專利名稱：數(shù)字式正/零/負碼速調(diào)整方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電通信領(lǐng)域，特別涉及數(shù)字通信的多路復(fù)用技術(shù)。
如何使用一條傳輸線路傳送成千上萬路電話，這就是多路通信要解決的技術(shù)課題。在數(shù)字通信中，采用時間分割的復(fù)用方法(時分復(fù)用)將許多路碼流合成一路碼流來傳輸。在各種時分復(fù)用技術(shù)中，準同步時分復(fù)用技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。在準同步時分復(fù)用過程中，合路時鐘和支路時鐘是相互獨立的，頻率上有差異，相位上總處于相互移動中，因而要進行碼速調(diào)整，使它們在頻率上完全一致，相對相位固定，然后才便于按時間分割將它們合成一路。準同步時分復(fù)用技術(shù)有多種正碼速調(diào)整技術(shù)，負碼速調(diào)整技術(shù)，正負速調(diào)整技術(shù)和正/零/負碼速調(diào)整技術(shù)。
目前，正/零/負碼速調(diào)整技術(shù)和正碼速調(diào)整技術(shù)都得到了最廣泛的應(yīng)用。與正碼速調(diào)整技術(shù)相比，正/零/負碼速調(diào)整技術(shù)具有準同步/同步兼容性，準同步/數(shù)字交換兼容性，幀結(jié)構(gòu)對稱和組網(wǎng)靈活等重要優(yōu)點。西德、澳大利亞和土耳其都對正/零/負碼速調(diào)整技術(shù)進行了深入研究。在CCITT G.709建議中，指針調(diào)整，34368Kbps/C-3碼速調(diào)整、2048Kps/C-12碼速調(diào)整都采用正/零/負碼速調(diào)整技術(shù)。正/零/負碼速調(diào)整技術(shù)在未來的數(shù)字通信網(wǎng)中的重要性已被大大加強。
正/零/負碼速調(diào)整所用的復(fù)接時鐘和輸入支路時鐘是相互獨立、不同步的，但復(fù)接支路的標稱頻率和輸入支路相同，二者的頻率差是由二者的晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度決定的，因而差異非常小。這樣，正/零/負碼速調(diào)整的塞入基本抖動頻率非常低，接近于零，很難為鎖相環(huán)所濾除。采用普通的正/零/負碼速調(diào)整技術(shù)，其輸入無抖動時輸出抖動最大峰峰值為1個單位間隔和幾個單位間隔，比普通的正碼速調(diào)整技術(shù)大很多。
相位抖動是數(shù)字通信網(wǎng)的最重要指標之一。它直接關(guān)系到各種通信業(yè)務(wù)(如、電話、圖象等)的傳輸質(zhì)量。在數(shù)字通信網(wǎng)中，由于用戶信息的傳輸要通過多次復(fù)接和分接，在這種過程中相位抖動會積累，這就限制了用戶信息的復(fù)接次數(shù)，限制了傳輸距離。CCITT在G.703建議中規(guī)定系統(tǒng)的總抖動必須不大于150UI％。這就給系統(tǒng)設(shè)計提出了很高的要求。
清華大學(xué)曾烈光教授和馮重熙教授提出的《模型法碼速調(diào)整裝置及調(diào)整方法》(見中國專利CN85100049A)很好地解決了這個難題，將正/零/負碼速調(diào)整的輸入無抖動時的輸出抖動峰峰值從1個單位間隔降低到百分之幾單位間隔。模型法的技術(shù)關(guān)鍵是使用了相關(guān)鎖相環(huán)消除二次塞入的相關(guān)性，因而其本質(zhì)上是一種模擬方法，而非全數(shù)字技術(shù)。相關(guān)鎖相環(huán)的中心頻率與支路頻率非常接近，易受牽引，因而生產(chǎn)中技術(shù)要求高。
本發(fā)明的目的在于用全數(shù)字的方法實現(xiàn)正/零/負碼速調(diào)整，以提高碼速調(diào)整設(shè)備的專用集成化程度。本發(fā)明去除勻滑鎖相環(huán)電路，實現(xiàn)復(fù)用系統(tǒng)的集成化。
本發(fā)明提出數(shù)字式正/零/負碼速調(diào)整方法，包括發(fā)送端的脈沖塞入方法和接收端的碼速恢復(fù)方法。其特征在于所述的發(fā)送端的脈沖塞入方法為(1)塞入分二次進行，二次塞入相互獨立；(2)首次塞入為周期塞入，可正可負。設(shè)每M幀塞入N比特，MN皆自然數(shù)。首次塞入的重復(fù)基本頻率應(yīng)大于收端時鐘勻滑電路的等效低通濾波器的有效帶寬；(3)第二次塞入為非周期性的，兩次塞入頻率之和等于碼速調(diào)整前后時鐘速率之差。第二次塞入的塞入頻率應(yīng)盡量小，但應(yīng)大于收端時鐘勻滑電路的等效低通濾波器的有效帶寬；(4)第二次塞入請求是通過檢測首次塞入時鐘和被調(diào)整時鐘比相結(jié)果產(chǎn)生的。首次塞入時鐘是用全數(shù)字邏輯將碼速調(diào)整時鐘經(jīng)首次塞入處理產(chǎn)生的。
上述的塞入過程是由二個相互獨立的塞入過程構(gòu)成。首次塞入過程是個周期性塞入過程，且基頻較高，從頻譜分析知，它造成的相位抖動是可以被濾除的。第二次塞入過程實質(zhì)上是一個準周期性的塞入過程。它是一個塞入比較小的塞入過程，從等候抖動與塞入比的關(guān)系可知，它造成的輸出相位抖動也是比較小的。由于它的基頻較高，其基本抖動是可以被濾除的?？梢姡捎诓捎昧硕稳氲霓k法，正/零/負碼速調(diào)整的基本抖動頻率被提高了，便于為收端鎖相環(huán)所濾除。
在上述的脈沖塞入過程中，其首次塞入方法和第二次塞入方法都各有幾種不同的實現(xiàn)方法。下面分別給于介紹。
本發(fā)明提出的首次塞入方法有兩種實現(xiàn)方案。其一，所述的首次塞入的極性和周期都是固定不變的，這種方法實現(xiàn)起來簡單，但輸出抖動受時鐘頻率穩(wěn)定度的限制不能做得非常小。其二，所述的首次塞入的極性和周期是可以調(diào)整的。當?shù)诙稳氲念l率太小或太大時，就應(yīng)調(diào)整首次塞入的極性和周期，以便保持第二次塞入率在適當水平上。在實際應(yīng)用中，保持M不變，僅調(diào)整N的值會較易于實現(xiàn)。當然首次塞入的極性也是可以變化的，即可以正塞入，也可以負塞入。
本發(fā)明所述的發(fā)送端的第二次塞入請求檢測方法的實現(xiàn)方案是每幀塞入N/M比特，得到首次塞入時鐘，每幀檢測第二次塞入請求。
本發(fā)明采用的第二次塞入方法有四種。其一，有的正/零/負碼速調(diào)整分別設(shè)有正塞入位和負塞入位，也分別設(shè)有正塞入調(diào)整控制碼和負塞入調(diào)整控制碼。當兩次塞入分別用正塞入和負塞入時，塞入不會有沖突，可分別進行。其二，有的正/零/負碼速調(diào)整設(shè)了兩種塞入位，但塞入調(diào)整控制碼共用。在這種情況下，當兩次塞入的極性不同，且發(fā)生在同一幀時，不進行塞入。其三，當兩次塞入極性相同又發(fā)生在同一幀時，可依次作兩次塞入。其四，當兩次塞入極性相同又發(fā)生在同一幀時，在下一幀不塞入，但在此前和此后各作一次塞入。
本發(fā)明所述的接收端的碼速恢復(fù)方法有三種實現(xiàn)方案。其一，采用普通的碼速恢復(fù)方法。即用鎖相環(huán)來恢復(fù)均勻時鐘。其二，采用二次恢復(fù)法。即在接收端通過檢測調(diào)整控制碼分別恢復(fù)出首次塞入過程和第二次塞入過程。然后對它們分別進行首次塞入的碼速恢復(fù)和第二次塞入的碼速恢復(fù)。該方法可適用于采用由相互獨立的二次塞入過程構(gòu)成的脈沖塞入方法的正/零/負碼速調(diào)整。其三，采用可逆計數(shù)法。即在接收端先恢復(fù)出首次塞入過程和第二次塞入過程，分別對它們進行統(tǒng)計并定時更新統(tǒng)計結(jié)果。若現(xiàn)統(tǒng)計結(jié)果為首次塞入為每M幀塞入N比特，第二次塞入為每Q比特塞入J比特。當首次塞入為正(負)塞入時，每1/KN幀可逆計數(shù)器加(減)1；當?shù)诙稳霝檎?負)塞入時，每Q/KMJ比特可逆計數(shù)器加(減)1。當可逆計數(shù)器的值為K時，對碼速恢復(fù)前時鐘作1/M比特的相位延時；當可逆計數(shù)器的值為負K時，對碼速恢復(fù)前時鐘作1/M比特相位提前，然后將可逆計數(shù)器清零，再重復(fù)上述計數(shù)過程，這樣可得到碼速恢復(fù)后的均勻時鐘。當M、N固定不變時，收端不必對首次塞入過程進行統(tǒng)計。這種方法可適用于采用由相互獨立、極性相反的二次塞入過程構(gòu)成的脈沖塞入方法的正/零/負碼速調(diào)整。
本發(fā)明上述的多種首次塞入方法，第二次塞入請求檢測方法，第二次塞入方法及碼速恢復(fù)方法可進行不同組合以產(chǎn)生多種實施方案。
本發(fā)明提出采用數(shù)字式正/零/負碼速調(diào)整方法的裝置，包括發(fā)送端的裝置及接收端裝置。
發(fā)送端裝置見

圖1所示。它由首次塞入信號發(fā)生器、第二次塞入請求檢測電路、塞入安排電路、調(diào)整控制碼生成電路，讀時鐘生成電路、彈性存儲器及合路門等部份構(gòu)成。其工作過程如下首次塞入信號發(fā)生器產(chǎn)生首次塞入請求信號(5)，首次塞入時鐘(3)，第二次塞入檢測脈沖(4)當采用自適應(yīng)調(diào)整時，這些信號的產(chǎn)生要受第二次塞入請求信號的制約。第二次塞入請求檢測電路在第二次塞入檢測脈沖到來時檢測首次塞入時鐘和被調(diào)整時鐘的相位比較結(jié)果，以產(chǎn)生第二次塞入請求。塞入安排電路根據(jù)首次塞入請求和第二次塞入請求，形成總的塞入請求(7)?？?cè)胝埱笮盘栻?qū)動調(diào)整控制生成電路產(chǎn)生調(diào)整控制碼?？?cè)胝埱笮盘栠€控制讀時鐘生成電路產(chǎn)生彈性存儲器的讀時鐘(8)。輸入信碼在輸入時鐘驅(qū)動下被送入彈性存儲器，再被讀時鐘讀出，送往合路門，形成碼速調(diào)整后信碼(11)。復(fù)接過程中其他碼位不再重述，與碼速調(diào)整關(guān)系不大。
本發(fā)明的接收端裝置可采用已有技術(shù)的普通接收端碼速恢復(fù)裝置，也可采用本發(fā)明設(shè)計的數(shù)字化碼速恢復(fù)裝置。
圖2給出了一種采用二次恢復(fù)法的碼速恢復(fù)方法裝置的方塊圖。它由調(diào)整控制碼檢測電路、載信時隙恢復(fù)電路、彈性存儲器、首次塞入恢復(fù)電路、第二次塞入恢復(fù)電路、首次塞入碼速恢復(fù)電路和第二次塞入碼速恢復(fù)電路等部份構(gòu)成。其工作過程如下(1)是輸入信碼，(2)是輸入時鐘，輸入時鐘速率是輸入信碼速率的M倍。調(diào)整控制碼檢測電路通過檢測調(diào)整控制碼，去除塞入位，從而恢復(fù)出載信時隙，形成彈性存儲器的寫時鐘(5)，將輸入信碼中的信息寫入彈性存儲器。利用調(diào)整控制碼檢測結(jié)果，可分別恢復(fù)出首次塞入過程和第二次塞入過程，分別產(chǎn)生首次塞入脈沖(10)和第二次塞入脈沖(6)，首次塞入碼速恢復(fù)電路統(tǒng)計出M、N的值，然后每隔1/N幀對輸入時鐘扣除或增添一個脈沖(視首次塞入為正塞入或負塞入)，產(chǎn)生時鐘(7)。第二次塞入碼速恢復(fù)電路統(tǒng)計出J比特塞入時間間隔Q比特，則每Q/MJ比特作一次M+1分頻或M-1分頻(視第二次塞入是正塞入或負塞入)，其他時間皆作M分頻。這樣可得到碼速恢復(fù)后時鐘(8)。用它作為彈性存儲器的讀時鐘，可得均勻的信碼(9)。當采用自適應(yīng)調(diào)整時，前述的參數(shù)統(tǒng)計要不斷更新。當不對M、N進行自適應(yīng)調(diào)整時，首次塞入的統(tǒng)計是多余的。
另一種采用可逆計數(shù)法的數(shù)字式碼速恢復(fù)裝置如圖3所示。它由調(diào)整控制碼檢測電路、載信時隙恢復(fù)電路、彈性存儲器、首次塞入統(tǒng)計電路、第二次塞入統(tǒng)計電路、可逆計數(shù)器和時鐘恢復(fù)電路等部份構(gòu)成。其工作過程如下(1)為輸入信碼，(2)為輸入時鐘，輸入時鐘速率為輸入信碼速率的M倍。調(diào)整控制碼檢測電路、載信時隙恢復(fù)電路和彈性存儲器工作過程與已有技術(shù)相同，不再重述。首次塞入統(tǒng)計電路不斷檢測更新M、N值，然后每1/KN幀輸出一個加1脈沖(7)或減1脈沖(11)，視首次塞入極性而定。第二次塞入統(tǒng)計電路不斷檢測更新Q值，然后每Q/KMJ比特輸出一個加1脈沖(6)或減1脈沖(12)，視第二次塞入是正塞入還是負塞入。當可逆計數(shù)器計到K時，就輸出信號(8)，然后清零，重新開始計數(shù)；當可逆計數(shù)器計到-K值時，就輸出信號(13)，然后清零并重新開始計數(shù)。時鐘恢復(fù)電路是一個M分頻電路。當收到信號(8)的一個脈沖時時鐘恢復(fù)電路作一次M+1分頻，再返回作M分頻；當收到信號(13)的一個脈沖時，時鐘恢復(fù)電路就作一次M-1分頻，再恢復(fù)M分頻。這樣可得到符合要求的均勻時鐘(10)用它讀彈性存儲器可得到均勻信碼(9)。當不對MN調(diào)整時，首次塞入統(tǒng)計電路是多余的。因為M、N為已知數(shù)。與模型法相比，數(shù)字式正/零/負碼速調(diào)整方法省去了相關(guān)鎖相環(huán)，碼速恢復(fù)端可用普通的碼速恢復(fù)裝置，也可用數(shù)字式碼速恢復(fù)裝置。在性能上，它同樣能將無輸入抖動時的輸出抖動降低到百分之幾單位間隔。數(shù)字式正/零/負碼速調(diào)整方法是用全數(shù)字方式實現(xiàn)的，它比模型法減少了技術(shù)難度，縮小了設(shè)備體積、提高了可靠性，更加便于專用集成電路的實現(xiàn)，符合目前通信及設(shè)備專用集成化的發(fā)展方向。
本發(fā)明可應(yīng)用于CCITT G.709建議所規(guī)定的各個正/零/負碼速調(diào)整電路(包括指針調(diào)整和(跟PDK的接口)，也可應(yīng)用于CCITT G.741，G.745G.753，G.754等建議的PDH系列的正/零/負碼速調(diào)整復(fù)接設(shè)備。采用本發(fā)明的復(fù)接設(shè)備可廣泛應(yīng)用于光纖、微波、衛(wèi)星等數(shù)字傳輸設(shè)備，以及未來的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字通信網(wǎng)中。
附圖簡要說明
圖1為本發(fā)明一種發(fā)送端裝置方塊圖。
圖2為本發(fā)明一種接收端裝置方塊圖。
圖3為本發(fā)明另一種接收端裝置方塊圖。
本發(fā)明提供所述方法不同組合的實施例。
實施例一(1)每M個調(diào)整幀進行N比特的正(或負)塞入，即每M/N幀作一次塞入。N/M大于實際的最大可能正(或負)塞入頻率。
(2)將碼速調(diào)整時鐘每幀等間隔地作N個1/M比特的相位延時(或提前)，得到首次塞入時鐘。
(3)在每幀的幀末檢測第二次塞入請求。
(4)檢出第二次塞入清求后，在下一幀進行塞入。若與首次塞入沖突，則扣除首次塞入。
(5)用普通碼速恢復(fù)鎖相環(huán)恢復(fù)時鐘。
實施例二(1)——(4)同實施例一。
(5)用前述的可逆計數(shù)法進行碼速恢復(fù)。
實施例三(1)每M個調(diào)整幀進行N個比特的塞入，即每隔M/N幀塞入一次。M取固定值，N和塞入極性都可隨第二次塞入請求出現(xiàn)頻率的變化而調(diào)整。
(2)——(6)同實施例二。
實施例四(1)——(5)同實施例三。
(6)采用普通的碼速恢復(fù)方法進行碼速恢復(fù)，即采用鎖相環(huán)勻滑時鐘。
權(quán)利要求
1.一種正/零/負碼速調(diào)整方法，包括發(fā)送端的脈沖塞入方法和接收端的碼速恢復(fù)方法，其特征在于所述的發(fā)送端的脈沖塞入方法為(1)塞入分二次進行，二次塞入互相獨立。(2)首次塞入為周期性的，設(shè)每M幀塞入N比特，M、N為自然數(shù)，首次塞入的重復(fù)基本頻率應(yīng)大于收端時鐘勻滑電路的等效低通濾波器的有效帶寬；(3)第二次塞入為非周期性的，塞入頻率應(yīng)盡量小，但應(yīng)大于收端時鐘勻滑電路的等效低通濾波器的有效帶寬；(4)第二次塞入請求是通過檢測首次塞入時鐘和被調(diào)整時鐘比相結(jié)果產(chǎn)生的，首次塞入時鐘是用全數(shù)字邏輯將碼速調(diào)整時鐘經(jīng)首次塞入處理產(chǎn)生的。
2.如權(quán)利要求1所述的正/零/負碼速調(diào)整方法，其特征在于所說的首次塞入的極性和周期是可調(diào)整的。
3.如權(quán)利要求1所述的正/零/負碼速調(diào)整方法，其特征在于所說的首次塞入的極性和周期都是固定不變的。
4.如權(quán)利要求1所述的正/零/負碼速調(diào)整方法，其特征在于(1)將所述的碼速調(diào)整時鐘每幀塞入N/M比特，得到首次塞入時鐘；(2)每幀檢測第二次塞入請求。
5.如權(quán)利要求1所述的正/零/負碼速調(diào)整方法，其特征在于若首次塞入和第二次塞入的極性相反，且在同一幀要求塞入，則都不作塞入。
6.一種正/零/負碼速調(diào)整方法，包括發(fā)送端由相互獨立的二次塞入過程構(gòu)成的脈沖塞入方法和接收端的碼速恢復(fù)方法，其特征在于采用二次恢復(fù)法，即先分別檢測出二次塞入過程，然后分別進行碼速恢復(fù)。
7.一種正/零/負碼速調(diào)整方法，包括發(fā)送端由相互獨立、極性相反的二次塞入過程構(gòu)成的脈沖塞入方法和接收端的碼速恢復(fù)方法，其特征在于所述的接收端的碼速恢復(fù)方法采用可逆計數(shù)方法，即定時檢測并更新二次塞入的參數(shù)，若首次塞入過程為每M幀正(或負)塞入個比特，第二次塞入過程為每Q比特間隔負(或正)塞入J比特，則每1/KN幀可逆計數(shù)器加1(或減1)，每Q/KMJ比特可逆計數(shù)減1(或加1)，當可逆計數(shù)器的值為K時，將碼速恢復(fù)時鐘作一次1/M比特的相位延時，當可逆計數(shù)器的值為-K時，將碼速恢復(fù)時鐘作一次1/M比特的相位提前，然后將可逆計數(shù)器請零，再重復(fù)上述計數(shù)過程，這樣獲得碼速恢復(fù)后的均勻時鐘。
8.一種采用權(quán)利要求1、2、3、4或5所述的正/零/負碼調(diào)整方法的裝置，包括在發(fā)送端的裝置和接收端的裝置，其特征在于所說的發(fā)送端裝置是由首次塞入信號發(fā)生器、第二次塞入請求檢測電路、彈性存儲器、塞入安排電路、調(diào)整控制碼生成電路，讀時鐘生成電路和合路門各部分構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求6所述的正/零/負碼速調(diào)整方法的裝置，包括發(fā)送端和接收端裝置，其特征在于所述的接收端裝置由調(diào)整控制碼檢測電路、載信時隙恢復(fù)電路、彈性存儲器、首次塞入恢復(fù)電路，第二次塞入恢復(fù)電路，首次塞入碼速恢復(fù)電路和第二次塞入碼速恢復(fù)電路各部份構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求7所述的正/零/負碼速調(diào)整方法的裝置，包括發(fā)送端的裝置和接收端的裝置，其特征在于所述的接收端裝置由調(diào)整控制碼檢測電路，載信時隙恢復(fù)電路，彈性存儲器，首次塞入統(tǒng)計電路，第二次塞入統(tǒng)計電路，可逆計數(shù)器和時鐘恢復(fù)電路各部份構(gòu)成。
全文摘要
本發(fā)明屬于電通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及數(shù)字通信的多路復(fù)用技術(shù)。本發(fā)明采用全數(shù)字邏輯實現(xiàn)正/零/負碼速調(diào)整，而且把輸出抖動壓縮到百分之幾單位間隔。它的采用大大提高了正/零/負碼速調(diào)整設(shè)備的專用集成化水平，降低了成本，縮小了體積，提高了可靠性。本發(fā)明可用于準同步系列和同步數(shù)字系列的復(fù)用設(shè)備中，取得很好的經(jīng)濟效益。
文檔編號H04L1/00GK1085711SQ9211105
公開日1994年4月20日 申請日期1992年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1992年10月15日
發(fā)明者林孝康, 馮重熙 申請人:清華大學(xué)