專利名稱:一種無損傷切換裝置的制作方法
本實(shí)用新型涉及到一種逐位碼比較法的無損傷切換裝置，適用于中、大容量數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)中工作通道與備用通道的無損傷切換。亦可用于其它具有備份與切換設(shè)備的高速數(shù)字傳輸系統(tǒng)。
在數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)中，為保證系統(tǒng)有足夠的可靠性，通常采用11或N1的通道備份。當(dāng)工作通道誤碼率惡化到一定門限時(shí)，系統(tǒng)便在保證傳送的數(shù)碼流不出現(xiàn)斷裂、錯(cuò)位的前提下，由無損傷切換裝置自動(dòng)倒換到備用通道上。由于空間傳播中的多經(jīng)效應(yīng)的影響，工作通道與備用通道除固定的傳播時(shí)延差以外，還存在變化不定的時(shí)延差。在中、大容量數(shù)字微波通信系統(tǒng)中，因傳播引起的時(shí)延差要超過半個(gè)碼元周期，因此無損傷切換裝置必須具有對(duì)時(shí)延差進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整的能力，這是中、大容量數(shù)字微波通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前數(shù)字微波通信領(lǐng)域內(nèi)采用的較先進(jìn)的無損傷切換裝置，如日本NEC的4／5／6L－D1無損傷切換裝置是由復(fù)接器、幀信號(hào)產(chǎn)生電路、分接器、幀識(shí)別電路和時(shí)延調(diào)整電路組成的，如附圖1所示。其中的時(shí)延調(diào)整電路由1／3分頻器、1／2分頻器、相乘器、相加器、VCO(壓控振蕩器)、彈性存儲(chǔ)器和切換開關(guān)組成，如附圖2所示。此裝置的工作原理是在發(fā)端利用復(fù)接器在傳送的數(shù)碼流中插入一定的幀信號(hào)，在收端利用幀識(shí)別電路與分接器分離出工作通道與備用通道的幀信號(hào)，并以此幀信號(hào)作為時(shí)間基準(zhǔn)去控制彈性存儲(chǔ)器的讀、寫，從而達(dá)到使工作通道與備用通道的信碼對(duì)齊，實(shí)現(xiàn)無損傷切換之目的(“4／5／6L－D1終端設(shè)備”《數(shù)字微波通信技術(shù)200mb／s16QAM微波系統(tǒng)譯文集》1983.12，第38頁至46頁。劉安生譯，畢可宏校，郵電部第四研究所)。這種無損傷切換裝置的不足之處是要專門設(shè)置復(fù)接器、幀信號(hào)產(chǎn)生電路、分接器、幀識(shí)別電路等，設(shè)備量大，尤其是數(shù)碼率較高時(shí)，需要用超高速集成電路，成本高，耗電量大。我國研制的34mb／s碼速的無損傷切換裝置，如附圖3所示。該裝置是利用三次群復(fù)接設(shè)備中的幀同步信號(hào)，省掉了發(fā)端的復(fù)接器、幀信號(hào)產(chǎn)生電路，減少了一定的設(shè)備量(“中容量數(shù)字微波通信系統(tǒng)用11無損傷倒換設(shè)備”蔣祖仁《電信科學(xué)》1986年第6期，第7至第13頁)，但還存在以下不足①當(dāng)三次群復(fù)接設(shè)備的幀信號(hào)結(jié)構(gòu)不同時(shí)，無損傷切換裝置無法使用，缺乏通用性、靈活性；②由于三次群復(fù)接設(shè)備的誤碼門限與數(shù)字微波信道機(jī)的誤碼門限不同，前者為10－6，而后者的誤碼門限一般是10－3或10－4，這樣，當(dāng)采用三次群復(fù)接設(shè)備的幀信號(hào)作為無損傷切換裝置的時(shí)間基準(zhǔn)時(shí)，系統(tǒng)易出現(xiàn)瞬斷；③設(shè)備量仍然很大。
針對(duì)上述無損傷切換裝置之不足，本實(shí)用新型的目的是在具有無損傷切換功能的前提下，減少設(shè)備量，提高設(shè)備的可靠性，降低設(shè)備成本。
本實(shí)用新型完全取消了復(fù)接器、帖信號(hào)產(chǎn)生電路、分接器和帖識(shí)別電路，其原理框圖如附圖4所示。時(shí)延調(diào)整電路仍由1／m分頻器、1／2分頻器、相乘器、相加器、VCO(壓控振蕩器)、彈性存儲(chǔ)器、切換開關(guān)組成，只是在兩個(gè)彈性存儲(chǔ)器的輸出之間增設(shè)了碼位對(duì)齊檢測電路，在工作通道(或備用通道)的時(shí)鐘輸入端增設(shè)了一個(gè)時(shí)鐘扣除(或塞入)電路，如附圖5所示。工作通道與備用通道的信碼、時(shí)鐘直接進(jìn)入時(shí)延調(diào)整電路，利用工作通道與備用通道碼流的相關(guān)性，由碼位對(duì)齊檢測電路進(jìn)行逐位檢測，其輸出去控制時(shí)鐘扣除(或塞入)電路進(jìn)行時(shí)鐘脈沖扣除(或塞入)，以使時(shí)延調(diào)整電路進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，達(dá)到兩路信碼對(duì)齊，實(shí)現(xiàn)無損傷切換。
本實(shí)用新型比現(xiàn)有的無損傷切換裝置結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備量大大減少(是34mb／s碼速無損傷切換裝置的四分之一左右，比日本NEC4／5／6L－D1系統(tǒng)的常規(guī)無損傷切換裝置設(shè)備量也大大減少)，降低了成本，提高了設(shè)備的可靠性。
附圖6是本實(shí)用新型的第1實(shí)施例，碼位對(duì)齊檢測電路是由模2和、低通濾波器、判決電路組成；時(shí)鐘扣除電路包括由與門1、與門2構(gòu)成的控制電路和由D觸發(fā)器、判決器、R、C充放電電路、倒向器構(gòu)成的扣除脈沖產(chǎn)生電路。未經(jīng)過幀信號(hào)復(fù)接、分接的信碼Ⅰ、時(shí)鐘I、信碼Ⅱ、時(shí)鐘Ⅱ直接進(jìn)入時(shí)延調(diào)整電路，信碼Ⅱ的時(shí)鐘Ⅱ在進(jìn)入1／m分頻器前，先經(jīng)過時(shí)鐘扣除電路，經(jīng)分頻器和彈性存儲(chǔ)器讀、寫的信碼Ⅰ′、信碼Ⅱ′送至模2和，若兩路信碼碼位對(duì)齊，波形圖如附圖7所示，則模2和輸出為0，經(jīng)低通濾波器、判決電路，輸出禁止扣除指令(低電平)送至控制電路，時(shí)鐘扣除電路停止扣除；若兩路信碼碼位未對(duì)齊，波形圖如附圖8所示，由于數(shù)字信號(hào)0、1等概，前后碼元獨(dú)立的特性，模2和輸出0、1交替的脈沖(即高、低電平交替)，通過低通濾波器、判決電路輸出允許扣除指令(高電平)，送至控制電路，扣除脈沖來自扣除脈沖產(chǎn)生電路。扣除脈沖產(chǎn)生電路在時(shí)鐘Ⅱ控制下，利用R、C充放電，適當(dāng)選擇參考電平VIL、VIH，使之產(chǎn)生寬度等于時(shí)鐘周期TS，周期為T的脈沖序列，如附圖9所示。此扣除脈沖和允許扣除指令通過控制電路的與門1相與，其輸出和時(shí)鐘Ⅱ通過與門2相與，扣除一個(gè)時(shí)鐘脈沖，使分頻器、彈性存儲(chǔ)器的狀態(tài)發(fā)生變化，此變化若導(dǎo)致信碼Ⅰ′和信碼Ⅱ′碼位對(duì)齊，則碼位對(duì)齊檢測電路就會(huì)輸出一個(gè)禁止扣除指令，時(shí)鐘扣除電路即停止扣除；若此變化未使信碼Ⅰ′和信碼Ⅱ′碼位對(duì)齊，則電路重復(fù)上述過程，直至兩路信碼碼位對(duì)齊為止。R、C值是根據(jù)時(shí)鐘速率及壓控振蕩器的過渡過程確定的，扣除脈沖周期T應(yīng)大于壓控蕩器的過渡過程。時(shí)鐘扣除電路各點(diǎn)波形如附圖10所示。分頻器、相乘器、相加器、VCO(壓控振蕩器)、彈性存儲(chǔ)器、切換開關(guān)等均與常規(guī)的無損傷切換裝置中同一部件的工作原理和功能相同。
附圖11是本實(shí)用新型的第2實(shí)施例，碼位對(duì)齊檢測電路由模2和、檢波器、判決電路組成，時(shí)鐘塞入電路包括由D觸發(fā)器、與門構(gòu)成的控制電路和由1／N分頻器、延時(shí)電路、模2和構(gòu)成的塞入脈沖產(chǎn)生電路。經(jīng)分頻器和彈性存儲(chǔ)器讀、寫的信碼Ⅰ′、信碼Ⅱ′送至碼位對(duì)齊檢測電路的模2和，若兩路信碼碼位對(duì)齊，則模2和輸出無交流分量，經(jīng)檢波器，判決電路輸出禁止塞入指令(低電平)，送至控制電路；若兩路信碼碼位未對(duì)齊，則模2和輸出中含有交流分量，經(jīng)檢波器、判決電路輸出允許塞入指令(高電平)，送至控制電路，塞入脈沖來自塞入脈沖產(chǎn)生電路，時(shí)鐘Ⅱ經(jīng)1／N分頻器后，一路送模2和，另一路經(jīng)延時(shí)電路后送模2和，使之產(chǎn)生寬度為τ。(τ的寬度以能使D觸發(fā)器發(fā)生翻轉(zhuǎn)為限)，周期為T的窄脈沖序列，波形如附圖12所示。平時(shí)控制電路的D觸發(fā)器的CP端一直處于開通狀態(tài)，時(shí)鐘Ⅱ正常通過D觸發(fā)器；當(dāng)允許塞入指令到來時(shí)，與塞入脈沖相與，其輸出送至D觸發(fā)器的置“1”(或置“0”)端，強(qiáng)迫D觸發(fā)器多發(fā)生一次跳變，即塞入一個(gè)脈沖，以使分頻器、彈性存儲(chǔ)器的狀態(tài)發(fā)生變化，達(dá)到使碼位對(duì)齊之目的，其過程與上一個(gè)實(shí)施例基本相同。
不論碼位對(duì)齊檢測電路、時(shí)鐘扣除(或塞入)電路都可采用其它形式的多種電路，只要依照本實(shí)用新型的方法，通過逐位碼比較進(jìn)行時(shí)鐘脈沖扣除或塞入，均能達(dá)到工作通道與備用通道的信碼自適應(yīng)的時(shí)延調(diào)整，實(shí)現(xiàn)無損傷切換的目的。
附圖1 4／5／6L－D1無損傷切換裝置框圖附圖2 時(shí)延調(diào)整電路框圖附圖3 34Mb／S碼速的無損傷切換裝置框圖附圖4 本實(shí)用新型原理框圖附圖5 本實(shí)用新型電路框圖附圖6 實(shí)施例1電路框圖附圖7 碼位對(duì)齊波形圖附圖8 碼位未對(duì)齊波形圖附圖9 扣除脈沖波形圖附圖10 時(shí)鐘扣除電路各點(diǎn)波形圖附圖11 實(shí)施例2電路框圖附圖12 塞入脈沖波形圖
權(quán)利要求
1.一種無損傷切換裝置，由1/m分頻器、1/2分頻器、相乘器、相加器、VCO(壓控振蕩器)、彈性存儲(chǔ)器和切換開關(guān)組成，其特征在于在兩個(gè)彈性存儲(chǔ)器輸出之間增設(shè)了碼位對(duì)齊檢測電路，在工作通道(或備用通道)的時(shí)鐘輸入端增設(shè)一個(gè)時(shí)鐘扣除(或塞入)電路，信碼、時(shí)鐘直接進(jìn)入時(shí)延調(diào)整電路，利用工作通道與備用通道碼流的相關(guān)性，由碼位對(duì)齊檢測電路進(jìn)行逐位檢測，其輸出控制時(shí)鐘扣除(或塞入)電路進(jìn)行時(shí)鐘脈沖扣除(或塞入)，以使時(shí)延調(diào)整電路進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整。
2.按權(quán)利要求
1說的無損傷切換裝置，其特征在于所說的碼位對(duì)齊檢測電路，可由模2和、低通濾波器(或檢波器)、判決電路構(gòu)成，經(jīng)分頻器和彈性存儲(chǔ)器讀、寫的信碼Ⅰ′、信碼Ⅱ′，若碼位對(duì)齊，則模2和輸出為0，通過低通濾波器(或檢波器)、判決電路輸出禁止扣除(或塞入)指令，若碼位未對(duì)齊，則模2和輸出0，1交替的脈沖，通過低通濾波器(或檢波器)、判決電路輸出允許扣除(或塞入)指令。
3.按權(quán)利要求
1、2說的無損傷切換裝置，其特征在于所說的時(shí)鐘扣除電路包括由與門1、與門2構(gòu)成的控制電路和由D觸發(fā)器、判決器、R·C充放電電路、倒向器構(gòu)成的扣除脈沖產(chǎn)生電路，扣除脈沖在時(shí)鐘控制下，利用RC充放電，適當(dāng)選擇VIL、VIH，使之產(chǎn)生寬度等于時(shí)鐘周期TS，周期為T的脈沖序列，此扣除脈沖和允許扣除指令通過與門1相與，其輸出和時(shí)鐘通過與門2相與，扣除一個(gè)時(shí)鐘脈沖，禁止扣除指令到來時(shí)，扣除即行停止。
4.按權(quán)利要求
1、2說的無損傷切換裝置，其特征在于所說的時(shí)鐘塞入電路包括由D觸發(fā)器、與門構(gòu)成的控制電路和由1／N分頻器、延時(shí)電路、模2和構(gòu)成的塞入脈沖產(chǎn)生電路，時(shí)鐘經(jīng)1／N分頻器后，一路送模2和，另一路經(jīng)延時(shí)電路后送模2和，產(chǎn)生寬度為τ，周期為T的窄脈沖序列，此脈沖與允許塞入指令經(jīng)與門相與，其輸出送D觸發(fā)器的置“1”(或置“0”)端，強(qiáng)迫D觸發(fā)器多發(fā)生一次跳變，即塞入一個(gè)脈沖，禁止塞入指令到來，塞入即行停止。
專利摘要
本實(shí)用新型涉及到一種逐位碼比較法的無損傷切換裝置。本實(shí)用新型完全取消了常規(guī)的無損傷切換裝置里的復(fù)接器，幀信號(hào)產(chǎn)生電路、分接器和幀識(shí)別電路，具有電路簡單、設(shè)備量小、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)。適用于中、大容量數(shù)字微波接力通信系統(tǒng)中的工作通道與備用通道的無損傷切換，亦可用于其它具有備用與切換設(shè)備的高速數(shù)字傳輸系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04L1/22GK87200528SQ87200528
公開日1987年10月14日 申請(qǐng)日期1987年1月22日
發(fā)明者劉序明, 姚彥, 林國鋒 申請(qǐng)人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan