专利名称：异步接收数字信号时钟输出之方法与装置的制作方法
技术领域：
本发明乃是与利用一输出定时器之异步传输数字信号之均匀输出有关的方法与装置。
背景技术：
在许多不同的应用领域上都存有对于尽可能均匀地输出数字数值的需求，特别是以模拟形式输出时，其中该数字数值可因为异步传输而被传至不规则的区间。尽可能均匀输出是被渴望的，特别是以音声信号输出时，例如当其发生在电话通讯或是以无线电程序传输时。相同的应用亦适于多媒体资料，例如图像数据或是视讯与音讯之结合资料。
当异步传输的结论为无中央主时钟(central master clock)时，包含于该传输之上的许多不同组件在此系统下可能被低效执行。每个被包含于其中的组件可在此系统下为因应时钟需求而自行输出资料或是输入资料。
假使资料是在此系统的两个组件之中传输，那么所有的努力都是致力于以相同输出频率来输出位于接收侧(receiver side)上的资料，当其已被输入至传输侧(transmitter side)上时。然而在此情况下，下列的问题便将发生。第四图表现的一个此情形之范例，其中透过组件A、B而以模拟形式输出或输入的资料D，系藉线路P而在组件A、B之间双向传输。在此案例中，组件A使用频率fA以便发送数据D并输出所接收到的资料D。相对地，组件B系使用频率fB。因为频率fA与fB在实用上并不可能完全一致，那也就是说，在一段时间之后资料D在某一方向上的传输将多于另一方向。在第四图中，在两个方向上被传输的资料D系透过时间t而被清楚地描述。在此可看见七个资料组件系由组件A而被传输至组件B，然而在反方向上则是仅有六个资料组件被传输。也就是说在组件B及时将有一数据流的增加，亦即下被接收的资料D将多于被输出者，因此一资料瓶颈即逐渐产生。在应用上，此问题可因多余资料将被排除的实情而获得解决。另一方面，此情况亦使得被组件A所接收到的资料D之频率低于被输出者的频率。因此藉由资料D所输出的资料，其系以根据习知技艺之方法所内插而生成，将被遗失。
发明内容
本发明之目的即在于创造出一个方法及设备以便能均匀地输出异步传输的资料，因此资料溢流或是资料不足的问题即可在花费低且输出品质不下降的情况下被避免。
根据本发明，前述之目的系可藉由具有申请专利第1项之特征的一方法或是具有申请专利第14项之特征的一设备而得以完成。附属项定义了本案之有利与优先之实施例。
根据本发明，一接收器决定输入资料的数量或是与时间有关的数字数值，以及被接受到的资料由此方法输出时的输出频率值，其中该数字数值系以与被接收者的频率平均相同的频率来输出。这个方法免除了透过时间进程的数字数值被累积或是太小的数字数值被用于传输。
关于有多少数字数值传来的信息，其系与时间有关，可经由一缓冲器而有益地获得，而其中被输入的数字数值并无未被储存于缓冲器之中且为了能在输出时可再被变为可用的，在执行期间并没有数字数值被接收，该缓冲器可与来自于内存的数字数值相连接。然而在许多个案中，这样的一个缓冲器需要具有异步传输，因为，举例来说，如果是透过一个网际网络通讯协议(internet protocol)之网络或是一般藉由封包形数据通讯网络(packet-based data communicationnetworks)，该传输持续的期间可能不同，因此有些数字数值或是封包可较早传至而有些将较慢传至，因此时间间隙(time gaps)可在输入数字数值时增加，而其需藉由上述的缓冲器方能获得平衡。
有利地是在此同时，此情形亦被考虑，其中数字数值已藉一传输器而被发送至某特定的接收器但是并不是被发送至预定的接收器上。为了不改变其它数字数值的传输频率，系因为考虑了已被遗失的数字数值，将在接受器上或是对在此无线电资料，即数字数值，的个案中的听者而言可能导致了一个可察觉之信号退化，其系针对于该接收器而被预定，但是未达后者，其亦与被接收之数字数值的数量一并考虑。不管怎么说，此信息在许多个案中都是有用的，例如藉由封包形数据通讯网络，该接受器因而可藉由使用此频率的信息而加速输出数字数值，其中该等数字数值系已被传输侧所接收。如果有需要，遗失的数字数值可藉内插数值而被取代。虽然信号品质因在特定地方的信号遗失而下降了，但被接收之数字数值的输出频率系藉由考虑已被遗失的数字数值而可避免被设定得过低。
如果关于有多少数字数值已被发送至一特定接收器的信息是确实有用的，那么此信息将直接且完全地被存取，以便设定接受器内的输出时钟。
有利地是此输出时钟乃由一震荡器所制成，或着通常是一时钟产生器，其甚至不具有一调整信号又提供一个被定义的频率，其有利之处在于其对数字数值传输中的所有组件而言是相同的。藉由本发明之方法的施行，该震荡器的频率仅需稍做调整，因此输出时钟系与该时钟一致，因此该数字数值即被产生于该传输侧。该频率名义上的数值已可藉由简单的方式而以高精度来维持，因此该震荡器需要的低调谐(de-tuning)非常地小，且因此并不会被输出之数字数值的接收器所注意。该输出时钟可藉划分或是倍增一震荡器的输出信号而得，其系藉由整数因子以及非整数因子而处理乃是可理解的。该输出时钟亦可藉由改变该因子、维持该震荡器频率不变，而被设定。因为通常该输出时钟的频率只需要做一点点的变化，一操作时钟的频率亦可依接收器而改变，其系为了操作而做准备，并衍生出该输出时钟。如果同步逻辑组件与并列之微处理器系统系被提供，那么这样的一个操作时钟频率便会时常出现。此输出时钟本质地小于操作时钟，其可被划分以产生该输出时钟。
有利地是收录于本发明的方法系被应用于系统之中，其中资料信号系被双向终止，如同在一个电话传输的个案的范例中，其中将有需要以模拟形式输出被一接收器接收的语音信号或是以数字形式来输出被用户所接收的语音信号，此即伴随地发生了一个输出时钟。相同的时钟亦较佳地被用户用来将模拟信号数字化，为的是在稍后能将其发送出去。如果一个配备有此方法的用户与另一个用户产生了双向的连接，那么其中的输入数字数值系亦藉由该输出时钟而与已被数字化与被传输过的模拟数值一样而被输出，同步系因而产生于此两个用户的时钟之间，假如此两个用户的其中一个按照了本发明之方法而设定了该输出时钟。
因为用户可以改变而且至少有一个用户必须为了此方法之实施而被设定以便于同步本发明的输出时钟，举例来说，所有用户都以此方法而设定是被建议的，以致于其等皆可实施本发明的方法，而且当连结是建立于两个用户之间时，选择哪一个用户来实施同步方法是受到控制的。再者，两个用户皆可实施本发明之同步方法，而在此个案中必须确定的是，藉由该控制系统的判断而决定哪一个时钟被设定时，该控制系统的作用仍维持稳定。
本发明实际上是适合于同步一自我计时系统(self-clockedsystem)以便输出具有一输出时钟的时间离散(time-discrete)数值或是应用于数值的时间离散输入，藉以使此系统与其它自我计时系统相通讯，其可由该其它自我计时系统接收到的资料，而该被接收到的资料可被输出，或是被传递至被输出的资料上。计时系统是很普遍的系统系拥有他们自己的主时钟(master clock)。举例来说，如果由一装置所产生的语音信号人必须被编码或是译码方可在数据通讯网络上传输，且需要一个单独的时钟以便进行编码或译码的时候，透过一通讯网路而提供通话服务的该装置即为一实例。在此个案中，被接收到的或是被发送的数据系在一编码器或是一译码器中以一第一频率而被执行，其并不需要一定得与发生在一数字数值与其相对应的模拟数值间的转换一致。在这样一个个案当中，该装置可透过本发明的方法而被用来同步化编码器或是译码器中的时钟。
本发明系以关于所附图标的两个较佳实施例为基础而被详细地描述于后。
图1系为根据本发明之第一实施例所得之应用于处理与数字化无线电信号的一装置结构示意图；图2系为根据本发明之第二实施例所得之透过一数据通讯网络来提供通话服务的一装置结构示意图；图3系为用以实施本发明方法的一装置之结构基本示意图；以及图4系为由习知技艺所得之双向数据通讯排列图。
具体实施例方式
在图3当中，一个用以实施本发明方法的装置之基本结构系被阐明。资料系透过线路P而在用户A与B之间双向传输。该线路P亦可为传输路径，其穿过一共享媒体而传导。发送资料与处理输入资料系于此具有两个用户A、B的个案中在用户专一频率fA或是fB的时钟内被执行。举例来说，在用户A的个案中，透过一线路P而被接收的数据系在频率为fA的时钟内被处理，且数据系藉由向外发出的线路P来发送出去。在此应用中，前述的资料即代表语音信号，其系藉由用户A、B而音声性地被输出或输入。此两个用户A、B系为通话终端，而语音信号系透过一数据通讯网络P而在该用户之间以数字形式进行传输。在此通讯网路P之中，该语音信号系以封包形式而被异步地传输，藉此在该两用户A、B之间的传输之持续时间便可任意变化。
一个具有一同步逻辑SL与一可控制震荡器OSC的时钟产生单元(clock generation unit，CGU)系被配置于用户A。一个同步逻辑SL的输出系被连接至数据传输线D而被用户A所接收。该震荡器OSC产生用户A的输出时钟fA。该同步逻辑SL即以此方法而被设定，其纪录了每个时间单元中被用户A所接收的数字数值或资料的数量并以此作为依据而控制震荡器OSC，在这样的方法中，该输出时钟fA系与频率平均相符合，其中该数字数值系为了输出而被用户A接收。此将造成了被用户A所接收却又用于输出的数字数值量系与由用户B发送至用户A的数字数值量在平均值上是几乎完全相同的结果。该输出时钟fA因而与用户B的输出时钟fB同步。此将再一次造成数字数值在平均上亦是以相同频率而被用户B接收之结果，当其可被处理或是以模拟数值而被输出之时。
在图1当中，一个根据本发明之第一个实施例所得之用以处理并数字化无线电信号的交换规划(switching configuration)VOP之结构系被阐述。在此呈现有该交换规划VOP的实施例当中，模拟数值系被出屋或储存于一模拟界练或是相似的前端(front-end)AFE中。举例来说，此模拟接口AFE亦可被连接至一通话接受器，以便能够藉由一扬声器而透过数据通讯网络来输出正到达的语音信号，并数字化被说出的语音信号至麦克风，并且透过该数据通讯网络而将该等被数字化的信号发送出去。该模拟接口AFE亦可双向地连接至一数字信号处理器DSP，其以两个方向来处里该数字信号。举例来说，此可为该数字信号的压缩(compression)或是解压缩(decompression)。此数字信号处理器DSP可进一步地连接至一接口IOM，透过该接口数字数值系可被输出或是由外界输入。
一个连结于接口IOM的外部组件CODEC系被配置于该交换规划VOP的外部。此外部组件CODEC使用其自身的时钟脉冲或是拥有自己的主时钟，以便处理输入或是输出的资料，其系与该交换规划VOP的时钟无关。举例来说，组件CODEC义举有一音声转换器(acoustictransducer)以便输出或输入音声信号(acoustic signals)。
此交换规划VOP义举有一时钟产生器CGU，其伴随有一同步逻辑SL与一可控制震荡器OSC。在一个具有如图3所述之交换规划的个案中，震荡器OSC在此个案中亦会震荡而无须任何判断操作，其系为一同步逻辑SL至一标称频率的结果，且可在分钟限度被同步逻辑SL给低调谐(de-tuned)。同步逻辑SL的一输出系被连接至一输入资料线路。此同步逻辑SL决定在平均时间内有多少数字数值被交换规划VOP接受，并且以该频率将输入的数字数值藉由模拟接口AFE输出的方式来控制震荡器OSC，藉此该数字数值系透过平均时间而被交换规划VOP所接收，而外部组件CODEC的一信号亦可藉该输出逻辑SL而被利用。模拟语音信号亦藉由该模拟接口AFE而以相同频率进行数字化，且最终将经由通讯网路而提供传输至该数字信号处理器DSP、接口TOW以及组件CODEC。因此，模拟接口的时钟系在交换规划VOP之中与该时钟同步，藉此该组件CODEC便进行操作，或是藉此输入数据即被产生，以致于在一个与图1相符的交换规划VOP与组件CODEC之间的双向数据通讯的个案中，并无资料不足或是过量的问题发生在任一传输方向上。此现象的唯一但书(proviso)是单一的频率亦被使用于组件CODEC之中，以便处理接收与发送之数字数值。
在图2中，一个根据本发明之第二实施例所得之交换规划VOIP系而被阐述，其乃透过一通讯网路IP-NET而提供通话服务。这样的服务亦被称为网际网络语音协议(voice over internet protocol，VOIP)。与第一实施例相比较，在此实施例中该数字信号乃是在交换规划VOIP中被被编码与译码。为了达到此目的，该交换规划VOIP除了一个模拟接口AFE之外还有数字信号处理器DSP，一个具有接口IFA之时钟产生单元CGU的处理器CPU。该模拟接口AFE、数字信号处理器DSP、时钟产生单元CGU、同步逻辑SL以及震荡器OSC皆与第一实施例者相同，因此，此等组件的描述可参考第一实施例。处理器CPU系与数字信号处理器DSP相连接，且在交换规划VOIP中预备将藉一数据通讯网络IP-Net而传输之数字信号，并且藉由接口IFA而与该通讯网路IP-Net之间进行资料的传送或是接收。此交换规划VOIP代表用户A。
此通讯网路IP-Net亦被连接于一第二用户B，其系以与用户A相同的结构而被建构。
在此个案中，同步逻辑SL的输入系被连接至处理器CPU，其中一缓冲器系藉由适当的软件而被提供。此缓冲器系用以抑制跳动(jitter)，其可能在此通讯网路IP-Net内部传输各种不同封包的期间发生。为此，被接收的数字数值系被储存于该缓冲器中，因此，用来模拟输出的数字数值之供应量系已准备就绪且足以应付一段时间。例如此时间的长度可为100毫秒(ms)。如果此时间系被增加，虽然在各种数字数值之传输时间中的差异可被缩减，此仍可造成被接收之数字数值有较长的延迟，而因此亦造成了语音品质的下降。
藉由此中间储存，处理器CPU可决定在超过平均时间的一特定期限内有多少数字数值被接受，并将此信息输出至输出逻辑SL。如同本案的第一实施例，同步逻辑SL系以利用一方法而由处理器CPU输出而来的输入为基础而控制了震荡器，其中该方法系为模拟接口AFE以数字数值输入时的频率来输出已接收到的数字数值，因此缓冲器的层级可被维持在一特定范围内且不会向上或是向下漂移。
在此方法中，在第一用户A中的模拟接口之频率系同步于用户B之模拟接口频率。同样地，此同步作用亦发生于用户B，因此在两用户A、B之间的两个模拟接口AFE之频率系彼此同步。当设计一控制系统以便设定由用户A、B所使用的震荡器之频率时，此方法之目的必定被认为是在于确保运作能够维持稳定。
权利要求
1.一种方法，其系用于透过一接收器(A、B)中之输出时钟(fA、fB)而异步传输的数字数值(D)之均匀输出，其特征是该接收器(A、B)决定与时间有关而由接收器(A、B)所接收到的数字数值(D)之数量并以此为依据而以一方法来设定该输出时钟(fA、fB)，该方法系为利用该接收器(A、B)所接收到的数字数值(D)之频率平均来输出该数字数值(D)。
2.如申请专利范围第1项所述之方法，其特征在于当决定以由该接收器(A、B)所接收的数字数值(D)之数量来作为被接收的数字数值(D)之时，该数字数值(D)，其乃为了该接收器(A、B)而被预定，但在还未抵达该接受器(A、B)前即被考虑。
3.如申请专利范围第2项所述之方法，其特征在于来自接受器(A、B)所接受之数字数值(D)量的信息或是关于为了该接收器(A、B)而被预定的数字数值(D)量的信息，其系由透过传输器(A、B)而产生的信息资料封包中内插而来，其中该传输器发送为了该接收器(A、B)而被预定的该数字数值(D)。
4.如申请专利范围第1项所述之方法，其特征在于该输出时钟乃起源于一震荡器(OSC)的输出信号，其不需任何判断操作即提供了一个标称频率，其可受一判断操作所左右。
5.如申请专利范围第4项所述之方法，其特征在于该震荡器(OSC)的输出信号系为接收器(A、B)的操作时钟。
6.如申请专利范围第4项所述之方法，其特征在于该输出时钟系由划分震荡器(OSC)的输出信号而得。
7.如申请专利范围第1项所述之方法，其特征在于该接收器(A、B)具有一传输装置，系用以传输数字数值，藉此该传输时钟系与该输出时钟一致。
8.如申请专利范围第7项所述之方法，其特征在于数字数值(D)系于一第一用户(A)与一第二用户(B)之间双向传输，且该两个用户(A、B)系以与时间有关的数字数值(D)之数量为根据而针对了被接收到的数字数值(D)来设定他们自己的输出时钟，该数字数值在每个个案中已藉其它接收器(A、B)发送。
9.如申请专利范围第8项所述之方法，其特征在于该两个接收器(A、B)针对被接收到的数字数值(D)设定了该输出时钟，并为已发送数字数值(D)设定该输出时钟。
10.如申请专利范围第1项所述之方法，其特征在于该数字数值(D)系以模拟形式输出。
11.如申请专利范围第1项所述之方法，其特征在于该数字数值(D)为语音信号，其系在一系统中传输以便透过一通讯网路(IP-Net)来提供一通话服务。
12.如申请专利范围第1项所述之方法，其特征在于接收器(A、B)接收来自于一自我计时(self-clocked)资料译码器或是资料编码器(CODEC)的数字数值(D)。
13.一种装置，其系用于透过一输出时钟(fA、fB)而异步传输的数字数值(D)之均匀输出，其特征在于此装置(VOIP)具有一个时钟产生单元(CGU)，其系以一方法而被设定，此方法系为可决定与时间有关而由此装置(VOIP)所接收到的数字数值(D)之数量并以此为依据其可藉另一方法而设定该输出时钟(fA、fB)，其中该另一方法系为利用超过该装置(VOIP)所接收到的数字数值(D)之平均时间的频率来输出该数字数值(D)。
14.如申请专利范围第13项所述之装置，其特征在于该装置(VOIP)系为了实施申请专利范围第1至12项中之任一方法而被设定。
全文摘要
关于数字数值在传输器与接收器(A、B)之间的异步传输，由该传输器所传出的数字数值系以第一频率进行传输，而由接收器所接受的数字数值更进一步的被处理且以第二频率输出，使第一频率与第二频率相协调是不可能的。由于频率差异从未被调和，便造成了被传输之数字数值过量或是不足。为了避免此缺点并让位于用以处理被接收之数字数值的接收器那一侧之频率与位于用以传输数字数值的传输器侧之频率彼此同步，与时间有关而被接受器所接收到的数字数值量系被决定，且以此为依据，一输出时钟系被设定以使得该数字数值可以某一频率而被输出或是进一步地处理，其中该频率系为被接收器所接收之数字数值的频率平均。
文档编号H04J3/06GK1496068SQ0317866
公开日2004年5月12日 申请日期2003年7月18日 优先权日2002年7月19日
发明者S·埃德, G·芬滋尔, S 埃德, 潭 申请人:因芬尼昂技术股份公司