CN1462115A - 稳定接收电话线上分组数据的突发模式接收机及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在突发模式中执行稳定操作的接收机。该接收机使用前同步码发送分组数据，并具有好的获取性能，使得同步部分在前同步码间隔收敛。为了该获取性能，接收机检测接收到的信号的载波检测一个突发(burst)的粗略位置，并响应于载波检测结果，执行粗略增益控制、信元定时补偿、以及帧同步。然后，如果帧同步完成，则响应于帧同步的结果，接收机执行精细增益控制、均衡信号、以及载波恢复。

Description

稳定接收电话线上分组数据的突发模式接收机及其方法

技术领域

本发明涉及一种分组数据接收机，具体地说，涉及通过使用安装在机柜中的电话线来实现家庭网络系统的突发模式接收机。

背景技术

当今的数据网络使用数字信号处理器(DSP)器件，包括调制解调器，通过通信信道来传送数据。通常，使用作为比特流的模拟传输信号来发送数据。这些通信信道适合用于诸如声音或视频之类的实时信息的发送。近来，使用调制解调器的基于分组的信息发送被广泛地应用。

用来发送基于分组的信息的突发模式发送器，在发送数据之前发送一个修整(training)序列或前同步码，使得突发模式接收机接受一个正确的时钟采样(sample)相位和一个正确的载波相位，用于数据的恢复。

图1是示出了符合突发模式协议的发送器发送的分组的结构的概略图。参见图1，分组10可以被安装在一个或多个调制解调器中的发送电路来发送。每一个分组10包括：前同步码(P)12，头部(H)13、以及有效载荷数据(D)14。

头部13包括识别分组10的类型的信息项，例如，前同步码的版本或类型，分组源或目标地址，数据速度，错误控制参数，以及分组长度。这些信息项，在保证信息接收系统正确地解释信息发送的开始这件事上起很大的作用。

突发模式接收机，应该在一个短的前同步码间隔中检测并完成获取包括在头部13中的信息项。因此，对于突发模式接收机，具有好的获取性能是重要的。

一种直接确定突发模式接收机的这种性能的基本技术是同步单元算法。然而，只有在使用前同步码结构的突发模式接收机中执行稳定的帧同步的情况下，才能保证同步单元算法的性能。

因此，为了保证突发模式接收机的稳定的性能，用来准确地检测一个突发到达的时间的帧同步是一个先决条件。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的一个目的是提供一种突发模式接收机，可以通过检测一个精确的突发到达时间以保证数据半自动的(data-aided)方法的稳定的性能，在电话线上稳定地接收分组数据，以及用于这种突发模式接收机的方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种突发模式接收机，包括：滤波器单元、载波检测单元、信元定时恢复单元、帧同步器、增益控制单元、均衡单元、以及载波恢复单元。滤波器单元对通过电话线输入的信号进行滤波。载波检测单元从经过滤波的信号中检测载波，并粗略地检测突发的位置。信元定时恢复单元响应于载波检测结果，来精确地恢复信号的信元定时。帧同步器响应于载波检测结果，来执行信号的帧同步。增益控制单元响应于载波检测结果，来执行第一增益控制，以及响应于帧同步的结果，来执行第二增益控制。均衡单元响应于帧同步的结果，来均衡信号。载波恢复单元响应于帧同步的结果，来恢复信号的载波。

增益控制单元包括：第一增益控制器，响应于载波检测结果，来调整可变增益放大器的增益；以及第二增益控制器，响应于帧同步的结果，来调整增益，信元定时恢复的结果将乘以该增益。

第一增益控制器以反馈类型形成，第二增益控制器以前馈类型形成。第一和第二增益控制器的每一个，从帧同步之前预定的间隔输入的信号中计算可变增益放大器的增益，并在间隔的结束之后，继续保持所计算的增益。

根据本发明的另一方面，提供了一种突发模式接收机，包括：滤波器单元、可变增益放大器、A/D转换器、载波检测/信元定时恢复单元、第一增益控制器、帧同步器、第二增益控制器、均衡单元、以及载波恢复单元。

滤波器单元接收通过电话线输入的模拟信号，并对该信号进行滤波。可变增益放大器以预定的倍滤放大该输入信号。A/D转换器把该放大的信号转换成数字信号。载波检测/信元定时恢复单元从经过滤波的信号中检测载波，并响应于载波检测结果，来恢复信元定时。第一增益控制器响应于载波检测结果，来调整可变增益放大器的增益。帧同步器响应于载波检测结果，来执行帧同步。如果帧同步完成，则第二增益控制器响应于帧同步的结果，来调整增益，信元定时恢复结果将乘以该增益。响应于帧同步的结果，均衡单元把通过将信元定时恢复结果乘以该增益得到的信号进行均衡。响应于帧同步的结果，载波恢复单元从均衡的信号中恢复载波。

滤波器单元包括：带通滤波器、回波消除器、加法器、陷波滤波器、乘法器、以及低通滤波器。带通滤波器接收模拟信号，并把包括在预定频带中的信号提供到可变增益放大器。回波消除器产生回波双重信号。加法器从可变增益放大器的数字输出信号中减去回波双重信号，该数字输出信号是通过A/D转换器输入的，并把该相减的结果提供到第一增益控制单元。响应于加法器的相减的结果，陷波滤波器去除包括在窄带频率区域中的信号。乘法器把陷波滤波器的输出信号乘以预定的载波频率。低通滤波器使乘法器的输出信号平滑，并把平滑的信号输出到载波检测/信元定时恢复单元。

根据本发明的另一方面，提供了一种突发模式接收机，包括：滤波器单元、可变增益放大器、A/D转换器、载波检测/增益控制单元、信元定时恢复单元、帧同步器、增益控制单元、均衡单元、以及载波恢复单元。

滤波器单元接收通过电话线输入的模拟信号，并对该信号进行滤波。可变增益放大器以预定的倍滤放大该输入信号。A/D转换器把该被放大的信号转换成数字信号。载波检测/增益控制单元检测经过滤波的信号的载波，并响应于载波检测结果，来控制可变增益放大器的增益。信号定时恢复单元响应于载波检测结果，恢复经过滤波的信号的信元定时。响应于载波检测结果，帧同步器执行帧同步。如果帧同步完成，增益控制单元响应于帧同步的结果，调整增益，信元定时恢复结果将乘以该增益。响应于帧同步的结果，均衡单元把通过将信元定时恢复结果乘以该增益得到的信号进行均衡。响应于帧同步的结果，载波恢复单元从被均衡的信号中恢复载波。

在一个实施例中，滤波器单元包括：带通滤波器、陷波滤波器、回波消除器、加法器、乘法器、以及低通滤波器。带通滤波器接收模拟信号，并输出包含在预定频带中的信号。陷波滤波器去除包括在经过带通滤波的信号中的窄范围频率区域中的信号，并将结果输出到可变增益放大器。回波消除器产生回波双重信号。加法器从可变增益放大器的数字输出信号中减去回波双重信号，该数字输出信号是通过模/数转换器输入的，并把该相减的结果提供到载波检测/增益控制单元。乘法器把加法器的相减结果乘以预定的载波频率。低通滤波器使乘法器的输出信号平滑，并把平滑的信号输出到信元定时恢复单元。

滤波器单元可以包括：带通滤波器、回波消除器、加法器、陷波滤波器、乘法器、切换单元、以及低通滤波器。带通滤波器接收模拟信号，并把包括在预定频带中的信号输出到可变增益放大器。回波消除器产生回波双重信号。加法器从可变增益放大器的数字输出信号中减去回波双重信号，该数字输出信号是通过A/D转换器输入的，并把该相减的结果提供到载波检测/增益控制单元。响应于加法器的相减的结果，陷波滤波器去除包括在窄范围频率区域中的信号。乘法器把陷波滤波器的输出信号乘以预定的载波频率。切换单元被连接到陷波滤波器与载波检测/增益控制单元的输入/输出终端，在载波检测/增益控制单元完成载波检测前，把陷波滤波器的输出信号提供到载波检测/增益控制单元，并在载波检测/增益控制单元完成载波检测之后，把陷波滤波器的输入信号提供到载波检测/增益控制单元。低通滤波器使乘法器的输出信号平滑，并把平滑的信号输出到载波检测/信元定时恢复单元。

根据本发明的另一方面，提供一种突发模式接收方法，包括：接收来自符合突发模式协议的发送器发送的信号；检测信号的载波，并检测突发的粗略位置；响应于载波检测结果，执行粗略增益控制、信元定时恢复、以及帧同步；并且，如果帧同步完成，则响应于帧同步，执行精细增益控制、信号的均衡、以及载波恢复。

附图说明

本发明上述的和其他目的、优点和特点，将从本发明的优选实施例的更具体的描述中变的显而易见，如附图中所说明的，在所有的不同的图中，相同的附图标记表示相同的部分。附图不需要按比例，只突出重点，用来说明本发明的原理。

图1是示出了由符合突发模式协议的发送器发送的一个分组的结构的概略图。

图2是根据本发明的第一优选实施例的突发模式的接收机的方框图。

图3是示出了图2中所示的突发模式接收机的操作定时的时序图。

图4是根据本发明的优选实施例的突发模式接收机的操作顺序的流程图。

图5是根据本发明的第二优选实施例的突发模式接收机的方框图。

图6是根据本发明的第三优选实施例的突发模式接收机的方框图。

具体实施方式

图2是根据本发明的第一优选实施例的突发模式接收机1000的方框图。突发模式接收机1000将在一个短的前同步码间隔中完成获取。

因此，为了好的获取性能，突发模式接收机1000采用了基于前馈类型块(block)解调而形成的同步单元算法。为了有效地利用插入到一帧的开始部分的前同步码，同步单元算法被设计为数据半自动的类型。

参见图2，突发模式接收机1000包括：滤波单元100、乘法器105、可变增益放大器(VGA)120、模数转换器(A/D)140、第一自动增益控制单元160、信元定时恢复单元(STR)180、载波检测单元185、帧同步器200、第二自动增益控制单元240、均衡单元260、载波恢复单元280、限幅器300、信道解码单元320、以及帧分离(deframe)处理器340。

滤波单元100包括：带通滤波器(BPF)101、回波消除器102、加法器103、陷波滤波器104、以及低通滤波器(LPF)106。

带通滤波器101接收通过电话线从电话局输出的模拟信号，即所接收的信号，对该信号进行滤波，并输出该经过滤波的信号。通过带通滤波器101滤波的信号被输出到可变增益放大器(VGA)120，并被放大。A/D转换器140接收从可变增益放大器120输出的模拟类型的信号，采样该信号，并把该采样信号转变成数字信号。

回波消除器120产生一个二重回波信号，并把该二重回波信号输出到加法器103。加法器103从A/D转换器140的输出信号中减去回波消除器102的输出信号。从而，加法器103输出回波被清除的干净且清晰的信号。

第一自动增益控制单元160接收加法器103的输出信号，并使用该信号，调整可变增益放大器120的增益以优化A/D转换器140的性能。

第一自动增益控制单元160具有反馈类型的结构，第一自动增益控制单元160接收在预定的窗口间隔中输入的信号，并计算可变增益放大器120的增益。在第一自动增益控制单元160中计算的增益，在窗口间隔结束后继续被保持。

陷波滤波器104接收加法器103的输出信号，对该信号进行陷波滤波，并输出结果。乘法器105将陷波滤波器104的输出信号乘以预定的载波频率(fc)。低通滤波器106接收乘法器105的输出信号，并平滑该信号。

STR180包括插值/抽取单元182、和定时估计单元184。由于载波检测单元185被定时估计单元184共用，定时估计单元184既执行信元定时估计功能又执行载波检测功能。STR180以前馈类型形成，以适用于突发模式接收机。

STR180通过载波检测单元185检测载波，并同时通过定时估计单元184提取信元的定时信息。

载波检测单元185与帧同步器200分别形成。为了媒体访问控制层(MAC)的时隙控制，载波检测单元185在所有同步单元180、200等检测开始时间之前，粗略地检测突发的开始时间。

下面将详细说明：根据陷波滤波器104的安装位置，载波检测单元185共享STR180的一部分或第一自动增益控制单元160的一部分，这样，在不给硬件增加沉重负担的情况下容易地实现载波检测单元185。

如果载波检测单元185的载波检测结果(CS)可以指示正确的突发位置，而没有一个信元错误，载波检测单元185甚至可以执行帧同步的功能。

然而，由于在普通接收机中存在由信道环境引起的错误，因此，为了检测一个正确的突发，根据本发明的突发模式接收机1000具有一个分离的载波检测功能和帧同步功能。

如果由定时估计单元182和载波检测单元185粗略地检测信元的定时信息和突发开始时间，则STR的插值/抽取单元182响应于载波检测结果(CS)和低通滤波器106的输出信号，补偿时间的偏移，

插值/抽取单元182的输出被提供到帧同步器200、乘法器220、以及第二自动增益控制单元240。响应于插值/抽取单元182的输出信号和载波检测结果(CS)，帧同步器200执行帧同步，并产生一个数据半自动(DA)模式信号。

第二自动增益控制单元240接收STR180的输出信号、和帧同步的输出结果，即一个DA信号，并适当补偿多级正交振幅调制信号的振幅失真。

第二自动增益控制单元240具有前馈类型的结构，并计算将被输出到乘法器220的增益。就象在第一自动控制单元160中那样，由第二自动增益控制单元240计算的增益，在预定的窗口间隔结束之后，被继续保持。

在根据本发明的接收机1000中，通过第一自动增益控制单元160和第二自动增益控制单元240，增益控制以两步执行。第一自动增益控制单元160在帧同步之前执行粗略增益控制，而第二自动增益控制单元240在帧同步之后，执行精细增益控制。通过这样做，提高了接收机1000的性能。

均衡单元260包括均衡器262、和均衡器更新电路264。均衡器262补偿由于通信信道，例如，电话线引起的线性失真，为了利用前同步码，均衡器262被设计成数据半自动类型的。

均衡器262由判定反馈均衡器来实现，该判定反馈均衡器是甚至在恶劣的信道环境中仍然能够显示好的性能的一种非线性均衡器。下面将会详细描述的均衡器更新电路264，响应于限幅器300的输出信号，更新均衡器262中使用的变量。

载波恢复单元280包括载波恢复电路282和载波更新电路284。为了利用前同步码，载波恢复电路282也被设计成数据半自动类型的。

载波恢复电路282接收均衡器262的输出信号，从接收到的信号中提取载波信号，并把未处理的信元输出到限幅器300。载波更新电路284响应于从限幅器300输出的信号和帧同步的结果，即DA信号，来更新载波恢复中使用的变量。

在连接突发模式接收机1000的电话线信道中，附加白色高斯噪声(AWGN)的影响并不显著，而由于变化多路径引起的信元间接口(ISI)的影响才是严重的。

由于在电话线信道中发生频率偏移的概率非常小，可以说，在发送和接收端的振荡器中发生的时钟不稳定性，是全部的频率偏移。

相应地，载波恢复电路282并不具有诸如自动频率控制(AFC)之类的频率偏移补偿电路，而仅具有反馈载波相位恢复电路，其中，相位同步算法以逆向式结构形成。

相位同步算法以逆向式结构形成的原因是：保持在前同步码中获得的初始同步是重要的，在有效载荷区域中也是如此。

为了提高本发明的突发模式接收机的性能，最好是，均衡器262的操作，与载波恢复电路282的操作之间有一个时间差。这是因为：如果均衡器262和载波恢复电路282同时操作，则载波同步过程会干扰均衡器262的操作。

相应地，在本发明中，均衡器262首先操作，以减少通过信道的信元之间的干扰，然后，载波恢复电路282操作，这样来实现稳定的和更快的同步。

为了以数据半自动模式操作载波恢复电路282和均衡器262，帧同步可以检测正确的突发到达时间是一个先决条件。为此，根据本发明的帧同步器200，通过利用一种使用在接收的信号与前同步码类型之间的相关性的结构，来将其性能最大化。

如果从载波恢复电路282输出的信号的电平变化了、或在信号中发生失真，则限幅器300通过去除高于或低于预定电平的信号电平，来接收帧同步的结果，DA信号，并产生用于接收到的信号、或信元的硬信元判定信号。通过这样做，限幅器300起硬件限制器的作用。

限幅器300的输出被提供到信道解码单元320，均衡器更新电路264、以及载波更新电路284。

均衡器更新电路264和载波更新电路284接收从限幅器300输出的信号、或信元，并确定量化器误差。

响应于确定的量化器误差，均衡器更新电路264、和载波更新电路284分别更新在均衡器262中使用的系数、和在载波恢复电路282中使用的系数。作为结果，在改善该过程之后，产生硬件信元判定的准确度。

同时，响应于从限幅器300输出的信号，信道解码单元320执行信道解码操作。信道解码单元320使用接收的信号中的冗余的信息来补偿量化器错误。为此，信道解码单元320具有诸如Viterbi解码器的电路、和最大似然性序列估计器。

帧分离处理器340接收在信道解码单元320中解码的比特流，把该比特流解码成分组数据，并把解码的数据分组载入一个分组队列(未显示)。

图3是示出了图2中所示的突发模式接收机的操作定时的时序图。参照图2和图3，首先，如果载波检测单元185检测到载波，就把检测结果(CS)输出到第一自动增益控制单元160、STR180、以及帧同步器200。

第一自动增益控制单元160，响应于载波检测结果(CS)，开始估计可变增益放大器120的增益。第一自动增益控制单元160为预定的窗口间隔估计增益，并且，如果增益估计完成，就进入锁定状态，这样，就继续保持所估计的增益。

响应于载波检测结果(CS)，STR180和帧同步器200开始执行定时估计和帧同步。对于STR180和帧同步器200，使用几乎不受增益变化影响的算法。相应地，STR180和帧同步器200不受第一自动增益控制单元160中所估计的增益变化的影响，分别独立地执行信元同步和帧同步。

然后，如果在预定的信号延迟之后，帧同步完成，第二自动增益控制单元240、均衡器262、以及载波恢复电路282开始操作。

第二自动增益控制单元240响应于帧同步的结果，即DA信号，来调整精细增益，第二自动增益控制单元240为预定的窗口间隔估计增益，并且，如果增益估计完成，就进入锁定状态，这样，就继续保持所估计的增益。

均衡器262和载波恢复电路282，响应于帧同步的结果，即DA信号，开始获得数据半自动类型的信号。然后，在前同步码间隔之后，就以判定定向的(decision directed)的方法开始跟踪。

这里，均衡器262和载波恢复电路282可以同时操作。同样地，在另一个实施例中，均衡器262可以先操作，以减少信元之间的干扰，然后，载波恢复电路282可以操作。

如上所述，第一自动增益控制单元160、STR180、帧同步器200、第二自动增益控制单元240、均衡器262、以及载波恢复电路282，全都在前同步码间隔内完成初始化同步，并在前同步码之后，在一个间隔中进入正常模式。

相应地，由于根据本发明的突发模式接收机1000的同步单元160、180、200、240、262和282在一个短的前同步码间隔收敛，突发模式接收机1000就具有好的获取功能。

同样地，由于载波检测操作和帧同步操作是同时执行的，所以，根据本发明的突发模式接收机1000可以精确地检测突发。作为结果，可以稳定的执行帧同步，可以坚实地保证载波恢复算法的性能。

图4是根据本发明的优选实施例的突发模式接收机的操作顺序的流程图。参照图2和图4，在步骤1100中，根据本发明的突发模式接收机1000的滤波单元100接收一个输入信号，并输出各电路的操作结果。

在步骤1180中，载波检测单元185检测输入载波，并检测突发的粗略位置。这里，载波是由符合突发模式协议的一个或多个发送器发送的信号。

在步骤1200中，如果载波检测单元185检测到一个载波，响应于载波检测结果(CS)，就执行粗略增益控制、信元定时补偿、以及帧同步。然后，在步骤1220中确定是否完成了帧同步，如果完成了帧同步，则在步骤1240中执行精细增益控制、均衡、以及载波恢复操作。

这里，均衡和载波恢复操作可以同时执行，或可以先执行均衡，以减少信元间的相互干扰，然后再执行载波恢复操作。如果载波恢复完成，则在步骤1280中更新在均衡和载波恢复中使用的变量，并在步骤1320执行信道解码。

图5是根据本发明的第二优选实施例的突发模式接收机2000的方框图。

参照图5，突发模式接收机2000包括：滤波单元110、可变增益放大器120、A/D转换器140、第一自动增益控制单元170、载波检测单元175、帧同步器200、第二自动增益控制单元240、均衡器260，信道解码单元320、帧分离处理器340、以及乘法器105。

滤波单元110包括：带通滤波器101、连接在带通滤波器101与可变增益放大器120之间的陷波滤波器114、回波消除器102、加法器103、以及低通滤波器106，并对通过电话线输入的信号进行滤波。建立第一自动增益控制单元170，以共享载波检测单元175，这样，载波检测和可变增益放大器120的增益控制都被执行。

突发模式接收机2000具有图2中所示的突发模式接收机1000的相似的结构，只是，载波检测单元175是由第一自动增益控制单元170共享，而不是由图2的STR103共享，并且，陷波滤波器114是连接在带通滤波器101之后，而不是连接在图2的加法器103之后，这样，陷波滤波器114位于模拟区域中。

现在，将描述突发模式接收机2000的操作。执行与图2中所示的突发模式接收机1000中相同操作的、图5中的模块，具有相同的附图标记。这些模块的描述将被省略。首先，具有与第一自动增益控制单元170共享的结构的载波检测单元175，从通过滤波单元110输入的信号，即接收到的信号，检测载波，粗略地检测一个突发，并把检测结果(CS)提供到第一自动增益控制单元170、STR190、以及帧同步器200。

第一自动增益控制单元170，响应于载波检测单元175检测的载波检测结果(CS)，调整可变增益放大器120的增益。第一自动增益控制单元170为预定的窗口间隔估计增益，并且，如果完成了增益的估计，则进入锁定状态，这样，就继续保持所估计的增益。

STR190响应于载波检测结果(CS)，估计从滤波单元110输入的信号的信元定时。这里，帧同步器200响应于载波检测结果(CS)，执行从STR190输出的信号的帧同步。

把几乎不受增益变化影响的算法施加到STR190和帧同步器200，这样，STR190和帧同步器200不受第一自动增益控制单元170中所估计的增益变化的影响，分别独立地执行信元同步和帧同步。

如果帧同步器200完成帧同步，则第二自动增益控制单元240、均衡器262、以及载波恢复电路282就开始操作。执行这些操作的突发模式接收机2000，具有与突发模式接收机1000相同的操作定时特性和操作程序，尽管载波检测单元175的位置不同。

图6是根据本发明的第三优选实施例的突发模式接收机3000的方框图。在图6中所示的突发模式接收机3000中，陷波滤波器114位于数字区域中，即在A/D转换器140之后，而载波检测单元175由第一自动增益控制单元170共享。

参照图6，突发模式接收机3000包括：滤波单元111、可变增益放大器120、A/D转换器140、第一自动增益控制单元170、载波检测单元175、STR190、帧同步器200、第二自动增益控制单元240、均衡器260、限幅器300、信道解码单元320、帧分离处理器340、以及乘法器105。

滤波单元111包括：带通滤波器101、回波消除器102、加法器103、连接在加法器103与乘法器105之间的陷波滤波器114、连接在陷波滤波器114与第一自动增益控制单元170之间的切换单元115，以及低通滤波器106。滤波单元111接收通过电话线输入的信号，即接收到的信号，并对该信号进行滤波。

载波检测单元175由第一自动增益控制单元170共享，这样，载波检测和可变增益放大器120的增益控制都被执行。

突发模式接收机3000的结构与图5中所示的突发模式接收机2000的结构相似，只是，陷波滤波器114连接在加法器103与乘法器105之间，而切换单元115被增加在陷波滤波器114的输入/输出端与第一自动增益控制单元170之间。

现在，将描述在突发模式接收机3000中所执行的操作。执行与图5中所示的突发模式接收机1000中相同的操作的、图6的模块，具有相同的附图标记。这些模块的描述将被省略。首先，在载波检测完成之前，载波检测之前，切换单元115把陷波滤波器114的输出信号提供到第一自动增益控制单元170。

载波检测单元175通过第一自动增益控制单元170接收陷波滤波器114的输出信号，检测载波，并把载波检测结果(CS)输出到第一自动增益控制单元170、STR190、以及帧同步器200。

第一自动增益控制单元170，响应于陷波滤波器114的输出信号和载波检测结果(CS)，调整可变增益放大器120的增益。如果完成了通过第一自动增益控制单元170的增益的调整，则第一自动增益控制单元170进入锁定状态，这样，就继续保持所计算的增益。

在载波检测单元175完成载波检测之后，载波检测后，切换单元115执行切换操作，这样，把陷波滤波器114的输入信号，即加法器103的输出信号，输出到第一自动增益控制单元170。

STR190响应于载波检测结果(CS)，来估计从滤波单元111提供的信号的信元定时，而帧同步器200响应于载波检测结果(CS)，执行通过STR190输出的信号的帧同步。这里，设计一个被应用到STR190和帧同步器200的算法，这样，该算法不受由第一自动增益控制单元170所估计的增益变化的影响。

如果帧同步器200完成帧同步，则第二自动增益控制单元240、均衡器262、以及载波恢复电路282就开始操作。

当与图5中所示的突发模式接收机2000相比较，执行这些操作的突发模式接收机3000具有与图3和图4中所示的突发模式接收机相同的操作定时特性和操作过程，象图2和图5中那样，尽管增加了切换单元115的操作，输入信号的滤波顺序是不同的。

如果载波检测单元175由STR190共享，则陷波滤波器114可以被设置在模拟端和数字端之间的任何位置。然而，如果载波检测单元185由第一自动增益控制单元170共享，则陷波滤波器114应当被设置在如图5中所示的模拟端中、或如图6中所示的数字端中。

例如，如果图2的陷波滤波器104、和图6的陷波滤波器114被设置在数字端，则载波检测单元185和载波检测单元175将由图2的STR180、或图6的第一自动增益控制单元170共享。如果图2的陷波滤波器104、和图5的陷波滤波器114被设置在模拟端，或者，如果不使用陷波滤波器，则载波检测单元将由第一自动增益控制单元170共享。

如上所述，直接确定接收机性能的基本技术是同步单元算法。然而，在具有前同步码结构的突发模式接收中，只有当帧同步能够被保证时，才可以保证接收机的性能。相应地，根据本发明的突发模式接收机及其方法在一个短的前同步码间隔中完成获取，并检测准确的突发到达时间，这样，以数据半自动方法操作的突发模式接收机的稳定的性能就能得到保证。

尽管已经参照本发明的优选实施例，具体示出和描述了本发明，本领域技术人员将能够理解：在不偏离如所附权利要求所限定本发明的实质和范围的前题下，本发明可以进行各种形式上的和细节上的变化。

Claims (42)

1.一种突发模式接收机，包括：

滤波器单元，对通过电话线输入的信号进行滤波；

载波检测单元，从经过滤波的信号中检测载波，并粗略地检测突发的位置；

信元定时恢复单元，响应于载波检测结果，精确地恢复信号的信元定时；

帧同步器，响应于载波检测结果，执行信号的帧同步；

增益控制单元，响应于载波检测结果，执行第一增益控制，以及响应于帧同步的结果，执行第二增益控制；

均衡单元，响应于帧同步的结果，均衡信号；

载波恢复单元，响应于帧同步的结果，恢复信号的载波。

2.如权利要求1所述的突发模式接收机，还包括：

可变增益放大器，连接在滤波单元与增益控制单元之间，并且，以与在增益控制单元中确定的增益相同的量放大该信号；以及

模数转换器，把可变增益放大器的模拟类型的输出信号转换成数字信号，并并将该数字信号提供到滤波单元。

3.如权利要求2所述的突发模式接收机，其中，如果用陷波滤波器来滤波数字信号，则载波检测单元就被信元定时恢复单元与增益控制单元中的一个共享。

4.如权利要求2所述的突发模式接收机，其中，如果陷波滤波器被用来滤波模拟信号，则载波检测单元就被信元定时恢复单元与增益控制单元中的一个共享。

5.如权利要求2所述的突发模式接收机，其中，增益控制单元包括：

第一增益控制器，响应于载波检测结果，调整可变增益放大器的增益；以及

第二增益控制器，响应于帧同步的结果，调整增益，信元定时恢复的结果将乘以该增益。

6.如权利要求5所述的突发模式接收机，其中，第一增益控制器以反馈类型形成，从帧同步之前预定的间隔输入的信号，来计算可变增益放大器的增益，并在间隔结束之后，继续保持所计算的增益。

7.如权利要求5所述的突发模式接收机，其中，第二增益控制器以前馈类型形成，从帧同步之前预定的间隔输入的信号，来计算可变增益放大器的增益，并且从间隔结束之后，继续保持所计算的增益。

8.如权利要求1所述的突发模式接收机，其中，滤波单元包括用来对输入信号进行陷波滤波的陷波滤波器。

9.如权利要求8所述的突发模式接收机，其中，如果陷波滤波器被用来滤波数字信号，则载波检测单元就被信元定时恢复单元与增益控制单元中的一个共享。

10.如权利要求8所述的突发模式接收机，其中，如果陷波滤波器被用来滤波模拟信号，则载波检测单元就被信元定时恢复单元与增益控制单元中的一个共享。

11.如权利要求8所述的突发模式接收机，其中，如果滤波单元没有陷波滤波器，则载波检测单元就被信元定时恢复单元与增益控制单元中的一个共享。

12.如权利要求1所述的突发模式接收机，其中，信元定时恢复单元与帧同步器不受增益控制单元中确定的增益的影响。

13.如权利要求1所述的突发模式接收机，其中，均衡单元由判定反馈均衡器形成。

14.如权利要求1所述的突发模式接收机，其中，载波恢复电路是反馈载波相位恢复电路。

15.如权利要求1所述的突发模式接收机，其中，输入信号由符合突发模式协议的至少一个或多个发送器发送的、至少一个或多个分组形成，且每一个分组具有：包含指示分组类型的信息的前同步码区域、和包含实际数据的有效载荷区。

16.如权利要求15所述的突发模式接收机，其中，增益控制单元、信元定时恢复单元、帧同步器、均衡单元、以及载波恢复单元在前同步码间隔内完成初始化同步，并在前同步码间隔之后，进入正常状态。

17.如权利要求1所述的突发模式接收机，还包括：

限幅器，响应于帧同步结果和载波恢复结果，确定一个信元。

18.如权利要求17所述的突发模式接收机，还包括：

更新单元，响应于限幅器的输出，更新在均衡和载波同步中使用的系数。

19.一种突发模式接收机，包括：

滤波器单元，接收从电话线输入的模拟信号，并对该信号进行滤波；

可变增益放大器，以预定的倍滤放大该输入信号；

模数转换器，把该被放大的信号转换成数字信号；

载波检测/信元定时恢复单元，从经过滤波的信号中检测载波，并响应于载波检测结果，来恢复信元定时；

第一增益控制器，响应于载波检测结果，调整可变增益放大器的增益；

帧同步器，响应于载波检测结果，执行帧同步；

第二增益控制器，如果帧同步完成，则第二增益控制器响应于帧同步的结果，调整增益，信元定时恢复结果将乘以该增益；

均衡单元，响应于帧同步的结果，把通过将信元定时恢复结果乘以该增益而得到的信号进行均衡；以及

载波恢复单元，响应于帧同步的结果，从被均衡的信号中恢复载波。

20.如权利要求19所述的突发模式接收机，其中，滤波单元包括：

带通滤波器，接收模拟信号，并把包括在预定频带中的信号提供到可变增益放大器；

回波消除器，产生回波双重信号；

加法器，从可变增益放大器的数字输出信号中减去回波双重信号，该数字输出信号是通过模数转换器输入的，并把该相减的结果提供到第一增益控制单元；

陷波滤波器，响应于加法器的相减的结果，去除包括在窄带频率区域中的信号；

乘法器，把陷波滤波器的输出信号乘以预定的载波频率；以及

低通滤波器，使乘法器的输出信号平滑，并把平滑的信号输出到载波检测/信元定时恢复单元。

21.如权利要求19所述的突发模式接收机，其中，第一增益控制器以反馈类型形成，从帧同步之前预定的间隔输入的信号，来计算可变增益放大器的增益，并在间隔结束之后，继续保持所计算的增益。

22.如权利要求19所述的突发模式接收机，其中，第二增益控制器以前馈类型形成，从帧同步之前预定的间隔输入的信号，来计算可变增益放大器的增益，并在间隔结束之后，继续保持所计算的增益。

23.如权利要求19所述的突发模式接收机，其中，信元定时恢复单元与帧同步器不受第一增益控制单元中确定的增益的影响。

24.如权利要求19所述的突发模式接收机，其中，均衡单元由判定反馈均衡器形成。

25.如权利要求19所述的突发模式接收机，其中，载波恢复电路是反馈载波相位恢复电路。

26.如权利要求19所述的突发模式接收机，其中，输入信号由符合突发模式协议的至少一个或多个发送器发送的、至少一个或多个分组形成，且每一个分组具有：包含指示分组类型的信息的前同步码区域、和包含实际数据的有效载荷区。

27.如权利要求26所述的突发模式接收机，其中，第一和第二增益控制器、载波检测/信元定时恢复单元、帧同步器、均衡单元、以及载波恢复电路在前同步码间隔内完成初始化同步，在前同步码间隔之后，进入正常状态。

28.如权利要求19所述的突发模式接收机，还包括：

限幅器，响应于帧同步结果和载波恢复结果，确定一个信元。

29.如权利要求28所述的突发模式接收机，还包括：

更新单元，响应于限幅器的输出，更新在均衡和载波同步中使用的系数。

30.一种突发模式接收机，包括：

滤波器单元，接收从电话线输入的模拟信号，并对该信号进行滤波；

可变增益放大器，以预定的倍滤放大该输入信号；

模数转换器，把该被放大的信号转换成数字信号；

载波检测/增益控制单元，检测经过滤波的信号的载波，并响应于载波检测结果，来控制可变增益放大器的增益；

信元定时恢复单元，响应于载波检测结果，恢复经过滤波的信号的信元定时；

帧同步器，响应于载波检测结果，执行帧同步；

增益控制单元，如果帧同步完成，则增益控制单元响应于帧同步的结果，调整增益，信元定时恢复结果将乘以该增益；

均衡单元，响应于帧同步的结果，把通过将信元定时恢复结果乘以该增益而得到的信号进行均衡；以及

载波恢复单元，响应于帧同步的结果，从被均衡的信号中恢复载波。

31.如权利要求30所述的突发模式接收机，其中，滤波单元包括：

带通滤波器，接收模拟信号，并输出包括在预定频带中的信号；

陷波滤波器，去除包括在经过带通滤波的信号中的窄范围频率区域中的信号，并把结果输出到可变增益放大器中；

回波消除器，产生回波双重信号；

加法器，从可变增益放大器的数字输出信号中减去回波双重信号，该数字输出信号是通过模数转换器输入的，并把该相减的结果提供到载波检测/增益控制单元；

乘法器，把加法器的相减的结果乘以预定的载波频率；以及

低通滤波器，使乘法器的输出信号平滑，并把平滑的信号输出到信元定时恢复单元。

32.如权利要求30所述的突发模式接收机，其中，滤波单元包括：

带通滤波器，接收模拟信号，并把包括在预定频带中的信号输出到可变增益放大器中；

回波消除器，产生回波双重信号；

加法器，从可变增益放大器的数字输出信号中减去回波双重信号，该数字输出信号是通过模数转换器输入的，并把该相减的结果提供到载波检测/增益控制单元；

陷波滤波器，响应于加法器相减的结果，去除包括在窄范围频率区域中的信号；

乘法器，把陷波滤波器的输出信号乘以预定的载波频率；

切换单元，被连接到陷波滤波器与载波检测/增益控制单元的输入/输出终端，在载波检测/增益控制单元完成载波检测前，把陷波滤波器的输出信号提供到载波检测/增益控制单元，在载波检测/增益控制单元完成载波检测后，把陷波滤波器的输入信号提供到载波检测/增益控制单元；以及

低通滤波器，使乘法器的输出信号平滑，并把平滑的信号输出到载波检测/信元定时恢复单元。

33.如权利要求30所述的突发模式接收机，其中，载波检测/增益控制单元与增益控制单元从预定间隔内输入的信号，来计算可变增益放大器的增益，在间隔结束之后，继续保持所计算的增益。

34.如权利要求30所述的突发模式接收机，其中，信元定时恢复单元与帧同步器不受载波检测/增益控制单元中确定的增益的影响。

35.如权利要求30所述的突发模式接收机，其中，均衡单元由判定反馈均衡器形成。

36.如权利要求30所述的突发模式接收机，其中，载波恢复电路是反馈载波相位恢复电路。

37.如权利要求30所述的突发模式接收机，其中，输入信号由符合突发模式协议的至少一个或多个发送器发送的至少一个或多个分组形成，每一个分组具有：包含指示分组类型的信息的前同步码区域、和包含实际数据的有效负荷区。

38.如权利要求37所述的突发模式接收机，其中，载波检测/增益控制单元、增益控制单元、信元定时恢复单元、帧同步器、均衡单元、以及载波恢复电路在前同步码间隔内完成初始化同步，在前同步码间隔之后，进入正常状态。

39.如权利要求30所述的突发模式接收机，还包括：

限幅器，响应于帧同步结果、和载波恢复结果，确定一个信元。

40.如权利要求38所述的突发模式接收机，还包括：

更新单元，响应于限幅器的输出，更新在均衡和载波同步中使用的系数。

41.一种突发模式接收方法，包括：

接收来自符合突发模式协议的发送器的信号；

检测信号的载波，并检测突发的粗略位置；

响应于载波检测结果，执行粗略增益控制、信元定时恢复、和帧同步；以及

如果帧同步完成，则响应于帧同步，执行精细增益控制、信号的均衡、以及载波恢复。

42.如权利要求41所述的突发模式接收机，还包括：通过更新在均衡和载波恢复操作中使用的变量，以提高信元检测的精确度。

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