或只有一點數據，則它將繼續發送I分組(包)信息，以與數據機B維持通訊。例如，I包可能包括由圖4規定的始發或應答頻率組合信號和同步過程。
然後將通訊鏈路的控制分配給數據機B，此數據機重複數據機A的作用。當然，如果數據機B發送最小數I包，則就向數據機A確認數據機B的活力。
為了獲得快速的字符回答或其他用戶面向的目的，不要求對兩個數據機限制N，或限制它們在數據機的控制下的使用。
硬體實現圖13為本發明實施例的硬體的方框圖。由圖13可見，一個電子數字處理器120，一個模擬I/O接口44，及一個數字I/O接口122與一個公共數據總線124相連。模擬I/O接口44將用公用數據總線124與公共交換電話線48相接，數字接口122則將公用數據總線124與數字終端設備126相接。
在本發明的最佳實施例中利用了下列部件。模擬I/O接口44是一個高性能的12位編碼-解碼器和電話線接口。該接口有通向RAM132的入口，它受監控微處理器128控制。編-解碼器是一個模-數變換器，數-模變換器，和幾個帶濾波器的單片組合。
數第I/O接口122是一個標準的RS-232串行接口(對標準25腳RS-232型連接器)或是一個並行接口(對個人計算機總線)。
電子數字處理器120包括一個監控處理機128，一個通用數學處理器130，一個3K×16位共享RAM子系統132，和一個與地址總線135相連的只讀存儲器(ROM)單元133。
監控微處理機128是一個68000數據處理機子系統，它包括一個10兆赫茲68000處理機和68000程序存儲器。32K×16位程序存儲器有幾個低功率，高密度和包括ROM單元133中的ROM片組成。
數學處理器130是一個320數位訊號微處理器子系統(D外)，它包括一個20兆赫茲320處理器，320程序存儲器，及一個共享RAM系統的接口。兩個包括在ROM單元133中的高速ROM片包括8192×16位程序存儲器。
320系統程序存儲器包括用於完成調製表格查閱，FFT，解調，及其他上述操作的程序。68000處處器處理在輸入輸出端的數字數據流，完成向320信號處理器和相關的模擬I/O分配任務和對它進行監控，以及作自檢和系統測試。
上面已經根據具體的實施例對本發明作了解釋說明。其他的實施例現在對熟悉本領域技術的人們是顯而易見的。
實際上，載波集用不著如上面介紹那樣加以限制。載波數可以是2的任意次冪，例如1024個，或其他任意數。此外，也用不著將載波頻率在整個VF頻帶內均勻分隔。還有，QAM系統對實現本發明也並不苛求的。例如，也可以採用調幅(AM)制，但是數據速率RB則將會降低。
再則，調製樣板並非要由方格組成的。圍繞構象點的任意形狀的區域也行。在所介紹的跟蹤系統中的調製樣板的方格被分成為4個象限，然而，通過跟蹤規定在構象點周圍的任意區域中的計數的差，也可對給定的參數進行跟蹤。
再則，上面已介紹了包括一監控微處理機和一個通用數學處理機的硬體實施例，然而，也可以採用不同集成電路片的組合。例如，前述的FFT片也可以用來實現調製和解調操作。
再有，在上述採用的信息單位是比特，然而本發明並不局限於二進位系統。
因此，我們的意圖是本發明只受由權利要求
所述的限制。
權利要求
1.一種高速數據機，用來在一條電話線上傳輸數據，並把數據元編碼到一集載波頻率上，其中用以向載波頻率分配數據和功率的方法的步驟包括給集的每一載波頻率確定等效噪聲分量；確定把每個載頻上的數據元的複雜度由幾個信息單位增至n+1信息單位所需要的臨界功率，n為在0和N之間的整數；根據增加功率的順序，向所有的在集中的載頻按排臨界功率；根據增加功率的順序，向被安排的臨界功率分配提供的功率；確定MP(max)值，在此值時，提供的功率被用完；向每個載頻分配功率和數據，其中所分配的功率是等於所有臨界功率之和，而臨界功率小於或等於該載頻的MP(max)，和其中所分配的數據單位數等於小於或等於MP(max)的載頻的臨界功率數。
2.權利要求
1中的發明，其中上述安排步驟包括提供一任意臨界功率電平表格;和把每一個確定的臨界功率電平四捨五入到任意臨界功率電平表格中的值之一，以減小計算的複雜性。
3.權利要求
2中的發明，其中確定等效噪聲的步驟包括提供一個由電話線互連的數據機A和一個數據機B;在上述A和B數據機之間建立通訊鏈路;在上述A和B數據機中在不傳送的時間間隔內積累在線上的噪聲數據;從上述A數據機向上述B數據機至少發送第一集載波頻率，其中每個載波的振幅有一預定值;接收B數據機的上述第一集;測量在上述B數據機中接收到的每個載頻的振幅;對上述B數據機測得的振幅與上述預定振幅進行比較，以便決定在每個載頻上的信號損失的分貝數;確定在每個載頻上的積累的噪聲分量的分量的分貝數;將在每個載頻上的信號損耗和在每個載頻上的噪聲分量相加，以確定等效噪聲;
4.一個用來在一個VF電話線上傳輸信號的高速數據機，包括用於接收輸入數字數據流和存貯上述輸入數字數據的裝置;用於產生一個調製的載波集以便編碼上述輸入數字數據的裝置，其中每個載波編碼上了複雜度可變的數據元;用來對每個載波測量信號損耗和VF電話線的噪聲損耗的裝置;和用於改變編碼在每個載波上的數據元的複雜度和分配給每個載波的功率數量，以便補償測得的信號損耗和噪聲電平。
5.一種高速數據機，把數據元編碼到不同頻率的一集載頻上，上述數據機包括一個數字電子處理器;一個數字電子存儲器;用於連接上述處理器和上述存儲器的總線裝置;一種與上述數字電子處理器相連的裝置，它用來確定在集中的每個載頻的等效噪聲份量;確定臨界功率的要求，以便使在每個載頻上的數據元的複雜度從n信息單位增至n+1信息單位，n為在0和N之間的整數;按照增加功率的順序，安排在集中的所有載波的臨界功率;按照增加功率順序，向被安排的臨界功率指定可用功率;確定MP(max)值，在此值上，提供的率被用完，及向每個載頻分配功率和數據，所分配的功率等於少於或等於MP(max)的所有臨界功率之和，數據單元數是等於小於或等於MP(max)的載頻的臨界功率數。
6.一個高速數據機，它用來以QAM的載波集在VF線上傳輸數據，這種數據機在傳送前測量一個系統的數值，其中用來跟蹤在接收數據期間系統參數數值偏差的方法包括以下步驟為上述若干載頻中的一個構建一個解調模板，它包括若干第一區域，此區域包含位於上述第一區域內的上述構象的諸點中的一個;組成一組跟蹤區域，其中每一第一區域有落在其間的第一和第二跟蹤區域;計算落在上述一組第一跟蹤區域內的點數和落在上述第二跟蹤區域內的點數;確定落在上述第一跟蹤區域內和落在上述跟蹤區域內的點數差，以便構建一個誤差特徵;和在數據接收期間，利用上述誤差特徵去調整上述信號參數的數值;
7.根據權利要求
6的本發明，其中構建一個上述解調模板的步驟為將上述第一區域限制為一方格，此方格有集中在其間的上述構象點。
8.根據權利要求
7的發明，其中組成上述跟蹤區域的上述步驟包括把上述方格分成為象限;及選擇上述跟蹤區域為對稱配置的象限。
9.一種通訊系統，它包含兩個數據機，通過傳輸鏈路相連，每個數據機有一個用於要傳輸的數據的輸入緩衝器，在這樣一種通訊系統中，其用於分配在數據機A和B之間傳輸鏈路的控制的方法包括把傳輸鏈路的控制分配給數據機A;確定貯存在數據機A中的輸入緩衝器中的數據量;確定為傳輸貯存在調製解器A中的數據量所需的數據包的數目K;由A數據機向B數據機發送L數據包，其中，如果K小於IA，L等於IA;如果K大於或等於IA，則L等於K;如果K比NA大，則L等於NA，這樣，傳輸的最大包數為IA，最小數為NA;向B數據機分配傳輸鏈路的控制;確定在數據機B的輸入緩衝器中的數據容量;確定為傳輸貯存在數據機B的緩衝器中的數據容量所需的數據包數J;從B調製解調向A數據機傳送數據包M，其中，如果J小於IB，則M等於J，如果J大於或等於IB，M等於J，如果J大於NB，則L等於NB，這樣，傳輸的最小包數為IB，最大包數為NB;其中在A和B數據機之間的控制的分配取決於貯存在A和B數據機的輸入緩衝器的數據的容量。
10.一種高速數據機，它用來在一條電話上傳輸數據，這種類型的數據機將數據編碼到一集載頻上，一種用於向載頻分配數據和功率的系統，上述系統包括用來確定在集中的每一載頻的等效噪聲分量的裝置;用來確定為把每個載頻上的數據的複雜度從n個信息單位增至n+1個信息單位所需的臨界功率的裝置，其中n是在零和N之間的整數;用來根據增加功率的順序安排在集中的所有載波的臨界功率的裝置;用來根據增加功率的順序向安排的臨界功率指派提供的功率的裝置;用來確定MP(max)值的裝置，在此值上所提供的功率被用完;和用來向每個載頻分配功率的裝置，並且所分配的功率是等於所有小於或等於該載頻的MP(max)的臨界功率之和，而所分配的數據單位是等於小於或等於MP(max)的載頻臨界功率數。
11.根據權利要求
10的發明，其中上述安排順序的裝置包括用來提供一任意臨界功率電平和表格的裝置;用來將每個確定的臨界功率電平四捨五入到任意臨界功率電平表格中的一個值，以便減少計算的複雜性。
12.根據權利要求
11的發明，其中A和B數據機用一條電話線相連，和用於確定等效噪聲的裝置包括用來在A和B數據機中在不傳輸的時間間隔期間積累線噪聲的裝置;用來把第一載波集從A數據機發送到B數據機的裝置，其中每個載頻的振幅有一個預定的值;用來在B數據機接收第一集的裝置;用來測量在上述B數據機接收到的每個載波的振幅的裝置;用來將在上述B數據機測得的幅度與上述預定幅度進行比較以確定在每個載頻上的信號損耗;用於確定在每個積累了噪聲的每個載頻上確定其噪聲分量分貝值的裝置;用於把在每個載頻上的信號損失與在每個載頻上的噪聲分量相加以確定等效噪聲的裝置。
13.一個高速數據機P，它用來以QAM載波集的形式在一條VF電話線上傳送數據，它在傳輸前測量系統參數的數值，其中一個用於在數據接收期間跟蹤系統參數的數值偏移的系統包括用來為若干載頻產生QAM構象的裝置;用來為上述若干載頻之一構建一個解調模板的裝置，此模板包括若干第一區域，上述諸構象點之一則位於該每個上述第一區域;用來組成一組跟蹤區域的裝置，每一個第一區域有一配置在該區域內的第一和第二跟蹤區域;用來解調上述載波集以獲得位於上述一組第一和第二跟蹤區域的調製點的裝置;用來計算落在上述一組第一跟蹤區域的點數和落在上述一組第二跟蹤區域的點數的裝置;用於確定在上述一組第一跟蹤區域的計數和在上述跟蹤區域的計數之差以構建一個誤差特徵的裝置;和在接收數據期間利用上述誤差特徵去調整上述信號參量數值的裝置。
14.根據權利要求
13的發明，其中用於構建一解調模板的裝置包括用於把上述第一區域構建為方格，此方格內具有上述構象點。
15.根據權利要求
14的發明，其中用於組成上述跟蹤區域的裝置包括用來把上述方格分成為象限的裝置;用來把上述跟蹤區域選擇為對稱配置的象限。
16.在一個包括兩個由一傳輸鏈路連接的數據機的這種類型的通訊系統中，每個數據機有一個用於貯存要傳輸的數據的輸入緩衝器，在上述系統中，一個用於分配在數據機A和B中的傳輸鏈路的控制的系統包括用於把傳輸鏈路的控制分配給數據機A的裝置;用於確定為傳輸貯存在數據機A中的輸入緩衝器的數據容量所需的數據包數目的的裝置;用於從數據機A向數據機B傳送L數據包的裝置，其中如果K小於IA，則L等於IA，如果K大於或等於IA，但小於NA，則L等於K，如果K是大於NA，則L等於NA，這樣，傳輸的最小包數為IA，而最大為NA;用於向數據機B分配傳輸鏈路控制的裝置;用於確定在數據機B的輸入緩衝器中的數據容量的裝置;用於確定為傳送貯存在B數據機中的數據容量所需的數據包數J的裝置;用於從B數據機向A數據機發送M數據包的裝置，其中如果J小於IB，則M等於IB，如果J大於或等於IB，但小於NB，則M等於J，和如果J大於NB，L等於NB從而傳輸的最小包數為IB，最大包數為NB;其中在數據機A和B間控制的分配取決於貯存在A和B數據機的輸入緩衝器的數據容量。
17.在一個包括兩個由一條傳輸鏈路連接的A和B數據機中的高速數據機通訊系統中，每個數據機有一個用來貯存要傳輸的數據的輸入緩衝器，每個數據機用來通過一條電話線傳輸數據，每個這種數據機在一集載波頻率上編碼數據元，一種方法它用來操作上述數據機有效地向載頻分配功率和數據，以便補償頻率相關相位延遲(其中估計的相位延遲的最大值為TPH)，防止符號間的幹擾，在調製器A和B之間的傳輸鏈路上分配控制，和開始一個取樣間隔(此間隔有一給定時間的取樣偏移，其值等於取樣頻率倒數。)，上述方法包括為在集中的每一載頻確定等效噪聲份量;確定為增加在每個載頻上的數據元的複雜度(從n信息單位增至n+1信息單位)所需的臨界功率;根據在集中增加功率的順序，向在集中的所有載波安排臨界功率;根據增加功率的順序，向被安排的臨界功率指定用可提供的功率;確定MP(max)值，此值上能提供的功率被用完;向每個載頻分配功率和數據，其中所分配的功率是等於所有在該載波上小於或等於MP(max)的臨界功率的數目;發送一個編碼在上述載頻中一個載頻上符號)其中上述符號有一個預定的持續時間Ts;重新發送第一個TPH秒的上述符號去組成一個持續時間TE+TPH的發送波形;向A數據機分配傳輸鏈路的控制;確定貯存在A數據機中的數據容量;確定傳輸貯存在A數據機的輸入緩衝器中的數據容量所需的數據包數K;從A數據機向B數據機發送L數據包，其中，如果K小於IA，則L等於IA，如果K大於或等於TA，則L等於K，和如果K比NA大，則L等於NA，於是傳送的最小包數為IA，而最大包數為NA;向數據機B分配傳輸鏈路的控制;確定在數據機B的輸入緩衝器中的數據容量;確定為傳送貯存在B數據機的輸入緩衝器中的數據容量所需的數據包數J;從B數據機向A數據機傳輸M包數，其中，如果J小於IB，則M等於IB，一如果J大於或等於TB，則M等於J，於是被傳輸的最小的包數為IB，而最大的包數為NB;其中在調製器A和B之間的控制的分配取決於貯存在A和B數據機中的數據容量;在數據機A中產生一個包括f1和f2的第一和第二頻率分量的一個模擬波形;把上述波形在時間TA時從A數據機發送到B數據機;調整上述第一和第二頻率份量的相位，使之在時間TA時，它們的相對相位差是近於0°;在B數據機上檢測在頻率f1上的能量，確定出估計的時間TEST，TEST為上述波形到達到B數據機的時間。
專利摘要
一種高速數據機，它通過電話線發送和接收一載頻集的數字數據。該數據機包括在載波之間可變地分配數據和功率，以便補償等效噪聲和使數據速率最大的系統。此外，也介紹不需要一個均衡網絡、可自適應地分配信道的控制和可跟蹤線上參數變化的系統。
文檔編號H04L1/00GK86103406SQ86103406
公開日1986年11月26日 申請日期1986年5月19日
發明者迪克·胡斯·哈託格斯 申請人:泰利比特公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan