專利名稱：多音數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中協(xié)調(diào)多點(diǎn)對一點(diǎn)通信的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的背景本發(fā)明一般涉及中心單元服務(wù)多個遠(yuǎn)程單元的離散多音通信系統(tǒng)。具體地，它涉及協(xié)調(diào)來自遠(yuǎn)程單元的上行通信的方法。
離散多音(DMT)數(shù)據(jù)傳輸方案已經(jīng)用于促進(jìn)高性能數(shù)據(jù)傳輸。DMT結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于，它們具有高的頻譜效率并且能夠適應(yīng)性地避免各種信號變形和噪音問題。由于它們具有非常高的數(shù)據(jù)傳輸容量，在多數(shù)應(yīng)用中，選擇DMT數(shù)據(jù)傳輸方案將為增長的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)要求提供擴(kuò)展業(yè)務(wù)的足夠空間。因此，離散多音技術(shù)在多種數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境中都有應(yīng)用。例如，ANSI(AmericanNational Standard institute)Standard Group授權(quán)的一個組織Alliance ForTelecommunications information Solutions(ATIS)已經(jīng)定稿了一個用于在非對稱數(shù)字用戶環(huán)路(Asymmetric Digital Subscriber Lines，ADSL)上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的基于離散多音的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)計劃首先在普通電話線上傳輸視頻數(shù)據(jù)，雖然它也可以用于其它不同的應(yīng)用。該North American Standard(北美標(biāo)準(zhǔn))也稱為ANSI T1.413 ADSL標(biāo)準(zhǔn)。
ADSL標(biāo)準(zhǔn)傳輸速率計劃促進(jìn)雙絞電話線上速率至少為6兆比特每秒(即，6+Mbit/s)的信息傳輸。標(biāo)準(zhǔn)化的離散多音(DMT)系統(tǒng)在前向(下行)上使用256個“音”或每個寬4.3125kHz的“子信道”。在電話系統(tǒng)的環(huán)境中，下行方向一般認(rèn)為是從中心局(典型地由電話公司擁有)向遠(yuǎn)端位置(可能是一個最終用戶，即居民或商業(yè)用戶)傳輸。在其它系統(tǒng)中，所使用的音的數(shù)目可能非常不同。然而，當(dāng)IFFT調(diào)制完成后，可能的子信道(音)數(shù)的典型值是2的整數(shù)冪，例如，128、256、512、1024或2048個子信道。
非對稱數(shù)字用戶環(huán)路標(biāo)準(zhǔn)也打算使用數(shù)據(jù)率在16到800Kbit/s范圍內(nèi)的反向信號。反向信號相當(dāng)于上行方向傳輸，例如，從遠(yuǎn)端位置到中心局。因此，術(shù)語非對稱數(shù)字用戶環(huán)路來自前向數(shù)據(jù)傳輸率高于反向這個事實(shí)。這在打算在電話線上向遠(yuǎn)端位置傳輸視頻編程或視頻會議信息的系統(tǒng)中特別有用。作為例子，一個可能的應(yīng)用是系統(tǒng)允許住宅顧客在電話線或電纜上獲得象電影這樣的視頻信息而不是去租錄象帶。另一個可能的應(yīng)用是視頻會議。
離散多音(DMT)傳輸方案在除電話線上傳輸數(shù)據(jù)以外的應(yīng)用中也具有很大潛力。事實(shí)上，DMT也可以用于其它多種數(shù)字用戶接入系統(tǒng)。例如，它可以用于基于電纜(典型是同軸電纜)的用戶系統(tǒng)和數(shù)字蜂窩電視這樣的無線用戶系統(tǒng)。在電纜系統(tǒng)中，典型地，單一的中心單元(中心調(diào)制解調(diào)器)將數(shù)字信號分發(fā)到代表多個遠(yuǎn)端單元(遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器)的多個用戶。盡管所有遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器能夠可靠地接收同一個數(shù)字信號，但上行傳輸必須進(jìn)行協(xié)調(diào)以避免在中心調(diào)制解調(diào)器處將上行信號源混淆。在一些現(xiàn)存的電纜系統(tǒng)中(它們不使用離散多音傳輸方案)，每個遠(yuǎn)端單元被分配一個專用的頻段，在其上與中心站通信。然而，這樣的手段本身就是對傳輸帶寬低效使用并且典型地要求使用模擬濾波器以分離來自不同遠(yuǎn)端單元的傳輸。其它現(xiàn)存的電纜系統(tǒng)將一個單一的寬帶用于所有的遠(yuǎn)端單元，它使用時分多址(TDMA)接入上行信道。這個手段是低效的，因?yàn)閱我恍诺垒^低的總?cè)萘窟€因?yàn)榻尤胩幚硭蟮臅r間。固定數(shù)字蜂窩傳輸系統(tǒng)也要面對類似的障礙。在時分和頻分基礎(chǔ)上接入信道的能力將更有效地利用傳輸信道。然而，DMT固有的復(fù)用本性早先限制了它在點(diǎn)對點(diǎn)傳輸中的應(yīng)用，因?yàn)閬碜圆煌吹膫鬏敱仨毻揭哉_地進(jìn)行全數(shù)字復(fù)用。
ADSL應(yīng)用也可能有類似的問題，雖然實(shí)際上它典型的有更多限制。特別地，一個單線可以服務(wù)特別記帳地址(典型地是一個家或一個辦公室)的多個落線點(diǎn)。也就是說，那里可能有多個用戶希望用來接收信號的電話插座。為了促進(jìn)在一根線上為多個位置(插座)服務(wù)，已經(jīng)計劃使用一個主調(diào)制解調(diào)器來促進(jìn)同步。然而，這被認(rèn)為是一個相對昂貴并且不受歡迎的解決方案。因此，需要在離散多音數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中提供一種機(jī)制促進(jìn)來自多個遠(yuǎn)端的信號的同步，使得中心單元能夠協(xié)調(diào)并且可靠地解釋遠(yuǎn)端發(fā)送的信號。
當(dāng)前用于從遠(yuǎn)端單元到中心單元通信的傳輸系統(tǒng)的另一個特性是，它們或在設(shè)計的最大速率(頻分復(fù)用)上傳輸數(shù)據(jù)，或按特定的大小成包(基于時間的復(fù)用)傳輸數(shù)據(jù)。它們不允許二者一起。這就限制了傳輸信道的使用效率。因此，希望提供一種機(jī)制，通過它，在需要時，遠(yuǎn)端單元可以指定要求在特定的數(shù)據(jù)率上傳輸，而在不考慮數(shù)據(jù)率時，遠(yuǎn)端單元可以指示它希望傳輸指定數(shù)量的信息。
本發(fā)明概述為了實(shí)現(xiàn)前述和其它目的并且根據(jù)本發(fā)明的目的，公開了幾個使用基于幀的離散多音傳輸方案促進(jìn)多個遠(yuǎn)端單元和一個中心單元之間通信的雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。在每個系統(tǒng)中，從多個遠(yuǎn)端單元傳輸?shù)膸谥行膯卧?。揭示了協(xié)調(diào)多個遠(yuǎn)端單元和中心單元之間的通信，以促進(jìn)多點(diǎn)對一點(diǎn)傳輸?shù)亩喾N新的調(diào)制解調(diào)器裝置和方法。本發(fā)明可以應(yīng)用于包括在雙絞線、光纖和/或混合電話線上傳輸信號的非對稱數(shù)字用戶環(huán)路系統(tǒng)，在同軸電纜上傳輸信號的電纜系統(tǒng)和傳輸無線信號的數(shù)字蜂窩電視系統(tǒng)在內(nèi)的非常多的數(shù)據(jù)傳輸方案中。
在一個實(shí)施例中，離散多音數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)具有多個離散的子信道，包括一個系統(tǒng)開銷總線。在方法方面，當(dāng)一個選中的遠(yuǎn)端想要啟動通信時，它將它自己的時鐘時間與中心單元的時鐘環(huán)路，然后在專用的系統(tǒng)開銷子信道或系統(tǒng)開銷總線中的一組系統(tǒng)開銷子信道上向中心單元傳輸一個遠(yuǎn)端啟動的同步信號。中心單元用一個中心啟動的，包括更好地將所選中的第一遠(yuǎn)端單元與其它當(dāng)前正在與中心單元通信的遠(yuǎn)端單元同步所要求的指示幀邊界相移信息的同步信號進(jìn)行應(yīng)答。遠(yuǎn)端通過將它輸出的幀按中心啟動的同步信號所指示的相移來進(jìn)行響應(yīng)。同步可以反復(fù)進(jìn)行或一步完成。這將選中的遠(yuǎn)端單元輸出幀的幀邊界與當(dāng)前正在與中心單元通信的遠(yuǎn)端單元輸出幀的幀邊界同步。同步將來自不同遠(yuǎn)端的幀邊界，在它們被中心單元接收時變得大體上一致。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，系統(tǒng)開銷總線包括兩個專用的系統(tǒng)開銷子信道并且遠(yuǎn)端啟動的同步信號和中心啟動的同步信號在兩個不同的系統(tǒng)開銷子信道上傳輸。在其它實(shí)施例中，可能使用一個或多個系統(tǒng)開銷子信道。在一些實(shí)施例中，選中的遠(yuǎn)端單元可用的向中心單元傳輸數(shù)據(jù)的子信道數(shù)是動態(tài)分配的。對適合于實(shí)現(xiàn)這樣的系統(tǒng)的具體中心和遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器設(shè)計也做了揭示。
在本發(fā)明的另一個方面中，同步的靜默時間在上行通信流中周期性地提供。該同步的靜默時間用于處理多種如新遠(yuǎn)端單元啟動、傳輸信道質(zhì)量檢查和處理數(shù)據(jù)傳輸請求這樣的系統(tǒng)開銷類型的功能。
在一個實(shí)施例中，描述了一種將一個從剛啟動的遠(yuǎn)端單元向中心單元傳輸?shù)膸c從其它遠(yuǎn)端單元向中心單元傳輸?shù)膸降姆椒?。在這個實(shí)施例中，同步的靜默時間周期性地出現(xiàn)在用于上行通信的多個離散子信道上。當(dāng)一個遠(yuǎn)端單元被啟動時，它在同步靜默時間內(nèi)向中心單元傳輸一個寬帶啟動信號。該寬帶啟動信號包括多個在不同的子信道上傳輸?shù)膯有盘枴Ｔ谝粋€優(yōu)選實(shí)施例中，遠(yuǎn)端單元在想要啟動時，監(jiān)視下行通信并且將寬帶啟動信號的幀邊界與遠(yuǎn)端單元接收的下行信號中攜帶的幀定時標(biāo)志大體同步。中心單元接收寬帶啟動信號并且向第一遠(yuǎn)端單元回送一個同步信號。該同步信號包括更好地將該遠(yuǎn)端單元發(fā)送的信號的幀邊界與其它和中心單元通信的遠(yuǎn)端單元發(fā)送的信號的幀邊界同步所要求的指示幀邊界相移的信息。然后該遠(yuǎn)端單元將它輸出的幀相移以促進(jìn)同步。
在這個實(shí)施例中使用的同步靜默時間具有足夠長的周期，以便從中心單元傳輸?shù)骄嚯x中心單元最遠(yuǎn)的遠(yuǎn)端單元的靜默周期標(biāo)志，和從最遠(yuǎn)的遠(yuǎn)端單元返回到中心單元的啟動信號全都在同步的靜默時間中。
在另一個實(shí)施例中，描述了一種動態(tài)檢查從遠(yuǎn)端單元到中心單元的子載波傳輸質(zhì)量的方法。這促進(jìn)了中心單元對遠(yuǎn)端單元的帶寬分配。在這個實(shí)施例中，在選中的同步靜默時間期間，來自一個遠(yuǎn)端單元的訓(xùn)練信號在用于促進(jìn)上行通信的多個子信道上傳輸。該訓(xùn)練信號被中心單元監(jiān)視，它確定一組表示不同子信道輸送來自選中遠(yuǎn)端的信號的比特容量的信道特性。然后，中心單元在確定將哪個子信道分配給選中的遠(yuǎn)端單元用于上行通信時，可以使用該組信道特性。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，傳輸和監(jiān)視步驟可以對多個不同的遠(yuǎn)端單元重復(fù)，以確定用于每個不同遠(yuǎn)端單元的信道特性。不同遠(yuǎn)端單元優(yōu)選地被安排為在不同的靜默時間中傳輸它們各自的訓(xùn)練信號。用于每個遠(yuǎn)端的信道特性組可以存儲在一個包括指示從每個遠(yuǎn)端單元到中心單元的信道容量信息的信道特性矩陣中。信道特性信息可以隨后用于促進(jìn)對不同遠(yuǎn)端單元的動態(tài)帶寬分配。在另一個優(yōu)選實(shí)施例中，遠(yuǎn)端單元只根據(jù)接收的來自中心單元的重訓(xùn)練信號傳輸它們各自的訓(xùn)練信號。這促進(jìn)了全系統(tǒng)的控制。
仍然是在本發(fā)明的另一個實(shí)施例中，描述了一種通知中心單元遠(yuǎn)端單元的傳輸請求的方法。在這個實(shí)施例中，希望啟動或改變通信的遠(yuǎn)端單元在靜默時間間隔以外的時間向中心單元傳輸一個數(shù)據(jù)請求信號。中心單元隨后向遠(yuǎn)端單元發(fā)送一個授權(quán)信號分配一個特定的靜默時間。遠(yuǎn)端單元然后在分配的靜默時間中在多個離散的子信道上傳輸數(shù)據(jù)請求信息。得知遠(yuǎn)端單元的請求，中心單元根據(jù)數(shù)據(jù)請求信息為遠(yuǎn)端單元分配一個或多個子信道。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)據(jù)請求信號可以指示想要在特定的數(shù)據(jù)率上傳輸或想要傳輸特定數(shù)量的信息。在前一種情況，中心單元為遠(yuǎn)端單元分配足夠的子信道以促進(jìn)在數(shù)據(jù)請求信息中請求的數(shù)據(jù)率上傳輸。在后一種情況，中心單元分配一個或多個子信道足夠的時間量以傳輸在數(shù)據(jù)請求信息中指定的信息量。
在另一個優(yōu)選實(shí)施例中，遠(yuǎn)端單元可以在數(shù)據(jù)請求信息已經(jīng)限定并且發(fā)送之后發(fā)送一個限定的數(shù)據(jù)包請求信號。當(dāng)這種情況發(fā)生時，中心單元立即直接響應(yīng)限定的數(shù)據(jù)包請求，為選中的第一遠(yuǎn)端單元分配至少一個子信道。
在另一個優(yōu)選實(shí)施例中，遠(yuǎn)端單元在發(fā)送數(shù)據(jù)請求信號之前監(jiān)視出現(xiàn)在下行通信流中的信息并且僅在報告子信道未被占用時在其上傳輸數(shù)據(jù)請求。仍然是在另一個優(yōu)選實(shí)施例中，數(shù)據(jù)請求信號的第一個值指示數(shù)據(jù)率請求，數(shù)據(jù)請求信號的第二個值指示數(shù)據(jù)包請求，而數(shù)據(jù)請求信號的第三個值指示限定的數(shù)據(jù)包請求。在這樣的方案中，數(shù)據(jù)請求信號可以如兩比特信號那樣小。
仍然是在另一個優(yōu)選實(shí)施例中，離散多音信號的每個幀包括多個符號并且每個遠(yuǎn)端單元被賦予了一個相關(guān)的符號，在其間它可以傳輸它的數(shù)據(jù)請求符號。在這個實(shí)施例中，中心單元至少一部分基于該符號(數(shù)據(jù)請求信號在其間接收)確定發(fā)送數(shù)據(jù)請求信號的特定遠(yuǎn)端單元的標(biāo)識。
應(yīng)該意識到，不同的實(shí)施例既可以單獨(dú)使用又可以結(jié)合一個或更多其它的實(shí)施例一起使用。不同描述的靜默時間不必具有同樣的長度并且典型地，結(jié)合第三個實(shí)施例描述的靜默時間將比其它兩個頻繁。
還是在另一個實(shí)施例中，提供快速接入傳輸模式。在這個實(shí)施例中，一個包括唯一的遠(yuǎn)端標(biāo)識符的通信接入請求從請求的遠(yuǎn)端傳輸?shù)街行膯卧?。該請求使用不要求在中心單元均衡以解碼的調(diào)制方案在至少一條未占用的子信道傳輸。隨后中心單元為請求的遠(yuǎn)端單元分配適當(dāng)?shù)淖有诺馈?br> 在本發(fā)明的另一方面，描述了能夠?qū)崿F(xiàn)不同方法的離散多點(diǎn)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)。應(yīng)該意識到不同的實(shí)施例既可以單獨(dú)使用又可以結(jié)合一個或更多其它的實(shí)施例一起使用。被描述的系統(tǒng)可以在不管下行信號是否也是離散多載波的情況下使用。在幾個優(yōu)選實(shí)施例中，雖然也考慮了其它系統(tǒng)，但雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是包括在同軸電纜上傳輸數(shù)據(jù)的電纜系統(tǒng)。
附圖的簡要描述結(jié)合附圖參考下面的描述，將對本發(fā)明以及它的其它目的和優(yōu)點(diǎn)得到最好的理解，其中

圖1是一個通信系統(tǒng)的框圖，該系統(tǒng)包括一個服務(wù)多個遠(yuǎn)端單元的前端的中心單元。
圖2是一個說明在DMT系統(tǒng)中使用的多個定界的子信道的使用的頻譜圖，該系統(tǒng)包括一對專用的系統(tǒng)開銷子信道。
圖3是一個適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的同步的中心局調(diào)制解調(diào)器結(jié)構(gòu)的框圖。
圖4是一個適用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的同步的遠(yuǎn)端單元調(diào)制解調(diào)器結(jié)構(gòu)的框圖。
圖5是一個說明適用于實(shí)現(xiàn)同步和上行符號定位的遠(yuǎn)端單元同步方案的框圖。
圖6是一個對于頻率的相差圖。斜率與定時誤差成比例而y截距與載波的相差成比例。
圖7是一個根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的DMT數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的定時圖。
圖8是一個說明根據(jù)本發(fā)明的一個方面啟動遠(yuǎn)端單元的方法的流程圖。
圖9是一個說明根據(jù)本發(fā)明的另一個方面重訓(xùn)練遠(yuǎn)端單元的方法的流程圖。
圖10是一個說明請求的遠(yuǎn)端單元與中心單元建立通信所進(jìn)行的步驟的流程圖。
圖11(a)是一個說明為進(jìn)行數(shù)據(jù)包請求的遠(yuǎn)端單元分配帶寬的方法的流程圖。
圖11(b)是一個說明為進(jìn)行限定的數(shù)據(jù)包請求的遠(yuǎn)端單元分配帶寬的方法的流程圖。
圖11(c)是一個說明為進(jìn)行數(shù)據(jù)率請求的遠(yuǎn)端單元分配帶寬的方法的流程圖。
圖12是一個說明基于時分多址的數(shù)據(jù)傳輸方案中的幀傳輸序列的圖。
本發(fā)明的詳細(xì)描述離散多音(DMT)數(shù)據(jù)傳輸方案已經(jīng)表現(xiàn)出促進(jìn)高性能的數(shù)據(jù)傳輸。DMT結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢在于它們具有高頻譜效率并且能夠適應(yīng)性地避免各種信號變形和噪音問題。由于它們具有非常高的數(shù)據(jù)傳輸容量，在多數(shù)應(yīng)用中，選擇DMT數(shù)據(jù)傳輸方案將為增長的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)要求提供擴(kuò)展業(yè)務(wù)的足夠空間。離散多音技術(shù)在多種數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境中都有應(yīng)用。例如，打算使用離散多音數(shù)據(jù)傳輸方案的ATIS非對稱數(shù)字用戶環(huán)路(ASDL)北美標(biāo)準(zhǔn)。
ATIS ADSL北美標(biāo)準(zhǔn)離散多音(DMT)傳輸方案的協(xié)議的詳細(xì)描述在上面提到的ATIS著作中。標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)使用256“音”，每個在前向(下行)中占4.3125kHz。音的頻率范圍從0到1.104MHz。較低的32音也可以用于上行方向上的雙工數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明在這個系統(tǒng)中的打算將傳輸帶寬增加到要求數(shù)量級的改進(jìn)已經(jīng)計劃用于其它應(yīng)用。在其它系統(tǒng)中，所使用的子信道的數(shù)目和/或子信道帶寬可以是非常不同的。但是，在進(jìn)行IFET調(diào)制時，可用子信道的典型數(shù)量是2的整數(shù)次冪，例如128,256,1024,2048個子信道。
如在這個申請的背景中所描述的，離散多音傳輸系統(tǒng)的一個限制是為了在單一線路上支持多個引出(drop)點(diǎn)，上行信號必須在它們到達(dá)中心單元時同步。這個同步問題限制了離散多音(DMT)數(shù)據(jù)傳輸方案在象電纜系統(tǒng)和無線蜂窩電視傳送這樣的特定應(yīng)用中的魅力，由于這些系統(tǒng)使用單一線路(媒體)服務(wù)相對大量的獨(dú)立遠(yuǎn)端單元，這些遠(yuǎn)端單元典型地由不同的用戶操作。
先參考圖1，將描述典型的用于多用戶用戶網(wǎng)絡(luò)的原理性傳輸方案。中心單元10(包括一個中心調(diào)制解調(diào)器)通過分為多根饋線18的公共傳輸線與多個遠(yuǎn)端單元通信。每根饋線18服務(wù)一個相關(guān)的遠(yuǎn)端單元，典型地，該遠(yuǎn)端單元包括一個接收信號的遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器15和一個使用數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)端裝置22。典型地，業(yè)務(wù)提供者19向中心調(diào)制解調(diào)器提供傳輸?shù)竭h(yuǎn)端單元15的數(shù)據(jù)并且處理中心調(diào)制解調(diào)器從遠(yuǎn)端單元調(diào)制解調(diào)器接收的數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)提供者19可以采用任何適當(dāng)?shù)男问?。舉例而言，業(yè)務(wù)提供者在形式上可以是一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器可以是一臺專用計算機(jī)或一個分布式系統(tǒng)。傳輸線可以使用不同的傳輸媒體。舉例而言，電話雙絞線、同軸電纜、光纖和結(jié)合兩種或更多不同媒體的混合都可以。這種途徑也可以用于無線系統(tǒng)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到，諸如這里討論的那些離散多音數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的一個需求是，如果兩個和更多單元(典型是兩個單元)想要將信息獨(dú)立地傳輸?shù)揭粋€第三單元(即，中心單元10)，來自遠(yuǎn)端單元的信號必須同步或至少一些信號將不能被中心單元10理解。在這樣的系統(tǒng)中使用離散多音數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}是，饋線18的長度對于不同的遠(yuǎn)端是非常不同的。因此，即使遠(yuǎn)端與中心單元10的時鐘同步，它們回到中心單元10的通信將有一個相移量，這個量至少部分地依賴于相關(guān)的饋線的長度。實(shí)際上，這類的相移將使遠(yuǎn)端啟動的通信對中心調(diào)制解調(diào)器是無法理解的。
圖2中說明了一個有代表性的DMT傳輸頻帶。如圖所示，傳輸頻帶包括多個子信道23，在其上可以傳輸獨(dú)立的載波信號(稱為子載波27)。DMT傳輸將傳輸媒體固有地分為多個子信道23，每個子信道獨(dú)立地攜帶數(shù)據(jù)。每個子信道23上的數(shù)據(jù)可以相當(dāng)于不同的信號或者可以合為表示單一或傳輸帶寬寬度較小的更高數(shù)據(jù)率。這些子信道23都是通過DMT中的數(shù)字信號處理實(shí)現(xiàn)的，它不需要模擬分離濾波器并且具有最大的頻譜效率。所用的子信道的數(shù)目根據(jù)具體系統(tǒng)的需要可以很不相同。然而，當(dāng)使用逆快速傅立葉(IFFT)進(jìn)行調(diào)制時，可用子信道23的數(shù)目的典型值是2的整數(shù)冪，例如，128、256、512、1024或2048個子信道。舉例而言，在一個適用于基于電纜的用戶系統(tǒng)的實(shí)施例中，可以使用1024個子載波27，每個載波被限制在32kHz的子信道23中。這提供了大約32MHz的頻率帶寬用于遠(yuǎn)端單元與中心單元通信。
可以在任何具體系統(tǒng)中使用的遠(yuǎn)端單元的數(shù)目根據(jù)具體系統(tǒng)的需要可以是非常巨大的。舉例而言，在一個描述的基于電纜的用戶系統(tǒng)的實(shí)施例中，可能希望允許多至500個遠(yuǎn)端單元與一個中心單元通信。在打算有這樣多的遠(yuǎn)端單元的系統(tǒng)中，可能希望將遠(yuǎn)端單元按組分配。當(dāng)然，每個組不需要包含同樣數(shù)目的單元。舉例而言，一個允許多至500遠(yuǎn)端單元的系統(tǒng)可以將遠(yuǎn)端單元分為8個組，每個組允許多至90個遠(yuǎn)端單元，每個遠(yuǎn)端單元組被分配一個指定的頻帶。例如，頻譜可以分為多個等大小指定的頻帶。在描述的具體實(shí)施例中，將為每個組分配32MHz的八分之一，或大約4MHz。因此，每個組將具有大約4MHz，并且相應(yīng)地，128個子信道23用于向中心單元10傳輸。分組允許中心單元10用一種易于管理的方法在遠(yuǎn)端單元上線和掉線時保持對它們的跟蹤。
分組可以使用任意種的方法。舉例而言，第一組可以由連續(xù)的子信道0-127組成，第二組由子信道128-255等等。另外，對各個組的子信道23的分配可以是在全頻譜中交錯的。例如，可以為第一組分配子信道0、8、16、24、32…；為第二組分配子信道1、9、17、25、33…；第三組2、10、18、26、32…；等等。將子信道交錯分配給各組，有助于降低頻譜的一個特殊區(qū)域中的噪音惡化單一組中傳輸?shù)拇蟛糠值目赡苄?。相反，偽噪聲將只影響每組的頻帶的一部分。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會意識到，上行信道的頻率帶寬、子信道23的大小以及分組不受實(shí)施例中描述的實(shí)施例的限制而是可以選擇以適合于傳輸系統(tǒng)的具體應(yīng)用需要。
解決上面指出的同步問題的一種方法可以考慮使用專用系統(tǒng)開銷子信道28和29(圖2)以促進(jìn)同步。在這個實(shí)施例中，上行流系統(tǒng)開銷子信道28將不同遠(yuǎn)端的同步信號攜帶到中心調(diào)制解調(diào)器。下行流系統(tǒng)開銷子信道29將中心調(diào)制解調(diào)器的同步信號攜帶到不同的遠(yuǎn)端。系統(tǒng)開銷子信道28和29可以位于傳輸頻帶中的任何合適的頻率位置。在許多實(shí)施例中，如上面討論的非對稱數(shù)字用戶環(huán)路系統(tǒng)，可能期望將系統(tǒng)開銷子信道置于下行信號的上頻率邊緣或下頻率邊緣，以便使它們與鄰近子信道之間的干擾最小。當(dāng)系統(tǒng)限制允許時，還希望系統(tǒng)開銷子信道與其它用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖有诺栏糸_至少一個或兩個子信道，以便最小化同步信號產(chǎn)生的潛在干擾。期望這樣是因?yàn)橥叫盘枌⒖偸桥c其它傳輸不同步。因此，由于失步它們將比其它信號產(chǎn)生更多的變形。據(jù)此，一個小緩沖器是有幫助的。沿著同一條線路，可能也希望系統(tǒng)開銷子載波使用相對低功率的信號以便在一些情況下進(jìn)一步最小化干擾問題。
如下面將要更細(xì)致描述的，在本發(fā)明的另一方面，上行通信系統(tǒng)流中周期性地提供同步靜默時間。同步靜默時間可以用于處理不同類型系統(tǒng)開銷功能，如新遠(yuǎn)端單元的初始化、傳輸信道質(zhì)量檢查以及處理數(shù)據(jù)傳輸請求。再參看圖7，說明了一個有代表性的幀定界的傳輸定時序列，它提供多個適用于處理系統(tǒng)開銷功能的同步靜默周期。如該實(shí)施例所示，傳輸被分解為傳輸幀32串。每個傳輸幀包括一個傳輸間隔33和一個第一靜默間隔S1。每個傳輸間隔33又被分為所示的多個信號周期35。然后，多個傳輸幀32組成一個超幀36。除傳輸幀32以外，每個超幀36也包括一個第二靜默時間間隔38。在描述的實(shí)施例中，第二靜默時間間隔38可以用于初始化間隔(S2)或重訓(xùn)練間隔(S3)。
實(shí)際提供給傳輸間隔33的周期、靜默時間間隔S1、初始化間隔S2和重訓(xùn)練間隔S3可以根據(jù)特定系統(tǒng)的需要而極不相同。類似地，超幀36中的傳輸幀32的數(shù)目也可以大不相同。舉例而言，一個適于在所述的基于電纜的用戶系統(tǒng)中使用的實(shí)施例，考慮將傳輸間隔33設(shè)為足夠傳輸63個符號的周期并且將S1時間間隔34設(shè)為一個符號的時間長度。初始化間隔S2可以做為另一種方案用于同步遠(yuǎn)端單元。因此，第二靜默時間間隔38的長度典型地由通信系統(tǒng)的物理方面確定，這在下面將更加細(xì)致地描述。一般來說，要求遠(yuǎn)端單元在S1或S3靜默時間間隔中不要廣播，除非中心單元允許。在一些實(shí)施例中，遠(yuǎn)端單元也被要求不要在S2靜默時間間隔中廣播，除非它們?nèi)缦聦⒁枋龅?，正在尋求初始安裝。
下面主要參考圖2-4，將對使用輔助系統(tǒng)開銷子信道促進(jìn)新增加的遠(yuǎn)端同步做更詳細(xì)地描述。最初，遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器50包括一個與中心調(diào)制解調(diào)器單元中的中心控制器60協(xié)作的遠(yuǎn)端同步控制器80。如上面簡單討論的，在所描述的實(shí)施例中，提供兩個輔助系統(tǒng)開銷子信道促進(jìn)控制器之間的通信。當(dāng)遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器50被初始化并且請求開始流時，它的遠(yuǎn)端控制器80觀察固有地包含中心調(diào)制解調(diào)器時鐘信息的下行信號傳輸。這在某些時侯是使用導(dǎo)引信號完成的，雖然也可以使用其它方案。然后，遠(yuǎn)端單元“環(huán)路定時”。也就是說，它用中心調(diào)制解調(diào)器的時鐘鎖相它自己的時鐘。然后，遠(yuǎn)端單元通過系統(tǒng)開銷子信道28向中心單元30發(fā)送同步信號。該同步信號通過傳輸媒體進(jìn)入中心調(diào)制解調(diào)器單元30的接收部分。當(dāng)中心調(diào)制解調(diào)器30接收到一個遠(yuǎn)端啟動的(上行)同步信號，而它正在與其它遠(yuǎn)端單元通信時，它將遠(yuǎn)端啟動的同步信號的幀邊界與從其它遠(yuǎn)端單元接收的信號的幀邊界比較。典型地，控制器60可以監(jiān)測幀邊界之間存在的相移。然后，控制器60產(chǎn)生一個下行同步信號通過系統(tǒng)開銷子信道29傳回遠(yuǎn)端單元。
在所示及描述的實(shí)施例中，當(dāng)遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器想要啟動和中心調(diào)制解調(diào)器的通信時，控制器80負(fù)責(zé)產(chǎn)生上行同步信號。上行同步信號從控制器80饋至復(fù)用器/編碼器143并且指向特定的上行系統(tǒng)開銷子信道28。應(yīng)該意識到，因?yàn)橥叫盘柕奶匦允且阎?，所以它也可以引到其它位置的發(fā)射機(jī)或直接提供給模擬接口148。典型地，一直到同步完成，同步信號和/或序列應(yīng)該是遠(yuǎn)端所發(fā)射的唯一信號。然后，上行同步信號通過系統(tǒng)開銷子信道28傳輸?shù)街行恼{(diào)制解調(diào)器，被接收機(jī)70接收。隨后，接收機(jī)的解調(diào)器76將解調(diào)的同步信號饋至中心調(diào)制解調(diào)器的控制器60。中心控制器60檢測遠(yuǎn)端啟動的同步信號并且將它的幀邊界與同時從其它遠(yuǎn)端接收的所有信號的幀邊界比較。當(dāng)中心調(diào)制解調(diào)器30正在與其它遠(yuǎn)端通信時，由于饋線長度的不同，遠(yuǎn)端請求接入的幀邊界將可能與那些已經(jīng)與中心調(diào)制解調(diào)器通信的幀邊界有一個相移。在這種情況下，中心控制器60啟動一個回送(下行)同步信號，指示該調(diào)整幀邊界所需的相移(按延時的形式)。隨后，回送同步信號通過第二系統(tǒng)開銷子信道29傳輸?shù)竭h(yuǎn)端。與上行同步信號一樣，下行同步信號將被引到編碼器處的下行數(shù)據(jù)流。
下行同步信號的特點(diǎn)可以是不同的，然而，舉例而言，同步信號可以僅僅指示遠(yuǎn)端提前或推后幀邊界1個抽樣。在一些更復(fù)雜的系統(tǒng)中，控制器可以嘗試計算幀邊界必須提前或推后的抽樣數(shù)，并且發(fā)送指示幀邊界應(yīng)該相移幾個抽樣的信號。也可以使用其它的信號解釋。正如將在下面詳細(xì)討論的，在許多實(shí)施例中，上行通信的抽樣速率將是下行通信的抽樣速率的整數(shù)因子。所描述的延時基于中心調(diào)制解調(diào)器的抽樣速率而不是遠(yuǎn)端。
因?yàn)槎鄠€遠(yuǎn)端都連接到相同的傳輸線17上，所有工作的遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器都將接收到同步信號。隨后，該信號從每個遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器的解碼器到它們相關(guān)的控制器80。然而，遠(yuǎn)端控制器80被設(shè)計為忽略系統(tǒng)開銷子信道上的同步信號，除非它們正在嘗試啟動與中心調(diào)制解調(diào)器的通信。這可以通過不同的方法完成。舉例而言，下行同步信號可以包括一個指向特定遠(yuǎn)端的地址?；蛘撸h(yuǎn)端可以簡單地假設(shè)，如果它們正在嘗試啟動通信，那么中心調(diào)制解調(diào)器信號就是指向它們的。正在嘗試啟動通信的遠(yuǎn)端單元的遠(yuǎn)端控制器80接收并解釋中心發(fā)出的同步信號并且指導(dǎo)幀同步器147實(shí)現(xiàn)所需的相移時延(或提前)。隨后，將發(fā)出第二遠(yuǎn)端啟動的同步信號。如果新同步信號失步，將重復(fù)同樣的過程。在一個實(shí)施例中，同步信號將只指導(dǎo)幀同步器提前或推后一個抽樣。期望在DMT的多數(shù)應(yīng)用中，這樣的增量系統(tǒng)將很好地進(jìn)行遠(yuǎn)端單元的快速同步。舉例而言，在一個相當(dāng)于64Kbps的符號(幀)速率為8kHz(因此符號周期是125μs)的系統(tǒng)中，每個幀具有128個抽樣加上一個前綴，在分布網(wǎng)絡(luò)中，饋線長度變化多達(dá)2英里，使用簡單單一抽樣提前/推后逼近仍可以使同步小于大約10毫秒。
當(dāng)確定遠(yuǎn)端發(fā)出的信號是同步時，中心控制器將通過第二系統(tǒng)開銷子信道29發(fā)送一個回送同步信號，指示不再需要相移并且遠(yuǎn)端單元可以結(jié)合所需的相移啟動與中心調(diào)制解調(diào)器的全通信。當(dāng)遠(yuǎn)端在被中心調(diào)制解調(diào)器識別之前就已經(jīng)同步時，在初始化后發(fā)送的數(shù)據(jù)音用于標(biāo)識遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器。期望幀邊界的相對相移主要依據(jù)固定的約束，如通過不同饋線的傳輸長度。因此，一旦遠(yuǎn)端被同步，除非連結(jié)終止或斷開不需要再同步。
應(yīng)該意識到，若中心單元在收到請求啟動通信時未與任何其它遠(yuǎn)端單元通信，中心單元控制器60只需要回送一個同步信號，指示不需要相移并且整個通信可以開始。當(dāng)然，類似的信號可以在請求的遠(yuǎn)端第一次嘗試啟動通信就恰巧與其它遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器同步的情況下產(chǎn)生。當(dāng)遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器接收到這樣的信號時，只需要用0做為要求的相移進(jìn)行同樣的處理。
典型地，中心控制器60也提供指示遠(yuǎn)端單元應(yīng)該將哪個子信道用于它的傳輸?shù)鹊鹊男畔?。如上所述，子信道分配可以在使用過程中動態(tài)改變。雖然這個特性對于離散多音傳輸系統(tǒng)方案是重要的，但對于本發(fā)明不是非常相關(guān)的，并且因此僅做簡要的描述，雖然它在引用的參考文獻(xiàn)中有詳細(xì)的描述。
遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器與中心調(diào)制解調(diào)器的同步要求獲得中心調(diào)制解調(diào)器的抽樣時鐘和載波。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，這些時鐘通過監(jiān)視至少兩個音的相差恢復(fù)。這些音的相位誤差可以通過音上固定已知的傳輸相位(即，“導(dǎo)引”音)計算。另外，它們可以通過假言傳輸相位的判斷是正確的并且計算前和后判斷相位之間的偏移來確定(即，判斷輔助相差計算)。如圖6所說明的，相位誤差圖的斜率與定時相位誤差成比例，而相位誤差圖的不變部分(y截距)是載波相差。定時(抽樣)相差和載波相差是由鑒相器181確定的并且輸入到鎖相環(huán)182、184，在恢復(fù)的中心調(diào)制解調(diào)器頻率上合成抽樣時鐘與載頻，如圖5說明。載波用于將下行信號解調(diào)到基帶而抽樣時鐘(被分頻器189分頻后)用做模數(shù)變換器(ADC)的時鐘脈沖。如果數(shù)據(jù)音和信號音占據(jù)分開的音，就可能使用多于一個較低抽樣時鐘的模數(shù)變換器代替一個單一的較高速率的ADC時鐘。在包括陷波濾波器185的實(shí)施例鐘，壓控震蕩器183、186用于控制陷波的位置。
同樣的抽樣時鐘(被分頻器189分頻后)也用于上行數(shù)模變換器。上行載波可以與下行載波同步也可以不。當(dāng)它不同步時，中心調(diào)制解調(diào)器的上行接收機(jī)將需要恢復(fù)上行傳輸載波相位，否則中心調(diào)制解調(diào)器的接收機(jī)可以將下行載波的合理鎖相倍數(shù)用于數(shù)據(jù)恢復(fù)。寬帶遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器將優(yōu)選地使用與中心調(diào)制解調(diào)器抽樣時鐘一樣的抽樣時鐘。這些遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器將不分頻提取的抽樣時鐘。只接收幾個音的窄帶遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器將使用是恢復(fù)的抽樣時鐘的整數(shù)約數(shù)的抽樣時鐘。據(jù)此，窄帶遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器在實(shí)現(xiàn)上比較便宜。
從遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器上行傳輸?shù)腄MT符號必須在上面討論的同一時間到達(dá)中心調(diào)制解調(diào)器，即使它們是不同的調(diào)制解調(diào)器產(chǎn)生的。因此，延遲同步器147在上行傳輸?shù)男盘栔胁迦胝麛?shù)個抽樣時鐘延遲。這個延遲如前面討論的，在下行同步信號的控制下編程。另外，應(yīng)該意識到，延遲是基于中心調(diào)制解調(diào)器的抽樣速率而不是遠(yuǎn)端。特定地，如圖5說明，遠(yuǎn)端抽樣速率可以是中心抽樣速率的整數(shù)因子。然而，信號必須在中心調(diào)制解調(diào)器處被同步，因此同步調(diào)制必須在中心調(diào)制解調(diào)器的抽樣速率的基礎(chǔ)上進(jìn)行。
在兩個遠(yuǎn)端同時嘗試啟動與中心調(diào)制解調(diào)器的通信的情況下，將會產(chǎn)生沖突并且中心控制器60將可能被上行同步信號搞混亂。在這種情況下，它的下行同步信號將指示一個不正確的相移并且確認(rèn)同步信號將不是正確同步的。在一個實(shí)施例中，中心控制器60將會識別出這個問題并且命令遠(yuǎn)端單元停止而在稍后再嘗試建立通信。在另一個實(shí)施例中，中心控制器將簡單地發(fā)送另一個指示所需的附加相移的下行同步信號。在任何一種情況下，遠(yuǎn)端單元將快速地識別出存在問題并且假設(shè)發(fā)生了沖突。在這種情況下，可以使用合適的沖突解決方案。一個簡單的沖突解決方案是，使每一個遠(yuǎn)端延遲一個隨機(jī)的時間并且在該隨機(jī)的時間之后嘗試重啟動通信。只要時延是以一種遠(yuǎn)端不總遵循相同時延模式的方法，它們的請求終將足夠的分離使得每個可以獨(dú)立地上線?？梢允褂貌煌牡却龝r間分布。舉例而言，Poisson分布就工作得很好。
應(yīng)該意識到，描述的IFFT調(diào)制方案對傳輸相對大數(shù)據(jù)塊并且因此要求多于一把音的系統(tǒng)工作的非常好。然而，在很多情況下，遠(yuǎn)端并不需要規(guī)則地傳輸大數(shù)據(jù)塊。在這種情況下，使用簡單的傳統(tǒng)調(diào)制方案從遠(yuǎn)端向中心單元傳輸信息更合算。在這樣的情況下，遠(yuǎn)端發(fā)射機(jī)合中心接收機(jī)都將被恰當(dāng)?shù)牟考鎿Q。然而仍然需要按如上討論同步遠(yuǎn)端。
在操作中，中心調(diào)制解調(diào)器以一種方式發(fā)送一個使用所有(或可用的)音的聚集DMT信號，這樣每個遠(yuǎn)端知道它將接收的音以及在每個它接收的音上分配的比特數(shù)。遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器，每個只使用可用上行音的一個子集。從中心調(diào)制解調(diào)器傳輸?shù)竭h(yuǎn)端的信號可以用于動態(tài)地分配對于特定的接收機(jī)可用的音?；蛘?，在靜態(tài)系統(tǒng)中，分配可以在下行同步信號中進(jìn)行。動態(tài)分配既可以在另一個專用系統(tǒng)開銷或控制信道中進(jìn)行也可以與其它非控制信號復(fù)用。在描述的系統(tǒng)中，上行信號是定時的，所以它們在大體同一時間到達(dá)中心調(diào)制解調(diào)器。不需要精確地調(diào)整；然而，在邊界根據(jù)中心調(diào)制解調(diào)器的抽樣速率精確調(diào)整系統(tǒng)工作最佳。
再參考圖8，將要描述根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在使用描述的第二靜默時間S2的安裝期間啟動第一遠(yuǎn)端單元的另一種方法。如上面討論的，當(dāng)遠(yuǎn)端單元第一次上線時必須初始化，這樣來自第一遠(yuǎn)端單元的傳輸?shù)竭_(dá)中心調(diào)制解調(diào)器時與當(dāng)前已經(jīng)安裝的任何其它遠(yuǎn)端單元同步。也就是，從不同遠(yuǎn)端單元到中心單元的上行DMT通信的幀邊界在中心單元必須大體上同步以使中心單元理解該傳輸。參考圖8描述的方法是使用描述的靜默時間實(shí)現(xiàn)這樣的同步的一種方法。
最初，要安裝的遠(yuǎn)端單元必須在步驟302中與傳輸網(wǎng)絡(luò)建立一個連接。該連接使遠(yuǎn)端單元能夠監(jiān)聽來自中心單元10的傳輸并且在上行信道的任意未用的子信道上發(fā)送。在一些系統(tǒng)中，可能有一些系統(tǒng)不使用的特定頻率范圍。舉例而言，許多電纜網(wǎng)絡(luò)中，可能有使用特定的頻帶的建立的網(wǎng)絡(luò)。為了避免干擾并且維護(hù)反向兼容性，遠(yuǎn)端從不在禁止的頻率范圍中傳輸是很重要的。當(dāng)然，特定的頻帶也可以在啟動期間因?yàn)槠渌虮唤?。?jù)此，在步驟303中，中心單元將周期地廣播不要使用的頻率標(biāo)識。在如上討論的，使用遠(yuǎn)端單元組概念的系統(tǒng)中，中心單元也可以周期地廣播將要安裝的下一個遠(yuǎn)端單元應(yīng)該使用的組號。另外，組的分配可以在稍后時候進(jìn)行。
新連接的遠(yuǎn)端單元偵聽下行信號是否有指示某個子信道不能被使用的信息。下行信號也包括將遠(yuǎn)端單元和中心單元同步所需的幀定時和靜默周期標(biāo)識符。當(dāng)遠(yuǎn)端單元已將它自己和下行信號同步之后，在步驟304，在S2靜默周期開始處它發(fā)送一個啟動信號。在一種系統(tǒng)中，這是通過在接收到S2靜默周期標(biāo)識符信號時立即發(fā)送一個啟動信號來完成的，啟動信號指示中心單元，有一個遠(yuǎn)端單元請求安裝到系統(tǒng)中。遠(yuǎn)端單元可以以任何合適的方式?jīng)Q定S2啟動靜默周期的開始。舉例來說，在下行通信中標(biāo)志可以由中心單元10提供。遠(yuǎn)端單元可以根椐具體系統(tǒng)的需求，在全部子信道23上，在一組子信道23上或在單一子信道23上發(fā)送其啟動信號。在優(yōu)選的實(shí)施例中，下行信號指示將被下一個要安裝的單元使用的組，且啟動信號在該組中的全部子信道上發(fā)送。
從遠(yuǎn)端單元到中心單元10的上行啟動傳輸可以用任意適合傳輸數(shù)字信息的調(diào)制方案實(shí)現(xiàn)。舉例而言，幅度、頻率和正交相移鍵控(QPSK)調(diào)制方案都可以使用。對于同步信號，在優(yōu)選實(shí)施例中期望的是差分QPSK(DQPSK)調(diào)制以減少噪聲造成干擾的可能性。另外，同步可以使用大量的糾錯和冗余編碼以確保相干通信。
啟動信號優(yōu)選地包括有關(guān)遠(yuǎn)端單元的信息。在優(yōu)選實(shí)施例中，啟動信號攜帶遠(yuǎn)端單元的全局地址和第一遠(yuǎn)端單元的最大傳輸數(shù)據(jù)率請求。全局地址類似于以太和蜂窩設(shè)備使用的地址。這樣的地址建造在通信設(shè)備之中并且與所有其它通信設(shè)備的地址不同。遠(yuǎn)端單元請求的最大數(shù)據(jù)率依賴于遠(yuǎn)端單元的設(shè)備類型。例如，如果遠(yuǎn)端單元是一個電視機(jī)，它將向中心單元10請求最小的通信容量，可能只使用上行信號發(fā)送有關(guān)電影選擇或觀眾反饋的信息。另一方面，如果遠(yuǎn)端單元是一個電視會議收發(fā)機(jī)，那么將請求大量的帶寬用于從遠(yuǎn)端單元向中心單元10傳輸視頻和音頻信息。在其它實(shí)施例中，有關(guān)第一遠(yuǎn)端單元其它相關(guān)部分的信息也可以與啟動信號一起發(fā)送。
在接收到來自第一遠(yuǎn)端單元的啟動信號后，中心單元10在步驟306中確定來自第一遠(yuǎn)端單元的啟動信號是否與來自在同一時間嘗試連接的另一個遠(yuǎn)端單元的另一個啟動信號沖突。如果監(jiān)測到?jīng)_突，中心單元10在步驟308中向遠(yuǎn)端返回一個沖突消息。該沖突消息指示遠(yuǎn)端單元再一次嘗試連接。隨后，每一個沖突的遠(yuǎn)端單元在重發(fā)啟動信號前等待隨機(jī)個數(shù)的S2周期。兩個遠(yuǎn)端單元在同一時間嘗試連接的可能性是很小的。通過要求沖突的單元等待一個彼此獨(dú)立的隨機(jī)時間，重復(fù)沖突的可能性就更小了。
中心單元10從第一遠(yuǎn)端單元接收到一個有效的啟動信號之后，中心單元10回送一個同步信號310到遠(yuǎn)端單元。在一個實(shí)施例中，同步信號包括第一遠(yuǎn)端單元的全局地址，分配給第一遠(yuǎn)端地址的節(jié)點(diǎn)地址，延遲校正信息和有關(guān)上行信道中子信道23的分配的信息。無論全局地址還是節(jié)點(diǎn)地址都可以當(dāng)做唯一的遠(yuǎn)端單元標(biāo)識符，雖然傳輸效率的程度不同。全局地址允許第一遠(yuǎn)端單元識別同步信號是用于它的。節(jié)點(diǎn)地址分配給第一遠(yuǎn)端單元是為了促進(jìn)未來通信的效率。全局地址可以非常長(例如48比特)以便有足夠數(shù)量的全局地址用于有可能制造的所有通信設(shè)備。節(jié)點(diǎn)地址是一個短地址，因?yàn)橹挥杏邢迶?shù)量的遠(yuǎn)端單元將與任意的單一中心單元10通信。當(dāng)使用一個多組系統(tǒng)時，節(jié)點(diǎn)地址還包括組標(biāo)識符信息，例如，有關(guān)第一遠(yuǎn)端單元分配在哪個組的信息。在上面描述的實(shí)施例中，總共包括8個組，地址的一部分將是3比特以標(biāo)識第一遠(yuǎn)端單元在8個組中的哪一個。其余的比特可以唯一地標(biāo)識該節(jié)點(diǎn)，例如，在它的組中的指定遠(yuǎn)端單元。
那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該意識到，當(dāng)遠(yuǎn)端單元需要唯一標(biāo)識連接到中心單元的它本身時，節(jié)點(diǎn)地址中指定組的那一部分，即組標(biāo)識符信息，可以完全省略。這是因?yàn)橹行膯卧梢酝ㄟ^檢查唯一標(biāo)識符消息的頻帶，確定遠(yuǎn)端單元的消息是從哪個組中發(fā)送的。用這種方法，遠(yuǎn)端單元只需要發(fā)送在組中標(biāo)識它本身的節(jié)點(diǎn)地址中的比特組合，即，唯一的組內(nèi)標(biāo)識符信息，以向中心單元唯一地標(biāo)識它自己。這個接收的組內(nèi)標(biāo)識符比特組合，結(jié)合確定的組標(biāo)識符信息，就為中心單元提供了請求的遠(yuǎn)端單元的完整節(jié)點(diǎn)地址。在每組128個子信道的優(yōu)選實(shí)施例中，在上行方向上的唯一遠(yuǎn)端單元標(biāo)識符信息可以短至7比特。
延遲校正信息告訴第一遠(yuǎn)端單元來自第一遠(yuǎn)端單元的廣播必須延遲多少幀，以與來自其它連接的遠(yuǎn)端單元的信號同步。延遲校正是通過中心單元監(jiān)測它傳輸?shù)撵o默周期(S2)標(biāo)志和它接收的啟動信號之間的延遲量確定的。舉例而言，如果信道中的最大延遲是TRT(MAX)，例如最大往返延遲，并且與給定遠(yuǎn)端單元相關(guān)的延遲是TRT(i)，遠(yuǎn)端單元的延遲校正就是TRT(MAX)-TRT(i)遠(yuǎn)端單元的往返延遲定義為信號從中心單元傳輸?shù)竭h(yuǎn)端單元，并且立刻響應(yīng)返回到中心單元所需的時間，包括一切微小的由于處理造成的偶然延遲。使用這個信息，第一遠(yuǎn)端單元可以調(diào)整它的傳輸并且與其它連接的遠(yuǎn)端單元同步，這樣遠(yuǎn)端單元的幀就在同一時間到達(dá)中心單元10。第一遠(yuǎn)端單元也可以記住哪個子信道23正被連接的其它遠(yuǎn)端單元使用。在另一個實(shí)施例中，有關(guān)子信道23特性的信息通過下行信道規(guī)則地傳輸?shù)剿械倪h(yuǎn)端單元。在這樣的系統(tǒng)中，不要求信道使用信息與同步信號一起發(fā)送。
在可用頻譜的廣部傳輸啟動信號的一個優(yōu)點(diǎn)是，延遲根據(jù)信號傳輸?shù)念l率而極大的改變。因此，當(dāng)啟動信號在不同的子信道23上傳輸時，所要求的相移可以基于個別延遲的平均來計算。
S2時間間隔的長度，如前面描述的，依賴于通信網(wǎng)絡(luò)的物理特性。在優(yōu)選實(shí)施例中，S2時間間隔只需要大于啟動信號周期加網(wǎng)絡(luò)最大和最小往返延遲之差。舉例而言，在使用光纖干線做為傳輸線17和同軸電纜做為饋線18的典型系統(tǒng)中，光纖干線對中心和遠(yuǎn)端單元之間的所有路徑都是公用的，而網(wǎng)絡(luò)的最大和最小往返延遲之差只依賴于網(wǎng)絡(luò)的電纜部分。使用長度2英里的同軸線并且給定它的傳播時間大約是每英里7.5毫秒，最大和最小往返延遲將近似為32和2毫秒。在優(yōu)選實(shí)施例中，一個符號大約為30毫秒長，而一個啟動信號將包括兩個符號，所以，舉例而言，4個符號的S2時間間隔是恰當(dāng)?shù)摹?br> 在特定的實(shí)施例中，可能需要重復(fù)步驟304-310，以確認(rèn)接收的信息并/或確保遠(yuǎn)端正確地同步。
在同步完成之后，在步驟312中，第一遠(yuǎn)端單元在下一個可用S2或S3時間間隔中，通過在全部子信道23上發(fā)送一組同步的寬帶訓(xùn)練信號來響應(yīng)。特定的訓(xùn)練步驟將在下面參考圖9更詳細(xì)地描述。在一些實(shí)施例中，中心單元10將指定第一遠(yuǎn)端單元使用特定的S3時間間隔(例如，等待第三個S3)。接收到訓(xùn)練信號之后，中心單元10確定不同子信道23的容量以處理第一遠(yuǎn)端單元和中心單元10之間的傳輸(步驟314)。中心單元10優(yōu)選地具有訓(xùn)練信號的內(nèi)容的先驗(yàn)知識。這使得中心單元10能夠得到子信道23的最佳均衡和第一遠(yuǎn)端單元和中心單元10之間的子信道23上的子載波27能夠攜帶的最大比特率。中心單元10保存子信道23與第一遠(yuǎn)端單元316有關(guān)的信道特性。在優(yōu)選實(shí)施例中，中心單元10將信息存在一個比特/載波矩陣中，該矩陣包括每個子信道23能夠從每個遠(yuǎn)端單元攜帶的比特數(shù)的指示。這樣的矩陣使中心單元10能夠跟蹤每個不同子信道23的容量并且在為遠(yuǎn)端單元分配帶寬時可以使用。這還促進(jìn)了基于傳輸環(huán)境的當(dāng)前特性的子信道動態(tài)分配。
下面參考圖9，將要描述一種周期性檢查從選中的遠(yuǎn)端單元到中心單元的不同子信道容量的方法。正如那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員所能意識到的，傳輸線在不同頻率上的容量在時間上多少有些不同。因此，需要周期性地更新中心單元中與它所服務(wù)的每個遠(yuǎn)端單元有關(guān)的子信道23特性的信息。在描述的實(shí)施例中，這樣的更新在S3靜默周期中完成。在所示的實(shí)施例中，S3靜默周期與S2靜默周期一樣長。應(yīng)該意識到，單一傳輸線檢查處理可以用于初始訓(xùn)練和周期性檢查這二者。
在描述的實(shí)施例中，中心單元10在步驟330中通過向當(dāng)前正與中心單元10通信的第一遠(yuǎn)端單元(遠(yuǎn)端單元x)發(fā)送一個重訓(xùn)練命令啟動一個重訓(xùn)練事件。第一遠(yuǎn)端單元等待下一個可用的S3重訓(xùn)練靜默時間間隔以在可用的子信道23上傳輸一組訓(xùn)練信號。(步驟23)。在另一個實(shí)施例中，中心單元10可以分配一個特定的S3靜默間隔代替下一個可用的S3時間間隔用于傳輸重訓(xùn)練信號。訓(xùn)練信號組典型地將被限于分配到該組的子信道，并且為了提供經(jīng)濟(jì)有效的設(shè)計，被進(jìn)一步限于整個可用子信道組中的某個子集。因此，實(shí)際使用的訓(xùn)練信號的數(shù)目根椐具體系統(tǒng)的需求大不相同。如在啟動過程，中心單元10分析它接收的信號并且更新對應(yīng)于相關(guān)遠(yuǎn)端單元的信道特性矩陣中的比特/載波速率(步334)。隨后中心單元10確定是否需要為遠(yuǎn)端單元改變子信道分配。也就是說，確定是否為第一遠(yuǎn)端單元分配額外的和更少的子信道23以滿足第一遠(yuǎn)端單元的通過量和錯誤率的要求。如果需要改變，那么在步驟338中，中心單元為第一遠(yuǎn)端單元重分配子信道23。
如果在步驟336中確定不必校正或在步驟338中做了必要的改變之后，中心單元10在步驟340中檢查是否有其它遠(yuǎn)端單元已經(jīng)做出了立即重訓(xùn)練請求。如果在步驟340中確定沒有立即重訓(xùn)練請求，中心單元10在步驟347中通過檢查是否存在有效舊地址(oldx)來檢查第一遠(yuǎn)端單元的重訓(xùn)練是立即重訓(xùn)練請求的結(jié)果。如果沒有有效的舊地址，中心單元10在步驟349中增加計數(shù)器(x)并且返回到步驟330，向下一個遠(yuǎn)端單元廣播一個重訓(xùn)練信號。另一方面，如果在步驟340中確定有有效的舊地址，中心單元10將調(diào)整計數(shù)器這樣它讀取多于一個舊地址，它相當(dāng)于接收立即重訓(xùn)練請求時的下一個遠(yuǎn)端單元的地址。(步驟350)。也就是，X＝Oldx+1。
如果在步驟340中檢測到重訓(xùn)練請求，中心單元10在步驟342中將第一遠(yuǎn)端單元的地址保存為一個舊地址(oldx)。隨后中央單元10設(shè)置計數(shù)器為請求遠(yuǎn)站單元的地址，并且將它用做當(dāng)前正在重訓(xùn)練344的下一個遠(yuǎn)端單元的地址。然后邏輯返回到步驟330。重訓(xùn)練過程可以在當(dāng)前與中心單元10通信的所有遠(yuǎn)端單元中持續(xù)地重復(fù)。當(dāng)然，選擇重訓(xùn)練單元的算法可以很不相同以滿足特定系統(tǒng)的需要。
在一個實(shí)施例中，已經(jīng)啟動但尚未與中心單元10通信的遠(yuǎn)端單元也被重訓(xùn)練。在那種情況下，中心單元10不需要確定是否要為被重訓(xùn)練的遠(yuǎn)端單元改變子信道23的分配，因?yàn)樗鼘?shí)際上未與中心單元10通信。在遠(yuǎn)端單元請求與中心單元10通信時，中心單元10可以僅保存更新信道特性。
中心單元10優(yōu)選地適合于在傳輸時間間隔32期間在未使用的子信道23上接收重訓(xùn)練請求。在一個優(yōu)選實(shí)施例中，傳輸時間間隔32是64個符號長，相當(dāng)于組中的最大可能遠(yuǎn)端單元數(shù)。請求立即重訓(xùn)練的遠(yuǎn)端單元在傳輸時間間隔32中的分配給請求的遠(yuǎn)端單元的一個符號時間中發(fā)送一個標(biāo)志。用這種方法，中心單元10可以通過標(biāo)志的位置立即確定哪個遠(yuǎn)端單元發(fā)送請求。例如，第8組中的遠(yuǎn)端單元0-63可以在傳輸時間間隔中分別分配符號0-63。如果一個標(biāo)志在第九個符號位置期間在第八組的頻帶的未用子信道23上到達(dá)，那么中心單元10就知道第八組中的第九個遠(yuǎn)端單元已經(jīng)發(fā)送了一個重訓(xùn)練請求。正如那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員所能理解到的，為遠(yuǎn)端單元分配符號可以用很多方法完成。
如上面討論的，為了促進(jìn)離散多音傳輸方案的動態(tài)分配，必須有一些機(jī)制，通過它們遠(yuǎn)端單元可以將一個數(shù)據(jù)傳輸請求通知中心單元。在一個實(shí)施例中，S1靜默時間結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸請求使用，以促進(jìn)傳輸?shù)膯?。在描述的?shí)施例中，遠(yuǎn)端單元向中心單元發(fā)送三類數(shù)據(jù)請求。它們包括數(shù)據(jù)包請求(DPR)、限定性數(shù)據(jù)包請求(DDPR)和數(shù)據(jù)率請求(DRR)。如這個實(shí)施例中使用的，數(shù)據(jù)包請求指示遠(yuǎn)端單元的傳輸特定量信息(典型地用術(shù)語表示就是數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù))的愿望。限定性數(shù)據(jù)包請求指示遠(yuǎn)端單元的傳輸具有中心單元已知特性的包和包組的愿望。舉例而言，中心單元可能已經(jīng)在它的存儲器中存儲了有關(guān)請求的遠(yuǎn)端單元將要發(fā)送數(shù)據(jù)包到那個遠(yuǎn)端單元的信息。中心單元已知的其它信息可能包括，例如，數(shù)據(jù)包所要求的傳輸速率、請求的遠(yuǎn)端單元所需的子信道數(shù)，等等。數(shù)據(jù)率請求指示遠(yuǎn)端單元在特定的速率上傳輸數(shù)據(jù)的愿望。
在一個實(shí)施例中，描述的數(shù)據(jù)傳輸請求可以與上面描述的立即重訓(xùn)練請求結(jié)合為一個簡單的包括4個狀態(tài)的2比特信號。舉例而言，一個狀態(tài)(1，1)可以對應(yīng)于數(shù)據(jù)率請求；第二狀態(tài)(1，0)可以對應(yīng)于數(shù)據(jù)包請求，第三狀態(tài)(0，1)可以對應(yīng)立即重訓(xùn)練請求，而第四狀態(tài)(0，0)對應(yīng)限定性數(shù)據(jù)包請求。當(dāng)然，同樣的信息可以做為一個較大信號的一部分包含在其中和/或多種狀態(tài)的意義可以不同。如上面描述的，2比特數(shù)據(jù)傳輸請求信號可以由遠(yuǎn)端單元在未用的子信道上傳輸。通過為每個遠(yuǎn)端單元指定一個特定的符號周期，中心單元不要求數(shù)據(jù)傳輸請求信號中的獨(dú)立標(biāo)識信息就可以迅速地識別請求單元。這個為每個遠(yuǎn)端單元指定一個特定的符號周期的傳輸模式稱為輪詢傳輸模式。
如那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到的，除去識別遠(yuǎn)端單元希望發(fā)送的信息的類型以外，在數(shù)據(jù)率請求和數(shù)據(jù)包請求的情況下，一般遠(yuǎn)端需要向中心單元提供實(shí)質(zhì)上更多的信息以便中心單元能夠正確地處理請求。為了提供快速接入時間，額外的信息在下一個可用S1靜默時間間隔期間被中繼到中心單元。更特殊地，當(dāng)中心單元10接收到一個有效數(shù)據(jù)包請求和一個有效數(shù)據(jù)率請求時，中心單元10指揮請求的遠(yuǎn)端單元在下一個可用的S1靜默周期34內(nèi)傳輸與請求的遠(yuǎn)端單元的請求有關(guān)的其它附加信息。在S1靜默周期中，請求的遠(yuǎn)端單元接入到它所需多數(shù)個子信道中以傳輸頭信息。因?yàn)閿?shù)據(jù)率請求和數(shù)據(jù)包請求實(shí)際上只請求S1靜默周期的分配，所以它們能夠很容易的共享2比特數(shù)據(jù)傳輸請求信號中的一個單一狀態(tài)。因此，在另一個實(shí)施例中，可以提供一個單一狀態(tài)指示分配S1靜默周期的愿望并且請求的特性可以在S1周期中與其它信息一起傳輸。
當(dāng)系統(tǒng)未被重度使用時，對于遠(yuǎn)端單元來說，可能有相對大數(shù)目的子信道在它發(fā)送它的數(shù)據(jù)傳輸請求時是可用的。在這期間，可能可以在相同的符號周期中與數(shù)據(jù)請求的傳輸一起傳輸全部請求的頭信息。因此，在另一個實(shí)施例中，數(shù)據(jù)傳輸請求中的空閑狀態(tài)可以用于用信號通知中心單元遠(yuǎn)端單元同時正在未使用的子信道上與數(shù)據(jù)傳輸請求一起傳輸請求的頭信息。在輪詢傳輸模式中，數(shù)據(jù)傳輸請求的定時將標(biāo)識發(fā)送請求的遠(yuǎn)端單元。因此，這種實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是，在相對輕使用的時間中，數(shù)據(jù)率和數(shù)據(jù)包請求的接入時間將進(jìn)一步減小。因?yàn)槊總€遠(yuǎn)端單元只在為它分配的符號周期中傳輸，所以兩個遠(yuǎn)端單元之間不會發(fā)生沖突。當(dāng)遠(yuǎn)端單元確定沒有足夠的帶寬在分配的符號周期中接受全部請求的頭信息時，它將象上面描述的那樣，簡單地請求分配S1靜默周期。
在另一個實(shí)施例中，中心單元10可以為請求的遠(yuǎn)端單元分配一個特殊的S1間隔34。這在兩個或更多遠(yuǎn)端單元在兩個S1間隔之間進(jìn)行數(shù)據(jù)包或數(shù)據(jù)率請求時非常有用。
如前面提到的，當(dāng)系統(tǒng)未被重度使用時，就可能存在大數(shù)目的未用子信道并且可用于遠(yuǎn)端單元請求接入。當(dāng)中心單元確定系統(tǒng)被輕度使用時，即使用低于一個預(yù)定的使用門限，中心單元可以向所有遠(yuǎn)端單元發(fā)出一個命令允許遠(yuǎn)端單元使用快速接入傳輸模式向中心單元傳輸它們的通信接入請求。快速接入傳輸模式不同于上面描述的給每個遠(yuǎn)端單元分配一個符號周期用于傳輸它的數(shù)據(jù)傳輸請求的輪詢傳輸模式。如名字所表示的，快速接入傳輸模式實(shí)質(zhì)上通過允許請求的遠(yuǎn)端單元在不管是不是分配給它的任何符號周期中，在一個未用的和未分配的子信道上傳輸通信接入請求來提高請求的遠(yuǎn)端單元的接入速度。遠(yuǎn)端單元知道哪個子信道是未用的，因?yàn)?，例如，中心單元監(jiān)視子信道的使用并且不時地向所有遠(yuǎn)端單元廣播有關(guān)子信道使用的信息。
因?yàn)檫h(yuǎn)端單元不必等到分配給它的符號周期再發(fā)出通信接入請求，它可以一有需要就發(fā)出它的通信接入請求。在另一方面，在快速接入傳輸模式中的請求的定時并不提供有關(guān)請求的遠(yuǎn)端單元的標(biāo)識的信息。為了識別哪個遠(yuǎn)端單元發(fā)出了被接收的通信接入請求信號，快速接入傳輸模式因此要求每個請求的遠(yuǎn)端單元緊接著請求接入發(fā)送一個唯一的遠(yuǎn)端單元標(biāo)識符。如前面提到的，唯一的遠(yuǎn)端單元標(biāo)識符在每組具有128個子信道的系統(tǒng)中可以只有7比特。
在一個實(shí)施例中，通信接入請求信號包括一個數(shù)據(jù)傳輸請求。如前面提到的，數(shù)據(jù)傳輸請求指明遠(yuǎn)端單元需要的數(shù)據(jù)請求類型，例如DPR，DDPR或DRR。如果使用兩比特標(biāo)識數(shù)據(jù)傳輸請求，則最后一種狀態(tài)可以用于指示頭數(shù)據(jù)是在相同的符號周期同時發(fā)送還是在緊跟著的S1周期中發(fā)送。顯然，如果數(shù)據(jù)請求是DDPR，就沒有頭信息，因?yàn)橹行膯卧呀?jīng)知道與特定的遠(yuǎn)端單元相關(guān)的傳輸請求，例如數(shù)據(jù)包的目標(biāo)、包大小、優(yōu)先級等等。如果數(shù)據(jù)請求是DPR或DRR，兩比特數(shù)據(jù)傳輸請求定義的最后狀態(tài)被中心單元檢查以確定頭信息何時被發(fā)送。
在另一個實(shí)施例中，通信接入請求還包括用于DDR和DPR數(shù)據(jù)請求的頭信息。所包括的頭信息增加了在快速接入傳輸模式中發(fā)送的比特數(shù)。當(dāng)比特數(shù)增加時，沖突的機(jī)會也增加了。沖突發(fā)生在兩個遠(yuǎn)端單元在相同的未用子信道上同時發(fā)出它們的通信接入請求時產(chǎn)生。結(jié)果，該優(yōu)選實(shí)施例優(yōu)選地保持快速接入傳輸模式中發(fā)送的比特數(shù)盡可能少，以使沖突最小化。顯然，快速接入傳輸模式最適合于DDPR數(shù)據(jù)請求，因?yàn)樗恍枰獜倪h(yuǎn)端單元向中心單元發(fā)送頭信息。
因此，通信接入請求優(yōu)選地只包括遠(yuǎn)端單元的唯一遠(yuǎn)端單元標(biāo)識符和兩比特數(shù)據(jù)傳輸請求。然而，在一個優(yōu)選實(shí)施例中，如果通信接入請求不包括兩比特數(shù)據(jù)傳輸請求，中心單元可以假設(shè)所期望的是DDPR數(shù)據(jù)請求并且基于所存儲的有關(guān)那個遠(yuǎn)端單元的數(shù)據(jù)包定義信息為請求的遠(yuǎn)端單元分配子信道。
優(yōu)選地，快速接入傳輸模式要求從遠(yuǎn)端單元傳輸?shù)街行膯卧耐ㄐ沤尤胝埱笫褂媒獯a期間不要求均衡的調(diào)制方法。均衡在那些要求中心單元知道子信道和遠(yuǎn)端單元的特性，例如接收的信號的絕對幅度和相位，以解碼入數(shù)據(jù)的特定調(diào)試方案中是必要的。顯然，在快速接入傳輸模式期間，當(dāng)通信接入請求到達(dá)中心單元時，中心單元在解碼前不知道請求的遠(yuǎn)端單元的標(biāo)識。這是因?yàn)樵诳焖俳尤雮鬏斈Ｊ街?，遠(yuǎn)端單元可以在任意符號周期中發(fā)出它的通信接入請求，并且請求的定時并不提供有關(guān)請求的遠(yuǎn)端單元標(biāo)識的信息。
既然解碼前不知道請求的遠(yuǎn)端單元的標(biāo)識，通信接入請求不能被要求事先知道子信道和遠(yuǎn)端單元標(biāo)識的調(diào)試方法(例如QAM)解碼。在一個實(shí)施例中，本發(fā)明方便地使用差分四相移鍵控(DQPSK)編碼遠(yuǎn)端單元的通信接入請求。當(dāng)使用DQPSK時，與通信接入請求有關(guān)的信息存儲在相位的差值中而不是絕對相位中。另外，也可以選擇恰當(dāng)?shù)男亲?，這樣幅度就是無關(guān)的了。用這種方法，通信接入請求可以被中心單元接收并解碼而不要求事先知道請求的遠(yuǎn)端單元的標(biāo)識。
如前面提到的，快速接入傳輸模式不要求請求的遠(yuǎn)端單元等到分配的符號周期再請求接入。結(jié)果，接入時間可以小到等于它發(fā)送通信接入請求的時間加上中心單元將分配請求的遠(yuǎn)端單元使用的子信道信息發(fā)送到請求的遠(yuǎn)端單元的時間。
在一個實(shí)施例中，當(dāng)系統(tǒng)被輕度使用時，例如低于一個預(yù)定的使用門限，中心單元允許快速接入傳輸模式。由于存在更多的一個或多個遠(yuǎn)端單元可以發(fā)出通信接入請求的未用子信道，在這些時間中允許快速接入傳輸模式，減小了沖突的機(jī)會。如果沖突發(fā)生，中心單元就會接收到混淆的數(shù)據(jù)，例如，數(shù)據(jù)不能被解碼。不知道哪個遠(yuǎn)端單元請求接入，中心單元因此不能將子信道分配給適當(dāng)?shù)倪h(yuǎn)端單元。在這種情況下，請求的遠(yuǎn)端單元可以在發(fā)出它的通信接入請求后等待一個預(yù)定的時間周期，并且如果沒有分配發(fā)生，它就重發(fā)通信接入請求，優(yōu)選地要在一個隨機(jī)的時間周期之后以減小另一次沖突的可能性。在一個實(shí)施例中，如果中心單元在任何未用的或未分配的子信道上接收到混淆的數(shù)據(jù)傳輸，它就假設(shè)在兩個或更多的通信接入請求之間發(fā)生了沖突并且向所遠(yuǎn)端單元廣播“檢測到?jīng)_突”消息以強(qiáng)烈要求遠(yuǎn)端單元重發(fā)它的通信接入請求，優(yōu)選地在等待一個隨機(jī)的時間周期之后。
顯然，當(dāng)有大量的沖突時，由于遠(yuǎn)端單元的重發(fā)行為和在一個實(shí)施例中中心單元的廣播行為可能會增加子信道的使用。如果發(fā)生太多的沖突，系統(tǒng)使用可能超過預(yù)定的使用門限，導(dǎo)致中心單元在一個實(shí)施例中向所有遠(yuǎn)端單元發(fā)出控制命令終止快速接入傳輸模式中的數(shù)據(jù)傳輸并且恢復(fù)每個遠(yuǎn)端單元只在分配給它的符號周期中傳輸它的數(shù)據(jù)請求的輪詢模式中的數(shù)據(jù)傳輸。
圖10是說明請求的遠(yuǎn)端單元與中心單元建立通信的步驟的流程圖?，F(xiàn)在參考圖10，在步驟360開始之后，方法繼續(xù)進(jìn)行到步驟362，請求的遠(yuǎn)端單元確定傳輸模式是快速接入還是輪詢。如果請求的遠(yuǎn)端單元確定當(dāng)前工作在輪詢傳輸模式，例如，在系統(tǒng)重度使用時中心單元應(yīng)答一個控制信號，方法繼續(xù)進(jìn)行到步驟366，在輪詢模式傳輸數(shù)據(jù)。在輪詢傳輸模式中，請求的遠(yuǎn)端單元只在分配的符號周期中在一個或多個未用的子信道上傳輸它的數(shù)據(jù)請求。
另一方面，如果請求的遠(yuǎn)端單元確定當(dāng)前工作在快速接入傳輸模式，例如，在系統(tǒng)輕度使用時中心單元應(yīng)答一個控制信號，方法從步驟362進(jìn)行到步驟364，在任意的符號周期中在一個或多個未用的子信道上傳輸它的通信接入請求。如前面解釋的，請求的遠(yuǎn)端單元在快速接入傳輸模式不必等到分配給它的符號周期再傳輸它的通信接入請求。
從步驟364或366，方法進(jìn)行到步驟368確定數(shù)據(jù)請求是否是一個數(shù)據(jù)包請求(DPR)。如果是，方法進(jìn)行到步驟370，執(zhí)行圖11(a)的步驟。另一方面，如果數(shù)據(jù)請求不是一個DPR(在步驟368確定)，方法進(jìn)行到步驟372，確定數(shù)據(jù)請求是否是一個限定性數(shù)據(jù)包請求(DDPR)。如果數(shù)據(jù)請求是一個DPRR，方法進(jìn)行到步驟374執(zhí)行圖11(b)的步驟。另一方面，如果數(shù)據(jù)請求不是一個DDPR(在步驟273確定)，方法進(jìn)行到步驟376確定數(shù)據(jù)請求是否是一個數(shù)據(jù)率請求(DRR)。如果數(shù)據(jù)請求是一個DRR，方法進(jìn)行到步驟378，執(zhí)行圖11(c)的步驟。如果數(shù)據(jù)請求不是上面的任一個，方法進(jìn)行到步驟380，結(jié)束圖10的步驟。應(yīng)該意識到的是，特定的實(shí)施例可能包括額外的數(shù)據(jù)請求類型并且該方法可能適合于適當(dāng)?shù)靥幚砟切╊~外的數(shù)據(jù)請求。改造公開的方法以處理特定的額外數(shù)據(jù)請求類型是在本領(lǐng)域技術(shù)人員的能力范圍之內(nèi)的。
參考圖11(a)，將更詳細(xì)地描述處理數(shù)據(jù)包請求的方法。起初，中心單元10為請求的遠(yuǎn)端單元分配下一個可用S1時間，并且在下行信號中轉(zhuǎn)發(fā)一個校驗(yàn)分配的消息(步驟204)。然后，在步驟206中，請求的遠(yuǎn)端單元在分配的S1時間間隔34中傳輸額外信息。舉例而言，額外信息請求可能包括數(shù)據(jù)發(fā)送到的地址、包大小和優(yōu)先級。如前面討論的，遠(yuǎn)端單元還可以在相同的符號周期中象傳輸請求那樣傳輸額外的傳輸請求。
中心單元10存儲它在步驟208中接收的額外數(shù)據(jù)包信息。然后，中心單元10確定分配給遠(yuǎn)端單元請求的子信道的數(shù)目和發(fā)送指令給做為與可允許的返回請求的遠(yuǎn)端單元的每信道比特率一起使用的子信道。應(yīng)該意識到，中心單元10將基于所存儲的相應(yīng)于請求的遠(yuǎn)端單元210的信道特性集分配子信道23。用這種方法，中心單元10可以動態(tài)地分配最有效個數(shù)的子信道23以處理遠(yuǎn)端單元的請求。應(yīng)該意識到，中心單元接收機(jī)(從S1靜默周期中接收的信息中)知道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量，也知道數(shù)據(jù)傳輸率(這是遠(yuǎn)端單元已經(jīng)指明的)。因此，中心單元知道完成傳輸所需的時間。因此，中心單元10只在請求的遠(yuǎn)端單元傳輸它的包所需的時間為其分配指定數(shù)目的子信道23。在特定的時間量過后(包括一切必要的緩沖)，中心單元10記錄分配給第一遠(yuǎn)端單元的子信道23現(xiàn)在未用并且準(zhǔn)備好分配給任何其它遠(yuǎn)端單元(步驟212)。
再參考圖11(b)，將要描述處理限定性數(shù)據(jù)包請求(DDPR)的方法。在一個限定性數(shù)據(jù)包請求中，中心單元必須依賴步驟208中存儲的額外數(shù)據(jù)包定義信息。另外，這可能包括象包被發(fā)送到的地址和包大小這樣的東西。因此，在描述的實(shí)施例中，一個限定性數(shù)據(jù)包請求只有在它是由一個以前發(fā)送過DPR的遠(yuǎn)端單元發(fā)送的情況下才能被處理。在另一個實(shí)施例中，提供適當(dāng)?shù)娜笔≈?，使得即使未發(fā)送過數(shù)據(jù)包請求也能使用限定性數(shù)據(jù)包請求。
如圖11(b)中說明的，在步驟223中，中心單元尋找存儲的限定性數(shù)據(jù)包傳輸請求并且使用該信息指導(dǎo)和/或處理接收的數(shù)據(jù)包。應(yīng)該意識到，中心單元10不必在同一符號周期或S1時間間隔34中接收任何額外信息，并且可以立即在步驟225中為請求的遠(yuǎn)端單元分配一個和多個子信道23。另外，因?yàn)閭鬏數(shù)男畔⒘亢蛿?shù)據(jù)傳輸率都是已知的，中心單元只在傳輸該包的所需時間內(nèi)分配子信道。在適當(dāng)?shù)膫鬏敃r間過去后，中心單元10記錄子信道23現(xiàn)在空閑并且將在227中重分配。
當(dāng)許多通信設(shè)備通過打包的通信有效地通信時，其它的設(shè)備請求恒定的傳輸速率，有時這在使用打包的傳輸系統(tǒng)中是很難實(shí)現(xiàn)的。這樣的遠(yuǎn)端單元可以通過在不確定的時間內(nèi)分配足夠處理請求的數(shù)據(jù)傳輸率的多個子信道23來調(diào)節(jié)。也就是說，直到遠(yuǎn)端單元指示不再需要該帶寬或檢測到一個錯誤為止。舉例而言，視頻會議就象會有這樣一個請求。在描述的實(shí)施例中，這種類型的數(shù)據(jù)傳輸請求是通過使用數(shù)據(jù)率請求處理的。
再參考圖11(c)，將要描述適用于處理數(shù)據(jù)率請求的方法。典型地，中心單元10將在接收DRR請求之后請求象地址和請求的數(shù)據(jù)率這樣的額外傳輸信息。據(jù)此，在步驟252中，中心單元為請求的遠(yuǎn)端單元分配下一個可用的S1靜默周期發(fā)送請求的信息。然后，在步驟254中，請求的遠(yuǎn)端單元在分配的S1時間間隔中發(fā)送額外傳輸信息。如前面討論的，遠(yuǎn)端單元也可以象傳輸請求那樣在同一符號周期中傳輸額外指示請求。
知道數(shù)據(jù)率請求和每個子載波允許的比特率，中心單元10在步驟256中分配適當(dāng)數(shù)目的子信道23處理請求的吞吐量。當(dāng)請求的遠(yuǎn)端單元不再需要發(fā)送時，它在步驟258中發(fā)送一個新數(shù)據(jù)率請求指示請求0容量。中心單元10理解這是一個終止請求并且在步驟260中將適當(dāng)?shù)淖有诺罉?biāo)為未用。
不存在重復(fù)S1靜默周期的理想規(guī)定周期。一方面，S1靜默周期越頻繁，輪詢傳輸模式或DPR和DRR請求可以獲得的接入時間就越短。因此，系統(tǒng)響應(yīng)性越好。另一方面，越頻繁的S1靜默周期要求越多的系統(tǒng)開銷，減小了整個系統(tǒng)的容量。因此S1周期的適當(dāng)?shù)念l率將根據(jù)特定系統(tǒng)的需要而有些不同。在所示的實(shí)施例中，S1靜默周期用于幀定界，雖然應(yīng)該意識到這不是必要條件?？偟膩碚f，S1靜默周期的使用將減少啟動通信所要求的接入時間。在適當(dāng)情況下，DDPR的使用會更加減少請求的遠(yuǎn)端單元的接入時間。
如上面描述的，啟動時間間隔，S2，和重訓(xùn)練時間間隔，S3，不象S1靜默周期那樣多，因?yàn)閱雍椭赜?xùn)練通常不必象立即通信請求那樣迅速地應(yīng)答。在一個實(shí)施例中，S2’s的和S3’s的在每隔一個超幀36中交替。在另一個實(shí)施例中，S2’s的和S3’s可以由中心單元10動態(tài)分配以針對改變的環(huán)境調(diào)整。舉例而言，可以在遠(yuǎn)端單元更有可能安裝并請求啟動的時間中，例如白天，分配更多的保留時間間隔38做為啟動時間間隔。在夜間，當(dāng)安裝可能性較小時，可以將更多的保留間隔38分配為重訓(xùn)練時間間隔。
再參考圖3，將要描述適于實(shí)現(xiàn)描述的同步和協(xié)調(diào)的中心局結(jié)構(gòu)。說明的實(shí)施例中的中心單元包括一個中心調(diào)制解調(diào)器30、一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器19和一個網(wǎng)絡(luò)接口41。中心調(diào)制解調(diào)器包括一個發(fā)射機(jī)40、一個接收機(jī)70和一個控制器60?？刂破?0用于同步遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器的時鐘和中心調(diào)制解調(diào)器的時鐘并且同步遠(yuǎn)端單元發(fā)送的幀。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器19通過一個異步傳輸調(diào)制解調(diào)器交換機(jī)41(在圖中標(biāo)為網(wǎng)絡(luò)接口)向發(fā)射機(jī)40提供數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)?？紤]到發(fā)射機(jī)的能力、傳輸距離，傳輸線質(zhì)量和使用的通信線的類型，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器19可以在高至允許的最大數(shù)據(jù)率的任何數(shù)據(jù)率上提供數(shù)據(jù)。發(fā)射機(jī)40包括了幾個部件，包括一個編碼器43、一個離散多音調(diào)制器45和一個窗濾波器46。編碼器43用做復(fù)用、同步并編碼要傳輸?shù)男盘?如視頻數(shù)據(jù))。更特殊地，它把多個子信道中的每一個的入比特流變換為同相和正交的分量。該編碼可以通過前向糾錯和/或格子碼完成。編碼器典型地設(shè)計為輸出等于系統(tǒng)可用的子信道數(shù)的多個子符號序列。舉例而言，在一個具有256子信道的系統(tǒng)中，編碼器將輸出256個子符號序列。在上面參考的ATIS標(biāo)準(zhǔn)中，每個子符號序列代表4Kbps。這些輸入是送到離散多音調(diào)制器45的復(fù)輸入。舉例而言，在參考的ATIS標(biāo)準(zhǔn)中詳細(xì)地描述了一個合適的編碼器。
調(diào)制器45是一個用任何適當(dāng)算法計算逆傅立葉變換的IFFT調(diào)制器。合適的IFFT編碼器在J.Bingham的題為“Multicarrier ModulationAn Idea WhoseTime Has Come”，IEEE Communication Magazine，1990年5月，的文章中描述。因?yàn)榫幋a器的輸出是復(fù)數(shù)，所以IFFT調(diào)制器接收可用的子信道的兩倍輸入。比特分配適應(yīng)離散多音系統(tǒng)而確定。為了促進(jìn)它，發(fā)射機(jī)40也包括一個監(jiān)視通信線路以確定每個可用子信道的線路質(zhì)量的線路監(jiān)視器。在一個實(shí)施例中，該線路監(jiān)視器(它可以是控制器60的一部分)確定每個子信道的噪音級、單一增益和相移。這個線路監(jiān)視器將典型地用于識別描述的S3重訓(xùn)練信號的質(zhì)量。目的是估計每個子信道的信噪比。因此，其它參數(shù)也可以監(jiān)視或代替描述的參數(shù)。確定在哪個子信道上傳輸編碼的數(shù)據(jù)和在每個子信道上傳輸多少數(shù)據(jù)一樣是在幾個因素的基礎(chǔ)上動態(tài)確定的。這些因素包括監(jiān)測的線路質(zhì)量參數(shù)、子信道增益參數(shù)、所允許的功率遮掩(mask)和需要的最大子載波誤比特率。應(yīng)該注意，各種因素在不同的子信道不必相同并且在使用中也確實(shí)不同。最值得注意的是，線路質(zhì)量參數(shù)可能需要反復(fù)檢查并且實(shí)時對調(diào)制方案進(jìn)行調(diào)整，以根據(jù)使用期間不同子信道上線路的變化動態(tài)地調(diào)整調(diào)制。舉例而言，在相同的ATIS標(biāo)準(zhǔn)文擋中一般性地描述了一個合適的離散多音調(diào)制器。
編碼的信號已經(jīng)調(diào)制形成離散多音信號后，離散多音編碼信號被添加上循環(huán)前綴。該循環(huán)前綴主要用于簡化離散多音信號的解調(diào)并且不是嚴(yán)格需要的。在ATIS標(biāo)準(zhǔn)中，使用32比特的循環(huán)前綴。然而，在使用更大帶寬的系統(tǒng)中，最好增加循環(huán)前綴的長度。舉例而言，在具有512個抽樣的信號中，發(fā)現(xiàn)40個抽樣循環(huán)前綴工作得很好。
然后，調(diào)制的信號通過窗濾波器46和/或其它濾波器以最小化帶外能量。這有助于避免遠(yuǎn)端接收機(jī)的模擬接口飽和。加窗可以通過很多種傳統(tǒng)的加窗協(xié)議實(shí)現(xiàn)。發(fā)射機(jī)也包括一個向傳輸媒體提供離散多音信號的模擬接口48。在雙絞電話線對和同軸電纜這樣的硬連線系統(tǒng)中，模擬接口可以是線路驅(qū)動器的形式。
中心調(diào)制解調(diào)器30也包括一個從遠(yuǎn)端單元接收多音信號的接收機(jī)70。接收機(jī)70包括一個模擬接口72、窗濾波器74、解調(diào)器76和解碼器78。中心調(diào)制解調(diào)器30接收的信號起初通過模擬濾波器72接收。窗濾波器74設(shè)計成有效的進(jìn)行對接收的信號加窗和/或?yàn)V波器功能。一種合適的濾波器裝置是時域均衡器74。另外，加窗可以通過很多種傳統(tǒng)的加窗協(xié)議實(shí)現(xiàn)。解調(diào)器76解調(diào)均衡的離散多音信號并且去掉循環(huán)前綴。解碼器78解碼解調(diào)的信號。解調(diào)器76和解碼器78分別有效地完成調(diào)制器45和編碼器43的逆功能。然后，解碼的信號從解碼器78通過接口41送到網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器19或信息的其它適當(dāng)?shù)挠脩簟r域均衡器74、解調(diào)器76和解碼器78的功能和實(shí)現(xiàn)這些需要的功能合適的算法都在Chow et al.的美國專利第5,285,474號中有更詳細(xì)地描述。
再參考圖4，將描述適于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明同步的遠(yuǎn)端單元結(jié)構(gòu)。在許多方面，遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器類似于中心調(diào)制解調(diào)器，雖然它的上行和下行通信容量可能有所不同。中心調(diào)制解調(diào)器30傳輸?shù)男盘柋贿h(yuǎn)端單元50通過模擬濾波器172接收。遠(yuǎn)端單元50包括模擬接口172、時域均衡器(TEQ)174、解調(diào)均衡的離散多音信號并且剝?nèi)パh(huán)前綴的解調(diào)器176和解碼解調(diào)的信號的解碼器178。時域均衡器174有效地進(jìn)行對接收的信號的濾波功能?？赡芤惨褂靡粋€加窗濾波器。解調(diào)器176和解碼器178分別進(jìn)行調(diào)制器45和編碼器43的逆功能。然后解碼的信號從解碼器178送到遠(yuǎn)端設(shè)備22，如電視、計算機(jī)或其它適當(dāng)?shù)慕邮昭b置。時域均衡器174、解調(diào)器176和解碼器178的功能類似于中心調(diào)制解調(diào)器中對應(yīng)部件的功能。可選地在接收機(jī)的模擬濾波器172的上行位置提供陷波濾波器185以阻塞涉及遠(yuǎn)端單元的子信道的頻帶外能量。這樣可以幫助避免模擬濾波器飽和。通過提供陷波濾波器和其它適當(dāng)?shù)臑V除帶外能量的濾波機(jī)制，可以使用低成本接收機(jī)元件，因?yàn)椴恍枰邮諜C(jī)自身處理這么多能量。
上行編碼和調(diào)制可以通過與上面在中心調(diào)制解調(diào)器單元中描述的下行數(shù)據(jù)傳輸完全相同的方法完成。因此，遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器50將也包括一個編碼器143、一個多音調(diào)制器145、一個窗或?yàn)V波器146和一個模擬接口148。它同樣要求一個幀同步器147，以便如上所述的將多音信號延遲一個適當(dāng)?shù)牧?，以適于將遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器50與其它正在與中心調(diào)制解調(diào)器通信的遠(yuǎn)端同步。在用戶類的應(yīng)用中，典型地使小數(shù)目的子信道可用于促進(jìn)上行通信。然而，應(yīng)該意識到，可以使任何數(shù)目的子信道可用于這樣的上行通信。
如果輪詢傳輸模式有效，編碼器143可以代表，例如，一個QAM編碼器。舉例而言，一個16點(diǎn)星座QAM編碼器在許多系統(tǒng)中工作正常。如果通過快速接入傳輸模式傳輸，編碼器143可以代表，例如，一個四點(diǎn)星座差分正交相移鍵控(DQPSK)編碼器。舉例而言，在J.Wiley & Sons(1988)出版的J.Bingham著的題為“Theory and Practice of Modem Design”的文章中描述了一種合適的DQPSK編碼器。在描述的模式切換例子中，導(dǎo)致在輪詢傳輸和快速接入傳輸模式之間切換的控制信號也輸入到編碼器，雖然應(yīng)該意識到也可以添加在另一個位置。類似地，當(dāng)輪詢模式有效時，中心單元的解碼器78可以代表，例如，一個QAM解碼器。如果通過快速接入傳輸模式傳輸，中心單元解碼器78可以代表，例如，一個差分正交相移鍵控(DQPSK)解碼器。
上面描述的多數(shù)實(shí)施例主要針對從遠(yuǎn)端單元到中心單元10的上行通信的處理。因此沒有限制下行通信類也可用于這樣的系統(tǒng)。下行信道可以使用類似于上行通信使用的調(diào)制的離散多音調(diào)制，或者它可以使用其它合適的技術(shù)，如殘留邊帶(VSB)或QAM。另外，下行信道還可以由用于傳輸相關(guān)格式信號、同步信號和有關(guān)子信道23的分配信息的專用系統(tǒng)開銷信道組成，相關(guān)格式信號如但不限于S1、S2和S3標(biāo)志。如那些本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的，可以提出許許多多涉及本發(fā)明的下行信道的傳輸方案的方法。
當(dāng)離散多音傳輸用于上行和下行數(shù)據(jù)方向并且所需的數(shù)據(jù)傳輸率相對比較高時，可能需要結(jié)合基于數(shù)據(jù)時分多址的傳輸方案(即，“乒乓”)。也就是說，下行通信在全帶寬內(nèi)按給定的幀或超幀數(shù)傳輸。其后，上行通信在全帶寬內(nèi)按給定的幀或超幀數(shù)傳輸。在許多高數(shù)據(jù)率應(yīng)用如25.6和51.2兆比特每秒的應(yīng)用中，使用基于乒乓的傳輸方案將在發(fā)射機(jī)和接收機(jī)設(shè)計上節(jié)約成本，因?yàn)樗恍枰峁┌嘿F的濾波器用以隔離同時進(jìn)行的上行和下行通信，在數(shù)據(jù)率高于10兆比特每秒時，乒乓方案尤其有益。
再參考圖12，將描述用于非對稱應(yīng)用的基于乒乓的傳輸方案。在這個實(shí)施例中，在下行方向上傳輸8個連續(xù)的下行數(shù)據(jù)超幀(DSF)885，然后在上行方向上傳輸一個上行超幀(USF)886。在其它實(shí)施例中，用于在每個方向上傳輸?shù)膶?shí)際幀數(shù)可以根據(jù)特定系統(tǒng)的需要改變。舉例而言，為了有利于下行通信非對稱速率可以很不相同，傳輸周期可以是對稱的或者上行通信獲得更多的接入。在允許在上行和下行通信之間的動態(tài)分配帶寬的系統(tǒng)中，還可以提供一個控制器動態(tài)地分配上行和下行通信之間的幀。在中心單元和遠(yuǎn)端單元的信號經(jīng)歷相對較長距離的系統(tǒng)中，可能希望在一個方向的數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后提供一個穩(wěn)定時間887以允許瞬變穩(wěn)定。在所示的實(shí)施例中，上行傳輸之后提供一個穩(wěn)定周期，但在下行傳輸之后并不。實(shí)際上，穩(wěn)定周期887適于在兩個方向之一或二者傳輸之后。
應(yīng)該意識到，遠(yuǎn)端單元啟動和/或同步、上行子信道接入請求和/或訓(xùn)練間隔可以使用上面討論的任何技術(shù)實(shí)現(xiàn)。描述的時分多址方法的主要優(yōu)點(diǎn)在于，不需要昂貴的濾波器隔離帶寬可能重負(fù)荷的系統(tǒng)中同時存在的上行和下行通信。另一個優(yōu)點(diǎn)是，與上行傳輸在第一頻率范圍和下行傳輸在第二頻率范圍的標(biāo)準(zhǔn)頻分復(fù)用比較乒乓傳輸方案可以提高非對稱傳輸，的確傳輸速率可提高到采用回波抵消的系統(tǒng)的級別。但是，乒乓傳輸方案與要求使用頻分系統(tǒng)或回聲抵消的系統(tǒng)相比在較低模擬元件成本上(使用今天的技術(shù))就獲得這些傳輸速率。
雖然只詳細(xì)描述了本發(fā)明的幾個實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，不脫離本發(fā)明精神和范圍，本發(fā)明可以具體表達(dá)為許多種其它特定的形式。例如，本發(fā)明主要在離散多音傳輸系統(tǒng)背景上做了描述。然而，應(yīng)該意識到，同樣的技術(shù)也可以用于其它離散多載波系統(tǒng)，如離散小波多音、向量編碼和其它多載波調(diào)制方案。還應(yīng)該意識到，在合并系統(tǒng)開銷子信道的實(shí)施例中，這樣的子信道在每個方向上可以是共享的也可以不同的。在系統(tǒng)開銷總線中使用兩個子信道已經(jīng)做了非常詳細(xì)地描述。然而，應(yīng)該意識到，在上行和下行通信中也可以使用單子信道(特別是如果使用回聲抵消)。另外，如果特定的系統(tǒng)強(qiáng)制指定提供多于兩個子信道，那么就有多于一個的子信道用于某一個方向(或二者)的通信。例如，在擁有相對小數(shù)模的遠(yuǎn)端的系統(tǒng)中，每個遠(yuǎn)端(或遠(yuǎn)端的子組)可以分配一個專用的子信道。另外，提供冗余可以降低噪音干擾的危險。同樣的方法可以用于下行系統(tǒng)開銷通信。當(dāng)然，每個遠(yuǎn)端使用專用子信道的缺點(diǎn)在于帶寬的浪費(fèi)。另外，描述了專用系統(tǒng)開銷子信道。然而，在某些環(huán)境中，在相同的子信道上可以復(fù)用其它系統(tǒng)開銷信息(如控制信息)。根據(jù)前述，應(yīng)該意識到，提供的例子是出于說明而不是限制的考慮，并且本發(fā)明不限于這里給出的細(xì)節(jié)，而是可以在所附的權(quán)利要求的范圍中修改。
權(quán)利要求
1.在使用具有多個包括系統(tǒng)開銷總線的離散子信道、基于幀的離散多載波傳輸方案促進(jìn)中心單元和多個遠(yuǎn)端單元間通信的雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，同步從選定的遠(yuǎn)端單元傳輸?shù)街行膯卧膸姆椒?，該方法包括以下步驟a)當(dāng)選定的第一遠(yuǎn)端單元希望與中心單元建立通信時，從中心單元接收第一信號并且使用第一信號中攜帶的時鐘信號環(huán)路定時選定的第一遠(yuǎn)端單元的時鐘；b)當(dāng)選定的第一遠(yuǎn)端單元希望與中心單元建立通信時，在系統(tǒng)開銷總線中的系統(tǒng)開銷子信道上從環(huán)路定時的選定的第一遠(yuǎn)端單元向中心單元發(fā)送一個遠(yuǎn)端啟動的同步信號；c)當(dāng)中心單元接收到遠(yuǎn)端啟動的同步信號時，從中心單元向選定的第一遠(yuǎn)端單元發(fā)送一個中心啟動的同步信號，其中，中心啟動的同步信號包括一個指示更好地將選定的第一遠(yuǎn)端單元與其它正在與中心單元通信的遠(yuǎn)端單元同步所要求的幀邊界相移的信息；和d)選定的第一遠(yuǎn)端單元響應(yīng)中心啟動的同步信號相移輸出的幀，以將選定的第一遠(yuǎn)端單元輸出的幀邊界與其它正與中心單元通信的遠(yuǎn)端單元輸出的幀邊界更好地同步；同步是這樣安排的，當(dāng)全同步時，來自不同遠(yuǎn)端的幀邊界在到達(dá)中心單元時大體上是一致的。
2.如權(quán)利要求1敘述的方法，其中系統(tǒng)開銷總線包括兩個專用的系統(tǒng)開銷子信道，遠(yuǎn)端啟動的同步信號和中心啟動的同步信號在不同的系統(tǒng)開銷子信道上傳輸。
3.如權(quán)利要求1敘述的方法，其中提供一個單一的專用系統(tǒng)開銷子信道并且遠(yuǎn)端啟動的同步信號和中心啟動的同步信號都在這個單一的專用系統(tǒng)開銷子信道上傳輸。
4.如權(quán)利要求1敘述的方法，其中當(dāng)兩個遠(yuǎn)端單元大體上同時發(fā)送它們的相關(guān)的遠(yuǎn)端啟動的同步信號時，識別出一個沖突并且每個遠(yuǎn)端單元重發(fā)有關(guān)的遠(yuǎn)端啟動的同步信號。
5.如權(quán)利要求1敘述的方法，其中步驟b、c和d一直重復(fù)直到選定的遠(yuǎn)端單元完全同步，并且還包括啟動從選定的遠(yuǎn)端單元到中心單元的正常通信。
6.用于促進(jìn)中心調(diào)制解調(diào)器單元和多個遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器單元之間通信的雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的離散多載波中心調(diào)制解調(diào)器單元，該中心調(diào)制解調(diào)器單元包括一個編碼數(shù)字信息的編碼器；一個在多個子信道中的每一個上監(jiān)視通信線路，以確定表示噪音級線路質(zhì)量參數(shù)的監(jiān)視器，每個子信道對應(yīng)于一個相關(guān)的子載波頻率；一個將編碼的數(shù)字信息調(diào)制到基于幀的離散多音信號中的多個子載波上的調(diào)制器，每個子載波對應(yīng)于一個相關(guān)的音和一個相關(guān)的子信道，調(diào)制至少是根據(jù)檢測的線路質(zhì)量參數(shù)和可允許的功率遮掩參數(shù)安排的，并且其中調(diào)制在傳輸期間具有動態(tài)更新使用的子信道和每個子信道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量的能力，以實(shí)時適應(yīng)特定參數(shù)的改變；一個在離散多音信號送到傳輸線上之前，在它上面添加循環(huán)前綴的裝置；和一個同步器，監(jiān)視在專用系統(tǒng)開銷子信道上接收的信號，識別在系統(tǒng)開銷子信道上接收的遠(yuǎn)端啟動的同步信號，確定遠(yuǎn)端啟動的同步信號的幀邊界和上述離散多音信號的幀邊界之間的相移，并且產(chǎn)生一個傳輸?shù)竭h(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器單元的中心啟動的同步信號，指示啟動遠(yuǎn)端啟動的同步信號的選定的遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器與正在與中心調(diào)制解調(diào)器單元通信的其它遠(yuǎn)端單元同步所需的幀邊界相移。
7.用于促進(jìn)中心調(diào)制解調(diào)器單元和多個上述遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器單元之間通信的雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的離散多載波遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器單元，該遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器單元包括一個解調(diào)指示第一組數(shù)字信息的第一離散多音信號的解調(diào)器，該解調(diào)器用于接收做為離散多音信號的一部分的調(diào)制信息，其中解調(diào)器能夠在接收期間響應(yīng)變化的調(diào)制信息動態(tài)的更新，以適應(yīng)調(diào)制方案的實(shí)時變化，解調(diào)器用于從離散多音信號中剝?nèi)パh(huán)前綴；一個實(shí)時解碼解調(diào)的數(shù)字信息的解碼器；一個編碼第二組數(shù)字信息的編碼器；一個將編碼的第二組數(shù)字信息調(diào)制到第二離散多音信號中的多個子載波上的調(diào)制器，第二離散多音信號中的每個子載波對應(yīng)于一個相關(guān)的音和一個相關(guān)的子信道；和一個同步器，在離散多音遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器希望啟動與中心調(diào)制解調(diào)器的通信時，產(chǎn)生一個送到系統(tǒng)開銷子載波上的第一同步信號，接收來自中心調(diào)制解調(diào)器的第二同步信號，它指示遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器與其它正與中心調(diào)制解調(diào)器單元通信的遠(yuǎn)端單元同步所需的幀邊界相移，相移第二離散多音信號，使得在中心調(diào)制解調(diào)器處與上述其它遠(yuǎn)端單元發(fā)送的多音信號同步。
8.如權(quán)利要求7敘述的遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器，其中解調(diào)器還包括一個時域均衡器。
9.如權(quán)利要求7敘述的遠(yuǎn)端調(diào)制解調(diào)器，其中解調(diào)器和解碼器是接收機(jī)的一部分，并且遠(yuǎn)端單元還包括一個模擬陷波濾波器，用于在第一離散多音信號送到接收機(jī)之前對它濾波以減少接收機(jī)處理的信號的能量級。
10.在使用具有多個包括系統(tǒng)開銷總線的離散子信道、基于幀的離散多載波傳輸方案促進(jìn)中心單元和多個遠(yuǎn)端單元通信的雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，同步從選定的遠(yuǎn)端單元傳輸?shù)街行膯卧膸姆椒?，該方法包括以下步驟當(dāng)選定的第一遠(yuǎn)端單元希望與中心單元建立通信時，從中心單元接收第一信號并且使用第一信號中攜帶的時鐘信號環(huán)路定時選定的第一遠(yuǎn)端單元的時鐘；當(dāng)時鐘與第一信號中的時鐘信號環(huán)路定時時，在系統(tǒng)開銷總線中的專用系統(tǒng)開銷子信道上從選定的第一遠(yuǎn)端單元向中心單元傳輸一個遠(yuǎn)端啟動的同步信號；響應(yīng)遠(yuǎn)端啟動的同步信號接收從遠(yuǎn)端單元發(fā)送的中心啟動的同步信號，其中，中心啟動的同步信號包括一個指示將選定的第一遠(yuǎn)端單元與其它正在與中心單元通信的遠(yuǎn)端單元同步所要求的幀邊界相移的信息；和響應(yīng)中心啟動的同步信號相移選定的第一遠(yuǎn)端單元輸出的幀，以將選定的第一遠(yuǎn)端單元輸出的幀的幀邊界與其它正與中心單元通信的遠(yuǎn)端單元輸出的幀邊界更好地同步，同步安排產(chǎn)生這樣的效果，當(dāng)它們在中心單元被接收時來自不同遠(yuǎn)端的幀邊界大體上是一致的。
11.在使用具有多個促進(jìn)多個遠(yuǎn)端單元和中心單元之間上行通信的離散子信道、基于幀的離散多載波傳輸方案促進(jìn)中心單元和多個遠(yuǎn)端單元通信雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，將從選定的第一遠(yuǎn)端單元發(fā)送到中心單元的幀與從其它遠(yuǎn)端單元發(fā)送到中心單元的幀同步，使得從第一遠(yuǎn)端單元發(fā)送的幀的幀邊界在到達(dá)中心單元時大體上與從其它遠(yuǎn)端單元發(fā)送的幀的幀邊界同步的方法，該方法包括以下步驟在多個用于促進(jìn)上行通信的離散子信道上周期性地提供同步的靜默時間；和在第一選定的同步的靜默時間中，從第一遠(yuǎn)端單元向中心單元發(fā)送一個寬帶啟動信號，該寬帶啟動信號包括多個在不同子信道上傳輸?shù)膯有盘枺搶拵有盘柧哂袔吔纭?br> 12.如權(quán)利要求11敘述的方法，其中當(dāng)?shù)谝贿h(yuǎn)端單元希望與中心單元建立通信時，所述第一遠(yuǎn)端單元監(jiān)視中心單元的下行通信廣播并且將寬帶啟動信號的幀邊界大體上與遠(yuǎn)端單元接收的下行信號中攜帶的幀定時標(biāo)志同步；中心單元接收寬帶啟動信號并且向第一遠(yuǎn)端單元發(fā)送一個同步信號，該同步信號具有指示更好地將第一遠(yuǎn)端單元發(fā)送的信號的幀邊界與其它正在與中心單元通信的遠(yuǎn)端單元發(fā)送的信號的幀邊界同步所要求的幀邊界相移的信息；以及響應(yīng)同步信號，相移第一遠(yuǎn)端單元輸出的幀幀邊界以將第一遠(yuǎn)端單元輸出的幀邊界與其它正與中心單元通信的遠(yuǎn)端單元輸出的幀邊界更好地同步；以及同步是這樣安排的，當(dāng)全同步時，來自不同遠(yuǎn)端的幀邊界在到達(dá)中心單元時大體上是一致的。
13.權(quán)利要求11或12中敘述的方法還包括在多個用于促進(jìn)上行通信的離散子信道上周期性地提供同步的訓(xùn)練時間的步驟，其中在特定的訓(xùn)練時間中不需要訓(xùn)練和重訓(xùn)練的遠(yuǎn)端單元在那個特定的訓(xùn)練時間中是靜默的。
14.如權(quán)利要求13中敘述的方法還包括使第一遠(yuǎn)端單元在選定的時間期間在多個用于促進(jìn)上行通信的子信道上發(fā)送多個訓(xùn)練信號的步驟。
15.如權(quán)利要求14中敘述的方法還包括確定指示用于促進(jìn)上行通信的多個子信道的信道容量的第一組信道特性的步驟。
16.如權(quán)利要求15中敘述的方法還包括在信道特性矩陣中保存第一組信道特性的步驟，其中上述矩陣包括指示所有遠(yuǎn)端單元和中心單元之間的多個離散子信道的信道容量的信息。
17.如權(quán)利要求11-16中任意一個敘述的方法還包括以下步驟當(dāng)多于一個所述遠(yuǎn)端單元在第一選定的同步時間中發(fā)送一個相關(guān)的寬帶啟動信號時識別沖突；在沖突被識別時，響應(yīng)寬帶啟動信號向多個遠(yuǎn)端單元發(fā)送沖突信號；以及其中每個沖突的遠(yuǎn)端單元在稍后的一個所述同步的靜默時間中重發(fā)它的寬帶啟動信號，每個沖突的遠(yuǎn)端單元在重發(fā)它的寬帶啟動信號之前，被安排等待一個獨(dú)立的隨機(jī)間隔。
18.如權(quán)利要求11-17中任意一個敘述的方法，其中同步靜默時間具有一個足夠長的周期，這樣從中心單元發(fā)送的靜默周期標(biāo)志可以傳輸?shù)诫x中心單元最遠(yuǎn)的遠(yuǎn)端單元，并且響應(yīng)靜默周期標(biāo)志返回到中心單元的啟動信號都可以在同步靜默時間之中。
19.如權(quán)利要求18敘述的方法，其中同步靜默時間具有一個大約50到500毫秒范圍內(nèi)的周期。
20.如權(quán)利要求11-19敘述的方法，還包括從中心單元周期性地傳輸一個禁止遠(yuǎn)端單元使用的子信道的指示，其中遠(yuǎn)端單元確定寬帶啟動信號不包括任何在禁止使用的子信道上的傳輸。
21.如權(quán)利要求12敘述的方法，其中下行通信是離散多音信號并且遠(yuǎn)端單元接收的下行信號中攜帶的幀定時標(biāo)志是下行離散多音信號的幀邊界。
22.如權(quán)利要求12敘述的方法，其中下行通信是從包括正交幅度調(diào)制信號和殘余邊帶信號的組中選擇的。
23.在使用具有多個促進(jìn)多個遠(yuǎn)端單元和中心單元之間上行通信的離散子信道、基于幀的離散多載波傳輸方案促進(jìn)中心單元和多個遠(yuǎn)端單元通信雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，動態(tài)檢查從遠(yuǎn)端單元到中心單元的子載波傳輸質(zhì)量，以促進(jìn)中心單元對遠(yuǎn)端單元的帶寬分配的方法，該方法包括以下步驟a)在多個促進(jìn)上行通信的離散子信道上周期性地提供同步靜默時間，其中在特定的訓(xùn)練時間期間不要求訓(xùn)練或重訓(xùn)練的遠(yuǎn)端單元在那個特定的訓(xùn)練時間期間靜默；b)在選定的同步靜默時間中，在用于促進(jìn)上行通信的多個子信道上從第一個遠(yuǎn)端單元發(fā)送訓(xùn)練信號；以及c)在選定的訓(xùn)練時間期間，在中心單元監(jiān)視傳輸?shù)挠?xùn)練信號并且確定指示用于促進(jìn)上行通信的多個子信道的容量的第一組信道特性。當(dāng)確定為選定的第一遠(yuǎn)端單元分配哪個子信道用于上行通信時，中心單元可以使用第一組信道特性。
24.如權(quán)利要求23敘述的方法，還包括在信道特性矩陣中保存第一組信道特性的步驟，其中所述矩陣包括指示所有遠(yuǎn)端單元和中心單元之間的多個離散子信道的信道容量的信息。
25.如權(quán)利要求24敘述的方法還包括根據(jù)從傳輸?shù)街行膯卧亩鄠€訓(xùn)練信號中得到的一組信息，調(diào)整分配給選定的第一遠(yuǎn)端單元的子信道組的步驟。
26.如權(quán)利要求23-25中的任一個敘述的方法還包括重復(fù)傳輸以及監(jiān)視多個不同遠(yuǎn)端單元的步驟，以確定多個不同遠(yuǎn)端單元中的每一個的信道特性，來促進(jìn)對不同遠(yuǎn)端單元的動態(tài)帶寬分配，其中不同遠(yuǎn)端單元在不同靜默時間期間發(fā)送它們各自的訓(xùn)練信號。
27.如權(quán)利要求23-26敘述的方法還包括向選定的第一遠(yuǎn)端單元發(fā)送重訓(xùn)練信號的步驟，其中選定的第一遠(yuǎn)端單元只響應(yīng)接收的重訓(xùn)練信號傳輸它的訓(xùn)練信號。
28.在使用具有多個促進(jìn)多個遠(yuǎn)端單元和中心單元之間上行通信的離散子信道、基于幀的離散多載波傳輸方案促進(jìn)中心單元和多個遠(yuǎn)端單元通信雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，動態(tài)檢查從遠(yuǎn)端單元到中心單元的子載波傳輸質(zhì)量以促進(jìn)中心單元對遠(yuǎn)端單元的帶寬分配的方法，該方法包括以下步驟a)在多個促進(jìn)上行通信的離散子信道上周期性地提供同步靜默時間，其中在特定的訓(xùn)練時間期間不要求訓(xùn)練或重訓(xùn)練的遠(yuǎn)端單元在那個特定的訓(xùn)練時間期間靜默；b)向選定的第一個遠(yuǎn)端單元發(fā)送一個重訓(xùn)練信號；c)在選定的同步靜默時間中，在用于促進(jìn)上行通信的多個子信道上從選定的第一個遠(yuǎn)端單元向中心單元發(fā)送訓(xùn)練信號；以及d)在選定的訓(xùn)練時間期間，在中心單元監(jiān)視傳輸?shù)挠?xùn)練信號并且確定指示用于促進(jìn)上行通信的多個子信道的容量的信道特性。e)在信道特性矩陣中保存第一組信道特性，其中所述矩陣包括指示不同遠(yuǎn)端單元和中心單元之間的多個離散子信道的信道容量的信息，當(dāng)確定為不同的第一遠(yuǎn)端單元分配哪個子信道用于上行通信時中心單元可以使用該矩陣；以及f)重復(fù)對附加的遠(yuǎn)端單元的發(fā)送、傳輸、監(jiān)視和保存步驟，其中不同的遠(yuǎn)端單元在不同的靜默時間中傳輸它們各自的訓(xùn)練信號。
29.如權(quán)利要求28敘述的方法還包括確定是否有遠(yuǎn)端單元請求立即更新并且如果有這樣的遠(yuǎn)端單元，向該請求的遠(yuǎn)端單元發(fā)送下一個重訓(xùn)練信號的步驟。
30.在使用具有多個促進(jìn)多個遠(yuǎn)端單元和中心單元之間上行通信的離散子信道、基于幀的離散多載波傳輸方案促進(jìn)中心單元和多個遠(yuǎn)端單元通信雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，通知中心單元遠(yuǎn)端單元的傳輸請求的方法，該方法包括以下步驟在多個用于促進(jìn)上行通信的離散子信道上周期性地提供同步靜默時間，其中未授權(quán)在特定的靜默時間中傳輸數(shù)據(jù)請求信息的遠(yuǎn)端單元在特定的靜默時間中靜默；在不同于靜默時間間隔的時間從一個選定的第一遠(yuǎn)端單元向中心單元傳輸數(shù)據(jù)傳輸請求信號；向選定的第一遠(yuǎn)端傳輸一個授權(quán)信號，為選定的第一遠(yuǎn)端分配一個第一靜默時間；在第一靜默時間期間，在多個離散子信道上從選定的第一遠(yuǎn)端單元向中心單元傳輸數(shù)據(jù)請求信息；以及響應(yīng)數(shù)據(jù)請求信息，為選定的第一遠(yuǎn)端單元分配至少一個子信道以促進(jìn)第一遠(yuǎn)端單元和中心單元之間的上行通信。
31.如權(quán)利要求30敘述的方法，其中數(shù)據(jù)傳輸請求信號是一個數(shù)據(jù)率請求信號，并且其中中心單元為選定的第一遠(yuǎn)端單元分配足夠的子信道，使得選定的第一遠(yuǎn)端單元能夠在數(shù)據(jù)請求信息中指定的所需的數(shù)據(jù)率上傳輸。
32.如權(quán)利要求31敘述的方法，其中中心單元為選定的第一遠(yuǎn)端單元分配足夠的子信道，直到選定的第一遠(yuǎn)端單元指示它希望改變。
33.如權(quán)利要求30-32的任意一個敘述的方法，其中數(shù)據(jù)傳輸請求信號是一個數(shù)據(jù)包請求信號，并且其中中心單元在傳輸在數(shù)據(jù)請求信息中指定的信息量的足夠的時間內(nèi)，為選定的第一遠(yuǎn)端單元分配至少一個子信道。
34.如權(quán)利要求30-32的任意一個敘述的方法，其中限定性數(shù)據(jù)包信息包括在數(shù)據(jù)請求信息之中，該方法還包括定義的數(shù)據(jù)請求信息傳輸之后，從選定的第一遠(yuǎn)端單元向中心單元傳輸限定性數(shù)據(jù)包請求信號的步驟，其中中心單元直接響應(yīng)限定性數(shù)據(jù)包請求為選定的第一遠(yuǎn)端單元分配至少一個子信道。
35.如權(quán)利要求30-34的任意一個敘述的方法，其中第一遠(yuǎn)端單元在傳輸數(shù)據(jù)請求信號之前監(jiān)視通信并且只在至少一個未用的子信道上傳輸數(shù)據(jù)請求信號。
36.如權(quán)利要求30敘述的方法，其中數(shù)據(jù)傳輸請求信號的第一數(shù)值指示數(shù)據(jù)率請求、數(shù)據(jù)傳輸請求信號的第二數(shù)值指示數(shù)據(jù)包請求而數(shù)據(jù)傳輸請求信號的第三數(shù)值指示限定性數(shù)據(jù)包請求。
37.如權(quán)利要求36敘述的方法，其中的數(shù)據(jù)傳輸請求是一個兩比特信號。
38.如權(quán)利要求30敘述的方法，其中數(shù)據(jù)傳輸請求信號的第一數(shù)值指示一個，用于請求分配一個靜默周期并且數(shù)據(jù)傳輸請求信號的第二數(shù)值指示限定性數(shù)據(jù)包請求。
39.如權(quán)利要求30-28中任意一個敘述的方法，其中離散多載波傳輸是分幀的，每個幀包括多個符號并且其中每個遠(yuǎn)端單元被分配一個相關(guān)的符號，在其間它可以傳輸它的數(shù)據(jù)請求符號，并且其中中心單元至少根據(jù)在其間接收數(shù)據(jù)傳輸請求信號的符號的一部分確定傳輸數(shù)據(jù)傳輸請求信號的特定的遠(yuǎn)端單元的標(biāo)識。
40.在使用具有多個促進(jìn)多個遠(yuǎn)端單元和中心單元之間上行通信的離散子信道、基于幀的離散多載波傳輸方案促進(jìn)中心單元和多個遠(yuǎn)端單元通信的雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，通知中心單元遠(yuǎn)端單元的傳輸請求的方法，該方法包括以下步驟在至少一個未被任何遠(yuǎn)端單元使用的子信道上，在與選定的第一遠(yuǎn)端單元相關(guān)數(shù)據(jù)幀的特定符號期間，從選定的第一遠(yuǎn)端向中心單元傳輸數(shù)據(jù)傳輸請求信號；在多個未用的離散子信道上，與數(shù)據(jù)傳輸請求信號同時，從選定的第一遠(yuǎn)端向中心單元傳輸數(shù)據(jù)請求信息；和響應(yīng)促進(jìn)第一遠(yuǎn)端單元和中心單元之間上行通信的數(shù)據(jù)請求信息，為選定的第一遠(yuǎn)端單元分配至少一個子信道。
41.在使用具有多個促進(jìn)多個遠(yuǎn)端單元和中心單元之間上行通信的離散子信道、基于幀的離散多載波傳輸方案促進(jìn)中心單元和多個遠(yuǎn)端單元通信的雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，通知中心單元遠(yuǎn)端單元的傳輸請求的方法，該方法包括以下步驟從選定的第一遠(yuǎn)端向中心單元傳輸一個數(shù)據(jù)傳輸請求，其中該數(shù)據(jù)傳輸請求指示是否請求一個特定的數(shù)據(jù)率或是否指定希望傳輸?shù)男畔⒘?；響?yīng)促進(jìn)第一遠(yuǎn)端單元和中心單元之間上行通信的數(shù)據(jù)傳輸請求，為選定的第一遠(yuǎn)端單元分配至少一個子信道，其中當(dāng)請求特定的數(shù)據(jù)率時，中心單元為選定的第一遠(yuǎn)端單元分配足夠的子信道，使得選定的第一遠(yuǎn)端單元可以在請求的數(shù)據(jù)率上傳輸，而其中希望傳輸指定的信息量時，中心單元在傳輸指定的信息量所需的足夠的時間內(nèi)為選定的第一遠(yuǎn)端單元分配至少一個子信道。
42.使用具有多個促進(jìn)多個遠(yuǎn)端單元和中心單元之間上行通信的離散子信道、基于符號的離散多載波傳輸方案促進(jìn)中心單元和多個遠(yuǎn)端單元通信的雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，通知中心單元遠(yuǎn)端單元的傳輸請求的方法，該方法包括以下步驟使用快速接入傳輸模式，從選定的第一遠(yuǎn)端單元向中心單元傳輸通信接入請求，該通信接入請求包括標(biāo)識該選定的第一遠(yuǎn)端單元的唯一遠(yuǎn)端單元標(biāo)識符，并且在至少一個未用的子信道使用在中心單元解碼時不要求均衡的調(diào)制方案從選定的第一遠(yuǎn)端單元傳輸；以及響應(yīng)促進(jìn)選定的第一遠(yuǎn)端單元和中心單元之間上行通信的通信接入請求，為選定的第一遠(yuǎn)端單元分配至少一個子信道。
43.權(quán)利要求42的方法，其中所述通信接入請求還包括一個數(shù)據(jù)傳輸請求信號；并且該數(shù)據(jù)傳輸請求是限定性數(shù)據(jù)包請求信號，并且其中中心單元為選定的第一遠(yuǎn)端單元分配足夠的子信道，使得選定的第一遠(yuǎn)端單元能夠根據(jù)存儲的與選定的第一遠(yuǎn)端單元相關(guān)的限定性數(shù)據(jù)包傳輸請求傳輸數(shù)據(jù)包；該存儲的限定性數(shù)據(jù)包傳輸請求在接收限定性數(shù)據(jù)包請求信號前對中心單元是已知的。
44.權(quán)利要求42或43的方法還包括以下步驟響應(yīng)來自中心單元的命令，禁止遠(yuǎn)端單元使用快速接入傳輸模式傳輸，其中來自中心單元的命令是在系統(tǒng)的使用超過一個預(yù)定的門限時產(chǎn)生的；以及響應(yīng)來自中心單元的命令，允許遠(yuǎn)端單元使用輪詢模式傳輸。
45.使用具有多個促進(jìn)多個遠(yuǎn)端單元和中心單元之間上行通信的離散子信道、基于符號的離散多載波傳輸方案促進(jìn)中心單元和多個遠(yuǎn)端單元通信的雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，從選定的遠(yuǎn)端單元向中心單元傳輸數(shù)據(jù)的裝置，包括用于接收上述數(shù)據(jù)并且將上述數(shù)據(jù)變換為并行數(shù)據(jù)的串并變換器；與上述串并變換器相連的編碼器，用于根據(jù)響應(yīng)控制信號的第一和第二調(diào)制方案中的一個編碼上述并行數(shù)據(jù)，上述第一調(diào)制方案在輪詢傳輸模式中使用，并且解碼要求上述中心單元的接收機(jī)具有上述選定的遠(yuǎn)端單元的標(biāo)識的先驗(yàn)知識，上述第二調(diào)制方案在快速接入傳輸模式中使用并且解碼不要求上述中心單元的接收機(jī)具有上述選定的遠(yuǎn)端單元的標(biāo)識的先驗(yàn)知識。與上述編碼器相連的IFFT調(diào)制器，用于調(diào)制來自上述編碼器的經(jīng)編碼的數(shù)據(jù)；和與上述IFFT調(diào)制器相連的并串變換器，用于將來自上述IFFT調(diào)制器的經(jīng)調(diào)制的數(shù)據(jù)變換為串行格式以傳輸?shù)缴鲜鲋行膯卧?br> 46.權(quán)利要求45的裝置，其中所述的第一調(diào)制方案是QAM而所述的第二調(diào)制方案是DQPSK。
47.權(quán)利要求45或46的裝置，其中所述的輪詢傳輸模式工作在系統(tǒng)使用超過一個預(yù)定的使用門限時而所述的快速接入傳輸模式工作在系統(tǒng)使用低于上述預(yù)定的使用門限時。
48.權(quán)利要求47的裝置其中當(dāng)工作在所述輪詢模式時，所述選定的遠(yuǎn)端單元在特定的符號周期期間只在未分配的子信道上發(fā)送數(shù)據(jù)，所述特定符號周期被特定地分配給所述選定的遠(yuǎn)端單元用于接入請求；以及當(dāng)工作在所述快速接入模式時，所述選定的遠(yuǎn)端單元在任何符號周期中在未分配的子信道上發(fā)送數(shù)據(jù)而不管所述特定的符號周期是否已經(jīng)分配給所述選定的遠(yuǎn)端單元用于接入請求。
49.使用具有多個促進(jìn)多個遠(yuǎn)端單元和中心單元之間上行通信的離散子信道、基于符號的離散多載波傳輸方案促進(jìn)中心單元和多個遠(yuǎn)端單元通信的雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，接收從選定的遠(yuǎn)端單元向中心單元發(fā)送的數(shù)據(jù)的裝置，包括用于接收上述數(shù)據(jù)并且將上述前向糾錯數(shù)據(jù)變換為并行數(shù)據(jù)的串并變換器；與上述串并變換器相連的FFT解調(diào)器，用于解調(diào)來自上述串并變換器的并行數(shù)據(jù)；與上述FFT解調(diào)器相連的解碼器，用于根據(jù)響應(yīng)控制信號的第一和第二解調(diào)方案中的一個解碼來自上述FFT解調(diào)器的經(jīng)解調(diào)的數(shù)據(jù)，上述第一解調(diào)方案在輪詢模式中工作并且解碼要求對上述選定的遠(yuǎn)端單元的標(biāo)識符的先驗(yàn)知識，上述第二解調(diào)方案在快速接入傳輸模式中工作并且解碼不要求對上述選定的遠(yuǎn)端單元的標(biāo)識符的先驗(yàn)知識；和與上述解碼器相連的并串變換器，用于將來自上述解碼器的經(jīng)解碼的數(shù)據(jù)變換為串行格式。
50.權(quán)利要求1-5和11-44中任意一個所述的方法，其中雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是包括在雙絞電話線對上傳輸數(shù)據(jù)的非對稱數(shù)字用戶環(huán)路系統(tǒng)并且其中調(diào)制器將經(jīng)編碼的數(shù)字信息調(diào)制到相當(dāng)于每個帶寬大約為4.3125kHz的子信道的子載波上。
51.權(quán)利要求1-5和11-44中任意一個所述的方法，其中雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是一個包括在同軸電纜上傳輸數(shù)據(jù)的電纜系統(tǒng)。
52.權(quán)利要求1-5和11-44中任意一個所述的方法，其中雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)是一個包括傳輸無線信號的數(shù)字蜂窩電視系統(tǒng)。
53.使用具有多個促進(jìn)多個遠(yuǎn)端單元和中心單元之間上行通信和中心單元和多個遠(yuǎn)端之間下行通信的離散子信道、基于幀的離散多載波傳輸方案促進(jìn)中心單元和多個遠(yuǎn)端單元間通信的雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，傳輸數(shù)據(jù)的方法包括以下步驟a)使用離散多音調(diào)制方案從中心單元向至少一個遠(yuǎn)端單元傳輸至少一幀下行數(shù)據(jù)，其中在下行數(shù)據(jù)傳輸期間禁止上行數(shù)據(jù)傳輸；b)使用離散多音調(diào)制方案從至少一個遠(yuǎn)端單元向中心單元傳輸至少一幀上行數(shù)據(jù)，其中在上行數(shù)據(jù)傳輸期間禁止下行數(shù)據(jù)傳輸；以及c)繼續(xù)重復(fù)步驟a)和b)。
54.如權(quán)利要求53敘述的方法還包括在傳輸至少一個下行幀和上行幀后提供穩(wěn)定周期的步驟，其中在穩(wěn)定周期間在任何方向都無傳輸。
55.如權(quán)利要求53或54敘述的方法，其中可允許的數(shù)據(jù)傳輸率至少是每秒10兆比特。
全文摘要
揭示了使用基于幀的離散多載波傳輸方案促進(jìn)多個遠(yuǎn)端單元(15)和一個中心單元(10)之間通信的多種雙向數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。在每個系統(tǒng)中，從多個遠(yuǎn)端單元(15)傳輸?shù)膸谥行膯卧?10)同步。揭示了多種協(xié)調(diào)于多個遠(yuǎn)端單元和一個中心單元之間，促進(jìn)多點(diǎn)對一點(diǎn)傳輸?shù)男路f調(diào)制解調(diào)器的設(shè)計和方法。本發(fā)明在包括在雙絞線、光纖和/或混合電話線上傳輸信號的非對稱數(shù)字用戶環(huán)路系統(tǒng)、在同軸電纜上傳輸信號的電纜系統(tǒng)和傳輸無線信號的數(shù)字蜂窩電視系統(tǒng)在內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸方案中具有廣泛的應(yīng)用。
文檔編號H04L5/02GK1156528SQ95194297
公開日1997年8月6日 申請日期1995年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月2日
發(fā)明者J·M·西奧菲, J·賓漢姆, K·S·雅各森 申請人:阿瑪提通訊公司