CN1199523A

CN1199523A - 时分多路复用/多路分解方法

Info

Publication number: CN1199523A
Application number: CN96197516A
Authority: CN
Inventors: A·D·贝赖
Original assignee: GPT Ltd
Current assignee: GPT Ltd
Priority date: 1995-08-23
Filing date: 1996-08-15
Publication date: 1998-11-18
Also published as: GB2304502A; UA44329C2; AU6748996A; EP0846381A1; NO980733D0; GB9517198D0; US6198755B1; GB2304502B; JPH11511604A; AU716212B2; WO1997008858A1; NO980733L

Abstract

多路复用/多路分解方法包括,在多路复用期间,自多个信息数据信号的每个信号的一个时隙取一个比特位组成信息数据序列。信息数据序列与固定的二进制码相结合,并在多路分解期间,该组合信号按固定的比特长度块被分解以获取信息数据。这样地选取代码:以使对于每个已有的信息数据序列,使组合的数据信号拥有一组唯一值而不考虑该组合信号在块中的起点。这样,在多路分解期间,就无需包含任何对准处理。

Description

时分多路复用/多路分解方法

本发明涉及一种多路复用/多路分解方法，它特别适用于在单一较高速率二进制数字信号范围内传输多个二进制数字信号，而在接收端，为把组合信号还原为原始成份并把它们传输到正确的终点，它无需对准处理。

已知的一些多路复用/多路分解方法，使用通常称为“对准”的处理以唯一地分辨出被组合信号中的原始成份。例如一些多路复用方法使用较低速率信号的比特交错或字节交错并在被发送的信号中加进一些附加比特位，例如帧对准字，奇偶编码或者卡特(carter)编码。另一些方法则使用以并行输入串行输出的块编码方法。

在要进行多路分解的接收端，被接收的信号必须被去交错或者译码，而且必须知道每帧或每码块的起点和终点。这通常被称做“对准”，它是一种包括以串行或并行的方式进行搜索的方法，用于通过对校正的虚假连续对准位置数计数以辅助停止或起始搜索程序，或者另外从由多路复用法附加于帧或块的某些性质来推断每帧或每块的起点和终点校正对准。已知的实例是在ITU建议书G.741和G.751中规定的帧结构。

另一个已知的方法使用了比特或字节交错，它不必要求发送速率大于被同时多路复用的诸信号各自速率之和，但它依赖于至少一个拥有已知的、区别于其他比特序列(例如帧字)的特性的独立信号，因而它可被识别出来。该方法可被看做是前述方法的一个特例，在那个方法中，附加的比特位在多路复用前被合并进独立的信号之一。在多路分解时，它仍然需要对准处理。

本发明在一方面提供一种多路复用/多路分解方法，它包括在多路复用期间，从多个信息数据信号的每个信号的一个时隙提取至少一个比特位组成一个信息数据序列，把信息数据序列与固定的二进制码结合形成联合数据组，顺序地发送作为一个信号的联合数据组，而在多路分解期间，按等同于联合数据组的长度的长度块分解联合数据信号得出信息数据，这样地选取代码：以使对于每个已有的信息数据序列，任何块拥有一组唯一值中的一个值而不管在联合数据信号中块的起点如何。

通过使用本方法，在多路分解期间无需引用任何对准处理。

本方法能使两个或多个通常的同步的二进制数字信号由一个单一的较高速率二进制数字信号传输，后者的速率是任何一个独立信号标称速率的整数倍。本方法也可被使用于在具有不同速率，例如，某些较低速率的整倍数信号的各种独立信号的情况，而多路复用信号速率是所有各独立信号速率的最大公因子(HCF)或所谓的最大公约数(GCD)的整倍数。在此情况下，在任何时隙期间，不同数目的比特可取自每个独立信号。类似地，较高速率信号可以仅是一个使用相同的或不同的多路复用方法传输的作为原较高速率信号一部分的辅助信号。此处所谓的“时隙”是指一个时间片，在其间，整数数目比特位，优选地是最低数目，可从每个信号中取出进行组合。

为更好地理解本发明，现将参照附图描述其实施例，其中，

图1根据本发明示出可用于实施本发明的方法的一种多路复用发送机和多路分解接收机。

现将参照图1叙述一实例，图中两个独立信号X和Y各自的速率为64kbit/s，由一速率为1,024kbit/s的较高速率信号传输。多路复用机或发送机Tx含入端1，2以接受各自的信息流或有效数据X，Y。每一入端1，2连到相应的触发电路3，由此把两个信号速率锁定在64kbit/s送至并行输入串行输出移位寄存器4。余下的数字信号由固定码A，B组成，根据下述规则选择其值。于是经多路复用的串行数据在移位寄存器4的输出端被以1024kbit/s的速率读出。

在独立信号速率的一个时隙中，要传输两个信息比特位，即分别来自入端X和Y的一个比特位。在此时间间隔中有16比特被以较高速率发送。较高速率信号以ABXY的四个块5的形式被发送。

在接收机Rx端，为把输入的串行数据装载到串行移位寄存器11，时钟提取电路10提取出1024KHz时钟信号。并行负载12以64KHz速率被按时钟读出输入到块译码器14之前，先被按时钟读出输入到缓冲器13。包含4个连续数据比特的块5在译码器14中被译码而有效的或载有信息的信号X，Y经触发电路16在各自的输出线15上被按时钟读出。正如稍后将叙述的，译码处理不需要对准而能提取正确的X和Y值—即由于固定比特码AB，要被译码的四个相连数据比特中的第一个比特是哪一个并没有关系。在这种情况下，有两种AB组合满足要求，即01或10。在译码器14中选取的四种相连比特将是这样四种可能之一：ABXY，BXYA，XYAB或YABX。在最后一种情况下，该X和Y比特可以来自原始信号的不同时隙，如果该组合是跨经16比特组的边界被选择的话，但这种组合相对其他组合而言，在一个信号中仅加上一个比特位滞后。为说明译码是唯一的，下面列出所有可能的组合，且作为辅助，给出每个数据块的十进制值；假设X＝0 0 1 1 (二进制)且 Y＝0 1 0 1 (二进制)且设A＝0，B＝1，于是被发送的模式将是如下四种块：

0100＝4 0101＝5 0110＝6 0111＝7

而在接收端被选的4比特各块将是

0100＝4 0101＝5 0110＝6 0111＝7

或 1000＝8 1010＝10 1100＝12 1110＝14

或 0001＝1 0101＝5 1001＝9 1101＝13

或 0010＝2 1010＝10 0011＝3 1011＝11

由此可见，对于每个已有的信息序列，数据块具有唯一的数值组而与块中数据的起点无关。

有两个未用到的块，即值为0和15的块，它们可能在接收的信号中有差错时出现，而且优选地被分别译码为X，Y＝0，0和1，1。译码表为：

接收的块值 X Y

0，1，2，4，8 0 0

5，10 0 1

3，6，9，12 1 0

7，11，13，14，15 1 1

类似地，如设A＝1，B＝0，于是被发送的模式将是以下四种块：

1000＝8 1001＝9 1010＝10 1011＝11

而在接收端被选的4比特各块将是

1000＝8 1001＝9 1010＝10 1011＝11

或 0001＝1 0011＝3 0101＝5 0111＝7

或 0010＝2 0110＝6 1010＝10 1110＝14

或0100＝4 1100＝12 0101＝5 1101＝13

这与上述情况非常类似；译码表为：

接收的块值 X Y

0，1，2，4，8 0 0

3，6，9，12 0 1

5，10 1 0

7，11，13，14，15 1 1

除了获取希望的较高速率信号之外，无必要重复各数据码块。作为第二个实例，两个64kbit/s的信号用同样这些块和同样的译码规则被一个以256kbit/s的较高速率信号传输。

总之，取自两个或者多个独立的数字二进制信号的每个时隙的一个比特与适当数目的固定比特位联合，而且N比特组以较高速率被串行送出。如果需要，该组可被重复整数次数以适应较高的速率。这样地选取固定比特的二进制值：以使以较高速率接收的任何连续的N比特组可被唯一地译码以找出组成的较低速率诸信号的比特值。必须要被译码的N比特组的起点和终点无须跟原始组的起终点相一致。如果N比特组已被重复，以便构成包含原始信号的总数为K个组，则从接收的每K个组中仅对一个N比特组译码就足够了。如果较低速率诸信号彼此的相位不同并且如果所述组至少被重复一次，那么，每个N比特组可包含各较低速率信道的最近(recent)比特位，但在此情况下，如果仅对K个组之一译码，则输出的较低速率信号彼此将有相同的相位。这就是说各信号将把不同的相对滞后引入到它们的发送路径。另一方面，如果对每个组译码，则较低速率信号的输出相位将在由K个组各时隙引入的量化步幅中被保留下来。

如果较低速率信号不跟较高速率信号的约量严格同步，那么，本方法将引入由上述K组(Ksets)每个时隙量化的比特位滑移或者抖动步幅。

以下将列举更多的实例，将会看到为适应特殊情况，如同可增加固定比特码长度，也可增加信道数量。

例3.两个同为64kbit/s速率的独立信号被一速率为320kbit/s的较高速率信号传输。在独立信号速率的一个时隙中，传输两个信息比特X和Y，而5个比特以较高速率发送。高速信号是以ABCXY连续块被发送的，其中A、B和C为固定比特位且这样地选取它们：以使它们能被多路分解而无需对准处理。在此情况下，A、B和C有4种可能的组合可满足要求，即001、011、100和110。

在接收端，选取5个连续比特的任何一个就够了，将其译码如下所示。所选的5位比特将是这样5种可能之一：ABCXY，BCXYA，CXYAB，XYABC，YABCX。在最后一种情况下，X和Y比特取自原始信号的不同时隙，但这种组合相对其他组合而言，在一个信号中仅加上一个比特位滞后。各种可能的组合表示如下；[作为辅助，给出各块的十进制值]：

假设 X＝ 0 0 1 1 (二进制)

及 Y＝ 0 1 0 1 (二进制)并设A＝0，B＝0及C＝1，于是，被发送的模式是以下各块：

00100＝4 00101＝5 00110＝6 00111＝7

而在接收端被选的5位比特块为

00100＝4 00101＝5 00110＝6 00111＝7

或 01000＝8 01010＝10 01100＝12 01110＝14

或 10000＝16 10100＝20 11000＝24 11100＝28

或 00001＝1 01001＝9 10001＝17 11001＝25

或 00010＝2 10010＝18 00011＝3 10011＝19

由此可见，完成各块译码是唯一的；有十二个未用的块，即其值为0，11，13，15，21，22，23，26，27，29，30和31的块，它们可能在接收的信号中有差错时出现，而且优选地对这些块译码得出最小差错积，如下所示。译码表于是为：

接收的块值

(无差错) (有差错) X Y

1，2，4，8，16 0 0 0

5，9，10，18，20 11，13，21，22.26 0 1

3，6，12，17，24 1 0

7，14，19，25，28 15，23，27，29，30，31 1 1[对于ABC＝011，100或110的情况，可做出类似的译码表]。

例4.三个速率同为64kit/秒的独立信号被一个速率为384kbit/s的较高速率信号传输。在独立信号速率的一个时隙中，有3个信息比特X，Y和Z被传输；有6个比特以较高速率被发送。高速信号是以ABCXYZ连续块被发送的，其中A，B和C是固定比特，这样地选取它们：以使它们能被多路分解而无需执行对准。在本例中，有四种A，B和C的可能组合满足要求，即001，011，100和110。

在接收端，选取任何六个连续比特之一并把它译码就够了，如下所示。所选6比特为以下六种可能之一：ABCXYZ，BCXYZA，CXYZAB，XYZABC，YZABCX，ZABCXY。在最后两种情况中，X或Z比特可取自原始信号的不同时隙，但这相对其他信号而言在一个或两个信号中仅加上一个比特滞后。以下列出所有可能的组合；[作为辅助给出各块的十进值]：

设X＝0 0 0 0 1 1 1 1

且Y＝0 0 1 1 0 0 1 1

及Z＝0 1 0 1 0 1 0 1且设A＝0，B＝0，和C＝1，于是发送模式为以下各块：

001000 001001 001010 001011 001100 001101 001110 001111

＝8 ＝9 ＝10 ＝11 ＝12 ＝13 ＝14 ＝15而在接收端所选的6比特各块为：

001000 001001 001010 001011 001100 001101 001110 001111

＝8 ＝9 ＝10 ＝11 ＝12 ＝13 ＝14 ＝15或 010000 010010 010100 010110 011000 011010 011100 011110

＝16 ＝18 ＝20 ＝22 ＝24 ＝26 ＝28 ＝30或 100000 100100 101000 101100 110000 110100 111000 111100

＝32 ＝36 ＝40 ＝44 ＝48 ＝52 ＝56 ＝60或 000001 001001 010001 011001 100001 101001 110001 111001

＝1 ＝9 ＝17 ＝25 ＝33 ＝41 ＝49 ＝57或 000010 010010 100010 110010 000011 010011 100011 110011

＝2 ＝18 ＝34 ＝50 ＝3 ＝19 ＝35 ＝51或 000100 100100 000101 100101 000110 100110 000111 100111

＝4 ＝36 ＝5 ＝37 ＝6 ＝38 ＝7 ＝39

由此可见，完成块译码是唯一的；仅有的重复出现在值为9，18和36的诸块，这些块的所有各块均被正确地译码为XYZ＝001。有19个未用到的块，即值为0，21，23，27，29，31，42，43，45，46，47，53，54，55，58，59，61，62和63的各块，它们可能在接收信号有差错时出现，并且优选地将它们译码得出最小差错积，如下所示。译码表于是为：

接收的块值

(无差错) (有差错) X Y Z

1，2，4，8，16，32 0 0 0 0

9，18，36 0 0 1

5，10，17，20，34，40 21，42 0 1 0

11，22，25，37，44，50 27，45，54[见注1] 0 1 1

3，6，12，24，33，48 1 0 0

13，19，26，38，41 52 23，29，43，46，53，58[2] 1 0 1

7，14，28，35，49，56 1 1 0

15，30，39，51，57，60 31，47，55，59，61，62，63 1 1 1注1.为取得最小差错积，这三个块值中的任何一个可被译码为XYZ＝101而不是011。注2.为取得最小差错积，这六个块值中的任何一个可被译码为XYZ＝011或者110而不是101。[对于ABC＝011，100或者110的情况，可生成类似的译码表]。

例5.四个同为64kbit/s的独立信号被一速率为512kbit/s的较高速率信号传输。在独立信号速率的一个时隙中，传输了4个信息比特即W，X，Y和Z；8个比特以较高速率被发送。高速率信号是以连续块ABCDWXYZ被发送的，其中A，B，C和D是固定比特，这样地选取它们：以使它们能被多路分解而无需执行对准。本例中A，B，C和D有六种可能的组合可满足要求，即0001，0011，0111，1000，1100和1110。

在接收端所选的8比特将是以下8种可能性中的任意一个：ABCDWXYZ，BCDWXYZA，CDWXYZAB，DWXYZABC，WXYZABCD，XYZABCDW，YZABCDWX，ZABCDWXY。在最后三种情况中，一些W，X，Y或Z比特可取自原始信号的不同时隙，但这相对其他信号而言在一些信号中仅加上一比特位滞后。为说明译码是唯一的，在下面的例6后面，列出了当ABCD＝0001时所有可能的组合。[为了避免等价的二进制表示的冗长的长度仅给出各块的十进制值]。

例6.四个同为64kbit/s的独立信号被一速率为1024kbit/s的较高速率信号传输。在独立信号速率的一个时隙中，传输了4个信息比特，即W，X，Y和Z；16个比特以较高速率被发送。高速率信号是以两个连续块ABCDWXYZ被发送的，其中A，B，C和D是固定比特，这样地选取它们：以使它们能被多路分解而无需执行对准。本例中A，B，C和D再次有六种可能的组合可满足要求，即0001，0011，0111，1000，1100和1110。

在接收端，从16个比特中选取任意8个连续比特并对它们进行译码是足够的，如下面所示。所选的8个比特将是以下8种可能性中的任意一个：ABCDWXYZ，BCDWXYZA，CDWXYZAB，DWXYZABC，WXYZABCD，XYZABCDW，YZABCDWX，ZABCDWXY。在最后三种情况中，一些W，X，Y或Z比特可取自原始信号的不同时隙，如果这种选择是跨越16比特的原来的各组中的一组的边界所作出的话，但这相对于其它信号而言在一些信号中仅加上一比特位滞后。为说明译码是唯一的，列出了当ABCD＝0001时的所有可能的组合；[仅给出各块的十进制值；][这些适用于例5和例6]：如果 W＝0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 (二进制)及 X＝0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 (二进制)及 Y＝0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 (二进制)及 Z＝0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 (二进制)而如果A，B，C，D＝0，0，0，1时，被发送的模式是其值为以下十进值的各块：16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

在接收端所选的8比特各块具有以下值：

16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31

32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62或 64 68 72 76 80 84 88 92 96 100 104 108 112 116 120 124或 128 136 144 152 160 168 176 184 192 200 208 216 224 232 240 248或 1 17 33 49 65 81 97 113 129 145 161 177 193 209 225 241或 2 34 66 98 130 162 194 226 3 35 67 99 131 163 195 227或 4 68 132 196 5 69 133 197 6 70 134 198 7 71 135 199或 8 136 9 137 10 138 11 139 12 140 13 141 14 142 15 143

由此可见，完成块译码是唯一的；出现的唯一重复为值为17，34，68和136的各块，这些块的所有各块均被正确译码为WXYZ＝0001。有132个未用到的块，它们可能在接收信号有差错时出现并且也建议应对它们译码以给出最小差错积。无差错块的译码表于是为：

接收块值 W X Y Z

(无差错)1，2，4，8，16，32，64，128 0 0 0 017，34，68，136 0 0 0 19，18，33，36，66，72，132，144 0 0 1 019，38，49，76，98，137，152，196 0 0 1 15，10，20，40，65，80，130，160 0 1 0 021，42，69，81，84，138，162，168 0 1 0 111，22，44，88，97，133，176，194 0 1 1 023，46，92，113，139，184，197，226 0 1 1 1

3，6，12，24，48，96，129，192 1 0 0 0

25，35，50，70，100，140，145，200 1 0 0 1

13，26，52，67，104，134，161，208 1 0 1 0

27，54，99，108，141，177，198，216 1 0 1 1

7，14，28，56，112，131，193，224 1 1 0 0

29，58，71，116，142，163，209，232 1 1 0 1

15，18，30，60，120，135，195，225，240 1 1 1 0

31，62，124，143，199，227，241，248 1 1 1 1[对于ABCD＝0011，0111，1000，1100或1110，可生成类似的译码表]。

尽管后边举例异常复杂，但仍然可见，对每个已有的有效数据序列，可以选出固定比特码，它使得组合信号具有一组唯一值，而不管被译码的数据块的起点。

Claims

1.多路复用/多路分解方法，包括在多路复用时，从多个信息数据信号的每个信号的一个时隙中取至少一比特位组成一个信息数据序列，使信息数据序列与固定二进制码相结合生成联合数据组，顺序地发送作为一个信号的各联合数据组，在多路分解期间，按等于联合数据组长度的长度块分解联合数据信号以获取信息数据，这样地选取代码：以使得对每个已有的信息数据序列，任何块具有一组唯一值中的一个值而不管在联合数据信号中块的起点。

2.根据权利要求1的多路复用/多路分解方法，其特征在于，其中，从多个信息数据信号的每个信号的一个时隙中仅提取一个比特。

3.根据权利要求1的多路复用/多路分解方法，其特征在于，其中两个信息数据信号具有不同的速率及其中在一个时隙期间，从该两个信号中提取不同数目的比特构成信息数据序列。

4.根据权利要求1至3任一项的多路复用/多路分解方法，其特征在于，其中联合数据组必要时可被多次重复以得到所希望的用于发送的多路复用速率。

5.多路复用/多路分解方法基本上是如参照附图与实例所描述的。