CN1105468A - 传输率适应线路质量的系统和方法及该系统的调制解调器 - Google Patents

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Abstract

按照本系统，具有可能的传输率分别从4800比 特/秒至19200比特/秒和从4800、4900至14400 比特/秒的本地调制解调器(1)和远程调制解调器 (80)，通过使各自的传输率适应传输媒质(85)的质量 可使该两个调制解调器在它们的公用传输率4800、 9600至14400比特/秒下进行通信。
本系统可应用于数据传输中。

Description

本发明涉及一种用以连接若干具有各种公用传输率的调制解调器的传输系统，该系统具有使这些调制解调器的传输率适应线路质量的装置，该装置具有第一装置在通信准备阶段期间用以：
将与各调制解调器的传输率有关的信息在各调制解调器之间交换;
测定传输媒质的质量;
作为所述测定值的函数改变传输率。
本发明还涉及一种使传输率适当应线路质量的方法，并涉及实施例这种方法的调制解调器。
传输媒质在整个连接过程中总要受到暂时性的干扰（脉冲噪声，振幅跳动）或永久性干扰（白噪声），从而出现频率重新同步或误差率高的问题。重新同步会使数据传输中断若干秒钟。
于是就产生了使两个调制解调器（本地调制解调器和远程调制解调器）之间的传输率作为线路质量的函数和作为远程调制解调器传输率的函数相互适应的问题。1987年10月23日的日本专利申请62-266581（公布号为1-109935）介绍了这方面的问题。该专利申请说明了上述两个调制解调器是能彼此很好地相互适应的。
最近，有人提出能以7种不同传输率传输数据的调制解调器，例如，从4800比特/秒至19200比特/秒，按2400比特/秒进级。这样正确传输率的适应问题就成为更敏锐得多的问题。
本发明提出了一种系统，它能连接各种不同传输率的调制解调器，从而各调制解调器能够彼此适应它们的传输率。
因此，本说明书开端所述的那一种系统具有这样的特点：将本地调制解调器连接到远程调制解调器意味着处于同步阶段，在整个同步化程序之前，它包括第二装置，该第二装置用以：
确定最低交换传输率rate_min（exchange），从而使：rate_min（exchange）大于rate_min（local）和rate_min（remote）两者中较大的值，其中rate_min（local）和rate_min（remote）分别为本地和远程调制解调器的最低容许传输率;
确定最高交换传输率rate_max（exchange），从而使：rate_max（exchange）小于rate_max（local）和rate_max（remote）两者中的较小的值，其中rate_max（local）和rate_max（remote）分别为本地和远程调制解调器的最高容许传输率;
第三装置是在同步化阶段之后使用的，用以确定rate_trans，即传输媒质质量所确定的传输率。
从下面参照各附图（全都是以对本发明不起限制作用的举例画出的）所作的说明，可以更清楚地了解本发明的实施情况。附图中：
图1表示本发明的调制解调器;
图2是图1所示调制解调器的功能方框示意图;
图3表示本发明的由两个调制解调器彼此连接起来构成的系统的示意图。
图1中所示的调制解调器1将数字式终端5与电话式传输线路7互连起来。该调制解调器主要由微处理器单元10和11构成。单元10负责管理调制解调器，单元11用作信号处理器，它通常包括计算单元（ALU）12、随机存取存储器13和只读存储器14（存储实施本发明的指令）。第一接口电路15可将调制解调器连接到终端5。第二接口电路20一方面将来自电话线路7的信号变换成数字信号，另一方面将数字信号变换成模拟信号。欧洲专利申请EP0318105即介绍了这种电路。单元11履行各种功能，更具体地说，履行这种均衡功能。图2中示出了这些功能元件的这项功能。
来自线路7的有待在入口45加以滤波的信号X（t）是有效负荷信号S（t）与线路干扰P（t）的和。减法元件50将经滤波的信号Y（t）与基准信号R（t）加以比较。比较结果是误差信号E（t），该信号影响着均衡滤波器55。该滤波器的特点在于其脉冲响应H（t，c）与用C表示的一组系数有关。均衡系数的控制通过经误差极小化进行的梯度迭代算法实现。
该算法的方程如下：
CT (n+1)＝CT (n)-αE(nT)- (δy(nT))/(δCT (n))
C是滤波器系数，T是迭代步（iteration step）。α值很重要，它是均衡器的增益，确定了收敛持续时间和残余误差值。
按照本发明，该误差信号E（t）还用来测定传输媒质的质量。在下列情况下传输媒质的质量不好：
瞬时误差比大于阈值Sr1;
5秒以上的平均误差比大于阈值Sr2;或
5秒以上的平均误差比大于阈值Sr3。
在下列情况下，传输媒质的质量可以说是好的：
瞬时误差比小于阈值Sm1;
5秒以上的平均误差比小于阈值Sm2;或
5秒以上的平均误差比小于阈值Sm3。
这些阈值各都是一个恒定因子，由作为传输率和相应临界值的函数确定。
图3示出的一个系统带有两个调制解调器1和80为传输介质85所隔开。调制解调器1可视为本地调制解调器，调制解调器80可视为远程调制解调器。该远程和本地调制解调器的传输率可以不同，各级以2400比特/秒的变化率变化。举例说，本地调制解调器1容许4800比特/秒至19200比特/秒的传输率，远程调制解调器80则只容许9600比特/秒至14400比特/秒的传输率。因此考虑到传输媒质的质量时，传输率的变化仍然与各调制解调器相适应，这样做是合适的。
首先要确定下列各传输率：
rate_min（local）：
本地调制解调器容许的最低传输率;
rate_max（local）：
本地调制解调器容许的最高传输率。
这些值在组成上与本地调制解调器有关。
在这方面，有：
rate_min（remote）：
远程调制解调器容许的最低传输率;
rate_max（remote）：
远程调制解调器容许的最高传输率。
这些值在组成上与远程调制解调器有关。
rate_trans：某一给定时刻的实际传输率;
rate_opt：计算出来的最佳传输率，与线路在从远程调制解调器至本地调制解调器方向上的质量有关;
rate_min（exchange）：两调制解调器公用的最低传输率;
rate_max（exchange）：两调制解调器公用的最高传输率;
a.  在接线接通之前，各参量开始时设定如下：
rate_min（exchange）＝rate_min（remote）＝rate_min（local）;
rate_max（exchange）＝rate_max（remote）＝rate_max（local）。
b.  在接线（按CCITT标准通过以4800比特/秒传输的信号R1、R2）接通之后，本地调制解调器认出远程调制解调器的容限，远程调制解调器认出本地调制解调器的容限。
于是得出：
rate_min（exchange）＝max｛rate_min（local）;
rate_min（remote）｝
rate_max（exchange）＝min｛rate_max（local）;
rate_max（remote）｝
rate_trans＝4800比特/秒，这是在启动时按标准规定的传输率。
若rate_opt～rate_trans，则可以改变传输率。
若能满足下列条件，则可以降低传输率：
rate_opt＜rate_tans
rate_min（exchange）＜rate_trans.
若能满足下列条件，则可以提高传输率：
rate_opt＜rate_tans
rate_max（exchange）＞rate_trans.
最佳传输的计算不直接与调制解调器的传输能力有关。下列情况成立：若认为线路的质量差，则可按下式确定最佳传输率rate_opt：
rate_opt＝max｛rate_tran-传输率变化;rate_min（local）｝
若认为线路的质量好：
rate_opt＝min｛rate_tran+传输率变化;rate_min（local）｝
实际上传输率变化为2400比特/秒。
各调制解调器第一次同步化总是在rate_max（exchange）下进的。降低传输率时rate_max（exchange）取rate_trans的值。这样就阻止了传输率提高。在传输率增加的临界值已持续10分钟，且若rate_opt既不高于rate_min（remote）也不高于rate_max（local）的情况下，为避免上述阻止传输率提高的作用，rate_max（exchange）值变为;
rate_min（exchange）＝rate_opt。
为实现传输率的这种变化，重新起动同步顺序，并用所述信号R1和R2使该变化得以实现。
因此，由于本发明的方法，考虑采用其中一个调制解调器计算出来的最佳传输率，而且只有在远程调制解调器能接收时才将其应用到远程调制解调器上。这样做的好处在于，两个调制解调器的任一个都可以作出决定，从而解决了不对称连接的问题。
这就使程序具有高度的灵活性，同时又很可靠，因为各调制解调器由远程调制解调器通知可容许的传输率，且不会不合时宜地要求改变传输率。
应用实例（参看图3）
让我们再回忆一下，调制解调器1的传输率能力为19200比特/秒至4800比特/秒，调制解调器80为14400比特/秒至9600比特/秒。调制解调器1与调制解调器80之间的传输媒质在朝调制解调器80方向的质量是逐步下降的，然后在若干分钟之后，质量又再恢复。
传输率由此得出的变化结果如下：
调制解调器1
rate_max（local）＝19200比特/秒
rate_min（local）＝4800比特/秒
调制解调器80
rate_max（local）＝14400比特/秒
rate_min（local）＝9600比特/秒
开始同步
调制解调器1
rate_max（remote）＝14400比特/秒
rate_min（remote）＝9600比特/秒
rate_max（exchange）＝14400比特/秒
rate_min（exchange）＝9600比特/秒
rate_trans＝14400比特/秒
调制解调器80
rate_max（remote）＝19200比特/秒
rate_min（remote）＝4800比特/秒
rate_max（exchange）＝14400比特/秒
rate_min（exchange）＝9600比特/秒
rate_trans＝14400比特/秒
1：RATE_OPT＝16800比特/秒
80：RATE_OPT＝12000比特/秒
↓
由80进行的传输率降低
调制解调器1
rate_max（exchange）＝12000比特/秒
rate_min（exchange）＝9600比特/秒
rate_trans＝12000比特/秒
调制解调器80
rate_max（exchange）＝12000比特/秒
rate_min（exchange）＝9600比特/秒
rate_trans＝12000比特/秒
1：RATE_OPT＝14400比特/秒
80：RATE_OPT＝9600比特/秒
↓
传输率不变化
线路的质量再次好转
调制解调器1
rate_max（exchange）＝9600比特/秒
rate_min（exchange）＝9600比特/秒
rate_trans＝9600比特/秒
调制解调器80
rate_max（exchange）＝9600比特/秒
rate_min（exchange）＝9600比特/秒
rate_trans＝9600比特/秒
1：RATE_OPT＝12000比特/秒
80：RATE_OPT＝12000比特/秒
↓
对传输率RATE_OPT（＊）监控10分钟
↓
1：RATE_OPT＝12000比特/秒
80：RATE_OPT＝12000比特/秒
↓
由1提高传输率
调制解调器1
rate_max（exchange）＝12000比特/秒
rate_min（exchange）＝9600比特/秒
rate_trans＝12000比特/秒
调制解调器80
rate_max（exchange）＝12000比特/秒
rate_min（exchange）＝9600比特/秒
rate_trans＝12000比特/秒
1：RATE_OPT＝14400比特/秒
80：RATE_OPT＝14400比特/秒
↓
对传输率RATE_OPT（＊）监控10分钟
↓
1：RATE_OPT＝14400比特/秒
80：RATE_OPT＝14400比特/秒
↓
由1或80提高传输率
调制解调器1
rate_max（exchange）＝14400比特/秒
rate_min（exchange）＝9600比特/秒
rate_trans＝14400比特/秒
调制解调器80
rate_max（exchange）＝14400比特/秒
rate_min（exchange）＝9600比特/秒
rate_trans＝14400比特/秒
1：RATE_OPT＝16800比特/秒
80：RATE_OPT＝16800比特/秒
↓
传输率不变
应该指出的是，为避免在两毗邻传输率之间不断加权，确定各临界值降低和提高的阈值时使两阈值之间滞后0.1（即，大约3分贝）。
（＊在此期间，误差比令人满意，考虑提高传输率）。

Claims (9)

1、一种用以连接若干具有各种公用传输率的调制解调器的传输系统，该系统具有使这些调制解调器的传输率适应线路质量的装置，该装置具有第一装置用以在通信准备阶段期间：
将与各调制解调器的传输率有关的信息在各调制解调器之间交换；
测定传输媒质的质量；
作为所述测定值的函数改变传输率；
该系统的特征在于，将本地调制解调器连接到远程调制解调器意味着处于同步阶段，在整个同步化程序之前，它包括第二装置，该第二装置用以：
确定最低交换传输率rate_min(exchange)，从而使：rate_min(exchange)大于rate_min(local)和rate_min(remote)两者中较大的值，其中rate_min(local)和rate_min(remote)分别为本地和远程调制解调器的最低容许传输率；
确定最高交换传输率rate_max(exchange)，从而使：rate_max(exchange)小于rate_max(local)和rate_max(remote)两者中较小的值，其中rate_max(local)和rate_max(remote)分别为本地和远地调制解调器的最高容许传输率；
该第三装置是在同步化阶段之后使用的，用以确定rate_trans，即传输媒质质量所确定的传输率。
2、如权利要求1所述的系统，其调制解调器的某些调制解调器满足CCITT（国际电话电报谘询委员会）的V32标准的要求，其特征在于随这些调制解调器变化的信号是合乎所述标准的信号R1、R2。
3、如权利要求1或2所述的系统，其特征在于，线路质量是通过控制着回波消除器的误差信号测出的。
4、如权利要求1至3任一权利要求所述的系统，其特征在于，它有一个传输率变化装置，该装置因rate_opt值与rate_trans接近而处于良好状态，其中rate_opt是根据线路从远程调制解调器至本地调制解调器方向的传输质量测出的最佳传输率，rate_opt值等于rate_trans值加上或减去传输率的变化，其中传输率变化是调制解调器所容许的传输率的变化，传输率变化装置是为rate_opt低于rate_trans时供降低传输率、rate_opt高于rate_trans时供提高传输率而设的。
5、一种连接若干具有各种公用传输率的调制解调器和使传输率适应线路质量的方法，该方法包括在通信的准备阶段加以利用的各阶段：
在各调制解调器之间交换与各传输率有关的信息;
测定传输媒质的质量;
作为所述测定结果的函数改变传输率;
该方法意味着连接调制解调器与远程调制解调的同步阶段，其特征在于，在同步阶段之前确定下列各值：
最低交换传输率rate_min（exchange），从而使rate_min（exchange）是rate_min（local）值与rate_min（remote）值两者之中较大的一个，其中rate_min（local）和rate_max（remote）分别为本地和远程调制解调器的最低容许传输率;
最高交换传输率rate_max（exchange），从而使rate_max（exchange）是rate_max（local）和rate_max（remote）值两者中较小的值，其中rate_max（local）和rate_max（remote）分别为本地和远地调制解调器的最高容许传输率;
且在同步化阶段之后，rate_trans系确定得从而使传输率由传输媒质的质量确定。
6、如权利要求5所述的方法，其中各调制解调器满足CCITT V32标准的要求，其特征在于，所交换的信息号是所述标准的信号R1、R2。
7、如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，质量的测定是对控制着回波消除器的误差信号进行的。
8、如4至7任一权利要求所述的方法，其特征在于，传输率的变化是因rate_opt值与rate_trans接近而能正常地进行，其中rate_opt是根据线路从远程调制解调器至本地调制解调器方向的传输质量测出的最佳传输率，rate_opt值等于rate_trans值加上或减去传输率的变化，其中传输率变化是调制解调器所容许的传输率变化，传输率变化装置为rate_pot低于rate_trans时供降低传输率、rate_opt高于rate_ttrans时供提高传输率而设的。
9、一种调制解调器，有一个通信准备阶段期间使用的第一装置，用来：
在该调制解调器与远程调制调器之间交换与它们的传输率有关的信息;
测定传输媒质的质量;
作为所述测定结果的函数改变传输率，其特征在于，将本地调制解调器连接到远程调制解调器意味着处于同步阶段时，在整个同步化程序之前，包括第二装置，该第二装置用以：
确定最低交换传输率rate_min（exchange），从而使：rate_min（exchange）大于rate_min（local）和rate_min（remote）两者中较大的值，其中rate_min（local）和rate_min（remote）分别为本地和远程调制解调器的最低容许传输率;
确定最高交换传输率rate_max（exchange），从而使：rate_max（exchange）小于rate_max（local）和rate_max（remote）两者中较小的值，其中rate_max（local）和rate_max（remote）分别为本地和远程调制解调器的最高容许传输率;该第三装置是在同步化阶段之后使用的，用以确定rate_trans，即传输媒质质量所确定的传输率。
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