CN108028711A - 控制信号通信设备中的滤波器电路的方法和装置 - Google Patents

控制信号通信设备中的滤波器电路的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本公开针对控制信号通信设备(300)中的滤波器电路(500)的装置(300)和方法(400，600)。本公开的装置(300)和方法(400，600)接收(410)用以在频率范围的上游通信部分传送上游通信信号的多个信道的指示。而且，本公开的装置(300)和方法(400，600)基于该指示确定(420)由多个信道使用的所有频率之中的最大频率值并且基于确定出的最高频率值调整(430)滤波器电路中的滤波器响应，用以在通信设备(300)中将上游通信信号与下游通信信号分离。

Description

控制信号通信设备中的滤波器电路的方法和装置
相关临时申请的引用
本申请要求名称“Method and Apparatus for Controlling a Filter Circuitin a Signal Communication Device”的于2015年8月18日提交的美国临时申请号62/206370的优先权，以引用的方式将其内容全部并入在此。
技术领域
本公开总的涉及通信系统，并且尤其涉及用于控制信号通信设备中的滤波器电路的方法和装置。
背景技术
在此描述的任何背景信息意图向读者介绍技术的各方面，其可能与下面描述的本实施例有关。该讨论被认为有助于向读者提供背景信息，以便于更好地理解本公开的各方面。因此，应该理解这些陈述要鉴于此地阅读。
目前，诸如电缆调制解调器之类的调制解调器提供到订户家庭的因特网连接。这些调制解调器典型连接到诸如同轴电缆网络、光纤网络、混合光纤/同轴电缆网络或者无线网络之类的信息分配网络，并且与家庭之外的网络设备(例如，终端系统，诸如电缆调制解调器终端服务器(CMTS)之类)通信。在家庭之内，调制解调器可以连接到家用网络，诸如以太网网络、家用同轴电缆网络(例如，按照同轴电缆多媒体联盟-(MoCA)规范)、无线网络等之类，并且家庭之内的各种设备可以使用该网络以最终与家庭之外的网络设备通信。此外，调制解调器可以向家庭提供电话服务(例如，语音IP(VoIP)服务)。这样的多功能调制解调器通常称为网关或者网关设备。
家庭设备(例如，电缆调制解调器或者网关)和CMTS之间的电缆网络使用的通信协议称为电缆数据服务接口规范(DOCSIS)。目前可用的最新协议是DOCSIS版本3.1，并且在来自更早版本的其他改变之中，对于上游通信扩展可能的操作范围。DOCSIS的之前版本使用从5兆赫(MHz)到42MHz的上游频率带宽。该网络中的所有用户预订装备(CPE)设备经由机顶盒(STB)、电缆调制解调器、具有集成语音的电缆调制解调器、路由器或者Wi-Fi(网关)使用该频率范围内的上游信令。
然而，由于网络能力的扩展和上游通信的更高带宽需要，DOCSIS 3.1允许将上游频率范围从5-42MHz扩展到5-82MHz。未来的升级可以将该范围扩展更大。然而，不是所有的网络可以同时升级。作为结果，从42MHz到85MHz的扩展后的上游频率范围的新部分可以仍用于一些网络中的下游通信。为了满足这两个环境，服务提供商可以使用两个不同输入滤波器电路或者双工器部署两个不同产品，每个环境一个。可替代地，如果网络和服务提供商想要部署包括单个固定5-85MHz上游滤波器的设备，他们可以临时去除低于85MHz的频率的重叠下游通信信号。这些途径不是最优的。因此，存在这样的机制的需要，该机制允许诸如调制解调器或者网关设备之类的通信设备在两个网络通信配置中的任一个中，并且另外包括基于网络通信配置的某一确定来控制配置的能力。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供一种方法，包括：接收用以在频率范围的上游通信部分传送上游通信信号的多个信道的指示；基于该指示确定由多个信道使用的所有频率之中的最大频率值；以及基于确定出的最大频率调整滤波器电路中的滤波器响应，用以在通信设备中将上游通信信号与下游通信信号分离。
根据本公开的另一方面，提供一种装置，包括：网络接口，耦合到网络，该网络接口包括滤波器电路，滤波器电路将网络和装置之间在频率范围的上游通信部分通信的信号与网络和装置之间在频率范围的下游通信部分通信的信号分离，网络接口还接收用以在频率范围的上游通信部分传送上游通信信号的多个信道的指示；以及处理电路，耦合到网络接口，处理电路基于接收到的信号中的该指示确定由频率范围的上游通信部分的多个信道使用的所有频率之中的最大频率值并且基于确定出的最大频率调整滤波器电路的滤波器响应。
附图说明
当结合附图时，根据下面的详细描述，本公开的上面和其他方面、特征和优点将变得更明显，在附图中：
图1是根据本公开的实施例的网络通信系统的框图。
图2是根据本公开的实施例的网关系统的框图。
图3是根据本公开的实施例的示例性网关设备的框图。
图4是根据本公开的实施例的调整滤波器电路的滤波器响应的方法的流程图。
图5是根据本公开的实施例的滤波器电路的框图。
图6是根据本公开的实施例的控制通信设备中的滤波器电路的方法的流程图。
应该理解，(多个)附图用于图示本公开的概念的目的并且不一定是用于图示本公开的仅仅可能的配置。
具体实施方式
应该理解，图中示出的元件可以以各种形式的硬件、软件或者其组合实现。优选地，这些元件以可以包括处理器、存储器和输入/输出接口的一个或者多个适当编程的通用目的设备上的硬件和软件的组合实现。这里，短语“耦合”定义为意味着与一个或者多个中间部件直接连接或者间接连接。这样的中间部件可以包括基于硬件和软件二者的部件。
本描述图示本公开的原理。由此将认识到本领域技术人员将能够设想虽然没有在在此中明确描述或者示出但体现本公开的原理并且包括在其精神和范围内的各种布置。
在此列举的所有示例和条件性语言意图用于教育目的，以帮助读者理解本公开的原理和发明人为了促进技术贡献的构思，并且要被解释为对这样的特别列举的示例和条件没有限制。
此外，列举本公开的原理、方面和实施例的在此所有陈述以及其特定示例，意图包含其结构和功能等效物二者。另外，这样的等效物意图包括当前已知的等效物以及未来开发的等效物(即，无论结构，执行相同功能的任何开发的元件)二者。
由此，例如，本领域的技术人员将认识到，在此呈现的框图代表体现本公开的原理的图示性系统部件和/或电路的概念图。类似地，将认识到任何流程图、流程框图、转态转换图、伪代码等代表各种处理，各种处理可以基本上在计算机可读介质中表示并且因此由计算机或者处理器执行，无论这样的计算机或者处理器是否被明确示出。
图中示出的各种元件的功能可以通过使用专用硬件以及能够与适当软件相关联地执行软件的硬件提供。当由处理器提供时，功能可以由单个专用处理器、由单个共享处理器或者由多个单独处理器(其一些可以被共享)提供。此外，术语“处理器”、“模块”或者“控制器”的明确使用不应该被解释为排除地指代能够执行软件的硬件，而可以在没有限制的情况下隐含包括片上系统(SoC)、数字信号处理器(“DSP”)硬件、用于存储软件的只读存储器(“ROM”)、随机存取存储器(“RAM”)和非易失性贮存器。
也可以包括常规和/或定制的其他硬件。类似地，图中示出的任何开关仅是概念性的。它们的功能可以通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的交互或者甚至手动实施，可由实施者按照从上下文更特定理解选择具体技术。
在在此的实施例中，被表达或者描述为用于执行规定功能的部件的任何元件，意图包含执行该功能的任何形式，例如，a)执行该功能的电路元件的组合或者b)任何形式的软件，因此包括与用于执行该软件以执行功能的适当电路组合的固件、伪代码等。这样的权利要求定义的本公开实际上在于由各种列举的构件提供的功能被组合并且以权利要求要求的方式一起提供。由此，被视为可以提供那些功能的任何构件等效于在此所示的那些。
本公开针对控制信号通信设备中的滤波器电路的装置和方法。特别地，实施例描述简化在能够使用两个不同上游频率范围操作的电缆调制解调器或者网关设备中使用(诸如，在DOCSIS兼容电缆网络中使用)的上游滤波器的操作。典型DOCSIS网络可以使用传统5-42MHz上游频率或者可以使用新扩展的5-85Mhz范围(在DOCSIS 3.1中实现)，并且设备通常配置为支持一个范围或者另一个，但二者不在同一设备中。本实施例使用成本高效可切换双工器/三工器(triplexer)滤波器设计，其使得设备能够在网络在5-42MHz操作的情况下在该范围上操作，或者当需要时在不需要交换设备或者交换设备中的软件的情况下切换到5-85MHz。而且，实施例描述了控制机制，该控制机制包括用于信号通信设备的滤波器电路中的滤波器布置的切换的确定。作为结果，实现方式可以自动检测滤波器选项，以使用在与设备通信期间提供的标准消息选择和操作。控制机制寻找来自前端或者电缆调制解调器终端服务器(CMTS)的上游信道描述符(UCD)消息，以确定流控制的路径和网络配置(例如，5-42MHz或者5-85MHz)。依赖于接收到的UCD消息，设备可以识别要使用的频率范围并且切换到适当滤波器路径和滤波电路中的布置。
本实施例提供DOCSIS3.1网络兼容性呈现的上游频率范围问题的解决方案，其低成本，是可以容易地集成到任何DOCSIS网络兼容通信设备前端设计的模块化途径。另外，控制机制要求不受操作员或者技术员改变滤波器配置的干扰，其关于改变为不同滤波器操作模式对于用户和网络运营者是透明的，并且不要求附加服务提供商帮助(例如，“上门服务(truck rolls)”)以当网络运营者想要切换到不同滤波器选项时取代该设备。控制机制也利用一些标准DOCSIS消息(例如，UCD)用于确定和自动检测。
虽然实施例描述操作为DOCSIS网络中使用的网关设备的部分的本公开，但是其他实施例可以由本领域技术人员基于本公开的一个或者多个方面的教导容易地适配。例如，本公开可以包括在其他网络连接设备，包括但不限于接入点、电缆调制解调器和机顶盒。另外，利用一些修改，本公开的方面可以适配为利用不同频率范围(多于两个频率范围)并且在替代通信网络(包括但不限于卫星网络、无线或者地面网络以及光纤或者数字订户线路(DSL)网络)上操作。
转到图1，示出根据本公开的方面的网络通信系统100的典型布置的框图。根据示例性实施例，家庭网关101是高级电缆网关、电缆调制解调器、DSL调制解调器等，并且耦合到通过WAN接口到服务提供商110的广域网(WAN)链路125。WAN链路125可以是任何一个或者多个可能的通信链路，包括但不限于，同轴电缆、光纤电缆、电话线路或者通过无线电(例如，无线或者地面)链路。家庭网关101也经由局域网(LAN)接口耦合到家庭网络150，家庭网络150耦合一个或者多个用户预订装备(CPE)设备180A-N。家庭网络150优选包括无线链路但也可以包括有线链路，诸如同轴电缆或者以太网之类。CPE设备180A-N可以例如包括个人计算机、网络打印机、数字机顶盒和/或音频/视觉媒体服务器和播放器等。
服务提供商110在WAN链路125上通过家庭网关101和家庭网络150向CPE设备180A-N提供一个或者多个服务，诸如语音、数据、视频和/或各种高级服务。服务提供商110可以包括与因特网有关的服务和服务器结构，诸如动态主机配置协议(DHCP)服务器111和DNS服务器112之类，并且也可以包括其他服务器和服务(例如，视频点播、新闻、天气)。要认识到，这些服务器和服务可以以硬件和软件二者物理地和/或虚拟地共同协作或者广泛分发。考虑服务提供商110根据已知协议(例如，DOCSIS)以常规方式操作。在例示性电缆应用中，服务提供商110例如可以是电缆多服务运营商(MSO)。
家庭网络101充当用户的家庭外部的WAN链路125和位于用户的家庭中的家庭网络150之间的接口。家庭网关101将传输数据分组(诸如IP协议的分组之类)从WAN中使用的格式转换为家庭网络或者LAN中使用的格式。家庭网关101也路由数据分组，包括WAN和家庭网络上的一个或者多个设备之间的转换后的数据分组。家庭网关101可以包括接口，用于有线网络(例如，以太网或者同轴电缆多媒体联盟(MoCA))和无线网络二者。家庭网关101允许WAN和用户的家庭中使用的CPE设备180A-N(诸如，模拟电话、电视、计算机等)之间的数据、语音、视频和音频通信。
要认识到，在一些配置中，家庭网关101可以被分为以某一通信方式耦合在一起的两个独立设备。连接到系统的WAN部分的第一设备可以称为电缆调制解调器或者网络终端设备(NTD)。连接到系统的家庭LAN部分的第二设备可以称为家庭路由器、家庭服务器或者家庭网关。在功能上，并且如下面将描述，两个设备以与家庭网络101一致的方式操作。
图2示出根据本公开的方面的网关系统200。网关系统200以与图1中描述的网络通信系统100类似的方式操作。在网关系统200中，网络201耦合到网关202。网关202连接到有线电话203。网关202也连接到计算机205。此外，网关202使用一个或者多个天线206通过无线接口与设备204A-204C接口。网关202也可以使用一个或者多个天线206与计算机205接口。
具体地，网关系统200操作为电缆网络接口的部分并且动作以将分组数据电缆系统接口到一个或者多个家庭网络。网关系统200包括网关202，网关202提供操作为WAN的网络201和(多个)家庭网络之间的接口。网关系统200也包括能够当通过网关202连接时操作为家庭电话的有线模拟电话设备203。此外，网关202也动作以向多个无线设备204A、204B和204C提供射频(RF)接口。无线设备204A、204B和204C是手持设备，使用经由网关202上的一个或者多个天线206的无线分组传输以1.7GHz以上频率操作。在其他实施例中，可以使用具有无线接口的其他设备，包括但不限于路由器、平板电脑、机顶盒、电视和媒体播放器。
网关202中包括的无线接口也可以适应一个或者多个无线格式，包括Wi-Fi、电气和电子工程师标准协会IEEE 802.11或者其他类似无线通信协议。另外，要认识到，系统中的每个天线可以附加至独立收发器电路。如图2中所示，网关202包括两个天线。设备204A和计算机205也包括两个收发器电路和两个天线，而设备204B和设备204C包括仅一个传送接收电路和一个天线。在一些替换设计中，可能的是：多于一个天线可以与单个收发器电路一起被包括并且由单个收发器电路使用。
在操作中，网关202提供设备204A-C和被标识出并且经由网络201连接的因特网目的地之间的因特网协议(IP)服务(例如，数据、语音、视频和/或音频)。网关202也提供有线电话203和通过网络201路由的呼叫目的地之间的IP语音服务。网关202还提供经由有线连接(诸如图2中所示)或者经由通过一个或者多个天线和收发器电路的无线连接的到本地计算机205的连接。由此，计算机205的示例接口包括以太网和IEEE 802.11。如上所述，网关202可以物理地配置为两个部件，连接到网络201的电缆调制解调器或者NTD和连接到家庭中的所有其他设备的家庭网关。
网关202还包括用于通过网络201与头端或者CMTS接口的通信前端电路。在一些实施例中，网关202还包括用于通过同轴电缆使用MoCA协议在家庭网络或者LAN中通信的电路。通信前端电路包括双工滤波器或者三工滤波器，在包括MoCA的情况下，用于分离上游通信和下游通信信号(以及，如果存在，MoCA信号)。另外，下面将描述根据本公开的关于双工/三工滤波器的实现方式的细节。另外，在此描述的实施例主要在电缆系统中使用，并且更具体地，在使用DOCSIS 3.1协议的系统中使用。很可能，本实施例也将在电缆数据协议的未来发展中是有用的。同样地，本公开可以主要在利用数据调制解调器功能的网关中使用。然而，包括任何其他网络连接设备(例如，电缆调制解调器、接入点等)，包括数据调制解调器电路系统和功能或任何其他形式的两种通信功能的其他设备也包括本公开的方面。
转到图3，示出根据本公开的示例性网关设备300的框图。网关设备300可以与图2中描述的网关202或者图1中描述的家庭网关101对应。在网关设备300中，输入信号被提供到RF输入端301。RF输入端301连接到网络接口302。网络接口302连接到中央处理器单元(CPU)304，例如，处理器、控制器等。CPU 304连接到电话D/A接口306、收发器308、收发器309、以太网接口310，系统存储器312和用户控制314。收发器308还连接到天线320。收发器309还连接到天线321。要认识到，对于网关设备300的完整操作必要的几个部件和互连为了简洁没有被示出，因为没有示出的部件对于本领域技术人员是已知的。网关设备300可以能够操作为到电缆或者DSL通信网络的接口，并且还可以能够提供到通过有线和无线家庭网络连接的一个或者多个设备的接口。
诸如WAN上的电缆或者DSL信号之类的信号通过RF输入端301被接口到网络接口302。网络接口302包括电路系统或者一个或者多个电路，以对提供给WAN的信号执行RF调制和传输功能并且对从WAN接收到的信号执行调谐和解调制功能。RF调制和解调制功能与诸如电缆或者DSL系统之类的通信系统中常用的那些相同。注意在一些实施例中以下是重要的：网络接口302可以称为调谐器，即使调谐器也可以包括调制和传输电路系统和功能。
CPU 304接受调制后的电缆或者DSL信号，并且数字处理网关300中的接口，用于传递到网络接口302并且传送到WAN。
系统存储器312支持CPU 304中的处理和IP功能，并且也用作程序和数据信息的贮存器。来自CPU 304的处理后和/或存储的数字数据可用于传递到以太网接口310和从以太网接口310传递。以太网接口可以支持典型注册插孔(RJ)型RJ-45物理接口连接器或者其他标准接口连接器，并且允许到外部本地计算机的连接。来自CPU 304的处理后和/或存储的数字数据也可用于接口306中的数字到模拟转换。接口306允许到模拟电话手机的连接。典型地，该物理连接经由RJ-11标准接口提供，但可以使用其他接口标准。来自CPU 304的处理后和/或存储的数字数据附加地可用于与收发器308和收发器309交换。收发器308和收发器309可以同时支持多个操作和网络设备。CPU304也可操作为接收和处理经由用户控制接口314提供的用户输入信号，用户控制接口314可以包括显示器和/或用户输入设备，诸如手持远程控制和/或其他类型的用户输入设备。
如上所述，网关设备300可以配置为操作为NTD。在该情况下，CPU 304可以仅连接到以太网接口310和系统存储器312。电话D/A接口306、收发器308和/或收发器309可以不存在或者不使用。另外，NTD可以不包括直接用户接口，并且同样地，可以不包括用户控制314。附加地，NTD可以包括和支持多于一个以太网接口310，并且可以能够将每个以太网接口操作为(多个)内容服务提供商和附接到以太网接口的家庭网关之间的独立虚拟电路，由此允许每个内容消费者的独立LAN的建立。
网络接口302可以包括滤波器电路，其包括多个滤波器。滤波器电路可以包括一个或者多个低通滤波器和高通滤波器，用于滤波或者分离用于WAN中的上游和下游通信的频率范围(例如，作为DOCSIS协议的部分)以及用于家庭网络中MoCA通信的频率范围中的信号。网络接口302中的滤波电路包括低通和高通滤波器，其耦合在一起并且包括切换布置，以提供用于滤波器电路的重新配置，从而支持两个可能的上游网络配置中的至少一个。在一个实施例中，滤波器电路可以以支持第一网络配置的第一布置(其中，第一网络配置的上游通信发生在5-42MHz频率范围)以及支持第二网络配置的第二布置(其中，第二网络配置的上游通信发生在5-85MHz频率范围)配置。要认识到，上面描述的频率范围仅是示例性的并且本公开的滤波器电路可以适配用于在适应包括不同频率范围的其他现有和/或未来考虑的协议的很多不同上游通信频率范围之间切换。下面将关于图5描述滤波器电路的一个实施例。
此外，CPU 304与网络接口302接口，以确定或者自动检测由服务提供商110当前利用的网络配置。在CPU 304确定当前由服务提供商110利用的网络配置之后，CPU 304然后可以在用于网络接口302的滤波器电路的不同滤波器布置之间切换，以基于确定出的网络配置调整滤波电路的滤波响应。要认识到，网络配置可以由CPU 304通过接收正在上游频率通信范围中使用的上游信道的指示来确定，其中，在网络的下游通信部分上接收该指示。在一个实施例中，CPU 304通过在下游信道上收集由服务提供商110从CMTS(经由WAN链路125或者网络201)传送并且由网关300经由输入端301和网络接口302接收到的UCD(如下面将更详细描述)来确定当前由服务提供商110利用的网络配置。
要认识到，当网关300首先被通电并且初始化启动状态时，网关300将调谐到最后使用的下游信道以收集UCD。然而，如果不存在最后使用的信道，则网关300将调谐到每个可用信道，直到网关300找到正传送UCD的下游信道为止。要认识到，每个下游信道传送所有UCD。而且，将被传送的UCD的总数是每个UCD中包括的数据的部分。以该方式，当网关300可以通过调谐到单个下游信道接收所有UCD时，网关300可以通过UCD中的数据确定将被发送的UCD的量。
也要认识到，网络配置的确定在设备(例如，网关300)的“测距(ranging)”已经开始之前发生。测距是其中诸如网关300之类的网关或者调制解调器开始以网关的最低传送功率(例如，DOCSIS 2.0的参考一毫伏(dBmV)的8分贝和典型DOCSIS 3.0调制解调器的23dBmV)发送测距-请求(RNG-REQ)。如果网关300没有在200毫秒内从CMTS接收到测距-响应(RNG-RSP)，则网关300将其传送功率增加3dB并且重新传送RNG-REQ。在测距期间，网关300将继续增加其传送功率直至网关300接收到RNG-RSP为止。
要认识到，在适当时间执行通过切换设置网络接口302中的滤波器电路的滤波器布置的确定。如果执行通过切换设置滤波器布置的确定过快，则一些可能的UCD可以不包括在确定中，并且因此，错误的滤波器布置可能将由CPU 304选择。如果切换的确定完成过晚(例如，在测距期间)，则一些上游信道(例如，42和62MHz之间的频率范围中的那些)可能不适当操作。
转到图4，示出根据本公开的调整网络接口电路中或者通信设备的调谐器(诸如网关300中的网络接口302)中包括的滤波器电路的滤波器响应的方法400的流程图。首先，在步骤410，网关300在下游信道上接收信号(经由输入端301和网络接口302)，包括用于频率范围的上游通信部分的上游通信的多个信道的指示。在一个实施例中，接收到的指示是从CMTS向网关300发送的多个UCD(如下面将更详细描述)，然而，正使用的上游信道的其他指示在本公开的范围内是可想到的。接收到包括该指示的信号之后，在步骤420，CPU 304确定信号中由多个信道使用的频率的最大或最高值。在一个实施例中，频率的最高值基于信道的信道带宽和通信协议的符号率确定(如下面将更详细描述)。然后，在步骤430，CPU 304基于确定出的最高频率调整网络接口302的滤波器电路的滤波器响应。要认识到，下面将更详细描述滤波器电路。
在一个实施例中，滤波器响应由CPU 304通过在配置用于上游通信的第一频率范围(例如，大约5-42MHz)的第一滤波器布置和配置用于上游通信的第二频率范围(例如，大约5-85MHz)的第二滤波器布置之间切换来调整。以该方式，方法400可以与诸如网关300之类的通信设备一起使用，以适配两个或者更多不同的网络配置。例如，一个网络配置(例如，DOCSIS的之前版本)可以使用上游通信的第一频率范围，并且另一网络配置(DOCSIS 3.1)可以使用上游通信的第二频率范围，其中，第二频率范围扩展了第一频率范围。
转到图5，示出在DOCSIS网络中操作的网关设备中使用的示例性滤波器电路500的框图。滤波器电路500可以典型用作诸如图3中描述的网络接口302之类的网络接口电路的一部分。滤波器电路500也可以是耦合到下游通信的调谐器和去调制器以及上游通信的传送器的独立部件。虽然滤波器电路500描述为在DOCSIS网络中使用，但是在其他实施例中，电路500可以配置用于在利用具有不同上游频率范围的网络配置的其他网络中使用。
在滤波器电路500中，滤波器输入端501耦合到高通滤波器(HPF)505，其中，HPF505耦合到低通滤波器(LPF)510。要认识到，滤波器输入端501可以与输入端301相同。在一个实施例中，HPF 505和LPF 510的滤波器通带转角频率大约分别是1,125MHz和1,675MHz。LFP 510耦合到平衡器515的输入端，其中，平衡器515的其他输入端耦合到地。平衡器515的每个输出端耦合到诸如网关300(未示出)之类的设备中使用的MoCA电路系统。高通滤波器(HPF)505、低通滤波器(LPF)510和平衡器515提供滤波器输入端501和附加MoCA处理电路(例如，在网络接口302或者CPU 304中)之间的MoCA操作的滤波后的信号路径。
滤波器输入端501也耦合到LPF 520。LPF 520提供MoCA信号和DOCSIS信号之间的信号分离。在一个实施例中，LPF 520的滤波器通带转角频率是1,002MHz。LPF 520耦合到开关525，例如作为单刀双掷开关。开关525包括两个可切换输出端，输出端526和输出端527。输出端526耦合到下游(DS)HPF 530和上游(US)LPF 535。输出端527耦合到US LPF 540和DSHPF 545。US LPF535和US LPF540的输出端耦合到开关550的可切换输入端，其中，US LPF535耦合到输入端551并且US LPF 540耦合到输入端552。DS HPF530和DS HPF545的输出端耦合到开关555的可切换输入端，其中，DS HPF 530耦合到输入端556并且DS HPF 545耦合到输入端557。要认识到，开关550和555被示出为单刀双掷开关，然而，其他切换布置和/或设备在本公开的范围内是可想到的。开关555的输出端提供了网关300中的附加下游电路系统(例如，在网络接口302或者CPU 304中)的连接点，并且开关550的输出端提供网关300中的附加上游电路系统(例如，在网络接口302或者CPU 304中)的连接点。
开关525、550和555中的每个包括控制输入(未示出)，以提供对开关的操作切换控制。控制输入可以是提供给开关之一或者所有开关的一个或者多个信号，并且可以由主控制单元(例如，CPU 304)生成并且提供。例如，CPU 304可以向开关525提供一个或者多个信号，以经由输出端526将LPF 520耦合到DS HPF 540和US LPF 535，或者可替代地，经由输出端527将LPF 520耦合到US LPF 540和DS HPF 545。CPU 304还可以向开关550提供一个或者多个信号，以经由输入端551将US LPF 535耦合到网关300中的上游电路系统，或者可替代地，以经由输入端552将US LPF 540耦合到网关300中的上游电路系统。CPU 304还可以向开关555提供一个或者多个信号，以经由输入端556将DS HPS 530耦合到网关300中的下游电路系统，或者可替代地，以经由输入端557将DS HPF 545耦合到网关300中的下游电路系统。
DS HPF 530/US LPF 535(即，第一滤波器布置)和US LPF 540/DS HPF545(即，第二滤波器布置)的滤波器布置允许CPU 304切换到这样的滤波器布置，该滤波器布置在也假设在共用接口连接在一起的滤波器元件之间的最小互联的同时适应两个可能的上游通信频率范围之一。例如，在一个实施例中，DS HPF 530/US LPF 535和US LPF 540/DS HPF 545的滤波器布置被配置为，在使用上游通信的5-42MHz范围的更旧的DOCSIS协议(即，DOCSIS3.1之前的协议)当前正由服务提供商110在WAN上使用的情况下，允许CPU 304切换到DSHPF 530/US LPF 535滤波器布置。要认识到，在意图用于在使用DOCSIS协议的网络中使用的实施例中，US LPF 535和DS HPF 530的滤波器通带转角频率分别是42MHz和54MHz，而DSHPF 545和US LPF 540的滤波器带通转角频率分别是108MHz和85MHz。
再次参考图5，如果基于由CMTS经由WAN发送到网关300并且经由网络接口302提供给CPU的UCD，CPU 304确定上游通信正发生在5-42MHz频率范围，CPU 304可以向开关525提供信号，以经由开关525的输出端526将LPF 520耦合到DS HPF 530和US LPF 535。而且，CPU304可以向开关550提供信号，以经由开关550的输入端551将US LPF 535耦合到网关300中的上游电路系统，并且CPU 304可以向开关555提供信号，以经由开关555的输入端556将DSHPF 530耦合到网关300中的下游电路系统。由CPU 304向开关525、550和555发送的信号产生第一滤波器布置，其中，将信号提供给DS HP 530和UP LPF 535而不是US LPF 540和DSHPF 545(即，第二滤波器布置)。以该方式，将经由输入端501接收到并且在LPF 520中滤波的信号(即，1002MHz以下的信号)提供给DS HPF 530和US LPF 535。DS HPF 530将仅传递54MHz以上的信号，并且经由开关555的输入端556提供54MHz以上的信号给网关300中的下游电路系统。US LPF 535将经由开关550的输入端551仅传递42MHz以下的信号到网关300中的上游电路系统。
可替代地，如果基于由CMTS经由WAN发送到网关300并且经由网络接口302提供给CPU 304的UCD，CPU 304确定上游通信正发生在5-85MHz频率范围(即，DOCSIS 3.1协议正由服务提供商使用)，CPU 304可以向开关525提供信号，以经由开关525的输出端527将LPF520耦合到US LPF 520和DS HPF 545。而且，CPU 304可以向开关550提供信号，以经由开关550的输入端552将US LPF 540耦合到网关300中的上游电路系统，并且CPU 304可以向开关555提供信号，以经由开关555的输入端557将DS HPF 545耦合到网关300中的下游电路系统。由CPU 304向开关525、550和555发送的信号产生第二滤波器布置，其中，信号被提供给US LPF 540和DS HPF 545而不是DS HPF 530和US LPF 535(即，第一滤波器布置)。以该方式，经由输入端501接收到并且在LPF 520中滤波的信号(即，1002MHz以下的信号)被提供给DS HPF 530和US LPF 535。US LPF 540将经由开关550的输入端552仅传递85MHz以下的信号给网关300中的上游电路系统。DS HPF 545将经由开关555的输入端557仅传递108MHz以上的信号到网关300中的下游电路系统。
转到图6，示出根据本公开的图示用于控制通信设备，诸如网关300，中的滤波电路的方法600的流程图。处理600的步骤提供在网关300的下游通信的初始化期间基于接收和识别由CMTS经由WAN向网关300发送的UCD控制图5中的滤波电路500的一种实现方式。
首先，在步骤602，诸如网关300之类的通信设备被初始化并且启动阶段开始。当网关300被初始化时，网关300将调谐到最后使用的下游通信信道(或者，可替代地，在不存在最后使用的下游通信信道的情况下，由网关300找到的第一有效下游通信信道)。要认识到，如果在网关设备300已经正运行的同时，网络配置已经被改变，则网关300将被重新初始化并且将调谐到最后使用的下游通信信道(或者，在不存在最后使用的下游通信信道的情况下，由网关300所找到的第一有效下游通信信道)。如上所述，CMTS在WAN上向网关300传送多个UCD下游。CMTS以由CMTS选取的预定时间间隔传送每个UCD。例如，CMTS可以每隔两秒发送一个UCD。每个UCD与上游通信信道对应，并且包括关于与UCD相关联的上游通信信道的信息。CMTS将对于正使用的网络中包括的每个上游通信信道发送UCD。要认识到，在所有下游通信信道上传送所有UCD。
当网关300初始化602时，在步骤604，网关300的网络接口302就调谐到有效下游通信信道(如上描述)并且在调谐后的下游通信信道上接收由CMTS发送的UCD。要认识到，向CPU 304提供接收到的UCD。在步骤606，CPU 304确定是否已经基于UCD中的数据接收到所有UCD，其中，如上所述，每个UCD包括指示将被发送的UCD的总数量的数据。如果CPU 304在步骤606确定没有接收到所有UCD，则网关300在步骤604继续收集UCD。然而，如果CPU 304在步骤606确定接收到所有UCD，则CPU 304在步骤608确定与每个接收到的UCD相关联的上游信道的操作频率。
下面示出示例性UCD中呈现的信息的一部分：
DOCSIS标准UCD消息：
MMM类型：UCD
上游信道ID(HEX)＝01
配置改变计数＝3
最小时隙尺寸＝64
下游信道ID(HEX)＝0B
符号率＝1(160000符号/秒)
上游频率＝26750000Hz
如上面在示例性UCD信息中看到的，UCD包括与UCD相关联的上游信道的符号率和“上游频率”，其中，UCD信息中的“上游频率”代表上游信道的中心频率。在一个实施例中，当CPU 304接收与上游信道相关联的UCD时，CPU 304基于上游信道的中心频率和信道带宽确定与UCD相关联的上游信道的操作频率。符号率信息可以由CPU 304用于确定与UCD相关联的上游信道的操作的最大或者最高频率。例如，5,120兆符号每秒(Msp)占据6.4MHz信道带宽(超过上游带宽25％)。160Ksp占据200KHz信道带宽。通用公式是将对于与UCD相关联的上游信道在UCD中找到的符号率乘以1.25，以获得上游信道的占据信道带宽。一旦计算出上游信道带宽，与UCD相关联的上游信道的操作频率可以由CPU 304通过将占据信道带宽的一半添加到中心频率来计算。换言之，每个信道的操作频率由下面的公式确定：
操作频率＝(0.5)*(信道带宽)+(中心频率)
其中，信道带宽＝(1.25)*(符号率)
在步骤608，CPU 304可以使用每个接收到的UCD中包括的符号率和中心频率以上面描述的方式确定与每个接收到的UCD对应的上游信道的操作频率。然后，在步骤610，CPU304可以确定所有接收到的UCD的最高或者最大操作频率(即，步骤608中确定出的最高频率)。
在步骤612，CPU 304可以确定最高操作频率是否大于第一值，其中，在一个实施例中，第一值是42MHz。如果CPU 304在步骤612确定最高操作频率不大于第一值(例如，在一个实施例中，42MHz)，则CPU 304可以在步骤614调整网络接口302中的滤波电路(如图5中所示和上面描述)，以实现第一滤波器布置。如上面描述，当CPU 304向开关525、550和555提供信号，以耦合LPF 520到DS HPF 530和US LPF 535(经由开关525的输出端526)并且耦合DSHPF 530到网关300中的下游电路系统(经由开关的输入端556)和US LPF 535到网关300中的上游电路系统(经由开关550的输入端551)时，实现第一滤波器布置。以该方式，向网关300中的上游电路系统提供54MHz以上的信号，并且向与较旧的DOCISIS协议(即，DOCISIS3.1之前的协议)一致的网关300中的下游电路系统提供42MHz以下的信号。
可替代地，如果CPU 304在步骤612确定最高操作频率大于第一值(例如，在一个实施例中，42MHz)，则CPU 304可以在步骤616调整网络接口302中的滤波电路，以实现第二滤波器布置。如上面描述，当CPU 304向开关525、550和555提供信号，以耦合LPF 520到US LPF540和DS HPF 545(经由开关525的输出端527)并且耦合US LPF 540到网关300中的上游电路系统(经由开关的输入端552)并且DS HPF 545到网关300中的下游电路系统(经由开关555的输入端557)。以该方式，向网关300中的上游电路系统提供85MHz以下的信号，并且向与DOCISIS 3.1协议一致的网关300中的下游电路系统提供108MHz以上的信号。
在CPU 304调整调谐器302中的滤波电路以在步骤614实现第一滤波器布置或者在步骤616实现第二滤波器布置之后，CPU 304可以在步骤618发起测距阶段(上面描述)。要认识到，在步骤618中开始测距之前完成适当滤波器配置的分析和确定(步骤508-516)。
下面示出在诸如CPU 304之类的控制器中实现处理800的软件代码的一部分：
要认识到，在本公开的另一实施例中，附加测试条件可以与滤波器电路500和用以确定网络配置中正使用的适当的上游通信频率范围的方法600一起使用。要认识到，附加测试条件可以在步骤610和612之间实现，或者可替代地，与步骤612并行。当实现附加测试条件时，CPU 304以上侧的(非传统)上游带(即，42-85MHz频率范围)向CMTS传送消息(经由网络接口302)，以确定该频率范围中的上游信道是否由CMTS使用。在一个实施例中，该消息在上侧的带信道中传送。然后CPU 304等待从CMTS接收响应或者确认，以指示上游信道用于上游通信。未能从CMTS接收到用于确认由CPU304发送的消息的响应，这指示在该频率的上游信道虽然“可用”但不由CMTS使用。不能使用或者未对该频率的上游信道进行确认可能提供这样的指示：该频率范围中的频率实际操作为频率的下游部分的一部分，，并且如果上游传输在该信道上实施，则可能发生网络通信干扰。CPU 304配置为在没有接收到确认由CPU304发送的消息的响应的情况下，选择第一滤波器布置，以防止潜在干扰网络中的下游通信。而且，CPU 304配置为在接收到确认由CPU304发送的消息的响应的情况下，选择第二滤波器布置。
在一个实施例中，提供一种方法。该方法可以用于调整滤波器电路中的滤波器响应。该方法可以通过通信设备实现，包括：接收信号，该信号包括用以在频率范围的上游通信部分传送上游通信信号的多个信道的指示，基于该指示确定由多个信道使用的频率的最大频率值，并且基于确定出的最大频率调整滤波器电路中的滤波器响应以在通信设备中将上游通信信号与下游通信信号分离。
在另一实施例中，在通信设备的初始化期间，在频率范围的下游通信部分接收该指示。
在另一实施例中，确定包括基于该指示确定多个信道中的至少一个信道的中心频率和信道带宽。
在另一实施例中，该指示是多个上游信道描述符，每个上游信道描述符与多个信道中的一个信道对应，并且每个上游信道描述符包括识别与上游信道描述符相关联的信道的中心频率和信道的通信协议的符号率的数据。
在又一实施例中，基于对应信道的上游信道描述符的符号率确定多个信道的每个信道的信道带宽。
在另一实施例中，将符号率与上游多余带宽因子相乘来确定信道带宽。例如，上游多余带宽因子可以等于1.25。
在又一实施例中，向对应信道的确定出的信道带宽的一半添加每个信道的中心频率来确定多个信道的每个信道的操作频率。
在另一实施例中，确定多个信道的所有信道的最高操作频率来确定最大值。
在又一实施例中，该方法还包括，确定最大值是否大于第一值，其中，调整包括：在最大值不大于第一值的情况下切换到第一滤波器布置，并且在最大值大于第一值的情况下切换到第二滤波器布置。第一滤波器布置和第二滤波器操作为滤波不同频率范围，第一滤波器布置包括第一高通滤波器和第一低通滤波器并且第二滤波器布置包括第二高通滤波器和第二低通滤波器。
在另一实施例中，上游通信部分限于第一频率范围或者第二频率范围，并且第二频率范围包括第一频率范围并且具有比第一频率范围更高的频率上限，并且下游通信部分限于第三频率范围或者第四频率范围，第一低通滤波器仅传递第一频率范围的信号并且第一高通滤波器仅传递第三频率范围的信号，第二低通滤波器仅传递第二频率范围的信号，并且第二高通滤波器仅传递第四频率范围的信号。
在又一实施例中，提供的方法还包括：使用多个信道之一的频率传送信号，所述频率是比第一频率范围更高的第二频率范围的一部分的频率，确定是否在第一频率范围接收到的信号上接收到确认，如果确定没有接收到确认，则切换到第一滤波器布置，以及如果确定接收到确认，则切换到第二滤波器布置。
在一个实施例中，提供一种装置，耦合到网络的网络接口，该网络接口包括滤波器电路，滤波器电路将网络和装置之间在频率范围的上游通信部分通信的信号与网络和装置之间在频率范围的下游通信部分通信的信号分离，网络接口还接收在频率范围的下游通信部分的在网络上通信的信号，信号包括用以在频率范围的上游通信部分传送上游通信信号的多个信道的指示；以及处理电路，耦合到网络接口，处理电路基于接收到的信号中的指示确定由频率范围的上游通信部分中的多个信道使用的频率的最大值并且基于确定出的最大频率调整滤波器电路的滤波器响应。
在另一实施例中，在装置的初始化期间由网络接口在频率范围的下游通信部分中接收该指示。
在又一实施例中，处理器基于该指示确定多个信号中的至少一个信道的中心频率和信道带宽。
在另一实施例中，该指示是多个上游信道描述符，每个上游信道描述符与多个信道中的一个信道对应，并且每个上游信道描述符包括识别与上游信道描述符相关联的信道的中心频率和信道的通信协议的符号率的数据。
在又一实施例中，处理器基于对应信道的上游描述符的符号率确定多个信道的每个信道的信道带宽。
在另一实施例中，处理器通过将符号率与1.25相乘确定信道带宽。
在又一实施例中，处理器通过向对应信道的确定出的信道带宽的一半添加对应信道的中心频率来确定多个信道的每个信道的操作频率。
在另一实施例中，处理器通过确定多个信道的所有信道的最高操作频率来确定最大值。
在又一实施例中，提供的装置包括滤波器，滤波器具有包括第一高通滤波器和第一低通滤波器的第一滤波器布置和包括第二高通滤波器和第二低通滤波器的第二滤波器布置。处理器还确定最大值是否大于第一值，并且在最大值不大于第一值的情况下通过切换到第一滤波器布置，而在最大值大于第一值的情况下通过切换到第二滤波器布置来调整滤波器响应。
在另一实施例中，频率范围的上游通信部分限于第一频率范围或者第二频率范围，并且频率范围的下游通信部分限于第三频率范围或者第四频率范围，第二频率范围包括第一频率范围并且具有比第一频率范围更高的频率上限，第三频率范围在第一频率范围之上并且第四频率范围在第三频率范围之上，第一低通滤波器仅传递第一频率范围的信号并且第一高通滤波器仅传递第三频率范围的信号，第二低通滤波器仅传递第二频率范围的信号，并且第二高通滤波器仅传递第四频率范围的信号。
在又一实施例中，处理器使用多个信道之一的频率经由网络接口传送信号，所述频率是比第一频率范围更高的第二频率范围的一部分的频率，所述处理器确定是否接收到对在以第一频率范围中接收到的信号的确认，如果确定没有接收到确认，则切换到第一滤波器布置，以及如果确定接收到确认，则切换到第二滤波器布置。
要认识到，除了上面的描述中明确指示的，示出和描述的各种特征可相互交换，也就是，一个实施例中示出的特征可以被并入另一实施例中。
虽然在此已经详细示出和描述并入本公开的教导的实施例，但是本领域技术人员可以容易地设想出仍并入这些教导的很多其他变化实施例。已经描述了控制信号通信设备中的滤波器电路的方法和装置的优选实施例，注意本领域技术人员可以鉴于上面的教导做出修改和改变。因此要理解可以在所附权利要求概述的本公开的范围内的所公开的本公开的具体实施例中做出改变。

Claims (22)

1.一种方法，包括：
接收(410)用以在频率范围的上游通信部分传送上游通信信号的多个信道的指示；
基于该指示确定(420)由多个信道使用的所有频率之中的最大频率值；以及
基于确定出的最大频率值调整(430)滤波器电路中的滤波器响应，用以在通信设备中将上游通信信号与下游通信信号分离。
2.如权利要求1所述的方法，其中，在频率范围的下游通信部分中接收(604)该指示。
3.如权利要求1所述的方法，其中，确定(420)包括基于该指示确定多个信道中的至少一个信道的中心频率和信道带宽。
4.如权利要求3所述的方法，其中，该指示是多个上游信道描述符，每个上游信道描述符与多个信道中的一个信道对应，并且每个上游信道描述符包括识别与上游信道描述符相关联的信道的中心频率和信道的通信协议的符号率的数据。
5.如权利要求4所述的方法，其中，基于对应信道的上游信道描述符中的符号率确定多个信道的每个信道的信道带宽。
6.如权利要求5所述的方法，其中，将符号率与多余上传带宽因子相乘来确定信道带宽。
7.如权利要求5所述的方法，其中，向对应信道的确定出的信道带宽的一半添加每个信道的中心频率来确定多个信道的每个信道的操作频率。
8.如权利要求7所述的方法，其中，通过确定(610)多个信道的所有信道的最高操作频率来确定(420)最大值。
9.如权利要求1所述的方法，还包括，确定(612)最大值是否大于第一值，其中，调整包括：在最大值不大于第一值的情况下切换(614)到第一滤波器布置，并且在最大值大于第一值的情况下切换(616)到第二滤波器布置，第一滤波器布置包括第一高通滤波器和第一低通滤波器，并且第二滤波器布置包括第二高通滤波器和第二低通滤波器。
10.如权利要求9所述的方法，其中，上游通信部分限于第一频率范围或者第二频率范围，并且第二频率范围包括第一频率范围并且具有比第一频率范围更高的频率上限，下游通信部分限于第三频率范围或者第四频率范围，第一低通滤波器仅传递第一频率范围的信号并且第一高通滤波器仅传递第三频率范围的信号，第二低通滤波器仅传递第二频率范围的信号，第二高通滤波器仅传递第四频率范围的信号。
11.如权利要求10所述的方法，还包括：
使用多个信道之一的频率传送信号，所述频率是比第一频率范围更高的第二频率范围的一部分中的频率；
确定是否接收到对以第一频率范围接收到的信号的确认；
如果确定没有接收到确认，则切换到第一滤波器布置；以及
如果确定接收到确认，则切换到第二滤波器布置。
12.一种装置(300)，包括：
耦合到网络的网络接口(302)，网络接口(302)包括滤波器电路(500)，滤波器电路将该网络和该装置之间在频率范围的上游通信部分通信的信号与该网络和该装置之间在频率范围的下游通信部分通信的信号分离，网络接口(302)还接收用以在频率范围的上游通信部分传送上游通信信号的多个信道的指示；以及
处理电路(304)，耦合到网络接口(302)，处理电路(304)基于接收到的信号中的指示确定由频率范围的上游通信部分的多个信道使用的所有频率之中的最大频率值并且基于确定出的最大频率值调整滤波器电路(500)的滤波器响应。
13.如权利要求12所述的装置(300)，其中，通过网络接口(302)在频率范围的下游通信部分中接收该指示。
14.如权利要求12所述的装置(300)，其中，处理器(304)基于该指示确定多个信道中的至少一个信道的中心频率和信道带宽。
15.如权利要求14所述的装置(300)，其中，该指示是多个上游信道描述符，每个上游信道描述符与多个信道中的一个信道对应，并且每个上游信道描述符包括识别与上游信道描述符相关联的信道的中心频率和信道的通信协议的符号率的数据。
16.如权利要求15所述的装置(300)，其中，处理器(304)基于对应信道的上游信道描述符中的符号率确定多个信道的每个信道的信道带宽。
17.如权利要求16所述的装置(300)，其中，处理器(304)通过将符号率与多余上传带宽因子相乘来确定信道带宽。
18.如权利要求16所述的装置(300)，其中，处理器(304)通过向对应信道的确定出的信道带宽的一半添加对应信道的中心频率来确定多个信道的每个信道的操作频率。
19.如权利要求18所述的装置(300)，其中，处理器(304)通过确定多个信道的所有信道的最高操作频率来确定最大值。
20.如权利要求12所述的装置(300)，其中，滤波器(500)还包含第一滤波器布置和第二滤波器布置，第一滤波器布置包括第一高通滤波器(530)和第一低通滤波器(535)，第二滤波器布置包括第二高通滤波器(540)和第二低通滤波器(545)，其中，处理器(304)确定最大值是否大于第一值，并且在最大值不大于第一值的情况下通过切换到第一滤波器布置，而在最大值大于第一值的情况下通过切换到第二滤波器布置来调整滤波器响应。
21.如权利要求20所述的装置(300)，其中，频率范围的上游通信部分限于第一频率范围或者第二频率范围，并且频率范围的下游通信部分限于第三频率范围或者第四频率范围，第二频率范围包括第一频率范围并且具有比第一频率范围更高的频率上限，第三频率范围在第一频率范围之上并且第四频率范围在第三频率范围之上，第一低通滤波器(535)仅传递第一频率范围的信号并且第一高通滤波器(530)仅传递第三频率范围的信号，第二低通滤波器(540)仅传递第二频率范围的信号，并且第二高通滤波器(545)仅传递第四频率范围的信号。
22.如权利要求13所述的装置(300)，其中，处理器(304)：
使用多个信道之一的频率经由网络接口(302)传送信号，所述频率是比第一频率范围更高的第二频率范围的一部分中的频率；
确定是否接收到对以第一频率范围接收到的信号的确认；
如果确定没有接收到确认，则切换到第一滤波器布置；以及
如果确定接收到确认，则切换到第二滤波器布置。
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