專利名稱：數(shù)據(jù)信號傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于通過設置于一個多對導線的電纜中分開導線對、將多個二進制數(shù)字信號同時傳輸?shù)臄?shù)字信號傳輸系統(tǒng)，即按照權利要求1前序部分所述的數(shù)字傳輸系統(tǒng)。
實現(xiàn)多對對稱NF電纜多重使用的具有最大位速率為2兆位/秒(Mbit/s)的數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)是已經(jīng)公知的。其主要是通過導線對的尼奎斯特校正通路(dernyquistentzerrteKanal)進行AMI代碼或HDB3代碼傳輸信號的傳輸和閾值檢測。這些慣用的方法非常容易受到并行運行的、在同一個電纜中的相同類型的傳輸系統(tǒng)的串音干擾，以及由電機選擇系統(tǒng)信號傳輸所引起的脈沖干擾。這些干擾一方面限制了連接的最大跨度長度，另一方面也限制了在固定跨度長度場合下，設置在一個電纜中相同類型傳輸系統(tǒng)的數(shù)目。
本發(fā)明的任務在于顯著提高對串音的抗干擾性。該任務是通過權利要求1中特征部分所述的發(fā)明加以解決的。
本發(fā)明的其它構成給出在從屬權利要求的特征中。
本發(fā)明包括通過設置于一個多對導線的電纜中的分開的導線對、將多個數(shù)字信號同時傳輸?shù)姆椒?，其中二進制的、經(jīng)在頻率范圍轉(zhuǎn)換的(verwurfelt)數(shù)字源信號經(jīng)碼轉(zhuǎn)換變?yōu)闊o冗余的四進制發(fā)送信號，對接收信號作自適應調(diào)節(jié)的符號不受干擾的校正，并且通過一個定量反饋(判定反饋校正)對傳輸路徑中損失的低頻信號部分進行恢復補償。由一個閾值檢測器對通過無干擾校正的信號進行判定。通過減運算，從一個在最佳檢測時刻得到的接收信號值和基于判定被評價的接收信號有用值之差、來對干擾進行評價。借助于前導的與現(xiàn)時實際的干擾評價值，通過線性濾波器在下一檢測時刻進行一干擾預測。為了達到降低起作用的干擾功率，在下一檢測時刻從信號值中減去該預測值。這個干擾值的預測是可能的，因為基于串音頻率特性以及通過校正在干擾過程中形成了線性統(tǒng)計關系，該干擾過程由于在多對導線的電纜中同樣類型的信號串音形成了優(yōu)勢部分。同樣地，為將殘余的剩余干擾功率減少到最低程度，對干擾預測濾波器進行自適應跟蹤。按照由數(shù)字信號處理所公知的方法，接收器的主要部分將被數(shù)字化地實現(xiàn)。
從而，該接收器的原理在應用閾值檢測條件下達到對串音干擾盡可能大的抗干擾性，然而，即使與一個最佳檢測(所有可能符號序列的相關接收器)相比較，信噪比的損失(Storabstandsvertluste)也是很微小的。
該新型的傳輸方法其特征在于代替在以下文獻中稱作為在信號路徑和反饋路線中雙雙使用了預測濾波器的最佳干擾值預測QR-結構(判定反饋校正)，在這里使用了具有簡單預測濾波器的簡單干擾值預測結構。該文獻為“Honig，M.L與Messerschmitt，D.G.著的、自適應濾波器(AdaptiveFilterts)，Kluwer科研出版社，波士頓，1984”。其中在現(xiàn)有應用情況下在所有無冗余發(fā)送信號中四進制信號是最佳的。然而對于這些四進制信號來說，按照各1的結構被證明勝過QR結構。但是對于最佳化陳述也可適用于二進制發(fā)送信號。
其它的特征還在于有可能對用于(線性和判定反饋)校正以及用于干擾值預測的濾波器實現(xiàn)分開調(diào)節(jié)的可能性。從而能選擇這些濾波器的不同調(diào)節(jié)算法和用于校正及干擾值預測的不同適應速度。一個與校正相比緩慢的干擾預測調(diào)節(jié)使得傳輸特性(電纜長度，芯線直線，干擾種類)范圍明顯擴大，在該特性范圍內(nèi)，在相同的數(shù)字濾波器系統(tǒng)數(shù)目條件下，有可能產(chǎn)生有效的自適應性。此外，通過這些具有校正器(零強制算法)和干擾值預測器(最小均方算法)的分開調(diào)節(jié)算法結構，在穩(wěn)定的運行情況下，比在選擇對所有濾波器通用的調(diào)節(jié)方法時能更有效地抑制干擾。
另外，該新型傳輸方法的特征還在于為了減少自適應數(shù)字校正器的線性部分和判定反饋部分的系統(tǒng)數(shù)目，采用了模擬協(xié)調(diào)預校正。它是這樣設計的，即作為要素包含有如在以下文獻中所述的變白匹配濾波器(Whitened-Matched-Filter)，該文獻為“Huber，J著、帶有脈沖干擾數(shù)字信號的檢測和最佳濾波器，第一部分和第二部分，頻率41(1987)，第161至167頁及189至196頁?！辈亩ＷC了從時間連續(xù)信號到時間不連續(xù)采樣數(shù)據(jù)的信息無損耗的過渡。因此，該協(xié)調(diào)初償器相當于平均期望的電纜衰耗和串音尼奎斯特傳遞函數(shù)的最佳尼奎其特濾波器。對此，它在要是用于協(xié)調(diào)補償器的脈沖形成部分(頻率響應衰減系數(shù)“roll-offfactor”)，該系數(shù)選擇得小于1，并且在0.3至0.6的范圍內(nèi)導致最佳信噪比壇益。
作為傳輸系統(tǒng)的再一個特征在于借助于在線性自適應補償器中調(diào)整系數(shù)，使檢測時刻最佳化，并且該最佳化同樣自適應地進行。從而補償了由電纜特性或接收器中節(jié)拍恢復振蕩器的長期波動。
本發(fā)明的優(yōu)點是實現(xiàn)了在地方終端線路網(wǎng)絡中提高了跨度長度，例如是一個2.048兆位/秒的傳輸系統(tǒng)的場合。因此，沒有中間再生器就能到達絕大多數(shù)用戶?；趯Υ舾蓴_和脈沖干擾的高抗干擾性，在相對較長跨度長度下，使具有相同類型的2.048兆位/秒系統(tǒng)的地方終端接線電纜能夠?qū)崿F(xiàn)較高的接線率。通過對用于校正和干擾值預測的不同調(diào)節(jié)算法的周密選擇會完全有效地對非穩(wěn)定脈沖干擾進行高通濾波。
附圖
是描述本發(fā)明的一個實施例，該實施例將在下文中作詳細地說明。
通過一個多對導線的電纜中的一導線對傳輸一個無冗余的4級(4-stufig)線路信號。其按傳輸功能在至接收器的路線上產(chǎn)生嚴重失真和衰減，并作為有用信號e(t)到達接收器的輸入端。該有用信號e(t)被串音干擾，例如被同樣類型的在相鄰芯線中運行的傳輸系統(tǒng)，以及被不穩(wěn)定的電機械選擇系統(tǒng)的脈沖干擾覆蓋。
在接收器輸入端處使用高通濾波器既對有用信號e(t)也對全部干擾進行衰減。這個高通濾波器HP減少了低頻脈沖干擾。模擬協(xié)調(diào)校正部件KE，線性校正器2和判定反饋校正器3根據(jù)第一尼奎斯特判據(jù)，去除了有用信號e(t)中的脈沖干擾。由線性校正器2分配，在模擬協(xié)調(diào)校正器KE和一可調(diào)數(shù)字校正器DE中減少校正器DE的必要系數(shù)CO至CL的數(shù)目。
在符號周期中對固定調(diào)節(jié)的模擬校正器的輸出信號采樣。產(chǎn)生不連續(xù)的采樣數(shù)據(jù)(ei)序列，它用不連續(xù)校正器的橫向濾波器根據(jù)系數(shù)CO至CL的調(diào)節(jié)進行求值，得到時間不連續(xù)的序列(di)。由檢測信號Vi通過判定反饋修正器3根據(jù)系數(shù)bO至bM得出一補償信號dQRi。該補償信號dQRi會消除由高通濾波器HP造成的失真。通過減法形成具有其采樣數(shù)據(jù)的修正信號Ki，Ki＝di-dORi。
系數(shù)CO至CL和bO至bM的自適應調(diào)節(jié)根據(jù)零強制算法進行。該修正信號部分Ki包括一個有用信號和干擾信號部分。
具有系數(shù)PI至PN的干擾值預測器1的自適應性是完全獨立于校正調(diào)節(jié)實現(xiàn)的。這里應用了最小均方算法。預測器輸入信號采樣數(shù)據(jù)ri＝Ki-1-Vi，它是由從延遲了一個符號周期的被補償和校正的信號Ki中減去檢測信號Vi形成的，Ki由一帶色的(farbig)、尤其是由串音造成的干擾所覆蓋。該差值信號ri的采樣數(shù)據(jù)通過干擾值預測器1的橫向濾波器TF1這樣地進行求值，即在檢測器前從采樣數(shù)據(jù)Ki中減去干擾的可預報部分mi。這樣在閾值檢測器的輸入處僅還有不帶統(tǒng)計結合的有用信號部分和干擾部分Xi。因此產(chǎn)生了具有由抗相關引起的校高抗干擾性的判定過程。
權利要求
1.用于通過設置于一個多對導線的電纜中的分開導線對中將多個二進制數(shù)字信號同時傳輸?shù)臄?shù)字信號傳輸系統(tǒng)，其中將二進制的在頻率范圍轉(zhuǎn)換的(Verwurfelt)數(shù)字信號經(jīng)代碼轉(zhuǎn)換變成四進制的，在同一個NF電纜中向兩邊方向的信號傳輸是相互獨立進行的，接收信號經(jīng)尼奎斯特校正，在傳輸途徑中損耗的低頻信號部分由定量化的反饋(QR)恢復補償，對產(chǎn)生的信號進行閾值檢測，用由數(shù)字信號處理所公知的方法實現(xiàn)接收器的優(yōu)勢部分，從而按照理論得到對串音干擾的最大可能的抗干擾性，其特征在于將一具有系數(shù)(P1至PN)的干擾值預測器(1)附加于眾所周知的閾值檢測器(SD)，其采樣數(shù)據(jù)(ri)由尼奎斯特校正信號(Ki-1)和檢測信號(Vi)之間的差信號(ri)導出；從原始帶色(farbig)干擾數(shù)據(jù)形成不相干的對檢測過程有效減少的干擾數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于應用了由高通濾波器(HP)，具有系數(shù)CO至CL的線性校正器(2)，具有系數(shù)bO至bM的判定反饋校正器(3)和一個具有大于3幅度等級的數(shù)字信號干擾值預測器(1)構成的一個接收器結構。
3.根據(jù)權利要求1和2所述的數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于校正(線性部分和判定反饋部分)及干擾值預測的自適應性是通過具有不同調(diào)節(jié)速度的分開調(diào)節(jié)算法實現(xiàn)的。
4.根據(jù)權利要求1至3所述的數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于由于附加的高通濾波器(HP)對低頻不穩(wěn)定脈沖干擾極為有效的抑制作用，對校正使用了零強制算法和對干擾值預測使用了最小均方算法，而不會由此消除對不穩(wěn)定脈沖干擾的高通濾波作用。
5.根據(jù)權利要求1、2、3和4所述的數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于在以公知的符號算法(sign-Algorithmus)單獨地采用量值的符號用來作自適應濾波器系數(shù)調(diào)節(jié)時，能得到最佳濾波器調(diào)節(jié)。
6.根據(jù)權利要求1和2所述的數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于在可調(diào)節(jié)數(shù)字校正器(DE)的前方設置一個固定調(diào)節(jié)的模擬協(xié)調(diào)校正器(KE)，以便減少線性校正器(2)和判定反饋校正器(3)的必要系數(shù)(C0至CL和bO至bM)的數(shù)目，及以便進行從時間連續(xù)的數(shù)字信號(e(t))到時間不連續(xù)數(shù)字信號(ei)的無信息損耗的過渡。
7.根據(jù)權利要求1至6所述的數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于根據(jù)調(diào)節(jié)可調(diào)節(jié)數(shù)字校正器(DE)線性部分的系數(shù)(CO至CL)、跟蹤檢測時刻。
8.根據(jù)權利要求1至7所述的數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)使用于地方終端線路中按2.048兆位/秒(Mbit/s)位速率傳輸，用以在具有同樣類型系統(tǒng)的電纜同時全接線時使跨度長度提高。
9.根據(jù)權利要求8所述的數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于在星形四線組內(nèi)作同方向傳輸時，借助于該系統(tǒng)，可以全部接通具有同樣類型傳輸系統(tǒng)的多路傳送電纜。
10.根據(jù)權利要求8和9所述的數(shù)字信號傳輸系統(tǒng)，其特征在于在校正時，邊沿系數(shù)為0.5;涉及線路信號尼奎斯特頻率的最大衰減指數(shù)為44dB，以及發(fā)射電壓(峰點至零點)為2.3V。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于通過分開的導線對將多個二進制數(shù)字信號同時傳輸?shù)臄?shù)字信號傳輸系統(tǒng)。將一個干擾值預測器(1)附加于眾所周知的閾值檢測器(SD)上，其采樣數(shù)據(jù)由尼奎斯特校正信號(K
文檔編號H04L25/03GK1045319SQ9010116
公開日1990年9月12日 申請日期1990年2月24日 優(yōu)先權日1989年2月24日
發(fā)明者漢斯-沃納·威爾豪森, 克勞斯-彼得·格拉夫, 約翰尼斯·胡伯, 卡爾海因茨·特倫度爾 申請人:電子通訊股份有限公司