专利名称：用于xdsl收发机内的时钟恢复的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明的领域一般地涉及调制解调器，更具体地涉及数字调制解调器。
背景技术：
数字用户线(DSL)技术及其改进包括G. Lite、ADSL、VDSL、和HDSL，所有这些概括地标为X-DSL，业已开发成增大现有用户线连接的有效带宽，而不需要安装新的光缆。用户线原先是设计成处置在300Hz至3000Hz之间、带宽等于几千波特的窄带语音话务的。有了 X-DSL，通过用比语音频带高的频率来提供诸如数据、视频、音频之类的服务已经能显著增大带宽。因此，一个X-DSL调制解调器可以与一个语音频带调制解调器或电话会话同时工作。当前有 10 个以上的 XDSL 标准，包括 G. Lite、ADSL、VDSL、SDSL、MDSL、RADSL、HDSL 等。在每个标准内可以有多于一个的线路码或调制协议，例如离散多音(DMT)和无载波AM/ PM(CAP)。DMT调制涉及建立一个具有多个各具有一个中心频率也叫做载波音的子信道的通信信道。这些子信道是横贯可用带宽频分复用的。每个子信道使用正交相位振幅调制 (QPAM)来调制信息。每个子信道的中心频率(也叫做音)用作接受信息QPAM调制的载波。 调制到一个音上的信息在频域内被标识为一个确定载波音与调制到载波音上的信息之间的唯一相位和振幅关系的子符号。每个子符号可以表示为一个复数。利用为DMT协议所支持的所有可能相位和振幅定义相应的二进制比特的变换表，可以将一些特定的信息比特变换成一个相应的复数。调制在横贯一个音组内的每个音上的所有子符号集体被定义为一个符号，符号率由相应的X-DSL标准规定。通常，用DMT调制协议初始化X-DSL调制解调器一开始是几个分离的初始化阶段， 包括握手、训练和信道分析。在初始化期间，相对的调制解调器上的系统时钟随符号边界同步。这种同步用一个调制到一些所选的子信道上的固定数据亦即领示音组来实现。这些领示音和它们受调制的方式对于发送和接收调制解调器双方来说都是已知的。此外，每个音用不同的数据量调制，以便使链接调制解调器的通信媒体的数据承载能力最佳化。在这个阶段期间，调制解调器传递一些允许每个调制解调器建立对于横贯一个音组或符号的每个音的比特加载。初始化的结果是在调制解调器之间在通信参数上达成一个契约，这个契约考虑了两个调制解调器的性能和在链接这两个调制解调器的通信媒体的质量上的限制。在初始化后，调制解调器进入操作的展示时间(show time)阶段，在用户线上以指定的上行和下行频带进行高速语音、数据和视频通信。在展示时间期间，通常用在用户住宅内设备(CPE)上的时钟恢复来使CPE调制解调器上的高速系统时钟与CPE调制解调器所耦合的中心局(CO)调制解调器的时钟同步。CPE调制解调器具有频率与CO的大致相同的基准时钟。于是，CPE用锁相环电路(PLL)与来自CO的下行通信内的跃迁相位对准。CO和 CPE调制解调器的时钟的精确同步对于副载波或音的正交性因此也就是对于展示时间通信的完整性来说是至关紧要的。VDSL2标准体现在2006年2月的国际电信联盟(ITU)建议书G. 993. 2 ‘‘ Series GTransmission Systems and Media, Digital Systems and Networks. . . Very High Speed Digital Subscriber Line Transceivers 2 (VDSL2) 〃 内。在这个标准的 10. 4. 5 节"Synchronization"中，规定使用16个或再少一些的领示音来提供在调制解调器操作的初始化和展示时间阶段期间时钟恢复所需的跃迁。这些音由CPE调制解调器选择，并在整个展示时间操作期间保持固定不变。与被指定为一个领示音的副载波关联的调制被规定为具有固定值〃 00〃的4-QAM(正交调幅)。所需要的是在调制解调器操作的展示时间阶段在时钟恢复能力上有所改善的调制解调器。
发明内容
本发明提供了一种在)(DSL收发机内用于时钟恢复的方法和装置。这种方法和装置允许在操作的展示时间阶段期间以高精度进行时钟同步。时钟同步可以在逻辑和/或物理任何组合的调制解调器之间进行。本发明可以用硬件、固件或软件实现。在本发明的一个实施例中，时钟恢复装置包括具有多个形成发送通路和接收通路的组件的多音收发机，被配置成通过用户线与相对的多音收发机耦合，以便与其进行频分复用多音调制通信。这种多音收发机包括变换组件、选音器、检错器、集合器和振荡器。接收通路上的变换组件将在每个相继的符号间隔内接收的通信从时域变换到频域，成为各个经调制的音或子信道。选音器与变换组件耦合，用来选择所接收的音中呈现较高信噪比 (SNR)的一子组音作为时钟恢复音组(CRTS)，并按照需要根据CRTS内各个音的SNR的改变在CRTS内丢弃和添加音。检错器与选音器耦合，用来检测每个所接收的CRTS的音的相位误差。集合器与检错器耦合，用来计算CRTS内所有的音的平均集合相位误差。振荡器与发送和接收通路组件耦合，用来控制这些组件的定时。振荡器响应于集合器所计算的平均集合相位误差，沿使得与相对的收发机上的时钟的相位误差减小的方向调整时钟相位。这些能力通过响应于SNR的改变而间歇地重新选择CRTS音来保持与相对的多音收发机的同步操作。还要求保护一些所关联的方法和装置。
该领域内的技术人员从以下结合附图的详细说明中可以更为清楚地看到本发明的这些和其他一些特征和优点，在这些附图中图1示出了在中心局(CO)处的逻辑调制解调器通过用户线与在客户住宅内的物理调制解调器耦合的通信系统；图2A为示出多个上行和下行频带规划的VDSL通信谱的功率-频率图2B-2C为图2A中所示的VDSL频带规划中的下行部分的比特加载对音或副载波标引的示意图，示出了标识为监视音和数据音的副载波；图3A-3D为示出与用2比特的用户数据编码的数据音或用发送和接收调制解调器双方都知道的伪随机序列编码的监视音的通信关联的相位误差的示意图；图4为图1所示的收发机170的一个实施例的硬件框图；图5为通信和数据结构图，示出了将操作控制信息和通信数据加载入一个多音符号或音组的每个子信道或音的途径；以及图6为按照本发明的一个实施例收发机操作中的与时钟恢复关联的阶段的过程流程图。
具体实施例方式所公开的是一种在)(DSL收发机内用于时钟恢复的方法和装置，这种方法和装置允许在操作的展示时间阶段期间以高精度进行时钟同步。时钟同步可以在呈任何组合的逻辑和/或物理调制解调器之间进行。本发明可以用硬件、固件或软件实现。在中心局、远程接入终端、事务所或住宅内都可以发现也叫做线路卡的调制解调器。调制解调器可以直接或间接地通过一个或多个光或无线链路耦合到数字用户线上。这些线路卡支持一些多音协议的具有不同抗毁度的通信信道，包括不对称数字用户线(ADSL)、甚高比特(bit)率数字用户线(VDSL)和其他正交频分复用(OFDM)频带规划，如(但不局限于)以下表1所列表 权利要求
1.一种具有形成发送通路和接收通路的多个组件的多音收发机，被配置成通过用户线与相对的多音收发机耦合，以便与其进行频分复用多音调制通信，所述多音收发机包括接收通路上的变换组件，用来将在每个相继的符号间隔内接收的通信从时域变换到频域，成为各个经调制的音或子信道；与变换组件耦合的选音器，用来选择所接收的音中呈现高信噪比SNR的一子组音作为时钟恢复音组CRTS，并按照需要根据CRTS内各个音的SNR的改变在CRTS内丢弃和添加音；与选音器耦合的检错器，用来检测在CRTS的每个所接收的音中的相位误差；与检错器耦合的集合器，用来计算CRTS内所有的音的平均集合相位误差；以及与发送和接收通路组件耦合的振荡器，用来控制这些组件的定时，所述振荡器响应于集合器所计算的平均集合相位误差，沿使得与相对的收发机上的时钟的相位误差减小的方向调整时钟相位；从而通过响应于SNR的改变而间歇地重新选择CRTS音来保持与相对的多音收发机的同步操作。
2.根据权利要求1的多音收发机，其中，所述选音器还被配置成在呈现高SNR的那些音中选择一子组音，该子组音在多音收发机所调制的频率范围在频率上相互隔开。
3.根据权利要求1的多音收发机，其中，所述选音器还被配置成发信号通知相对的多音收发机下列中至少一个与以伪随机比特序列调制的监视音相应的比特加载要求；以及与以2比特的数据调制的数据音相应的比特加载要求。
4.根据权利要求1的多音收发机，其中，所述集合器还被配置成计算加权因数，使得对于CRTS内每个音的加权因数与所关联的音上的噪声成反比。
5.根据权利要求1的多音收发机，其中，所述集合器还被配置成为CRTS内每个音计算加权因数，使得每个对于具有标引k的音的加权因数α基本上与下式相应其中，σ为在相继符号间隔范围的具有标引k的音的相位误差的统计方差。
6.根据权利要求1的多音收发机，其中，所述集合器还被配置成计算初始加权因数，使得对于CRTS内每个音的加权因数与所关联的音的信噪比SNR成正比。
7.根据权利要求1的多音收发机，其中，所述集合器还被配置成为CRTS内每个音计算初始加权因数，使得每个对于具有标引k的音的加权因数α基本上与下式相应— m ny Ο ·其中，SNRk为具有标引k的音的信噪比。
8.一种用于一对相对的)(DSL收发机之一上的时钟恢复的方法，该对相对的)(DSL收发机通过用户线相互耦合，并且各被配置成通过用户线进行频分复用多音调制通信，所述方法包括选择时钟恢复音组CRTS，所述时钟恢复音组包括所选择的呈现高信噪比SNR的音；将在选择操作中所选择的每个音的比特加载要求发信号通知该对相对的)(DSL收发机中的另一个》)SL收发机；计算CRTS内所有的音的平均集合相位误差；用在计算操作中所计算的平均集合相位误差沿使得该对》)SL收发机上的时钟之间的相位误差减小的方向调整时钟相位；确定CRTS内一个或多个音的SNR已下降到低于门限；以及响应于在确定操作中的确定结果而重复所述选择、发信号通知、计算和调整操作，从而通过响应于SNR的改变而间歇地重新选择CRTS音来保持该对相对的)(DSL收发机的同步操作。
9.根据权利要求8的方法，其中，所述选择操作还包括在呈现高SNR的那些音中选择一子组音，该子组音在收发机所调制的频率范围在频率上相互隔开。
10.根据权利要求8的方法，其中，所述发信号通知操作还包括下列操作中至少一个 将与用伪随机比特序列调制的监视音相应的比特加载要求发信号通知该对相对的XDSL收发机中的另一个)(DSL收发机；以及将与用2比特的数据调制的数据音相应的比特加载要求发信号通知该对相对的)(DSL 收发机中的另一个》)SL收发机。
11.根据权利要求8的方法，其中，所述计算操作还包括为这些音计算加权因数，使得对于CRTS内的每个音的加权因数与所关联的音上的噪声成反比。
12.根据权利要求8的方法，其中，所述计算操作还包括为CRTS内每个音计算加权因数，使得每个对于具有标引k的音的加权因数α基本上与下式相应
13.根据权利要求8的方法，其中，所述计算操作还包括为这些音计算初始加权因数，使得对于CRTS内每个音的加权因数与所关联的音的信噪比SNR成正比。
14.根据权利要求8的方法，其中，所述计算操作还包括为CRTS内每个音计算初始加权因数，使得每个对于具有标引k的音的加权因数α基本上与下式相应
15.一种用于一对相对的)(DSL收发机之一上的时钟恢复的装置，该对相对的)(DSL收发机通过用户线相互耦合，并且各被配置成通过用户线进行频分复用多音调制通信，所述装置包括选择时钟恢复音组CRTS的装置，所述时钟恢复音组包括所选择的呈现高信噪比SNR的曰；将在选择操作中所选择的每个音的比特加载要求发信号通知该对相对的)(DSL收发机中的另一个》)SL收发机的装置；计算CRTS内所有的音的平均集合相位误差的装置；用在计算操作中所计算的平均集合相位误差沿使得该对》)SL收发机上的时钟之间的相位误差减小的方向调整时钟相位的装置；确定CRTS内一个或多个音的SNR已下降到低于门限的装置；以及通过响应于SNR的改变而间歇地重新选择CRTS音来保持该对相对的)(DSL收发机的同步操作的装置。
16.根据权利要求15的用于时钟恢复的装置，其中，所述选择装置还包括在呈现高SNR的那些音中选择一子组音的装置，该子组音在收发机所调制的频率范围在频率上相互隔开。
17.根据权利要求15的用于时钟恢复的装置，其中，所述发信号通知装置还包括下列中至少一个将与用伪随机比特序列调制的监视音相应的比特加载要求发信号通知该对相对的 XDSL收发机中的另一个)(DSL收发机的装置；以及将与用2比特的数据调制的数据音相应的比特加载要求发信号通知该对相对的)(DSL 收发机中的另一个》)SL收发机的装置。
18.根据权利要求15的用于时钟恢复的装置，其中，所述计算装置还包括为这些音计算加权因数使得对于CRTS内的每个音的加权因数与所关联的音上的噪声成反比的装置。
19.根据权利要求15的用于时钟恢复的装置，其中，所述计算装置还包括为CRTS内每个音计算加权因数使得每个对于具有标引k的音的加权因数α基本上与下式相应的装置
20.根据权利要求15的用于时钟恢复的装置，其中，所述计算装置还包括为这些音计算初始加权因数使得对于CRTS内每个音的加权因数与所关联的音的信噪比SNR成正比的装置。
21.根据权利要求15的用于时钟恢复的装置，其中，所述计算装置还包括为CRTS内每个音计算初始加权因数使得每个对于具有标引k的音的加权因数α基本上与下式相应的装置
全文摘要
多音收发机包括变换组件、选音器、检错器、集合器和振荡器。变换组件将所接收的通信从时域变换到频域。选音器选择所接收的音中呈现高信噪比(SNR)的一子组音作为时钟恢复音组(CRTS)，并按照需要根据各个音的SNR在CRTS内丢弃和添加音。检错器检测CRTS的每个所接收的音中的相位误差。集合器计算CRTS内所有的音的平均集合相位误差。振荡器控制收发机的时钟。振荡器响应于平均集合相位误差，沿使得与相对的收发机上的时钟的相位误差减小的方向调整时钟相位。
文档编号H03H7/40GK102460966SQ201080026543
公开日2012年5月16日 申请日期2010年6月15日 优先权日2009年6月15日
发明者C·乔, H·德格汉法尔德, Q·阿尔德鲁比, R·埃拉佩蒂安 申请人:伊卡诺斯科技有限公司