CN1382325A - 点对点陆地线路的动态自适应调制协商 - Google Patents

Abstract

在线路(50)上发送信号的发送设备以及包括向线路上发送的信号里插入纠错信息的前置纠错编码单元(44)的方法。调制单元(46)不确定地调制编码信号并将具有对应积分幅度调制索引的调制信号输出给接收设备。控制单元(34,40)根据整个线路的具体情况不确定地控制插入的前置纠错信息和基于线路质量信息的积分幅度调制索引,以便在降低的环境降级期间增加吞吐量。

Description

点对点陆地线路的动态自适应调制协商

本发明的背景

本发明的领域

本发明和无线调制解调器有关，更确切地说，本发明涉及到的无线调制解调器改善了调制解调器之间在线路减少了环境变化期间的线路特性，以及相应的方法。

相关技术描述

尽管在载波信号从无线传输器到无线接收器之间传输时必须考虑到几种线路依赖性，通道容量主要取决于信号噪音率，或SNR。典型地，当SNR下降，通道容量下降，就引起传输器和接收器之间形成的线路退化，破坏了相应的载波信号的传输率。另外，随着SNR上升，通道容量上升，导致载波信号传输率的提高。

同时，有许多因素可以导致SNR下降，环境变化，诸如雨水、降雪、雾以及其它长久性的认为干扰源似乎是导致SNR下降的主要因素。例如，单个雨滴从无线电波中吸收或分散能量，一定程度的能量在电波中从传播路径上消失掉。载波信号的雨水退化和极化尤其发生在集中降雨期间，这些都引起SNR的退化。

载波信号和降雨之间的这些相互影响的所带来的效果级别取决于载波信号遇到的雨水数量，以及雨滴大小和形状的分布，这两种情况依赖于降雨比率。无线调制解调器工作在毫米波频率的时候，载波的波长和雨滴的大小接近，或以几毫米的顺序存在，雨滴的大小在中到大雨期间使信号退化。当无线宽带线路是陆地线路时，整个线路可能被雨水覆盖，这取决于暴雨的大小，因此整个线路实质上出现了退化。

因此，当实现无线调制解调器宽带线路时为了保证线路上数据成功传输，选择在一年中雨水最集中的时间进行工程实施是非常重要的。因为最集中的降雨通常发生在一年里不足百分之一的时间，所以载波的额外容量在该年里的百分之九十九的时间都存在但是不能被全部使用。

图1是SNR和全年降雨之间的关系的图形化表示。信号的环境退化发生了，例如，一月份的集中降雪是由向下延伸的尖峰信号20a表示。另外，信号的环境退化发生在六月和七月的集中降雨是由向下延伸的尖峰信号20b-d，并且信号的环境退化发生在十二月份的集中降雪是由向下延伸的尖峰信号20e表示。尽管由集中降雪和降雨带来的载波信号退化可能只发生在一年的百分之一里的时间，为了保证线路的可靠性，线路必须被设计成可以在全年内按照集中降雪和降雨的SNR工作。相应地，线路必须被设计成总是以水平线22指示的最低SNR工作。

在剩下的百分之九十九的时间里，当环境退化不再是影响因素的时候，并且当SNR到达可以容忍最高值(曲线24)时，额外的容量存在但是不能被使用。这些额外容量位于图中可容忍的SNR(曲线24)和设计的SNR标准(水平线20)之间的散列区域。因此，额外的容量在一年中的百分之九十九的时间里是浪费的，这就导致了吞吐量的减少。

本发明的简介

本发明的目标提供一种无线调制解调器和一种方法，该方法在陆地线路的环境退化对载波信号没有影响的情况下以更高的吞吐量传送信号。

本发明的进一步目标是提供一种无线调制解调器和方法，该方法在线路受到环境退化影响的情况下对线路载波信号实现协商调制。

本发明的进一步目标是提供一种无线调制解调器和方法，该方法在线路受到环境退化影响的情况下对线路载波信号实现协商调制。同时最小化对和载波一起传送的数据进行协商所带来的影响。

本发明的目标是通过包括控制器和数据调整单元的无线调制解调器实现的。其中，控制器对无线陆地信号的诸多参数进行采样；数据调整单元根据这些参数调整数据吞吐量。

本发明的进一步目标是通过传送信号到远程设备和接收来自远程设备信号的设备实现的。该设备包括为远程设备产生信号的传送单元和接收来自远程设备的信号的接收单元。接收设备同样也根据接收到的信号生成线路质量信息。而且，控制单元产生调制更改命令包，指示远程设备根据线路质量信息更改积分幅度调制索引。控制单元根据接收单元输出的远程调制变化信息不时地控制传送单元产生信号。

根据本发明，线路质量信息和信号的环境退化相符。积分幅度调制索引随着指示线路退化减少的线路质量信息而上升，同时随着指示线路退化的线路质量信息而下降。

本发明的进一步目标是通过传送信号到远程设备和接收来自远程设备信号的无线调制解调器实现的。该远程设备信号包括前置纠错编码单元，该单元向无线调制解调器传送的信号里插入纠错信息同时输出相应的编码信号。调制单元不时地调制编码信号同时输出经过调制的具有相应的远程设备的积分幅度调制索引的信号。解调单元解调远程设备传送过来的信号并且输出相应的解调信号，同时控制单元产生调制更改命令包指示远程设备根据解调单元和前置纠错解码单元产生的线路质量信息更改积分幅度调制索引，并且不时地控制插入的前置纠错信息和包含在接收到的远程设备信号里的远程调制变化信息为基础的积分幅度调制索引。本发明的示图简介

本发明的这些目标和优势从下面优选的实施方案的描述同时结合附上的图表会变得更明显而且更加容易被理解：

图1是信号的信号噪音比和全年降雨之间关系的图形化表示。

图2是阐述了根据本发明的无线调制解调器之间有关动态适应调制协商的相互关联的结构图。

图3是包含在图2中的根据本发明的无线调制解调器里的发送单元的部件结构图。

图4是包含在图2中的根据本发明的无线调制解调器里的接收单元的部件结构图。

图5是阐述了根据本发明的发生在接收方协商点对点线路的状态转换图。

图6是阐述了根据本发明的发生在发送方协商点对点线路的状态转换图。

本发明优选实施方案的描述

在此对本发明的优选实施方案进行详细的引用说明，其中的例子根据附上的图表进行阐述，在此类似的参考数字全部引用类似的元素。

根据本发明，图2是阐述了无线调制解调器之间有关动态适应调制协商的相互关联的结构图。正如在图2中阐述的那样，第一个无线调制解调器26给第二个无线调制解调器28发送信号，同时接收来自第二个无线调制解调器28的信号，第二个无线调制解调器28相应地发送信号给第一个无线调制解调器26，同时接收来自第一个无线调制解调器26的信号。第一个无线调制解调器26包含给第二个无线调制解调器28发送信号的发送单元30，接收来自第二个无线调制解调器28的信号的接收单元32，以及微处理器，微控制器或控制器34，控制器34接收来自接收单元32的参数信息，这些参数信息和线路信号质量，诸如SNR，比特错误率等有关，这些将会在下面进行描述。发送单元30包括用于缓冲发送前的数据的输出缓冲区31。

同样地，第二个无线调制解调器28包括给第一个无线调制解调器26发送信号的发送单元36，接收来自第一个无线调制解调器26信号的接收单元38，以及微处理器、微控制器或控制器40，该控制器40接收来自接收单元38的参数信息，这些参数信息和线路信号质量，诸如SNR，比特错误率等有关，这些将会在下面进行描述。接收单元36包括用于缓冲发送前的数据的输出缓冲区31。

第二个无线调制解调器28发送单元36、接收单元38和控制器40和第一个无线调制解调器26的发送单元30、接收单元32以及控制器40相同。

正如在图2中阐述的那样，从第一个无线调制解调器26的发送单元30发送的信号被第二个无线调制解调器28的接收单元38接收。接收单元38将信号的信息输出给控制器40，控制器40处理信号信息以便控制第二个无线调制解调器28的发送单元36和接收单元38。以同样的方式，第二个无线调制解调器28的发送单元36发送的信号被第一个无线调制解调器26的接收单元32接收。接收单元32将信号的信息输出给控制器34，控制器34处理信号信息以便控制第一个无线调制解调器26的发送单元30和接收单元32。通过这种方式，在第一个无线调制解调器26的控制器34和第二个无线调制解调器28的控制器40之间形成了一个反馈循环。

根据本发明，图3是发送单元30，36的部件图。正如在图3中阐述的那样，在本发明的无线调制解调器26、28各自的发送单元30和36里，来自于任何类型数据源网络42，诸如LAN，Internet，电话、视频等的信号，由前置纠错单元44接收，关于它的描述，例如，出现在1960年由I.S.Reed和G.Solomon合作的题为“在有限场上的多态码”的文章，在此有引用。前置纠错单元44在控制器34和40的控制之下，负责在信号里插入纠错信息并输出相应的编码信号。纠错的数量由控制器34和40根据情况控制。例如，用于纠错的通道容量的数量有百分之一到十的变化。

由前置纠错单元44输出的编码信号被输出到可变级别的积分幅度调制，或QAM调制单元46，例如，Broadcom公司的BCM3044。QAM调制单元46受控制器34和40的控制，更改信号的调制索引并且输出调制后的信号。经过调制的信号由QAM调制单元46输出，被常规的RF毫米波转化器和发送单元48。由前置纠错单元44执行的纠错数量和QAM调制单元46执行的调制索引的变化是基于各自的控制器34、40各自接收到的来自无线调制解调器26和28的接收单元32和38的反馈FB，这将在后续部分得到解释。

由第一个无线调制解调器26的转换器和发送单元48接收到的调制信号，例如，接着通过发送单元30的天线50发送出去，并且被第二个无线调制解调器28的接收单元38接收。以同样的方式，由第二个无线调制解调器28的转换器和发送单元48接收到的调制信号，例如，接着通过发送单元36的天线50发送出去，并且被第一个无线调制解调器26的接收单元32接收。

控制器34、40输出调制索引更改命令包，请求调制索引被更改为各自的接收单元32、38的前置纠错编码器44，在下面会做出详细解释。

根据本发明，图4是接收单元32、38的部件图。第一个无线调制解调器26的接收单元32接收来自第二个无线调制解调器28发送单元36的信号，并且第二个无线调制解调器28的接收单元38接收来自第一个无线调制解调器26发送单元30的信号。每个接收单元32、38针对发送单元30、36实质上执行先前描述的相反的过程。

正如在图4中阐述的那样，特别之处在于，通过相应发送单元30、36的天线50传送的信号由各自接收单元32、38的常规RF毫米波下转换器54通过相应的天线52接收。RF毫米波下转换器54向下转换接收到的信号并且将相应的下转换信号输出到可变级别QAM解调单元56，诸如象Broadcom公司的BCM3118。QAM解调单元56解调来自RF毫米波下转换器54的向下转换的信号并且输出相应的解调信号给前置纠错解码器58，正如在1960年由I.S.Reed和G.Solomon合作的题为“在有限场上的多态码”的文章中所描述。前置纠错解码器58解码来自QAM解调单元56的解调信号并且输出解码后的信号给数据目的地60。

QAM解调单元56同样给控制器34提供和信号线路质量，诸如SNR等有关的参数信息。除此之外，前置纠错解码器58还给控制器34提供和比特错误率(BER)有关的信号线路质量参数。基于这些线路质量参数，第二个无线调制解调器28的控制器40，例如，决定合适的调制索引和信号的编码。由此决定的调制级别和编码随后作为调制索引更改命令包被包含在信号中，该信号由第二个无线调制解调器28的发送单元36发送给第一个无线调制解调器26的接收单元32。第一个无线调制解调器26的控制器34从第一个无线调制解调器26的接收单元32的前置纠错解码器58的输出接收调制索引更改命令包。作为结果，决定后的调制索引和编码反馈给第一个无线调制解调器26的控制器34。接着，它控制第一个无线调制解调器26的发送单元30的QAM调制器46，在发送单元30里相应地更改调制级别和编码。

通过相同的方式，第一个无线调制解调器26的控制器34决定合适的调制索引和信号的编码。由此决定的调制级别和编码随后作为调制索引更改命令包被包含在信号中，该信号由第一个无线调制解调器26的发送单元30发送给第二个无线调制解调器28的接收单元38。第二个无线调制解调器28的控制器40从第二个无线调制解调器28的接收单元38的前置纠错解码器58的输出接收调制索引更改命令包。作为结果，决定后的调制索引和编码反馈给第二个无线调制解调器28的控制器40。接着，它控制第二个无线调制解调器28的发送单元36的QAM调制器46，在发送单元36里相应地更改调制级别和编码。命令包同样也可以被用于在接收单元中更改解调和解码，尽管这样做没有什么必要，这会在图5的描述中得到解释。

通过这种方式，根据本发明，无线调制解调器主动检测SNR和BER，而且基于检测到的SNR和BER可变地增加或减少调制索引以及编码的级别。例如，取决于环境退化是否是一个因素，调制索引可以从QPSK(每个符号使用2个比特)增加到16个QAM(每个符号使用4比特)、32个QAM(每个符号使用5个比特)或64个QAM(每个符号使用6比特)，或者从任何一个调制索引减少到另外一个调制索引。同样，用于纠错的线路的百分比率可以随着线路的退化而增加，随着线路的改善而减少。

在调制索引之间的步骤是离散的，因此前置纠错单元44的前置编码使得调制索引减少或增加之间的变换以更可控、更平滑的方式进行。例如，当信号退化时应该考虑到向更低的调制索引切换，而不是切换到更低的调制索引，编码的级别可以增加，例如，从用于纠错的两位增加到三位编码。当维护线路的可用性时，由于增加的编码会维持调制索引但是减少了比特的吞吐率，当到达编码的最大级别并且进一步改善信号质量是必要的，可以切换(降低)调制索引同时减少编码级别。

相反的情况也可以实现。当编码随着信号质量改善而减少到最小编码时，此时可以增加调制索引，由此以平滑方式增加了吞吐。其结果是，本发明取得了更健壮的线路，该线路在环境退化增加时具有可变的低吞吐量，而在环境退化减少时具有可变的高吞吐量。其结果是，本发明提供调制解调器之间的良好线路特性，根据环境退化或其它长久的人为对线路影响所带来的线路质量的变化改变调制索引以及编码。

根据本发明，图5是接收单元状态变换图，它阐述了当调制索引以及编码调整时点对点线路协商发生在信号的接收单元一方。根据本发明，图6接收单元状态变换图，它阐述了点对点线路协商发生在信号的发送单元一方。

根据本发明，在引用下面的图5和图6描述点对点线路的积分幅度调制协商时，为简单起见，假定图5中的接收单元状态变换图对应第二个无线调制解调器28的接收单元38，图6中的发送单元状态变换图对应第一个无线调制解调26的发送单元30。同时，第一个和第二个无线调制解调器26和28各自的发送单元30、36都包括在图6中阐述的点对点线路协商；第一个和第二个无线调制解调器26和28各自的接收单元32、38都包括在图6中阐述的点对点线路协商。

根据本发明，第二个无线调制解调器28的接收单元38通过天线52接收来自第一个无线调制解调器26的发送单元30的信号。QAM解调单元56接收并解调信号，输出SNR等到控制器40，前置纠错解码器58接收并解码调制后的信号，输出相应的比特错误率到控制器40。这样就使得控制器40决定是否增加或减少调制索引或QAM索引。是否增加或减少QAM索引的决定取决于特定的应用并且根据相应的应用进行的领域(field)测试而有所变化。例如，与每个QAM索引相关的决定升级QAM索引合适度的典型SNR阀值已经被确定对于QPSK最小SNR为12.0，对于16 QAM为18.0，对于32 QAM为24.0，对于64QAM为26.0，对于128 QAM和256 QAM的最小SNR值已经被各自确定为27.0和28.0。

根据本发明的优选实施方案，当无线调制解调器26和28初始加电时，同步并没有完成。标示无线调制解调器支持某种协议版本的包，对于标准线路连接是自动的。这些包在无线调制解调器26和28之间以最低调制索引进行传输。因此，当初始加电时，第二个无线调制解调器28处于图5中的恢复状态62。接收单元38的状态机直到同步被请求并且来自第一个无线调制解调器26的包指定第一个无线调制解调器26支持的协议版本的时候才自动实现初始化。以同样的方式，当初始加电时，第一个无线调制解调器26处于恢复状态62并且接收单元32的状态机直到同步被请求并且来自第二个无线调制解调器28的包指定第二个无线调制解调器28支持的协议版本的时候才自动实现初始化。一旦这些信息得到了交换，在无线调制解调器26和28的状态机就得到了初始化并且对应的发送单元30、36使用同样的QAM索引进行传输。

正如在图5中阐述的那样，一旦无线调制解调器26和28经过初始化并且达成同步，各自接收单元32、38从恢复状态62移至稳定状态64。当到达稳定状态64时，接收单元32、38继续采样信号线路质量以便决定是否升级或降级调制索引以及编码。例如，第二个无线调制解调器28的控制器40接收来自接收单元38的前置纠错解码器58输出的比特错误率参数，初此之外，它还接收来自接收单元38的QAM解调单元56输出的SNR参数。该控制器40以接收到的参数为基础决定线路质量在环境退化的结果下还没有下降。该控制器40做出这样的决定是根据比较当前SNR和以前SNR平均值，或者和SNR阀值，以及决定线路质量是干净的，也就是说，存在+q事件。

当接收单元38处于稳定状态64时一旦获得+q事件，控制器40产生对应的反馈信息，该信息以调制索引更改命令包的形式指定接收单元38企图移动到的增加了的QAM索引。第二个无线调制解调器然后从稳定状态64移动到升级状态66。当处于升级状态66时，第二个无线调制解调器继续以最初QAM索引接收和发送数据以便数据传输不受到调制索引更改命令包传输的影响。

该控制器40将调制索引更改命令包输出到第二个无线调制解调器28的发送单元36的前置纠错编码器44，该编码器44接着将此调制索引更改命令包发送给第一个无线调制解调器26的接收单元32。第一个无线调制解调器26的前置纠错解码器58对调制索引更改命令包进行前置纠错加后，该包由第一个无线调制解调器26的控制器34接收。

如果调制索引更改命令包被第一个无线调制解调器26的接收单元32接收，第一个无线调制解调器26的发送单元30停止向输出缓冲区31中放置数据。发送单元30的输出缓冲区31里遗留下来准备发送的数据被发送。第一个无线调制解调器26在最后一个数据元素发送出去之后就将发送单元30的输出缓冲区31全部清空。控制器34控制第一个无线调制解调器26的QAM调制器46以便升级它的调制索引以对应增加后的QAM索引，之后便恢复数据传输。当第一个无线调制解调器26恢复数据传输，恢复后的数据传输最初包括一段时间的空帧传输，例如，20毫秒。

当第一个无线调制解调器26的QAM调制器46升级调制索引时，在第一个无线调制解调器26和第二个无线调制解调器28之间的线路短时间内会丢失，导致同步丢失事件。一旦同步丢失事件发生，控制器40控制接收单元38的QAM解调器升级调制索引以对应在调制索引更改命令包里请求的升级后的QAM索引。第二个无线调制解调器28的接收器移至升级等待状态68。由于第一个无线调制解调器26已经在按照升级的QAM索引发送空帧，这样同步事件发生了。一旦这个同步事件发生，接收器38从升级等待状态移至稳定状态64并且继续采集线路质量。

当处于升级状态66时，如果同步丢失事件没有发生，也就是说，第二个无线调制解调器28的QAM解调器56没有升级调制索引并且由此第一个无线调制解调器26和第二个无线调制解调器28之间的线路没有即刻丢失，在优选的一秒钟之后超时事件发生，第二个无线调制解调器28的接收单元38从升级状态66移至稳定状态64并恢复采集线路质量，在此期间，第一个无线调制解调器26和第二个调制解调器28都不停止接收和发送数据，由此不会导致数据在传输中丢失。

当接收单元38处于升级状态66时，它取得同步丢失事件并且移至升级等待状态68等待来自第一个无线调制解调器26的发送器30的空帧。如果接收单元38在升级等待状态68时没有接收到空帧，或者在退化条件下接收空帧，无同步事件发生。

为了响应接收单元38处于升级等待状态68时发生的无同步事件，接收单元38命令第二个无线调制解调器28的控制器40产生调制索引更改命令包，该包指定前一个调制索引。接收单元32在更改为前一个调制索引之后从升级等待状态68移至降级等待状态70。如上所述，控制器40产生调制索引更改命令包并将它输出到第二个无线调制解调器28的发送单元36的前置纠错编码器44，调制索引更改命令包被发送给第一个无线调制解调器26的接收单元32。第一个无线调制解调器26的控制器34在第一个无线调制解调器26的前置纠错解码器58对调制索引更改命令包进行前置纠错解码之后接收该数据包，如果第一个无线调制解调器26的接收单元32接收了调制索引更改命令包，第一个无线调制解调器26的发送单元30保证输出缓冲区31已经被清空，相应地更改调制索引，接着传送包括上面描述的空帧。

如果同步事件发生在第二个无线调制解调器28的接收单元38移至降级等待状态70之后，意味着第一个无线调制解调器26的发送单元30正在以先前的调制索引进行传输，接收单元38移至稳定状态64并且继续采集线路质量。

如果第二个无线调制解调器28的接收单元38从升级等待状态68移至上文所述的降级等待状态70，而且同步事件没有发生，意味着在优选的一秒钟之后第一个无线调制解调器26的发送单元30没有按照先前的调制索引进行传输，无同步事件发生并且第二个无线调制解调器28的接收单元38移至恢复状态62。在恢复状态62，第二个无线调制解调器28的接收单元38命令第二个无线调制解调器28的控制器40产生指定最低QAM索引的调制索引更改命令包，并且立即更改接收单元38使用最低QAM索引而不用等待来自第一个无线调制解调器的响应。

如果同步事件发生在第二个无线调制解调器28的接收单元38从降级等待状态70移至恢复状态62之后，意味着第一个无线调制解调器26的发送单元30正在以最低的QAM索引进行传输，接收单元38从恢复状态62移至稳定状态64并且继续采集线路质量。在另外一方面，如果无同步事件发生在第二个无线调制解调器28的接收单元38从降级等待状态70移至恢复状态62之后，意味着第一个无线调制解调器26的发送单元30没有在以最低的QAM索引进行传输，第二个无线调制解调器28的发送单元36和接收单元38被重置或被初始化

当第二个无线调制解调器28的发送单元26被重置时，因为线路质量即刻下降，所以处于稳定状态64的第一个无线调制解调器26的接收单元32经历着同步丢失事件。之后，它马上到达恢复状态62，并且正如上文所描述的那样，第一个无线调制解调器26的接收单元32被重置。其结果是，在恢复状态62过程中无同步事件发生时，重置第二个无线调制解调器28的发送单元36和接收单元38的效果是第一个无线调制解调器26的发送单元30和接收单元32也被重置，这样两个无调制解调器26和28都在最低可用的QAM索引并且企图取得同步，这种情况和上面所描述的给无线调制解调器26和28加电是相似的。

另外一方面，如果第二个无线调制解调器28的控制器40在稳定状态62时通过比较接收单元38的QAM解调单元56输出的当前SNR和先前SNR平均值或SNR阀值之间的不同，确定线路质量由于线路环境退化而降级，那么，-q事件发生。为了响应处于稳定状态64的接收单元38发生-q事件，控制器40以调制索引更改命令包的形式产生对应反馈信息，指定接收单元38应该使用减小了的QAM索引并且接收单元38从稳定状态64移至降级状态72。控制器40将调制索引更改命令包输出到发送单元36的前置纠错编码器44，而且调制索引更改命令包被发送给第一个无线调制解调器26的接收单元32。第一个无线调制解调器26的控制器34在第一个无线调制解调器26的前置纠错解码器58对调制索引更改命令包进行前置纠错解码后接收到该包。当第二个无线调制解调器28处于降级状态72时继续以最初QAM接收和发送数据，这样，数据传输不会受到调制索引更改命令包的传输影响。

和上面所述的升级状态66的方式一样，当处于稳定状态64的接收单元38发生-q事件之后，调制索引更改命令包被第一个无线调制解调器26的接收单元32接收，第一个无线调制解调器26的发送单元30停止发送数据，在最后一个数据元素发送出去之后就将发送单元30的输出缓冲区31全部清空。控制器34控制第一个无线调制解调器26的QAM调制器46以便降级它的调制索引以对应减小后的QAM索引，之后便恢复数据传输。恢复后的数据传输以空帧开始。

当第一个无线调制解调器26的QAM调制器46降级调制索引时，第一个无线调制解调器26和第二个无线调制解调器28之间的线路即刻丢失，导致同步丢失事件。同步事件一丢失，控制器40就控制接收单元38的QAM解调器对接收单元38的调制索引进行降级以对应调制索引更改命令包请求的降级QAM索引。第二个无线调制解调器28的接收单元38从降级状态72移至降级等待状态70。由于第一个无线调制解调器26已经以降级后的QAM索引在发送空帧，所以同步事件发生。一旦这个同步事件发生，接收单元38重降级等待状态70移至稳定状态64并且继续采集线路质量。

当接收单元38处于降级状态72时，如果同步丢失事件没有发生，也就是说，第一个无线调制解调器26的QAM解调器46没有升级调制索引并且由此第一个无线调制解调器26和第二个无线调制解调器28之间的线路没有即刻丢失，超时事件发生。第二个无线调制解调器28的接收单元38从升级状态66移至稳定状态64并恢复采集线路质量。在此期间，第一个无线调制解调器26和第二个调制解调器28都不停止接收和发送数据，由此不会导致数据在传输中丢失。

一旦同步事件发生并且第二个无线调制解调器28的接收单元38从降级状态72移至加降级等待状态70，接收单元38的状态转换和当处于升级等待状态68时无同步事件发生之后接收单元38从升级等待状态68移至降级等待状态70的情况是相同的，这一点在上面已经有描述，因此重复的描述被忽略。

最终，当在稳定状态64采集线路质量时，如果接收单元38不初始化同步丢失，例如由协议外的事件引起的同步丢失，便不再能够检测到信号或丢失的同步，那么，同步丢失事件发生。一旦这个同步丢失事件发生，接收单元38直接从稳定状态64移至恢复状态62。然而这种情况比较少见，一旦接收单元38由于外部协议事件处于恢复状态62，接收单元38命令控制器40重置接收单元38和发送单元36。这个动作强制发送单元和接收单元之间的线路即刻断开。接收单元和控制器通讯以便将发送单元和接收单元重新配置为上面描述的最小QAM索引。

如果处于恢复状态时接收到无同步事件，接收单元38采取和上面描述的相同动作，也就是说，接收单元38和发送单元36被重置(重新配置)，这个动作依次引起远程调制解调器26重置并执行相同的操作。这样一来，两个调制解调器在恢复状态时经常试图通过最低的QAM级别取得同步。

如图6所阐述的那样，发送单元30的状态图包括稳定状态74和恢复状态76。一旦执行了上面描述的无线调制解调器的初始化，发送单元30处于稳定状态74并且以初始化期间协议确定的特定QAM索引继续进行数据传输。发送单元30保持这个特定QAM索引直到接收到上面描述的来自第二个无线调制解调器28请求第一个无线调制解调器26更改QAM索引的反馈信息。一旦接收到反馈信息，发送单元30更改为对应反馈信息的QAM索引，这依次又和上面描述的线路质量被确定为降级-q还是+q有关。发送单元30在更改QAM索引之后只是简单地返回到可以继续接收反馈信息的稳定状态。当第一个无线调制解调器26的发送单元30根据第二个无线调制解调器28的接收单元38丢失同步的结果被重置而且被配置使用最低的QAM索引之后，接收单元30移至恢复状态76.一旦接收单元30接收到请求QAM索引的反馈信息，发送单元移至稳定状态74并且发送数据

通过使用上面所描述本发明的动态适应性调制协商，本发明使得无线调制解调器可以充分利用增加的SNR对应图1中可容许的SNR--线条24和设计的SNR级别—线条20之间的划线区域。其结果是，本发明的无线调制解调器成功地在环境降级期间(诸如集中降雨期间)维护线路，同时允许调制解调器在一年之间环境降级没有发生的情况下以更改的吞吐量进行操作，初次以外，由于无线调制解调器26和28在调制协商发生的情况下继续发送和接收数据，对接收到的信号进行协商对于有效负载是透明的，因此，最小化了协商给载波信号上的数据传输带来的影响。

可以理解的是尽管本发明的实施方案是和运行毫米波频率的调制解调器相关，本发明同样也适用于运行更低频率的调制解调器。

尽管本发明的点对电线路协商是根据协商调制索引加以描述的，可以理解的是协商并不局限于调制索引，它也可以包括传输数据的其它特征，诸如带宽，Reed-Solomon校正字节、载波频率、旋转代码率、天线波束焦点、以及额外带宽等。除此以外，尽管本发明的调制协商是关于无线通讯的描述，本发明的这种调制协商也可以应用在有线通讯和高空飞行器以及卫星提供的同温层线路。

尽管本发明的部分优选的实施方案已经得到描述，本领域的技术人员也会理解对于这些实施方案的修改不会背离本发明原则和精神，以及权利要求书和它们的等同物中所限定的范围。

Claims (20)

1.一种无线调制解调器设备，它包括：

采集无线陆地信号参数的控制器；

根据这些参数调整数据吞吐量的数据调整单元。

2.权利要求1中的无线调制解调器设备，其数据调整单元包括：

向陆地信号插入纠错信息和输出对应编码信号的前置纠错编码器；

对应参数信息不确定地调整编码信号并输出带有积分幅度调制索引的调制信号。

3.权利要求2中的无线调制解调器设备，进一步包括：

解调无线陆地信号并输出对应的解调信号的解调单元；

解码输出的解调信号并输出对应的解码信号的前置纠错解码器，在此解调单元和前置纠错解码器单元产生参数信息。

4.权利要求3中的无线调制解调器设备，其中由解调单元产生的参数和信号噪音比率相关，由前置纠错解码器产生的参数和比特错误率相关。

5.权利要求3中的无线调制解调器设备，其中数据调整单元不确定地控制插入的纠错信息和积分幅度调制信息。

6.权利要求3中的无线调制解调器设备，其中积分幅度调制根据暗示降低的陆地信号退化的参数信息被增加。

7.权利要求3中的无线调制解调器设备，其中积分幅度调制根据暗示陆地信息退化的参述被减少。

8.一种给远程设备发送信号和接收来自远程设备信号的的设备，包括：

产生并给远程设备发送信号的发送单元；

接收来自远程设备信息的接收单元，输出包含在接收信号里的远程调制变化，根据接收信号产生线路质量信息；

控制单元产生调制更改命令包，该包指示远程设备根据线路质量信息更改积分幅度索引。控制单元还根据接收单元输出的远程调制变化信息不确定地控制发送单元产生信号。

9.权利要求8中的设备，其中线路质量对应被接收信号的环境退化。

10.权利要求8中的设备，其中响应暗示降低的线路质量退化，积分幅度调制被增加。

11.权利要求8中的数据传输设备，其中响应暗示线路质量退化，积分幅度调制被减少

12.权利要求8中的设备，传输单元包括：

向接收信号插入纠错信息并输出对应编码信号的前置纠错编码器单元；

不确定地调制编码信号并给远程设备输出调制信号的调制单元，该调制信号具有对应的积分幅度调制索引。在此控制单元不确定地控制被插入的前置纠错信息和从接收单元输出的基于远程调制变化信息的积分幅度调制索引。

13.权利要求8中的设备，接收单元包括：

解调来自远程设备信号以及输出对应解调信号的解调单元。

解码来自解调单元的解调信号并且输出对应解码信号的前置纠错解码器单元，在此解调单元和前置纠错解码器单元产生线路质量信息。

14.权利要求13中的设备，其中由解调单元产生的线路质量信息和信号噪音比率相关，由前置纠错解码单元产生的线路质量信息和比特错误率相关。

15.一种给远程设备发送信号以及接收来自远程设备信号的无线调制解调器，包括：

向无线调制解调器发送的信号里插入纠错信息并输出对应编码信号的前置纠错编码器单元。

不确定地调制编码信号并给远程设备输出调制信号的调制单元，该调制信号具有对应的积分幅度调制索引；

解调单元解调远程设备发送的信号并输出对应的解调信号；

控制单元产生指示远程设备根据线路质量信息更改积分幅度调制索引，同时不确定地控制插入的前置纠错信息和基于来自远程设备信号中的远程调制变化信息的积分幅度调制，在此解调单元和前置纠错解码单元产生线路质量信息。

16.权利要求15中的无线调制解调器，其中由解调单元产生的线路质量信息和信号噪音比率相关，由前置纠错解码器单元产生的线路质量信息和比特错误率相关。

17.权利要求16中的无线调制解调器，其中线路质量信息对应信号的环境退化。

18.权利要求17中的无线调制解调器，其中积分幅度调制根据暗示降低的线路质量退化的线路质量新被增加。

19.权利要求18中的无线调制解调器，其中积分幅度调制根据指示线路质量退化的线路质量信息被减少。

20.一种在发送单元和接收单元之间协商调制的方法，包括：

采集线路状况并产生反馈信息，指示发送单元根据发生在整个线路上的环境退化更改积分幅度调制；

产生第二个反馈信息，针对对应第一个反馈信息没有更改积分幅度调制的发送单元，指示其更改为初始积分幅度调制；

产生第三个反馈信息，指示发送单元改为最低积分幅度调制，并针对对应第二个反馈信息没有更改为初始积分幅度调制的发送单元，将接收单元更改为最低积分幅度调制；

针对对应第三个反馈信息没有更改为最低积分幅度调制的发送单元，重置接收单元。

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