專利名稱：在含量化的信道中可改進(jìn)回波和噪聲抑制的通信裝置的制作方法
這個(gè)申請(qǐng)涉及一個(gè)在同一時(shí)期申請(qǐng)的，名為“在含有量化的通道中能改善回波和噪音抑制的通信方案”的申請(qǐng)。
這個(gè)發(fā)明涉及編碼。
調(diào)制解調(diào)器通過(guò)將數(shù)據(jù)變換成模擬信號(hào)，在模擬通信介質(zhì)上傳送數(shù)字式數(shù)據(jù)。今天一些復(fù)雜的調(diào)制解調(diào)器是通過(guò)將數(shù)據(jù)變換成模擬信號(hào)，以后再用這些信號(hào)調(diào)制模擬載波來(lái)傳送數(shù)據(jù)信息的。通常對(duì)各位的集合進(jìn)行組合以構(gòu)成二維碼元，碼元的分量被變換成模擬形式，模擬形式的各分量分別調(diào)制一個(gè)載波以及該載波的正交拷貝。這兩個(gè)調(diào)制的結(jié)果相加并濾波，其結(jié)果加于傳輸介質(zhì)。遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器接收該信號(hào)，對(duì)該信號(hào)進(jìn)行采樣，并識(shí)別模擬采樣值的幅值和相位，把采樣值變成碼元，最后恢復(fù)原始的數(shù)據(jù)位。實(shí)際上調(diào)制解調(diào)器的作用就是把數(shù)字信號(hào)編碼成在載波上調(diào)制的二維碼元構(gòu)象。
當(dāng)電信網(wǎng)完全是模擬式時(shí)，主要誤差源是來(lái)自非理想的混合電路的信號(hào)回波傳輸線上其它的不連續(xù)性，以及來(lái)自大量未知源的噪聲。當(dāng)電信網(wǎng)包括數(shù)字鏈路時(shí)，模擬數(shù)據(jù)被采樣以及量化，則引入了源于在網(wǎng)絡(luò)中采樣和量化時(shí)的附加噪聲源。
雖然人們相信在網(wǎng)絡(luò)中量化時(shí)引起的附加噪音會(huì)降低所能達(dá)到的最大的數(shù)據(jù)傳輸速率，但是，在1992年10月20日申請(qǐng)的，順序號(hào)為No.07/963539的共同未決申請(qǐng)中，公開(kāi)了一個(gè)確實(shí)能達(dá)到比傳統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器所能達(dá)到的速率更高的數(shù)據(jù)傳輸速率。通過(guò)將新型調(diào)制解調(diào)器中的采樣與在網(wǎng)絡(luò)中μ律編碼譯碼器的采樣同步，以及通過(guò)將調(diào)制解調(diào)器的信號(hào)電平設(shè)置成與μ律編碼譯碼器的量化電平一致可實(shí)現(xiàn)較高的速率。07/963539申請(qǐng)的調(diào)制解調(diào)器基本上能保證在網(wǎng)絡(luò)中采樣處理沒(méi)有誤差信號(hào)產(chǎn)生。
雖然07/963539申請(qǐng)以改進(jìn)的調(diào)制解調(diào)器解決了由數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的編碼譯碼器產(chǎn)生的量化問(wèn)題，但是困難仍然存在于網(wǎng)絡(luò)的量化之前不可避免地引入信號(hào)的回波和噪聲。這個(gè)問(wèn)題可用一個(gè)調(diào)制解調(diào)器來(lái)解決，該調(diào)制解調(diào)器對(duì)發(fā)送到中心局的碼元進(jìn)行編碼，以便解碼出正確的碼元，除去噪聲與回波相互作用產(chǎn)生的誤差。然而，問(wèn)題是用一種有效的方法對(duì)信號(hào)進(jìn)行編碼。
由于和中心局的編碼譯碼器相互作用的噪聲和回波產(chǎn)生的問(wèn)題可用新的調(diào)制解調(diào)器及數(shù)字網(wǎng)絡(luò)中相應(yīng)的回波消除器來(lái)克服。新的調(diào)制解調(diào)器與其所連的中心局編碼譯碼器相匹配，并包括數(shù)據(jù)的編碼?；夭ㄏ饔脕?lái)減去中心局引入的回波估值。
在所公開(kāi)的說(shuō)明性實(shí)施方式中，加于調(diào)制解調(diào)器的數(shù)字式數(shù)據(jù)被編碼并變換到中心局編碼譯碼器識(shí)別的各電平的一個(gè)子集上，最低兩位有效位是已用多電平碼編碼的調(diào)制解調(diào)器傳送的電平的二進(jìn)制表示。最低有效位用一種代碼進(jìn)行編碼，該代碼比對(duì)次最低有效位所用的代碼更健全。這是因?yàn)樽畹陀行坏恼`差似乎更多些。網(wǎng)絡(luò)中相應(yīng)的回波消除器，首先估計(jì)回波然后從由中心局加到數(shù)字網(wǎng)的信號(hào)中減去回波。此后在各級(jí)中對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行譯碼。第一步，根據(jù)第一個(gè)糾錯(cuò)碼識(shí)別碼元的最低有效位，第二步，用第二糾錯(cuò)碼以及第一步的結(jié)果，確定碼元的其余位。分組或卷積編碼能被使用。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的方案。
圖2是表示用于解決回波問(wèn)題，但不能完全克服回波誤差的一種可能的方法。
圖3至圖5是說(shuō)明用圖2方案可能引起的回波誤差。
圖6至圖8是一些編碼方案。
圖9是一個(gè)消除回波誤差的方案。
圖10是用于圖8中編碼器31的卷積編碼方案。
圖11是另一種編碼方案。
圖12是對(duì)編碼器31編碼的信號(hào)進(jìn)行譯碼的流程圖。
圖13是一個(gè)把相關(guān)編碼與編碼器31和32相結(jié)合以及產(chǎn)生發(fā)送信號(hào)估值的譯碼器的框圖。
圖14是圖13中框62譯碼執(zhí)行的流程圖。
在圖1描述的方案中，上面所述的’539申請(qǐng)(此處用作對(duì)比文件)公開(kāi)的這種類型的調(diào)制解調(diào)器與連到中心局編碼譯碼器11，本地設(shè)備與調(diào)制解調(diào)器5耦合產(chǎn)生數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)在變換器51中變成碼元，各碼元變換成與電平選擇器52中的中心局μ律編碼譯碼器11同步的量化器10的電平，并在預(yù)均衡器53中進(jìn)行均衡處理。均衡器53的輸出利用發(fā)送信號(hào)給中心局的混合電路54，加到雙線設(shè)備上。電平選擇器52與量化器10的匹配(電平與采樣時(shí)間二者)是借助于來(lái)自中心局的反饋通過(guò)混合電路54，接收器/控制器55來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)然，可以事先在工廠或動(dòng)態(tài)的調(diào)整電平。動(dòng)態(tài)調(diào)整可能是連續(xù)的或只在傳輸?shù)拈_(kāi)始進(jìn)行。采樣時(shí)間能連續(xù)的調(diào)整。中心局通過(guò)混合電路12接收信號(hào)，并轉(zhuǎn)送到量化器10，對(duì)接收的信號(hào)量化以及變成數(shù)字形式以形成數(shù)字流r。盡管在圖1中未表示出來(lái)，但可以期望由量化器10形成的數(shù)字流被送到遠(yuǎn)端中心局，然后送到數(shù)字用戶設(shè)備(甚至可能不必通過(guò)互補(bǔ)調(diào)制解調(diào)器轉(zhuǎn)換成模擬電平)。
經(jīng)驗(yàn)告訴我們加到中心局量化器10的信號(hào)中夾雜著附加噪聲n，以及附加回波信號(hào)e，他們主要源于混合電路12的性能(為了簡(jiǎn)化，圖1用一個(gè)加法器表示附加的回波)，因此，在中心局量化器10的輸入是s＋e＋n，以及中心局編碼譯碼器的輸出為r，它是s＋e＋n的量化的電平。即使是信號(hào)s由調(diào)制解調(diào)器5調(diào)制到與量化器10的輸出電平一致，但是輸出r可能與s還是不同，這是由于附加信號(hào)造成的。
盡管噪聲的電平是未知的，但回波可以進(jìn)行合理的估計(jì)。因此，中心局在信號(hào)傳送之前從信號(hào)中減去回波估計(jì)值是合理的。但是，中心局的設(shè)備已經(jīng)就位，對(duì)它進(jìn)行修改是不切實(shí)際的，因此，一種可供選擇的，必須改變的辦法是去除在中心局后流經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字信號(hào)中的回波分量。這種設(shè)備表示在圖2中的框2中，其中減法器13，從數(shù)值r中減去回波估值，結(jié)果送量化器20，由它產(chǎn)生數(shù)字信號(hào)s’。回波估計(jì)值是用回波消除器14根據(jù)公知技術(shù)得出來(lái)的?；夭ㄏ黜憫?yīng)與通過(guò)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器耦合到混合12的信號(hào)，關(guān)于回波的消除，參看Gitlin等人“數(shù)據(jù)通訊原理”Plenum出版社，1992。
人們期望信號(hào)s’基本上等于s，即剩余的誤差應(yīng)當(dāng)僅是附加的噪音信號(hào)以及對(duì)應(yīng)于回波e和它的估值e’的差值信號(hào)，遺憾地是，圖2的方案未能消除回波的所有影響。圖3至圖5能說(shuō)明這一問(wèn)題。
在圖3中，信號(hào)s以電平11傳送，回波使得信號(hào)達(dá)到電平12，非常接近電平13和電平14之間的閥值。當(dāng)噪聲剛好是個(gè)小的負(fù)值時(shí)，中心局的量化器10選擇電平13，再減去信號(hào)e’，則產(chǎn)生電平15，量化器20產(chǎn)生信號(hào)s’，s’是處在信號(hào)s的電平11。換言之，沒(méi)有引入誤差。另一方面，在圖4中，小的噪聲電平剛好是正的，使得量化器10的輸入信號(hào)，超過(guò)了閥值23，其結(jié)果是量化器10輸出電平14，減去回波估值，形成電平16，但是現(xiàn)在量化器20產(chǎn)生電平17而不是電平11，當(dāng)然，這是一電平誤差。
在圖5中，電平不是始終不變的(這其實(shí)是μ律編碼譯碼器的情況)，那將導(dǎo)致二電平誤差。從電平11開(kāi)始，回波信號(hào)使量化器10的輸入信號(hào)移到電平18，噪聲把信號(hào)推到超過(guò)電平19和電平21之間的閥值，結(jié)果量化器10產(chǎn)生電平21；減去估值信號(hào)e’，產(chǎn)生電平22，則量化器20產(chǎn)生電平為24的信號(hào)，即比電平11高二級(jí)。圖4中所示的誤差類型的概率實(shí)際上遠(yuǎn)比圖5中所示的誤差概率大的多。
正如上面指出的那樣，信號(hào)的量化電平s對(duì)應(yīng)于由選擇器52產(chǎn)生的一組碼元。用使用調(diào)制解調(diào)器的技術(shù)人員熟悉的字眼表示，則s和r的碼元可以看成是沿x軸碼元的構(gòu)象。最普遍的誤差是在構(gòu)象中把碼元移到它的相鄰的位置。其次的誤差是在構(gòu)象中跳過(guò)一個(gè)碼元。如果一組量化的電平按順序(即第一個(gè)碼元是00000，下一個(gè)是00001，再下一個(gè)是00010，……)表示成s，那么最普遍的誤差是碼元的最低有效位。其次就是次最低有效位，下面的問(wèn)題就是，不管什么樣的糾錯(cuò)碼與信號(hào)5組合，至少這兩類誤差應(yīng)當(dāng)是可校正的。
除當(dāng)回波被消除，回波和噪聲可能組合產(chǎn)生誤差，量化器10的μ律編碼譯碼器能構(gòu)成這種問(wèn)題外，要充分認(rèn)識(shí)到μ律編碼譯碼器的較低電平是太靠近以至不能給出性能優(yōu)良的電平，還要認(rèn)識(shí)到μ律編碼譯碼器很高的電平性能好，但是消耗太多的功率。因此，不使用網(wǎng)絡(luò)的μ律編碼譯碼器的全部255個(gè)電平值，這意味著通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的編碼譯碼器能夠發(fā)送的位率少于每個(gè)碼元的8位。另一方面，有用電平數(shù)值可能大于128(對(duì)應(yīng)每個(gè)碼元7位)，這意味著可使用每個(gè)碼元的小數(shù)位。有用電平數(shù)取決于所要求的抗噪聲電平。正如公知技術(shù)中所知道的，小數(shù)位率傳送是當(dāng)從輸入位數(shù)B中產(chǎn)生L個(gè)碼元時(shí)得出的，并且B/L的比率是個(gè)帶分?jǐn)?shù)(mixed frac-tion)。在這個(gè)公開(kāi)的上下文中，將各個(gè)位變換成碼元也保證(通過(guò)仔細(xì)地設(shè)計(jì)變換，正如下面公開(kāi)的)那些相應(yīng)于我們不希望使用的編碼譯碼器電平的碼元，不出現(xiàn)在變換器輸出端。
小數(shù)位率變換可變換輸入位的全部集合，但不必要這樣做。對(duì)于小數(shù)位率m，編碼譯碼器必須支持的碼元數(shù)至少為2m，舍入到下一個(gè)整數(shù)?？梢钥闯觯捎诓槐刈儞Q所有的位，對(duì)編碼譯碼器稍微過(guò)載也是可以的。例如，m是每個(gè)碼元7.5位，則編碼譯碼器必須支持182個(gè)碼元，變換中有兩位不變換，而變換剩余的每個(gè)碼元7.5位時(shí)需要編碼譯碼器支持184個(gè)碼元。因此，每個(gè)碼元變換5.5位需要編碼譯碼器多支持兩個(gè)碼元，但需要比每個(gè)變換7.5位更少的硬件。這種變換方法的一個(gè)例子以及兩維構(gòu)象的三電平編碼公開(kāi)于美國(guó)專利No.4,941,154中。
把需要保護(hù)送往編碼譯碼器11的碼元的兩位最低有效位與要求使用小數(shù)位率以擴(kuò)大編碼譯碼器11應(yīng)用結(jié)合起來(lái)，我們認(rèn)識(shí)到這類小數(shù)位率變換并不是對(duì)所有位進(jìn)行變換，把這種優(yōu)勢(shì)不參加在小數(shù)位率變換的那些位的編碼結(jié)合起來(lái)以達(dá)到良好的性能。圖6是這種方案的一個(gè)例子。任何不變換的位都加到一個(gè)編碼器。圖7只表示對(duì)不參加小數(shù)位率變換的一些位進(jìn)行編碼的例子(其它位則不進(jìn)行編碼)，圖8是一個(gè)多電平編碼的一個(gè)例子，圖8的方案特別適合于當(dāng)前的問(wèn)題。因?yàn)橛糜趯?duì)進(jìn)入量化器10的碼元的最低有效位的編碼的目的在于更有力的保護(hù)次最低有效位。當(dāng)然更有力的編碼要求更多的冗余碼，按照傳輸能力來(lái)說(shuō)，代價(jià)也越昂貴。
圖9是根據(jù)在此公開(kāi)的原理的一個(gè)方案，可以注意到部件30，31，32以及33代替了圖1中的變換器51。均衡器53可以遵循Ayangolu等人于1994年1月3日遞交的系列號(hào)08/176742的美國(guó)專利申請(qǐng)，名稱為“帶有均衡器的高速量化一電平一采樣調(diào)制解調(diào)器”中所教導(dǎo)的進(jìn)行。
正如上述，它的優(yōu)點(diǎn)是不使用量化器10所有的255個(gè)電平，因而，其速率是每個(gè)碼元少于8位。我們已得出結(jié)論6.73333的位率用于某些應(yīng)用是有益的，相當(dāng)于每30個(gè)碼元傳輸202個(gè)信息位，即每202個(gè)信息位流過(guò)緩沖器30，則框30～33有30個(gè)碼元生成。以每?jī)蓚€(gè)碼元的周期，緩沖器33傳送11位到小數(shù)位率變換器33，相應(yīng)于緩沖器33以每個(gè)碼元周期傳送6位。實(shí)際上變換器33每?jī)蓚€(gè)碼元生成一位。可以注意到，這種變換的輸出有能力支持一個(gè)212的字母表，但是由于輸入被限制在211個(gè)組合，所以某些字母將永遠(yuǎn)不會(huì)送到電平選擇器52。變換器33的6個(gè)位形成送到電平選擇器的碼元的最高有效位，再送回緩沖器30，緩沖器30以每30個(gè)碼元周期向編碼器32傳送27位，相應(yīng)地，編碼器32以每個(gè)碼元周期向電平選擇器52傳遞一個(gè)信號(hào)位。實(shí)際上，每10個(gè)碼元周期編碼器32生成一位。編碼器32的輸出形成送往電平選擇器碼元的次最低有效位。最后，緩沖器30以每30個(gè)碼元周期傳送10位給編碼器31，編碼器31以每個(gè)碼元周期傳送一個(gè)信號(hào)位到電平選擇器52。實(shí)際上，編碼器31每3個(gè)碼元周期生成一個(gè)2位。編碼器31的輸出形成送往電平選擇器的碼元的最低有效位。明確地說(shuō)，這202位中那些位由編碼器31，32，或33使用是不重要的，任何方便的路由算法都能工作。只要算法已知，接收的碼元就能逐步分解成適當(dāng)?shù)奈恍蛄小?br> 部件31，32，以及33的設(shè)計(jì)方法的詳細(xì)說(shuō)明，在技術(shù)上是眾所周知的。如果給出所要求的特定的輸入/輸出功能，技術(shù)人員就知道如何形成這些部件。例如變換器33可能是個(gè)只讀存貯器(ROM)，帶有11位輸入，這只不過(guò)是只存貯器的地址。該ROM有12個(gè)輸出，它被分成兩組，每組6位，每個(gè)碼元周期變換器33的輸出交替地指向這兩組。例如，變換器32可能是一個(gè)簡(jiǎn)單的奇偶校驗(yàn)碼產(chǎn)生器，它每9位加一個(gè)奇偶校驗(yàn)位。變換器31和/或32可能是分組編碼器或卷積編碼器，用于變換器31的示意性卷積編碼器在圖10中說(shuō)明。圖10中的編碼器包括4個(gè)延遲部件，模2加法器35，36，以及37和轉(zhuǎn)向開(kāi)關(guān)38。每三個(gè)碼元間隔，插入一位到圖10編碼器中的第一個(gè)延遲部件34，(通過(guò)后面的延時(shí)部件進(jìn)行數(shù)據(jù)移位)。開(kāi)關(guān)38每個(gè)碼元間隔存取不同的加法器并在三個(gè)加法器間轉(zhuǎn)換。
應(yīng)當(dāng)注意，能夠使用不同的編碼器，以及按圖7模式的多電平編碼器方案也是可行的。這種方案在圖11中說(shuō)明，其中多電平編碼器與圖8中的相同，唯一的改變就是由小數(shù)位率(FBR)變換器39產(chǎn)生的位數(shù)。可注意到，變換器39的只讀存貯器需要12×211位，而變換器39的只讀存貯器需要10×29位；減少了4.8倍。
事實(shí)上在圖9中的調(diào)制解調(diào)器5包括一個(gè)對(duì)送往電平選擇器52的碼元的兩位最低有效位進(jìn)行誤差保護(hù)的裝置，因而量化器10當(dāng)然不是信號(hào)的終點(diǎn)。在部件200中必須提供裝置，以便使用糾錯(cuò)碼并校正在輸出端可能出現(xiàn)的誤差。該任務(wù)分配給譯碼器60的。用于校正這種誤差的傳統(tǒng)方法是通過(guò)軟譯碼，其中由減去回波估值e’之后得到實(shí)際電平，用信號(hào)可能假設(shè)的兩個(gè)可能的量化值進(jìn)行評(píng)價(jià)。為簡(jiǎn)要地說(shuō)明這個(gè)過(guò)程對(duì)于這兩個(gè)選擇規(guī)定一個(gè)“投資/效益”量度，這個(gè)量度以30個(gè)碼元的整個(gè)序列進(jìn)行累加。部件31，32，以及33的編碼動(dòng)作導(dǎo)致信號(hào)S中的有限組的不允許序列，或是帶有高成本的序列。根據(jù)累計(jì)的量度值，正確的序列能被識(shí)別，因而，誤差被校正。
圖12是說(shuō)明圖9中框200的譯碼算法執(zhí)行的流程圖，它涉及最低有效位。它描述了一個(gè)分組長(zhǎng)度為N的分組碼的譯碼。對(duì)于卷積碼，可以使用Viterbi譯碼器(參看上述的Gitlin參考文獻(xiàn))，具有如下述相同的“投資/效益”量度。圖12中的流程圖，包括部件13和20的動(dòng)作，以及框60的譯碼。換言之，圖12流程圖相應(yīng)于框200的實(shí)施方式，它通過(guò)一個(gè)存貯程序控制的處理器執(zhí)行圖12的處理。
流程圖從單元101開(kāi)始，角標(biāo)k表示一組信號(hào)之一，k被置1?？刂苽鞯絾卧?02，其中信號(hào)t(圖9中減法器13的輸出)被計(jì)算。圖12中的單元103按照μ律編碼器減少的字母表量化信號(hào)t，得到一個(gè)中間信號(hào)z(k)A，它對(duì)應(yīng)于圖9中框20的輸出。在單元104，識(shí)別出信號(hào)z(k)A與信號(hào)x(k)相關(guān)。信號(hào)x(k)是加到框60的信號(hào)。
由單元103的操作符z執(zhí)行的量化在t(k)的任何一邊選擇最近的兩個(gè)鄰值。這兩個(gè)鄰值在這以z(k)A以及z(k)B來(lái)標(biāo)識(shí)。最靠近t(k)的鄰值由將被標(biāo)號(hào)為z(k)A的量化過(guò)程來(lái)選擇。判定單元105確定信號(hào)t(k)的量化是選擇低電平鄰值還是高電平鄰值。當(dāng)z(k)A比t(k)高時(shí)，判定單元106確定對(duì)應(yīng)的標(biāo)號(hào)x(k)A是否是等于m－1，這里m是框60調(diào)制解調(diào)器標(biāo)號(hào)。(m－1是標(biāo)號(hào)集中的最后一個(gè)標(biāo)號(hào)并對(duì)應(yīng)最大的二進(jìn)制數(shù))。當(dāng)為真(true)時(shí)，單元107設(shè)置另一個(gè)鄰值x(k)B為M－2，以及控制轉(zhuǎn)到單元108，當(dāng)此為假時(shí)(false)，單元109設(shè)置x(k)B與x(k)A＋1，以及控制再一次轉(zhuǎn)到單元108。當(dāng)t(k)不大于z(k)A并且x(k)A等于0(即為最低的標(biāo)號(hào))時(shí)，單元111x(k)B置1并且控制轉(zhuǎn)到單元108。最后當(dāng)x(k)A不等于0時(shí)，單元112置x(k)B為x(k)A－1，如前面一樣，控制轉(zhuǎn)到單元108。
計(jì)算第二個(gè)鄰值x(k)B，單元108確定對(duì)應(yīng)于z(k)B的x(k)B電平。單元114計(jì)算出各閥值的間距，它涉及“投資/利益”度量值，同時(shí)控制轉(zhuǎn)到單元115。
在單元115以下的循環(huán)中計(jì)算出與選擇的x(k)A或x(k)B有關(guān)的整個(gè)分組的量度。單元115置角標(biāo)i為0，單元116比較i的值與最低有效位x(k)A，x(k)A。當(dāng)他們相等時(shí)，在框117中確定量度。當(dāng)噪聲的方差δ12已知，則投資/利益量度是φ1(k)＝φ(δ1(k)，δ2(k))，δ2(k))，其中 在等式 Q(x)=12π∫x∞e-y2/2dy]]>中Δ是圍繞r(k)的閥值間的距離。當(dāng)x(k)A的最低有效位不等于i時(shí)，則根據(jù)單元118。φ(k)i＝0，對(duì)于i＝0一旦確定量度，借助判定單元119和增加i的動(dòng)作單元110的幫助，則對(duì)于i＝0的“投資/利益”量度值被測(cè)定?？刂妻D(zhuǎn)向單元121，確定φ(k)1的及φ(k)0后，角標(biāo)k被增加。如果噪聲方差為未知，則次優(yōu)的譯碼可能發(fā)生，當(dāng)δ12＞0而δ22＜0時(shí)，由φ(δ(k)1，δ(k)2)定義的“投資/效益”量度等于δ22，當(dāng)δ1≥0而δ2≥0時(shí)，等于0，當(dāng)δ1＜0，而δ2≤0時(shí)，等于δ22－δ12。
返回到圖12，單元121增加角標(biāo)k，且控制轉(zhuǎn)到判定單元122。當(dāng)k不大于分組大小N時(shí)，控制回到單元102。當(dāng)k大于N，則控制轉(zhuǎn)到單元123，角標(biāo)i置0，確定最合適代碼字的過(guò)程開(kāi)始。單元124計(jì)算第i個(gè)碼字Ei的累加量度值，單元125增加角標(biāo)i，單元126確定下一個(gè)代碼字的量度是否應(yīng)當(dāng)計(jì)算。當(dāng)角標(biāo)i不大于在E中的碼字的數(shù)時(shí)，控制轉(zhuǎn)到單元124，(其中E是用于最低有效位的糾錯(cuò)碼)。否則，單元127標(biāo)識(shí)角標(biāo)i用于獲得最大的利益，以及通過(guò)指定角標(biāo)為角標(biāo)f存貯該角標(biāo)值。然后控制轉(zhuǎn)向單元128，角標(biāo)k被置1。
在單元128中角標(biāo)k被設(shè)置后，判定單元113在對(duì)應(yīng)角標(biāo)f代碼E(k)f中第k個(gè)分量的最低有效位與x(k)A相比較；如果他們相等，那么傳遞標(biāo)號(hào)的最終估值 被置為等于x(k)A，以及發(fā)送碼元s(k)的最終估值被置成等于z(k)A。在單元130，完成這些操作。當(dāng)判定單元113得到的回答為假時(shí)，對(duì)于單元131，發(fā)送標(biāo)號(hào) 的最終估值被置成等于x(k)B，以及被發(fā)送碼元(k)的最終估值被置成等于z(k)B。然后，單元131中k加1，如果k不大于N，則根據(jù)判定單元132，控制轉(zhuǎn)向判定單元113，否則單元133置k等于1，控制返到單元102，以開(kāi)始對(duì)另一分組的譯碼。
圖12的處理的結(jié)果是一個(gè)碼元的選擇，它滿足編碼器31的標(biāo)準(zhǔn)并有可能成為被發(fā)送的碼元。更具體地說(shuō)，該碼元是一個(gè)有效碼字的一部分，具有正確的最低有效位，剩下要決定的問(wèn)題是其它各位是否也是正確的。尤其涉及次最低有效位是否正確。
正確碼元的確定遵循圖13的結(jié)構(gòu)。在圖13中，譯碼器61對(duì)應(yīng)于圖12的流程圖，它確定碼元的最低有效位，同時(shí)確定一個(gè)試探性的碼元。該碼元送到譯碼器62，標(biāo)識(shí)出適合于編碼器32的要求的有效電平，同樣，標(biāo)識(shí)出最終碼元s’的次最低有效位，以及其余各位。由于碼元的次最低有效位是通過(guò)簡(jiǎn)單的奇偶校驗(yàn)編碼得到的，因此該位的校正過(guò)程比圖12中的過(guò)程要簡(jiǎn)單一些。在圖14中給出該處理過(guò)程。譯碼器61以及62的輸出對(duì)應(yīng)于加到部件31以及32的糾錯(cuò)編碼的最低有效位并對(duì)應(yīng)于變換器33的輸出端各位。為了在變換器33輸入端恢復(fù)各個(gè)位，可以使用簡(jiǎn)單的查表翻譯，通過(guò)翻譯器63實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)圖14的譯碼器的過(guò)程，單元201置角標(biāo)k為1，單元202確定電平t(k)是r(k)－e(k)。當(dāng)t(k)大于(k)時(shí)(由譯碼器61進(jìn)行選擇)，單元206，207，和209查看 ，它是與(k)相關(guān)的標(biāo)號(hào)，以及選擇一個(gè)相鄰的標(biāo)號(hào)x(k)2。然后控制轉(zhuǎn)向單元208。與此類似，當(dāng)t(k)不大于(k)時(shí)，單元210，211，和213也選擇標(biāo)號(hào)x(k)2，且控制轉(zhuǎn)向單元208。單元208把碼元s(k)2與電平x(k)2聯(lián)系起來(lái)。單元214計(jì)算第二個(gè)碼元選擇的“成本/效益”量度值，它對(duì)應(yīng)于y(k)＝ ，式中Δ是圍繞y(k)的閥值之間的距離。此后，單元215確定k是否小于N－1，其中N是分組長(zhǎng)度(在對(duì)最低有效位編碼中的分組長(zhǎng)度，對(duì)次最低有效位不要求相同)，在這種情況下，控制轉(zhuǎn)到單元201，確定與其它分組碼有關(guān)的的量度值。否則，控制轉(zhuǎn)向單元206，進(jìn)行關(guān)于信號(hào)奇偶性確定；即在碼元標(biāo)號(hào)中第二位的奇偶性。當(dāng)確定奇偶性為偶時(shí)(它是由編碼器32規(guī)定的奇偶性)，可以得出結(jié)論由譯碼器61做出的最初的估值是有效的，以及對(duì)于k的所有的值最終的估計(jì)值s’(k)都置成等于輸入估值(k)?？刂妻D(zhuǎn)到單元201以開(kāi)始新的記錄。否則，單元217選擇對(duì)應(yīng)于最大值y的角標(biāo)η，通過(guò)置s’(η)為s(η)2修改那個(gè)標(biāo)記(保留其余的，置s’(k)為(k))。最后，控制再次轉(zhuǎn)向單元201，并開(kāi)始處理新的記錄。
上面公開(kāi)了一些原理，以及使公開(kāi)原理具體化的一些例子，但是，當(dāng)然，在公開(kāi)發(fā)明的靈感和范圍之內(nèi)，各種改進(jìn)是完全可能的。例如，當(dāng)上面談到回波做為誤差源進(jìn)行補(bǔ)償，明顯地，在部件200內(nèi)其它的誤差源能被估計(jì)，也能被處理。
權(quán)利要求
1.通信裝置包括電平選擇器，用于根據(jù)數(shù)字化的碼元產(chǎn)生模擬電平；以及根據(jù)所述模擬電平將信號(hào)傳送到遠(yuǎn)端均衡器的裝置，其中發(fā)到遠(yuǎn)端均衡器的信號(hào)的各電平設(shè)置成與遠(yuǎn)端均衡器的量化電平相應(yīng)，其特征在于所述通信裝置包括
根據(jù)所加的數(shù)字信號(hào)產(chǎn)生所述數(shù)字化碼元的編碼器，其中所述數(shù)字化碼元與預(yù)選的糾錯(cuò)碼相一致。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的通信裝置，還包括根據(jù)從所述均衡器得出的信號(hào)調(diào)節(jié)所述電平選擇器產(chǎn)生的信號(hào)電平的裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的通信裝置，其中所述糾錯(cuò)碼是分組碼(block code)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的通信裝置，其中碼元序列是從所加的數(shù)字信號(hào)的連續(xù)的分組位中產(chǎn)生的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的通信裝置，其中所述糾錯(cuò)碼是卷積碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的通信裝置，其中所述編碼器包括一個(gè)變換器，根據(jù)加到變換器的信號(hào)的每A個(gè)位，產(chǎn)生B組位，其中每組位包含C個(gè)位，包括碼元的大多數(shù)有效位，其中A、B和C是整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的通信裝置，其中所述變換器是小數(shù)位速率變換器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的通信裝置，其中A/B是帶分?jǐn)?shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的通信裝置還包括響應(yīng)所加信號(hào)的各位用于產(chǎn)生包括所述碼元的最小有效位并包含可啟動(dòng)糾錯(cuò)操作的冗余碼的編碼裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求6的通信裝置還包括第一編碼裝置，它根據(jù)所加信號(hào)的各位產(chǎn)生所述碼元的最低有效位；和第二編碼裝置，它根據(jù)所加信號(hào)的各位產(chǎn)生所述碼元的下一個(gè)最低有效位。
11.根據(jù)權(quán)利要求6的通信裝置還包括第一編碼裝置，根據(jù)所加的信號(hào)的各個(gè)位產(chǎn)生所述碼元的最低有效位，其中所述碼元的最低有效位適合于第一預(yù)選的糾錯(cuò)碼；以及第二編碼裝置，根據(jù)所加信號(hào)的各位產(chǎn)生所述碼元的次低有效位，其中所述碼元的次低有效位適合于第二預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的通信裝置，其中所述第一預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼與所述第二預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼不同。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的通信裝置，其中所述第一預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼的糾錯(cuò)能力強(qiáng)于所述第二預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼。
14.根據(jù)權(quán)利要求6的通信裝置包括第一編碼裝置，根據(jù)所加信號(hào)的各個(gè)位產(chǎn)生各組包括所述碼元的最低有效位的位，其中所述碼元的最低有效位適合第一預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼；以及第二編碼裝置，根據(jù)所加信號(hào)的各個(gè)位產(chǎn)生各中間組包括所述碼元的某些位的位，所述這些位在所述碼元的最低有效位和所述碼元的最高有效位之間，其中所述碼元的所述中間組的位適合第二預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼。
15.根據(jù)權(quán)利要求6的通信裝置還包括第一編碼裝置，根據(jù)所加信號(hào)的各個(gè)位產(chǎn)生各組D位，其中所述各組D適合第一預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼；第二編碼裝置，根據(jù)所加信號(hào)的各個(gè)位產(chǎn)生各組E位，其中所述碼元的中間組的位適合第二預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼；其中每個(gè)所述碼元是來(lái)自變換器的C個(gè)位順序與來(lái)自各組E和D的各位的結(jié)合，其中變換器的C個(gè)位包括每個(gè)碼元的最高有效位。
16.根據(jù)權(quán)利要求6的通信裝置，還包括第一編碼裝置，根據(jù)所加信號(hào)的各個(gè)位產(chǎn)生各組D位，其中所述組D適合第一糾錯(cuò)碼，第二編碼裝置，根據(jù)所加信號(hào)的各個(gè)位產(chǎn)生各組E位，其中所述碼元各位的中間組適合第二預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼；根據(jù)所加信號(hào)的預(yù)選擇的各位產(chǎn)生組F的裝置；以及根據(jù)所述組D、E和F以及變換器的C個(gè)位形成碼元的裝置，其中每個(gè)所述碼元是變換器的C個(gè)位順序和組F、E和D的各位的結(jié)合，其中變換器的C個(gè)位包括每個(gè)碼元的最高有效位。
17.根據(jù)權(quán)利要求1的通信裝置，其中所述編碼器包括小數(shù)位速率變換器和編碼裝置，其中根據(jù)預(yù)選擇的路由方案，所加信號(hào)的一些位被加到所述小數(shù)位速率變換器，以產(chǎn)生集合A的位，所加信號(hào)的另一些位被加到所述編碼裝置，以產(chǎn)生集合B的位，其中集合A的位和集合B的位進(jìn)行組合以驅(qū)動(dòng)電平選擇器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的通信裝置，其中所述編碼裝置執(zhí)行多電平編碼。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的通信裝置，其中所述編碼裝置執(zhí)行多電平編碼以產(chǎn)生集合B的位，每個(gè)集合B包括兩個(gè)子集，以及一個(gè)子集適合第一預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼，另一個(gè)子集不編碼。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的通信裝置，其中所述編碼裝置執(zhí)行多電平編碼以產(chǎn)生集合B的位，每個(gè)集合B包括兩個(gè)子集，以及一個(gè)子集適合第一預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼，另一個(gè)子集適合第二預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的通信裝置，其中所述第一預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼是分組碼，所述第二預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼是奇偶校驗(yàn)碼。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的通信裝置，其中所述第一預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼是卷積碼，所述第二預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼是奇偶校驗(yàn)碼。
23.根據(jù)權(quán)利要求20的通信裝置，其中所述第一預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼是卷積碼，所述第二預(yù)選擇的糾錯(cuò)碼是分組碼。
24.根據(jù)權(quán)利要求17的通信裝置，其中所述編碼裝置執(zhí)行多電平編碼以產(chǎn)生集合B的位，每個(gè)集合B包含三個(gè)子集，以及一個(gè)子集適合第一預(yù)選擇糾錯(cuò)碼，另一個(gè)子集適合第二預(yù)選擇糾錯(cuò)碼，第三個(gè)子集不編碼。
25.用于產(chǎn)生輸出碼元流的譯碼裝置包括用于接收與發(fā)送的碼元流相關(guān)的接收碼元電平流的裝置，以及響應(yīng)所述減法裝置的譯碼器，包括一個(gè)第一級(jí)，根據(jù)與一個(gè)標(biāo)號(hào)的第一組的位相關(guān)的第一糾錯(cuò)碼識(shí)別與所接收的碼元流相應(yīng)的最有可能的發(fā)送序列，所述標(biāo)號(hào)與減法器輸出的碼元電平相關(guān)，以及一個(gè)第二級(jí)，響應(yīng)第一級(jí)，利用與一個(gè)標(biāo)號(hào)的第二組的位相關(guān)的第二糾錯(cuò)碼產(chǎn)生與最有可能的發(fā)送碼元序列相應(yīng)的輸出碼元流，其中所述標(biāo)號(hào)與減法器輸出的碼元電平相關(guān)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的譯碼裝置，其中第一級(jí)借助于與所述減法器輸出的碼元電平和預(yù)選擇的閾值間的距離相關(guān)的度量，識(shí)別出最有可能的發(fā)送碼元序列。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的譯碼裝置，其中第一糾錯(cuò)碼是分組碼。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的譯碼裝置，其中第一糾錯(cuò)碼是卷積碼。
29.根據(jù)權(quán)利要求25的譯碼裝置，其中第一糾錯(cuò)碼比第二糾錯(cuò)碼更健全。
30.根據(jù)權(quán)利要求25的譯碼裝置，其中第二糾錯(cuò)碼是奇偶校驗(yàn)碼。
31.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中所述第一組譯碼位是最低有效位。
32.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中所述第一組譯碼位是最低有效位，第二組位是次低有效位。
33.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其中第一級(jí)確定所述輸出碼元流中的每個(gè)碼元的第一組的位，第二級(jí)確定所述輸出碼元流中每個(gè)碼的剩余位。
全文摘要
一個(gè)調(diào)制解調(diào)器與所連的中心局編碼譯碼器匹配，并包括數(shù)據(jù)的編碼。中心局編碼譯碼器后的回波消除器減去由中心局引入的回波。具體來(lái)說(shuō)，加到調(diào)制解調(diào)器的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)是多電平編碼的并變換到編碼譯碼器識(shí)別的電平的一個(gè)子集。然后，譯碼器對(duì)各級(jí)中接收的信號(hào)進(jìn)行譯碼。
文檔編號(hào)H03M13/35GK1143286SQ96101338
公開(kāi)日1997年2月19日 申請(qǐng)日期1996年1月31日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月1日
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