CN1057883C - 一种改善数字复用系统抖动性能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善数字复用系统抖动性能的方法，根据数字复用系统中复用支路速率与帧调正塞入指示之间唯一的定量关系，通过计算可以直接确定分接支路时钟的频率，并不断进行跟踪。利用复接时钟的多个相位可以直接产生支路的时钟，它的抖动数值大小与相位数值多少及其排列有关，因而支路时钟的抖动是可控制的。本发明可用全数字集成电路实现，因而体积小，成本低，性能好，便于使用。本发明也可以推广用于直接频率变换。

Description

一种改善数字复用系统抖动性能的方法

本发明涉及通信设备中一种改善数字复用系统抖动性能的方法，特别该方法在2/3次群复分接器支路时钟频率跟踪及恢复中得到验证。

目前数字准同步复用系统，支路时钟的提取常采用锁相环(PLL)技术，在此条件下，若不采取任何措施所提取的时钟将会含有大量的候时抖动成分，严重地影响时钟性能，因而降低了整个系统的抖动性能。现有改善抖动性能方法，一般是在复用端采用新的调整塞入结构和方法，改变抖动的频谱分布，使频谱能量集中到高频段尽可能地减少低频分量，从而利用PLL可有效地抑制高频分量，达到减小候时抖动的目的，但是这类方法的实现，由于采用了模拟PLL，电路结构复杂，不便于系统设备的安装、调试和集成化。

本发明的目的在于避免上述背景技术中的不足之处而提供一种性能好、全数字集成化的改善数字复用系统抖动性能的方法，并本发明还具有体积小，电路结构简单，便于安装、调试，成本低廉等特点。

本发明的目的是这样实现的：根据数字复用系统中的复用支路速率、帧调整塞入指示，直接进行分接支路时钟的频率跟踪及恢复，其包括步骤如下：

(1)由系统复接时钟f₀产生f₀的N个相位，其中N个相位依次为₀、₁至_N-1，N个相位中的任何一个相位_i表示为

式中：i为其中一个相位序号数，0≤i≤N-1；

    T₀为复接时钟的周期，T₀＝1/f₀；N个相位即₀、₁至_N-1的不同排列产生新的支路序列频率f_c，f_c＝f_L±Δf，式中：f_L为标称支路速率，Δf为以f_L为中心频率产生的频率偏移，Δf取决于N个相位即₀、₁至_N-1的排列顺序，由这种相位的排列顺序确定支路序列频率f_c以标称支路时钟f_L为中心频率的分接支路时钟频率正向、负向调整或不调整的频率跟踪；

(2)根据国际电信电话委员会CCITT提出的数字复用设备标准，确定对帧调整塞入指示的观测周期T_C，累计在观察周期T_C内帧调整塞入的次数K_a，其次确定分接支路时钟频率正向、负向调整或不调整的调整判决门限K_t；

(3)根据帧调整塞入的次数K_a、分接支路时钟频率进行频率调整的判决门限K_t，确定N个相位即₀、₁至_N-1的不同排列以产生和恢复支路序列频率f_c，并以标称支路时钟f_L为中心进行频率的正向、负向或不调整的调整，当K_a＞K_t时进行负向调整、K_a＜K_t时进行正向调整、K_a＝K_t时不进行调整，实现分接支路时钟频率f_c的恢复。

本发明方法还可以通过以下措施达到：

复接时钟f₀的N个相位个数，取决于数字复用系统的抖动值，分接支路时钟频率调整判决门限K_t，取决于数字复用系统数据速率等级，并且调整判决门限K_t为支路序列频率f_c等于标称支路时钟f_L时的帧调整塞入次数，帧调整塞入指示的观测周期T_C为帧周期的整数倍。

本发明相比背景技术有如下优点：

1  本发明方法可用全数字集成化电路实现，因此电路结构简单，便于安装调试。

2  本发明方法性能指标好，当N≥8时，二次群复分接器支路抖动性能可达3％至7％UI、频率调整范围可达f_L±300Hz，三次群复分接器支路抖动性能可达3％至5％UI、频率调整范围可达f_L±125Hz。

3  用本发明方法实现的电路体积小，成本低廉。便于通信设备的普及推广应用。也可推广应用于直接频率变换。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

图1是本发明一种实施例的原理方块图。

参照图1，本发明方法的一种实施例由逻辑控制单元1、频率调整单元2、3、4、支路时钟合成输出单元5组成。系统复用速率f₀、系统帧定位信号si、系统帧调整指示信号A_i分别与逻辑控制单元1入端连接，在逻辑控制单元1中，系统复用速率f₀产生f₀的N个相位，其中N个相位依次为₀、₁至_N-1，N个相位中的任何一个相位_i为

，式中i为其中一个相位序号数，0≤i≤N-1，T₀为复接时钟的周期，T₀＝1/f₀，N个相位即₀、₁至_N-1的不同排列产生新的支路序列频率f_c，f_c＝f_L±Δf，式中：f_L为标称支路速率，Δf为以f_L为中心频率产生的频率偏移，Δf取决于N个相位即₀、₁至_N-1的排列顺序。

例如：取N＝8，相位的排列顺序取₀、₁……₇，

则f_c＝8/9f₀＝f₀-1/9f₀

若相位排列取₀、₇、₁、₆、₂、₅、₃、₄，

则f_c＝9/8f₀＝f₀+1/8f₀

由这种相位的排列顺序确定支路序列频率f_c以标称支路时钟f_L为中心频率偏移，实现以标称支路时钟f_L为中心频率的分接支路时钟频率正向、负向调整或不调整的频率跟踪。由逻辑控制单元1输出频率正调整控制信号C₁分别输入至频率正调整单元2及支路时钟合成输出单元5、输出频率负调整控制信号C₂分别输入至频率负调整单元3及支路时钟合成输出单元5、输出频率不调整控制信号C₃分别输入至频率不调整单元4及支路时钟合成输出单元5。

在逻辑控制单元1中频率调整控制信号是根据国际电信电话委员会CCITT提出的数字复用设备标准，由本发明的方法推算出帧调整塞入的观测周期T_C，在观测周期T_C内对帧调整塞入次数K_a进行累计，并推算出进行频率正向、负向或不调整的调整判决门限K_t，并将T_C内的塞入次数K_a与判决门限K_t进行比较，由逻辑单元1输出三类频率调整控制信号，当K_a＞K_t时输出频率负调整控制信号C₂；K_a＜K_t时输出频率正调整控制信号C₁；K_a＝K_t时输出频率不调整控制信号C₃。

实施例中频率调整单元2、3、4根据逻辑控制单元1输入的三类控制信号C₁、C₂、C₃实现以标称支路速率f_L为中心的正向/零/负向的频率调整。频率正调整单元2输出正向调整频率f₁至支路时钟合成输出单元5、频率负调整单元3输出负向调整频率f₂至支路时钟合成输出单元5，频率不调整单元4输出不调整频率f₃至支路时钟合成输出单元5，对复接支路频率跟踪，从而保证分接支路速率与复接支路速率一致。

实施例中支路时钟合成输出单元5根据逻辑控制单元1和频率调整单元2、3、4的输出结果实现分接恢复时钟在不同情况下的支路时钟恢复合成输出频率f。

本发明方法复用时钟f₀的N个相位个数，取决于数字复用系统的抖动值的要求，也就是说允许抖动值较大时，f₀的相位个数可以适当地减少。分接支路时钟频率调整判决门限K_t取决于数字复用系统数据速率等级，也就是说数据速率等级越高，调整判决门限K_t越大。并且调整判决门限K_t为支路序列频率f_c等于标称支路时钟f_L时的帧调整塞入次数，并且帧调整塞入指示的观测周期T_C为帧周期的整数倍。实施例中电路各级均采用TOP-Down设计方法。

下面举例为二次群复分接设备用本发明的一个实施例。

二次群正码速调整中，N与支路实际速率的关系由CCITT标准G.742知二次群的帧结构为：

帧周期＝1/Fs  100.38us；    帧长：848比特/帧；

固定塞入比特24比特/帧，其中包括12比特的帧定位和勤务信息及12比特的插入指示位。

取检测周期T_C为33帧的整倍数，不妨设为T_C＝33/Fs＝3312.54us，当f_c＝f_L＝2048Kbit/s时，则在T_C时间内传输的比特数B₁＝33×848＝27984比特，所传输的数据为B₂＝32×848＝27136比特，所以塞入比特数为B₁-B₂-24×33＝56比特，因此每个支路在T_C时间内的调整比特数K_t为56/4＝14，即14次/T_O。

K_a与f_C存在以下关系：

K_a＞14    则：    f_c＜2048KHz

K_a＝14    则：    f_c＝2048KHz

K_a＜14    则：    f_c＞2048KHz

根据以上关系，以f_L＝2048KHz为基准对复接支路速率进行跟踪调整。下面为实现从f_O＝8448KHz产生复接的支路标称速率f_L＝2048KHz的方法。

设f₀＝8448KHz f_s＝4f_L＝8192KHz，其中f_s为支路标称速率的四倍频。

因为32×f₀＝33×f_s，故只要从8448KHz序列中每33个脉冲扣除一个脉冲，即可产生8192KHz的序列，经四分频可以产生f_L＝2048KHz的序列。具体实现方法如下：

首先由f₀产生均匀的八相位脉冲，取脉冲相位依次为(0，

π、

2π)，相邻的相位产生

，设

，即T₀/8的延迟，经八相依次组合后序列产生延迟为T₀。若每个相位取4个周期；则产生序列的32个脉冲等效于33个T₀脉冲宽度，经过四分频即可得到占空比略小于1∶1的2048KHz的序列。

采用相同的分析方法，当支路的实际频率偏离标称频率2048KHz时，可以采用如下方法进行频率跟踪：

当K_a＞14时，在f_L＝2048KHz的基础上，在检测周期T_C内多扣除一个T_O脉冲；当K_a＜14时，在f_L＝2048KHz的基础上，在检测周期T_C内少扣除一个T_O脉冲。

这种方法的频率跟踪和调管范围是f₀±300Hz(即每33帧都检测到K_a＜14或K_a＞14)。

显然，本发明当给定一个频率后，依靠不同相位排列的序列，可以直接产生各种不同频率。

Claims (2)

1.一种改善数字复用系统抖动性能的方法，根据数字复用系统中的复用支路速率、帧调整塞入指示，直接进行分接支路时钟的频率跟踪及恢复，其特征在于包括如下步骤：

(1)由系统复接时钟f₀产生f₀的N个相位，其中N个相位依次为₀、₁至_N-1，N个相位中的任何一个相位_i表示为

式中：i为其中一个相位序号数，0≤i≤N-1；

T₀为复接时钟的周期，

N个相位即₀、₁至_N-1的不同排列产生新的支路序列频率f_c，f_c＝f_L±Δf，式中：f_L为标称支路速率，Δf为以f_L为中心频率产生的频率偏移；

Δf取决于N个相位即₀、₁至_N-1的排列顺序，由这种相位的排列顺序确定支路序列频率f_c以标称支路时钟f_L为中心频率的分接支路时钟频率正向、负向调整或不调整的频率跟踪；

(2)根据国际电信电话委员会CCITT提出的数字复用设备标准，确定对帧调整塞入指示的观测周期T_C，累计在观测周期T_C内帧调整塞入次数K_a；其次确定分接支路时钟频率进行正向、负向调整或不调整的调整判决门限K_t；

(3)根据帧调整塞入的次数K_a、分接支路时钟频率进行频率调整的判决门限K_t，确定N个相位即₀、₁至_N-1的不同排列以产生和恢复支路序列频率f_c，并以标称支路时钟f_L为中心进行频率的正向、负向或不调整的调整，当K_a＞K_t时进行负向调整、K_a＜K_t时进行正向调整、K_a＝K_t时，不进行调整，实现分接支路时钟频率f_c的恢复。

2.根据权利要求1所述的一种改善数字复用系统抖动性能的方法，其特征在于复接时钟f₀的N个相位个数，取决于数字复用系统的抖动值，分接支路时钟频率调整判决门限K_t，取决于数字复用系统数据速率等级，并且调整判决门限K_t为支路序列频率f_c等于标称支路时钟f_L时的帧调整塞入次数，帧调整塞入指示的观测周期T_C为帧周期的整数倍。

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