專利名稱：多點到點通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及通信系統(tǒng)領(lǐng)域。具體地說，本發(fā)明涉及多載波電話傳送通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前在家中和商業(yè)中應(yīng)用的兩種信息業(yè)務(wù)包括電視或視頻業(yè)務(wù)和電話業(yè)務(wù)。另一種信息業(yè)務(wù)包括通常通過采用一個連接到電話業(yè)務(wù)的調(diào)制解調(diào)器來實現(xiàn)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送。于此下面進一步提到的電話將包括電話業(yè)務(wù)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù)。
電話和視頻信號的特征是不同的，因而對電話和視頻網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計也不同。例如，與視頻信號的帶寬相比，電話信息占用的帶寬相對較窄。另外，電話信號是低頻，而NTSC標(biāo)準(zhǔn)的視頻信號是以大于50MHz的載波頻率發(fā)送的。所以電話傳輸網(wǎng)相對地是窄帶系統(tǒng)，它工作在音頻且典型地經(jīng)路邊的分線盒引出的雙絞線連到用戶。另一方面，有線電視業(yè)務(wù)是寬帶的且引用各種載頻混頻方法以獲得與傳統(tǒng)的甚高頻電視接收機兼容的信號。有線電視系統(tǒng)或視頻業(yè)務(wù)典型地是由有線電視公司通過屏蔽電纜業(yè)務(wù)連接到各個家庭或商業(yè)用戶而提供的。
在授予白朗斯(Balance)的、標(biāo)題為＂光纖通信網(wǎng)(OpticalCommunications Network)＂的美國專利№4,977,593中描述了綜合電話和視頻業(yè)務(wù)于單一網(wǎng)絡(luò)的一種嘗試。白朗斯描述了一種具有一個位于中心局的光源的無源光纖通信網(wǎng)。光源沿光纖發(fā)送時分復(fù)用光信號，該信號在其后由位于多個單獨的光纖支局之間的一系列分路器(splitter)分路。網(wǎng)絡(luò)允許數(shù)字話音數(shù)據(jù)從支局經(jīng)同一光纖路徑發(fā)送到中心局。另外，白朗斯指出另外的波長可被用來通過數(shù)字復(fù)用，把如有線電視那樣的業(yè)務(wù)引入到網(wǎng)絡(luò)。
一篇標(biāo)題為＂光纖骨干網(wǎng)演進的有線電視網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)想(FiberBackboneA Proposal For an Evolutionary Cable TV networkAchitecture)＂，由詹姆斯A.奇迪克絲(James A.Chiddix)和大衛(wèi)M.潘格拉克(David M.Pangrac)撰稿的1988年NCTA技術(shù)論文，描述了一種混合光纖/同軸有線電視(CATV)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)構(gòu)筑在現(xiàn)有的CATV網(wǎng)上。該結(jié)構(gòu)包括對于從頭端到現(xiàn)有的CATV分配系統(tǒng)中的多個饋給點的直達光纖路徑的使用。
在授予彼得鈞(Pidgeon)的、標(biāo)題為＂采用光波傳輸線的CATV分配網(wǎng)(CATV Distribution Networks Using Light Wave TransmissionLines)＂的美國專利№5,153,763中描述了一種寬帶的、多頻道CATV信號從頭端到多個用戶的分配的CATV網(wǎng)。在頭端的電到光發(fā)送機和在光纖節(jié)點的光到電接收機發(fā)送和接收對應(yīng)于CATV寬帶電信號的光信號。自光纖節(jié)點的分配是通過沿同軸電纜傳輸線傳送電信號來達到的。該系統(tǒng)通過把CATV信號的寬帶的全部或一部分進行塊變換到小于一個倍頻程的頻段上而降低了所傳送的寬帶CATV信號的失真。相關(guān)的授予彼得鈞的、標(biāo)題為＂采用光波傳輸線的CATV分配網(wǎng)＂的美國專利№5,262,883進一步描述了此降低失真的系統(tǒng)。
雖然上面提到的網(wǎng)絡(luò)描述了在各種結(jié)構(gòu)上(可能包括混合光纖/同軸結(jié)構(gòu))傳送寬帶視頻信號的各種概念，但其中沒有一個描述了一種高效的、靈活的、用于電話通信的通信系統(tǒng)。這樣的通信系統(tǒng)中固有地存在著若干問題。
此類問題之一是需要優(yōu)化用于傳送數(shù)據(jù)的帶寬使得所使用的帶寬不超過所分配的帶寬。在多點到點通信中帶寬要求特別關(guān)鍵，其中，必須在若干遠端單元配備多個發(fā)送機使得不會超過所分配的帶寬。
第二個問題涉及系統(tǒng)的功率消耗。此通信系統(tǒng)應(yīng)盡量使用于傳送數(shù)據(jù)的遠端單元所使用的功率最少，因為在遠端單元用于傳輸和接收的設(shè)備可能由分布在系統(tǒng)的傳輸媒介上的電力來供電。
另一個問題是由系統(tǒng)中的故障引起的，它阻止多點到點系統(tǒng)的一個頭端與多個遠端單元之間進行通信。例如，從一個頭端到多個遠端單元間的傳輸線被切斷，可能使許多用戶中斷業(yè)務(wù)。在故障清除后，盡可能快地讓盡可能多的遠端單元恢復(fù)業(yè)務(wù)是非常重要的。
數(shù)據(jù)完整性也必須強調(diào)。內(nèi)部和外部干擾都可降低通信的質(zhì)量。內(nèi)部干擾存在于在系統(tǒng)上傳送的數(shù)據(jù)信號之間。即在同一通信鏈路上傳送的數(shù)據(jù)信號可能相互間存在干擾，這些干擾會降低數(shù)據(jù)的完整性。從外部源來的干擾也會影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐暾?。電話通信網(wǎng)易受外部源(如業(yè)余無線電臺HAM radio)所產(chǎn)生的＂噪聲＂的影響。因為這種噪聲可為間歇性的且強度可變，在此系統(tǒng)上傳送數(shù)據(jù)的方法應(yīng)當(dāng)糾正或避免這種外來噪聲的出現(xiàn)。
這些問題以及其它的問題經(jīng)下面的描述就更清楚了，它們提出了對增強的通信系統(tǒng)的需要。
發(fā)明概述本發(fā)明描述了一種包括多載波電話傳送的多點到點通信系統(tǒng)。此多點到點通信系統(tǒng)包括一個混合光纖/同軸分配網(wǎng)。一個頭端終端提供在混合光纖/同軸分配網(wǎng)上第一頻帶內(nèi)的下行控制數(shù)據(jù)和下行電話信息的下行發(fā)送，以及提供在混合光纖/同軸分配網(wǎng)上第二頻帶內(nèi)的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)的接收。頭端終端包括一個用于把至少下行電話信息調(diào)制在第一頻帶的多個正交載波上以及用于解調(diào)被調(diào)制在第二頻帶的多個正交載波上的至少上行電話信息的頭端多載波調(diào)制解調(diào)器。頭端終端還包括一個操作性地連接到頭端多載波調(diào)制解調(diào)器的、用于控制下行電話信息和下行控制數(shù)據(jù)的發(fā)送以及用于控制上行控制數(shù)據(jù)和上行電話信息的接收的頭端控制器。此系統(tǒng)還包括至少一個業(yè)務(wù)單元，每一業(yè)務(wù)單元至少與一個遠端單元相關(guān)聯(lián)且操作性地連接到混合光纖/同軸分配網(wǎng)，用于第二頻帶內(nèi)的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)的上行發(fā)送和用于對第一頻帶內(nèi)的下行控制數(shù)據(jù)和下行電話信息的接收。每一業(yè)務(wù)單元包括一個用于把至少上行電話信息調(diào)制在與第二頻帶中的至少另一個載波在頭端終端處正交的至少一個載波上以及用于解調(diào)被調(diào)制在第一頻帶內(nèi)的多個正交載波的至少一個頻段上的至少下行電話信息的業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器。每一業(yè)務(wù)單元還包括一個操作性地連接到業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器的、用于控制由業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器所執(zhí)行的調(diào)制和解調(diào)的業(yè)務(wù)單元控制器。
在另一種實施方案中，第一頻帶內(nèi)的多個正交載波包括用于下行控制數(shù)據(jù)的發(fā)送的至少一個控制信道，以及包括用于下行電話信息的發(fā)送的多個電話信息信道。還有，第二頻帶內(nèi)的多個正交載波包括用于上行控制數(shù)據(jù)的發(fā)送的至少一個控制信道，以及包括用于上行電話信息的發(fā)送的多個電話信息信道。
在其它實施方案中，多個控制信道被散置在第一頻帶內(nèi)的電話信息信道間，以及多個控制信道被散置在第二頻帶內(nèi)的電話信道間。
在另一種實施方案中，此至少一個業(yè)務(wù)單元包括一個業(yè)務(wù)調(diào)制解調(diào)器，用于在對應(yīng)于第一頻帶的信道頻段之一的第二頻帶的一個信道頻段內(nèi)上行發(fā)送上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)，業(yè)務(wù)調(diào)制解調(diào)器接收在該第一頻帶的信道頻段內(nèi)的下行電話信息和下行控制信息。一種替代方案中，此至少一個業(yè)務(wù)單元包括一個多業(yè)務(wù)調(diào)制解調(diào)器，用于在對應(yīng)于第一頻帶的多個信道頻段的第二頻帶的多個信道頻段內(nèi)上行發(fā)送上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)，在該第一頻帶的多個信道頻段內(nèi)多業(yè)務(wù)調(diào)制解調(diào)器接收下行電話信息和下行控制信息。
在再另一種實施方案中，第一頻帶的多個控制信道和第二頻帶的多個控制信道，每個都包括至少一個同步信道。
在其它實施方案中，對于不同的載波采用不同的調(diào)制技術(shù)。例如，對于不同的電話信道采用不同的調(diào)制技術(shù)。
還描述了一種強調(diào)系統(tǒng)中的固有問題，特別是外來干擾問題的通信系統(tǒng)。該通信系統(tǒng)包括在一個頭端終端和至少一個遠端單元之間的分配網(wǎng)。該頭端終端接收在分配網(wǎng)上的一個頻帶內(nèi)的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)。該頭端終端包括一個用于解調(diào)被調(diào)制在第一頻帶內(nèi)的多個正交載波上的至少上行電話信息的頭端多載波解調(diào)器。該解調(diào)器包括至少一個用于對調(diào)制在此多個正交載波上的至少上行電話信息進行濾波以提供對已調(diào)制的正交載波免受外來干擾的保護的多相濾波器。該頭端終端還包括一個操作性地連接到頭端多載波解調(diào)器的、用于控制上行控制數(shù)據(jù)和上行電話信息的接收的頭端控制器。此系統(tǒng)還包括至少一個業(yè)務(wù)單元調(diào)制器，每一業(yè)務(wù)單元調(diào)制器與至少一個遠端單元相關(guān)聯(lián)且操作性連接到分配網(wǎng)，用于把至少上行電話信息調(diào)制在與此頻帶內(nèi)的至少一個其它載波在頭端終端處正交的至少一個載波上。此系統(tǒng)還包括一個操作性地連接到該業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制器的、用于控制由業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制器所執(zhí)行的調(diào)制的業(yè)務(wù)單元控制器。
在另一種實施方案中，在此頻帶內(nèi)的多個正交載波包括多個電話信息信道，用于在其上調(diào)制電話信息之后，發(fā)送上行電話信息，以及包括至少一個與多個電話信道相關(guān)聯(lián)的、用于在其上發(fā)送上行控制數(shù)據(jù)的控制信道。
在另一種實施方案中，該至少一個多相濾波器包括一個第一和第二多相濾波器。該第一多相濾波器對第一的多個信道集進行濾波且讓第一的多個信道集的每一信道集內(nèi)的第一的多個至少電話信道通過。該第二多相濾波器對第二的多個信道集進行濾波且讓第二的多個信道集的每一信道集內(nèi)的第二的多個至少電話信道通過。第一和第二多相濾波器相互偏移使得第一的和第二的多個信道集的所有的至少電話信道都通過。在另一種實施方案中，該多相濾波器包括至少兩個重迭的多相濾波器。
在另一種替代方案中，解調(diào)器包括一個用于對調(diào)制在多個正交載波上的至少上行電話信息進行濾波以防止損壞的已調(diào)制正交載波通過的可調(diào)陷波濾波器。
另外，還描述了在通信系統(tǒng)中進行多相濾波的一種方法。該方法包括接收具有在其上調(diào)制電話信息的多個正交載波。該多個正交載波包括第一的和第二的多個非連續(xù)的信道集。該第一的多個非連續(xù)信道集被濾波以使第一的多個非連續(xù)信道集的每一信道集的第一的多個信道通過。該第二的多個非連續(xù)信道集被濾波以使第二的多個非連續(xù)信道集的每一信道集的第二的多個信道通過。已通過的此第二的多個信道包括在對第一的多個非連續(xù)信道集進行濾波時未通過的第一的多個非連續(xù)信道集的信道。
還描述了一種接收具有多個已調(diào)制的正交載波的頻帶的接收機裝置。至少一個多相濾波器通過對已調(diào)制正交載波的多個信道集的濾波來提供對頻帶免受外來干擾的保護。
還描述了一種采用分配環(huán)方法的多點到點通信系統(tǒng)。按照本發(fā)明的通信系統(tǒng)包括一個分配網(wǎng)和一個頭端終端，用于在分配網(wǎng)上第一頻帶內(nèi)的下行控制數(shù)據(jù)和下行電話信息的下行傳輸。該頭端終端接收在分配網(wǎng)上第二頻帶內(nèi)的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)。該頭端終端還包括一個用于把至少下行電話信息調(diào)制在第一頻帶內(nèi)的多個正交載波上以及用于解調(diào)被調(diào)制在第二頻帶內(nèi)的多個正交載波上的至少上行電話信息的頭端多載波調(diào)制解調(diào)器。一個頭端控制器操作性地連接到頭端多載波調(diào)制解調(diào)器，用于控制下行電話信息和下行控制數(shù)據(jù)的發(fā)送，以及用于控制對上行控制數(shù)據(jù)和上行電話信息的接收。該系統(tǒng)包括多個業(yè)務(wù)單元。每一業(yè)務(wù)單元與至少一個遠端單元相關(guān)聯(lián)，且操作性地連接到此分配網(wǎng)，用于第二頻帶內(nèi)的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)的上行發(fā)送以及用于對第一頻帶內(nèi)的下行控制數(shù)據(jù)和下行電話信息的接收。每一業(yè)務(wù)單元包括一個用于把至少上行電話信息調(diào)制在與第二頻帶內(nèi)的至少一個其它載波正交的至少一個載波上，以及用于解調(diào)被調(diào)制在第一頻帶內(nèi)的多個正交載波的至少一個頻段上的至少下行電話信息的業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器。每一業(yè)務(wù)單元還包括一個操作性地連接到業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器的、用于控制由業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器所執(zhí)行的調(diào)制和解調(diào)的業(yè)務(wù)單元控制器。該業(yè)務(wù)單元控制器響應(yīng)于在下行控制數(shù)據(jù)中從該頭端控制器發(fā)送到該至少一個遠端單元的調(diào)節(jié)命令而調(diào)節(jié)至少一個本地傳輸特性。該頭端控制器還包括一個檢測器，用來檢測與至少一個遠端單元相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)單元調(diào)制解調(diào)器的至少一個本地傳輸特性以及用于根據(jù)該檢測到的至少一個傳輸特性產(chǎn)生調(diào)節(jié)命令，以便在下行控制數(shù)據(jù)中被傳送到與此至少一個遠端單元相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)單元。
此外，還描述了一種在頭端和多個遠端單元間具有一個分配網(wǎng)的、采用一種掃描方法的通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括從該頭端發(fā)送在第一頻帶的多個頻段上的多個已調(diào)制正交載波，此多個已調(diào)制正交載波具有調(diào)制在其上的電話信息。該頻段的每一個具有至少一個與之相關(guān)聯(lián)的、有調(diào)制在其上的控制信息的控制信道。在遠端單元的一個掃描器，掃描第一頻帶內(nèi)的多個頻段的每一個頻段，且鎖定在與多個頻段的每一個頻段相關(guān)聯(lián)的至少一個控制信道上以檢測一個獨特標(biāo)識符來確定遠端單元調(diào)諧到第一頻帶的哪一個頻段上以及確定遠端單元在第二頻帶的哪一個頻段內(nèi)發(fā)送。
在另一種實施方案中，該通信系統(tǒng)包括在一個頭端和多個遠端單元之間的分配網(wǎng)。該頭端包括一個用于在分配網(wǎng)上的第一頻帶內(nèi)的下行控制數(shù)據(jù)和下行電話信息的下行發(fā)送以及用于在分配網(wǎng)上的第二頻帶內(nèi)的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)的接收的頭端終端。頭端終端包括一個用于把至少下行電話信息調(diào)制在第一頻帶的多個頻段內(nèi)的多個正交載波上的頭端多載波調(diào)制解調(diào)器。頭端多載波調(diào)制解調(diào)器還解調(diào)被調(diào)制在第二頻帶內(nèi)的多個頻段的多個正交載波上的至少上行電話信息。在該頻段的每一個內(nèi)的多個正交載波包括用于電話信息在其上發(fā)送的多個電話信息信道，且該頻段的每一個具有至少一個與之相關(guān)聯(lián)的用于控制數(shù)據(jù)的傳輸?shù)目刂菩诺?。該頭端終端還包括一個操作性地連接到頭端多載波調(diào)制解調(diào)器的、用于控制下行電話信息和下行控制數(shù)據(jù)的發(fā)送以及用于控制上行控制數(shù)據(jù)和上行電話信息的接收的頭端控制器。此系統(tǒng)還包括多個業(yè)務(wù)單元調(diào)制解調(diào)器，每個業(yè)務(wù)單元調(diào)制解調(diào)器與至少一個遠端單元相關(guān)聯(lián)且操作性地連接到分配網(wǎng)，用于在第二頻帶的多個頻段中的一個頻段上的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)的上行發(fā)送以及用于在第一頻帶的多個頻段中的一個頻段上的下行控制數(shù)據(jù)和下行電話信息的接收。每一業(yè)務(wù)單元調(diào)制解調(diào)器包括一個掃描器，用于掃描第一頻帶內(nèi)的多個頻段的每個頻段以及用于鎖定在多個頻段的每個頻段中的至少一個控制信道上以檢測每一個業(yè)務(wù)單元調(diào)制解調(diào)器的一個獨特標(biāo)識符來確定該業(yè)務(wù)單元調(diào)制解調(diào)器調(diào)諧到第一頻帶的哪一頻段上以及在第二頻帶的哪一頻段內(nèi)業(yè)務(wù)單元調(diào)制解調(diào)器進行發(fā)送。
本發(fā)明還描述了，例如當(dāng)如上所述的故障使系統(tǒng)的許多用戶中斷業(yè)務(wù)時，在一個多點到點通信系統(tǒng)中在一個頭端和多個遠端單元間建立通信的方法。該方法包括在第一頻帶的多個頻段內(nèi)從頭端發(fā)送信息到多個遠端單元。該頻段的每一個頻段具有至少一個與之相關(guān)聯(lián)的控制信道。所發(fā)送的信息包括對應(yīng)于多個遠端單元的n個遠端單元的每一個的識別信息。對此n個遠端單元，這種信息在第一預(yù)定時間段內(nèi)在第一頻帶的多個頻段的一個頻段中的至少一個控制信道上從頭端周期地發(fā)送。多個n個遠端單元的每一個的識別信息與其它n個遠端單元的識別信息是不同相地發(fā)送的。在n個遠端單元的每一個上，對第一頻帶內(nèi)的多個頻段的每一個頻段的至少一個控制信道進行掃描來檢測對應(yīng)于n個遠端單元的每一個的識別信息以便識別n個遠端單元的每一個用來接收來自頭端的信息的多個頻段中的某個特定頻段。
在一種實施方案中，一個頻段在第二頻帶內(nèi)被識別，其中n個遠端單元的每一個在其內(nèi)傳送。該方法還包括在第一預(yù)定時間段后的第二預(yù)定時間段內(nèi)，對n個遠端單元的每一個按順序地執(zhí)行同步，以便與頭端通信。
在一個頭端和多個遠端單元間具有一個分配網(wǎng)的、用于實現(xiàn)上述方法的一個多點到點通信系統(tǒng)，包括用來在第一頻帶的多個頻段內(nèi)從頭端發(fā)送信息到多個遠端單元的裝置。該頻段的每一個有至少一個與之相關(guān)聯(lián)的控制信道。該發(fā)送裝置在一個識別和同步期間的第一預(yù)定時間段內(nèi)，還周期地在第一頻帶的多個頻段之一的至少一個控制信道上發(fā)送對應(yīng)于多個遠端單元的n個遠端單元組的每一個的識別信息。多個n個遠端單元的每一個的識別信息與n個遠端單元的其它一個的識別信息是不同相地發(fā)送的。該系統(tǒng)在n個遠端單元的每一個上，還包括用于掃描第一頻帶的多個頻段之一的至少一個控制信道的裝置以便在第一預(yù)定時間段內(nèi)檢測對應(yīng)于n個遠端單元的每一個的識別信息來識別n個遠端單元用來接收來自頭端的信息的在多個頻段中的某個特定頻段。此外，在n個遠端單元的每一個上，該系統(tǒng)包括用于把至少上行電話信息調(diào)制在與第二頻帶內(nèi)的至少一個其它載波在頭端終端處正交的第二頻帶內(nèi)的至少一個載波上以及用于響應(yīng)于來自頭端的調(diào)節(jié)命令而調(diào)節(jié)至少一個本地傳輸特性。本系統(tǒng)還包括一個在頭端的裝置，用于檢測n個遠端單元的每一個的至少一個本地傳輸特性以及用于根據(jù)所檢測到的至少一個傳輸特性產(chǎn)生調(diào)節(jié)命令，以便傳送到n個遠端單元以在識別和同步期間的第二預(yù)定時間段內(nèi)按順序?qū)個遠端單元的每一個執(zhí)行同步。
還描述了使用信道監(jiān)控來強調(diào)在多點到點通信系統(tǒng)中固有的一些問題，特別是關(guān)于外部干擾。本發(fā)明的監(jiān)控方法監(jiān)控一個電話通信n-比特信道，其中一個比特是奇偶校驗位。對n-比特信道的奇偶校驗位進行抽樣，從奇偶校驗位的樣值中可得出一個概率的誤碼率。
在一種實施方案中，在一個時間段上的概率的誤碼率與表示最小誤碼率的一個預(yù)定的誤碼率值進行比較以確定該n-比特信道是否被損壞。然后損壞的信道可或被重新分配，或(在另一種實施方案中)增加信道的發(fā)送功率，來克服這一損壞。
在一種替代方法的實施方案中，該方法包括以下步驟，即在第一時間段上抽樣n-比特信道的奇偶校驗位，從第一時間段上的奇偶校驗位的樣值得出概率的誤碼率，把在第一時間段上的概率的誤碼率與一個預(yù)定的誤碼率值進行比較以確定該n-比特信道是否被損壞，以及如果該n-比特信道沒有損壞則在多個連續(xù)的時間段上累計概率的誤碼率。
在另一種替代方法的實施方案中，該方法包括以下步驟，即抽樣該n-比特信道的奇偶校驗位以及從在第一時間段上的奇偶校驗位的樣值得出概率的誤碼率。把第一時間段內(nèi)的概率的誤碼率與一個第一預(yù)定誤碼率值進行比較以確定該n-比特信道是否被損壞。從在第二時間段上的奇偶校驗位的樣值得出概率的誤碼率。此第二時間段比第一時間段要長且與之并存地運行。在第二時間段的此概率的誤碼率與一個第二預(yù)定誤碼率值進行比較以確定該n-比特信道是否被損壞。
在再另一種替代的實施方案中，用來監(jiān)控至少一個未分配的電話通信信道的方法包括周期地監(jiān)控該至少一個未分配的電話通信信道。該至少一個未分配電話通信信道的差錯數(shù)據(jù)逐漸累計，且根據(jù)此差錯數(shù)據(jù)對此至少一個未分配電話通信信道進行分配。
附圖簡述

圖1示意了遵照本發(fā)明的采用混合光纖/同軸分配網(wǎng)的一種通信系統(tǒng)的方塊圖；圖2是圖1系統(tǒng)的一種替代實施方案；圖3是帶有圖1系統(tǒng)的相關(guān)發(fā)送機和接收機的一個主數(shù)字終端(HDT)的詳細(xì)方塊圖；圖4是圖3的相關(guān)發(fā)送機和接收機的方塊圖；圖5是圖1系統(tǒng)的一個光分配點的方塊圖；圖6是一個綜合業(yè)務(wù)單元(ISU)(如圖1的家用綜合業(yè)務(wù)單元(HISU)或多用戶綜合業(yè)務(wù)單元(MISU))的通用方塊圖；圖7A，7B，7C顯示了在圖3的HDT中使用的數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)和幀信令；圖8是圖3的一個同軸主單元(CXMU)的同軸主卡(CXMC)的通用方塊圖；圖9A顯示了在圖1系統(tǒng)中用于電話傳送的第一傳送實施方案的一種頻譜分配；圖9B顯示了QAM調(diào)制的映射圖；圖9C顯示了BPSK調(diào)制的映射圖；圖9D顯示了圖9A的頻譜分配的子頻帶圖；圖9E顯示了一個識別和同步過程的時序圖；圖9F顯示了一個突發(fā)識別和同步過程的時序圖；圖10是對于圖1系統(tǒng)的第一傳送實施方案，CXMU的一個主同軸卡(MCC)的下行傳輸結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖11是對于圖1系統(tǒng)的第一傳送實施方案，一個MISU的一個同軸傳送單元(CXTU)的下行接收機結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖12是對于圖1系統(tǒng)的第一傳送實施方案，一個HISU的一個同軸主模塊(CXHM)的下行接收機結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖13是與圖12的CXHM下行接收機結(jié)構(gòu)相關(guān)的CXHM的上行傳輸結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖14是與圖11的CXTU的下行接收機結(jié)構(gòu)相關(guān)的CXTU的上行傳輸結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖15是與圖10的MCC的下行傳輸結(jié)構(gòu)相關(guān)的MCC的上行接收機結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖16是與圖1系統(tǒng)一起使用的捕獲分配環(huán)程序的方塊圖；圖17是與圖1系統(tǒng)一起使用的跟蹤分配環(huán)結(jié)構(gòu)程序的方塊圖；圖18顯示了圖15的MCC上行接收機結(jié)構(gòu)的一個多相濾波器排的幅度響應(yīng)；圖19顯示了圖18的幅度響應(yīng)的一部分的放大圖；圖20是圖15的MCC上行接收機結(jié)構(gòu)的入口濾波器結(jié)構(gòu)和FFT的方塊圖；圖21是圖20的入口濾波器結(jié)構(gòu)和FFT的一個多相濾波器結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖22A是第一傳送實施方案的下行接收機結(jié)構(gòu)的載波、振幅、定時恢復(fù)方塊的方塊圖；圖22B是第一傳送實施方案的MCC上行接收機結(jié)構(gòu)的載波、振幅、定時恢復(fù)方塊的方塊圖；圖23是第一傳送實施方案的接收機結(jié)構(gòu)的內(nèi)部均衡器操作的方塊圖；圖24是在圖1系統(tǒng)中的用于傳送的第二傳送實施方案的一種頻譜分配；圖25是圖1系統(tǒng)的第二傳送實施方案的CXMU的一個MCC調(diào)制解調(diào)器結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖26是圖1系統(tǒng)的第二傳送實施方案的HISU的一個用戶調(diào)制解調(diào)器結(jié)構(gòu)的方塊圖；圖27是圖26的用戶調(diào)制解調(diào)器結(jié)構(gòu)的一個調(diào)制解調(diào)器的方塊圖；圖28是在圖1系統(tǒng)中采用的信道監(jiān)控的方塊圖；圖29A，29B，29C是圖28的信道監(jiān)控程序的差錯監(jiān)控部分的流程圖；圖29D是對于圖29B的流程圖的一個替代流程圖；圖30是圖28的信道監(jiān)控程序的背景監(jiān)控部分的流程圖；和圖31是圖28的信道監(jiān)控程序的備份部分的流程圖。
優(yōu)選實施方案的詳細(xì)描述如圖1所示的本發(fā)明的通信系統(tǒng)10是主要設(shè)計來在混合光纖-同軸(HFC)分配網(wǎng)11上傳送居民和商業(yè)電信業(yè)務(wù)的一個接入平臺。系統(tǒng)10對傳送電話和視頻業(yè)務(wù)是一個高效的平臺。電話業(yè)務(wù)可包括標(biāo)準(zhǔn)電話、計算機數(shù)據(jù)和/或遙測。另外，本系統(tǒng)對提供現(xiàn)有的和正在出現(xiàn)的居民用戶業(yè)務(wù)是一個靈活的平臺。
該混合光纖-同軸分配網(wǎng)11使用光纖饋線來把電話和視頻業(yè)務(wù)傳送到位于遠離中心局或頭端32處的一個分配點18(其后稱為光分配點(ODN))。業(yè)務(wù)是從ODN18經(jīng)一個同軸網(wǎng)分配到多個用戶的。采用基于HFC的通信系統(tǒng)10有若干優(yōu)點。通過采用安裝在饋給點的光纖，系統(tǒng)10把光電器件的費用分?jǐn)偨o數(shù)百個用戶。取代從分配點到每一用戶(“星型”分配方法)的獨立的銅線環(huán)路，系統(tǒng)10實現(xiàn)一種總線方法，每一家庭和用戶接入業(yè)務(wù)不是直接從分配同軸分支線30上而是經(jīng)分配同軸分支線30分接后接入業(yè)務(wù)。系統(tǒng)10還允許非視頻業(yè)務(wù)可以采用更經(jīng)濟的RF調(diào)制解調(diào)器設(shè)備以RF的頻譜的專用部分進行調(diào)制后傳送。最后，因為同軸分配鏈路可直接驅(qū)動現(xiàn)有的已采用電纜的電視機，系統(tǒng)10允許視頻業(yè)務(wù)在現(xiàn)有的同軸設(shè)施上無需附加的用戶設(shè)備就可傳送。
在此描述的調(diào)制解調(diào)器傳送結(jié)構(gòu)和此結(jié)構(gòu)的功能性以及圍繞此結(jié)構(gòu)的操作可在分配網(wǎng)而不是混合光纖同軸網(wǎng)中使用，這一點對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說應(yīng)是顯而易見的。例如，對于無線系統(tǒng)可實行此功能性。因而，按照附加權(quán)利要求，本發(fā)明仔細(xì)考慮了這一系統(tǒng)的使用。
系統(tǒng)10包括主數(shù)字終端12(HDT)，HDT實現(xiàn)了所有的對電話傳送共同的設(shè)備功能，如網(wǎng)絡(luò)接口，同步，DS0修整，以及操作、管理、維護和指配(OAM&P)接口，HDT包括交換網(wǎng)絡(luò)與傳送信息至用戶接口設(shè)備(如綜合業(yè)務(wù)單元100(ISU))和從用戶接口設(shè)備傳送信息的傳送系統(tǒng)間的接口。綜合業(yè)務(wù)單元100(ISU)，如家用綜合業(yè)務(wù)單元(HISU)68或多用戶綜合業(yè)務(wù)單元(MISU)66，MISU可包括一個不同于多住所綜合業(yè)務(wù)單元的商業(yè)綜合業(yè)務(wù)單元，它實現(xiàn)所有的用戶接口功能以及接口到傳送信息到交換網(wǎng)的和從交換網(wǎng)傳送信息的傳送系統(tǒng)。在本系統(tǒng)中，HDT12通常位于中心局而ISU100位于遠端且分布在不同的地方。HDT12和ISU100在一個多點到點配置中經(jīng)混合光纖同軸分配網(wǎng)11相連。在本系統(tǒng)中，HFC分配網(wǎng)11上傳送信息所要求的調(diào)制解調(diào)器的功能由HDT12和ISU100兩者中的接口設(shè)備實行。此調(diào)制解調(diào)器功能是采用正交頻分復(fù)用來實行的。
現(xiàn)在參照圖1、3和6來概略地描述此通信系統(tǒng)。系統(tǒng)10的主要部件有主數(shù)字終端(HDT)12，視頻主分配終端(VHDT)34，電話下行發(fā)送機14，電話上行接收機16，混合光纖同軸(HFC)分配網(wǎng)11(包括光分配點18，與遠端單元46相關(guān)聯(lián)的綜合業(yè)務(wù)單元66、68(在圖6中通常所顯示的ISU100))。HDT12在交換網(wǎng)(由中繼線20標(biāo)示)與至HFC分配網(wǎng)的調(diào)制解調(diào)器接口間提供用于電話信息傳送的電話接口。電話下行發(fā)送機14對HDT12的同軸RF下行電話信息輸出22執(zhí)行電光變換，如圖3所示，以及把它發(fā)送到冗余的下行光纖饋線24。電話上行接收機16對在冗余的上行光纖饋線26上的光信號執(zhí)行光電變換，以及把電信號加到HDT12的同軸RF上行電話信息輸入28上。光分配點(ODN)18提供在光饋線24和26與同軸分配分支線30間的接口。ODN18把下行的視頻和電話合并到同軸分配分支線30。綜合業(yè)務(wù)單元提供至同軸分配網(wǎng)的調(diào)制解調(diào)器接口以及至用戶的業(yè)務(wù)接口。
HDT12和ISU100實現(xiàn)電話傳送系統(tǒng)的調(diào)制器-解調(diào)器(調(diào)制解調(diào)器)功能。HDT12包括至少一個RF MCC調(diào)制解調(diào)器82，如圖3所示，而每個ISU100包括一個RF ISU調(diào)制解調(diào)器101，如圖6所示。MCC調(diào)制解調(diào)器82和ISU調(diào)制解調(diào)器101采用多載波RF傳輸技術(shù)來在HDT12和ISU100間傳送電話信息，如DS0+信道。這一多載波技術(shù)是基于正交頻分復(fù)用(OFDM)的，其中系統(tǒng)的帶寬被分為多個載波，每一個代表一個信息信道。多載波調(diào)制可看作一種采用時分復(fù)用的信息數(shù)據(jù)并把它變換為頻分復(fù)用信息數(shù)據(jù)的技術(shù)。在多載波上的數(shù)據(jù)的產(chǎn)生和調(diào)制是數(shù)字化地、通過在每一數(shù)據(jù)信道采用正交變換而實現(xiàn)的。接收機在抽樣的波形的片段上執(zhí)行相反的變換來解調(diào)數(shù)據(jù)。多載波在頻譜上是重迭的。但是，作為變換的正交性的結(jié)果，每一載波中的數(shù)據(jù)可在沒有其它載波的干擾下而被解調(diào)，因而，減低了所傳送的數(shù)據(jù)信號的干擾。多載波傳輸獲得了傳輸帶寬的有效利用，這一點在多點到點系統(tǒng)的上行通信中特別需要。多載波調(diào)制還提供了接入多個復(fù)用的數(shù)據(jù)流的一個有效的方法，并允許接入該頻段的任何部分以提取這種復(fù)用的信息，因具有比較長的碼元時間而可提供優(yōu)良的對脈沖噪聲的噪聲抗擾力，還通過識別降質(zhì)的載波以及禁止使用這些載波用于數(shù)據(jù)傳輸(這種信道監(jiān)控和保護在下面詳細(xì)描述)而提供一個消除窄帶干擾的有效方法。基本上，電話傳送系統(tǒng)可禁止使用具有干擾和較差性能的載波，僅僅使用滿足傳輸質(zhì)量指標(biāo)要求的那些載波。
還有，ODN18把下行的視頻和電話信息組合，以便傳輸?shù)酵S分配分支線30。來自現(xiàn)有視頻業(yè)務(wù)的視頻信息，通常由中繼線20顯示，由頭端32接收和處理。頭端32或中心局，包括用于視頻數(shù)據(jù)接口的視頻主分配終端34(VHDT)。VHDT34有與之相關(guān)聯(lián)的光發(fā)送機用于經(jīng)分配網(wǎng)11的ODN18把視頻信息送到遠端單元46。
HDT12的電話發(fā)送機14，如圖3和4所示，包括兩個用于下行電話發(fā)送的發(fā)送機以保護所傳送的電話信息。這些發(fā)送機都是傳統(tǒng)型的且是比較便宜的窄帶激光發(fā)送機。如果一個發(fā)送機正常工作，則另一個發(fā)送機處于備用狀態(tài)。一旦在正在工作的發(fā)送機上檢測到故障，發(fā)送就切換到備用發(fā)送機。比較而言，因為VHDT34的發(fā)送機是寬帶的模擬DFB激光發(fā)送機，所以與HDT12的發(fā)送機相比，它比較貴。因此，對視頻信息的保護不象電話數(shù)據(jù)，非基本業(yè)務(wù)就不予以保護。通過把電話數(shù)據(jù)的發(fā)送從視頻數(shù)據(jù)傳輸中分離出來，就能做到僅對電話數(shù)據(jù)進行保護。如果視頻數(shù)據(jù)信息和電話數(shù)據(jù)是在一根光纖上由昂貴的寬帶模擬激光器來發(fā)送的話，從經(jīng)濟上考慮對電話業(yè)務(wù)的保護也許就不可能。因此，這種發(fā)送上的分離是非常重要的。
進一步參照圖1，視頻信息是以光形式經(jīng)光纖線路40下行發(fā)送至分路器38的，為在多條光纖線路42至多個光分配點18的傳輸，分路器38對光的視頻信號進行分路。與HDT12相關(guān)聯(lián)的電話發(fā)送機14經(jīng)光纖饋線42發(fā)送光的電話信號到光分配點18。光分配點18把光的視頻信號和光的電話信號變換為電的輸出信號而經(jīng)混合光纖同軸(HFC)分配網(wǎng)11的同軸分配部分傳輸?shù)蕉鄠€遠端單元46。電的下行視頻和電話信號經(jīng)HFC網(wǎng)11的同軸分配部分的多個同軸分配分支線30和同軸分接頭被分配到ISU。
遠端單元46與一個ISU100相關(guān)聯(lián)，一般如圖6中所示，ISU100包括用于發(fā)送上行電的數(shù)據(jù)信號的裝置，上行電的數(shù)據(jù)信號包括電話信息(例如來自電話機和數(shù)據(jù)終端的)，另外ISU100可能包括用于發(fā)送來自機頂盒45(下文將進一步描述)的機頂盒信息的裝置。上行電的數(shù)據(jù)信號由多個ISU100經(jīng)HFC分配網(wǎng)11的同軸部分提供給一個與該多個ISU100相連的光分配點18。光分配點18把上行電的數(shù)據(jù)信號變換為上行光的數(shù)據(jù)信號，用于在光纖饋線26上傳輸至頭端32。
圖2概略地顯示了一種提供光的視頻和光的電話信號從頭端32至光分配點18的傳輸?shù)奶娲鷮嵤┓桨福诖藢嵤┓桨钢械腍DT12和VHDT34利用同一光發(fā)送機和同一光纖饋線36。來自HDT12和VHDT34的信號被組合且以光的形式從頭端32發(fā)送到分路器38。組合后的信號然后由分路器38分路，且把四個經(jīng)分路后的信號提供給光分配點18后再由同軸分配分支線30和同軸分接頭44分配到遠端單元。從ODN18返回的光的電話信號在分路器38處組合以提供給頭端。但是，如上所述，所使用的光發(fā)送機因為它的寬帶能力相對較貴，所以減少了能夠?qū)镜碾娫挊I(yè)務(wù)提供保護的概率。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員都熟知，在圖1中所示的光纖饋線24、26可包括四根光纖，兩根用于從下行電話發(fā)送機14的下行傳輸，兩根用于至上行電話接收機16的上行傳輸。借助于使用定向耦合器，可把這些光纖的數(shù)量減掉一半。另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員都熟知，所使用的光纖和保護發(fā)送機的數(shù)量是可變的，且如在附加的權(quán)利要求中所描述的，本發(fā)明不局限于任何所列的數(shù)量值。
現(xiàn)在開始詳細(xì)描述本發(fā)明。描述的第一部分主要涉及視頻傳送。描述的其余部分主要是有關(guān)電話傳送。
視頻傳送通信系統(tǒng)10包括頭端32，它經(jīng)中繼線20從視頻和電話業(yè)務(wù)提供者接收視頻和電話信息。該頭端32包括多個HDT12和一個VHDT34。HDT12包括一個用于進行至和來自電話業(yè)務(wù)提供者的電話信息(如T1、ISDN、或其它數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信息)的通信的網(wǎng)絡(luò)接口，這些通信通常用中繼線20表示。VHDT34包括一個用于進行至和來自視頻業(yè)務(wù)提供者的視頻信息(如有線電視視頻信息和用戶的交互型數(shù)據(jù))的通信的視頻網(wǎng)絡(luò)接口，這些通信也通常用中繼線20表示。
VHDT34經(jīng)視頻光纖饋線40發(fā)送下行光的信號到分路器38。無源光分路器高效地對下行高帶寬的光的視頻信號作四個復(fù)制品。復(fù)制后的光的下行視頻信號被分配給對應(yīng)地相連的光分配點18。本領(lǐng)域的技術(shù)人員很容易發(fā)現(xiàn)，雖然產(chǎn)生了下行視頻信號的四個復(fù)制品，通過合適的分路器可作出任意數(shù)量的復(fù)制品，本發(fā)明不局限于任何特定的數(shù)量。
分路器是一種用來分路寬帶的光的信號而無需采用昂貴的寬帶的光電變換硬件的無源裝置。本領(lǐng)域的技術(shù)人員通常都熟悉光信號分路器，許多光纖元件生產(chǎn)廠家如Gould公司都有產(chǎn)品。在替代方案中，也可使用有源分路器。另外，無源或有源分路器的一個級聯(lián)的串，可進一步擴大復(fù)制的光信號的數(shù)量，以應(yīng)用到光分配點的附加的數(shù)量，因而進一步增加單個頭端可服務(wù)的遠端單元的數(shù)量。遵照本發(fā)明如附加權(quán)利要求中描述的那樣，重點考慮了這一替代方案。
VHDT34可位于中心局、有線電視頭端、或遠端，且可在多到大約112個NTSC頻道上廣播。VHDT34包括一種類似于LiteAMpTM系統(tǒng)的傳輸系統(tǒng)，LiteAMpTM系統(tǒng)是美國光波系統(tǒng)有限公司(AmericanLightwave System Inc.)的產(chǎn)品，此公司現(xiàn)在是專利受讓人的附屬公司。視頻信號經(jīng)1300納米激光源以與此信號的接收時相同的頻率進行幅度調(diào)制后以光形式發(fā)送(即這一光傳輸是一個兆兆赫茲的、用RF視頻信號調(diào)制的光載波)。下行視頻傳輸帶寬大約是54-725MHz。使用與接收時的視頻信號的頻率相同的頻率來進行視頻信號的光傳輸?shù)囊粋€好處是可提供降低了變換代價的高帶寬傳輸。這一相同頻率傳輸方法意味著下行調(diào)制將要求光電變換或用光電二極管進行成比例的變換以及可能的放大，但是，沒有頻率變換。另外，沒有抽樣數(shù)據(jù)的帶寬的減少以及清晰度的絲毫降低。
光分配點18，如在圖5中詳細(xì)顯示的，在光纖饋線42上從分路器38接收已分路的下行光的視頻信號。下行光的視頻信號被加至光分配點18的下行視頻接收機400。所使用的光的視頻接收機400類似于美國光波系統(tǒng)有限公司的LiteAMpTM產(chǎn)品系列中的產(chǎn)品。來自視頻接收機400的變換后的信號，它是采用光電二極管成比例變換的，與來自下行電話接收機402的變換后的電話信號一起加到橋接放大器403。橋接放大器403同時加四個下行電的電話信號和視頻信號到雙工濾波器406，當(dāng)兩個不同頻帶的信號用于上行和下行傳輸時，雙工濾波器406通過分離發(fā)送和接收功能可允許全雙工工作。對于視頻或下行電話信號，ODN18不用進行頻率變換，這是因為這些信號是經(jīng)HFC分配網(wǎng)11的同軸部分，在與它們在ODN18接收時的頻帶相同的頻帶內(nèi)通過ODN到達遠端單元的。
在ODN18接收到下行光的視頻信號且這些信號被變換為下行電的視頻信號以后，為把下行電的視頻信號傳送到遠端單元46，ODN18的四個輸出加到HFC分配網(wǎng)11的同軸部分的四個同軸分支線30上。電的視頻信號的這種傳輸是在大約54-725MHz帶寬上進行的。每一ODN18提供在多個同軸分支線30上的傳輸，且按照如附加權(quán)利要求中描述的本發(fā)明，還仔細(xì)考慮了任意數(shù)量的輸出的情況。
如圖1所示，每一同軸電纜分支線30可通過多個同軸分接頭44把下行電的視頻和電話信號提供給巨大數(shù)量的遠端單元46。本領(lǐng)域的技術(shù)人員都熟悉同軸分接頭，它起電的信號的無源雙向截止器的作用。每一同軸電纜分支線30可有許多串聯(lián)的同軸分接頭44。另外，HFC分配網(wǎng)11的同軸部分可使用任意數(shù)量的放大器來拓展可在此分配網(wǎng)11的同軸部分上被發(fā)送的距離數(shù)據(jù)。
下行視頻信號從同軸分接頭44被提供到遠端單元46。來自同軸分接頭44的視頻信號提供給一般在圖6中ISU100的方塊圖中顯示的HISU68。ISU100被提供以來自分接頭44的下行電的視頻和電話信號，且此信號被加到雙工濾波器104。下行電的視頻和電話信號通過雙工濾波器104到達一個入口濾波器105和ISU調(diào)制解調(diào)器101。下行視頻信號通過入口濾波器105并經(jīng)一個任選的機頂盒45到達視頻設(shè)備。對從雙工濾波器104加到ISU調(diào)制解調(diào)器101的電的下行電話信號進行處理，下文將詳細(xì)描述。
與提供給其它用戶設(shè)備(如電話機或計算機終端)的那些信號相反，入口濾波器105提供給遠端單元46對加到視頻設(shè)備的信號的干擾的保護。入口濾波器105讓視頻信號通過；但它阻塞未被視頻設(shè)備使用的那些頻率。通過阻塞未被視頻設(shè)備使用的那些頻率，網(wǎng)絡(luò)可清除那些可能對至少同一遠端單元的其它業(yè)務(wù)造成干擾的寄生信號。
機頂盒45是一個在遠端單元46的可任選的單元。來自機頂盒45的交互視頻數(shù)據(jù)可由一個由視頻業(yè)務(wù)提供者提供的附加的單獨RF調(diào)制解調(diào)器在大約5-40MHz的帶寬內(nèi)相對較低的頻率上發(fā)送。這一頻率不能是用于傳送上行和下行電話數(shù)據(jù)以及下行視頻的頻率。
對于一個MISU66，始于同軸分接頭44的一條單獨同軸線被利用來提供從同軸分接頭44到機頂盒45的視頻信號的傳輸，而后用于提供下行視頻信號到視頻設(shè)備47的傳輸。如圖6所示的入口濾波器105不是MISU66的一部分，如點劃線所顯示的。
VHDT34的替代實施方案可采用其它調(diào)制以及混合的方案或技術(shù)在頻率上移動視頻信號，且可采用其它的編碼方法以編碼的格式發(fā)送信息。除了那些傳送數(shù)字視頻數(shù)據(jù)的技術(shù)和方案外，傳送模擬視頻數(shù)據(jù)的此類技術(shù)和方案，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員也都是熟知的，且在按照如在附加的權(quán)利要求中所描述的本發(fā)明的構(gòu)思和范圍，對它們都予以了仔細(xì)的考慮。
電話傳送參照圖3，由MCC調(diào)制解調(diào)器82在載波上調(diào)制的電話信息和ISU操作和控制數(shù)據(jù)(在下文稱為控制數(shù)據(jù))，在HDT12與電話下行發(fā)送機14間經(jīng)同軸線22發(fā)送。由ISU100在載波上調(diào)制的電話信息和控制數(shù)據(jù)在電話上行接收機16上被接收且經(jīng)同軸線28被傳送到MCC調(diào)制解調(diào)器28。電話下行發(fā)送機14和電話上行接收機16分別經(jīng)光纖饋線24和26發(fā)送電話信息和控制數(shù)據(jù)至對應(yīng)的光分配點18和從對應(yīng)的光分配點18接收電話信息和控制數(shù)據(jù)?？刂茢?shù)據(jù)可能包括用于提供系統(tǒng)11的電話業(yè)務(wù)的所有的操作、管理、維護&指配(OAM&P)以及在HDT12和ISU100之間提供電話信息的傳送時所需要的任何其它的控制數(shù)據(jù)。
HDT12的方塊圖在圖3中示出。HDT12包括以下模塊八個DS1單元(DS1U)(七個四重的DS1單元48加上一個保護單元50)，一個保護交換和測試變換單元52(PSTU)，兩個時鐘和時隙互換單元54(CTSU)(一個工作的和一個備用/保護單元)、六個同軸主單元56(CXMU)(三個工作和三個備用/保護單元)、兩個機架控制單元58(SCNU)(一個工作的和一個備用/保護單元)、以及兩個供電單元60(PWRU)(兩個負(fù)荷分擔(dān)單元，它們把取自中心局電源的合適電壓提供給HDT)。
HDT12包括了通信系統(tǒng)10的電話傳送的所有的通用設(shè)備功能。HDT12通常位于中心局且直接接口到本地數(shù)字交換機或數(shù)字網(wǎng)元設(shè)備。HDT提供用于所有電話信息的網(wǎng)絡(luò)接口62。每一HDT在網(wǎng)絡(luò)接口62上配備2至28個DSX-1入口，代表最多672個DS0信道。
HDT12還對系統(tǒng)11的電話傳送提供所有的同步。HDT12可工作在三種同步方式的任何一種外同步，線同步，或內(nèi)同步。外同步是指同步到樓內(nèi)綜合定時供給基準(zhǔn)，它的時鐘源取自HDT12所在的中心局。線同步是指同步到從DSX-1信號(它通常從本地數(shù)字交換機得到)中恢復(fù)的時鐘。內(nèi)同步是在失去任何有效的基準(zhǔn)定時輸入時，HDT維持它自己的同步的一種自激或保存操作。
HDT12還提供四分之一-DS0修整能力以及實現(xiàn)4096×4096全接入、無阻塞的四分之一-DS0(16kbps)交叉連接能力。這要求DS0和四分之一-DS0(ISDN“D”信道)可從DSX-1網(wǎng)絡(luò)接口62上的任意時隙轉(zhuǎn)到由任何ISU100所服務(wù)的任意用戶。
HDT12還提供在HFC分配網(wǎng)11上電話傳送所要求的RF調(diào)制解調(diào)器功能(包括MCC調(diào)制解調(diào)器82)。HDT12可配備最多達三個工作的CXMU56，用于提供至HFC分配網(wǎng)11的調(diào)制解調(diào)器接口，還提供對每一工作的CXMU56的一對一保護。
HDT12協(xié)調(diào)電話傳送系統(tǒng)，包括對多點到點通信系統(tǒng)11的多個ISU的控制和通信。每一HDT12模塊執(zhí)行一種功能。DS1U模塊48提供至數(shù)字網(wǎng)的接口以及DSX-1的終結(jié)。PTSU52通過把故障的DS1U模塊48切換到保護DS1U50而提供DS1U設(shè)備保護。CTSU54提供四分之一-DS0時隙修整能力和所有的系統(tǒng)的同步功能。CTSU54也使系統(tǒng)中的所有呼叫處理協(xié)調(diào)。CTMU56，下文將詳細(xì)描述，對在HFC分配網(wǎng)11上OFDM的電話傳送提供調(diào)制解調(diào)器功能和接口，而SCNU58監(jiān)督為電話傳送提供所有OAM&P功能的整個通信系統(tǒng)的操作。大多數(shù)對于指配請求的處理是由SCNU58執(zhí)行的。
下行電話發(fā)送機下行電話發(fā)送機14，如圖4所示，從HDT12的工作的CXMU56上獲取同軸的RF輸出22，它攜帶電話信息和控制數(shù)據(jù)，且把輸出22組合到一個下行電話傳輸信號中。在一個獨立的下行電話發(fā)送機14中(而不是在HDT12中)實現(xiàn)光傳輸所要求的電光變換邏輯電路，以提供一個更有效的傳送方案。通過把這一功能放置在一個獨立的組件中，這一功能就不需在HDT12的每一CXMU56中重復(fù)。這就減低了CXMU56的功能的費用，且允許CXMU56可取代光纖而在同軸上發(fā)送和接收。下行電話發(fā)送機14還提供在冗余的下行光纖饋線24上的至ODN8的傳輸。
下行電話發(fā)送機14是與HDT12放置在一起的優(yōu)選地是在100英尺或更短的距離內(nèi)。下行電話發(fā)送機14從工作的CXMU56接收同軸RF輸出(每個都在6MHz頻帶內(nèi))，且在組合器25中把它們組合為一個單個的RF信號。本領(lǐng)域的技術(shù)人員都熟知，每一個6MHz頻帶由防護頻帶隔開。然后下行電話信息是在大約725-800MHz頻帶內(nèi)發(fā)送的。電話發(fā)送機14讓組合后的信號通過一個1到2的分路器(未圖示)，因而就產(chǎn)生了冗余的下行的電的信號。這兩個冗余的信號每個被發(fā)送到冗余的激光發(fā)送機501進行電光變換，而備份信號調(diào)制一個光的輸出使得下行電話發(fā)送機14的輸出是在兩根光纖饋線24上的，每一根具有一個在其上調(diào)制的相同的信號。這提供了對本系統(tǒng)的下行電話信號部分的保護。在電話發(fā)送機14中的兩個法布里-珀羅(Fabry-Perot)激光器在所有時間都是工作的。所有的保護功能在光傳輸?shù)慕邮斩?位于ODN18)提供，在那里兩個接收機中的一個被選擇為“工作的”，因而電話發(fā)送機14不要求有保護切換能力。
上行電話接收機上行電話接收機16對在始于ODN18的上行光纖饋線26上的上行光的電話信號執(zhí)行光電變換。上行電話接收機16通常是與HDT12一起放置在中心局的，且提供一個電的同軸輸出給HDT12，一個同軸輸出23被提供給一個視頻機頂控制器(圖中未示)。上行電話信息經(jīng)同軸線28從上行電話接收機16被送往HDT12的工作的CXMU56。HDT12與上行電話接收機16間的同軸鏈路28優(yōu)選地是限制在100英尺或更短的距離內(nèi)，而且它是局間鏈路。視頻機頂控制器信息，如在其視頻傳送部分描述的，位于5-40MHz的RF頻譜的帶寬內(nèi)(這一帶寬不用于上行電話信息的傳送)使得它可和上行電話信息一起被發(fā)送。
對于雙上行光纖饋線26，上行電話接收機16具有雙接收機502。這些饋線26攜帶來自O(shè)DN18的包含電話信息和控制數(shù)據(jù)以及視頻機頂盒信息的冗余信號。上行電話接收機16在自O(shè)DN的上行饋線26上執(zhí)行自動保護切換。由保護邏輯電路選擇為工作的接收機502進行分路以饋給驅(qū)動HDT12的同軸輸出28，而輸出23被提供給機頂控制器(圖中未示)。
光分配點參考圖5，ODN18提供了在始于HDT12的光纖饋線24和26與HFC分配網(wǎng)11的至遠端單元46的同軸部分之間的接口。如此，ODN18實質(zhì)上是一個光電和電光變換器。從一個ODN18到任何ISU100的同軸的最大距離優(yōu)選地是大約6公里，而組合的光纖饋線/同軸引線的最大長度優(yōu)選地是大約20公里。ODN18的光纖饋線側(cè)終接六根光纖，盡管這一數(shù)值可能會變化。它們包括一根下行視頻饋線42(始于視頻分路器38的單一光纖)，一根下行電話饋線24(始于下行電話發(fā)送機14)，一根下行電話保護饋線24(始于下行電話發(fā)送機14)，一根上行電話饋線26(至上行電話接收機16)，一根上行電話保護饋線26(至下行電話接收機16)，以及一根備用光纖(圖中未示出)。ODN18在始于該下行電話發(fā)送機的接收光纖饋線24上提供保護切換功能。ODN18在上行光纖饋線26上提供到上行電話接收機的冗余傳輸。對上行光纖饋線的保護在上行電話接收機16處被控制。在ODN18的同軸分配側(cè)，ODN18終接最多可達四條同軸分支線30。
在下行方向，ODN18包括用于把光的下行電話信號變換為電的信號的下行電話接收機402和一個橋接放大器403，橋接放大器403把該下行電的電話信號與來自下行視頻接收機400的(從VHDT34來終接于ODN18的)、已變換過的下行視頻信號組合起來。然后這一組合后的寬帶的電的電話/視頻信號在HFC同軸分配網(wǎng)11的同軸部分的四條同軸分支線的每一條分支線上在分配給下行傳輸?shù)念l譜內(nèi)被傳送，例如，725-800MHz頻段。如此，這一電的電話信號和視頻信號就在同軸分支線30上傳送到ISU100；橋接放大器403同時地加四個下行的電的電話和視頻信號到雙工濾波器406。雙工濾波器406，當(dāng)在兩個不同頻帶內(nèi)的信號被用于上行和下行傳輸時，通過分離發(fā)送和接收功能允許進行全雙工操作。因為電話和視頻信號是經(jīng)HFC分配網(wǎng)11的同軸部分，在與它們在ODN18接收時的頻帶相同的頻帶內(nèi)通過ODN18而到達遠端單元46的，所以在ODN18對下行傳送沒有頻率變換。如圖1所示，每一同軸分支線30通過多個同軸分接頭44可提供下行電的視頻和電話信號給巨大數(shù)量的遠端單元46。本領(lǐng)域的技術(shù)人員都熟悉同軸分接頭44，它起電信號的無源雙向截止器的作用。每一同軸分支線30可具有很多串聯(lián)的同軸分接頭。另外，HFC分配網(wǎng)11的同軸部分可使用任意數(shù)量的放大器來拓展數(shù)據(jù)可在系統(tǒng)10的同軸部分上被發(fā)送的距離。然后下行的電的視頻和電話信號被提供給一個ISU100(圖6)，ISU100，更具體地說，可以是一個HISU68或一個MISU66，如圖1所示。
在上行方向，電話和機頂盒信息，在5至40MHz的RF頻譜段內(nèi)在該四條同軸分支線30上由ODN18在雙工濾波器406上接收。ODN18可包括可任選的、裝設(shè)在四條同軸分支線30中的最多三條分支線上的頻移器64。若采用這些頻移器64的話，在一同軸分支線與其它三條同軸分支線組合之前，這些頻移器64把在該同軸分支線上的上行頻譜混頻到一個更高的頻率上。頻移器64是用來把上行頻譜頻移到若干倍的50MHz上。例如頻移器64可配備來把在RF頻譜的5-40MHz部分的上行信息混頻到下列頻段的任何一個上50-100MHz，100-150MHz，或150-200MHz。這就允許任何同軸分支線30，當(dāng)上行信息在ODN18被組合時，可使用與其它分支線的相同的RF上行頻譜部分而不會有任何頻譜沖突。在一條同軸分支線30，頻移器的配備是可任選的。ODN18包括組合器408，組合器408組合來自所有同軸分支線30的電的上行電話和機頂盒信息(可能頻移過或沒有頻移過)而形成一個具有在四條同軸分支線30的每一條分支線上提供的所有上行信息的、組合的上行信號。組合的電的上行信號被1∶2分路，且每一信號饋給一個上行法布里-珀羅激光發(fā)送機，該激光發(fā)送機驅(qū)動一個對應(yīng)的上行光纖饋線26，用于至上行電話接收機16的傳輸。
如果上行電話和機頂盒信號在ODN18被上移，上行電話接收機16就包括頻移器31，它按照在ODN18所進行的上移來下移該信號。然后組合器33組合此下移過的信號以便供HDT12應(yīng)用此組合的信號。這種下移和組合，僅僅當(dāng)信號在ODN18被上移過時才使用。
綜合業(yè)務(wù)單元(ISU)參照圖1，ISU 100(如HISU 68和MISU 66)提供HFC分配網(wǎng)11與遠端單元46的用戶業(yè)務(wù)間的接口。顯示了兩個基本類型的ISU，它們向特定用戶提供業(yè)務(wù)。多用戶綜合業(yè)務(wù)單元66(MISU)可以是一個多住所綜合業(yè)務(wù)單元或一個商業(yè)綜合業(yè)務(wù)單元。多住所綜合業(yè)務(wù)單元可以用于混合的居民和商業(yè)環(huán)境，如多單位大樓、小商業(yè)用戶和居民小區(qū)。這些用戶要求的業(yè)務(wù)是象普通老式電話業(yè)務(wù)(POTS)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、DS1業(yè)務(wù)、以及標(biāo)準(zhǔn)的TR-57業(yè)務(wù)之類的業(yè)務(wù)。商業(yè)綜合業(yè)務(wù)單元是設(shè)計來為商業(yè)環(huán)境服務(wù)的。它們可能要求更多的業(yè)務(wù)，例如數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、ISDN、DS1業(yè)務(wù)、象可視會議之類的更寬帶的業(yè)務(wù)，等等。家用綜合業(yè)務(wù)單元68(HISU)是用于如單個單位大樓和公寓之類的居民住宅環(huán)境，預(yù)計的業(yè)務(wù)是POTS和基本速率的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)。就本發(fā)明而言，因為多住所和商業(yè)綜合業(yè)務(wù)單元具有相似的功能性，為簡略起見，對ISU的描述僅局限于HISU和MISU。
所有ISU100都實現(xiàn)RF調(diào)制解調(diào)器功能且可由圖6的ISU100表示。ISU100包括ISU調(diào)制解調(diào)器101，同軸從屬控制器單元(CXSU)102，用于提供用戶業(yè)務(wù)接口的信道單元103，以及雙工濾波器/分接頭104。在下行方向，電的下行電話和視頻信號被加到雙工濾波器/分接頭104，雙工濾波器/分接頭104使電話信息傳到ISU調(diào)制解調(diào)器101，并且在HISU情形下使視頻信息經(jīng)入口濾波器105傳到視頻設(shè)備。當(dāng)此ISU100是一個MISU66時，視頻信息被該雙工濾波器拒絕。ISU調(diào)制解調(diào)器101，利用一個對應(yīng)于用來在HDT12上在正交多載波上調(diào)制這些信息的MCC調(diào)制解調(diào)器82的一個調(diào)制解調(diào)器，來解調(diào)下行電話信息。ISU100在一個臨時的6MHz頻帶上解調(diào)來自一條同軸分配分支線30的下行電話信息。ISU調(diào)制解調(diào)器101的定時產(chǎn)生器107向CXSU102提供時鐘，CXSU102提供對ISU調(diào)制解調(diào)器101的接收和傳輸?shù)奶幚砗涂刂?。來自ISU調(diào)制解調(diào)器101的解調(diào)后的數(shù)據(jù)，取決于所提供的業(yè)務(wù)，經(jīng)CXSU102到達合適的信道單元103。例如，信道單元103可包括用于POTS、DS1業(yè)務(wù)、ISDN、其它數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等的線路卡。每一ISU100提供對于在一個對應(yīng)于HDT12的CXMU之一的6MHz頻帶內(nèi)可用的所有信道的一個固定子集的接入。此信道的子集是根據(jù)ISU100的類型而變化的。一個MISU66在一個6MHz頻帶內(nèi)可提供對于很多DS0信道的接入，而一個HISU68僅可提供對于幾個DS0信道的接入。
信道單元103向CXSU102提供電話信息和控制數(shù)據(jù)，CXSU102向ISU調(diào)制解調(diào)器101提供這種數(shù)據(jù)，且控制ISU調(diào)制解調(diào)器101，用于把電話數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)調(diào)制在一個臨時的6MHz頻帶內(nèi)，以便傳送到與其相連的同軸分配分支線30上。ISU100可提供給HDT12的傳輸?shù)纳闲械?MHz頻帶對應(yīng)于HDT12的CXMU56用于傳輸?shù)南滦?MHz頻帶之一。
每一ISU100從下行傳輸中恢復(fù)同步，產(chǎn)生為傳送ISU數(shù)據(jù)所要求的所有時鐘且鎖定這些時鐘于相關(guān)的HDT定時。ISU100還提供為進行檢測用戶線占用和用戶線空閑狀態(tài)以及向HDT12發(fā)送這些指示所需要的呼叫處理功能。ISU100終接和接收來自HDT12的控制數(shù)據(jù)，以及處理從那里接收到的控制數(shù)據(jù)。包括在這一處理中的消息有在通信系統(tǒng)10中協(xié)調(diào)動態(tài)信道分配的消息。最后，ISU100從在HFC分配網(wǎng)11上接收到的功率信號中產(chǎn)生ISU運行電壓，如從雙工濾波器/分接頭104取得的功率信號109所表示的。
HDT中的數(shù)據(jù)路徑下面是一個有關(guān)主數(shù)字終端(HDT)12中的數(shù)據(jù)路徑的詳細(xì)的討論。參照圖3，在網(wǎng)絡(luò)接口62的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施與下行電話發(fā)送機14間的數(shù)據(jù)路徑在下行方向分別路經(jīng)HDT12的DS1U48、CTSU54和CXMU56模塊。在HDT12中的每一DS1U48從網(wǎng)絡(luò)獲取四個DS1，且格式化這一信息為修改的DS0信號的四個24-信道的、2.56Mbps的數(shù)據(jù)流，稱為CTSU輸入76。CTSU輸入中的每一DS0通過附加上第九比特位而被修改，此第九比特可攜帶復(fù)幀定時信息、信令信息和控制/狀態(tài)消息(圖7A)。這一修改過的DS0稱為“DS0+”。第九比特信號(NBS)傳送一種碼型(pattern)，這種碼型每幀都要更新且每24幀重復(fù)一次。這一處理把來自網(wǎng)絡(luò)的每個64kbps的DS0變換為一個72kbps的DS0+。因而，在每一DS1上可得到的24個DS0信道與開銷信息一起被格式化為在四個CTSU輸入流的每一個上的24個DS0+信道。
第九比特信令(NBS)是一種開發(fā)來傳送復(fù)幀定時信息、帶外信令比特以及在DS1U和信道單元之間的與每一DS0相關(guān)聯(lián)的各種各樣的狀態(tài)和控制信息的機制。它的主要功能是傳送至信道單元103的信令比特以及向信道單元103提供一個復(fù)幀時鐘使得它們可在復(fù)幀的正確幀上把上行比特信令插入到DS0中。因為下行DS0可來自不共享同一復(fù)幀相位的DS1，因此每一DS0必須攜帶復(fù)幀時鐘或表示與始發(fā)DS1相關(guān)的信令幀的標(biāo)記。NBS提供這一能力。第九比特信令對于通信系統(tǒng)11的OFDM調(diào)制解調(diào)器傳送是透明的。
一個HDT12中最多可配備8個DS1U48，包括七個工作的DS1U48和一個DS1U保護模塊50。因此，32個CTSU輸入在DS1U和CTSU54間相連，但是在任何時間最多可使用28個來傳送業(yè)務(wù)量。剩下四個CTSU輸入來自該保護的DS1U或一個故障的DS1U。PSTU包括用于為故障的DS1U而切換保護DS1U50的切換控制。
每一CTSU輸入能夠傳送最多可達32個10-比特信道，最先的24個信道傳送DS0+而剩下的帶寬不用。每一CTSU輸入76被定時在2.56Mbps且同步于8kHz內(nèi)部幀信號(圖7C)。這對應(yīng)于每125μs的幀周期的320個比特。此320比特如圖7A所示地成幀。在幀開始處的十四位間隔比特72僅在第二比特位傳送單個工作的脈沖，其余的13比特位不用。隨后的288位比特中，最初的216位通常運載24個DS0+信道，這里每一DS0+對應(yīng)于一個標(biāo)準(zhǔn)的64kbps DS0信道加上附加的8kbps信令比特。因此，每一DS0+具有72kbps的帶寬(每8kHz幀9個比特)。剩下的72比特留給另外的DS0+有用負(fù)載信道使用。幀的最后的18位比特74為不用的間隔比特。
HDT12的時鐘和時隙互換單元54(CTSU)，從最多可達28個工作的CTSU輸入數(shù)據(jù)流76中提取信息且把它們交叉連接為最多可達24個32-信道、2.56Mbps輸出數(shù)據(jù)流78，此輸出數(shù)據(jù)流78輸入到HDT12的同軸主單元(CXMU)56。在CTSU54和CXMU56之間的數(shù)據(jù)流的此格式稱為CTSU輸出。每一CTSU輸出還可攜帶最多可達32個類似CTSU輸入的10-比特信道。最初的28個攜帶業(yè)務(wù)量而剩下的帶寬不用。每一CTSU輸出被定時在2.56Mbps且同步于HDT12的8kHz內(nèi)部成幀信號(圖7C)。這對應(yīng)于每125μs的幀周期的320個比特。此320比特的幀結(jié)構(gòu)與如上所描述的CSTU輸入結(jié)構(gòu)相同。
HDT12具有對四分之一-DS0分組(16kbps)的時間和空間的操縱能力。這一功能與時隙互換邏輯電路一起實現(xiàn)，時隙互換邏輯電路是CTSU54的一部分。雖然并不是所有的時隙都使用，但CTSU實現(xiàn)一種4096×4096四分之一-DS0交叉連接功能。在正常操作下，CTSU54組合及重新定位最多可達672個下行DS0+分組(或最多可達2688個四分之一-DS0分組)(排成每個有24個DS0+的28個CTSU輸入)為720個DS0+分組(或2880個四分之一-DS0分組)(排成每個有32個DS0+的24個CTSU輸出)。
此系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)接口具有最大為672個DS0+分組的吞吐量，所以并不是所有的CTSU輸出帶寬都是可用的。如果有多于672個信道在該CTSU的“CTSU輸出”側(cè)被分配，這就意味著采用了集中。集中在下文還要進一步地討論。
每一CXMU56被連接以便從工作的CTSU54接收8個工作的CTSU輸出78。該8個CTSU輸出由一個2.56MHz系統(tǒng)時鐘定時，且每一個攜帶最多可達32個DS0+，如上所述。DS0+由CXMU56作進一步處理且在每一個DS0+中附加一個第十奇偶比特位，生成了一個10比特的DS0+。這些10比特分組包含DS0、NBS(第九比特信號)和奇偶位或數(shù)據(jù)完整性比特(圖7B)。此10比特分組是在HFC分配網(wǎng)11上傳送到ISU100的數(shù)據(jù)。利用第十比特或數(shù)據(jù)完整性比特來提供信道保護或監(jiān)控，對此將作進一步描述。
在上行方向，路經(jīng)HDT的反向路徑基本上是路經(jīng)HDT12的前向路徑的一個鏡象。例如，第十奇偶比特位是在CXMU56處理的且從CXMU56到CTSU54的信號的格式是圖7A的格式。
對于每一數(shù)據(jù)路徑，一個DS0的往返行程時延都是相同的。從下行CTSU輸出，路經(jīng)CXMU56，再經(jīng)HFC分配網(wǎng)到ISU100，然后從ISU100，回到HFC分配網(wǎng)11，路經(jīng)CXMU56到CTMU54的路徑上的時延，由上行同步控制，這在下文將詳細(xì)描述。一般地，對每一個ISU測量路徑時延，且如果幀長不對，通過在ISU100中增加路徑時延來調(diào)節(jié)時延長度。
同軸主單元(CXMU)同軸主單元56(CXMU)，如圖3所示，包括同軸主卡邏輯電路80(CXMC)和主同軸卡(MCC)調(diào)制解調(diào)器82。如前文所描述的，在一個HDT12上最多可配備六個CXMU。此六個CXMU56包括三對CXMU56，每一對提供在6MHz帶寬內(nèi)的傳輸。每對CXMU56包括一個工作的CXMU和一個備用的CXMU。因此對每一個CXMU提供一對一的保護。如圖3所示，一對中的兩個CXMU都被提供有來自上行電話接收機16的上行電話數(shù)據(jù)，并都能夠經(jīng)同軸線22發(fā)送到下行電話發(fā)送機14。這樣為提供1對1保護僅需要一個控制信號來指示該對中的哪一個CXMU56用于傳送或接收。
同軸主卡邏輯電路(CXMC)CXMU56的同軸主卡邏輯電路80(CXMC)(圖8)，提供在HDT12的(具體的是CTSU54的)數(shù)據(jù)信號間的接口，以及用于在HFC分配網(wǎng)11上的數(shù)據(jù)傳送的調(diào)制解調(diào)器接口。CXMC80直接接口到MCC調(diào)制解調(diào)器82。對于在HDT12與在6MHz帶寬內(nèi)被服務(wù)的所有ISU100之間的多點到點操作，CXMC80還實現(xiàn)一個ISU操作信道收發(fā)機，在此6MHz帶寬內(nèi)CXMU56控制在其內(nèi)的數(shù)據(jù)的傳送。參照圖8，CXMC包括控制器和邏輯電路84、下行數(shù)據(jù)變換電路88、上行數(shù)據(jù)變換電路90、數(shù)據(jù)完整性電路92、IOC收發(fā)機96、以及定時產(chǎn)生器94。
下行數(shù)據(jù)變換電路88執(zhí)行從來自CTSU54的9比特信道格式(圖7A)到10比特信道格式(圖7B)的變換，以及在HFC分配網(wǎng)11上傳送的每一下行信道上產(chǎn)生數(shù)據(jù)完整性比特位。數(shù)據(jù)完整性比特位代表奇數(shù)奇偶校驗位。下行數(shù)據(jù)變換電路80包括至少一個FIFO緩存器用來去除在CTSU下行輸出中提供的32位間隔比特72、74(圖7A)并且在控制器和邏輯電路84的控制之下在每一信道上插入第十比特(數(shù)據(jù)完整性比特)。
上行數(shù)據(jù)變換電路90包括至少一個FIFO緩存器，它評估附加到每一上行信道的第十比特位(數(shù)據(jù)完整性)，以及把這一信息傳到數(shù)據(jù)完整性電路92。上行數(shù)據(jù)變換電路90，把10比特信道的數(shù)據(jù)流變換回9比特信道格式(圖7A)以便應(yīng)用到CTSU54。這種變換是在控制器和邏輯電路84的控制之下執(zhí)行的。
控制器和邏輯電路84還管理在HFC分配網(wǎng)11上電話傳送的呼叫處理和信道分配以及保持在采用動態(tài)時隙分配模式的HFC分配網(wǎng)11上的業(yè)務(wù)量統(tǒng)計，例如提供在本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的TR-303業(yè)務(wù)、集中業(yè)務(wù)。另外，控制器84保持在CXMU傳送數(shù)據(jù)的6MHz帶寬內(nèi)的信道上的差錯統(tǒng)計，對所有的ISU操作信道通信提供軟件協(xié)議，以及對相應(yīng)的MCC調(diào)制解調(diào)器82提供控制。
數(shù)據(jù)完整性電路92處理由上行變換電路90進行的對每一上行信道的第十比特的評估的輸出。在本系統(tǒng)中，奇偶校驗僅在有呼叫正在進行中的指配信道上才保證是有效的。因為在ISU空閑時已經(jīng)初始化和激活過的ISU發(fā)送機可能斷電，所以CXMC所執(zhí)行的奇偶校驗評估并不總是有效的。
CXMC80的ISU操作信道(IOC)收發(fā)機96包含發(fā)送緩存器，發(fā)送緩存器的作用是保持來自控制器和邏輯電路84的消息或控制數(shù)據(jù)以及把總長度固定的為8字節(jié)的這些IOC控制消息裝載到要被提供給MCC調(diào)制解調(diào)器82的一個64kbps信道中，以便在HFC分配網(wǎng)11上傳送。在上行方向，IOC收發(fā)機經(jīng)提供這些消息給控制器和邏輯電路84的MCC調(diào)制解調(diào)器82接收64kbps信道。
定時產(chǎn)生器電路94從HDT12的工作和保護的CTSU54兩者接收冗余系統(tǒng)的時鐘輸入。這些時鐘包括一個2kHz的HFC復(fù)幀信號，它是由CTSU54產(chǎn)生的，用來同步在HFC分配網(wǎng)的所有同軸分支線上的往返行程的時延。這一信號表示在ISU操作信道上的復(fù)幀對準(zhǔn)，以及用來對傳送系統(tǒng)的碼元定時和數(shù)據(jù)重構(gòu)的同步。一個8kHz的幀信號被提供來表示從CTSU54至CXMU56的、2.56MHz的、32個信道的信號的第一“間隔”比特。CTSU54產(chǎn)生一個2.048MHz時鐘給SCNU58和CXMU56。CXMU56把這一時鐘使用于ISU操作信道和在CXMC80與MCC調(diào)制解調(diào)器82之間的調(diào)制解調(diào)器通信。2.56MHz比特時鐘被用于在DS1U48和CTSU54之間以及在CTSU54和CXMC56之間的數(shù)據(jù)信號的傳送。20.48MHz比特時鐘被用于在CXMC和MCC之間的10比特數(shù)據(jù)信道的傳送。
主同軸卡(MCC)調(diào)制解調(diào)器CXMU56的主同軸卡(MCC)調(diào)制解調(diào)器82在一側(cè)有與CXMC80的接口，而在另一側(cè)有與電話發(fā)送機14和接收機16的接口，用于在HFC分配網(wǎng)11上的傳送以及從HFC分配網(wǎng)11的接收。對于電話數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)的OFDM傳送，MCC調(diào)制解調(diào)器82實現(xiàn)調(diào)制解調(diào)功能。圖3的方塊圖標(biāo)示了為進行上行和下行通信的MCC調(diào)制解調(diào)器82的相關(guān)的互連。MCC調(diào)制解調(diào)器82在HDT12中不是一個獨立的模塊，因為它沒有至HDT12的接口而是通過CXMU56的CXMC80。MCC調(diào)制解調(diào)器82代表HDT12的傳送系統(tǒng)邏輯電路。因此，它負(fù)責(zé)實現(xiàn)與在HFC分配網(wǎng)11上的信息傳送有關(guān)的所有要求。HDT12的CXMU56的每一MCC調(diào)制解調(diào)器82在下行頻譜中被分配給一個最大6MHz的帶寬用于電話數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)傳送。該6MHz頻段的恰當(dāng)位置是可由在CXMC80與MCC調(diào)制解調(diào)器82之間的經(jīng)IOC收發(fā)機96的通信接口上的CXMC80提供的。電話和控制數(shù)據(jù)的下行傳輸是在大約725到800MHz的RF頻譜之內(nèi)。
每一MCC調(diào)制解調(diào)器82在上行頻譜中被分配給一個最大6MHz的帶寬用于在大約5到40MHz的RF頻譜內(nèi)對來自ISU的控制數(shù)據(jù)和電話數(shù)據(jù)的接收。該6MHz頻段的恰當(dāng)位置也是可由在CXMC80與MCC調(diào)制解調(diào)器82間的通信接口上的CXMC80提供的。
在前文已描述，MCC調(diào)制解調(diào)器82從CXMC80以20.48MHz信號的形式接收256個DS0+信道。MCC調(diào)制解調(diào)器82采用前面已討論過的基于OFDM的多載波調(diào)制技術(shù)把這一信息發(fā)送到所有的ISU100。MCC調(diào)制解調(diào)器82還恢復(fù)在HFC分配網(wǎng)上在上行傳輸中的256個DS0+多載波信道，以及把這一信息變換為一個傳送至CXMC80的20.48Mbps流。如前文所述，多載波調(diào)制技術(shù)涉及把電話和控制數(shù)據(jù)編碼成碼元，例如通過正交振幅調(diào)制，然后執(zhí)行一個反向快速傅里葉變換技術(shù)來把電話和控制數(shù)據(jù)調(diào)制在一組正交的多載波上。
對由MCC調(diào)制解調(diào)器82和ISU100中的ISU調(diào)制解調(diào)器101實現(xiàn)的多載波調(diào)制技術(shù)，碼元對準(zhǔn)是一個必須的要求。在傳輸?shù)南滦蟹较?，因為在一個ISU100的所有信息是由單個的CXMU56產(chǎn)生的，所以在每一個多載波上調(diào)制的碼元是自動地相位對準(zhǔn)的。但是，在MCC調(diào)制解調(diào)器82的接收機的上行碼元對準(zhǔn)，因HFC分配網(wǎng)11的多點到點特性以及ISU100的不相等時延路徑特性而會變化。為了使在MCC調(diào)制解調(diào)器82的接收機的效率盡可能大，所有的上行碼元必須在一個較窄的相位容限內(nèi)對準(zhǔn)。這可通過在每一個ISU100上采用一個可調(diào)節(jié)的時延參數(shù)來達到，使得從不同ISU100上行接收到的所有信道的碼元周期在它們達到HDT12處對準(zhǔn)。這是上行同步過程的一部分，將在下文進一步描述。另外，為維持多載波的正交性，由ISU100用于上行傳輸?shù)妮d波頻率必須被頻率鎖定到HDT12上。
從CXMC80進入到MCC調(diào)制解調(diào)器82的下行信息被幀對準(zhǔn)到提供給MCC調(diào)制解調(diào)器82的2kHz和8kHz時鐘上。2kHz復(fù)幀信號被MCC調(diào)制解調(diào)器82用來把下行碼元定時信息傳送到ISU，在下文將詳細(xì)描述。這一復(fù)幀時鐘傳送信道的一致性以及指示多載波的幀結(jié)構(gòu)使得電話數(shù)據(jù)可在ISU100上正確地重組。2kHz代表在10kHz(調(diào)制解調(diào)器碼元速率)與8kHz(數(shù)據(jù)幀速率)間的最大公因子所有的ISU100將使用由相關(guān)MCC調(diào)制解調(diào)器82插入的同步信息來恢復(fù)ISU100所要求的所有下行定時信息。這一同步允許ISU100可以以這種方式，即在該HDT12所接收到的所有的ISU100的傳輸都同步到同一基準(zhǔn)值，來解調(diào)下行信息以及調(diào)制上行傳輸。因此，用于所有的ISU100的上行傳輸?shù)妮d波頻率應(yīng)被頻率鎖定到HDT12。
除了提供路徑時延調(diào)節(jié)、初始化和激活，以及在此同步信道上的指配，直到初始化和激活完成為止以外，碼元對準(zhǔn)是在下行和上行的6MHz帶寬內(nèi)在同步信道上在MCC調(diào)制解調(diào)器82的負(fù)責(zé)下執(zhí)行的，在下文將進一步描述。然后通過使用IOC信道對這些參數(shù)進行跟蹤。因為IOC信道和同步信道在系統(tǒng)中的重要性，它們可采用一種不同的調(diào)制方案，用于在MCC調(diào)制解調(diào)器82與ISU100間的控制數(shù)據(jù)的傳送，這種方案比用于電話數(shù)據(jù)傳送的方案要更堅韌或更低數(shù)量(較少比特/秒/赫茲或比特/碼元)。例如，電話數(shù)據(jù)可采用正交振幅調(diào)制技術(shù)進行調(diào)制，而IOC信道和同步信道可利用BPSK調(diào)制技術(shù)進行調(diào)制。
MCC調(diào)制解調(diào)器82還解調(diào)在多載波上由ISU100調(diào)制的電話和控制數(shù)據(jù)。這一解調(diào)在下文將針對電話傳送系統(tǒng)的各種實施方案作進一步描述。
針對MCC調(diào)制解調(diào)器82所負(fù)責(zé)的有關(guān)OFDM傳送系統(tǒng)的功能，至少包括以下方面，它們將在下文針對各種實施方案作進一步描述。MCC調(diào)制解調(diào)器82檢測在一個同步信道內(nèi)的從一個ISU100所接收到的同步脈沖/碼型的振幅/電平，并且把這一電平的指示通過在它們間的通信接口傳送給CXMC80。然后，CXMC80提供一個命令給MCC調(diào)制解調(diào)器82，以便傳送到被調(diào)整電平的ISU100用來調(diào)整其幅度電平。MCC調(diào)制解調(diào)器82還通過把一個在同步信道上調(diào)制的上行碼型與一個已知的碼邊界進行相關(guān)以及在它們間的通信接口上把所要求的碼元時延矯正值送到CXMC80，提供對所有上行多載波的碼元對準(zhǔn)。然后CXMC80經(jīng)MCC調(diào)制解調(diào)器82向ISU100下行發(fā)送一個消息來調(diào)節(jié)ISU100的碼元時延。
同樣地，關(guān)于以總的路徑時延調(diào)節(jié)同步ISU100，MCC調(diào)制解調(diào)器82把在恰當(dāng)?shù)膸捝嫌蒊SU100調(diào)制在IOC信道上的一個上行的復(fù)幀碼型與一個已知的基準(zhǔn)邊界進行相關(guān)，而且讓一個所要求的路徑時延矯正值經(jīng)它們間的調(diào)制解調(diào)器接口傳送到CXMC80。然后CXMC80經(jīng)MCC調(diào)制解調(diào)器82在IOC信道上下行發(fā)送一個消息來調(diào)節(jié)ISU100的總的路徑時延。
雙向多點到點電話傳送的概述以下小結(jié)了在HFC分配網(wǎng)11上的電話和控制信息的傳送。HDT12的每一個CXMU56是針對它的特定的上行和下行操作頻率而配備的。CXMU56的上行和下行發(fā)送兩者的帶寬最大值都為6MHz，下行發(fā)送在大約725-800MHz的RF頻譜的一個6MHz頻段內(nèi)。
在下行方向，CXMU56的每一個MCC調(diào)制解調(diào)器82，經(jīng)同軸線22在它的臨時的6MHz帶寬內(nèi)向下行電話發(fā)送機14提供電的電話和控制數(shù)據(jù)信號。來自HDT12的MCC調(diào)制解調(diào)器82的RF的電的電話和控制數(shù)據(jù)信號被組合成一個合成信號。然后下行電話發(fā)送機把該組合的電的信號送到冗余的電光變換器，以便調(diào)制到一對保護的下行光纖饋線24上。
下行光纖饋線24把電話信息和控制數(shù)據(jù)傳送到一個ODN18。在ODN18，光信號變換回電信號且與下行視頻信息(它來自視頻頭端饋線42)組合成一個電的下行RF輸出信號。包括電話信息和控制數(shù)據(jù)的該電的RF輸出信號，然后由ODN18饋給四條同軸分配分支線30。所有的下行電話信息和控制數(shù)據(jù)在每一同軸分支線30上被廣播且在HFC分配網(wǎng)絡(luò)11的同軸部分被運送。電的下行輸出RF信號取自同軸電纜且經(jīng)過雙工濾波器104終接在一個ISU100的接收機調(diào)制解調(diào)器101處，如圖6所示。
RF電的輸出信號包括電話信息和控制數(shù)據(jù)，它們被MCC調(diào)制解調(diào)器82通過采用正交頻分復(fù)用技術(shù)被調(diào)制在正交多載波上；電話信息和控制數(shù)據(jù)被映射成碼元數(shù)據(jù)，并通過采用快速傅立葉變換技術(shù)把碼元調(diào)制在多個正交的載波上。因為所有碼元都是在單一點上調(diào)制在載波上的且要發(fā)送到系統(tǒng)11的多個點，多載波的正交和在正交多載波上調(diào)制的碼元的碼元對準(zhǔn)是自動地調(diào)節(jié)的用于在HFC分配網(wǎng)11上的傳送，且電話信息和控制數(shù)據(jù)是在ISU100由調(diào)制解調(diào)器101解調(diào)的。
ISU100接收取自HFC分配網(wǎng)11的同軸部分的同軸電纜的RF信號。ISU100的RF調(diào)制解調(diào)器101解調(diào)此信號且把所提取的電話信息和控制數(shù)據(jù)以適當(dāng)?shù)男问絺魉偷紺XSU控制器102以提供給信道單元103。ISU100代表在電話信息被變換給用戶或客戶使用時的接口。
HDT12的CXMU56和ISU100實現(xiàn)了通信系統(tǒng)10的雙向多點到點電話傳送系統(tǒng)。因而，此CXMU56和ISU執(zhí)行調(diào)制解調(diào)器功能。按照本發(fā)明的傳送系統(tǒng)可以采用三種不同的調(diào)制解調(diào)器來實現(xiàn)傳送系統(tǒng)的調(diào)制解調(diào)器功能。第一種調(diào)制解調(diào)器是MCC調(diào)制解調(diào)器82，它位于HDT12的每一個CXMU56中。例如，HDT12包括三個工作的MCC調(diào)制解調(diào)器82(圖3)且可支持很多ISU100，它們表示一個多點到點傳送網(wǎng)。MCC調(diào)制解調(diào)器82協(xié)調(diào)電話信息傳送和控制數(shù)據(jù)傳送以達到HDT12對ISU100的控制。例如，控制數(shù)據(jù)可包括呼叫處理消息、動態(tài)分配和指定消息、ISU同步控制消息、ISU調(diào)制解調(diào)器控制消息、信道單元指配、以及任何其它ISU操作，管理，維護和指配(OAM&P)信息。
第二種調(diào)制解調(diào)器是被最佳化以適合支持單個住所居民單元的單個家庭用戶或HISU調(diào)制解調(diào)器。因而，它的價格和功率消耗必須很低。第三種調(diào)制解調(diào)器是多用戶或MISU調(diào)制解調(diào)器，一般在支持居民和商業(yè)兩種業(yè)務(wù)時要求提供。
HISU調(diào)制解調(diào)器和MISU調(diào)制解調(diào)器可有多種形式。例如，如下文針對本發(fā)明的各種實施方案將要進一步詳細(xì)描述的那樣，HISU調(diào)制解調(diào)器和MISU調(diào)制解調(diào)器可能提取從HDT12發(fā)送的多載波的僅僅很小的一部分或從HDT12發(fā)送的多載波的較大一部分。例如，HISU可能提取從HDT12發(fā)送的20個多載波或電話信息的10個有用負(fù)載信道，而MISU可能從HDT12發(fā)送的260個多載波或130個有用負(fù)載信道中提取信息。這些調(diào)制解調(diào)器中的每一個可能采用一個獨立的接收機部分來從由HDT12傳送的信號中提取控制數(shù)據(jù)，而采用HISU調(diào)制解調(diào)器的其它接收機部分來提取在從HDT12傳送的多載波上調(diào)制的電話信息。在其后稱它為帶外ISU調(diào)制解調(diào)器。MCC調(diào)制解調(diào)器82和一個帶外ISU調(diào)制解調(diào)器一起使用，可在正交載波波形內(nèi)或在與此正交載波有稍些偏移的載波上調(diào)制控制信息。與帶外ISU調(diào)制解調(diào)器相反，對于ISU調(diào)制解調(diào)器，HISU和MISU調(diào)制解調(diào)器可以采用一個單個接收機，且采用此調(diào)制解調(diào)器的該單個接收機來提取電話信息和控制數(shù)據(jù)。在其后稱它為帶內(nèi)ISU調(diào)制解調(diào)器。在這種情況下，控制數(shù)據(jù)被調(diào)制在該正交載波波形內(nèi)的載波上，但是可能采用不同的載波調(diào)制技術(shù)。例如，在載波上調(diào)制控制數(shù)據(jù)用BPSK而在有用負(fù)載的載波上調(diào)制電話數(shù)據(jù)用QAM技術(shù)。另外，對控制數(shù)據(jù)和電話數(shù)據(jù)兩者，上行或下行傳輸都可采用不同的調(diào)制技術(shù)。例如，可采用256QAM在載波上調(diào)制下行電話數(shù)據(jù)，而采用32QAM在載波上調(diào)制上行電話數(shù)據(jù)。對傳輸采用什么調(diào)制技術(shù)決定了在傳送系統(tǒng)的接收端要采用什么樣的解調(diào)技術(shù)。對由HDT12所發(fā)送的下行電話信息和控制數(shù)據(jù)的解調(diào)，將參照調(diào)制解調(diào)器的不同實施方案的方塊圖在下文作進一步解釋。
在上行方向，在一個ISU100的每一個ISU調(diào)制解調(diào)器101，在至少一個正交多載波上在大約5到40MHz的RF頻譜的一個6MHz帶寬內(nèi)進行上行發(fā)送；上行6MHz帶寬對應(yīng)于在其內(nèi)接收到傳輸?shù)南滦?MHz帶寬。上行電的電話和控制數(shù)據(jù)信號由ISU調(diào)制解調(diào)器101經(jīng)各個同軸電纜分支線30傳送到各自相連的光分配點18，如圖1所示。在ODN18，來自不同ISU的上行信號被組合且以光的形式經(jīng)光纖饋線26被發(fā)送到HDT12。如前文所討論的那樣，來自不同ISU的上行電的信號，部分地，在被組合成合成的上行光的信號之前可能被移頻。在這種情況中，電話接收機16將包括相應(yīng)的頻率下移電路。
由于在HFC分配網(wǎng)11上從多個ISU100到單個HDT12的傳送的多點到點特性，為了利用正交頻分復(fù)用技術(shù)，在每一載波上由ISU100調(diào)制的碼元必須在某一相位容限范圍內(nèi)對準(zhǔn)。另外，如在下文將進一步描述的那樣，在通信系統(tǒng)10中，從HDT12的網(wǎng)絡(luò)接口62到所有ISU100與從ISU100回到此網(wǎng)絡(luò)接口62的往返行程路徑時延應(yīng)相等。這一點必須要求以便在整個系統(tǒng)中能保持信令復(fù)幀的完整性。另外，適當(dāng)振幅的一個信號必須在HDT12被接收到以執(zhí)行針對ISU100的任何控制功能。相似的，關(guān)于自ISU100的OFDM傳送，此ISU100必須被頻率鎖定到HDT12，使得在HFC分配網(wǎng)11上傳送的多載波被正交地對準(zhǔn)。傳送系統(tǒng)采用正交頻分復(fù)用技術(shù)(下文將進一步描述)來實現(xiàn)一個分配環(huán)技術(shù)用于實現(xiàn)這種多點到點的傳送。當(dāng)HDT12接收到多個多載波時，(這多個多載波是正交地對準(zhǔn)的且有電話和控制數(shù)據(jù)在其上與對準(zhǔn)后的碼元一起被調(diào)制)，CXMU56的MCC調(diào)制解調(diào)器82在它們對應(yīng)的6MHz帶寬內(nèi)解調(diào)來自多個多載波的電話信息和控制數(shù)據(jù)，且把此電話數(shù)據(jù)提供給CTSU54以傳送到網(wǎng)絡(luò)接口62，以及把此控制數(shù)據(jù)提供給CXMC80以控制電話傳送。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員對此很清楚，系統(tǒng)的頻譜分配、頻率指定、數(shù)據(jù)速率、信道數(shù)量、所提供的業(yè)務(wù)類型以及任何其它參數(shù)或特征，可能是設(shè)計上的一種選擇，僅僅被取作為例子。正如在附加權(quán)利要求中描述的，本發(fā)明強調(diào)了這類設(shè)計選擇，因此它們都在這些權(quán)利要求的范圍內(nèi)。另外，即使僅僅一種或其它實施可能參考它，但許多功能可用軟件或硬件實現(xiàn)且按照權(quán)利要求的范圍的任何一種實現(xiàn)都被強調(diào)了。電話傳送系統(tǒng)的第一實施方案按照本發(fā)明的電話傳送系統(tǒng)的第一實施方案應(yīng)具體參照圖9-23進行描述，圖9-23包括MCC調(diào)制解調(diào)器82以及在圖6中總的顯示為ISU調(diào)制解調(diào)器101的HISU調(diào)制解調(diào)器和MISU調(diào)制解調(diào)器的方塊圖。這些調(diào)制解調(diào)器實現(xiàn)上行和下行的調(diào)制解調(diào)器傳送功能。下面的這一描述是關(guān)于使用這些調(diào)制解調(diào)器的操作理論的討論。
參照圖9A，它顯示了對采用OFDM技術(shù)的電話信息和控制數(shù)據(jù)的上行和下行傳送的一個6MHz頻帶的頻譜分配。該波形優(yōu)選地具有240個有用負(fù)載信道或DS0+信道(它包括適用于19.2Mbps的凈數(shù)據(jù)速率的480個載波或音頻)，24個IOC信道(包括46個載波或音頻)和兩個同步信道。每一同步信道包括兩個載波或音頻且每個通過10個未使用的載波或音頻(它們用作保護音頻)與24個IOC信道和240個有用負(fù)載信道相互偏移。總的載波或音頻是552個。如下文所描述的，用于同步功能的同步音頻位于6MHz頻譜的兩端，且在6MHz頻段內(nèi)的多個正交載波與相鄰6MHz頻段內(nèi)的載波由在6MHz頻譜的每一端的防護頻帶(516.0kHz)隔開。該防護頻帶在6MHz頻段的每一端提供，這樣就允許系統(tǒng)的發(fā)送機和接收機的濾波器具有選擇性。同步載波與電話數(shù)據(jù)或有用負(fù)載的載波相互偏移使得如果在初始化和激活期間用于同步的同步載波在6MHz頻段內(nèi)與其它音頻或載波不正交的話，同步信號就可防止損壞正交地對準(zhǔn)的波形的結(jié)構(gòu)。因此，雖然同步信道可考慮為一種特殊的IOC信道，但同步音頻是在此頻段和散置的IOC信道的有用負(fù)載的載波的主體之外的。
為了盡量減少ISU的功率要求，應(yīng)盡量減少一個IOC處理的帶寬量。如此，6MHz頻段的電話有用負(fù)載信道和IOC信道散置在電話有用負(fù)載信道間，每10個有用負(fù)載信道有一個IOC信道。采用這一分布技術(shù)，其中有用負(fù)載信道數(shù)大于10的子頻段包括一個IOC信道，一個ISU所“訪問(see)”的帶寬量可被限制使得該HDT12可得到一個用于與ISU100通信的IOC信道。對圖9A所示的頻譜分配的這種子頻段分配被顯示在圖9D。在6MHz頻帶內(nèi)有24個子頻段，每一子頻段包括10個有用負(fù)載信道，在其中的第5和第6有用負(fù)載信道間是一個IOC信道。在此6MHz頻帶內(nèi)分配IOC信道的一個優(yōu)點是防止了窄帶的外來干擾。如果外來干擾損壞了IOC信道，則還有一個其它的IOC信道可用且HDT12可重新調(diào)節(jié)ISU100到此6MHz頻帶的一個不同的部分，在這里存在未損壞的IOC信道。
優(yōu)選地，MISU66訪問此6MHz帶寬的大約3MHz，它可接收最多可達130個有用負(fù)載信道，其帶寬也包括用于從HDT12到MISU66的通信的多個IOC信道。HISU68訪問此6MHz帶寬的大約100KHz，它可接收11個信道，包括至少一個用于與HDT12通信的IOC信道。
下行和上行路徑間的主要區(qū)別體現(xiàn)在對下行同步和上行同步的支持方面。在下行方向，所有的ISU鎖定到來自HDT的信息(點到多點)。ISU的初始化和激活是基于在上行同步信道中提供的信號。在操作中，ISU經(jīng)IOC信道跟蹤同步。在上行方向，上行同步處理涉及振幅、頻率和定時的分布控制(多點到點)，雖然頻率控制也可通過僅僅采用下行同步信道來提供，這在下文將作進一步描述。上行同步的處理發(fā)生在兩個上行同步信道(即主或次同步信道)中的一個同步信道。
參照圖10，它顯示了MCC調(diào)制解調(diào)器82的下行傳輸結(jié)構(gòu)。兩個串行數(shù)據(jù)輸入，每個大約10Mbps，包括由8kHz幀時鐘輸入進行定時的來自CXMC56的有用負(fù)載數(shù)據(jù)。從CXMC56輸入的IOC控制數(shù)據(jù)由IOC時鐘輸入進行定時，此IOC時鐘輸入優(yōu)選地是一個2.0kHz時鐘。電話有用負(fù)載數(shù)據(jù)和IOC控制數(shù)據(jù)通過串口132進入且這些數(shù)據(jù)由一個擾頻器134進行擾頻以提供要在HFC分配網(wǎng)上傳送的波形的隨機性，這是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。不擾頻的話，在波形中就可能發(fā)生非常高的峰值；但是如果對波形進行擾頻，則由MCC調(diào)制解調(diào)器82產(chǎn)生的碼元就變得足夠隨機并且峰值就變得足夠有界。
擾頻后的信號被加到一個碼元映射功能塊136。該碼元映射功能塊136獲取輸入的比特且把它們映射為一個復(fù)數(shù)構(gòu)象點。例如，對于一個BPSK信號的輸出，如果輸入的比特被映射為一個碼元，每一比特將被映射為如在圖9C的BPSK映射圖中的構(gòu)象的一個單一的碼元。這種映射導(dǎo)致了數(shù)據(jù)的同相的和正交的值(I/Q值)。BPSK是上行和下行IOC信道和同步信道所優(yōu)選采用的一種調(diào)制技術(shù)。對IOC控制數(shù)據(jù)，如前文所討論的，為提供此系統(tǒng)的堅韌性應(yīng)優(yōu)選BPSK編碼。對于QPSK調(diào)制，每兩個比特將映射為代表一個構(gòu)象點的四個復(fù)數(shù)值中的一個。在該優(yōu)選實施方案中，32QAM用于電話有用負(fù)載數(shù)據(jù)，其中有用負(fù)載數(shù)據(jù)的每五個比特被映射為32個構(gòu)象點中的一個，如圖9B所示。這種映射也導(dǎo)致了I/Q值。如此，一個DS0+信號(10比特)由兩個碼元表示而這兩個碼元采用兩個載波傳送。因此，一個DS0+信道是在6MHz頻譜的兩個載波或音頻上傳送的。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將知道各種映射或編碼技術(shù)可和不同的載波一起使用。例如，傳送ISDN的電話信道可采用QPSK進行編碼而傳送POTS數(shù)據(jù)的電話信道可采用32QAM進行編碼。因而，傳送不同業(yè)務(wù)的不同電話信道可進行不同的調(diào)制來對要求不同質(zhì)量的業(yè)務(wù)提供更堅韌的電話信道。按照本發(fā)明的此結(jié)構(gòu)提供了對不同信道采用不同的調(diào)制技術(shù)進行編碼和調(diào)制的靈活性。
由I/Q值表示的每一碼元被映射到碼元緩存器138的一個快速傅立葉變換(FFT)組(bin)。例如，對一個運行在8kHz幀速率的DS0+，五個比特被映射到一個FFT組而五個比特到另一個組。碼元緩存器138的每一組或內(nèi)存位置象I/Q值一樣表示在頻域中的有用負(fù)載數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。一集FFT組通過反向FFT140映射到時域，這對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是熟知的。反向FFT140映射I/Q復(fù)數(shù)值到對應(yīng)于FFT中的點數(shù)的時域樣值。有用負(fù)載數(shù)據(jù)和IOC數(shù)據(jù)兩者都映射到緩存器138且由反向FFT140被變換為時域樣值。FFT140中的點的數(shù)量可以變化，但在優(yōu)選的實施方案中點的數(shù)量是256。反向FFT140的輸出，對于一個256點的FFT，是波形的256個時域樣值。
對同相和正交(I/Q)分量，反向FFT140具有獨立的串行輸出(FFT1和FFT0)。數(shù)模變換器142獲取該同相和正交分量(它是基帶調(diào)制信號的數(shù)字表示)，且把它轉(zhuǎn)換為一個離散的波形。然后此信號通過重構(gòu)濾波器144以去除諧波含量。這一重構(gòu)對于避免因多個混合的方案引發(fā)的問題和其它濾波問題來說，是需要的。該信號在一個信號轉(zhuǎn)換發(fā)送機146中被相加，用于把采用可數(shù)字調(diào)諧的合成的波形的I/Q分量和用于混頻的同相的和正交的分量進行上變頻到可用的發(fā)送頻率上。例如，若該合成器是在600MHz，則該輸出頻率將在600MHz。這些分量由信號轉(zhuǎn)換發(fā)送機146相加，然后包括多個正交載波的波形在經(jīng)由電話發(fā)送機14被耦合到光纖之前由發(fā)送機放大器148放大且由發(fā)送機濾波器150濾波。這些功能是在通用處理器149和執(zhí)行這種調(diào)制所需要的方框147的其它處理電路的控制之下執(zhí)行的。通用處理器還從載波、振幅、定時恢復(fù)方框222(圖15)接收ISU調(diào)節(jié)參數(shù)，用于進行分配環(huán)碼元對準(zhǔn)、頻率鎖定、振幅調(diào)節(jié)、和路徑時延功能，在下文將進一步描述。
在下行接收端，一個MISU或一個HISU提供從6MHz頻帶之一的下行傳輸中提取的電話信息和控制數(shù)據(jù)。對于MISU66，MISU下行接收機結(jié)構(gòu)在圖11被顯示。它包括一個100MHz帶通濾波器152用來減少所接收的下行廣播的600至850MHz總頻段的頻帶。已濾波的信號然后通過電壓調(diào)諧濾波器154以去除帶外干擾以及進一步減少帶寬。該信號經(jīng)過正交和同相的下變頻器158被下變頻到基帶頻率，其中該信號利用由串口178的一個輸出所控制的合成器157在復(fù)數(shù)混頻器156上被混頻。被下變頻的I/Q分量通過濾波器159且在模數(shù)轉(zhuǎn)換器160被變換為數(shù)字分量。I/Q分量的時域樣值放置在樣值緩存器162中且一組樣值輸入到下變頻器補償單元164中。該補償單元164用于減低差錯，例如由混頻器造成的DC偏移以及在下變頻時產(chǎn)生的微分相位時延。
通過在ISU的初始化和激活期間從同步信道以及在跟蹤期間從IOC信道提取控制數(shù)據(jù)，載波、振幅和定時信令由載波、振幅、和定時恢復(fù)方框166從補償后的信號中提取，這在下面將參照圖22A作進一步描述。補償后的并行方式的信號提供給快速傅立葉變換器(FFT)170以轉(zhuǎn)換成頻域單元的矢量，它們實質(zhì)上是具有最初在MCC調(diào)制解調(diào)器82上對MISU訪問的DS0+信道在上行產(chǎn)生的I/Q分量的復(fù)數(shù)構(gòu)象點。因信道濾波的不精確性，一個均衡器172去除在發(fā)送和接收期間的動態(tài)誤差。在上行接收機和下行接收機結(jié)構(gòu)中的均衡將在下面參照圖23作進一步描述。從均衡器172，復(fù)數(shù)構(gòu)象點被碼元-比特轉(zhuǎn)換器174轉(zhuǎn)換成比特，在去擾頻器176中被去擾頻，去擾頻器176是擾頻器134的一個鏡象單元，而有用負(fù)載電話信息和IOC控制數(shù)據(jù)由串口178輸出到CXSU102，如圖6所示。方框153包括如圖所示的執(zhí)行各種功能的處理能力。
參照圖12，它顯示了HISU68下行接收機結(jié)構(gòu)。HISU下行接收機結(jié)構(gòu)(圖12)與MISU下行接收機結(jié)構(gòu)(圖11)的主要區(qū)別在于它們處理的帶寬量。兩個接收機直到FFT處理的前端，除了在下變頻期間，基本上是相同的，模數(shù)變換器160可運行在一個很低的速率上。例如，若要處理的信號的帶寬是100kHz，則抽樣速率可以是大約200kHz。在一個處理3MHz信號的MISU中，抽樣速率是大約6MHz。因為HISU被限制于最多接收10個DS0+，F(xiàn)FT180的規(guī)模可以較小。在HISU中優(yōu)選地是采用一個32點的FFT180，對比在MISU中采用的一個128或256點的FFT，它在實現(xiàn)上要更有效。因而，這些結(jié)構(gòu)間的主要區(qū)別在于HISU接收機結(jié)構(gòu)基本上比MISU接收機結(jié)構(gòu)要求更低的處理能力相應(yīng)地具有更少的功率消耗。所以，為了提供一種其中遠端單元處的功率消耗是最少的系統(tǒng)，HISU訪問的更小頻帶允許這種低的功率消耗。允許HISU訪問這樣小的載波頻帶的一個理由是IOC信道是散置在6MHz頻譜之間的。
參照圖13，它顯示了HISU68的上行傳輸結(jié)構(gòu)。來自CXSU102(圖6)的IOC控制數(shù)據(jù)和電話有用負(fù)載數(shù)據(jù)，在HISU以一個比在MISU或HDT傳輸結(jié)構(gòu)中慢得多的速率提供給串口182，這是因為HISU支持僅10個DS0+信道。HISU上行傳輸結(jié)構(gòu)實現(xiàn)三種重要的操作。它調(diào)節(jié)所發(fā)送的信號的振幅、所發(fā)送信號的定時時延(碼元和路徑時延兩者)、以及所發(fā)送信號的載波頻率。電話數(shù)據(jù)和IOC控制數(shù)據(jù)在由HISU下行接收機結(jié)構(gòu)的時鐘產(chǎn)生器173產(chǎn)生的時鐘信號的控制之下進入串口182，且根據(jù)有關(guān)MCC下行傳輸結(jié)構(gòu)在上面所述的理由，由擾頻器184對其進行擾頻。進來的比特由比特-碼元變換器186被映射成碼元，或復(fù)數(shù)構(gòu)象點，包括頻域中的I/Q分量。然后把構(gòu)象點放置到碼元緩存器188。緊隨緩存器188，一個反向FTT190作用到碼元來產(chǎn)生時域樣值；32個樣值對應(yīng)于32點FFT。一個時延緩存器192被放置在反向FFT190的輸出處來提供在MCC調(diào)制解調(diào)器上行接收機結(jié)構(gòu)中作為由HDT12控制的上行同步過程的一項功能的復(fù)幀對準(zhǔn)。因而，該時延緩存器192，在由數(shù)模轉(zhuǎn)換器194對反向FFT19輸出的同相和正交分量進行數(shù)模轉(zhuǎn)換之前，提供路徑時延調(diào)節(jié)。時鐘時延電路196，在通過從串行數(shù)據(jù)流中在被擾頻之前提取控制數(shù)據(jù)而獲得的IOC控制數(shù)據(jù)輸出的請求下，對碼元對準(zhǔn)提供微調(diào)。在由數(shù)模轉(zhuǎn)換器194轉(zhuǎn)換成模擬分量后，該模擬分量從此就由重構(gòu)濾波器198重新構(gòu)造為一個平滑的模擬波形。然后上行信號在合成器方框195的控制之下由直接變頻器197直接上變頻為合適的發(fā)送頻率。合成器方框195是在來自一個IOC控制信道的命令的控制之下操作的，此IOC控制信道提供在HISU下行接收機結(jié)構(gòu)中所提取的載波頻率調(diào)節(jié)命令。上變頻的信號然后由發(fā)送機放大器200放大，由發(fā)送機濾波器202濾波并且與由其它ISU100所發(fā)送的其它信號組合一起而上行發(fā)送。方框181包括用于執(zhí)行這些功能的處理電路。
參照圖14，它顯示了MISU66上行發(fā)送機結(jié)構(gòu)，它與HISU68的上行發(fā)送機結(jié)構(gòu)基本上相同。但是，MISU66處理更多的信道且不能象HISU68一樣在一個單一的處理器上執(zhí)行操作。因而，需要有一個提供包括反向FFT191的方框181的功能的方框181的處理器，以及支持此結(jié)構(gòu)的一個通用處理器206，以便處理增加的信道的能力。
參照圖15，它顯示了在HDT12的每一CXMU56的MCC上行接收機結(jié)構(gòu)。一個5至40MHz帶通濾波器208對上行信號進行濾波，這一信號然后由混頻器和合成器電路211進行直接下變頻到基帶。該下變頻的輸出被加到用于對其進行改善的抗混淆濾波器210，且該輸出信號由模數(shù)轉(zhuǎn)換器212轉(zhuǎn)換為數(shù)字格式而把一個信號的同相和正交分量的時域樣值提供給窄帶入口濾波器和FFT112。窄帶入口濾波器和FFT112，在下面將要描述，提供對可能影響上行傳輸?shù)恼瓗Ц蓴_的保護。
入口濾波器和FFT112一次保護10個信道，因而，如果外來干擾影響在MCC調(diào)制解調(diào)器82所接收的6MHz頻譜內(nèi)可用的240個DS0+信道中的一個的話，最多10個信道將被外來干擾損壞。入口濾波器和FFT112包括一個多相結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道，這是一種通用的濾波技術(shù)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還知道，多相濾波器所保護的信道的數(shù)量可以變化。入口濾波器和FFT112的輸出耦合到一個均衡器214，均衡器214提供對發(fā)生在信道中的不精確性(如來自基準(zhǔn)振蕩器或合成器的噪聲引起的那些)的糾正。均衡器214的輸出碼元被加到一個碼元-比特轉(zhuǎn)換器216，在此碼元被變換為比特。這些比特提供給去擾頻器218，它們是ISU100的擾頻器的一個鏡象，且去擾頻器的輸出提供給串口220。串口220的輸出分解為兩個有用負(fù)載流和一個IOC控制數(shù)據(jù)流正如在下行方向提供給MCC下行發(fā)送機結(jié)構(gòu)的。方框217包括用于執(zhí)行這些功能的必要的處理電路。
為了檢測下行信息，必須通過采用下行同步過程來獲得該到達信號的振幅、頻率、和定時。由于該下行信號包含一個點到多點節(jié)點拓?fù)?，所以與上行信號相反，OFDM波形經(jīng)一條單路徑以一個固有的同步方式到達。對波形參數(shù)的捕獲最初是在下行同步信道上在位于6MHz頻譜的兩端的下行同步頻段內(nèi)進行的。這些同步頻帶包括一個單個的同步載波或音頻，它是由一個2kHz幀時鐘進行BPSK調(diào)制的。這一音頻用來在ISU提取起始的振幅、頻率、和定時。該同步載波可能位于接收頻段的中心，且可看作是IOC的一種特殊情形。在此信號已被接收和此接收機結(jié)構(gòu)已調(diào)諧到一個典型的IOC信道以后，采用相同的電路使用IOC信道來追蹤該同步參數(shù)。
用來捕獲所需信號參數(shù)的過程采用了ISU接收機結(jié)構(gòu)的載波、振幅和定時恢復(fù)方框166，它在圖22A中以方框圖的形式被詳細(xì)地顯示。該載波、振幅和定時恢復(fù)方框166包括一個用來對所接收的波形獲得頻率鎖定的科斯塔(costas)環(huán)330。在信號從補償單元164接收到以后，一個取樣和保持電路334以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器332作用到該信號上，同時從變換器332得到的樣值被加到科斯塔環(huán)330。該取樣是在壓控振蕩器340的控制之下執(zhí)行的，它被除法器333相除，除法器333除以在接收機結(jié)構(gòu)中采用的FFT的點數(shù)M?？扑顾h(huán)330的混頻器331由到達的信號和反饋路徑饋給，且用作環(huán)路相位檢測器?；祛l器331的輸出被濾波和抽取以減少后續(xù)硬件的處理要求。假定所接收的信號是帶寬受限的，那么只需要較少的樣值來表示同步信號。如果在接收機正交性沒有得到保持的話，那么濾波器將在恢復(fù)過程中消除不期望的信號分量。在正交性條件下，LPF337將完全地去除來自相鄰OFDM載波的影響。當(dāng)載波頻率鎖定達到時，該過程將在環(huán)路的同相支路顯示所期望的BPSK波形。抽取器的輸出饋給另一個混頻器，然后送到具有濾波函數(shù)H(s)的環(huán)路濾波器和數(shù)控振蕩器(NCO)，完成此反饋路徑來糾正頻率誤差。當(dāng)該誤差是“輕微的”時，環(huán)路就被鎖定。為了在跟蹤期間達到快速的捕獲和最小的抖動，必須使用雙環(huán)路帶寬。系統(tǒng)操作將要求。頻率鎖定被達到且被維持在OFDM信道間隔(360Hz)的大約+/-4％之內(nèi)。
信號的振幅在BPSK功率檢測器336的頻率恢復(fù)環(huán)路的輸出上被測定?？偟男盘柟β蕦⒈粶y量，且可被用來調(diào)節(jié)一個數(shù)字可控的模擬增益電路(未圖示)。該增益電路用來歸一化信號以使得在一個最優(yōu)的操作段上使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
采用超前-滯后門相位檢測器338的一個超前-滯后門類型算法來執(zhí)行定時恢復(fù)以提取定時誤差，以及根據(jù)誤差信號來調(diào)節(jié)取樣時鐘或振蕩器340。超前-滯后門檢測器在一個更新間隔內(nèi)產(chǎn)生了一個超前/滯后命令。這一命令將通過濾波器341作用于取樣時鐘或振蕩器340。這一環(huán)路一直釋抑著直到頻率鎖定和振幅鎖定達到。在定時環(huán)路鎖定后，它產(chǎn)生一個鎖定指示信號。此同一時鐘還用于上行傳輸。載波、振幅、和定時恢復(fù)方框166提供給時鐘產(chǎn)生器168一個基準(zhǔn)值。時鐘產(chǎn)生器168提供MISU所需要的所有時鐘，例如，8kHz幀時鐘和取樣時鐘。
MCC調(diào)制解調(diào)器上行接收機結(jié)構(gòu)(圖15)的載波、振幅、和定時恢復(fù)方框222由圖22B的同步環(huán)方框圖所顯示。它對上行同步信道上的信號執(zhí)行上行同步的檢測。對于一個ISU的初始化和激活，上行同步是通過HDT經(jīng)下行IOC控制信道命令I(lǐng)SU之一在一個同步信道上上行發(fā)送一個基準(zhǔn)信號來執(zhí)行的。載波、振幅、和定時恢復(fù)方框222測量來自該ISU100(它在同步信道上響應(yīng))的數(shù)據(jù)的參數(shù)，且與在HDT12處的基準(zhǔn)值進行比較來評估頻率誤差、振幅誤差、和定時誤差。載波、振幅、和定時恢復(fù)方框222的輸出由HDT12轉(zhuǎn)成調(diào)節(jié)命令，且被送到在下行方向上在一個IOC控制信道上由MCC下行發(fā)送機結(jié)構(gòu)初始化和激活的ISU。
上行同步過程的目的是初始化和激活I(lǐng)SU使得來自不同的ISU的波形在HDT12被組合為一個統(tǒng)一的波形。在HDT12由載波、振幅、和定時恢復(fù)方框222評估的，以及由ISU調(diào)節(jié)的這些參數(shù)是振幅、定時、和頻率。歸一化ISU信號的振幅使得各DS0+被分?jǐn)傄粋€等量的功率，且在該HDT12達到一個理想的信噪比。另外，相鄰的ISU必須在正確的相對電平上接收到，否則較強的DS0+信道的瞬時特性將對較弱的DS0+信道產(chǎn)生反面影響。如果一個有用負(fù)載信道在與另一個較多頻率誤差的有用負(fù)載信道相鄰地發(fā)送的話，在OFDM波形的正交性將變壞且誤差率性能將受到損害。因此，ISU的頻率必須調(diào)節(jié)到接近容限值。已恢復(fù)信號的定時也影響正交性。一個在時間上未與相鄰碼元同步的碼元在要進行FFT過程的碼元部分會產(chǎn)生躍變。如果所有碼元的躍變在HDT不是落在防護間隔之內(nèi)，相對于非正交信道的大約+/-16個音頻(8個DS0+)將不可恢復(fù)。
在上行同步期間，ISU被命令發(fā)送一個信號，例如一個方波信號，來確定振幅和頻率的精度以及來同步碼元。圖案信號可以是便于由載波、振幅、和定時恢復(fù)方框222進行參數(shù)的檢測的任何信號，且這一信號對檢測不同的參數(shù)可能是不同的。例如，該信號對振幅和頻率檢測與糾正可能是一個連續(xù)的正弦信號，而對碼元定時可能是一個方波信號。載波、振幅、和定時恢復(fù)方框222評估此三個分配環(huán)參數(shù)。在所有的三個環(huán)路中，結(jié)果的誤差信號將由CXMC80變換成一個命令，且經(jīng)MCC調(diào)制解調(diào)器82在一個IOC信道上發(fā)送，而CXSU將接收此命令且控制ISU所執(zhí)行的調(diào)節(jié)。
如圖22B所示，來自ISU的上行同步在壓控振蕩器440的控制之下被抽樣和保持434以及模數(shù)轉(zhuǎn)換432。壓控振蕩器是一個本機基準(zhǔn)振蕩器，它的輸出被M(在接收機結(jié)構(gòu)中的FFT的點數(shù))分頻，以便控制抽樣和保持434和模數(shù)轉(zhuǎn)換器432，以及被k分頻，以便把8KHz信號加到相位檢測器438。
頻率誤差可采用科斯塔環(huán)430來評估?？扑顾h(huán)430想建立具有本機產(chǎn)生的頻率基準(zhǔn)的相位鎖定。在一定時間段后，環(huán)路適配被禁止使用，且對于此時間的相位差將用來評估頻率誤差。頻率誤差由濾波函數(shù)H(s)444產(chǎn)生且提供給CXMC82進行處理以經(jīng)一個IOC控制信道向ISU發(fā)送一個頻率調(diào)節(jié)命令。頻率誤差也送到數(shù)控振蕩器(NCO)以結(jié)束頻率環(huán)路而糾正頻率誤差。
振幅誤差是在上行同步期間根據(jù)載波的幅度通過功率檢測器436檢測科斯塔環(huán)430的同相支路的載波振幅進行計算的。在基準(zhǔn)比較器443處，振幅與一個希望的基準(zhǔn)值進行比較，誤差將被送往CXMC82進行處理以經(jīng)一個IOC控制信道向ISU發(fā)送一個振幅調(diào)節(jié)命令。
當(dāng)在HDT的本機基準(zhǔn)已相位鎖定后，在同步信道上從ISU來的BPSK信號可用于處理。在科斯塔環(huán)430的同相支路上獲得方波，且把它加到超前-滯后門相位檢測器438用于與來自分頻器435的本機產(chǎn)生的8kHz信號進行比較。相位檢測器435產(chǎn)生加到環(huán)路濾波器441的一個相位或碼元定時誤差，且經(jīng)線路439輸出。然后相位或碼元定時誤差被提供給CXMC82進行處理以經(jīng)一個IOC控制信道向ISU發(fā)送一個碼元定時調(diào)節(jié)命令。
在ISU中，調(diào)節(jié)由于上行同步的參數(shù)的機制包括由數(shù)模轉(zhuǎn)換器194(圖13)實施時域波形的標(biāo)量乘法的幅度改變，因為它從數(shù)字處理算法(例如反向FFT190)被收集。相似地，一個復(fù)數(shù)混頻信號可以被產(chǎn)生且作為一個加到數(shù)模變換器194的輸入的復(fù)數(shù)乘法被實施。
在ISU中，下行取樣時鐘和上行取樣時鐘兩者的頻率精度是通過把一個振蕩器相位鎖定到下行同步和IOC信息來確定的。上行傳輸頻率是，例如在合成器方框195，按照HDT12的命令進行調(diào)節(jié)的。
碼元定時糾正被實施為一種延遲功能。因而在ISU上行方向的碼元定時對準(zhǔn)被確定為在經(jīng)時鐘時延電路196(圖13)或通過消隱一個取樣間隔(相同樣值中的兩個同時出現(xiàn))或通過花費一個額外的時鐘邊緣(一個樣值失去時鐘且丟失)來完成的取樣定時中的一種延遲。按照這一方式，一種延遲功能可不用除了已經(jīng)要求的以外的附加的數(shù)據(jù)存儲而被控制。
在ISU初始化和激活到系統(tǒng)，以及可用于發(fā)送以后，ISU將通過采用載波、振幅、和定時恢復(fù)方框222來維持所要求的上行同步系統(tǒng)參數(shù)。一個未用的但已初始化和激活的ISU將被命令在一個IOC信道上發(fā)送，且方框222將評估來自它們的那些參數(shù)(如上所述的)。
在MISU66(圖13)和HISU68(圖14)的上行接收機結(jié)構(gòu)中，為達到在HDT12的載波的正交性所要求的頻率偏移或糾正可在ISU被確定，與在同步期間在HDT由載波、振幅、和定時恢復(fù)方框222(圖15)確定的頻率偏移相反，然后調(diào)節(jié)載波頻率的頻率偏移調(diào)節(jié)命令分別經(jīng)HISU68和MISU66的合成器方框195和199被發(fā)送到ISU。因此，頻率誤差將不再被載波、振幅、和定時恢復(fù)方框22檢測到(如上所述)。當(dāng)然，在這一直接的ISU實施中，該ISU(HISU68或MISU66)評估來自下行信號的數(shù)字的頻率誤差，且一個糾正被加到傳送中的上行數(shù)據(jù)中去。
HDT12從同一基本振蕩器提取所有的發(fā)送和接收頻率。因此，所有的混頻信號在該HDT都是頻率鎖定的。相似地，ISU(或HISU68或MISU66)從同一基本振蕩器提取所有的發(fā)送和接收頻率；因此，所有的混頻信號在該ISU也都是頻率鎖定的。但是在ISU振蕩器中，相對于HDT振蕩器存在一個頻率偏移。頻率誤差量(從ISU看)將為該混頻頻率的一個固定的百分比。例如，如果ISU振蕩器與HDT振蕩器有10PPM的頻率偏差，以及ISU下行接收機混頻頻率是100MHz且ISU上行發(fā)送混頻頻率是10MHz的話，則ISU將在下行接收機糾正1kHz且在上行發(fā)送機產(chǎn)生一個100Hz偏移的信號。如此，采用ISU直接實施方案，頻率偏移就從下行信號中評估。
該評估采用執(zhí)行數(shù)值計算的數(shù)字電路(如一個處理器)來執(zhí)行。同步信道或IOC信道的樣值在系統(tǒng)的操作期間在硬件上收集。一個跟蹤環(huán)路驅(qū)動一個對所接收信號進行數(shù)字混頻的數(shù)字振蕩器。這一過程在內(nèi)部提取一個基本上鎖定到HDT的信號。該內(nèi)部數(shù)字混頻計算出頻率偏移。在鎖定到在ISU中的下行信號的過程間，獲得了頻率誤差的評估值，加上已知的下行頻率，就可計算出相對頻率誤差?；谝阎脑贖DT的用于下變頻上行接收信號的混頻，相對ISU發(fā)送頻率的一個頻率偏移就可計算出來。這一頻率偏移在轉(zhuǎn)換信號到模擬域(例如通過圖13的轉(zhuǎn)換器194)之前數(shù)字地加到ISU所發(fā)送的信號。因此，頻率糾正可直接在ISU上執(zhí)行。
參照圖20和21，將詳細(xì)描述包括一個多相濾波器結(jié)構(gòu)的MCC上行接收機結(jié)構(gòu)的窄帶入口濾波器和FFT112。通常一個多相濾波器結(jié)構(gòu)包括多相濾波器122和124，它提供免受外來干擾的保護。來自ISU100的上行OFDM載波的6MHz頻帶通過該多相濾波器被分解成子頻段，該多相濾波器提供對載波或音頻的小群的濾波，而當(dāng)一個外來干擾影響一群載波中的載波時，僅僅這一載波群受到影響而其它載波群因這種濾波特性得到保護。
入口濾波器結(jié)構(gòu)具有兩排并行的多相濾波器122、124。一排有大約17個不同的非重迭的頻段，在頻段間有信道間隔。一個單排多相濾波器的幅度響應(yīng)在圖18中被顯示。第二排與第一排相互偏移一數(shù)量使得未被第一排濾波的信道可由第二排濾波。因此，如在圖19的一個單排的多相濾波器的閉合幅度響應(yīng)中所顯示的，已濾波的信道的一個頻段可包括在頻率組38-68中的那些頻段，其中心載波相應(yīng)于通過該濾波器的組45-61。重迭的濾波器提供對處于這些頻帶的和未通過其它濾波器排的那些載波之間的載波的濾波。例如，重迭的濾波器可能讓28-44通過。該兩個信道排相互偏移16個頻率組使得兩個濾波器排的組合可接收該544個信道的每一個信道。
參照圖20，入口濾波器結(jié)構(gòu)從模數(shù)轉(zhuǎn)換器212接收取樣的波形x(k)，然后復(fù)數(shù)混頻器118和120提供交錯，以便應(yīng)用到多相濾波器122和124?；祛l器118使用一個常數(shù)值而混頻器120使用一個值來達到這一偏移。每一混頻器的輸出進到多相濾波器122、124中的一個。每個多相濾波器排的輸出包括18個頻段，每個頻段包含16個可用的FFT的組或每一個頻段支持以8kHz速率的16個載波，或8個DS0+。有一個頻段不使用。
多相濾波器122、124的每一頻段輸出具有每一個8kHz幀的36個樣值，包括4個防護樣值，且這些頻段輸出進到快速傅立葉變換(FFT)方框126、128。由FFT方框126、128執(zhí)行的第一個操作就是去除該四個防護樣值，因而留下32個時域點。方框中的每一FFT的輸出是32個頻率組，其中的16個與提供濾波的其它組一起使用。對FFT的輸出進行交錯以提供重迭。如圖20所示，載波0-15由頂排的FFT#1輸出，載波16-31由底排的FFT#1輸出，載波32-48由頂排的FFT#2輸出，依次類推。
多相濾波器122、124每一個都是標(biāo)準(zhǔn)的多相濾波器結(jié)構(gòu)，這是本領(lǐng)域的技術(shù)人員都熟知的，且每一個都由圖21的結(jié)構(gòu)所示意。輸入信號是在每秒5.184兆個樣值(或每幀648個樣值)的速率上抽樣的。該輸入然后以一個18的因子(每18個樣值保存一個)被抽取以給出一個有效的288kHz的抽樣速率。這一信號送給有限沖激響應(yīng)(FIR)濾波器，標(biāo)記為H0，0(Z)至H0，16(Z)，它們包括多個抽頭，優(yōu)選地是每一個濾波器5個抽頭。本領(lǐng)域的技術(shù)人員清楚抽頭的數(shù)量是可變的且不希望限制本發(fā)明的范圍。來自這些濾波器的輸出送到一個18點反向FFT130。該變換的輸出是對于8kHz幀的36個樣值，包括4個防護樣值，該變換的輸出提供給FFT方框126和128進行處理，如上所述。FFT音頻間的間隔優(yōu)選地是9kHz，而信息速率是每秒8千個碼元，每一個所分配的碼元4個防護樣值。來自每一多相濾波器的17個頻段被加到FFT方框126、128進行處理，且輸出554個載波，如上文所指出的。第18頻段沒有使用，如上文所指出的。
在上行和下行接收機結(jié)構(gòu)兩者中的均衡器214(圖15)和172(圖11)被提供來算出群時延的經(jīng)過電纜線路設(shè)備的變化。均衡器跟蹤因環(huán)境改變引起的相位和增益或振幅的變化，因而在充分地保持精確的跟蹤的同時，它可緩慢地使之適應(yīng)。均衡器172、214的系數(shù)360(內(nèi)部的均衡器操作在圖23中顯示)表示對于FFT112、170的分辨率的信道頻率響應(yīng)的倒數(shù)。在多點到點拓?fù)渲懈鱾€DS0+可能遇到不同信道，所以上行系數(shù)可能是不相關(guān)的，與上行系數(shù)相反，下行系數(shù)將是高度相關(guān)的，因為每一信道是路經(jīng)同一信號路徑的。雖然信道特性具有多樣性，但對于上行或下行接收機，均衡器的操作都是相同的。
下行均衡器僅僅在IOC信道上進行跟蹤，這樣就減少了在ISU的計算需求且去除了在有用負(fù)載信道中的前置碼需求，在下面將進一步描述，這是因為IOC信道總是要發(fā)送的。但是，上行將要求在每一個DS0+信道和IOC信道上進行均衡。
用來更新均衡器系數(shù)的算法，當(dāng)工作在一個32QAM構(gòu)象上時，包含若干個本地最小量，且經(jīng)受四重的相位不定性。還有，上行的每一DS0+可從一個獨立的ISU發(fā)出，因而可具有一個獨立的相位偏移。為了減輕這一問題，每次開始通信都要求在數(shù)據(jù)發(fā)送之前發(fā)出一個固定的碼元前置碼。注意IOC信道是排除在這一要求之外的，這是因為不對它們均衡且前置碼不會被擾頻。我們知道在發(fā)送的時候，HDT12仍具有在ISU的初始化和激活期間所確定的精確的頻率鎖定和碼元定時，且將在連續(xù)地可用的下行IOC信道上維持同步。
前置碼的引入要求均衡器了解它自己的進程狀態(tài)。引入了三種狀態(tài)包括搜尋、捕獲和跟蹤模式。搜尋模式是基于出現(xiàn)在一個信道上的功率總量。發(fā)送機算法將在未用的FFT組中置一個零值，導(dǎo)致在此特定頻率上發(fā)送的功率為零。在接收機處，均衡器將根據(jù)FFT組的功率的不存在，來確定它是處在尋找模式。
當(dāng)一個已初始化和激活的ISU的傳輸開始時，均衡器檢測到信號的存在后進入捕獲模式。前置碼的長度大約為15個碼元。均衡器將根據(jù)前置碼改變均衡過程。起始相位和振幅的糾正將較多而后續(xù)的系數(shù)更新將較不重要。
捕獲之后，均衡器將進入跟蹤模式，更新速率被減少到最小量級。跟蹤模式一直繼續(xù)直到在信道上在某一時間檢測到一個功率丟失。該信道然后處于不用的但已初始化和激活的狀態(tài)。均衡器將不跟蹤正在調(diào)諧接收機的時間，且該系數(shù)將不進行更新。對于信道監(jiān)控，該系數(shù)可以例如被信噪比監(jiān)測器305(圖15)訪問和使用，下面將對此作進一步討論。
對于均衡過程，I/Q分量在FFT(如FFT112、180)的輸出處被裝載到一個緩存器。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說很明顯的，下面的對均衡器結(jié)構(gòu)的描述是針對上行接收機均衡器214的但它同樣適用于下行接收機均衡器172。均衡器214從緩存器中提取時域樣值且一次處理一個復(fù)數(shù)樣值。處理過的信息然后從那里輸出。圖23顯示了缺少狀態(tài)控制算法的均衡器算法的基本結(jié)構(gòu)，狀態(tài)控制算法對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是很明顯的。主要的均衡路徑在乘法器370中籍使用來自所挑選的FFT組的值執(zhí)行一個復(fù)數(shù)乘法。然后在碼無量化方框366對該輸出進行量化，把它量化為一個存儲表中的最接近的碼元值。量化后的值(硬判決)傳送出來以被碼元-比特轉(zhuǎn)換器216解碼成比特。電路的其余部分用來更新均衡器的系數(shù)。在加法器364計算出一個量化過的碼元值與均衡過的樣值之間的誤差。這一復(fù)數(shù)誤差在乘法器363與所接收到的樣值相乘，結(jié)果由乘法器362用適配系數(shù)縮放以形成一個更新值。該更新值在加法器368與起始系數(shù)相加得到一個新的系數(shù)值。
第一實施方案的操作在優(yōu)選的實施方案中，對HDT12的每一MCC調(diào)制解調(diào)器82都分配給6MHz頻段，如圖9A所示。雖然MCC調(diào)制解調(diào)器82發(fā)送和接收整個6MHz頻段，ISU調(diào)制解調(diào)器100(圖6)被優(yōu)化為它們被設(shè)計的特定應(yīng)用，以及可終接/產(chǎn)生比在6MHz頻段中所分配的載波或音頻的總數(shù)少的載波或音頻。上行和下行的頻段分配優(yōu)選地是對稱的。來自MCC調(diào)制解調(diào)器82的上行6MHz頻段位于5-40MHz頻譜內(nèi)而下行6MHz頻段位于725-760MHz頻譜內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員都知道如果上行和下行傳輸采用不同的傳輸媒介的話，傳輸頻率可以是相同的或重迭但仍然無相互干擾。
在每一6MHz頻段內(nèi)有三個頻段來支持特定的操作，例如電話有用負(fù)載數(shù)據(jù)的傳送、ISU系統(tǒng)操作和控制數(shù)據(jù)(IOC控制數(shù)據(jù))的傳送、以及上行和下行同步。在OFDM頻帶內(nèi)的每一載波或音頻包括一個正弦波，它被振幅和相位調(diào)制以形成一個復(fù)數(shù)的構(gòu)象點，這在前文已描述。OFDM波形的基本的碼元率是8kHz，在6MHz頻段內(nèi)總共有552個音頻。下面的表1總結(jié)了對各種音頻類別的優(yōu)選的調(diào)制類型和帶寬分配。
表1頻段分配 音頻或載波的數(shù)量 調(diào)制容量 帶寬同步頻段 24個音頻(在每一端BPSKn/a 216KHz2個同步音頻以及在每一端10個防護音頻)有用負(fù)載 480個(240個DS0+ 32QAM 19.2Mbps 4.32MHz數(shù)據(jù) 信道)IOC 48個(每20個數(shù)據(jù)信BPSK384kbps 432kHz道或每24個IOC信道2個)頻段間防 在每一端的剩余者 n/a n/a 1.032MHz護 (在每一端516kHz)合成信號 552個n/a n/a 6.0MHz在頻譜的每一端提供防護頻段，使得可以在發(fā)送之后接收之前進行選擇性濾波。整個頻段包括總共240個電話數(shù)據(jù)信道，配備19.2Mbps的凈數(shù)據(jù)速率。這一容量考慮到了加性外來干擾，因而保持了對集中用戶到中心局的足夠支持。IOC信道被散置在整個頻段內(nèi)來提供對位于HISU的窄帶接收機的冗余和通信支持。IOC數(shù)據(jù)速率為16kbps(兩個BPSK音頻，碼元速率為每秒8kHz幀)。高效地，每10個有用負(fù)載數(shù)據(jù)信道提供給一個IOC信道。對于一個僅可訪問一個單個IOC信道的ISU(例如一個HISU)，如果該IOC信道損壞的話，可迫使它重新調(diào)節(jié)。但是一個可訪問多個IOC信道的ISU(例如對于一個MISU)，在主要的選擇損壞的情況下，可選擇一個替代的IOC信道。
同步信道在頻段的兩端被復(fù)制用于冗余，且與可用載波的主體相偏離來保證同步信道不干擾其它的已使用信道。同步信道在前面已描述且在下面進一步描述。該同步信道工作在一個比電話有用負(fù)載信道更低的功率電平上以減少任何對這種信道干擾的影響。這一功率減少還允許在同步信道和有用負(fù)載電話信道間采用一個更窄的防護頻段。
一個同步信道或冗余的同步信道，與相互偏差的情況相反，也可在電話信道中實現(xiàn)。為了使它們不受電話信道的干擾，同步信道可以采用一個較低的碼元速率來實施。例如若電話信道在一個8kHz碼元速率上實施，則同步信道可在一個2kHz碼元速率上實施以及還可在一個更低的功率電平上實施。
ISU100被設(shè)計來接收總計為6MHz頻譜的一個子頻段，如圖9D所示。作為一個例子，HISU68優(yōu)選地檢測552個可用信道的僅僅22個。這一實施方案主要地是一個費用/功率節(jié)省方法。通過減少被接收的信道的數(shù)量，抽樣速率以及相關(guān)的處理要求將極大地降低而且在當(dāng)今市場就可買到通用的轉(zhuǎn)換部件。
從HISU接收機的頻率角度來看，一個給定的HISU68受限于只能接收有用負(fù)載數(shù)據(jù)信道中的最多10個DS0。其余的信道將用作防護間隔。還有，為了降低功率/費用要求，合成頻率的步進量被限制為198kHz。如圖9D所示，提供一個IOC信道使得每一HISU68將總是訪問一個IOC信道用于經(jīng)HDT12來控制HISU68。
MISU66被設(shè)計來接收13子頻段，如圖9D所示，或240個可用DS0中的130個。再者調(diào)諧步進量將被限制為198kHz以實現(xiàn)一個高效的合成器實施方案。對于HISU68和MISU66，這些值是優(yōu)選值，且本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，在此規(guī)定的許多值都是可變的但不改變?nèi)缭诟郊訖?quán)利要求中所規(guī)定的本發(fā)明的范圍或精神。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員都熟知，也許有需求對在一個小于6MHz帶寬的信道上的操作的支持。通過對此系統(tǒng)的合適的軟件和硬件修改，這一重新配置是可能的，這一點對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是非常明顯的。例如，對于一個2MHz系統(tǒng)，在下行方向，HDT12可在總的頻段的一個子集上生成信道。HISU本質(zhì)上是窄帶的且可調(diào)諧到2MHz頻段上。支持130個信道的MISU可接收2MHz頻段之外的信號。它們要求通過硬件修改來減少濾波器的選擇性。一個80個信道的MISU能夠以2MHz系統(tǒng)的約束條件來操作。在上行方向，HISU可在2MHz頻段內(nèi)產(chǎn)生信號，且MISU發(fā)送部分可把所產(chǎn)生的信息限制至較窄的頻段。在HDT，入口濾波器可提供足夠的選擇性來阻止帶外信號的能量。窄帶系統(tǒng)將需要位于2MHz頻段的邊緣的同步頻段。
如前文所述的，用于對檢測下行信息的系統(tǒng)進行初始化的信號參數(shù)的捕獲是通過使用下行同步信道來執(zhí)行的。ISU使用載波、振幅、和定時恢復(fù)方框166來建立頻率、振幅、和定時的下行同步以便進行對下行信息的這種檢測。下行信號構(gòu)成一個點到多點拓?fù)淝襉FDM波形經(jīng)一個單個的路徑以一種固有的同步方式到達ISU。
在上行方向，每個ISU100在HDT12使該ISU100能傳輸之前必須在一個上行同步過程中被初始化和激活。ISU的上行同步過程被采用使得來自不同的ISU的波形在HDT組合成一個統(tǒng)一的波形。上行同步過程(它的一部分在前面描述過)涉及各個步驟。它們包括ISU傳輸電平調(diào)節(jié)、上行多載波碼元對準(zhǔn)、載波頻率調(diào)節(jié)、以及往返行程路徑時延調(diào)節(jié)。這種同步是在捕獲到6MHz頻段的工作后被執(zhí)行的。
一般地，關(guān)于電平調(diào)節(jié)，HDT12校準(zhǔn)從ISU100接收的上行傳輸?shù)臏y量的信號強度且調(diào)節(jié)ISU100發(fā)送電平使得所有ISU都在可接受的門限值內(nèi)。在碼元對準(zhǔn)和路徑時延調(diào)節(jié)之前電平調(diào)節(jié)被執(zhí)行以盡量提高這些測量的精度。
一般地，對于由MCC調(diào)制解調(diào)器82和ISU調(diào)制解調(diào)器101實現(xiàn)的多載波調(diào)制方法來說，碼元對準(zhǔn)是一個必須的要求。在傳輸?shù)南滦蟹较颍贗SU100接收到的所有信息由一個單個CXMU56產(chǎn)生，所以在每個多載波上調(diào)制的碼元是自動地相位對準(zhǔn)的。但是，因HFC分配網(wǎng)11的多點到點特性以及ISU100的不等時延路徑，在MCC調(diào)制解調(diào)器82接收機結(jié)構(gòu)的上行碼元對準(zhǔn)是變化的。為了具有最大的接收機效率，所有上行碼元必須在一個較窄的相位邊界容限內(nèi)對準(zhǔn)。這通過在每個ISU100提供一個可調(diào)節(jié)時延路徑參數(shù)來實現(xiàn)使得從不同ISU上行接收的所有信道的碼元周期在它們到達HDT12的地方對準(zhǔn)。
一般地，要執(zhí)行往返行程路徑時延調(diào)節(jié)以使得在一個系統(tǒng)中從HDT網(wǎng)絡(luò)接口62到所有ISU100與從所有ISU100回到網(wǎng)絡(luò)接口62的往返行程時延必須相等。這樣要求以使得信令復(fù)幀完整性在此整個系統(tǒng)中被保持。除了與經(jīng)HFC分配網(wǎng)11本身的信號傳播有關(guān)的物理時延外，電話傳送部分的所有的往返行程處理有一個可預(yù)測的時延。離HDT12物理距離較近的ISU100比離HDT12物理距離較遠的ISU100將具有較少的往返行程時延。實施路徑時延調(diào)節(jié)以迫使所有ISU的傳送系統(tǒng)具有相等的往返行程傳播時延。這對于經(jīng)此系統(tǒng)傳送的DS1信道也維持了DS1復(fù)幀對準(zhǔn)，對與該同一DS1相關(guān)的話音業(yè)務(wù)，用相同的對準(zhǔn)來維持帶內(nèi)信道信令或強奪(robbed)比特的信令。
一般地，載波頻率調(diào)節(jié)必須被執(zhí)行以使得載波頻率間的間隔可維持載波的正交性。如果在MCC調(diào)制解調(diào)器82沒有接收到正交對準(zhǔn)的多載波，就可能發(fā)生多載波間的干擾。這種載波頻率調(diào)節(jié)可以以類似于碼元定時或振幅調(diào)節(jié)的方式執(zhí)行，或如前文所述的，可在ISU上實施。
在初始化過程中，在ISU剛剛供上電時，ISU100并不知道它應(yīng)該在哪一下行6MHz頻段進行接收。這就導(dǎo)致了在初始化過程中對6MHz頻段進行捕獲的需要。它實施一個“掃描”方法來定位它的下行頻段，直到一個ISU100成功地獲得一個用于操作的6MHz頻段為止。一般地，ISU100的CXSU控制器102的一個本機處理器在一個默認(rèn)的從625至850MHz范圍內(nèi)的6MHz接收頻段上啟動。該ISU100在獲得一個有效的同步信號之后在每一6MHz頻段內(nèi)等待一段時間，例如100毫秒，來尋找一個有效的6MHz捕獲命令，此命令與該ISU100的一個獨特標(biāo)識號碼匹配；此獨特標(biāo)識符可以以ISU設(shè)備的一個序列號的方式出現(xiàn)或基于ISU設(shè)備的一個序列號。如果一個有效的6MHz捕獲命令或有效的同步命令在此6MHz頻段中沒有找到，則CXSU控制器102就在下一個6MHz頻段上尋找并重復(fù)該過程。按這種方式，如在下面將進一步解釋的，HDT12可告訴ISU100它應(yīng)使用哪一6MHz頻段用于頻率接收以及其后哪一頻段用于上行頻率發(fā)送。
ISU的初始化和激活過程，如上面總的描述的，以及跟蹤同步將在下面進行描述。這一描述是針對使用一個MISU66以及一個CXSU控制器103的但是同樣適用于與一個相當(dāng)?shù)目刂破鬟壿嬰娐芬黄饘嵤┑娜魏蜪SU100。同軸主卡邏輯電路(CXMC)80由機架控制器單元(SCNU)58命令來初始化和激活一個特定的ISU100。該SCNU使用一個ISU標(biāo)識號碼來尋址該ISU100。CXMC80把該ISU標(biāo)識號碼與一個設(shè)備序列號，或該設(shè)備的獨特標(biāo)識符相關(guān)。從工廠出品的任何兩個ISU設(shè)備不能擁有相同的獨特標(biāo)識符。如果該ISU100從沒有在當(dāng)前的系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中初始化和激活過，則該CXMC80對在初始化和激活中的該ISU100選擇一個個人標(biāo)識號碼(PIN)。此PIN然后被存儲在CXMC80且它有效地表示了所有與該ISU100通信所要遵從的“地址”。CXMC80維持一個在ISU設(shè)備的每一ISU標(biāo)識號碼、獨特標(biāo)識符與PIN碼間的查閱表。與CXMU56相關(guān)的每一ISU100具有一個唯一的PIN地址碼分配。一個PIN地址碼將留給一個對所有ISU的廣播特征所使用，它允許HDT可發(fā)送消息到所有的已初始化和激活的ISU100。
CXMC80發(fā)送一個初始化和激活起動消息到MCC調(diào)制解調(diào)器82，它通知此MCC調(diào)制解調(diào)器82該過程已開始而且在MCC調(diào)制解調(diào)器82中的相關(guān)的檢測功能應(yīng)開通。這一功能由載波、振幅、定時恢復(fù)方框222至少部分地執(zhí)行，如在圖15的MCC上行接收機結(jié)構(gòu)中顯示的以及在前文所描述的。
CXMC80由MCC調(diào)制解調(diào)器82在6MHz頻段的所有IOC信道上發(fā)送一個識別消息。該消息包括分配給正在初始化和激活的ISU的一個PIN地址碼、指示ISU初始化和激活應(yīng)在ISU100上起動的一個命令、ISU設(shè)備的獨特標(biāo)識符(例如設(shè)備序列號)、以及循環(huán)冗余校驗(CRC)。該消息周期地發(fā)送一段時間(TSCAN)，在圖9F中顯示為6.16秒且在圖9E中也顯示了。這一段時間是一個ISU可掃描所有下行6MHz頻段、同步、以及監(jiān)聽一個有效的識別消息的最大時間。該周期率(例如50毫秒)影響了ISU獲知自己的身份的快慢。CXMC80永遠不會試圖一次同步多于一個ISU，但是在突發(fā)識別期間會試圖識別若干個ISU，如下面將要描述的。如果一個ISU在某最大時間極限超過之后都沒響應(yīng)，則要實施軟件暫停。該暫停必定超出ISU為獲得同步功能所要求的最大時間限制。
在CXMC80的周期的發(fā)送期間，ISU實施掃描方法來定位它的下行頻段。CXSU的本機處理器以一個默認(rèn)的在625至850MHz的范圍內(nèi)的6MHz接收頻段起動。ISU100選擇該6MHz頻段的主同步信道，然后在一段時間后進行同步丟失的測試。如果同步丟失仍然存在的話，在一段時間后就選擇次同步信道且進行同步丟失的測試。如果同步丟失仍然存在的話，然后ISU在下一個6MHz頻段內(nèi)重新開始同步信道的選擇，該6MHz頻段可能離開1MHz但它的帶寬仍是6MHz。若在一個同步信道上沒有同步丟失呈現(xiàn)，那么ISU選擇包括IOC的第一子頻段且監(jiān)聽一個正確的標(biāo)識消息。如果找到了一個與它的獨特標(biāo)識符相一致的正確的識別消息，那么把PIN地址碼鎖存到一個合適的寄存器。如果在第一子頻段在IOC上沒找到一個正確的識別消息，那么就選擇一個中間的子頻段和IOC(如第11子頻段)，且該ISU再監(jiān)聽正確的識別消息。如果還沒正確地檢測到此消息，那么該ISU在另一個6MHz頻段上重新開始此過程。該ISU在一個子頻段上監(jiān)聽正確的識別消息一段時間(至少等于兩倍于CXMU傳輸時間，例如當(dāng)傳輸時間是如上所述的50毫秒時則它是100毫秒)。識別命令在ISU100是一個獨特的命令，因為ISU100不要求一個PIN地址碼匹配來響應(yīng)這種命令，僅僅要求一個有效的獨特標(biāo)識符和CRC匹配。如果一個未初始化和未激活的ISU接收到在IOC信道上從CXMC80經(jīng)MCC調(diào)制解調(diào)器82傳送來的標(biāo)識符命令、匹配該獨特標(biāo)識符的數(shù)據(jù)和一個有效的CRC，則ISU100的CXSU102將存儲隨此命令和此獨特標(biāo)識符發(fā)送來的PIN地址碼。從這一點看，該ISU100將僅僅對通過它的正確的PIN地址碼或一個廣播地址碼來對其尋址的命令響應(yīng)；當(dāng)然除非該ISU再次重新激活并被給予一個新的PIN地址碼。
在一個ISU100匹配它的獨特標(biāo)識符后，該ISU將接收具有一個有效的PIN地址碼的上行頻帶命令，此命令告訴ISU100哪一6MHz頻段用于上行傳輸以及哪些載波或音頻用于ISU100要使用的上行IOC信道。CXSU控制器102解釋該命令且正確地激活I(lǐng)SU100的該ISU調(diào)制解調(diào)器101以在正確的上行頻帶內(nèi)響應(yīng)。一旦ISU調(diào)制解調(diào)器101獲得正確的6MHz頻段，CXSU控制器103發(fā)送一個消息命令到該ISU調(diào)制解調(diào)器101以使能上行傳輸。采用HDT12的MCC調(diào)制解調(diào)器上行接收機結(jié)構(gòu)的載波、振幅、和定時恢復(fù)方框222的分配環(huán)，被用來鎖定上行傳輸?shù)母鞣NISU參數(shù)，包括振幅、載波頻率、碼元對準(zhǔn)、和路徑時延。
圖16概略地描述這一分配環(huán)。當(dāng)一個新的單元被掛接到一根纜，HDT12指令被掛接到纜的ISU進入上行同步模式(不包括任何其它ISU100)。然后HDT被給予有關(guān)該新的ISU的信息，并且提供具有各種參數(shù)的下行命令給用戶ISU單元。該ISU開始在上行方向的傳輸，而HDT12鎖定到該上行信號。HDT12提取一個有關(guān)被調(diào)節(jié)的參數(shù)的誤差指示符且命令用戶ISU調(diào)節(jié)這些參數(shù)。誤差的調(diào)節(jié)在該過程中一直重復(fù)直到用于ISU傳輸?shù)膮?shù)被鎖定到HDT12以后為止。
更具體地說，在ISU100捕獲到用于操作的6MHz頻段后，CXSU102發(fā)送一個消息命令給ISU調(diào)制解調(diào)器101，ISU調(diào)制解調(diào)器101在一個同步信道上在如圖9所示的頻譜分配的主同步信道中發(fā)送一個同步碼型。與有用負(fù)載數(shù)據(jù)信道有偏差的上行同步信道(如圖9所分配的)包括一個主同步信道和一個備用同步信道，使得即使同步信道中的一個損壞了，上行同步也仍然能夠?qū)崿F(xiàn)。
MCC調(diào)制解調(diào)器82檢測一個有效的信號且對來自ISU的一個接收到的信號執(zhí)行振幅電平測量。同步碼型向CXMC80表示ISU100已經(jīng)接收到了激活和初始化和頻帶命令，且已準(zhǔn)備好進行上行同步。把振幅電平與一個期望的基準(zhǔn)電平比較。CXMC80確定ISU100的發(fā)送電平是否應(yīng)調(diào)節(jié)以及確定調(diào)節(jié)量。如果要求進行電平調(diào)節(jié)，則CXMC80在下行IOC信道上發(fā)送一個消息，指令I(lǐng)SU100的CXSU102對ISU調(diào)制解調(diào)器101的發(fā)送機的功率電平進行調(diào)節(jié)。CXMC80繼續(xù)檢測來自ISU100的接收功率電平，以及向該ISU100提供調(diào)節(jié)命令，直到由ISU100所發(fā)送的電平可以接受為止。如前所述，振幅在ISU中被調(diào)節(jié)。在采用主同步信道時，如果在對振幅調(diào)節(jié)的一定數(shù)量的重復(fù)次數(shù)內(nèi)都沒有達到振幅平衡，或如果一直沒有檢測到任何信號存在，那么就在備用同步信道上使用該相同過程。在采用主同步信道或備用同步信道時，如果在對振幅調(diào)節(jié)的一定數(shù)量的重復(fù)次數(shù)內(nèi)都沒有達到振幅平衡，或如果一直沒有檢測到任何信號存在，那么就復(fù)位該ISU。
一旦ISU100的傳輸電平調(diào)節(jié)完成且已穩(wěn)定，CXMC80和MCC調(diào)制解調(diào)器82進行載波頻率鎖定。MCC調(diào)制解調(diào)器82檢測由ISU100所發(fā)送的載波頻率以及對所接收的來自ISU的傳輸進行相關(guān)以計算對于正交地對準(zhǔn)來自ISU的所有上行傳輸?shù)亩噍d波所必須的一個載波頻率誤差糾正值。MCC調(diào)制解調(diào)器82回送一個消息到CXMC80，指示對ISU執(zhí)行頻率對準(zhǔn)所要求的載波頻率誤差調(diào)節(jié)量。CXMC80在下行IOC信道上經(jīng)MCC調(diào)制解調(diào)器82發(fā)送一個消息，指令CXSU102調(diào)節(jié)ISU調(diào)制解調(diào)器101的發(fā)送頻率，且該過程一直重復(fù)直到該頻率已被確定在OFDM信道間隔的某容限值之內(nèi)為止。這種調(diào)節(jié)應(yīng)通過至少合成器方框195(圖13和14)來進行。如果頻率鎖定和調(diào)節(jié)如前所述的是對ISU實現(xiàn)的，那么這一頻率調(diào)節(jié)方法就不采用。
為建立正交性，CXMC80和MCC調(diào)制解調(diào)器82執(zhí)行碼元對準(zhǔn)。MCC調(diào)制解調(diào)器82檢測在由ISU調(diào)制解調(diào)器101發(fā)送的以8kHz幀速率調(diào)制的同步信道，以及在接收信號上執(zhí)行一個硬件相關(guān)來計算時延糾正值，它是對于碼元對準(zhǔn)來自所有不同ISU100的上行ISU傳輸所要求的。MCC調(diào)制解調(diào)器82回送一個消息到CXMC80，指示對于碼元對準(zhǔn)ISU所要求的時延調(diào)節(jié)量，使得所有的碼元在HDT12可被同時接收。CXMC80在下行IOC信道上由MCC調(diào)制解調(diào)器82發(fā)送一個消息，指令CXSU103調(diào)節(jié)ISU調(diào)制解調(diào)器101傳輸?shù)臅r延，且該過程一直重復(fù)直到ISU碼元對準(zhǔn)達到為止。這種碼元對準(zhǔn)應(yīng)通過至少時鐘時延電路196(圖13和14)來進行調(diào)節(jié)。碼元對準(zhǔn)平衡必須重復(fù)數(shù)次才能達到，且如果在一個預(yù)定數(shù)量的重復(fù)次數(shù)內(nèi)都沒有達到碼元對準(zhǔn)平衡，那么可再次復(fù)位該ISU。
在碼元對準(zhǔn)的同時，CXMC80發(fā)送一個消息到MCC調(diào)制解調(diào)器82要執(zhí)行路徑時延調(diào)節(jié)。CXMC80在一個下行IOC信道上經(jīng)MCC調(diào)制解調(diào)器82發(fā)送一個消息，指令CXSU控制器102使ISU調(diào)制解調(diào)器101能在一個同步信道上發(fā)送另一個信號，它指示ISU100的復(fù)幀(2kHz)對準(zhǔn)。MCC調(diào)制解調(diào)器82檢測這一復(fù)幀對準(zhǔn)碼型且對該碼型進行硬件相關(guān)。從這樣相關(guān)中，調(diào)制解調(diào)器82計算對于滿足通信系統(tǒng)的往返行程路徑時延所要求的附加的碼元周期。MCC調(diào)制解調(diào)器82然后回送一個消息到CXMC80，指示該附加的時延量必須增加以滿足全程路徑時延要求，然后CXMC在下行IOC信道上經(jīng)MCC調(diào)制解調(diào)器82發(fā)送一個消息，指令CXSU控制器102把這一消息(它包含路徑時延調(diào)節(jié)值)傳遞給ISU調(diào)制解調(diào)器101。路徑時延平衡必須重復(fù)數(shù)次才能達到，且如果在一個預(yù)定數(shù)量的重復(fù)次數(shù)內(nèi)都沒有達到路徑時延平衡，那么可再復(fù)位該ISU。這種調(diào)節(jié)在ISU發(fā)送機上實現(xiàn)且在圖13和14的上行發(fā)送機結(jié)構(gòu)的顯示時延緩存器“n”樣值192中可以見到。路徑時延和碼元對準(zhǔn)可以在同一時間執(zhí)行，各自獨立地或相互在一起地使用在同步信道上被發(fā)送的相同的或不同的信號。
在ISU初始化和激活之前，ISU100不具有在480個音頻或載波的任何一個上發(fā)送電話數(shù)據(jù)信息的能力。在此初始化和激活完成以后，ISU都在OFDM波形內(nèi)發(fā)送所要求的容限之內(nèi)且ISU被告之能夠發(fā)送了以及上行同步已實現(xiàn)。
在一個ISU100為系統(tǒng)被初始化和激活以后，緊隨的同步和跟蹤就可周期地進行以保持這些ISU在OFDM傳送要求的所需容限之內(nèi)被校準(zhǔn)。緊隨的過程被實行以算出分量值隨溫度的漂移。如果一個ISU100在時間段的兩端是不工作的，則該ISU可被調(diào)諧到同步信道且被請求遵照前述的上行同步過程來更新上行同步參數(shù)。替代地，如果一個ISU最近被使用過，則該緊隨的同步或跟蹤可在一個IOC信道上進行。按照這種方案，如圖17所示，ISU100被HDT12請求在一個IOC信道上提供一個信號。HDT12然后詢問和核實該信號是否在OFDM波形內(nèi)的一個信道所要求的容限之內(nèi)。若不是，那么ISU被請求調(diào)節(jié)此誤差參數(shù)。另外，在較長的使用時間內(nèi)，為了更新上行同步參數(shù)，HDT12也可請求ISU在一個IOC信道或一個同步信道上發(fā)送一個信號。
在下行方向，IOC信道向ISU100傳送控制信息。調(diào)制的格式優(yōu)選地是差分編碼的BPSK，雖然下行調(diào)制的差分部分并不需要。在上行方向，IOC信道向HDT12傳送控制信息。當(dāng)在上行方向發(fā)送數(shù)據(jù)時，IOC信道是差分BPSK調(diào)制的以減輕與均衡器有關(guān)的瞬變時間。控制數(shù)據(jù)被安置在一個字節(jié)邊界(500微秒幀)。來自任何ISU的數(shù)據(jù)可在一個IOC信道上異步地傳送；因此存在發(fā)生碰撞的可能性。
因為存在碰撞的可能性，在上行IOC信道上碰撞的檢測是在數(shù)據(jù)協(xié)議級實現(xiàn)的。處理這種碰撞的協(xié)議，例如，可包括由ISU進行的指數(shù)補償。如此當(dāng)HDT12檢測到一個傳輸?shù)腻e誤時，一個重傳命令廣播到所有的ISU以使得ISU等待一定時間后在IOC信道重傳該上行信號；該等待時間基于一個指數(shù)函數(shù)。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道，可實現(xiàn)上行同步，以允許僅采用碼元定時環(huán)路來在得到HDT命令時由ISU調(diào)節(jié)碼元定時以進行多點到點的傳輸。借助于對在ISU的未鎖定到HDT的高質(zhì)量的自激本機振蕩器的使用，可取消用于上行同步的頻率環(huán)路。另外，在ISU的本機振蕩器可鎖定到一個外部基準(zhǔn)。振幅環(huán)路對在HDT達到碼元對準(zhǔn)不是必要的。
前文已述的有關(guān)初始化和激活(包括上行同步)的過程，如果因某些原因在較大數(shù)量的ISU100和HDT12之間把通信丟失了，在一段時間后這些ISU100將要求再進行一次初始化和激活。當(dāng)光纖切斷和多個ISU100的用戶中斷業(yè)務(wù)時，會出現(xiàn)這種情況。如在前文所述的初始化和激活，一次僅僅一個ISU100可被初始化和激活。圖9E中顯示了多個ISU100的以這種方式初始化和激活的時幀。
在圖9E，如前所述，每一ISU100通過對ISU的識別和由ISU對在一個掃描周期TSCAN期間的下行傳輸?shù)?MHz頻段的捕獲而進行初始化，TSCAN是ISU掃描所有的下行頻段監(jiān)聽一個匹配的識別消息所需要的時間周期。在某一種實施方案中，TSCAN等于6.16秒。當(dāng)然這一時間周期將取決于所掃描的頻段的數(shù)量、在下行同步信道上同步所需要的時間間隔、以及捕獲在該頻段內(nèi)的一個IOC信道所需要的時間。
再如圖9E所示，在每一ISU捕獲到一個下行和上行6MHz頻段后，然后在一個時間間隔TEQUAL內(nèi)執(zhí)行上行同步。TEQUAL可定義為實現(xiàn)如上所述的上行同步過程且在合理的重復(fù)次數(shù)內(nèi)來實現(xiàn)這種同步時一個ISU應(yīng)接收來自CXMC80的所有消息的時間間隔。在最少情況中，這一時間間隔是實現(xiàn)碼元定時以使得從各個ISU100接收到的碼元在HDT12都正交而需要的時間間隔。如果振幅、頻率、和路徑時延同步也如上所述地執(zhí)行時，這一時間間隔將增加。因而，串行地初始化和激活12個ISU所需要的時間間隔TSERIAL，如圖9E所示，將等于12TSCAN+12TEQUAL。
對于參照圖9F將要描述的突發(fā)識別過程，初始化和激活12個ISU100的時間間隔可大大地減少。這就導(dǎo)致了要激活的ISU100可更多，激活可更快以及在一個更短的時間內(nèi)可重新恢復(fù)服務(wù)的用戶更多。在如圖9F的時序圖所示的突發(fā)識別的過程中，多個ISU100的識別和捕獲是并行地執(zhí)行的而不是上面所述的串行地執(zhí)行的。
由CXMC80在初始化和捕獲期間發(fā)送的識別消息的周期性，當(dāng)在多個ISU100串行初始化的正常操作條件下執(zhí)行時，是用來表示在IOC信道上業(yè)務(wù)量的一個輕度負(fù)荷但仍允許一個合理的識別持續(xù)時間。這一周期為(例如)50毫秒。對于能夠處理兩種情形(串行識別和突發(fā)識別)的系統(tǒng)，這一周期性保持相同。但是在突發(fā)識別中，因為經(jīng)CXMC80之一采用IOC信道接收通信的所有ISU100的業(yè)務(wù)例如因光纖切斷已經(jīng)終結(jié)，所以IOC信道的業(yè)務(wù)量負(fù)荷不是很重要的。因而在突發(fā)識別期間，IOC信道可以裝入更重的負(fù)荷且采用此IOC信道的對于多個ISU100的識別消息以與串行識別時相同的周期性在IOC信道上被傳送，但識別消息的相位對于每一ISU是不同的。
由于周期性以及在突發(fā)識別期間對識別消息IOC信道的采用，在一個TSCAN周期內(nèi)發(fā)送的識別消息的數(shù)量沒有限制。如果該周期是50毫秒且對一個單個識別消息使用IOC信道的時間是4毫秒，則在突發(fā)識別期間在一個TSCAN周期內(nèi)可以識別的ISU100僅僅為12個。如下文進一步參照圖9F所描述的，如果想要突發(fā)識別的ISU100的數(shù)量大于12個，那么就串行地執(zhí)行突發(fā)識別的多個群。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員都知道時間間隔的具體數(shù)量僅僅作顯示用以及本發(fā)明不局限于這樣的特定時間間隔。例如間隔可以是100毫秒且在突發(fā)識別期間識別的ISU的數(shù)量可以為24。許多不同的時間間隔可以通過對所規(guī)定的其它時間間隔作相應(yīng)的改變而規(guī)定。還有，在它的間隔與串行識別的間隔不同情況下也可實現(xiàn)突發(fā)識別。
如圖9E的時序圖所示，12個未工作的ISU100的單個突發(fā)初始化和激活可以在時間間隔TBURST(TBURST＝TSCAN+12TEQUAL)內(nèi)完成。它與串行執(zhí)行的過程相差11個TSCAN。在TSCAN周期內(nèi)，對被初始化的所有的12個ISU100的識別消息在一個CXMC80的IOC信道上被發(fā)送。12個識別消息的每一個在每50毫秒期間內(nèi)被發(fā)送一次。但是每一消息的相位是不同的。例如對ISU0的識別消息可能在時間0發(fā)送且又在50毫秒時發(fā)送一次，而對ISU1的識別消息可能在時間4毫秒時發(fā)送且又在54毫秒時發(fā)送一次等等。
在被初始化的ISU100已經(jīng)識別以及對下行6MHz頻段的捕獲在TSCAN時間間隔內(nèi)已經(jīng)發(fā)生之后，那么對于在時間間隔TSCAN內(nèi)被識別的每一個ISU以串行方式執(zhí)行上行同步。對ISU的上行同步在時間間隔等于12個TEQUAL的期間內(nèi)執(zhí)行。對每個以串行方式識別的ISU，CXMC80將以與上述相同的方式開始下行同步過程。CXMC80向ISU發(fā)送上行傳輸頻段，在其上同步的ISU要進行發(fā)送以及使上行同步過程開始進行。一個ISU的上行同步過程已經(jīng)在上文作了詳細(xì)描述。對于一個ISU在此12個TEQUAL的時間期間內(nèi)，如果沒有接收到一個上行傳輸頻段以及沒有開通上行同步的話，那么該ISU在此12個TEQUAL間隔的結(jié)尾處在一個等于TSCAN+12TEQUAL的期間之前復(fù)位以便在下一個12個TEQUAL的期間內(nèi)有可能執(zhí)行上行同步。一旦一個突發(fā)識別周期(TBURST)用完，而如果附加的ISU100要初始化和激活，那么在第二個TBURST周期內(nèi)又開始該過程，如圖9F所示的。
通信系統(tǒng)10中的呼叫處理需要這種方式，即為進行從HDT12到ISU100的電話傳送，把系統(tǒng)的信道分配給用戶。按照本發(fā)明的本通信系統(tǒng)能夠既支持不涉及集中的呼叫處理技術(shù)(例如TR-8業(yè)務(wù))，也支持涉及集中的呼叫處理技術(shù)(例如TR-303業(yè)務(wù))。當(dāng)要求得到業(yè)務(wù)的ISU終端比可用于向這些ISU提供業(yè)務(wù)的信道多時，就會發(fā)生集中。例如系統(tǒng)可能有1000個用戶線路終端，而只有240個可被分配來向這些用戶提供業(yè)務(wù)的有用負(fù)載信道。
當(dāng)沒有集中要求時，例如TR-8操作，6MHz頻譜內(nèi)的信道是統(tǒng)計地分配的。因而針對信道監(jiān)控僅僅信道的重新分配在下面進一步討論。
相反，為了動態(tài)地分配信道來提供集中，例如對于提供TR-303業(yè)務(wù)，對在HFC分配網(wǎng)11上的電話數(shù)據(jù)的傳送，HDT12支持按需的信道分配。對于HDT12與ISU100間的通信，這種信道的動態(tài)分配是通過采用IOC信道來實現(xiàn)的。信道被動態(tài)地分配給一個用戶在一個ISU100接收到的呼叫，或由一個用戶在一個ISU100始發(fā)的呼叫。HDT12的CXMU56，如前所述，實施在HDT12和ISU100間傳送呼叫處理信息的IOC信道。具體地，下面的呼叫處理消息存在于IOC信道上。它們包括至少從ISU到HDT的一個線路占用或摘機消息；從ISU到HDT的一個線路空閑或掛機消息；在HDT和ISU間的開通和禁止線路空閑檢測消息。
對于一個至HFC分配網(wǎng)11的用戶的呼叫，CTSU54發(fā)送一個消息到與該用戶線路終端相關(guān)的CXMU56，以及指令CXMU56對在HFC分配網(wǎng)11上的呼叫的傳送分配一個信道。然后CXMU56在IOC信道上插入一個要被該呼叫目的地的ISU100接收的命令；該命令提供正確的信息給CXSU102用來通知該ISU100有關(guān)所分配的信道的情況。
當(dāng)一個呼叫由一個用戶在ISU側(cè)發(fā)起時，每一ISU100負(fù)責(zé)監(jiān)控信道單元以獲得線路占用情況。當(dāng)檢測到了線路占用，ISU100必須把這一改變連帶始發(fā)線路的PIN地址碼一起利用上行IOC操作信道傳送給HDT12的CXMU56。一旦CXMU56正確地接收到線路占用消息，CXMU56向前發(fā)送這一指示給CTSU54，CTSU54又把建立呼叫所必須的信息提供給交換網(wǎng)。CTSU54檢驗信道的可用性且分配一個信道給在ISU100始發(fā)的呼叫。一旦一個信道被識別用來完成來自ISU100的呼叫，則CXMU56在下行IOC信道上分配信道給請求線路占用的ISU100。當(dāng)一個用戶回送以掛機狀態(tài)時，一個合適的線路空閑消息就上行發(fā)送到提供這一信息給CTSU54的HDT12，使得該信道以后可被再次分配來支持TR-303業(yè)務(wù)。
空閑信道檢測可進一步在采用另一種技術(shù)的調(diào)制解調(diào)器中實現(xiàn)。當(dāng)在ISU100的一個用戶不再使用數(shù)據(jù)有用負(fù)載信道以后，MCC調(diào)制解調(diào)器82可確定以前分配的信道是空閑的?？臻e檢測可通過由均衡器214(圖15)使用均衡過程來實現(xiàn)，該均衡器檢查輸出一個復(fù)數(shù)(I和Q分量)碼元值的FFT的結(jié)果。如前所述的，計算一個有關(guān)均衡的誤差，它被用來更新均衡器系數(shù)。典型地，當(dāng)均衡器已捕獲到信號以及有效數(shù)據(jù)被檢測時，該誤差將很小。在信號被終結(jié)這種情況，誤差信號將增加，且這可由信噪比監(jiān)測器305監(jiān)控以確定所使用的有用負(fù)載數(shù)據(jù)信道的終結(jié)或信道空閑狀態(tài)。當(dāng)系統(tǒng)的這種操作支持集中時，這一信息然后可被使用來分配空閑信道。
均衡過程也可被使用來確定一個未分配或已分配信道是否正在被外來干擾損壞，下面將針對信道監(jiān)控作進一步的詳細(xì)描述。
電話傳送系統(tǒng)可以以若干種方式提供信道免受外來干擾的保護。窄帶外來干擾是一種窄帶信號，它從外部源耦合到傳輸中。位于OFDM波形內(nèi)的外來干擾信號潛在地可使整個頻段離線。外來信號(很可能)不與OFDM載波正交，且在最壞情形時可把干擾以較大的電平注入到每一OFDM載波信號中去而使幾乎每一個DS0+被損壞到這種程度即性能降質(zhì)到低于一個最小的誤碼率。
有一種方法提供一個數(shù)字的可調(diào)陷波濾波器，此陷波濾波器包括一種用來識別外來干擾在頻段中的位置的干擾傳感算法。一旦定位以后，更新濾波以提供一個任意的濾波器響應(yīng)來掐掉來自O(shè)FDM波形的外來干擾。濾波不是調(diào)制解調(diào)器的基本操作的一部分，但是為了關(guān)掉這些已降質(zhì)的信道，要求識別它們。根據(jù)在一個頻段中的誤碼率特性確定因濾波作用而丟掉的信道的數(shù)量，以便確定外來干擾實際上損壞了多少信道。
另一種方法，如前文針對圖15的MCC上行接收機結(jié)構(gòu)的入口濾波器和FFT112而討論的，是多相濾波器結(jié)構(gòu)。與此濾波器相關(guān)的費用和功率在HDT12被吸收掉了，而同時對系統(tǒng)提供充分的外來干擾保護。因此，在ISU100的功率消耗沒有增長。雖然對于一些信道的丟失，仔細(xì)考慮了一個濾波器的使用，優(yōu)選的濾波器結(jié)構(gòu)涉及兩個交錯多相濾波器，如前文針對圖20和21所討論的。濾波/變換對把濾波和解調(diào)過程組合為一個單個的步驟。藉多相濾波提供的某些特征包括保護接收頻段不受窄帶外來干擾的能力以及允許在上行傳輸中帶寬的使用可伸縮。采用這些方法，如果外來干擾致使某些信道不可用的話，HDT12可命令I(lǐng)SU在一個不同的載波頻率上上行發(fā)送以避免這種外來干擾。
包括至少使用數(shù)字可調(diào)陷波濾波器和多相濾波器的避免外來干擾的以上方法，同樣地適用于采用多載波傳送的點到點系統(tǒng)。例如傳送到單個的HDT的單個的MISU可采用這種方法。另外單向多點到點傳送也可采用這些方法來避免外來干擾。
另外，信道監(jiān)控和基于此的分配或重新分配也可用來避免外來干擾。外部變量可反過來影響某給定信道的質(zhì)量。這些變量很多，范圍可從電磁干擾到一根光纖中的一個物理斷線。一根光纖中的一個物理斷線切斷通信鏈路且它不能藉交換信道而被避免，但是被電干擾的信道在干擾消失后可得以避免。在干擾消失后又可重新使用該信道。
參照圖28，一種信道監(jiān)控方法被用來檢測和避免使用已損壞的信道。采用一個信道監(jiān)控器296來接收來自交換臺支持軟件298的事件且更新一個在本地數(shù)據(jù)庫中的信道質(zhì)量表300。監(jiān)控器296還發(fā)送消息給一個故障隔離器302和進行分配和重新分配的信道分配器304。到信道監(jiān)控器的基本輸入是來自硬件的每個DS0+信道的可供使用的奇偶校驗位差錯；該DS0+信道是10-比特信道，其中一比特位是在信道中插入的奇偶比特或數(shù)據(jù)完整性比特，這在前文已討論過的。在一個特定信道上的奇偶校驗差錯信息用作在一段時間上被抽樣和集成以達到此信道的質(zhì)量狀態(tài)的原始數(shù)據(jù)。
奇偶校驗差錯通過對每一種不同的業(yè)務(wù)類型(包括POTS、ISDN、DDS、和DS1)采用兩個時幀來集成以確定信道的狀態(tài)。第一集成程序是基于對所有業(yè)務(wù)類型為一秒的一個短集成時間。第二程序，是與業(yè)務(wù)相關(guān)的長集成，這是因為各種不同業(yè)務(wù)的誤碼率要求需要不同的集成時間和監(jiān)控周期，見表3。這兩種方法在下面描述。
參照圖29A、29B、和29C，描述了基本的短集成操作。當(dāng)一個信道的奇偶校驗差錯被CXMU56檢測出來時，通過把中斷優(yōu)先級設(shè)置得比奇偶校驗中斷的優(yōu)先級高來禁止奇偶校驗中斷(圖29A)。如果接收到一個指示一個所接收到的信號失效的調(diào)制解調(diào)器告警，奇偶校驗差錯將被忽略直到故障狀態(tài)結(jié)束。因此某些故障狀態(tài)將取代奇偶校驗差錯監(jiān)控。這種告警狀態(tài)可包括信號丟失、調(diào)制解調(diào)器失效、和同步丟失。如果一個調(diào)制解調(diào)器告警不工作，則更新一個奇偶校驗計數(shù)表，且如圖29B所示起動一個差錯定時器事件。
在起動該差錯定時器事件后，信道監(jiān)控器296進入每10毫秒讀一次CXMU56的奇偶校驗差錯寄存器以及在一秒監(jiān)控周期后小結(jié)差錯計數(shù)這種模式。一般地，差錯計數(shù)是用來更新信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫并確定哪一(若有的話)信道要求重新分配。數(shù)據(jù)庫的信道質(zhì)量表300包含一個對每一信道的前向記錄。該表把信道的歷史數(shù)據(jù)按以下類別組織，如已分配給信道的當(dāng)前ISU，監(jiān)控的起始，監(jiān)控的結(jié)束，總的差錯，上一天、上一星期、前30天的差錯，上一差錯至今的秒數(shù)，上一天、上一星期、前30天的嚴(yán)重差錯，以及分配給該信道的當(dāng)前的業(yè)務(wù)類別(如ISDN)。
如圖29A所示，在奇偶校驗中斷被禁止且不存在有效告警以后，更新奇偶校驗計數(shù)以及起動定時器事件。定時器事件(圖29B)，如上所指出的，包括一個在其上監(jiān)控差錯的一秒環(huán)路。如圖29B所示，如果該一秒環(huán)路的歷時沒有完，差錯計數(shù)繼續(xù)更新。如果該一秒歷時已完，對差錯進行小結(jié)。如果在此一秒周期內(nèi)的小結(jié)后的差錯超過了一個指示該已分配信道是損壞的或壞的容許量，這在下文將描述，則通知信道分配器304且把ISU傳輸重新分配給一個不同的信道。如圖29C所示的，當(dāng)該重新分配完成后，中斷優(yōu)先級降低到奇偶中斷的以下使得就采取的措施來說可繼續(xù)進行信道監(jiān)控且更新信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫。重新分配工作可當(dāng)作一個與差錯定時器工作分開的工作來完成或和該工作一起來執(zhí)行。例如重新分配器304可以是信道監(jiān)控器296的一部分。
如圖29D所示，在圖29B的差錯定時器工作的一種替代實施方案中，信道可在該一秒歷時未盡之前就可確定是好是壞。這就允許在一秒間隔的初始時期就被確定為已損壞的信道可被很快地識別出來，且無須等待整個一秒時間完之后就可被重新分配。
不同于重新分配，可增加ISU的傳輸?shù)墓β孰娖絹砜朔诵诺郎系耐鈦砀蓴_。但是如果增加了在一個信道上的功率電平，那么至少一個其它信道上的功率電平必須減少，因為整個功率電平必須保持基本上恒定。
如果所有信道都被確定是損壞的，則通知故障隔離器302指示一個出現(xiàn)嚴(yán)重失效(例如光纖斷線)的概率。如果在一秒期間小結(jié)后的差錯沒有超過一個指示該已分配的信道未損壞的容許量，那么中斷優(yōu)先級被設(shè)置為低于奇偶中斷優(yōu)先級且禁止該差錯定時器事件。這一事件然后終結(jié)且再監(jiān)控該信道的奇偶校驗差錯，如圖29A。
為了評估對應(yīng)于一個一秒監(jiān)控周期內(nèi)的奇偶校驗差錯的觀察計數(shù)的誤碼率而確定信道是否損壞，如上所述的周期的奇偶監(jiān)控產(chǎn)生的兩個問題在此必須強調(diào)。第一個問題是奇偶校驗本身的特性。采用塊差錯檢測的數(shù)據(jù)格式的可接受的實施假定一個出差錯的塊表示一比特差錯，即使該差錯實際上表示很大數(shù)量的數(shù)據(jù)比特。因數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)的特性，注入到調(diào)制數(shù)據(jù)中的差錯對數(shù)據(jù)來說被認(rèn)為是隨機的。這意味著平均的出差錯幀將包括4個出差錯的數(shù)據(jù)比特(不包括第九比特)。因為奇偶校驗僅僅檢測奇比特差錯，所有出差錯幀的一半就不能被奇偶校驗檢測到。因而由傳送干擾所招致的每一奇偶校驗(幀)差錯表示8個(數(shù)據(jù))比特差錯的一個平均值。第二，每一監(jiān)控奇偶校驗差錯表示數(shù)據(jù)(10ms/125μs)的80個幀。因為奇偶校驗差錯被鎖存，所有的差錯將被檢測到，但多個差錯將被當(dāng)作一個差錯而檢測到。
用作確定什么時候重新分配信道的依據(jù)的誤碼率(BER)被選擇為10-3。因此必須確定在一秒間隔內(nèi)不超過10-3的可接受的奇偶校驗差錯的數(shù)量。為了確定該可接受的奇偶校驗差錯，必須預(yù)測由每一所觀察的(監(jiān)控的)奇偶校驗差錯表示的幀差錯的概率數(shù)。給定所監(jiān)控的奇偶校驗差錯的數(shù)量，就可獲取對每一所監(jiān)控的奇偶校驗差錯的幀差錯的概率數(shù)，以及由一個幀差錯(奇偶校驗差錯)表示的誤碼的數(shù)量，以及一個概率的誤碼率。
采用了一種統(tǒng)計方法且作出了下列假設(shè)1.差錯具有泊松分布，和2.若所監(jiān)控的奇偶校驗差錯的數(shù)量相對于“樣值”總數(shù)(100)是小的(＜10)，則該所監(jiān)控的奇偶校驗差錯率(MPER)反映了平均幀差錯率(FER)。
因為一個監(jiān)控的奇偶校驗差錯(MPE)表示80個幀，假設(shè)2是指在每一奇偶校驗差錯“背后”的幀差錯(FE)的數(shù)量等于80MPER。即對于在10ms的100個奇偶校驗樣值每樣值，每個奇偶校驗差錯的幀差錯的平均數(shù)量等于一秒內(nèi)的MPE計數(shù)值的0.8倍。例如如果在一秒間隔內(nèi)觀測到3個MPE，則對于每一MPE的FE的平均數(shù)量為2.4。所期望的誤碼率乘以樣值大小再除以每幀差錯中的比特差錯就得到了樣值中的等量的幀差錯。FE的數(shù)量也等于MPE的數(shù)量乘以每MPE的FE的數(shù)量。給定所期望的BER，就可確定下列方程的解集。(MPEFEMPE)=0.8MPE]]>泊松分布，如下，是用來計算一給定數(shù)量的FE的概率(由MPE(x)表示)，而假設(shè)2，如上，是用來得出每MPE(μ)的FE的平均數(shù)量。P(x)=e-μμxX!]]>因為所期望的誤碼率是一個最大值，該泊松方程式可連續(xù)地用0至最大數(shù)間的x值代入。這些概率的和就是對每個監(jiān)控的奇偶校驗差錯出現(xiàn)不多于x幀差錯的概率。
誤碼率為10-3的結(jié)果以及每幀差錯的比特差錯為1和8的結(jié)果在表2中顯示。
表2誤碼率概率比特差 監(jiān)控的 最大幀差錯/監(jiān) 平均幀差錯/ BER＜10-3錯/幀 奇偶校 控的奇偶校驗 監(jiān)控的奇偶 的概率差錯驗差錯 差錯(x)校驗差錯(μ)2 4 1.698％8 3 3 2.478％4 2 3.238％8 8 6.480％1 9 7 7.256％10 7 8.045％通過采用這一技術(shù)，在一個一秒的集成期間檢測到的4個監(jiān)控奇偶校驗差錯的值被確定為把一個ISU的業(yè)務(wù)重新分配給一個新的信道的門限值。這一結(jié)果是通過假設(shè)一個最壞情況(8比特差錯每幀差錯)得到的，但是誤碼率好于10-3僅僅有38％的概率。每幀比特差錯乘以監(jiān)控的奇偶校驗差錯和每監(jiān)控的奇偶校驗差錯的最大幀差錯，對于10-3的誤碼率，必須等于64(64000個比特64個差錯)。因此當(dāng)在差錯定時器事件中的奇偶校驗差錯的取樣為4或大于4，就通知信道分配器有一個損壞的信道。如果取樣的監(jiān)控的奇偶校驗差錯小于4，則中斷優(yōu)先級被設(shè)置為低于奇偶校驗的優(yōu)先級且禁止差錯定時器事件，結(jié)束定時器差錯事件，然后監(jiān)控該信道如圖27A的流程圖所示。
下面是對由信道監(jiān)控器296的背景監(jiān)控程序(圖30)所執(zhí)行的長集成操作的一個描述。背景監(jiān)控程序是用來保證要求比短集成10-3誤碼率質(zhì)量要高的信道的質(zhì)量完整性的。如在圖30的流程圖所顯示的，背景監(jiān)控程序?qū)γ恳环N業(yè)務(wù)類型操作一段指定的時間，更新信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫表300，清除背景計數(shù)，確定集成的差錯是否超過對每一種業(yè)務(wù)類型確定的容許極限值，以及如果需要的話把損壞的信道通知給信道分配器304。
在操作中，在一個一秒的間隔內(nèi)，背景監(jiān)控器更新信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫表。更新信道質(zhì)量數(shù)據(jù)表有兩個目的。第一個目的是調(diào)節(jié)誤碼率和無錯信道的差錯秒數(shù)據(jù)的數(shù)量以反映它們的質(zhì)量在增加。第二個目的是在一個被監(jiān)控信道上集成間歇性的差錯，該被監(jiān)控信道經(jīng)歷差錯級太低以致不能引發(fā)短集成時間重新分配(少于4個奇偶校驗差錯/秒)。在這一類中的信道要調(diào)節(jié)它們的誤碼率BER和差錯秒數(shù)據(jù)的數(shù)量，以及根據(jù)這些數(shù)據(jù)對其重新分配。這就是熟知的長集成時間重新分配，而對每一種業(yè)務(wù)類型長集成時間重新分配的默認(rèn)準(zhǔn)則如下所示表3
因為POTS業(yè)務(wù)不要求比10-3更高的質(zhì)量，采用短集成方法就足以消除損壞的信道而不需要長集成方法。
作為對一種業(yè)務(wù)類型的長集成的一個例子，參照用于ISDN傳送的一個信道來描述背景監(jiān)控。該信道的最大誤碼率可為10-6，集成時間所用的秒數(shù)為157，差錯秒的最大容許數(shù)是157秒的8％，且監(jiān)控周期是一個小時。因此如果差錯秒的和在任何一個小時的監(jiān)控周期內(nèi)大于157秒的8％，就通知信道分配器304有一個用于ISDN傳送的壞信道。
未分配或未使用但已初始化和激活的信道，不管是用于重新分配給非集中的業(yè)務(wù)如TR-8還是用于分配或重新分配給集中業(yè)務(wù)如TR-303，也必須被監(jiān)控以保證它們不是壞的，因此減少了一個壞的信道被分配或重新分配給一個ISU100的機會。為了監(jiān)控未分配的信道，信道監(jiān)控器304使用一個備份的管理者程序(圖31)來在一個環(huán)路中建立一個未分配的信道，這是為了累計用來對分配或重新分配作決定所需要的差錯數(shù)據(jù)。當(dāng)一個未分配的信道經(jīng)歷了差錯，在一個小時內(nèi)將不把它分配給一個ISU100。在該信道在一個小時內(nèi)一直空閑(未分配)之后，信道監(jiān)控器把該信道放置在一個環(huán)回模式看它是否已改進。在此環(huán)回模式，CXMU56命令一個已初始化和激活的ISU100在該信道上發(fā)送一個足夠長的消息，以對奇偶校驗差錯以合適的方式執(zhí)行短的或長的集成。在此環(huán)回模式，可確定以前損壞的信道在一段時間內(nèi)是否已改進，且信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫是否已作相應(yīng)的更新。當(dāng)不在此環(huán)回模式，這類信道可被關(guān)斷。
如上所述，信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫包括允許以這種方式進行重新分配或分配的信息，即用作分配或重新分配的信道是未損壞的信道。另外，信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫的信息可被使用來對未分配的信道按質(zhì)量排列，使得可以有效地對它們進行分配。例如一個信道可能對POTS足夠好但對ISDN卻不夠好。另一個別的信道可能對它們兩者都足夠好。此別的信道可留作ISDN傳輸用而不給POTS用。另外，一個特定的非常好質(zhì)量的備用信道可能存起來使得當(dāng)外來干擾相當(dāng)厲害時，就總有一個信道可供切換過來。
另外，通過采用圖15所示的MCC調(diào)制解調(diào)器82上行接收機結(jié)構(gòu)的均衡器214，無論對未分配信道還是對已分配信道都可確定信噪比的一個評估值。如前面所述，均衡器以前是利用來確定一個信道是否是空閑以便分配它。在均衡器工作期間，如前面所述，產(chǎn)生一個差錯來更新均衡器的系數(shù)。該差錯的幅度可由信噪比監(jiān)控器305(圖15)變換為信噪比(SNR)的一個評估值。相似地，一個未使用的信道應(yīng)在頻段內(nèi)沒有信號存在。因而，通過查看在一個未使用FFT組中的所檢測的信號的變化，就可確定一個信噪比的評估值。因為信噪比評估值是直接與概率的誤碼率有關(guān)的，所以為了確定一個信道是好是壞，就可利用此概率的誤碼率來進行信道監(jiān)控。
因而，對非集中業(yè)務(wù)如TR-8業(yè)務(wù)的重新分配，可對未分配的信道實行重新分配，這些未分配的信道通過環(huán)回模式或藉采用均衡器得到的SNR評估值而被監(jiān)視。相似地，為集中業(yè)務(wù)例如TR-303業(yè)務(wù)分配或重新分配那些未分配的信道，可根據(jù)通過使用均衡器得到的SNR評估值而確定的此未分配信道的質(zhì)量來進行。
關(guān)于信道分配，信道分配器304的一個信道分配器程序查看信道質(zhì)量數(shù)據(jù)庫表來確定對所請求的業(yè)務(wù)分配哪些DS0+信道給一個ISU100。信道分配器還檢驗ISU和信道單元的狀態(tài)以核實所請求業(yè)務(wù)的運行狀態(tài)和正確類型。信道分配器想在ISU維持一個最優(yōu)的帶寬分配以容許信道重新分配的靈活性。因為優(yōu)選地ISU100，至少HISU，在一個給定的時間能夠訪問RF頻段的僅僅一部分，所以信道分配器必須在各個ISU上分配對信道的使用使得帶寬的任何部分都不重疊且避免對在使用中的信道進行重新分配來騰出空間給其它信道。
信道分配器304所使用的過程是分配相等數(shù)量的每一ISU類型給6MHz頻譜的信道的每一個頻段。需要的話，如果當(dāng)前的ISU頻段滿了且一個新的業(yè)務(wù)被分配給該ISU，那么在此ISU上在使用中的信道可以被移到一個新的頻段上去。相似地，如果在一個頻段內(nèi)被一個ISU使用的一個信道損壞了，該ISU可被重新分配到在另一個子頻段或信道頻段的一個信道。記住已分配的IOC信道繼續(xù)允許HDT12與HISU間的通信，因為一個HISU總是訪問在整個頻譜上分配的IOC信道中的一個。一般地，都是首先采用具有最長的低差錯率的歷史的信道。按這種方法，最后才采用已標(biāo)記為壞且隨后重新分配給監(jiān)控使用的信道，因為它們的歷史比已在一個低差錯狀態(tài)工作了較長時間的信道的要短。
電話傳送系統(tǒng)的第二實施方案一個OFDM電話傳送系統(tǒng)的第二實施方案，參照圖24-27予以描述。6MHz頻譜分配在圖24中顯示。6MHz帶寬被分解成對應(yīng)于九個獨立調(diào)制解調(diào)器226(圖25)的九個信道頻段。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道，通過組合相同的操作可以使用較少的調(diào)制解調(diào)器。每一信道頻段包括32個采用具有每碼元5比特的正交32-進制格式(32-QAM)調(diào)制的信道。對于一個HDT12與多個ISU100間的通信，分配一個單個信道來支持操作和控制數(shù)據(jù)(IOC控制數(shù)據(jù))的傳送。這一信道采用BPSK調(diào)制。
此傳送結(jié)構(gòu)應(yīng)首先參照下行傳輸然后參照上行傳輸進行描述。參照圖25，描述HDT12的MCC調(diào)制解調(diào)器82結(jié)構(gòu)。在下行方向，串行電話信息和控制數(shù)據(jù)從CXMC80經(jīng)串行接口236被加進來。串行數(shù)據(jù)由多路分路器238分路為并行數(shù)據(jù)流。這些數(shù)據(jù)流被遞交給一排的32信道調(diào)制解調(diào)器226，它執(zhí)行碼元變換和快速傅立葉變換(FFT)功能。該32信道調(diào)制解調(diào)器輸出時域樣值，這些樣值通過一組由合成器230驅(qū)動的混頻器240?；祛l器240產(chǎn)生一組正交的頻段，且每一頻段接著通過濾波器/組合器228進行濾波。濾波器/組合器228的綜合輸出然后由合成器242和混頻器241進行上變頻為最后的發(fā)送機頻率。該信號然后由濾波器232進行濾波，由放大器234放大，再由濾波器232進行濾波以去掉任何噪聲成分。該信號然后經(jīng)電話發(fā)送機14耦合到HFC分配網(wǎng)。
在HFC分配網(wǎng)11的下行末端，一個ISU100包括一個用戶調(diào)制解調(diào)器258，如圖26所示。下行信號從ODN18來通過同軸分支線30接收，且由濾波器260進行濾波，濾波器260提供對整個6MHz頻段的選擇性。然后該信號被分路成兩部分。第一部分提供控制數(shù)據(jù)和定時信息來同步系統(tǒng)的時鐘。第二部分提供電話數(shù)據(jù)。把接收控制數(shù)據(jù)與電話數(shù)據(jù)分開，這就是前面描述過的稱為一個帶外ISU。采用BPSK調(diào)制的帶外控制信道被分開和由混頻器262混頻到基帶。該信號然后由濾波器263濾波，通過一個自動增益控制級264和一個科斯塔環(huán)266，在科斯塔環(huán)266恢復(fù)載波相位。結(jié)果的信號送到一個定時環(huán)268因而整個調(diào)制解調(diào)器的定時就可恢復(fù)了。IOC控制數(shù)據(jù)，它是科斯塔環(huán)的一個副產(chǎn)物，被送到ISU100的32信道OFDM調(diào)制解調(diào)器224。下行OFDM波形的第二部分由混頻器270和相關(guān)的合成器272混頻到基帶。混頻器270的輸出由濾波器273進行濾波且通過一個增益控制級274以使它為接收作好準(zhǔn)備。然后它被傳送到32信道OFDM調(diào)制解調(diào)器224。
參照圖27，IOC控制數(shù)據(jù)經(jīng)功能塊276進行硬限幅且提供給微處理器226。OFDM電話數(shù)據(jù)傳送到一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器278且輸入到存儲它的先進先出緩存器280。當(dāng)有足夠量的信息存儲后，它由微處理器226接收，解調(diào)過程的其余部分(包括FFT應(yīng)用)在此微處理器里進行。微處理器226把接收到的數(shù)據(jù)通過接收數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)時鐘接口提供給系統(tǒng)的其余部分?？焖俑盗⑷~變換(FFT)引擎282在微處理器之外實行。但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道FFT282的功能可由微處理器226完成。
在上行方向，數(shù)據(jù)經(jīng)發(fā)送數(shù)據(jù)端口進入32信道OFDM調(diào)制解調(diào)器224且由微處理器226轉(zhuǎn)換成碼元。這些碼元通過FFT引擎282，而結(jié)果的時域波形(包括防護樣值)經(jīng)過一個復(fù)數(shù)混頻器284。復(fù)數(shù)混頻器284在頻率上對波形進行混合，然后信號通過一個隨機存取存儲器數(shù)模變換器286(RAM DAC)。RAM DAC包含一些RAM，用于在抽樣值被加到ISU上行發(fā)送機(圖26)的模擬部分之前存儲樣值。參照圖26，上行傳送的OFDM輸出由濾波器288進行濾波。該波形然后通過混頻器290，它在合成器291的控制之下在混頻器290被混頻到發(fā)送頻率。該信號然后通過一個處理器增益控制292以使得在上行路徑進行幅度電平調(diào)整。上行信號最后通過一個6MHz濾波器294作為在同軸分支線30上上行傳輸?shù)絆DN18之前的最后的選擇性。
在上行方向在HDT12側(cè)，在同軸線上從電話接收機16接收的信號由濾波器244進行濾波，且由放大器246進行放大。所接收的信號，它是正交頻分復(fù)用的，由混頻器排248和相關(guān)的合成器250混頻到基帶?；祛l器248的每一輸出然后由基帶濾波器排252進行濾波，且每一輸出時域波形然后發(fā)送到32信道OFDM調(diào)制解調(diào)器226的一個解調(diào)器。該信號通過一個FFT且這些碼元被變換回比特。這些比特然后由復(fù)用器254復(fù)用在一起且通過其它的串行接口256被加到CXMC56。
如在這一實施方案中所顯示的，ISU是一個帶外ISU，因為控制數(shù)據(jù)和電話數(shù)據(jù)采用各自的接收機，如前文所討論的。另外，還顯示了把頻譜分解成信道頻段。由傳送系統(tǒng)的附加權(quán)利要求所強調(diào)的各種其它的實施方案，通過構(gòu)筑在此描述的實施方案上是可能的。在一種實施方案中，以單一格式提供用于至少同步信息傳送的一個1OC控制信道，以及電話業(yè)務(wù)信道或路徑。HDT12與ISU100間的IOC鏈路可實施為工作在16kbps的四個BPSK調(diào)制載波，產(chǎn)生總共為64kbps的數(shù)據(jù)速率。每一用戶將實施一個簡單的獨立的收發(fā)機，類似第二實施方案中的，它連續(xù)地監(jiān)控與電話信道分開的在下行鏈路上分配給它的業(yè)務(wù)信道。這一收發(fā)機將要求一個可調(diào)諧的振蕩器來調(diào)諧到業(yè)務(wù)IOC信道。相似地，一個IOC信道可提供給6MHz帶寬的信道頻段，而信道頻段可包括用于電話數(shù)據(jù)的正交載波和一個與這些正交載波的接收分開地被接收的IOC信道。
在另一種實施方案中，是提供一個單個的64kbps IOC信道，而不是4個BPSK信道。雖然碼元速率與OFDM幀結(jié)構(gòu)的電話碼元速率不兼容，但此單個信道處于OFDM頻率結(jié)構(gòu)上。這一單個寬帶信號要求在ISU100有一個更寬頻帶的接收機使得在HDT12和這些ISU之間的IOC鏈路總是可能的。使用單個信道支持就有可能采用一個固定基準(zhǔn)的、不必調(diào)諧到用戶單元中的頻段的任何部分的振蕩器。然而不象第一實施方案，其中IOC信道被分配在允許用于窄帶接收機的頻譜上，而對這第二種實施方案因為在ISU100采用了寬帶接收機，功率需求增加了。
在再另一種實施方案中，該IOC鏈路可包括在每一32個OFDM信道群中兩個IOC信道。這就增加了每一群中的OFDM載波的數(shù)量(從32增加到34)。每一信道群包括34個OFDM信道而一個信道頻段可包含8到10個信道群。這一方法允許使用一個窄帶接收機來鎖定到HDT12所提供的基準(zhǔn)參數(shù)上以利用OFDM波形，但增加了還必須以O(shè)FDM數(shù)據(jù)路徑格式提供控制或業(yè)務(wù)信息的復(fù)雜性。因為用戶可調(diào)諧到信道群的任何一個，所以嵌套在附加載波中的信息也必須由中心局跟蹤。由于系統(tǒng)需要支持定時捕獲要求，本實施方案也可要求同步信號不放置在OFDM波形的結(jié)尾。
但是要強調(diào)，即使本發(fā)明的很多特征以及本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)和功能都已在前面的描述中被解釋，但所公開的也僅僅是示意性的，且各部分的次序、外型、尺寸、和配置，以及操作的各種性能可在本發(fā)明的原理范圍內(nèi)以及表述附加的權(quán)利要求所用的術(shù)語的豐富的一般的含義所表示的全部范圍內(nèi)作出變化。
權(quán)利要求
1.一種雙向多點到點通信系統(tǒng)，包括一個具有光纖部分和同軸電纜部分的混合光纖/同軸分配網(wǎng)；一個用于在混合光纖/同軸分配網(wǎng)上下行發(fā)送第一頻帶內(nèi)的下行控制數(shù)據(jù)和下行電話信息以及用于在混合光纖/同軸分配網(wǎng)上接收第二頻帶內(nèi)的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)的頭端終端，此頭端終端包括頭端多載波調(diào)制解調(diào)器裝置，用于把至少下行電話信息調(diào)制在第一頻帶內(nèi)的多個正交載波上以及用于解調(diào)被調(diào)制在第二頻帶內(nèi)的多個正交載波上的至少上行電話信息；頭端控制器裝置，它操作性地連接到頭端多載波調(diào)制解調(diào)器裝置，用于控制下行電話信息和下行控制數(shù)據(jù)的發(fā)送以及用于控制上行控制數(shù)據(jù)和上行電話信息的接收；至少一個業(yè)務(wù)單元，用于第二頻帶內(nèi)的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)的上行發(fā)送以及第一頻帶內(nèi)的下行控制數(shù)據(jù)和下行電話信息的接收，每一業(yè)務(wù)單元至少與一個遠端單元相關(guān)聯(lián)且操作性地連接到混合光纖/同軸分配網(wǎng)，每一業(yè)務(wù)單元包括業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器裝置，用于把至少上行電話信息調(diào)制在與第二頻帶中的至少另一個載波在頭端終端處正交的至少一個載波上，以及用于解調(diào)被調(diào)制在第一頻帶內(nèi)的多個正交載波的至少一個頻段上的至少下行電話信息；業(yè)務(wù)單元控制器裝置，它操作性地連接到業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器裝置，用于控制由業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器所執(zhí)行的調(diào)制和解調(diào)。
2.遵照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，其中在第一頻帶內(nèi)的多個正交載波包括至少一個用于在其上的下行控制數(shù)據(jù)被調(diào)制之后發(fā)送下行控制數(shù)據(jù)的控制信道，以及包括用于在其上的下行電話信息在被調(diào)制之后發(fā)送下行電話信息的多個電話信息信道；還有其中在第二頻帶內(nèi)的多個正交載波包括至少一個用于在其上的上行控制數(shù)據(jù)被調(diào)制之后發(fā)送上行控制數(shù)據(jù)的控制信道，以及包括用于在其上的上行電話信息被調(diào)制之后發(fā)送上行電話信息的多個電話信息信道。
3.遵照權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征在于，其中在第一頻帶內(nèi)的至少一個控制信道包括多個控制信道，該多個控制信道被散置在第一頻帶內(nèi)的多個電話信道間。
4.遵照權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征在于，其中在第二頻帶內(nèi)的至少一個控制信道包括多個控制信道，該多個控制信道被散置在第一頻帶內(nèi)的多個電話信道間。
5.遵照權(quán)利要求4的系統(tǒng)，其特征在于，其中多個控制信道包括至少三個控制信道，同等地分布在第一頻帶內(nèi)的電話信道之間，使得一個相等數(shù)量的電話信道把至少三個控制信道的一個與此至少三個控制信道的另一個隔開。
6.遵照權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征在于，其中多個控制信道包括至少三個控制信道，同等地分布在第一頻帶內(nèi)的電話信道之間，使得一個相等數(shù)量的電話信道把至少三個控制信道的一個與此至少三個控制信道的另一個隔開。
7.遵照權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征在于，其中業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器裝置包括一個業(yè)務(wù)調(diào)制解調(diào)器裝置，用于在其中至少有一個控制信道的第二頻帶的一個信道頻段內(nèi)的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)的上行發(fā)送，該第二頻帶的一個信道頻段對應(yīng)于在其中至少有一個控制信道的第一頻帶的信道頻段之一，業(yè)務(wù)調(diào)制解調(diào)器裝置接收在該第一頻帶的信道頻段內(nèi)的下行電話信息和下行控制信息。
8.遵照權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征在于，其中業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器裝置包括一個多業(yè)務(wù)調(diào)制解調(diào)器裝置，它用于在具有散置在其中的多個控制信道的第二頻帶的多個信道頻段內(nèi)的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)的上行發(fā)送，該第二頻帶的多個信道頻段對應(yīng)于具有散置在其中的多個控制信道的第一頻帶的多個信道頻段，多業(yè)務(wù)調(diào)制解調(diào)器裝置接收在該第一頻帶的多個信道頻段內(nèi)的下行電話信息和下行控制信息。
9.遵照權(quán)利要求3的系統(tǒng)，其特征在于，其中第一頻帶的至少一個控制信道和第二頻帶的至少一個控制信道，每一個在各自頻帶內(nèi)都包括至少一個同步信道。
10.遵照權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其特征在于，其中每個至少一個同步信道與各自頻帶內(nèi)的電話信道相互偏移。
11.遵照權(quán)利要求9的系統(tǒng)，其特征在于，其中第一頻帶的至少一個控制信道和第二頻帶的至少一個控制信道，每一個在各自頻帶內(nèi)都包括冗余的同步信道。
12.遵照權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征在于，其中多種調(diào)制技術(shù)中的一種第一調(diào)制技術(shù)被用來對第一頻帶內(nèi)的多個正交載波和第二頻帶內(nèi)的多個正交載波的至少一個載波的調(diào)制，以及其中多種調(diào)制技術(shù)中的至少一種其它調(diào)制技術(shù)被用來對第一頻帶內(nèi)的多個正交載波和第二頻帶內(nèi)的多個正交載波的至少一個其它載波的調(diào)制。
13.遵照權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其特征在于，其中第一調(diào)制技術(shù)被用來把電話信息調(diào)制在至少一個電話信息信道上，以及至少一種其它調(diào)制技術(shù)被用來把電話信息調(diào)制在至少一個不同的電話信息信道上。
14.遵照權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其特征在于，其中第一調(diào)制技術(shù)被用來把控制數(shù)據(jù)調(diào)制在至少一個控制信道上，以及至少一種其它調(diào)制技術(shù)被用來把電話信息調(diào)制在電話信息信道上。
15.遵照權(quán)利要求14的系統(tǒng)，其特征在于，其中第一調(diào)制技術(shù)包括一種相對于至少一種其它調(diào)制技術(shù)的較低級的調(diào)制技術(shù)。
16.遵照權(quán)利要求12的系統(tǒng)，其特征在于，其中第一調(diào)制技術(shù)被用來把至少下行電話信息調(diào)制在第一頻帶內(nèi)的至少一個電話信道上，以及至少一種其它調(diào)制技術(shù)被用來把至少上行電話信息調(diào)制在第二頻帶內(nèi)的至少一個電話信息信道上，該第一調(diào)制技術(shù)相對于該至少一種其它調(diào)制技術(shù)是一種較高級的調(diào)制技術(shù)。
17.遵照權(quán)利要求2的系統(tǒng)，其特征在于，其中業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器裝置，把上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)調(diào)制在第二頻帶內(nèi)的多個正交載波上，以及解調(diào)被調(diào)制在第一頻帶內(nèi)的多個正交載波上的下行電話信息和下行控制數(shù)據(jù)；和還有其中頭端多載波調(diào)制解調(diào)器裝置，把下行電話信息和下行控制數(shù)據(jù)調(diào)制在第一頻帶內(nèi)的多個正交載波上，以及解調(diào)被調(diào)制在第二頻帶內(nèi)的多個正交載波上的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)。
18.遵照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，其中第一頻帶包括至少一個與該第一頻帶的多個正交載波相互偏移的控制信道，用于在其上的下行控制數(shù)據(jù)被調(diào)制之后發(fā)送下行控制數(shù)據(jù)；和還有其中第二頻帶包括至少一個與該第二頻帶的多個正交載波相互偏移的控制信道，用于在其上的上行控制數(shù)據(jù)被調(diào)制之后發(fā)送上行控制數(shù)據(jù)。
19.遵照權(quán)利要求18的系統(tǒng)，其特征在于，其中第一頻帶內(nèi)的多個正交載波分組成多個信道頻段。
20.遵照權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其特征在于，其中在第一頻帶內(nèi)的每一信道頻段具有至少一個與之關(guān)聯(lián)的控制信道。
21.遵照權(quán)利要求19的系統(tǒng)，其特征在于，其中業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器裝置包括業(yè)務(wù)調(diào)制解調(diào)器裝置，用于在第二頻帶的至少一個信道頻段中的上行電話信息的上行發(fā)送；以及用于在第一頻帶的至少一個信道頻段中的下行電話信息的接收；和還有其中該業(yè)務(wù)調(diào)制解調(diào)器裝置包括用于接收且解調(diào)在至少一個控制信道上所發(fā)送的控制數(shù)據(jù)的裝置。
22.遵照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其特征在于，還包括一個視頻傳送裝置用于在一個第三頻帶內(nèi)從頭端終端到至少一個遠端單元散布視頻信號。
23.遵照權(quán)利要求22的系統(tǒng)，其特征在于，其中視頻傳送裝置還包括用于在第四頻帶內(nèi)從至少一個遠端單元到頭端終端發(fā)送用于其它業(yè)務(wù)的附加數(shù)據(jù)信號的調(diào)制解調(diào)器裝置，該附加數(shù)據(jù)信號的發(fā)送采用了與在混合光纖/同軸分配網(wǎng)上所傳送的電話信息或控制數(shù)據(jù)的調(diào)制所采用的調(diào)制技術(shù)相同或不同的一種調(diào)制技術(shù)。
24.一種通信系統(tǒng)，包括一個頭端終端和至少一個遠端單元之間的分配網(wǎng)，該頭端終端用于接收在分配網(wǎng)上的一個頻帶內(nèi)的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)，該頭端終端包括頭端多載波裝置，用于解調(diào)被調(diào)制在此頻帶內(nèi)的多個正交載波上的至少上行電話信息，該頭端終端多載波裝置包括多相濾波器裝置用于對調(diào)制在多個正交載波上的至少上行電話信息進行濾波，以提供對已調(diào)制正交載波的免受外來干擾的保護；和頭端控制器裝置，它操作性地連接到頭端多載波裝置，用于控制上行控制數(shù)據(jù)和上行電話信息的接收；至少一個業(yè)務(wù)單元多載波裝置，每一個裝置與至少一個遠端單元相關(guān)聯(lián)且操作性地連接到分配網(wǎng)，用于把至少上行電話信息調(diào)制在與此頻帶內(nèi)的至少一個其它載波在頭端終端處正交的至少一個載波上；和業(yè)務(wù)單元控制器裝置，它操作性地連接到業(yè)務(wù)單元多載波裝置，用于控制由業(yè)務(wù)單元多載波裝置所執(zhí)行的調(diào)制。
25.遵照權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于，其中在此頻帶內(nèi)的多個正交載波包括用于在其上的上行電話信息被調(diào)制之后發(fā)送上行電話信息的多個電話信息信道，以及包括至少一個與多個電話信息信道相關(guān)聯(lián)的用于在其上的上行控制數(shù)據(jù)被調(diào)制之后發(fā)送上行控制數(shù)據(jù)的控制信道。
26.遵照權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其特征在于，其中多相濾波器裝置包括一個多相濾波器，用于對已調(diào)制的正交載波的多個信道集進行濾波。
27.遵照權(quán)利要求25的系統(tǒng)，其特征在于，其中多相濾波器裝置包括一個第一和第二多相濾波器，此第一多相濾波器用于對第一的多個信道集進行濾波且讓在第一的多個信道集的每一信道集內(nèi)的第一的多個至少電話信道通過，此第二多相濾波器用于對第二的多個信道集進行濾波且讓在第二的多個信道集的每一信道集內(nèi)的第二的多個至少電話信道通過，該第一和第二多相濾波器相互偏移使得第一的和第二的多個信道集的至少所有的電話信道都通過。
28.遵照權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于，其中多相濾波器裝置包括至少兩個重迭的多相濾波器。
29.遵照權(quán)利要求24的系統(tǒng)，其特征在于，其中頭端終端還包括下行多載波裝置用于在分配網(wǎng)上把至少下行控制信息調(diào)制在一個附加頻帶內(nèi)的一個載波上，頭端控制器裝置還操作性地連接到下行多載波裝置，用于控制此至少下行控制數(shù)據(jù)的發(fā)送，以及用于產(chǎn)生一個由頭端終端發(fā)送的，作為下行控制信息的命令，以使遠端單元利用頻帶中的至少一個不同載波進行上行發(fā)送，至少一個業(yè)務(wù)單元多載波裝置還操作性地連接到分配網(wǎng)用于解調(diào)作為下行控制信息被調(diào)制在附加頻帶內(nèi)的至少一個載波上的所發(fā)送的命令，和業(yè)務(wù)單元控制器裝置操作性地連接到業(yè)務(wù)單元多載波裝置，用于控制由業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器所執(zhí)行的解調(diào)以及用于接收該命令和按照頭端控制器的指令控制該至少一個業(yè)務(wù)單元利用不同的載波進行發(fā)送。
30.在通信系統(tǒng)中的一種多相濾波方法，包括以下步驟接收在一個頻帶內(nèi)的在其上具有已調(diào)制的至少電話信息的多個已調(diào)制的正交載波；以及對多個已調(diào)制的正交載波集進行濾波以便提供對已調(diào)制的正交載波的免受外來干擾的保護。
31.在通信系統(tǒng)中的一種多相濾波方法，包括以下步驟接收在其上具有已調(diào)制的電話信息的多個正交載波，該多個正交載波包括第一的和第二的多個非鄰接的信道集；對此第一的多個非鄰接的信道集進行濾波，且讓此第一的多個非鄰接的信道集的每一信道集的第一的多個信道通過；和對此第二的多個非鄰接的信道集進行濾波且讓此第二的多個非鄰接的信道集的每一信道集的第二的多個信道通過，其中已通過的此第二的多個信道包括在濾波第一的多個非鄰接信道集時未通過的第一的多個非鄰接信道集的那些信道。
32.一個接收機裝置，包括用于接收一個包括多個已調(diào)制的正交載波的頻帶的裝置；和至少一個多相濾波器，通過對此已調(diào)制的正交載波的多個信道集的濾波來提供對頻帶免受外來干擾的保護。
33.遵照權(quán)利要求32的接收機裝置，其特征在于，其中該至少一個多相濾波器包括一個第一和第二多相濾波器，此第一多相濾波器用于對已調(diào)制的正交載波的第一的多個信道集進行濾波且讓第一的多個信道集的每一信道集的第一的多個信道通過，此第二多相濾波器用于對已調(diào)制的正交載波的第二的多個信道集進行濾波且讓第二的多個信道集的每一信道集的第二的多個信道通過，其中已通過的此第二的多個信道包括在濾波第一的多個信道集時未通過的第一的多個信道集的那些信道。
34.遵照權(quán)利要求32的接收機裝置，其特征在于，其中至少一個多相濾波器包括第一和第二重迭多相濾波器。
35.一種通信系統(tǒng)，包括一個頭端終端與至少一個遠端單元之間的一個分配網(wǎng)，該頭端終端用于接收在分配網(wǎng)上一個頻帶內(nèi)的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)，該頭端終端包括頭端多載波裝置，用于解調(diào)被調(diào)制在此頻帶內(nèi)的多個正交載波上的至少上行電話信息，該頭端終端多載波裝置包括可調(diào)陷波濾波器裝置用于對調(diào)制在多個正交載波上的至少上行電話信息進行濾波，以阻止被破壞的已調(diào)制的正交載波的通過；和頭端控制器裝置，它操作性地連接到頭端多載波裝置，用于控制上行控制數(shù)據(jù)和上行電話信息的接收；至少一個業(yè)務(wù)單元多載波裝置，每一個裝置與至少一個遠端單元相關(guān)聯(lián)且操作性地連接到分配網(wǎng)，用于把至少上行電話信息調(diào)制在與此頻帶內(nèi)的至少一個其它載波在頭端終端處正交的至少一個載波上；和業(yè)務(wù)單元控制器裝置，它操作性連接到業(yè)務(wù)單元多載波裝置，用于控制由業(yè)務(wù)單元多載波裝置所執(zhí)行的調(diào)制。
36.一種用于監(jiān)控至少一個電話通信n-比特信道的方法，其中一比特是奇偶比特位，該方法包括以下步驟對n-比特信道的奇偶比特位進行取樣；和從奇偶比特位的取樣獲得一個概率的誤碼率。
37.權(quán)利要求36的方法，其特征在于，還包括以下步驟均衡該至少一個電話通信n-比特信道；和監(jiān)控此均衡過程以便基于此產(chǎn)生一個概率的誤碼率。
38.權(quán)利要求37的方法，其特征在于，其中均衡步驟利用了糾錯，以及監(jiān)控步驟根據(jù)糾錯產(chǎn)生一個信噪比估計值，根據(jù)此信噪比估計值確定概率的誤碼率。
39.權(quán)利要求36的方法，其特征在于，還包括以下步驟對至少一個未分配的電話通信信道，周期地監(jiān)控和累積差錯數(shù)據(jù)。
40.權(quán)利要求36的方法，其特征在于，還包括以下步驟把概率的誤碼率與一個預(yù)定的誤碼率值進行比較以確定至少一個電話通信n-比特信道是否被破壞；和若此至少一個電話通信n-比特信道被破壞，則重新分配此至少一個電話通信n-比特信道到一個未破壞且未分配的電話通信n-比特信道。
41.權(quán)利要求36的方法，其特征在于，還包括以下步驟把概率的誤碼率與一個預(yù)定的誤碼率值進行比較以確定至少一個電話通信n-比特信道是否被破壞；和若此n-比特信道被破壞，增加此n-比特信道的發(fā)送功率，而同時保持總的系統(tǒng)的功率。
42.一種用于監(jiān)控至少一個電話通信n-比特信道的方法，其中一比特是奇偶比特位，該方法包括以下步驟對n-比特信道的奇偶比特位進行取樣；從在一段時間內(nèi)對此奇偶比特位的取樣獲得一個概率的誤碼率；把在該段時間內(nèi)的此概率的誤碼率與一個預(yù)定的誤碼率值進行比較以確定此n-比特信道是否被破壞。
43.權(quán)利要求42的方法，其特征在于，還包括以下步驟基于比較，把通信從該n-比特信道重新分配到一個不同的n-比特信道。
44.權(quán)利要求43的方法，其特征在于，其中至少一個電話通信n-比特信道是包含在多個電話通信n-比特信道的一個頻段內(nèi)，該頻段與至少一個控制信道相關(guān)聯(lián)，以及還有其中不同的n-比特信道位于該頻段內(nèi)。
45.權(quán)利要求43的方法，其特征在于，其中至少一個電話通信n-比特信道是包含在多個電話通信n-比特信道的一個頻段內(nèi)，該頻段與至少一個控制信道相關(guān)聯(lián)，以及還有其中該不同的n-比特信道位于具有與之相關(guān)聯(lián)的另外的至少一個控制信道的多個電話通信n-比特信道的第二頻段內(nèi)。
46.權(quán)利要求42的方法，其特征在于，還包括下列步驟若n-比特信道被破壞，增加此n-比特信道的發(fā)送功率，而同時保持總的系統(tǒng)的功率。
47.權(quán)利要求42的方法，其特征在于，還包括這一步驟，即在一個表中存儲概率的誤碼率，其中該表可用于在一個n-比特信道上分配未來的通信。
48.權(quán)利要求42的方法，其特征在于，還包括以下步驟如果信道未被破壞的話，則從在至少一段較長的時間內(nèi)對此奇偶比特位的取樣獲得至少一個附加的概率的誤碼率；和把至少一個附加的概率的誤碼率與一個附加的預(yù)定的誤碼率值進行比較以確定此n-比特信道是否被破壞。
49.權(quán)利要求48的方法，其特征在于，其中預(yù)定的誤碼率值是用于電話通信業(yè)務(wù)的，而附加的預(yù)定的誤碼率值是用于附加的電話通信業(yè)務(wù)的。
50.權(quán)利要求49的方法，其特征在于，其中電話通信業(yè)務(wù)之一是ISDN。
51.權(quán)利要求48的方法，其特征在于，還包括以下步驟若此n-比特信道被破壞，增加此n-比特信道的發(fā)送功率，而同時保持總的系統(tǒng)的功率。
52.權(quán)利要求48的方法，其特征在于，還包括以下步驟基于至少一個附加的概率的誤碼率與一個附加的預(yù)定的誤碼率值的比較，把此通信從該n-比特信道重新分配到一個不同的n-比特信道。
53.一種用于監(jiān)控至少一個電話通信n-比特信道的方法，其中一比特是奇偶比特位，該方法包括以下步驟在第一段時間內(nèi)對n-比特信道的奇偶比特位進行取樣；從在第一段時間內(nèi)對此奇偶比特位的取樣獲得一個概率的誤碼率；把在該第一段時間內(nèi)的此概率的誤碼率與一個預(yù)定的誤碼率值進行比較以確定此n-比特信道是否被破壞；和若此n-比特信道未被破壞，在多個連續(xù)時間段內(nèi)累積一個概率的誤碼率。
54.權(quán)利要求53的方法，其特征在于，還包括以下步驟把在該連續(xù)的時間段內(nèi)的概率的誤碼率與至少一個附加的預(yù)定的誤碼率值進行比較以確定此n-比特信道是否被破壞。
55.權(quán)利要求54的方法，其特征在于，還包括以下步驟若此n-比特信道被破壞，把此通信從該n-比特信道重新分配到一個第二n-比特信道。
56.權(quán)利要求54的方法，其特征在于，還包括以下步驟若此n-比特信道被破壞，增加此n-比特信道的發(fā)送功率，而同時保持總的系統(tǒng)的功率。
57.權(quán)利要求56的方法，其特征在于，其中該預(yù)定的誤碼率值與一種電話通信業(yè)務(wù)相關(guān)聯(lián)且該至少一個附加的預(yù)定的誤碼率值與至少一種附加的電話通信業(yè)務(wù)相關(guān)聯(lián)。
58.權(quán)利要求57的方法，其特征在于，其中電話通信業(yè)務(wù)之一是ISDN。
59.權(quán)利要求53的方法，其特征在于，還包括以下步驟若此n-比特信道是被破壞的，則把此通信從該n-比特信道重新分配到一個第二n-比特信道。
60.權(quán)利要求53的方法，其特征在于，還包括以下步驟若此n-比特信道被破壞，增加此n-比特信道的發(fā)送功率，而同時保持總的系統(tǒng)的功率。
61.權(quán)利要求53的方法，其特征在于，還包括以下步驟監(jiān)控該至少一種電話通信n-比特信道的均衡以便基于此產(chǎn)生一個概率的誤碼率。
62.一種用于監(jiān)控至少一個電話通信n-比特信道的方法，其中一比特是奇偶比特位，該方法包括以下步驟對n-比特信道的奇偶比特位進行取樣；從在第一段時間內(nèi)對此奇偶比特位的取樣獲得一個概率的誤碼率；把在該第一段時間內(nèi)的此概率的誤碼率與一個第一預(yù)定的誤碼率值進行比較以確定此n-比特信道是否被破壞；從在第二段時間內(nèi)對此奇偶比特位的取樣獲得一個概率的誤碼率，該第二段時間比第一段時間要長且與第一段時間同時運行；和把在該第二段時間內(nèi)的此概率的誤碼率與一個第二的預(yù)定誤碼率值進行比較以確定此n-比特信道是否被破壞。
63.權(quán)利要求62的方法，其特征在于，還包括以下步驟若n-比特信道被破壞，把此通信從該n-比特信道重新分配到一個第二n-比特信道。
64.權(quán)利要求62的方法，其特征在于，還包括以下步驟若n-比特信道被破壞，增加此n-比特信道的發(fā)送功率，而同時保持總的系統(tǒng)的功率。
65.權(quán)利要求62的方法，其特征在于，包括以下步驟監(jiān)控至少一個電話通信n-比特信道的均衡以便基于此產(chǎn)生一個概率的誤碼率。
66.權(quán)利要求62的方法，其特征在于，還包括這一步驟，即在一個表中存儲概率的誤碼率，其中該表可用于在一個n-比特信道上分配未來的通信。
67.一種監(jiān)控至少一種電話通信信道的方法，該方法包括以下步驟在信道上均衡一個信號；和監(jiān)控該信號的均衡以根據(jù)此均衡產(chǎn)生一個概率的誤碼率。
68.權(quán)利要求67的方法，其特征在于，其中均衡步驟產(chǎn)生了一個糾錯，而監(jiān)控步驟根據(jù)糾錯產(chǎn)生一個信噪比估計值，且根據(jù)此信噪比估計值產(chǎn)生概率的誤碼率。
69.權(quán)利要求67的方法，其特征在于，還包括以下步驟把概率的誤碼率與一個預(yù)定的誤碼率值進行比較以確定此至少一個電話通信信道是否被破壞。
70.權(quán)利要求67的方法，其特征在于，其中信道是一個已分配的信道。
71.權(quán)利要求67的方法，其特征在于，其中信道是一個未分配的信道。
72.權(quán)利要求71的方法，其特征在于，還包括以下步驟允許基于概率的誤碼率分配信道用于傳輸。
73.一種用于監(jiān)控至少一個未分配的電話通信信道的方法，該方法包括以下步驟周期地監(jiān)控該至少一個未分配的電話通信信道，該監(jiān)控步驟包括以下步驟均衡一個在至少一個未分配的電話通信信道上的信號，和監(jiān)控此信號的均衡以根據(jù)該均衡產(chǎn)生差錯數(shù)據(jù)；對該至少一個未分配的電話通信信道累積差錯數(shù)據(jù)；以及允許基于該差錯數(shù)據(jù)分配至少一個未分配的電話通信信道。
74.權(quán)利要求73的方法，其特征在于，還包括以下步驟把一個電話通信從一個已破壞的電話通信信道重新分配到至少一個未分配的電話通信信道。
75.權(quán)利要求73的方法，其特征在于，其中周期地監(jiān)控至少一個未分配的電話通信信道的步驟包括從遠端發(fā)送機發(fā)送一個n-比特信號，其中一位比特是奇偶校驗比特位；對n-比特信道的奇偶校驗比特位進行取樣；從該取樣后的奇偶校驗比特位獲得一個概率的誤碼率。
76.權(quán)利要求75的方法，其特征在于，其中未分配的信道是一個未供電的分配信道，該方法還包括以下步驟對于在一個未分配信道上的位于遠端的一個遠端發(fā)送機加電，使得該信道可被監(jiān)控；和在該信道被監(jiān)控以后，停止對此遠端發(fā)送機的供電。
77.權(quán)利要求73的方法，其特征在于，還包括以下步驟把概率的誤碼率與一個預(yù)定的誤碼率值進行比較以確定該信道是否被破壞。
78.權(quán)利要求73的方法，其特征在于，其中周期地監(jiān)控至少一個未分配的電話通信信道的步驟包括以下步驟均衡一個在該信道上的信號；和監(jiān)控此信號的均衡以根據(jù)該均衡產(chǎn)生一個概率的誤碼率。
79.權(quán)利要求73的方法，其特征在于，其中均衡步驟產(chǎn)生了一個糾錯，而監(jiān)控步驟根據(jù)糾錯產(chǎn)生一個信噪比估計值，且根據(jù)此信噪比估計值產(chǎn)生差錯數(shù)據(jù)。
80.權(quán)利要求73的方法，其特征在于，其中該至少一個未分配的電話通信信道是多個未分配的電話通信信道中的一個，至少一定數(shù)量的未分配的電話通信信道被監(jiān)控；該方法包括這一步驟，即基于這種監(jiān)控對至少一定數(shù)量的未分配的信道的質(zhì)量進行排列。
81.權(quán)利要求80的方法，其特征在于，其中質(zhì)量排列步驟包括設(shè)置一個高質(zhì)量的信道作為一個備用信道。
82.一種用于監(jiān)控至少一個電話通信信道的裝置包括一個均衡器；和用于監(jiān)控均衡器以產(chǎn)生一個信噪比估計值以及用于根據(jù)該信噪比估計值產(chǎn)生一個概率的誤碼率的裝置。
83.一種多點到點通信系統(tǒng)，包括一個分配網(wǎng)；一個頭端終端，用于下行發(fā)送在分配網(wǎng)上的第一頻帶內(nèi)的下行控制數(shù)據(jù)和下行電話信息以及用于接收在分配網(wǎng)上的第二頻帶內(nèi)的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)，此頭端終端包括頭端多載波調(diào)制解調(diào)器裝置，用于把至少下行電話信息調(diào)制在第一頻帶內(nèi)的多個正交載波上，以及用于解調(diào)被調(diào)制在第二頻帶內(nèi)的多個正交載波上的至少上行電話信息；頭端控制器裝置，它操作性地連接到頭端多載波調(diào)制解調(diào)器裝置，用于控制下行電話信息和下行控制數(shù)據(jù)的發(fā)送以及用于控制上行控制數(shù)據(jù)和上行電話信息的接收；多個業(yè)務(wù)單元，用于第二頻帶內(nèi)的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)的上行發(fā)送以及第一頻帶內(nèi)的下行控制數(shù)據(jù)和下行電話信息的接收，每一業(yè)務(wù)單元與至少一個遠端單元關(guān)聯(lián)且操作性地連接到分配網(wǎng)，每一業(yè)務(wù)單元包括業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器裝置，用于把至少上行電話信息調(diào)制在與第二頻帶中的至少另一個載波在頭端終端處正交的至少一個載波上，以及用于解調(diào)被調(diào)制在第一頻帶內(nèi)的多個正交載波上的至少下行電話信息；業(yè)務(wù)單元控制器裝置，它操作性地連接到業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器裝置，用于控制由業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器裝置所執(zhí)行的調(diào)制和解調(diào)，該業(yè)務(wù)單元控制器裝置用于響應(yīng)于在下行控制數(shù)據(jù)中的、從頭端控制器裝置發(fā)送到至少一個遠端單元的調(diào)節(jié)命令而調(diào)節(jié)至少一個本地傳輸特性；該頭端控制器裝置還包括檢測裝置，用于檢測與至少一個遠端單元相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)單元調(diào)制解調(diào)器裝置的至少一個本地傳輸特性，以及用于根據(jù)所檢測到的至少一個傳輸特性產(chǎn)生調(diào)節(jié)命令，以便在下行控制數(shù)據(jù)中被傳送到與至少一個遠端單元相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)單元的調(diào)制解調(diào)器裝置。
84.遵照權(quán)利要求83的系統(tǒng)，其特征在于，其中至少一個本地傳輸特性包括碼元定時。
85.遵照權(quán)利要求84的系統(tǒng)，其特征在于，其中該檢測裝置還包括一個裝置，用于響應(yīng)來自頭端控制器裝置的一個命令而檢測由與至少一個遠端單元相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)單元所發(fā)送的數(shù)據(jù)的碼元定時，其中該檢測裝置包括一個裝置，用于產(chǎn)生一個碼元定時差錯，其中該頭端控制器裝置包括一個裝置，用于根據(jù)碼元定時差錯產(chǎn)生一個碼元定時調(diào)節(jié)命令，以便在下行控制數(shù)據(jù)中被發(fā)送到與至少一個遠端單元相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)單元，和其中該業(yè)務(wù)單元控制器裝置包括一個裝置，用于響應(yīng)于碼元定時調(diào)節(jié)命令而調(diào)節(jié)碼元定時。
86.遵照權(quán)利要求84的系統(tǒng)，其特征在于，其中至少一個本地傳輸特性包括傳輸頻率。
87.遵照權(quán)利要求86的系統(tǒng)，其特征在于，其中該檢測裝置還包括一個裝置，用于響應(yīng)于來自頭端控制器裝置的一個命令而檢測由與至少一個遠端單元相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)單元的傳輸頻率，其中該檢測裝置包括一個裝置，用于產(chǎn)生一個傳輸頻率差錯，其中該頭端控制器裝置包括一個裝置，用于根據(jù)傳輸頻率差錯產(chǎn)生一個傳輸頻率調(diào)節(jié)命令，以便在下行控制數(shù)據(jù)中被發(fā)送到與至少一個遠端單元相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)單元，和其中該業(yè)務(wù)單元控制器裝置包括一個裝置，用于響應(yīng)于傳輸頻率調(diào)節(jié)命令而調(diào)節(jié)傳輸頻率。
88.遵照權(quán)利要求84的系統(tǒng)，其特征在于，其中傳輸特性包括振幅。
89.遵照權(quán)利要求88的系統(tǒng)，其特征在于，其中該檢測裝置還包括一個裝置，用于響應(yīng)于來自頭端控制器裝置的一個命令而檢測由與至少一個遠端單元相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)單元所發(fā)送的振幅，其中該檢測裝置包括一個裝置，用于產(chǎn)生一個振幅差錯，其中該頭端控制器裝置包括一個裝置，用于根據(jù)振幅差錯產(chǎn)生一個振幅調(diào)節(jié)命令，以便在下行控制數(shù)據(jù)中被發(fā)送到與至少一個遠端單元相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)單元，和其中該業(yè)務(wù)單元控制器裝置包括一個裝置，用于響應(yīng)于振幅調(diào)節(jié)命令而調(diào)節(jié)發(fā)送的振幅。
90.遵照權(quán)利要求83的系統(tǒng)，其特征在于，其中該至少一個本地傳輸特性包括傳輸頻率和碼元定時。
91.遵照權(quán)利要求90的系統(tǒng)，其特征在于，其中該至少一個本地傳輸特性還包括發(fā)送的振幅。
92.遵照權(quán)利要求83的系統(tǒng)，其特征在于，其中該分配網(wǎng)是一個混合光纖/同軸分配網(wǎng)。
93.遵照權(quán)利要求83的系統(tǒng)，其特征在于，其中在第一頻帶內(nèi)的多個正交載波包括在其上的下行電話信息被調(diào)制之后用于發(fā)送下行電話信息的多個電話信息信道，以及包括在其上的下行控制數(shù)據(jù)被調(diào)制之后用于發(fā)送下行控制數(shù)據(jù)的至少一個控制信道；還有其中在第二頻帶內(nèi)的多個正交載波包括在其上的上行電話信息被調(diào)制之后用于發(fā)送上行電話信息的多個電話信息信道，以及包括在其上的上行控制數(shù)據(jù)被調(diào)制之后用于發(fā)送上行控制數(shù)據(jù)的至少一個控制信道。
94.遵照權(quán)利要求93的系統(tǒng)，其特征在于，其中用于在第二頻帶內(nèi)上行控制數(shù)據(jù)的傳輸?shù)闹辽僖粋€控制信道是差分調(diào)制的。
95.遵照權(quán)利要求93的系統(tǒng)，其特征在于，其中第一頻帶的至少一個控制信道和第二頻帶的至少一個控制信道，每一個都在各自的頻帶內(nèi)包括至少一個同步信道。
96.遵照權(quán)利要求95的系統(tǒng)，其特征在于，其中第一頻帶的至少一個控制信道和第二頻帶的至少一個控制信道，每一個都包括冗余的同步信道。
97.遵照權(quán)利要求95的系統(tǒng)，其特征在于，其中每個至少一個同步信道與各自頻帶內(nèi)的電話信息信道相互偏移。
98.遵照權(quán)利要求97的系統(tǒng)，其特征在于，其中至少一個同步信道與電話信息信道相比，工作在一個較低的發(fā)送電平上以減少偏移量。
99.遵照權(quán)利要求97的系統(tǒng)，其特征在于，其中第一頻帶的至少一個控制信道和第二頻帶的至少一個控制信道，每一個都在各自的頻帶內(nèi)包括與電話信息信道相互偏移的冗余的同步信道。
100.遵照權(quán)利要求93的系統(tǒng)，其特征在于，其中多種調(diào)制技術(shù)中的一種第一調(diào)制技術(shù)被用來對第一頻帶內(nèi)和第二頻帶內(nèi)的至少一個信道的調(diào)制，以及其中多種調(diào)制技術(shù)中的至少一種其它調(diào)制技術(shù)被用來對第一頻帶內(nèi)和第二頻帶內(nèi)的至少一個其它信道的調(diào)制。
101.遵照權(quán)利要求100的系統(tǒng)，其特征在于，其中第一調(diào)制技術(shù)被用來把控制數(shù)據(jù)調(diào)制在至少一個控制信道上，以及至少一種其它調(diào)制技術(shù)被用來把電話信息調(diào)制在電話信息信道上。
102.遵照權(quán)利要求100的系統(tǒng)，其特征在于，其中第一調(diào)制技術(shù)包括一種相對于至少一種其它調(diào)制技術(shù)的較低級的具有較少比特/碼元的調(diào)制技術(shù)。
103.遵照權(quán)利要求100的系統(tǒng)，其特征在于，其中第一調(diào)制技術(shù)被用來把至少下行電話信息調(diào)制在第一頻帶內(nèi)的至少一個電話信道上，以及至少一種其它調(diào)制技術(shù)被用來把至少上行電話信息調(diào)制在第二頻帶內(nèi)的至少一個電話信息信道上，該第一調(diào)制技術(shù)相對于該至少一種其它調(diào)制技術(shù)是一種較高級的具有較多比特/碼元的調(diào)制技術(shù)。
104.遵照權(quán)利要求93的系統(tǒng)，其特征在于，其中頭端控制器裝置包括用于由一個不工作但已分配的與至少一個遠端單元相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)單元在至少一個控制信道上周期地發(fā)起同步的裝置。
105.遵照權(quán)利要求93的系統(tǒng)，其特征在于，其中頭端控制器裝置包括用于在第一頻帶內(nèi)的至少一個控制信道上周期地請求一個由與至少一個遠端單元相關(guān)聯(lián)的業(yè)務(wù)單元調(diào)制解調(diào)器裝置發(fā)送的上行信號的裝置，以及包括用于檢測在第二頻帶內(nèi)的一個控制信道上所發(fā)送的上行信號的裝置，以便核實來自遠端單元的上行信號位于為建立在頭端終端與該遠端單元之間的通信所要求的容限之內(nèi)。
106.多點到點通信系統(tǒng)的一種分配環(huán)方法，該通信系統(tǒng)在第一頻帶內(nèi)具有多個正交載波用于從一個頭端到多個遠端單元的下行傳輸，以及在第二頻帶內(nèi)具有在此頭端正交的多個載波用于從多個遠端單元到該頭端的上行傳輸，每一多個正交載波具有至少一個與之相關(guān)聯(lián)的控制信道，該方法包括以下步驟在頭端檢測從至少一個遠端單元上行發(fā)送的數(shù)據(jù)的碼元定時；基于此所檢測到的碼元定時，在頭端產(chǎn)生一個碼元定時調(diào)節(jié)命令；在第一頻帶內(nèi)與多個正交載波相關(guān)聯(lián)的至少一個控制信道上，向至少一個遠端單元發(fā)送此碼元定時調(diào)節(jié)命令；和根據(jù)該碼元定時調(diào)節(jié)命令在遠端單元調(diào)節(jié)碼元定時。
107.遵照權(quán)利要求106的系統(tǒng)，其特征在于，其中該方法還包括以下步驟在頭端檢測從至少一個遠端單元上行發(fā)送的載波頻率；基于此所檢測到的載波頻率，在頭端產(chǎn)生一個載波頻率調(diào)節(jié)命令；在第一頻帶內(nèi)與多個正交載波相關(guān)聯(lián)的至少一個控制信道上，向至少一個遠端單元發(fā)送此載波頻率調(diào)節(jié)命令；和根據(jù)該載波頻率調(diào)節(jié)命令調(diào)節(jié)載波頻率。
108.遵照權(quán)利要求107的方法，其特征在于，其中調(diào)節(jié)步驟一直重復(fù)直到從多個遠端單元所上行發(fā)送的碼元同時到達此頭端以及用于這類上行傳輸?shù)亩鄠€正交載波被正交地對準(zhǔn)。
109.遵照權(quán)利要求106的方法，其特征在于，其中調(diào)節(jié)步驟一直重復(fù)直到從多個遠端單元所上行發(fā)送的碼元同時到達此頭端。
110.遵照權(quán)利要求106的方法，其特征在于，其中該方法還包括以下步驟在頭端檢測從至少一個遠端單元上行發(fā)送的數(shù)據(jù)的發(fā)送振幅；基于此所檢測到的發(fā)送振幅，在頭端產(chǎn)生一個發(fā)送振幅調(diào)節(jié)命令；在第一頻帶內(nèi)與多個正交載波相關(guān)聯(lián)的至少一個控制信道上，向至少一個遠端單元發(fā)送此發(fā)送振幅調(diào)節(jié)命令；和根據(jù)該振幅調(diào)節(jié)命令，在遠端單元調(diào)節(jié)上行傳輸?shù)陌l(fā)送振幅。
111.一種多點到點通信系統(tǒng)，包括一個頭端終端和多個遠端單元間的分配網(wǎng)，該頭端終端用于在此分配網(wǎng)上的第一頻帶內(nèi)的下行控制數(shù)據(jù)和下行電話信息的下行發(fā)送以及用于在此分配網(wǎng)上的第二頻帶內(nèi)的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)的接收，該頭端終端包括頭端多載波調(diào)制解調(diào)器裝置，用于把至少下行電話信息調(diào)制在此第一頻帶的多個頻段內(nèi)的多個正交載波上，以及用于解調(diào)被調(diào)制在此第二頻帶的多個頻段內(nèi)的多個正交載波上的至少上行電話信息，每一頻段內(nèi)的多個正交載波包括在其上傳輸電話信息的多個電話信息信道，每一頻段具有至少一個與之相關(guān)聯(lián)的用于控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂菩诺溃缓皖^端控制器裝置，它操作性地連接到頭端多載波調(diào)制解調(diào)器裝置，用于控制下行電話信息和下行控制數(shù)據(jù)的發(fā)送以及用于控制上行控制數(shù)據(jù)和上行電話信息的接收；多個業(yè)務(wù)單元調(diào)制解調(diào)器裝置，每一業(yè)務(wù)單元調(diào)制解調(diào)器裝置與至少一個遠端單元關(guān)聯(lián)且操作性地連接到分配網(wǎng)，用于在第二頻帶的多個頻段之一上的上行電話信息和上行控制數(shù)據(jù)的上行發(fā)送以及在第一頻帶的多個頻段之一上的下行控制數(shù)據(jù)和下行電話信息的接收，每一業(yè)務(wù)單元調(diào)制解調(diào)器裝置包括用于掃描第一頻帶內(nèi)的多個頻段的每一個頻段以及用于鎖定在多個頻段的每一個頻段中的至少一個控制信道上以檢測每一個業(yè)務(wù)單元調(diào)制解調(diào)器裝置的一個獨特標(biāo)識符來確定該業(yè)務(wù)單元調(diào)制解調(diào)器裝置是在第一頻帶的哪一頻段內(nèi)接收來自頭端終端的信息的裝置。
112.遵照權(quán)利要求111的系統(tǒng)，其特征在于，其中獨特標(biāo)識符是基于業(yè)務(wù)單元調(diào)制解調(diào)器裝置的序列號。
113.一種具有在一個頭端和多個遠端單元之間的分配網(wǎng)的多點到點通信系統(tǒng)，包括用于從該頭端發(fā)送多個在第一頻帶的多個頻段內(nèi)具有被調(diào)制在其上的電話信息的已調(diào)制的正交載波的裝置，每一頻段具有至少一個與之相關(guān)聯(lián)的具有被調(diào)制在其上的控制信息的控制信道；和在每一遠端單元的一個裝置，用于掃描第一頻帶內(nèi)的多個頻段的每一個頻段以及用于鎖定在與多個頻段的每一個頻段相關(guān)聯(lián)的至少一個控制信道上以檢測獨特標(biāo)識符來確定遠端單元是在第一頻帶的哪一頻段內(nèi)接收來自頭端的信息。
114.一種在一個多點到點通信系統(tǒng)中在一個頭端和多個遠端單元之間建立通信的方法，包括以下步驟在第一頻帶的多個頻段內(nèi)從頭端發(fā)送信息到多個遠端單元，每一頻段具有至少一個與之相關(guān)聯(lián)的控制信道，對應(yīng)于多個遠端單元中的n個遠端單元的每一個的識別信息被周期地在第一頻帶的多個頻段中的一個頻段的至少一個控制信道上在一個第一預(yù)定時間段內(nèi)從頭端發(fā)送，多個n個遠端單元的每一個的該識別信息與其它n個遠端單元的識別信息不同相地被發(fā)送；和在n個遠端單元的每一個上，掃描第一頻帶中的多個頻段的每一個頻段的至少一個控制信道來檢測對應(yīng)于n個遠端單元的每一個的識別信息以識別n個遠端單元的每一個用來接收來自頭端的信息的多個頻段的一特定頻段。
115.遵照權(quán)利要求114的方法，其特征在于，其中在檢測對應(yīng)于n個遠端單元的每一個的識別信息之后，該方法還包括以下步驟識別在第二頻帶中的一個頻段，其中，n個遠端單元的每一個在其內(nèi)傳送；和在第一的預(yù)定的時間段之后的第二的預(yù)定時間段內(nèi)對n個遠端單元串行地執(zhí)行上行同步，以便與頭端進行通信。
116.遵照權(quán)利要求115的方法，其特征在于，其中串行地執(zhí)行同步這一步驟包括同步n個遠端單元這一步驟，使得當(dāng)信息由遠端單元中的一個單元調(diào)制在第二頻帶內(nèi)的至少一個載波上時，該至少一個載波在頭端與至少一個在第二頻帶內(nèi)的其它載波正交。
117.遵照權(quán)利要求115的方法，其特征在于，其中還包括這一步驟，即對多個遠端單元中的另外一組遠端單元，重復(fù)進行發(fā)送、掃描、識別和串行執(zhí)行同步。
118.遵照權(quán)利要求117的方法，其特征在于，還包括這一步驟，即在一個等于第一和第二預(yù)定的時間段之和的重新設(shè)置時間段前，重新設(shè)置n個遠端單元中的一個在第二預(yù)定的時間段內(nèi)未能實現(xiàn)同步的遠端單元來重新啟動一個過程以便在頭端和遠端單元間建立通信。
119.遵照權(quán)利要求115的方法，其特征在于，其中第一和第二頻帶基本上是相等的但并不相互干擾。
120.一種具有在一個頭端和多個遠端單元之間的一個分配網(wǎng)的多點到點通信系統(tǒng)，包括用于在第一頻帶的多個頻段內(nèi)從頭端發(fā)送信息到多個遠端單元的裝置，每個頻段具有至少一個與之相關(guān)聯(lián)的控制信道，該發(fā)送裝置還用于周期地在第一頻帶的多個頻段的一個頻段的至少一個控制信道上在識別和同步時間段的第一預(yù)定時間段內(nèi)發(fā)送對應(yīng)于多個遠端單元中的n個遠端單元組的每一個遠端單元的識別信息，n個遠端單元組的每一個遠端單元的識別信息與n個遠端單元組的其它遠端單元的識別信息不同相地被發(fā)送；在n個遠端單元的每一個上的一個裝置，用于掃描第一頻帶內(nèi)的多個頻段的每個頻段的至少一個控制信道以便在第一預(yù)定時間段內(nèi)檢測對應(yīng)于n個遠端單元的每一個的識別信息來識別n個遠端單元的每一個用來接收來自頭端的信息的多個頻段的一特定頻段。在n個遠端單元的每一個上的一個裝置，用于把至少上行電話信息調(diào)制在第二頻帶內(nèi)的與在第二頻帶內(nèi)的至少一個其它載波在頭端終端處正交的至少一個載波上，以及用于響應(yīng)于一個來自頭端的調(diào)節(jié)命令而調(diào)節(jié)至少一個本地傳輸特性；和在頭端的一個裝置用于檢測n個遠端單元的每一個的至少一個本地傳輸特性，以及用于根據(jù)所檢測到的至少一個傳輸特性產(chǎn)生調(diào)節(jié)命令，以便傳送到n個遠端單元以在識別和同步期間的第二預(yù)定時間段內(nèi)對n個遠端單元的每一個串行地執(zhí)行同步。
121.權(quán)利要求69的方法，其特征在于，還包括這一步驟，即如果至少一個電話通信信道已被破壞，則把該至少一個電話通信信道重新分配到一個未破壞且未分配的電話通信信道。
122.一種在一個多點到點通信系統(tǒng)中在一個頭端和多個遠端單元間建立通信的掃描方法，包括以下步驟從頭端到多個遠端單元在第一頻帶的多個頻段內(nèi)發(fā)送信息，每一頻段具有至少一個與之相關(guān)聯(lián)的控制信道，對應(yīng)于多個遠端單元中的每一個遠端單元的識別信息被周期地在第一頻帶的多個頻段中的一個頻段的至少一個控制信道上從頭端被發(fā)送；和在每一個遠端單元上，掃描第一頻帶中的多個頻段的每一個頻段的至少一個控制信道來檢測對應(yīng)于每一遠端單元的識別信息以識別每一個遠端單元用來接收來自頭端的信息的多個頻段的一特定頻段。
123.遵照權(quán)利要求122的方法，其特征在于，其中在檢測對應(yīng)于遠端單元的一個單元的識別信息之后，該方法還包括以下步驟識別在第二頻帶中的一個頻段，其中遠端單元之一在其內(nèi)傳送；和對遠端單元之一執(zhí)行同步使得當(dāng)信息由遠端單元的一個單元被調(diào)制在第二頻帶內(nèi)的至少一個載波上時，該至少一個載波與在第二頻帶內(nèi)的至少一個其它載波在頭端是正交的。
全文摘要
此通信系統(tǒng)包括一個混合光纖/同軸分配網(wǎng)。頭端提供在混合光纖/同軸分配網(wǎng)上對第一頻帶內(nèi)的電話和控制數(shù)據(jù)的下行發(fā)送,以及提供在混合光纖/同軸分配網(wǎng)上對第二頻帶內(nèi)的上行電話和控制數(shù)據(jù)的接收。頭端包括一個用于把至少下行電話信息調(diào)制在第一頻帶內(nèi)的多個正交載波上以及解調(diào)被調(diào)制在第二頻帶內(nèi)的多個正交載波上的至少上行電話信息的頭端多載波調(diào)制解調(diào)器。頭端還包括一個操作性地連接到頭端多載波調(diào)制解調(diào)器的、用于控制下行電話信息和下行控制數(shù)據(jù)的發(fā)送以及控制上行控制數(shù)據(jù)和上行電話信息的接收的控制器。此系統(tǒng)還包括若干個業(yè)務(wù)單元,每一業(yè)務(wù)單元操作性地連接到混合光纖/同軸分配網(wǎng),用于第二頻帶內(nèi)的電話和控制數(shù)據(jù)的上行發(fā)送和第一頻帶內(nèi)的下行控制數(shù)據(jù)和電話的接收。每一業(yè)務(wù)單元包括一個用于把至少上行電話信息調(diào)制在與第二頻帶中的另一個載波在頭端終端處正交的至少一個載波上以及用于解調(diào)被調(diào)制在第一頻帶中的多個正交載波的至少一個頻段上的至少上行電話信息的業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器。每一業(yè)務(wù)單元還包括一個操作性地連接到業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器的、用于控制由業(yè)務(wù)單元多載波調(diào)制解調(diào)器所執(zhí)行的調(diào)制和解調(diào)的控制器。還包括監(jiān)控通信信道的一種方法,包括一種用于調(diào)節(jié)傳輸特性以允許在多點到點通信系統(tǒng)中傳送數(shù)據(jù)的分配環(huán)方法,包括一種用于提供對外來干擾保護的多相濾波技術(shù),以及包括一種用來識別被業(yè)務(wù)單元用來傳輸?shù)念l段的掃描方法。
文檔編號H04N7/173GK1180462SQ96193008
公開日1998年4月29日 申請日期1996年2月6日 優(yōu)先權(quán)日1995年2月6日
發(fā)明者M·J·達佩爾, M·J·給勒, T·J·希爾, H·A·羅伯特斯, B·D·安德爾森, J·布雷德, M·S·瓦德曼, R·J·基爾斯特, J·J·赫爾曼, M·J·福特, S·P·布斯卡 申請人:Adc長途電訊有限公司