专利名称：带宽调节设备的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于社区天线电视(“CATV”)系统的信号调节设备。
背景技术：
在本领域中使用CATV系统提供互联网、互联网语音协议(“VOIP”)电话、电视、安全和音乐服务是公知的。在提供这些服务中，下行带宽(即，射频(“RF”)信号、数字信号和/或光信号)从服务的供应器提供到用户，而上行带宽(即，射频(“RF”)信号、数字信号和/或光信号)从用户传递到供应器。对供应器与用户之间的大多数距离来说，下行带宽和上行带宽构成经由信号传输线(例如，同轴电缆)传递的总带宽。下行带宽例如是在 CATV系统的总带宽内频率相对较高的信号，而上行带宽例如是频率相对较低的信号。传统上，CATV系统包括首端设施，在此下行带宽开始进入主CATV分配系统，其通常包括多个干线，每条干线为至少一个本地分配网络服务。反过来，下行带宽传递到与特定的本地分配网络关联的相对少数量(例如，接近100-500)的用户。诸如高通滤波器之类的设备被设置在CATV系统内的各种位置，以确保下行带宽从首端设施依次地流过干线，本地分配网络，最终流到用户。在首端设施与用户之间的各种位置上，具有用于维持下行带宽质量的放大器和倾斜调整设备。这一说明引入了对于其余讨论而言重要的三个术语(即，质量、放大器和倾斜调整设备)。这些将在下面广泛地进行讨论。下行带宽的质量常常是对如下内容的测量(i)下行带宽内特定信道的信号电平，该信号电平被仅称为“电平”；和(ii)电平跨越下行带宽中的所有信道的一般一致性，该一般一致性被称为“倾斜”。这些客观测量常常被技术员、分析者和/或其它设备使用，以估计运行期间的CATV系统性能和解决客户抱怨。每个信道的电平应属于已被确定为用户提供满意的视频、声音和信息传输率的特定范围。有助于理解本讨论的是，尽管用于每个信道的特定需求和目标可能在多个CATV系统甚至单个CATV系统中变化，但每个信道的电平具有特定的目标。注意，这是解释“电平” 的简单化的定义，还注意，这一定义不包括其它变化，例如具有模拟调制格式的信道与具有数字调制格式的信道之间的变化。倾斜是用于评价大部分由于携带下行带宽的信号传输线的长度而经历的损耗量的测量。尽管下行带宽的所有信道经历某些损耗，但使用下行带宽内较高频率所传输的信道比使用较低频率传输的信道经历更多的损耗。因而，当用图像表示用于下行带宽内所有信道的电平，以使得它们根据相应信道的频率范围按顺序排列时，在图中从最低频率信道到最高频率信道可能出现明显的能用眼看见的向下倾斜。这一向下倾斜随着信号传输线长度的增加而变得更为明显。注意，这是解释在所有信道上电平的一致性和由在信号传输线中产生的损耗所生成的“倾斜”的简单化定义。还注意，这一定义不包括电平的其它变化， 例如具有模拟调制格式的信道与具有数字调制格式的信道之间电平的变化。倾斜的存在不通过使用典型的用户型放大器(drop-style amplifier)而去除。用户型放大器仅放大整个下行带宽。换句话说，这些用户型放大器同等地提升每个信道的电平。进一步，如果存在大量倾斜，例如当用户的驻地(premise)包括长距离的信号传输线时，用户型放大器可导致一些信道超过它们的电平需求或目标，而其它信道可以保持在它们的需求或目标之下。已知当具有长的信号传输线时，添加固定的或手动可调的倾斜补偿器/低频衰减器。但是，这些设备需要昂贵的测试装备来确定是否应将倾斜补偿和/或应将多少倾斜补偿提供给特定驻地。另外，由于安装成本和关于如何安装这种设备的通常误解，与所需要的这种设备的数量相比，它们很少存在。除了下行带宽所经历的问题之外，上行带宽也应被调节以确保客户满意。穿过每个本地分配网络的上行带宽是在每个用户的驻地(连接到特定分配网络) 内产生的上行带宽的汇集(compilation)。每个驻地内产生的上行带宽包括例如来自调制解调器、机顶盒的期望的上行信息信号和其它期望的信号。每个用户驻地内产生的上行带宽还包括不期望的干扰信号，例如噪声或其它假信号。这些不期望的干扰信号的许多产生器为由于它们的运行而非有意地产生电信号的电气设备。这些设备包括真空吸尘器、电动机、家用变压器、焊接器以及许多其它家用电气设备。这些不期望的干扰信号的许多其它产生器包括部分由于它们的运行而非有意地产生RF信号的设备。这些设备包括无线家用或办公电话、移动电话、无线互联网设备、民用波段(“CB”)无线电、个人通信设备等。尽管由后述的这些设备产生的RF信号对于它们的旨在目的是期望的，但是如果允许它们进入 CATV系统，则这些信号将与期望的上行信息信号冲突。不管不期望的干扰信号是否是非有意产生的电信号还是非有意产生的RF信号， 它们均可被允许进入CATV系统，通常通过无端端口、不适当地运行的设备、被损坏的同轴电缆和/或被损坏的分离器(splitter)。如上所述，下行/上行带宽穿过特定类型的信号传输线(用于用户与首端之间的大部分距离的同轴电缆)。该同轴电缆通过从中央导体向外径向设置并且与中央导体同轴设置的导电层来有意地屏蔽不期望的干扰信号。类似地， 连接到同轴电缆的设备通常提供对不期望的干扰信号的屏蔽。但是，当没有额外的同轴电缆或没有连接到端口的设备时，例如在驻地中房间内具有未使用的端口的情况下，端口的中央导体暴露于房间内存在的任意不期望的干扰信号，并将起到类似小天线的作用以收集那些不期望的干扰信号。类似地，具有被损坏的或发生故障的屏蔽的同轴电缆或设备也可能收集不期望的干扰信号。不期望的干扰信号给予了 CATV系统的上行带宽部分额外的负担。当用户将大图像文件上载到照片共享网站时，图像文件将被分解成许多数据包，上述数据包可以与由位于CATV系统内特定信号线上的其它用户的上行带宽的特定部分的其它数据包混合。为了最优化特定信号传输线上的总的数据吞吐量，数据包可以在不需要用户的任何知识也不会给用户带来不便的情况下显著地延迟和/或重组。当用户使用VOIP电话服务时，他们的声音被转换成与用于上载图像文件的数据包格式类似的数据包。由于典型的会话是实时进行的，意味着需要数据包不间断地且完整地流动，因而与用户交谈的任何人将很快地注意到数据包传递和/或数据包重组的明显延迟，这导致用户声音的音频失真。承载VOIP电话业务的数据包上载中的任意这种重组和/或延迟就抖动方面来测量，且由于其表现的明显服务质量特性而被精密地监视。由于不期望的干扰信号常常损坏、替换和/或破坏单独的数据包，因而不期望的干扰信号很容易引起额外的抖动。考虑到以上所述内容，应清楚的是，具有固有的系统级缺陷，其使得上行带宽开放，并容易被任意单个用户影响。例如，当不间断地监视并由熟练的网络工程师维护时，用户保持上行带宽而无需技能或知识来减少干扰信号的产生并减少干扰信号进入上行带宽。 特别在知道一个用户可以容易地影响所有其它用户时，这一问题还混合有在特定分配网络内连接在一起的用户的数量。使用常规方法尝试提高上行带宽的整体信号质量没有获得成功。整体信号质量的测量包括诸如信号强度和信噪比(即，期望的信息信号与不期望的干扰信号的比率)之类的要素。如所提到的，通过在特定的用户驻地内或附近所应用的用户型放大器已实现了下行带宽强度的增加。这些用户型放大器的成功主要鉴于如下事实由于上面更完整说明的原因，下行带宽内出现的不期望的干扰信号的电平非常低。由于不期望的干扰信号与期望的信息信号放大同样的量，因而由每个用户产生的上行带宽中不期望的干扰信号的固有的存在通常排除这些典型的用以放大上行带宽的用户型放大器的使用。因而，信噪比保持接近恒定，或者更差，从而当执行这种典型的用户型放大器时，不能增加上行带宽的整体信号质量。解决关于上行带宽的这些问题的一种尝试是增加上行带宽的宽度以容纳更多信息，从而使得上行带宽受不期望的干扰信号影响更小。常规地，由于提供的服务的本质，下行带宽的大小远远超过上行带宽的大小。例如，当下行带宽必须容纳全部的电视和音乐节目以及互联网和VOIP下载时，上行带宽仅需要容纳互联网上载、系统控制信号和VOIP上载。多个CATV供应器有将上行带宽的宽度从5-42MHZ增加到5-85MHZ的计划，以允许更多的上行内容流动。随着这种增加，下行带宽的大小必须相应地降低，因为总带宽相对固定。但是，这种改变非常难以执行。常规实践将需要每个用户型放大器和网络放大器中的双向(双工)滤波器以及 CATV系统的节点部分地随着上行带宽大小的增加而改变。混合了执行这种变化的难度，所有变化必须在单个特定时间在整个CATV系统的各种位置上执行。因而，这种执行耗费时间、价格高而且难以调整。更进一步地，上行带宽大小的增加促使供应器推进它们的下行内容到下行带宽的越来越高的频率部分。如上所讨论的，这些更高的频率更易于受到由信号传输线、用户的驻地内的连接器、用户的驻地内的连接到信号传输线的设备等导致的信号强度的寄生损失的影响。因而，由于上行带宽大小的增加，移动到下行带宽内更高频率的内容的质量可能明显变小，导致客户满意度下降以及价格高的业务通话增加。另外，当上行带宽大小的增加可能渐进地增加上行数据包的流动时，由于使得上行带宽开放且易于受到任意单个用户影响的固有的系统级缺陷，上行带宽保持易受可靠性
/拥塞影响。对于至少上述的原因，很明显需要这样一种设备，其能增加下行带宽的整体质量， 增加上行带宽的整体质量和/或提供加大上行带宽的宽度的能力
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供一种上行带宽调节设备，其能被插入到靠近或接近用户驻地的CATV系统的信号传输线中。该设备包括可变信号电平调整设备，其配置为产生对上行带宽的信号电平调整量；和信号测量电路，其配置为测量施加额外信号电平调整增加量之前上行带宽的第一信号强度值和施加额外信号电平调整量之后的第二信号强度。该设备还包括配置为(i)将所述第一信号强度与所述第二信号强度进行比较和(ii) 当所述第一信号强度大于所述第二信号强度时移除额外信号电平调整增加量的至少一部分的电路。根据本发明的一个实施例，提供一种使用位于用户驻地内的设备来调节经由CATV 系统的传输线传输的上行带宽的方法。该方法包括如下步骤(a)提供具有用户侧和供应器侧的设备；(b)在用户侧与供应器侧之间设置可变信号电平调整设备；(c)测量可变信号电平调整设备下游的位置上的上行带宽的第一信号强度值；(d)将额外信号电平调整的增加量施加到上行带宽；(e)测量第二信号强度值；(f)将第一信号强度值与第二信号强度值进行比较；和(g)重复地执行步骤(c)-(f)达预定循环数。在第二信号强度值小于第一信号强度值时，移除额外信号电平调整的增加量的至少一部分。根据本发明的一个实施例，提供一种使用位于用户驻地内的设备来调节经由CATV 系统的传输线传输的上行带宽的方法。该方法包括如下步骤(a)提供具有用户侧和供应器侧的设备；(b)在用户侧与供应器侧之间设置可变信号电平调整设备；(c)测量可变信号电平调整设备下游的位置上的上行带宽的第一信号强度值；(d)将额外信号电平调整的增加量施加到上行带宽；(e)在施加信号电平调整的额外量之后，测量第二信号强度值；(f) 将第一信号强度值与第二信号强度值进行比较；(g)当第二信号强度值小于第一信号强度值时，进行到步骤(i) ； (h)重复地执行步骤(c)-(g)达预定循环数，并且一旦完成预定循环数，则进行到步骤(j) ； (i)减少额外信号电平调整的增加量的预定量，并进行到步骤(j)； 和(j)提供上行带宽的连续信号电平调整。根据本发明的一个实施例，提供一种下行带宽输出电平和/或输出电平倾斜补偿设备，其能被插入用户的驻地内或者用户的驻地附近的CATV系统的信号传输线中。所述设备包括调谐器，其配置为扫描下行带宽以识别低频信道和高频信道；和信道分析器，其配置为确定低频信道和高频信道的每一个的格式。所述设备还包括信号电平测量设备，其配置为测量低频信道电平和高频信道电平。所述设备还包括偏移电路，其配置为执行一个或更多个下面的步骤(i)当低频信道是数字格式时，增加偏移值到低频信道电平；(ii)当低频信道是模拟格式时，从低频信道电平减去偏移值；(iii)当高频信道是数字格式时，增加偏移值到高频信道电平；和(iv)当高频信道是模拟格式时，从高频信道电平减去增益偏移值。所述设备还包括微处理器，其配置为将包括任意偏移值的低频信道电平和高频信道电平与预定信号强度损耗曲线进行比较。所述设备还包括可变输出电平补偿设备，用于为下行带宽提供输出电平补偿量；和可变倾斜调整电路，用于为下行带宽提供倾斜调整量。根据本发明的一个实施例，提供一种调节CATV服务的用户驻地内、用户驻地附近或接近用户房间的下行带宽的方法。该方法包括从CATV供应器接收下行带宽；扫描下行带宽以获得低频信道和高频信道；和测量低频信道的低频信道电平和高频信道的高频信道电平。该方法还包括确定低频信道的调制格式；确定高频信道的调制格式；以及当低频信道和高频信道之一为模拟调制格式且低频信道和高频信道之一为数字调制格式时，将低频信道和高频信道之一偏移预定偏移量。该方法还包括将包括任意偏移值的低频信道电平和高频信道电平与预定信号强度增益/损耗曲线进行比较。该方法还包括为下行带宽提供输出电平补偿量；和为下行带宽提供倾斜调整量。根据本发明的一个实施例，提供一种频带选择设备，其能被插入用户的驻地内的 CATV系统的信号传输线中。所述设备包括供应器侧与用户侧之间的至少两个信号路径集。每个信号路径集包括两个离散信号路径，前向路径允许下行带宽从供应器侧传到用户侧，和返回路径允许上行带宽从用户侧传到供应器侧。前向路径和返回路径由截止跃迁频率分开，对于每个信号路径集截止跃迁频率不同。该设备还包括切换控制器，具有至少两个离散切换位置，切换控制器选择一个切换位置作为信息信号的结果。每个切换位置对应于相应的一个信号路径集。根据本发明的一个实施例，提供一种用于改变CATV服务的用户驻地内、用户驻地附近或接近用户驻地的CATV频带的方法。该方法包括在驻地内、驻地附近或接近驻地设置频带选择设备。该设备包括供应器侧与用户侧之间的至少两个信号路径集。每个信号路径集包括两个离散信号路径，前向路径允许下行带宽从供应器侧穿到用户侧，和返回路径允许上行带宽从用户侧穿到供应器侧。前向路径和返回路径由截止跃迁频率分开，对于每个信号路径集截止跃迁频率不同。该设备还包括切换控制器，具有至少两个离散切换位置。切换控制器选择一个切换位置作为信息信号的结果。每个切换位置对应于相应的一个信号路径集。该方法还包括致动切换控制器作为信息信号的结果到各个信号路径集中期望的一个。根据本发明的一个实施例，提供一种下行带宽调节设备，其能被插入用户驻地内、 驻地附近或接近驻地的CATV系统的信号传输线中。所述设备包括前向路径，其在供应器侧连接器与用户侧连接器之间的至少一部分距离上延伸。耦合器在所述前向路径内连接， 所述耦合器提供第二路径。调谐器，连接到所述耦合器，并能基于微处理器的输入进行调谐。所述调谐器提供选择信道的调谐器输出，选择的信道为高频信道和低频信道中的至少之一。信道分析器连接到所述调谐器的输出。所述信道分析器为微处理器提供调制输出。 所述调制输出在选择的信道为模拟调制时与选择的信道为数字调制时不同。倾斜调整电路在所述前向路径内耦合器与供应器侧连接器之间连接。所述倾斜调整电路能基于微处理器提供的倾斜控制输出而调整。输出补偿电路在前向信号路径内耦合器与供应器侧连接器之间电连接。输出补偿电路能基于微处理器的电平控制输出而调整。根据本发明的一个实施例，提供一种用于调节CATV服务的用户驻地内、驻地附近或接近驻地的下行带宽的方法。所述方法包括开始第一模式。所述第一模式包括从下行带宽调谐到初始高频信道；和从初始高频信道获得高信道调制格式和高信道电平。该方法还包括从下行带宽调谐到初始低频信道；和从初始低频信道获得低信道调制格式和低信道电平。该方法还包括提供下行带宽的电平调整量；和提供下行带宽的倾斜调整量。根据本发明的一个实施例，提供一种用于调节CATV系统的总带宽的设备。所述设备包括返回路径，其在供应器侧连接器与用户侧连接器之间的至少一部分距离上延伸； 和前向路径，其在所述供应器侧连接器与所述用户侧连接器之间的至少一部分距离上延伸。上行部分包括连接在所述返回路径内的可变信号电平调整设备。下行部分包括连接在所述前向路径内的前向耦合器。该设备还包括至少一个微处理器。所述微处理器电上行连接所述可变信号电平调整设备。所述微处理器响应于前向耦合器处的下行带宽的电平减少而减少施加到所述返回路径的信号电平调整量。根据本发明的一个实施例，提供一种调节上行带宽的方法。所述方法包括将至少一个衰减增量加到所述上行带宽上。该方法还包括测量下行带宽的第一电平。该方法还包括响应于所述下行带宽的第一电平移除至少一个衰减增量的至少一部分。根据本发明的一个实施例，提供一种用于测量上行带宽的测量设备。所述设备包括返回路径，其在供应器侧连接器与用户侧连接器之间的至少一部分距离上延伸。耦合器在所述返回路径内连接，所述耦合器提供第二路径。检测电路电下行连接所述耦合器。电平检测器电连接下行所述检测电路，微处理器电下行连接所述电平检测器。所述微处理器包括第一缓冲器和第二缓冲器。根据本发明的一个实施例，提供一种获得上行带宽的电平数据的方法。所述方法包括将频率相关电压流转换成包括增加电压时段的时间相关电压流。所述方法还包括 使用低通放大器和峰值检测器放大和保持增加电压的时段。所述方法还包括记录输出电压流内多个电压系列的峰值，每个系列以超过高压阈值的测量的电压电平开始，并以经由低压阈值之下的测量的电压电平结束。所述方法还包括在第一缓冲器中放置峰值；和周期性计算第一缓冲器平均数。所述方法还包括将每一个第一缓冲器平均数放到第二缓冲器中；和周期性计算第二缓冲器平均数。所述方法还包括将至少一个第一缓冲器平均数和至少一个第二缓冲器平均数输出到输出设备，以供为了调节上行带宽目的的技术员查看。根据本发明的一个实施例，提供一种用于调节上行带宽的设备。所述设备包括返回路径，其在供应器侧连接器与用户侧连接器之间的至少一部分距离上延伸；和耦合器，其在所述返回路径内连接，所述耦合器提供第二路径。检测电路电下行连接所述耦合器。电平检测器电下行连接所述检测电路。微处理器电下行连接所述电平检测器。所述微处理器包括第一缓冲器和第二缓冲器。可变信号电平调整设备在所述返回路径内电下行连接所述耦合器。所述可变信号电平调整设备由微处理器控制。根据本发明的一个实施例，提供一种调节上行带宽的方法。所述方法包括将频率相关电压流转换成包括增加电压时段的时间相关电压流；和使用低通放大器和峰值检测器放大和保持增加电压的时段。所述方法还包括记录输出电压流内多个电压系列的峰值，每个系列以超过高压阈值的测量的电压电平开始，并以经由低压阈值之下的测量的电压电平结束。所述方法还包括在第一缓冲器中放置峰值；和周期性计算第一缓冲器平均数。所述方法还包括将每一个第一缓冲器平均数放到第二缓冲器中；和确定第一缓冲器平均数是否为高于值范围和低于值范围之一，所述值范围为放在第二缓冲器中的第一缓冲器平均数之一加上(+)上偏差并减去(_)下偏差。所述方法还包括当第一缓冲器大于值范围时，将衰减增量加到上行带宽；和当第一缓冲器小于值范围时，使上行带宽减少衰减增量。
为了进一步理解本发明的特性和目的，应结合附图并参考实践本发明的优选方式的如下详细说明，在附图中图1是根据本发明实施例布置的CATV系统的图示；
图2是根据本发明实施例布置的用户的驻地的图示；图3是描绘包括根据本发明一个实施例制造的上行部分的调节设备的电路图，虚线表示可选的下行部分的位置，例如图18中描绘的下行部分；图4是描绘根据本发明一个实施例制造的调节设备中使用的耦合器的电路图；图5是描绘根据本发明一个实施例制造的调节设备中使用的高通滤波器的电路图；图6是描绘根据本发明一个实施例制造的调节设备中使用的RF检测电路的电路图；图7是描绘根据本发明一个实施例制造的调节设备中使用的电平检测器的电路图；图8是从RF检测器流到根据本发明一个实施例制造的调节设备中使用的RF检测电路内的低通放大器的电压流的图示；图9是从根据本发明一个实施例制造的调节设备中使用的RF检测电路内的低通放大器流到电平检测器的电压流的图示；图10是从根据本发明一个实施例制造的驻地设备中使用的电平检测器流到非线性放大器的电压流的图示；图11是根据本发明一个实施例制造的调节设备中使用的非线性放大器的电路图；图12是非线性放大器响应于线性增加的电压的理论响应的图示；图13是从根据本发明一个实施例制造的调节设备中使用的非线性放大器流到微处理器的电压流的图示；图14是由根据本发明一个实施例制造的调节设备中使用的微处理器执行的上行带宽调节程序的流程图；图15是描绘包括根据本发明一个实施例制造的上行部分的调节设备的电路图， 虚线表示可选的下行部分的位置，所述下行部分例如图18所示的下行部分；图16是描绘包括根据本发明一个实施例制造的上行部分的调节设备的电路图， 虚线表示可选的下行部分的位置，所述下行部分例如图18所示的下行部分；图17是描绘由根据本发明一个实施例制造的调节设备中使用的微处理器执行的上行带宽调节程序的流程图；图18是描绘包括根据本发明一个实施例制造的下行部分的调节设备的电路图， 点线表示可选的上行部分的位置，例如图3、图15和图16所示的上行部分的任一个；图19是描绘由根据本发明一个实施例制造的调节设备中使用的微处理器执行的信号电平测量程序的流程图；图20是描绘由根据本发明一个实施例制造的调节设备中使用的微处理器执行的信号电平测量程序的流程图；图21是代表电平调整和倾斜调整(slope adjustment)之前下行带宽的电平曲线的图；图22是代表电平调整之后及倾斜调整之前下行带宽的电平曲线的图；图23是代表电平调整之后及倾斜调整之后下行带宽的电平曲线的图，倾斜调整产生恒定的12dBmV电平曲线；图M是代表电平调整之后及倾斜调整之后下行带宽的电平曲线的图，倾斜调整在54MHz与1000MHz之间产生2dBmV的向上倾斜；图25是描绘由根据本发明一个实施例制造的调节设备中使用的微处理器执行的衰减降低程序的流程图；和图沈是描绘频带选择设备的电路图，其可选地包括图3、图15和图16中示出的上行部分的任一个，且可选地包括图18所示的下行部分。
具体实施例方式如图1所示，CATV系统通常包括供应器(supplier) 20，其通过主分配系统30将下行带宽(例如RF信号、数字信号和/或光信号)传输给用户，并通过同一主信号分配系统 30从用户接收上行带宽(例如RF信号、数字信号和/或光信号)。在主信号分配系统30 上设置分接头90，以允许下行带宽从主信号分配系统30传递出/上行带宽传递到主信号分配系统30。然后，使用下降传输线(drop transmission line) 120将分接头90连接到房子10、60、公寓大楼50、70、咖啡店80等。如图1所示，本发明的总带宽调节设备100( “调节设备100”)可以串联在下降传输线120与用户驻地分配系统130之间。调节设备100设置为使得调节设备100的“供应器侧”设为比调节设备100的“用户侧”在电力上更接近分接头90。因而，调节设备100设置为使得调节设备100的“用户侧”设为比调节设备100的 “供应器侧”在电力上更接近用户驻地分配系统130。仍参考图1，应理解的是，调节设备100可被放置在分接头90与用户驻地分配系统 130之间的任意位置。这一位置可以便利地位于驻地(例如房子10、公寓大楼70等)内， 或者靠近驻地(例如，房子60、公寓大楼50等)。应理解的是，调节设备100可被放置在任何位置，例如咖啡店80或使用CATV服务(包括互联网服务、VOIP服务或其它单向/双向服务)的其它商业区。如图2所示，用户驻地分配系统130可以使用分离器(splitter)进行分离，从而可以根据本领域熟知的实践使下行带宽从电视机150和调制解调器140传递出/使上行带宽传递到电视机150和调制解调器140。调制解调器140可以包括提供电话170服务的 VOIP能力。调制解调器140还可以包括例如为台式计算机160和便携式计算机180提供互联网服务的路由器。此外，通常的实践是提供机顶盒(“STB”)或机顶装置(“STU”)供电视机150直接使用。但是为了简明起见，图2中没有包含STB或STU的图示。在此提及STB和STU基于如下事实许多型号的STB和STU利用上行带宽传输涉及“按次计费”交易、帐单、利用和其它用户交互，所有这些可能需要将信息从STB或STU发送到供应器20。因而，应理解的是， 尽管图2明确地示出了一个驻地设备(S卩，调制解调器140)仅使用一个调节设备100，但每个调节设备100可以与多于一个的通过上行带宽传输期望的上行信息信号的驻地设备(例如，调制解调器、STB、STU和/或专用VOIP服务器)一起使用。本文通篇使用术语“驻地设备”来描述产生上行带宽的期望部分的任何一个以上的多种设备。更具体地，术语驻地设备用于描述位于用户驻地内或用户驻地附近的设备，其例如通过接收下行带宽与供应器20通信，和通过上行带宽将信息传输至供应器20，或两者皆有。这些驻地设备包括互联网访问调制解调器、STB、STU、电视机、驻地安全监控设备和可能需要通过上行带宽报告或者提供信息的任意未来设备。此外，尽管没有在图2中明确示出，但可以有多于一个调节设备100位于单个驻地内、接近或靠近单个驻地。例如，可以具有位于调制解调器140与分离器190之间的调节设备100和位于电视机150上的STB或STU与分离器190之间的另一调节设备100。类似地， 调节设备可以位于驻地分配系统130中穿过上行带宽的任何位置处(例如，来自调制解调器、STB、STU、VOIP服务器等)。另外，尽管没有在图2中明确示出，当具有用于将分接头90连接到两个(或更多个)用户驻地的一个下降传输线120时，可以具有一个位于两个(或更多个)用户驻地附近的调节设备100。尽管由于来自两个(或更多个)用户的上行带宽可能在调节之前被合并因而这一设置不被认为是理想的，但是当为了分离的调节设备100的物理布局将两个(或更多)驻地设置为彼此非常靠近时，这一设置可能是必须的。应理解的是，将调节设备100放置在上述多个位置之一的目的在于在特定用户的上行带宽与其它用户的传输合并之前，通过增加上行带宽的信噪比，维持用户驻地不变， 来增加主分配系统30中的上行带宽的总量。如上所讨论的，仅放大上行带宽不能实现期望的结果，这是因为上行带宽中存在的不期望的干扰信号也被放大。现参考图3，对于下面的讨论，调节设备100的说明将被分成四个一般主题(i) 一般部件；(ii)可选的上行部分105 ； (iii)可选的下行部分108 ； (iv)上行部分105与下行部分108之间的交互；和(ν)频带选择设备。将首先讨论一般部件以逐步阐明通篇使用的术语，并且有助于解释上行带宽如何穿过上行部分105和下行带宽如何穿过下行部分108。 将在硬件、操作和控制方面讨论上行部分105、下行部分108和频带选择设备中的每一个。⑴一般部件仍参考图3，调节设备100可以包括用户侧连接器210和供应器侧连接器215。这些连接器210、215中的每一个均可以是本领域中使用的用于将信号电缆连接至设备的任意连接器。例如，连接器210、215中的每一个均可以是常规的凹型“F-型”连接器。可以分别电气邻近用户侧连接器210和供应器侧连接器215设置用户侧浪涌保护器220和供应器侧浪涌保护器225。浪涌保护器220、225的这一定位允许保护可能位于浪涌保护器220、225之间的电损坏部件(下面将充分讨论)。用户侧浪涌保护器220和供应器侧浪涌保护器225中的每一个均可以是电子应用领域中已知的任意浪涌保护器。用户侧切换器250和供应器侧切换器255的每一个均具有两个位置。在第一默认位置(如图3所示)，切换器250、255使信号穿过旁路路径230。在第二位置，用户侧切换器250和供应器侧切换器255将用户侧连接器210电连接至用户侧主路径对0，将供应器侧连接器215电连接至供应器侧主路径M2。如下面进一步讨论的，调节设备100的主要部件在用户侧主路径240与供应器侧主路径242之间电学串联连接。在调节设备100内发生故障，例如电源发生故障的情况下，则切换器250、255允许总带宽穿过旁路路径230。切换器250、255可以是本领域已知的任意SPDT(单刀双掷)切换器。例如，可以选择并安装切换器250、255使得当调节设备100没有出现电力时，切换器 250,255自动选择第一默认位置以使总带宽通过旁路路径230。相反地，当存在电力时，切换器250、255移向其第二位置，从而使总带宽穿过主路径M0J42。如果调节设备100内发生电学短路，短路很可能导致额外电流流动，其将最终破坏保险丝或者断路器型设备(未示出)。因而，这一短路将可能导致切换器的电力损耗，这允许总带宽穿过旁路路径230。微处理器310(下面更充分地讨论)还可以被用于在调节设备100内检测出除了电力损耗之外的故障时，将切换器250、255致动到它们的第一位置(S卩，到旁路路径230)。 尽管图3中未示出用于这一连接的电路，但应理解的是，微处理器310的控制除了上面讨论的自动控制切换器250、255之外，还能在电故障情况下自动定位切换器250、255。通篇使用的术语“微处理器”应被理解为包括能够执行在此讨论的功能的所有有源电路。例如，微处理器310可以由控制器、系统专用数字控制器或复杂模拟电路替换。旁路路径230可以是电路板上的同轴电缆、非屏蔽线和/或线迹。所有这些选择都能以很小的信号衰减穿过总带宽。用户侧双工器260和供应器侧双工器265分别电耦接到用户侧主路径240和供应器侧主路径对2。双工器260、265设置并配置为在其间产生前向路径244和返回路径M6、 2480双工器沈0、265的每一个均可以起到类似分离器、高通滤波器和低通滤波器的组合的作用，分离器将各个主路径240、242分成两个信号路径，一个用于低通滤波器，一个用于高通滤波器。使用这种组合条件，每个高通滤波器穿过下行带宽，每个低通滤波器穿过上行带宽。在本实例中，下行带宽沿着双工器260、265之间的前向路径244穿过。上行带宽沿着双工器沈0、265之间的返回路径246、248穿过。(ii)上行部分为了设置用于以下讨论的阶段(stage)，将在此非常详细地首先描述上行部分 105的硬件、操作和控制。利用如下知识为了解决增加的衰减，典型的驻地设备增加被利用以使其传输上行带宽(即，期望上行带宽)的电力，从而上行部分105选择性衰减上行带宽的增量。其结果是期望的上行带宽的百分比将大于剩余部分(即，非期望的上行带宽) 的百分比。为了实现这些目标，上行部分105精确地测量期望的上行带宽的电平。在驻地设备不能再通过增加其输出电力来解决衰减时，精确测量允许在不增加太多衰减的情况下增加衰减量。期望的上行带宽可能由于驻地设备的固有功能特性而难以测量。例如，驻地设备通常仅在驻地设备被请求传输信息时传输期望的上行带宽。例如，驻地设备(例如互联网访问调制解调器)通常仅在用户向互联网发送信息时传输信息。由于不能预见何时发送这种信息，因而由驻地设备产生的期望的上行带宽必须假设为时间独立和时间不连续。另外， 所传输信息的连续性例如在单个按次计费交易请求与将大的、详细的相片上传至互联网之间变化很大。换句话说，由驻地设备产生的上行带宽的部分可能在任意时间产生，且可能产生任意长时间。上行部分105包括耦合器340，其根据电力和/或频率范围在返回路径对6、248内经由来自耦合器输出342的第二路径连接到上行部分105的随后的设备以穿过上行带宽的一部分(图4)。本领域的技术人员应容易地理解，基于本申请的描述和特定安装的尺寸需求，什么类型的耦合器适于本目的。例如，在仔细考虑这些可选对象可能对调节设备100的特征阻抗的影响的前提下，可使用简单的电阻器、功分器、方向性耦合器和/或分离器。耦合器340的一个实施例中出现的各个部件在图4中示出。通篇使用的术语“连接”意指光学或电学地设置以使电流、电压和/或光在连接的部件之间穿过。应理解的是，术语“连接”不排除在连接的部件之间插入部件或设备的可能性。例如，即使高通滤波器350示出为以插入关系设置在耦合器340与RF放大器之间，但耦合器340连接到RF放大器365。术语“电下行连接”和“电上行连接”也可以通篇使用以助于说明关于何地或如何连接两个部件。作为一实例，当第二设备电下行连接第一设备时，第二设备从第一设备接收信号。这一相同设置还可以被描述为使第一设备电上行连接第二设备。返回参考图3，高通滤波器350电下行连接耦合器340，以使耦合器输出342电连接至高通滤波器输入352(图幻。在本实例中，利用高通滤波器350使上行带宽的一区段经由高通滤波器输出354(图幻仅穿过下面讨论的其余设备。高通滤波器350并非在所有实例中都需要，但可能有益的是，其衰减已知为不携带期望上行带宽的上行带宽的区段。例如，如果驻地设备已知为在上行带宽的特定区段中提供它们的期望的上行带宽，可能有益的是配置高通滤波器350以将上行带宽的区段衰减为低于驻地设备传输的上行带宽的特定区段。本领域的技术人员能容易地理解的是，基于本申请的描述和特定安装的尺寸需求， 什么类型的高通滤波器适于本目的。高通滤波器350的一个实施例中出现的各个部件在图 5中示出。RF检测电路360电下行连接高通滤波器350，从而高通滤波器输出3M电连接到 RF检测器输入362 (图6)。RF检测电路360包括RF放大器365、RF检测器366和低通放大器367。RF放大器365放大穿过高通滤波器350的下行带宽的部分，作为RF检测器366 的准备。RF检测器366能够起到逆拉普拉斯变换的作用，拉普拉斯变换是广泛使用的积分变换，以将来自频域电压流的下行带宽部分转换成时域电压流。逆拉普拉斯变换是复积分， 其公知为各种名称，例如布罗米奇积分、傅立叶-梅林积分和梅林变换公式。用于逆拉普拉斯变换的可选公式由Post反演公式给出。在一个实例中，时域电压流穿过低通放大器367， 其在区分具有适当信号持续时间的增加电压电平的较长部分与在下面的线路阶内对于使用而言过短的增加电压电平的较短部分时，放大电压流。作为一实例，图8描绘从RF检测器366到低通放大器367的时域电压流输出400。 时域电压流400包括持续以改变时间量的增加电压电平410和420的部分。增加电压410 的较长部分通常描绘驻地设备发送相当大量的信息，而增加电压420的较短部分通常描绘 “咻地发声(Ping) ”，其是代表较短信息量的非常短的脉冲。增加电压的这些较长部分具有可能最适用于特定驻地设备的时段。换句话说，增加电压410的较长部分可能具有增加电压410的较长部分之间的较低电压的较短或较长部分。在下面提供的电平检测器370的讨论中，可以基于存在的驻地设备的类型而变化的这一时段很重要。现参考图9，低通放大器367产生电压流402，在此，增加电压410(图8)的较长部分产生较高电压412，且在此，增加电压420(图8)的较短部分产生较低电压422。然后这一电压流402从RF检测电路输出364输出到电平检测器370。本领域的技术人员将容易地理解，基于本申请的描述和特定安装的尺寸需求，应使用什么类型的部件来产生RF检测电路360。RF检测电路360的一个实施例中出现的各个部件在图6中描绘。电平检测器370电下行连接RF检测电路360，以使RF检测电路的输出电连接到电平检测器输入372 (图7)。电平检测器370基于RF检测电路360提供的电压流产生额外的电流，且电平检测器370包括至少一个二极管和至少一个相对大的电容器376，以存储所提供的电流。从大电容器376提供到电平检测器输出374的电压流404(图10)与RF检测电路360在电平检测器输入372处提供的电压流402有关，只是任意增加电压412、422比来自RF检测电路360的电压流402保持更长时间。任意增加电压的保持量是至少一个电容器的调整大小、相关电阻器的调整大小以及由随后的设备引出的电流的严格的因数。现参考图10，电平检测器370产生电压流404，在此，增加电流412(图9)的较长时段更一致，从而在增加电压414所产生的较长时段之间具有更少的电压倾斜。从而，这一电压流404从电平检测器输出374输出到非线性放大器380。电平检测器370的一个实施例中存在的各个部件在图7中示出。尽管大部分部件对于本领域技术人员来说不需要加以说明，但是值得注意的是，根据一个实施例制造的电平检测器370包括多于一个10 μ F电容器376，足以保持电压达到六秒。这一时间量被发现为足以将电压流402(图9)中的消息电压412(图9)结合到用于微处理器310产生的测量中，且在下面更完整地讨论。时间持续量根据典型被发送的消息的一致性和处理器310的速度可以更小或更大。更通常地说，本实施例保持电压所需的持续时间接近由驻地设备提供的增加电压 410的较长部分的时段的十倍。因而，持续时间可以根据存在的驻地设备而改变。另外，应理解的是，术语“接近”在此使用为与“十倍”乘法器相关，这是因为如果低压阈值(“VIL”) 相应减少以允许在增加电压410的较长部分之间有更大的压降，则少于十倍也足够工作。 多于十倍可能导致持续时间太长，在此电压可能不会迅速充分下降穿过VIL以适当地停止系列(series)。一旦在下面更充分地讨论VIL及其对序列的影响，这些说明将被理解。如本领域的技术人员基于本申请的描述将理解的，特定持续时间量所期望的电容量可以通过一个大电容器或多个较小电容器来实现。返回参考图3，非线性放大器380电下行连接电平检测器370，以使电平检测器输出374电连接到非线性放大器输入382 (图11)。非线性放大器380压缩电平检测器370提供的电压流404，以提供额外的分辨力(resolution)给较低电压。具体地，非线性放大器 380提供额外的细节给较低电压，而不必提供额外的分辨力给高压。由于微处理器310接受来自非线性放大器380的非线性放大器输出384(图11)的电压流并将其转换成0-255范围内的数字值，因而这对于上行带宽调节设备的本实施例而言是重要的。从电平检测器370 施加到整个电压流的额外的分辨力将需要大于255数字值，来自电平检测器370的电压流的线性分辨力可能导致上行带宽的测量质量差。非线性放大器380的一个实施例中存在的各个部件在图11中描绘出。应理解的是，当微处理器310内的额外的分辨力可用时，可以不需要非线性放大器380。非线性放大器380在图11中示出为包括位于非线性放大器输入382附近的电阻器386。这一电阻器386允许来自电平检测器370的电压流404排出而不是无限期地保持特定电压。因而，应理解的是，这一电阻器386可能被考虑为电平检测器370或者非线性放大器380的一部分。线性改变输入电压流430和非线性改变输出电压流440的实例可以在图12中看出。如图所示，在相对较低的输入电压电平下，与输入电压流430中的任意变化相比，输出电压流440明显更多地改变。但是，在相对较高的电压电平下，与输入电压流430中的任意变化相比，输出电压流440明显更少地改变。
图13描绘响应于图10所描绘的电压流404产生的示例性输出电压流405。如图所示，非线性放大器380的作用是强调低压中存在的细节，而不强调高电压。如上所述，线性放大器380的这一作用有助于提供额外的分辨力给较低电压用于测量目的。再参考图3，微处理器310可以电下行连接非线性放大器380，以使微处理器310 连接到非线性放大器输出384。微处理器310测量来自非线性放大器380的各个电压，且可以将这些电压转换成0-255的数字刻度。应理解的是，正在讨论的0-255的刻度在本实施例中被选择仅因为微处理器310的能力。许多其他刻度(包括实际电压测量)也可以根据微处理器310的能力而起作用。由于测量值刻度的这些可能的差异，将通篇使用术语“电平值”以描述分配给输入至微处理器310以进行进一步处理的特定电压输入的值。另外，如上所述，如果使用的微处理器310包括比本实施例更大的分辨能力，则可以不需要非线性放大器380。现将参考图14所示的流程图更详细地描述上行部分105的操作和控制。如上所述，上行部分105可能非故意地衰减上行带宽，直到大多数驻地设备将自动增加它们的输出电平以抵消任意增加的衰减的影响。因而，利用每个增加的衰减量，由于噪声被衰减且驻地设备已增加了其期望频率的输出，因而上行带宽的信噪比增加。信噪比的这一增加的限制是可由驻地设备增加的期望上行带宽的增加量。因而，必须检查并监控上行带宽的电平以确保增加的衰减量不会连续超过驻地设备可能的额外输出量。现参考图14，微处理器310干完一系列处理步骤600，以确定由驻地设备产生的期望上行带宽的电平值。作为这一确定的一部分，微处理器利用两个缓冲器，缓冲器0和缓冲器1 O在本实施例中，缓冲器0具有八个输入位置(0 — 7)。在处理600中，缓冲器0 输入位置可以以两个独立方式提及。首先，缓冲器0输入位置可以具体地提及为缓冲器
(0, 0)、缓冲器(0，1)、缓冲器(0, 2)、缓冲器(0，3)、缓冲器(0，4)、缓冲
器(0，5)、缓冲器(0, 6)和缓冲器(0，7)。其次，缓冲器0输入位置可以提及为缓冲器(0，X)，其中X是作为处理600的一部分增加且重设的变量。缓冲器0输入位置的平均值在此提及为电流平均值(“CAV”)。在本实施例中，缓冲器1具有八个输入位置(0 — 7)。在处理600中，缓冲器1输入位置可以具体被提及为缓冲器(1，0)、缓冲器(1，1)、缓冲器(1，2)、缓冲器(1，3)、缓冲器(1，4)、缓冲器(1，5)、缓冲器(1，6)和缓冲器(1，7)。此外，缓冲器1输入位置可以被提及为缓冲器(0，Y)，其中Y是作为处理600的一部分增加、减少和重设的变量。缓冲器0和缓冲器1各可以包括多于或少于八个输入位置。尽管已发现为了获得上行带宽电平的预期目的八个输入位置能很好地工作，但更多输入位置可能提供具有更少波动的更平滑的电平值。额外的输入位置以额外的时间为代价得到，以获得电平测量和额外处理器消耗。当调节设备100通电时，微处理器310执行启动程序，其包括步骤602、604、606和 608。根据步骤602，缓冲器0输入位置X设为0，而缓冲器1输入位置Y设为0。另外根据步骤602，微处理器310启动延迟定时器，在本实施例中其设定为运行十分钟。在下面的说明中将变得明显的是，这个十分钟定时器旨在当没有感测到驻地设备的行为时释放加在上行带宽上的衰减达十分钟。在此使用术语“行为”以描述高于高压极限 (“VIH”)CAV的存在。十分钟时间可以根据用户在特定CATV网络上的经验而更短或更长。 根据使用互联网、VOIP和/或STB/STU的大多数人将在十分钟长度内执行至少一个功能的假设，本实施例选择十分钟时间。假设长于十分钟的时间长度通常意味着当前没有用户利用互联网、VOIP和/STB/STU。另外根据步骤602，返回衰减器320(图幻设为衰减4dB。这一衰减量是调节设备 100的本实施例提供的基本衰减。该基本衰减量可以基于特定CATV系统的经验增加或减少。选择4dB的这个基本量是因为其提供有益的一些噪声减少量，但其低到不会在驻地设备最初打开且正常工作时干扰任意测试的驻地设备。根据步骤604，微处理器310检查以查看缓冲器0输入位置X是否等于8。步骤604 的目的是确定缓冲器0是否为满。使用值8是因为在种子值(下面讨论)放在最后一个缓冲器位置(即，缓冲器(0，7))处之后，X增加1。因而，尽管没有位置“8”，值八与本确定有关。应理解的是，如果在处理600中增加值“X”的步骤在不同位置出现，也可以使用值 “7”。如果步骤604的回答是“否”，则微处理器310移动到步骤606。否则，微处理器310移动到步骤608。根据步骤606，微处理器310将种子值放入缓冲器(0，X)中，且在第一实例中为缓冲器(0，0)。种子值是以经验为主的推导值，且相对接近期盼被发现的电平值。换句话说，本实施例中的种子值基于特定CATV系统中观察到的实际值以实验方式确定。种子值需要相对接近上行带宽的初始电平值，以允许调节设备100启动稳定处理。在用种子值填入缓冲器(0，X)之后，微处理器310返回步骤604，以检查缓冲器0是否满。步骤604与 606之间的该处理持续用种子值填入所有缓冲器0输入位置。一旦填满，微处理器310移动到步骤608。根据步骤608，微处理器310获得缓冲器0的CAV，并将该值放到缓冲器(1，Y)中， 且在该第一实例中为缓冲器(1, 0)。微处理器310将缓冲器0输入位置X重设为0，但将缓冲器0中的种子值留在缓冲器0输入位置。本领域的技术人员将理解的是，如果缓冲器0 中的值由于其在过一段时间后被重写而被擦除或留下，本处理将正常运行。另外，根据步骤608，基于放入缓冲器(1，Y)中的CAV值来计算VIH和低压极限 (“乂11/’)，其为当前的缓冲器(1, 0)。注意，这也可能被措辞为基于CAV计算VIH和VIL。 不管怎样，VIH和VIL是用在之后步骤中以排除不在期望的电平值附近的大量电平值的计算值。这一排除有助于使本调节设备100通过避免远低于期望值的错误峰值测量而更稳定。由于在确定每个新的CAV之后确定VIH和VIL，VIH和VIL允许在万一所接受电平值中有很大变化的情况下浮动。在本实例中，VIH为接近缓冲器(1，Y)的94%，而VIL为接近缓冲器(1，Υ)的81%。VIH和VIL可为允许更多或更少电平值包含在任意峰值确定中的其他比率。下面将进一步讨论峰值确定，但其可能有助于在此理解VIH设定高初始阈值，其中 VIH之下的电平值排除在考虑之外。类似地，VIL是低第二阈值，其中，考虑电平值直到特定序列(当电平值超过VIH时启动的序列)的电平值低于VIL。换句话说，电平值序列将被检查单个峰值，该序列以超过VIH的电平值开始并以低于VIL的电平值结束。由于最近的CAV 的种子值是51，VIH被计算为48，且VIL被计算为41。当然，在获得实际值之后，这些值将随着CAV的改变而改变。本步骤完成后，微处理器310移动到步骤610。
根据步骤610，微处理器310获得当前电平值(“CLV”)。CLV是在当前时间由非线性放大器380(图3)提供的电压值。一旦获得CLV，微处理器310进行到步骤612。根据步骤612，微处理器310查看最近获得的CLV是否大于VIH以开始考虑电平值系列。如上所述，如果特定CLV是大于VIH的第一获得值(由于具有低于VIL的值)，则其为系列的第一个。因而，如果CLV低于VIH，则微处理器310进行到步骤614以确定CLV是否低于VIL，若为真，则其将终止系列。如果CLV大于VIH，则下一步骤为步骤618。根据步骤614，微处理器310查看最近获得的CLV是否小于VIL。如上所述，所获得的所有低于VIL的电平值被排除在考虑之外。当CLV低于VIL时，处理600移动到步骤 616。因而，如果CLV大于VIL，则下一步骤回到步骤610以获得新的CLV，从而通过具有大于VIH的CLV继续启动系列。应理解的是，代替仅小于/大于，VIH和VIL的任意这些对比可以等于或小于/大于。使用的或不使用的额外的值将不明显地改变结果。一旦微处理器31经过步骤616足够的次数以增加缓冲器0输入位置X，将满足步骤622，表示缓冲器0即将被平均。因而，一旦步骤622被满足，微处理器310移动到步骤 624。根据步骤624，微处理器310计算CAV (其为缓冲器0的平均数)，并且将缓冲器0 输入位置X设置为0。然后，微处理器310进行到步骤626。根据步骤626，微处理器310确定CAV是否大于缓冲器(1，Y)的值+6。为了增加这一步骤的清晰性，如果缓冲器(1，γ)为51，则微处理器310确定CAV是否大于51+6，或57。 增加到缓冲器(1，Y)值的这个值“6”为处理600增加了稳定性，因为CAV必须足够高以增加步骤629中的额外衰减。因此，可以使用比“6”更大的值以冒着减少精确度的危险增加更大的稳定性。类似地，可以使用比“6”更小的值以冒着减少稳定性的危险增加更大的精确度。如果步骤626的回答是肯定的，则微处理器310移动到步骤629以增加衰减。否则， 微处理器310移动到步骤628。根据步骤629，微处理器310增加衰减的额外步骤，在本实施例中，其为ldB。另外， 微处理器310增加了缓冲器1输入位置Y以为将CAV放置到缓冲器1中做准备。随后，微处理器310移动到步骤631。根据步骤631，微处理器310确定缓冲器1输入位置是否满。由于缓冲器1，( 0-7 ) 仅有八个输入位置，因而值8将表示缓冲器1满。这一原因将在下面变得明显。如果缓冲器1是满的，下一步骤为步骤634。否则，下一步骤是步骤632。根据步骤632，CAV放置在下一打开缓冲器1输入位置，缓冲器(1，Y)。然后，处理进行到步骤636。如果缓冲器1满，微处理器310进行到步骤634而不是步骤632。根据步骤634， 缓冲器1当前的所有值向下移动1个位置，从而缓冲器(1，0)中最初的(即，在步骤634 之前)值从缓冲器1移除。然后，CAV被放置在缓冲器(1，7)中。另外，在步骤634中，缓冲器1输入位置Y被设为7。与步骤632 —样，处理600进行到步骤636。根据步骤636，微处理器310为来自缓冲器(1，Υ)的VIH和VIL计算新的值，如果步骤364在之前已完成，则该缓冲器(1，Υ)可以为缓冲器(1，7)。在步骤636之后，处理600 返回到步骤610，以获得新的CLV，且重复处理600的相关部分。现返回参考步骤628，微处理器310确定CAV是否小于缓冲器(1，Y)中的值_4。使用缓冲器(1，Y)的值51，微处理器310将确定CAV是否小于51-5，或47。在本实例中， 处理600将移动到步骤630。否则，处理600将移动到步骤638，其将在下面进行讨论。根据步骤630，微处理器310确定延迟定时器是否时间到了，如果回答为否，则微处理器310进行到步骤646，在此重设延迟定时器。否则，处理310移动到步骤642。根据步骤642，微处理器310查看缓冲器1输入位置Y是否大于或等于4。如果是， 则微处理器310移动到步骤644，在此由可变衰减器320施加的衰减量减少了 4，且缓冲器 1输入位置Y减少了 4。如果基于时间期望更多或更少的衰减减少，则可以使用除了“4”之外的值。值“4”被发现为施加足够的衰减减少以减轻对驻地设备的任意额外负荷与足够快地对驻地设备的不使用做反应之间合适的折衷。随后，微处理器310移动到步骤646，在此重设延迟定时器。返回参考步骤648，如果在步骤642中Y不大于或等于5，则由可变衰减器320所提供的衰减量将减少到步骤602中设定的基本量4，且缓冲器1输入位置Y将被设为0。之后，微处理器310移动到步骤646，在此重设延迟定时器。返回参考步骤638，如果微处理器310确定缓冲器1输入位置Y为0，则微处理器 310直接移动到步骤636以计算新的VIH和VIL。否则，很明显的是，可变衰减器320可以在步骤640中减少一个步骤，其在本实施例中为ldB。同样在步骤640中，缓冲器1输入位置Y减少1。此后，微处理器310移动到步骤636。步骤636是在重新启动处理600之前处理600中的最后步骤，在步骤610没有初始化处理。当处理时间允许时，微处理器310可以连续进行处理600。现返回参考图3，使用可变衰减器320增加和减少由处理600确定的衰减量，该可变衰减器320由微处理器310控制。基于本公开内容，本领域的技术人员应理解的是，存在能提供可变衰减的多种不同硬件配置。例如，调节设备100的一实施例可以包括固定衰减器和可变放大器，其连接到微处理器310并由微处理器310控制。设想其它实施例包括可变放大器和可变衰减器。另外，可变信号电平调整设备还可以是自动增益控制电路(“AGC”) 且在当前设备中很好地运行。换句话说，还应理解的是，信号电平调整量和额外信号电平调整的任意增加量可以通过任意广泛的各种放大器和/或衰减设备来实现。基于以上所述，本文使用的术语“可变信号电平调整设备”应被理解为不仅包括可变衰减设备，还包括含有可变放大器、AGC电路、其它可变放大器/衰减电路和能被用于减少上行带宽上的信号强度的相关光学电路的电路。现参考图15，设想可选的上行部分105。可变信号电平调整设备(其在本实例中为可变衰减器320和固定放大器330)由微处理器310基于电平检测器375的输入来控制。 电平检测器375经由耦合器340和高通滤波器355来测量并维持上行带宽的当前峰信号强度。本实施例的微处理器310包括计数电路、阈值比较电路和电平比较电路。应理解的是， 尽管在本实施例中使用微处理器310，可以设想使用常规逻辑电路或微控制器以下面所述方式来控制可变信号电平调整设备。现参考图16，可变信号电平调整设备示出为包括连接到微处理器310并由微处理器310控制的可变放大器335，和固定衰减设备325。设想其它实施例包括可变放大器335 和可变衰减器320。术语“当前信号强度”旨在描述相对于在过去(例如在应用信号电平调整或应用信号电平调整的额外量之前)的时间测量的信号强度(即，之前的信号强度)的当前或目前信号强度。这一点的原因基于下面的描述应变得清楚。在操作中，图16和图17中示出的实施例中的微处理器310执行信号电平设定程序1000(其在图17中描绘出)以确定经由可变信号电平调整设备施加给上行带宽的适当的信号电平调整量。信号电平设定程序1000可以连续地、以预定间隔和/或根据从供应器 20传输的信息信号的命令运行。一旦开始，微处理器310或逻辑电路根据图17所示的流程图执行信号电平设定程序1000。现参考图17，一旦信号电平设定程序1000初始化1010，微处理器310中的计数电路例如在步骤1020中重设为零(0)。接着，微处理器310反复执行步骤1030、1040、1050、 1060、1070、1080和1090，直到计数器达到预定数量(例如，25)或步骤1080的回答为否定。具体地，在步骤1030中，微处理器310从信号电平检测器375读取当前信号强度， 且在步骤1040中计数器增加预定增量，例如一(1)。然后，微处理器310查看计数器是否大于预定数量(即，25)。如果是，则微处理器310结束程序；但如果否，则微处理器310进行到步骤1060。在步骤1060中，微处理器310将当前信号强度与预定阈值比较。如果当前信号强度大于预定阈值，则微处理器310指示可变信号调整设备额外信号电平调整量(例如， IdB)；但如果当前信号强度小于预定阈值，则微处理器310返回步骤1030。在增加了额外信号电平调整之后，微处理器310在步骤1080读取新的当前信号强度，同时保存当前读取的当前信号强度(例如，从步骤1030)作为先前信号强度为步骤1090 做准备。在步骤1090中，微处理器310将步骤1080中测量的当前信号强度与步骤1030中测量的先前信号强度彼此比较。如果当前信号强度等于先前信号强度，则微处理器310返回步骤1030 ；但如果当前信号强度小于先前信号强度，则微处理器310进行到步骤1100，在此其指示可变信号电平调整设备将信号电平调整量减少预定量(例如，在步骤1070中增加的额外信号电平调整量或大于步骤1070中增加的额外信号电平调整量)。在步骤1100之后，微处理器310在步骤1110中保存信号电平调整的总量，并在步骤1120终止程序。如上所述，本信号电平设定程序的重要方面是步骤1090中进行的比较步骤。CATV 系统中使用的常规电缆调制解调器140(图2)能够基于从下行带宽中的供应器接收的信息信号来调整其输出电平。特别地，如果由供应器20接收的调制解调信号微弱，则供应器20 指示调制解调器140增加其传输信号电平。由于这个与当前发明相关，调制解调器将由于上行带宽信号电平调整量的增加而持续增加信号电平，直到调制解调器140可以不再增加其传输信号强度。从而，如果调制解调器140能补偿额外信号电平调整，则在步骤1070中增加额外信号电平调整之后，步骤1080中测量的当前信号强度应当等于先前信号强度。但是，当施加上行带宽信号电平调整的额外量时，如果调制解调器140已产生其最大信号强度，则当前信号强度将小于先前信号强度。由于当调制解调器140以其最大输出运行时(即，当调制解调器140以最大电平或接近最大电平运行时信号失真可能很大和/或当调制解调器140以最大电平或接近最大电平运行时可能牺牲调制解调器140的耐用性)，调制解调器140中可能产生多种问题，一旦识别调制解调器140的最大输出强度，在步骤1100中信号电平调整量可被减少足够的量，以确保由调制解调器140产生的输出信号质量和调制解调器140的耐用性。注意到，在具有使数据包进入上行带宽的多于一个设备的系统中，上行部分105可以识别一个设备的最大输出强度，而不识别其它设备的最大输出强度。换句话说，上行部分105可以识别达到其最大输出强度的第一设备，而不识别任意其它设备的最大输出强度。如果上行部分105不能识别第一观察的最大输出强度，该设备可以持续以其最大输出强度运行，直到开始另一确定循环。在1050中比较的预定量可以直接关联到信号电平调整量。例如，如果与图16所描绘的实施例中的情况一样，可变信号电平调整设备是包括25阶IdB衰减的步进衰减器， 则预定量可被设为25以允许最精细的分辨(即，IdB)和特定步进衰减器范围的最宽广使用 (即，25dB)。应理解的是，如果期望更快的整体运行，则应当减少步骤数量，且应当降低分辨力(即，5dB，5个步骤)。还可预知的是，如果利用具有更精细分辨力(S卩，小于IdB)或更宽广范围(即，大于25dB)的可变信号电平调整设备，则可以增加预定量。在此讨论的有关于计数器和预定量的增加量为一(1)，从而当预定量为25时具有25次重复(即，25阶)。 根据预定量和期望的总的步骤数量，增量可以容易地为任意量(级，1、5、10、-1、-10等)，如下所讨论的，其基于期望的分辨力和期望的信号电平调整范围。步骤1070中增加的额外衰减量和步骤1100中减少的预定衰减量均为通常至少部分地基于硬件设计限制的变量，且能够根据硬件被本领域的技术人员基于特定CATV系统中和特定CATV设施经历的情况调整。如上所讨论的，本发明的一个实施例中的可变信号电平调整设备包括具有IdB分辨力和25dB范围的步进衰减器。因而，使用本硬件在步骤1070 中增加的额外衰减量可为IdB或IdB的倍数。类似地，在步骤1100中减少的预定衰减量可为IdB或IdB的倍数。应理解的是，如果步骤1070中增加的额外衰减量为IdB的倍数(例如5dB)，则步骤1100中减少的衰减量可为更小的量(例如2dB或4dB)。在步骤1100中减少的衰减量也可以大于在步骤1070中增加的额外衰减量，其原因如上所述关于维持调制解调器140的输出质量和调制解调器140的耐久性。步骤1060中比较的预定阈值是足以将上行带宽中的上行数据包的存在区别于干扰信号的信号电平。该值将根据系统中任意电缆调制解调器140、STB、STU等的输出功率和干扰信号的平均数观察电平而改变。例如，一目的是确定是否存在经由上行带宽发送上行数据包的设备。如果预定阈值设得太低，则干扰信号可能出现在上行数据包中，但如果预定阈值设得太高，则上行数据包可能作为干扰信号出现。(iii)下行部分返回参考图3且还参考图18，根据本实施例制造的调节设备100包括在前向路径 244内连接的下行部分108。一般而言，下行部分108使用微处理器310寻找并观察使用两个不同运行模式 (模式0和模式1)的信道电平。在模式0中，微处理器310仅使用单个高频信道和单个低频信道，以根据电平和倾斜进行相对层次/大校正。在模式1中，微处理器310使用大于一个高频信道的平均数和大于一个低频信道的平均数以根据电平和倾斜进行相对精细的校正。在本实施例中的每个模式中，高频信道的电平被用于设定放大，而低频信道的电平被用于设定倾斜。应理解的是，与下述的方式类似，高频信道的电平可以被用于设定放大，且低频信道的电平可被用于设定倾斜。下面将详细讨论下行部分108的硬件、控制和操作。在本实施例中，微处理器310是与上行部分105中使用的微处理器310相同的微处理器。但是，如果使用两个或更多个独立的微处理器310有一些优点，例如成本、空间或复杂性，则使用两个或更多个独立的微处理器310是有益的。在使用两个独立的微处理器 310的情况下，可以在其间具有连接以允许信息传递。如下面将讨论的，下行部分108为上行部分105提供信息具有很多有利的理由。这些例如包括如果/当破坏调节设备100与供应器20之间的信号传输线时，减少可能抑制经由上行带宽的信息流动的上行带宽的任意衰减。这将在下面进行解释。首先以硬件开始，从图18可以看出，在前向路径对4内连接耦合器502以经由第二路径504朝向调谐器506穿过下行带宽(在此称为耦合的下行带宽)的一部分。耦合器 502连接在前向路径M4内用户侧双工器260与功能性部件(例如，放大器508、510、可变衰减器512和倾斜调整设备514，所有这些将在下面进一步详细讨论)之间，其用于通过校正下行带宽的电平和倾斜来调节下行带宽。耦合器502的这个布置允许下行带宽在被调节之后被取样和分析。本实施例中使用的耦合器502是常规的方向性耦合器，以耐受连续的特征阻抗。仔细考虑其它设备(例如简单的电阻器和/或分离器)可能对设备的特征阻抗的影响的前提下，可以使用这些替换物。固定的信号电平调整设备516可以被设置在耦合器502与调谐器506之间。固定的信号电平调整设备516可被用于防止耦合器502从下行带宽引出太多电力。另外，固定的信号电平调整设备516可以被调整大小以为调谐器506提供具有适于调谐器506和随后设备的电量的耦合的下行带宽。因而，本领域的技术人员应理解的是，基于本公开内容，是否需要固定的信号电平调整设备516和对于任意特定的耦合器502和调谐器506的组合需要什么尺寸的固定的信号电平调整设备516。调谐器506是常规的调谐设备，其能基于微处理器310的输入被“调谐”到选择的信道。特别地，本实施例中使用的调谐器506设置有对应于CATV信道的目标索引号(索引 #)，如下面的表1所示。指出这些索引号的目的在于示出CATV信道并未依序被引入。例如， CATV信道95 (索引#5)的频率低于CATV信道14 (索引#10)。因而，本微处理器310基于以升序增加的索引号和索引号代表的频率控制调谐器506。在下面，这些索引号的目的将变得明显。更强大的微处理器310和/或更复杂的软件控制可以使用其它方法来选择信道， 而不是信道的索引，如下所示。
权利要求
1.一种用于调节CATV系统的总带宽的设备，所述设备包括返回路径，其在供应器侧连接器与用户侧连接器之间的至少一部分距离上延伸； 前向路径，其在所述供应器侧连接器与所述用户侧连接器之间的至少一部分距离上延伸；上行部分，其包括连接在所述返回路径内的可变信号电平调整设备； 下行部分，其包括连接在所述前向路径内的前向耦合器； 至少一个微处理器，所述微处理器电上行连接所述可变信号电平调整设备， 其中，所述微处理器响应于所述前向耦合器处的下行带宽的电平减少而减少施加到所述返回路径的信号电平调整量。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述上行部分还包括 返回耦合器，其在所述返回路径内连接，所述耦合器提供第二路径； 检测电路，其电下行连接所述返回耦合器；和电平检测器，其电下行连接所述检测电路， 其中，所述微处理器电下行连接所述电平检测器。
3.如权利要求2所述的设备，其中，所述下行设备还包括调谐器，其连接到所述前向耦合器并能基于所述微处理器的输入进行调谐，所述调谐器提供选择的信道的调谐器输出，所述选择的信道为高频信道和低频信道中的至少之一。
4.如权利要求3所述的设备，其中，所述微处理器包括至少一个控制模式，其将低信道电平和高信道电平之一与相应的目标电平进行比较。
5.如权利要求4所述的设备，其中，所述微处理器包括电平阈值，低信道电平和高信道电平之一与相应的目标电平之间的差与所述电平阈值进行比较。
6.如权利要求1所述的设备，其中，所述上行部分和所述下行部分利用其自身相应的微处理器，这些微处理器之间具有通信链路。
7.如权利要求1所述的设备，其中，所述上行部分和所述下行部分利用同一微处理器。
8.一种调节上行带宽的方法，所述方法包括 将至少一个衰减增量加到所述上行带宽上； 测量下行带宽的第一电平；和响应于所述下行带宽的第一电平移除所述至少一个衰减增量的至少一部分。
9.如权利要求8所述的方法，还包括测量所述下行带宽的第二电平，所述下行带宽的第二电平在测量所述第一电平之前的一段时间被测量；将所述下行带宽的第二电平与相应的目标电平进行比较以获得第二差； 将所述下行带宽的第一电平与相应的目标电平进行比较以获得第一差；和当所述第一差和所述第二差改变比预定阈值更大的变化量时，进行所述至少一个衰减增量的一部分的移除。
10.如权利要求9所述的方法，其中，所述预定阈值是预期变化的至少一个量，所述预期变化包括与循环温度、湿度和阳光中的至少一个相关的变化。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述预定阈值根据测量所述第二电平与测量所述第一电平之间的时间量而改变。
12.如权利要求8所述的方法，还包括 开始第一模式，所述第一模式包括 从下行带宽调谐到初始高频信道；从所述初始高频信道获得高信道调制和高信道电平； 从所述下行带宽调谐到初始低频信道； 从所述初始低频信道获得低信道调制和低信道电平； 提供所述下行带宽的电平调整量； 提供所述下行带宽的倾斜调整量；在完成所述第一模式步骤的至少一次重复之后开始第二模式，所述第二模式包括 为多个高频信道的每一个获得高信道调制和高信道电平； 获得所述高信道电平的平均数；为多个低频信道的每一个获得低信道调制和低信道电平； 获得所述低信道电平的平均数； 提供所述下行带宽的电平调整量； 提供所述下行带宽的倾斜调整量；获得所述高信道电平的平均数与相应高信道目标电平的平均数之间的第三差； 获得所述低信道电平的平均数与相应低信道目标电平的平均数之间的第四差； 当第三差和第四差中的至少之一超过相应的预定阈值时，返回到所述第一模式；和当从所述第二模式返回到所述第一模式时，进行所述至少一个衰减增量的一部分的移除。
13.如权利要求12所述的方法，还包括为微处理器提供所述多个高频信道的每一个和所述多个低频信道的每一个的识别，所述识别表示相应信道是否从供应器传输而来，其中，所述高信道电平的平均数包括仅用于被识别为从供应器传输而来的那些高频信道的高信道电平；并且其中，所述低信道电平的平均数包括仅用于被识别为从供应器传输而来的那些低频信道的低信道电平。
全文摘要
本发明提供一种用于调节总带宽的设备。所述设备包括返回路径，其在供应器侧连接器与用户侧连接器之间的至少一部分距离上延伸；和前向路径，其在所述供应器侧连接器与所述用户侧连接器之间的至少一部分距离上延伸。上行部分包括在所述返回路径内连接的可变信号电平调整设备。下行部分包括在所述前向路径内连接的前向耦合器。该设备还包括至少一个微处理器。微处理器电上行连接所述可变信号电平调整设备。所述微处理器响应于前向耦合器处的下行带宽的电平的减少而减少施加到所述返回路径的信号电平调整量。
文档编号H04B1/10GK102257733SQ200980150822
公开日2011年11月23日 申请日期2009年10月16日 优先权日2008年10月16日
发明者D·克尔马, J·赖, R·帕林卡斯, S·K·沙菲尔, T·A·奥尔森, T·K·科克斯 申请人:约翰·梅扎林瓜联合有限公司