专利名称：提高传输效率的灵活的自适应差分系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及数据传输系统，并且特别地涉及差分传输系统。
背景技术：
差分信令是一种通过借助在两条不同的线上发送两个互补信号来电气地传输信 息的方法。该技术被用于模拟信令(如在某些音频系统中)和数字信令(如在RS-422、 RS-485、以太网(仅仅是双绞线的以太网)、PCI Express和USB中)二者。相对的技术被 称为单端信令，其更为普遍但缺少差分信令的某些优点。在差分信令中，在传输信道连接的一端处，接收设备读取两个信号之间的差异。因 为接收机忽略电线的对地电压，所以在发射机的地电势与接收机的地电势之间的小变化不 影响接收机的检测信号的能力。
发明内容
本发明的实施例提供一种用于传输数据的装置。所述装置包括计算机可读介质。 该计算机可读介质包括多个指令，所述指令被配置成使得处理器能够确定传输信道上的 干扰级别；动态地实现对应于该传输信道上的干扰级别的信令方法；以及使用所选择的信 令方法来传输数据。本发明的实施例提供一种数据通信系统。该系统包括适于确定传输信道上的干扰 级别的发射机。该发射机被配置成基于该干扰级别动态地实现信令方法。该系统还包括接 收机，其被配置成接收使用所实现的信令方法来传输的数据。本发明的实施例提供一种数据通信方法。该方法包括确定传输信道上的干扰级 别。该方法还包括基于该干扰级别来动态地实现信令方法以及使用所选择的信令方法来传 输数据。根据以下附图、描述和权利要求书，其他技术特征对于本领域的普通技术人员而 言是显而易见的。
为了更加完整地理解本发明及其特征，现在结合附图来参考以下描述，在附图 中图IA图示根据本发明的实施例的可用于传输数据的装置；图1B、图IC和图ID图示根据本发明的实施例的通信系统；图2A图示根据本发明的实施例的差分信令传输格式；图2B图示根据本发明的实施例的单端信令传输格式；图3图示根据本发明的实施例的用于选择信令方法的简化流程图；图4A图示根据本发明的实施例的灵活的差分信令传输格式；图4B图示根据本发明的实施例的使用差分信令方法的数据传输；
图4C图示根据本发明的实施例的使用灵活的差分信令方法的数据传输；在进行下面的具体实施方式
之前，给出在本专利申请全文中使用的某些词语和短 语的定义是有利的。术语“分组”是指任何承载信息的通信信号，而不管用于具体通信信号 的格式是什么。术语“应用”、“程序”和“例程”是指一个或多个计算机程序、指令集、进程、 函数、对象、类、实例或适于用合适的计算机语言来实现的相关的数据。术语“耦合”和其派 生词是指在两个或多个元件之间的任何直接或间接通信，无论那些元件彼此间是否是物理 连接的。术语“发射”、“接收”和“通信”以及其派生词包括直接和间接通信二者。术语“包 括”和“包含”以及其派生词意指不做任何限制地包括。术语“或”是包括性的，意指和/或。 短语“与...相关联”和“与之关联”以及其派生词可意指包括，被包括在其中，与...互连、 包含、被包含在..·内、连接到或与..·相连接、耦合到或与..·相耦合、可与..·进行通信、 与...相协作、交织、并置、邻近、被绑定到或与...相绑定、具有、具有...属性，等等。术 语“控制器”意指控制至少一个操作的任何装置、系统或其一部分。控制器可以用硬件、固 件、软件或它们中的至少两种的某种组合来实现。与任何具体控制器相关联的功能性可以 是集中式的或分布式的，无论是本地地还是远程地。
具体实施例方式下面讨论的图IA到图4C，以及在本专利文档中用于描述本发明的原理的各种各 样的实施例都是仅作为举例说明而不应当解释成对本发明的范围进行任何限制。本领域的 普通技术人员将理解本发明的原理可以实现在任何恰当地布置的无线或有线通信网络中。图IA图示根据本发明的实施例的可以用于传输数据的装置100。应当理解，这种 装置的图示仅是举例性的并且在不偏离本发明的范围的条件下可以使用其他装置。装置100可以是计算机、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、或能够经由无线和/或 有线通信链路来传输、处理和/或接收信号的任何其他装置。装置100可包括多个部件，诸 如处理单元(“Pu”)105 (例如处理器或专用控制器)、存储器单元110、输入/输出(“I/ 0”)装置115、网络接口 120和收发器装置125。网络接口 120可以是例如一个或多个网络 接口卡(NIC)，每个网络接口卡都与一个媒体访问控制(MAC)地址相关联。部件105、110、 115、120和125通过一个或多个通信链路130 (例如总线)来进行互连。应当理解装置100 可以被不同地配置并且每个列出的部件实际上可以表示若干不同部件。例如，PU 105实际 上可以表示多个处理器或分布式处理系统；存储器单元110可以包括不同级别的高速缓冲 存储器、主存储器、硬盘以及远程存储位置；而I/O装置115可包括显示器、键盘，等等。网 络接口 120使装置100能够连接到网络。收发器装置125可包括被配置成经由无线通信介 质来传输数据的多个发射天线，以及被配置成从无线通信介质中接收数据的接收天线。在 某些实施例中，收发器装置125包括被配置成经由红外介质、无线保真(WiFi)介质和声介 质来通信传输数据的发射机和/或接收机。现在参考图1B、图IC和图1D，图示了一种根据本发明的实施例的通信系统140。 应当理解，这种通信系统140的图示仅仅是示例性的，并且在不偏离本发明的范围的条件 下可以使用其他通信系统。该系统包括发射机150和接收机155。发射机150可包括与装置100相同的一般 结构。在某些实施例中，发射机150中的通信装置125被配置成经由有线介质来传输数据。在某些实施例中，发射机150中的通信装置125包括被配置成经由无线介质来传输数据的 多个发射天线。另外，接收机155可包括与装置100相同的一般结构。在某些实施例中，接 收机155中的通信装置125被配置成经由有线介质来接收数据。在某些实施例中，接收机 155中的通信装置125包括被配置成经由无线介质来接收数据的多个接收天线。发射机150将数据传输给第二装置即接收机155。数据沿着传输信道145差分地 传输。传输信道145包括线输入一 160 (Line InputOne, INl)和线输入二 165 (Line Input Two，IN2)。mi 160和IN2165中的每个中的信号电平是相反的，以便抵消噪声的影响。因 此，如图IC中所示，INl 160上的第一脉冲170与IN2 165上的第二脉冲相反。第一脉冲 170和第二脉冲175基本上同时传输。接收机155被配置成对差分信号进行求和以获得输 出线185上的输出脉冲180。然而，如果噪声190出现在线INl 160和IN2 165上，则接收 机155将不会在输出线185上产生脉冲，因为噪声不是差分的。图2A图示根据本发明的实施例的帧格式200。应当理解，图示的帧格式200仅仅 是示例性的并且在不偏离本发明的范围的条件下可以使用其他格式。传输差分信号INDl 205和IND2 210抑制了传输信道145上的干扰(例如INl 160 和/或IN2 165上的噪声)所导致的错误，从而数据传输是可靠的。因此，为了抑制噪声的 影响，系统140使用额外的带宽来传输数据。对传输信道145 (INl 160和/或IN2 165)上的干扰(例如噪声)的一种测量是 传输中的发生错误的比特的级别。传输中发生错误的比特的级别是比特错误率(BER)。BER 是在指定时间间隔内不正确地接收到的比特、元素、字符或块的数目与发送的比特、元素、 字符或块的总数目的比值。BER的例子是(a)传输BER，也即接收到的错误比特的数目除以 传输的比特的总数目；以及(b)信息BER，也即错误解码(经校正的)比特的数目除以解码 (经校正的)比特的总数目。在某些实施例中，单端信令方法被发射机150使用。在单端信令方法中，发射机 150生成单个电压，接收机155将该单个电压与固定的参考电压进行比较，该固定的参考电 压和单个电压都是相对于由这两端所共享的公共地连接而言的。RS-232系统是单端信令的 例子，其使用士 12V来表示信号(例如，逻辑“1”)，并且小于士3V的任何值来表示没有信 号(例如，逻辑“0”)。高电压级别给信号提供了对噪声的某种抗扰性，因为很少有自然产 生的信号会产生那种电压。在某些实施例中，单端信令还具有每个信号仅需要一个导线的 好处。图2B图示根据本发明的实施例帧格式220。应当理解，图示的帧格式220仅仅是 示例性的并且在不偏离本发明的范围的条件下可以使用其他格式。在某些实施例中，通信系统140适于改变用于传输数据的方法。在这种实施例中， 发射机150被配置成确定传输信道145 (例如INl 160和/或IN2 165)上的干扰级别。如果 干扰级别在某个阈值之上，则发射机150被配置成差分地传输数据。然而，如果干扰级别低 于某个阈值，则发射机150被配置成经由单端通信格式来传输数据。另外，发射机被配置成 基于干扰级别的变化而动态地将传输格式从差分改变到单端以及从单端的改变成差分。接 收机155被配置成确定何种格式(例如差分的或单端的)被用于传输数据。因此，接收机 155被配置成根据需要接收和解码来自发射机150的既有差分格式又有单端格式的数据。图3图示根据本发明的实施例的用于选择传输格式的简化流程图。应当理解，图示的传输格式选择过程仅仅是示例性的并且在不偏离本发明的范围的条件下可以使用其 他传输格式选择过程。发射机150在步骤305中开始该传输数据的过程。在步骤310中，发射机150确定 传输信道(例如INl 160和/或IN2 165)上的干扰级别。在一个实施例中，传输信道145 上的干扰级别(例如噪声)可以通过传输信道145的BER来确定。在某些实施例中，发射 机150基于指示传输信道145上的电压或温度的干扰的因素来进行传输格式选择。出于简 化考虑，在这个例子中将使用BER。然而，应当理解，在不偏离本发明的范围的条件下可以使 用其他因素。如果在步骤315中干扰高于指定阈值(例如BER >阈值)，则发射机150在步骤 320中差分地传输数据。在那之后，该过程返回步骤310，在步骤310中发射机150继续确 定传输信道145上的干扰级别。如果在步骤315中干扰等于或低于指定阈值(例如BER <阈值)，则在步骤325 中发射机150以单端格式传输数据。发射机150通过经由INl 160和IN2 165基本同时传 输一个或多个数据比特来以单端格式传输数据。接收机155被配置成合并经由INl 160和 IN2 165接收到的数据。在另外的实施例中，经由INl 160和IN2 165传输的数据利用纠错 编码来进行编码，该纠错编码诸如，但不限于，重复方案、奇偶校验方案(例如偶校验或奇 校验)、校验和、循环冗余校验(CRC)、基于汉明距离的校验、哈希函数、水平和垂直循环冗 余校验和极性方案。在这种实施例中，接收机155被配置成对在IN1160和IN2 165上接收 到的数据进行解码和合并。在某些实施例中，发射机150经由INl 160传输第一数据，同时 经由IN2 165传输第二数据。在这种实施例中，接收机155被配置成经由INl 160和IN2 165来接收不同的数据(例如第一数据和第二数据)。在那之后，该过程返回步骤310，在步 骤310中发射机150继续确定传输信道145上的干扰级别。现在参考图4A，图示了根据本发明的实施例的用于数据传输的帧格式400。应当 理解，图示的帧格式400仅仅是示例性的并且在不偏离本发明的范围的条件下可以使用其 他帧格式。发射机150沿着INl 160和IN2 165传输数据。IWD 405表示沿着INl 160传 输的数据的帧格式。IN2D 410表示沿着IN2 165传输的数据的帧格式。发射机150确定 INl 160和IN2 165上的干扰在阈值级别之上。因此，发射机150使用差分方法(例如差分 地)来传输数据的第一组八个(8)比特415 (例如DO到D7)。在那之后，发射机150确定干 扰级别掉到阈值之下。因此，发射机150经由单端方法来传输数据的第二组八个(8)比特 420(例如，D8-D15)。因此，发射机动态地从差分系统的传输格式改变到单端系统的传输格 式。另外，如图4A中所示，发射机150沿着INl 160传输D8、D10D12和D14，并且沿着 IN2 165传输D9、D11、D13和D15。因此，该灵活的差分传输比常规的差分系统需要较少的 时间来传输数据。现在参考图4B和图4C，图示了根据本发明的实施例的两种传输格式。在图4B中， 发射机150使用根据本发明的实施例的常规差分传输430来传输数据。发射机150传输两 个字节450和455。第一字节450是在第一时间间隔中沿着INl 160和IN2 165来传输的。 第二字节是在第二时间间隔中沿着INl 160和IN2 165来传输的。miD435表示沿着1附160传输的数据的帧格式。IN2D 440表示沿着IN2165传输的数据的帧格式。数据按以下 进行编码INl 435，其根据时钟信号445来定时在第一时间间隔460中为00110100。在第二时间间隔465中为10001011。IN2 440，其根据时钟信号445来定时在第一时间间隔460中为11001011。在第二时间间隔465中为01110100。因此，在上面的例子中，发射机150在一百六十(160)纳秒内将数据传输到接收机 155。在图4C中，发射机150使用根据本发明的实施例的灵活的差分传输470来传输数 据。发射机150传输两个字节485和490。第一字节485是在第一时间间隔中沿着INl 160 和IN2 165来传输的。第二字节490是在第二时间间隔中沿着INl 160和IN2 165来传输 的。INlD 475表示沿着INl 160传输的数据的帧格式。IN2D 480表示沿着IN2 165传输 的数据的帧格式。数据按以下进行编码INl 475，其根据时钟信号445来定时在第一时间间隔460中为00110100。在第二时间间隔495中为1011，该第二时间间隔495是图4B中所示的第二时间间隔465的一半。IN2 480，其根据时钟信号445来定时在第一时间间隔460中为11001011。在第二时间间隔495中为0001，该第二时间间隔495是图4B中所示的第二时间间隔465的一半。因此，在上面的例子中，发射机150在一百二十(120)纳秒内将数据传输给接收机 155。另外，由该灵活的差分传输所传输的第二字节490的传输时间是由常规差分传输所传 输的第二字节455所需的传输时间的一半。尽管本公开已经描述了特定的实施例以及一般地描述了关联的方法，但是这些实 施例和方法的变化和置换对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。因此，对示例实 施例的上述描述并不限定或限制本发明。在不偏离本发明的精神和范围的条件下，如以下 权利要求书所限定的那样，其他改变、替换和变化也是可能的。
权利要求
1.一种数据通信装置，所述装置包括 用于确定传输信道上的干扰级别的装置；用于动态地选择对应于传输信道上的干扰级别的信令方法的装置；以及 用于使用所述选择的信令方法来传输数据的装置。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述用于确定传输信道上的干扰级别的装置用于 确定比特错误率。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述用于动态地选择对应于传输信道上的干扰级 别的信令方法的装置用于在所述比特错误率等于或低于阈值级别时选择第一信令方法，并 且在所述比特错误率在所述阈值级别之上时选择第二信令方法。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一信令方法包括单端信令方法。
5.根据权利要求3所述的装置，其中所述第二信令方法包括差分信令方法。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述用于使用所述选择的信令方法来传输数据的 装置用于使用差分信令方法来发送第一数据字节，以及使用单端信令方法来发送第二数据 字节。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述数据使用纠错编码来进行传输。
8.一种数据通信系统，所述系统包括发射机，其适于确定传输信道上的干扰级别，其中所述发射机还被配置成基于所述干 扰级别来动态地实现信令方法；以及接收机，其被配置成接收由所述发射机使用所述实现的信令方法传输的数据。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述发射机适于通过确定比特错误率来确定传输 信道上的干扰级别。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述发射机在所述比特错误率等于或低于阈值 级别时实现第一信令方法，并且在所述比特错误率在所述阈值级别之上时实现第二信令方法。
11.根据权利要求10所述的系统，其中所述第一信令方法包括单端信令方法。
12.根据权利要求10所述的系统，其中所述第二信令方法包括差分信令方法。
13.根据权利要求8所述的系统，其中所述发射机被配置成使用差分信令方法来发送 第一数据字节，以及使用单端信令方法来发送第二数据字节。
14.根据权利要求8所述的系统，其中所述数据使用纠错编码来进行传输。
15.一种数据通信方法，所述方法包括 确定传输信道上的干扰级别；动态地选择对应于所述传输信道上的干扰级别的信令方法；以及 使用所述选择的信令方法来传输数据。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述确定步骤包括确定比特错误率。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述选择步骤包括在所述比特错误率等于或低于阈值级别时选择第一信令方法，并且在所述比特错误率 在所述阈值级别之上时选择第二信令方法。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一信令方法包括单端信令方法。
19.根据权利要求17所述的方法，其中所述第二信令方法包括差分信令方法。
20.根据权利要求15所述的方法，其中所述传输数据的步骤包括 使用差分信令方法来发送第一数据字节；以及 使用单端信令方法来发送第二数据字节。
全文摘要
本发明涉及提高传输效率的灵活的自适应差分系统。其提供用于传输数据的系统和方法。该系统和方法被配置成在数据传输期间动态地实现差分信令方法或单端信令方法中的一个。信令方法是基于在数据传输期间所测得的干扰级别来选择的。信令方法的实现是在不中断数据传输的条件下执行的。
文档编号H04L25/02GK102098240SQ20091025916
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月15日 优先权日2009年12月15日
发明者高智 申请人:意法半导体研发(深圳)有限公司