TWI222297B - DSL receivers for TCM-ISDN environments and methods of operating same - Google Patents

Description

1222297 五、發明說明（1) 本申請案主張申請於2 0 0 2年5月22曰之韓國專利申請 案第2002-28477號的優先權。在此合併上述案之全部揭 露内容以為參考。 鳘明所屬之技術領域 本發明是有關於一種通訊系統及方法，且特別是有 關於一種多載波（M u 1 t i c a r r i e r )通訊系統及方法。 先前技術 隨著超高速通訊應用之需求增加，例如網際網路應 用，也增加了安裝及服務費用相對低廉的高速通訊服務 之需求。為了因應此等需求，已經提出或提供了使用既 有房子或辦公室内之舊有銅質電話線的多種數位式用戶 線路（various Digital Subscriber Line 簡稱xDSL)版 本。這些x D S L服務包括：用以取代既有T 1線的高資料速 率DSL (HDSL)、使用一絞線對（twisted- pair)銅質線以 取代既有T1或E1線的對稱性DSL (SDSL)、以及能在公眾 交換電話網路（PSTN)環境中傳輸大容量資料的非對稱性 DSL (ADSL) ° A D S L的所謂’非對稱性’係指從中央辦公室（c e n t r a 1 office簡稱CO)下載到遠端終端機（remote terminal簡稱 RT )比從遠端終端機到中央辦公室有較大的頻寬與較大的 資料傳輸量。在典型的ADSL應用中，經常是使用既有的 電話線’其可能同時以高速傳輸資料且使用普通舊有電 話服務（Plain Old Telephone Service 簡稱 POTS)。一種 典型的ADSL傳輸率是在下載方向有8Mbps而在上傳方向有

11446pif.ptd 第8頁 1222297 五、發明說明（2) 640Kbps ° 不幸地$吕如何，被調變訊號，例如d s l載波，可 轉送電磁，置到被安置在同一繞線束中相鄰的銅線，此 種電磁能里之交互搞合稱為交互干擾（cr〇sstalk)。在典 型的電話網路’一對絕緣的銅線及被稱為繞線裝訂物 (cW 在—起，載有導體之相鄰通道安置 在，一，1:δ丁物中，且在相同的頻率範圍内傳送與接 收貧訊通㊉:產生明顯的交互干擾，其結果使得，傳送 的波形也許多少會改變接收訊？虎。 這種交互干擾可以分成兩類：近端干擾（near· end crosstalk 簡稱 NEXT)與遠端干擾（far end cr〇sstalk 簡 稱FEXT)。一般NEXT是比較明顯，這是因為在纜線的一端 k傳达器所產生之咼能量訊號可以在由接收器所接收的 讯號上造成由纜線的同一端所耦合非常大的交互干擾。 相對地，FEXT是由安置在纜線另一端的設備所產生，且 一般比NEXT小’因為銅線典型地會衰減遠端產生之干 涉0 時間壓細夕工整體服務數位網路（T丨m e c 〇 m p r e s s i ο η

Multiplexing Integrated Service Digital Network 簡 稱T CM - ISDN)在所謂TCM時序參考（TTR)之週期中反覆地實 施上傳與下載資料傳輸。在TTR的第一個半週期中，ISDN 中央辦公室傳輸資料到I SDN遠端終端機，在TTR的第二個 半週期中，I S D N遠端終端機傳輸資料到I s D N中央辦公 室。在TCM-ISDN中，NEXT與FEXT雜訊的來源一般被稱為，

1 1446pi f.ptd 第9頁 1222297 五、發明說明（3) TCM-ISDN 干涉（interference)，。 為了在TCM-ISDN環境下通訊，當FEXT是干涉主要來 源的期間，A D S L送收器典型地傳送大量的資料，而當 N E X T是干涉主要來源的期間，A D S L送收器傳送相對少量 或是沒有傳送資料。一種用以減少N E X T干涉的技術稱為 雙位元映射（dual bi t-map簡稱DBM)技術，其中相對NEXT 與FEXT期間，使用不同的位元映射。另一種技術稱為單 位元映射（s i n g 1 e b i t - m a p簡稱S B Μ )技術，其中資料僅在 FEXT為主的期間傳送。此外另一種技術稱為SNR技術，其 依據訊號對雜訊比來選擇使用DBΜ或SBM技術。 在TCM-ISDN環境且提供有ADSL服務的應用下，可以 在ADSL·月艮務與TCM— I SDN月艮務之間實施精確的網路時間同 步。另外，在資料係使用DBM方法傳送的例子，傳送速率 可以有最大。在處於TCM-ISDN環境之ADSL系統中，一個 框的長度是2 5 0 * ( 6 8 / 6 9 )微秒，也就是，約為2 4 6微秒。 一個框是與一串345個框一起提供，也就是長度為 250*(68/69)*345 ，亦即，85ms 。 在眾多ADSL調變器標準的增補條款間，ADSL附件C要 求在初始程序的一開始，接收側（亦即遠端終端機）相對 於送出側（亦即中央辦公室）必須採用超框同步 (hyperframe synchronization)，此超框同步典型是在 框同步達到後實施的。依據ADSL附件C，在初始程序中， 中央辦公室同步傳送276KHz的領航音（pilot tone)及 207KHz的TTR指標音（indication tone)，從指標音的相

11446pif.ptd 第10頁 1222297 五、發明說明（4) 位來決定接收的框是NEXT框或是FEXT框。因此，在框同 步達到，且遠端終端機藉由分析TTR指標音的相位決定了 接收的框是N E X T框或是F E X T框後，是可能決定在超框 (hyperframe)中一序列數目的接收框。 發明内容 在本發明的一些實施例中，一種數位式用戶線路 (DSL)接收器包括一離散式多音階（DMT)接收器電路，其 用以接收一DSL訊號，且產生對應此DSL訊號之各自的頻 率區隔多工音之訊號取樣。此接收器更包括一同步電 路，其用以從DMT接收器電路所產生之這些訊號取樣，來 決定由這些複數個頻率區隔多工音之一所帶有之交互干 擾源指標訊號，例如：整體服務數位網路（I S D N )時序參 考指標訊號，的相位資訊，且因應該已決定之相位資訊 而決定此DSL訊號之框時序。特定地，DMT接收器電路可 包括··一緩衝器，其用以接收並儲存DSL訊號之取樣；以 及一快速傅立葉轉換器（FFT)，其用以由DSL訊號之已儲 存取樣，來產生這些複數個頻率區隔多工音各自的訊號 取樣。此同步電路可用以因應已決定之相位資訊，而控 制從緩衝器到F F T之D S L訊號之已儲存取樣的轉換。 在本發明更多的一些實施例中，一種數位式用戶線 路（D S L )接收器，包括：將時序訊號轉換成頻域訊號之一 解碼器；依照框邊界提供經由數位式用戶線路接收之訊 號給解碼器之一緩衝器；以及利用相位資訊串來執行框 同步之一框同步器。如果有相位資訊不是對應到第一相

11446pi f.ptd 第11頁 1222297 五、發明說明（5) 位或第二相位，則框同步器變更框邊界。而經由數位式 用戶線路接收之訊號係2 0 7 KHz的TTR指標訊號及2 7 6 KHz的 領航訊號。上述框邊界係變更3 2取樣，亦即，T T R指標訊 號之一週期與領航訊號之一週期的最小公倍數。 在本發明更多的一些實施例中，由解碼器所產生之 相位資訊係T T R指標訊號之相位資訊。第一相位係對應到 遠端干擾（F E X T )週期之相位，且第二相位係對應近端干 擾（N E X T )週期之相位。 在本發明其他的一些實施例中，提供有經由數位式 用戶線路（DSL)來接收框訊號的接收器，此DSL安排在緊 鄰於一 T C Μ - I S D N系統之通訊線路。此接收器包括：用以 轉換類比訊號到數位訊號之類比到數位轉換器；一第一 緩衝器，其接收並儲存類比到數位轉換器所產生之數位 訊號，且依儲存的順序並與框邊界同步，連續輸出串列 數位資料；用以將由第一緩衝器產生之串列數位資料轉 換成並行數位訊號之一第二緩衝器；一快速傅立葉轉換 器，其將由第二緩衝器產生且在時域訊號内之並行數位 資料轉換成頻域訊號；以及一框同步電路，其接收並儲 存由快速傅立葉轉換器所產生之相位資訊串，且使用儲 存的相位資訊來執行框同步。 如果儲存的相位資訊串對應到不是第一相位或第二 相位，則框同步電路控制將要改變的框邊界。框同步電 路可包括：一相位儲存單元；以及一框同步器，用以將 快速傅立葉轉換器所輸出之相位資訊串儲存入相位儲存

11446pi f.ptd 第12頁 1222297 五、發明說明（6) 單元中，並且如果有相位資訊對應到既不是第一相位也 不是第二相位時，則控制在第一緩衝器之將被改變的框 邊界。 在本發明更多的一些實施例中，提供有一種接收器 之框同步方法，此接收器經由數位式用戶線路（D S L )接收 框訊號，此D S L安排在緊鄰於一 T C Μ - I S D N接收器之通訊線 路，此框同步方法包括：（a )從框邊界連續地接收複數個 框；（b )偵測包含在相關的已接收框中之TTR指標訊號的 相位資訊；（c )在已偵測的相位資訊中，決定是否有相位 資訊對應到不是第一相位或第二相位；（d )如果有相位資 訊對應到不是第一相位或第二相位，則控制將被改變的 框邊界一預定時間；以及（e )重複步驟（a )到（d )，直到所 有已偵測的相位資訊對應第一相位與第二相位之任一 者。在本發明的一些實施例中，步驟（d)中，框邊界係變 更32取樣，亦即，2 0 7KHz的TTR指標訊號之一週期與 2 7 6 Κ Η z的領航訊號之一週期的最小公倍數。 在本發明其他的一些實施例中，提供有一種通訊系 統之框同步方法，此通訊系統具有複數個框且經數位式 用戶線路（DSL)來執行通訊，此DSL安排在緊鄰於一 T C Μ - I S D Ν系統之通訊線路，此方法包括：（a )從框邊界連 續地接收複數個框；（b )儲存包含在相關的已接收框中之 T T R指標訊號的相位資訊；（c )根據已儲存的相位資訊， 來定義相關的框為第一與第二型之任一者；（d )在該些框 中，決定是否有框不是被定義為第一與第二型；（e)如果

11446pif.ptd 第13頁 1222297 五、發明說明（7) 有框不是被定義為第一與第二型，則控制將改變的框邊 界一預定時間；（f )重複步驟（a )到（e )，直到所有框被定 義為第一與第二型之任一者；以及（g)當所有框被定義為 第一與第二型之任一者時，致動框同步訊號。 實施方式： 現在本發明將配合所附圖式詳細說明實施例，雖然 本發明在本文中係參考特定應用之例示性具體形式加以 說明，但應了解本發明不受這些實施例之限制。這些實 施例是以熟悉此藝者可帶過、實施、並瞭解其觀念的方 式來提供，業界具有普通技術及接觸本文中所提供教示 事項之人士均將認知在其範疇内之額外修改形式、應 用、及具體形式，以及本發明將具有顯著用途之額外領 域。在圖中，當元件被指為π連接π或π搞接π至另一元件 時，其可為直接連接或耦接至另一元件，或可能存在介 於其間之元件。相對地，當元件被指為π直接連接π或’’直 接耦接’’至另一元件時，則不存在有介於其間之元件。相 同的參考號碼全文中參考到相同的元件。 第1圖繪示普通舊有電話服務（POTS)及xDSL服務之頻 譜分布圖。請參照第1圖，水平及垂直軸各自代表頻率及 能量。如眾所皆知，典型P 0 T S頻帶1 0 0係介於由0 Η z到 3. 4KHz之範圍間，典型xDSL頻帶1 10係介於由30ΚΗζ到某 些更高頻率界線1 1 2之範圍間，此更高頻率界線1 1 2取決 於所應用之X D S L技術的型式，提供分離或警界帶1 0 2係為 了分離POTS頻帶1 00與xDSL頻帶1 1 0的訊號，以使POTS月艮

11446pi f.ptd 第14頁 1222297 五、發明說明（8) 務與X D S L服務可以並存於同一線中。 第2圖繪示交互干擾效應，其係當ADSL中央辦公室之 送收器經由繞線束2 0 0連接到a D S L遠端終端機之送收器 2 2 2，且在ISDN中央辦公室（isDN-CO)210及ISDN遠端終端 機（I S D N - R T ) 2 1 2間的T C Μ - I S D N連線共享此纜線束時。在 TTR的第一個半週期中，當資訊由ISDN中央辦公室210傳 輸到I S D N遠端終端機2 1 2時，係使用厚實線來指出，a D s L 中央辦公室220由ISDN中央辦公室210接收到NEXT雜訊， 且ADSL遠端終端機222由ISDN中央辦公室210接收到FEXT 雜訊。因為ADSL遠端終端機222在ADSL中央辦公室220與 ADSL遠端終端機2 2 2之間做ADSL下載傳輸時接收到FEXT雜 訊，此TTR的前半週期叫為，，FEXT週期π 。 在TTR的第二個半週期中，當資訊由ISDN遠端終端機 2 1 2傳輸到I S D N中央辦公室2 1 0時，係使用薄虛線來指 出，ADSL遠端終端機222由ISDN遠端終端機212接收到 NEXT雜訊，且ADSL中央辦公室220由ISDN遠端終端機212 接收到FEXT雜訊，因為ADSL遠端終端機2 2 2在ADSL中央辦 公室2 2 0與ADSL遠端終端機2 2 2之間做ADSL下載傳輸時接 收到NEXT雜訊，此TTR的前半週期叫為1’ NEXT週期π 。在 ADSL遠端終端機22 2與ADSL中央辦公室220之間做上傳傳 輸時，NEXT與FEXT週期係為相反。這是因為在TTR的第一 個半週期ADSL中央辦公室2 2 0由ISDN中央辦公室210接收 到NEXT雜訊，且在TTR的第二個半週期由ISDN遠端終端機 2 1 2接收到FEXT雜訊。

第15頁 1222297 五、發明說明（9) NEXT與FEXT雜訊典型地會影響ADSL系統效能，在典 型A D S L傳輸連結的初始中，a D s l系統典型地評估影響此 傳輸連結的雜訊程度。通常，因為典型地ΝΕχτ雜訊比 FEXT雜訊要大’ ADSL的傳輸量（thr〇Ughput)會顯著降 地，當此傳輸連結變長時這降低就會更嚴重。 第3圖緣示TCM-ISDN訊號的能譜密度以及ADsl服務的 NEXT或FEXT的能譜密度。由此可見，ΝΕχΊ^^訊之強度通 常比F EXT雜訊之強度大，且FEXT雜訊隨著距離d增加而衰 減。例如：當介於ADSL中央辦公室與ADSL遠端終端機2 2 2 間之距離為2.07Km時，FEXT雜訊大於當距離為3.97Km 者。 第4圖繪示在ISDN中央辦公室210與ISDN遠端終端機 2 1 2間傳送資料所用示範的τ T R訊號，以及從A D S L中央辦 公室2 2 0傳送到ADSL遠端終端機2 2 2的符號（例如框）。如 圖所示，TTR訊號的頻率是400Hz，且標準DMT框的長度是 2 4 6 · 3 7 6 8微秒。因此，T T R訊號是每3 4個週期與3 4 5個框 同步一次，和T T R訊號的3 4個週期一致的3 4 5個框叫做π超 框丨丨。 第5圖係顯示在TCM-ISDN TTR訊號的34個週期間， ADSL訊號的1個超框之表格。在第5圖中，有陰影部分表 示對應到FEXT週期的框，而沒有陰影部分表示對應到 NEXT週期的框。在第5圖中，決定框為FEXT框或NEXT框的 基準是由垂直的虛線來決定。 當正確地決定了從A D S L中央辦公室2 2 0所接收來的訊

11446pi f.ptd 第16頁 1222297 五、發明說明（ίο) 號是處於FEXT週期的訊號或是處於NEXT週期的訊號何者 時，ADSL遠端終端機222可以正確地解碼由ADSL中央辦公 室2 2 0所傳送出的訊號。 第6圖繪示根據本發明之一些實施例中的a D S L系統之 電路圖。此糸統包括傳送器6 0 0、通道（c h a η n e 1 ) 6 1 0 (例 如電活線）、以及接收器6 2 0。傳送器6 0 0包括正交振幅調 變（quadrature amplitude modulation 簡稱QAM)編碼器 601 、反向快速傅立葉轉換器（inverse fast Fourier transformer簡稱IFFT)602、並行至串列轉換器 (parallel-to-serial converter ) 603、以及婁文位至類比 轉換器6 0 4。接收器6 2 0包括有離散式多音階（d i s c r e t e multi tone簡稱DMT)接收器電路6 3 0，其包括濾波器/類比 至數位轉位器（ADC)621、時域等化器（time-domain equalizer簡稱TEQ)622、先進先出（FIFO)緩衝器623、串 列至並行轉換 $(serial-to-parallel converter)624、 快速傅立葉轉換器（fast Fourier transformer簡稱FFT) 625 頻域專化器(frequency-domain equalizer 簡稱 F E Q ) 6 2 7、以及Q A Μ解碼器6 2 8。此接收器6 2 0更包括有同 步電路6 2 6。通道610耦接傳送器6〇〇與接收器62〇，其也 許包括’舉例為傳輸線例如是電話網路，以及其他連接 傳送器6 0 0與接收器6 2 0之元件。 D Μ Τ編碼技術可用來提供用以傳送資訊的複數個副通 運（subchannel)。一般來說，ADSL可以提供256個獨立的 副通道（或音階）’其可藉由將〇 K H z到丨· 1 〇 4 M H z之區間，

11446pif.ptd 第17頁 1222297 五、發明說明（11) 内有POTS使用OKHz到20KHZ之，，内帶（inner band)” ，分割 成為4 · 3 1 2 5 Κ Η z區段而獲得。如眾所皆知，每一副通道可 由Q AM編碼器6 0 1來調變且每_複數個副通道應用複數個 位凡，而這些位元以符號或群組來傳送或接收。 ^ IFFT 6 0 2轉換從QAM編碼器601所輸出之2 5 6 QAM符號 變為512-取樣DMT 符號（512〜sample DMT symbols)。由 IFFT 602所產生之並行DMT符號藉由並行至串列轉換器 6 〇 3轉換成為串列型式。數位至類比轉換器6 〇 4轉換數位 取樣成為類比訊號。此類比訊號經數位至類比轉換器6 〇 4 内提供之低通濾波器做低通濾波後，再經由通道6丨〇傳送 出去。 一般而言，在用作傳送資料的通道内，如果通道的 振幅4寸性（例如增ϋ )以及群組延遲（g r 〇 u p d e 1 a y )特性為 固定，則通道失真並不明顯地影響訊號。但是，因為實 際的通道典型地並沒有固定頻率特性，訊號也許會被通 道失真所影響。如果通道失真很大，訊號之影響也許也 會很大。特定地，失真可造成通道内干涉 (inter-channel interference 簡稱ICI)以及符號内干涉 (inter-symbol interference 簡稱ISI)。 接收器6 2 0之濾波器/ADC 621可經由通道610接收到 失真的符號。在濾波器/ A D C 6 2 1中，使用低通濾波器來 衰減高頻雜訊，且濾波後之DMT符號被轉換成為5 1 2數位 取樣。這些數位取樣被送到時域等化器6 2 2。此時域等化 器6 2 2減少了在數位取樣之符號間的干涉，且產生了串列

11446pi f.ptd 第18頁 1222297 五、發明說明（12) 取樣串，並依序儲存到F I F 0緩衝器6 2 3中。如眾所熟知， FIFO緩衝器623先輸出先進入的資料。fif〇緩衝器623係 作為框同步之用，如下詳述。 從F I F 0緩衝器6 2 3所輸出之串列取樣串被提供到串列 至並行轉換為6 2 4 ’其產生5 1 2並行之符號的取樣。此串 列至並行轉換器6 2 4接收並儲存經由F丨F 〇緩衝器6 2輸出的 取樣串’且其可與緩衝器建構在一起，當所儲存的取樣 之數目是512時，其同時輸出這些儲存的取樣。這512時 域符號被提供到5 1 2 -點F F T 6 2 5並藉由此ρ f T 6 2 5轉換成 為頻域符號。頻域符號被提供到頻域等化器β 2 7，此頻域 等化器627校正了由通道610所引入的振幅與相位的失 真，並提供校正過的符號給QAM解碼器6 2 8。而QAM解碼器 6 2 8對輸入資料執行Q A Μ解碼功能，並輸出接收的資料 RD 〇 ^ 傳送器6 0 0 (例如根據A D S L附件C之A D S L中央辦公室的 傳送器）可在通訊初始程序中，產生與TTR訊號同步的超 框’且可根據各自的符號之超框中的位置，其有關於TTR 指標音（例如第4 8音），而藉由應用相位資訊來傳送此超 框。當在超框之NEXT週期時，TTR訊號的相位具有+ 45。 相位，當在超框之FEXT週期時，TTR訊號的相位具有 ~ 4 5。相位。在初始程序中，包括於接收器6 2 〇 (例如遠端 終端機）之同步電路6 2 6分析了 &ADSL中央辦公室經通道 所收來的TTR訊號，且控制了接收器62〇，使其操作在與 傳送器600所傳送之超框同步之下。同步電路626之操作

11446pif >ptcj 第19頁 1222297 五、發明說明（13) 由詳細描述如下。 當電源供給至ADSL中央辦公室220之傳送器，或ADSL 遠端終端機2 2 2 切斷然後再重新供給，且/或當在中央辦 公室與安裝在用戶房子内的ADSL調變器停止然後重新開 始時，ADSL中央辦公室220與ADSL遠端終端機222典型地 做通訊初始。一般而言，此初始程序包括啟動確認與初 始要求、對中央辦公室與用戶終端機兩者間的送收器訓 練（transceiver training)、對中央辦公室與用戶終端 機兩者間速率要求的交換（exchange of rate request )、通道分析、以及對中央辦公室與用戶終端機 兩者間傳送器設定資訊（例如位元分布表）的交換。根據 A D S L附件C，當在初始程序中，中央辦公室2 2 〇對初始要 求做確認且輸出T T R指標訊號。A D S L遠端終端機2 2 2分析 此T T R指標訊號，分類由中央辦公室2 2 0傳來的符號是 F E X T符號或是N E X T符號，然後執行超框同步。理想上， 接收器6 2 0會從超框的弟一個框開始接收超框資訊，這基 本上是使用傳統技術不可能的。但是，根據本發明之一 些實施例，接收器（例如第6圖的接收器6 2 0 )可以基於T T R 指標訊號（TTR_I )的相位而達到框同步。 第7圖繪示根據本發明之一些實施例中，如第6圖的 同步電路626之詳細架構圖。同步電路626包括框同步器 (frame synchronizer )701、相位儲存單元（phase storage unit)702 、關聯器（correlator)703 、以及超框 儲存單元（hyper frame storage un i t) 7 0 4 〇

11446pif.ptd 第20頁 1222297 五、發明說明（14) 第8圖繪示根據本發明之更多實施例中，如第7圖的 同步電路6 2 6之示範的框同步程序的流程圖。而第9圖綠 示對應這種程序的時序圖。請同時參考第8圖與第7圖， 在步驟S 8 0 0 ’框同步器7 〇 1設定一内部計數器之值n為 ’ 0 ’ 。每一次收到對應一個框之複數個取樣，此内部計數 器之值N增加1 。在步驟S801 ，框同步器701倩測從FFT 625輸出之第48音（亦即，TTR指標訊號（TTR 一 I))並儲存此 偵測之相位資訊至相位儲存單元7 〇 2。在步驟S 8 0 2，内部 計數器之值N增加1 。在步驟s 8 0 3，框同步器7 0 1決定是否 内部計數器之值N等於1 1。如果内部計數器之值n不等於 I 1 ’則程序回到步驟S 8 0 1。如果内部計數器之值n等於 II ’在相位儲存單元7〇2儲存有11個框之取樣數量的TTr 資訊，則程序接續到步驟S 8 0 4。 在步驟S 8 0 4，框同步器7 〇 1使用儲存在相位儲存單元 7 0 2中的相位資訊，來分類此取樣群組（亦即候選框）^特 別地，從傳送器6 0 0傳送來的TTR指標訊號（TTR_IR)包括 表示FE XT週期之+45。相位資訊或表示NEXT框的-45。相 位資訊。在第9圖傳輸的樣型τ X —框中，"f "表示ρ E X T週期 且π Νπ表示NEXT週期。 ’ 以下請參考第9圖將描述框同步器7 〇 1中定義框的示 範操=。由接彳$器6 2 0接收之TTR指標訊號（ttrj )包括第 及第一相位資訊’其相對於框邊界（frame boundary) =是+ 45。或—45。。以儲存於相位儲存單元7 0 2中的相位 資訊為基礎’框同步器7 〇 1定義個別的丨丨個取樣群組為第

11446pif.ptd 第21頁 1222297 五、發明說明（15) 一型T或第二型Τ’ 。 例如’如第9圖所示’一串具有相同的相位之候選框 801-803分類成第一型Τ，而具有不同於框8〇1—8〇3的相位 之候選框8 0 5 - 8 0 9分類成第二型τ，。因為從傳送器6 〇 〇傳 送來的FEXT相位與NEXT相位兩者都發生於框8 0 4，故框 8 〇 4不能分類為T型或T ’型。這樣的候選框定義為第三型 ϋ。這造成如第9圖所示之接收的樣型Rx—框〇。 請再參考第8圖，框同步器7 〇 1決定是否内部計數器 之值於11的理由是要知道是否框不可以被分類為第一 樣型T或第二樣型T ’ 。内部計數器之值n所比較的值是可 能變更的且其為本發明之範疇。在步驟S 8 0 5，參考到接 收的樣型RX—框0，框同步器701決定是否候選框應該被分 類為U型，例如第9圖所示，框8 0 4被分類為第三樣型U。 如果框被分類為ϋ型，則程序接續到步驟S 8 0 6。 在步驟S 8 0 6，致動用以控制F I F 0緩衝器6 2 3的控制訊 號C T R L，以改變框邊界。經由通道6 1 0所接收之相對的符 號（框）由5 1 2取樣所組成，換句話說，頻率為2 7 6 Κ Η ζ的導 航音（亦即第64音）的一個週期包括512/64 ( = 10. 666667) 取樣，且TTR指標音（亦即第48音）的一個週期係同步於每 一第32取樣，其係為8與1 0. 6 6 6 6 6 7的最小公倍數（LCM)。 因此，為了不更改導航音與TTR指標音兩者的相位，開始 接收此接收訊號的位置被移了 3 2取樣。 如果框同步器7 0 1輸出的控制訊號c τ R L致動了 ，貝|J F I F 0緩衝器6 2 3移除3 2取樣，其對應到導航音的4個週期

11446pif.ptd 第22頁 1222297 五、發明說明（16) 與TTR指標音（TTR_Ir) 的3個週期，並在移除資料後輸出 資料。換句話說，移動了 F I F 0緩衝器6 2 3輸出之取樣的框 邊界。 在步驟S 8 0 6後，程序回到步驟S 8 0 0 ，其中重新初始 内部計數器之值N且重複上述的步驟。結果就是，如第9 圖所示之接收的樣型R X _框1由框同步器7 0 1所決定。如第 9圖所示，因為接收的樣型R X _框1包括U型候選框8 1 0， F I F 0緩衝器6 2 3再次移動框邊界3 2取樣。 再一次於步驟S8 0 0中，初始内部計數器之值N且重複 上述的步驟。結果就是，接收的樣型RX_框2由框同步器 701所決定。因為接收的樣型RX_框2仍然包括不明型（U 型）的候選框81 1 ，FIFO緩衝器6 2 3再次移動框邊界3 2取 樣。 再一次於步驟S8 0 0中，初始内部計數器之值N且重複 上述的步驟。結果就是，如第9圖所示，不包括U型框之 接收的樣型RX_框3被產生，亦即，達到了框同步。因 此，在步驟S 8 0 5後，程序接續到步驟S 8 0 7。 在步驟S 8 0 7中，框同步器7 0 1致動了框同步訊號 F_SYNC。在步驟S808中，框同步器701使用FFT 625所提 供之相位資訊，來決定現在所接收之框是F E X T框或N E X T 框，並根據所決定的結果來輸出干擾型指標訊號F / N。例 如，藉由決定現在所接收之框是T型或T ’ 型，而也許輸 出干擾型指標訊號F/N。

上述技術可正確地決定接收之框是F E X T框或N E X T

11446pif.ptd 第23頁 1222297 五、發明說明（17) 框。根據框同步訊號F_SYNC之致動，關聯器7〇3比較由框 同步器701所提供之干擾訊號與超框儲存單元7〇5所儲存 之超框，並決定在超框中現在所接收之框的一序列數 目。如果關聯器7 0 3找到現在所接收之框的此序列數目， 則内部計數器上數其值，以在超框邊界，亦即，在放置 最後一個框的位置，致動超框同步訊號H F _ s γ N C。 回應此超框同步訊號H F — S Y N C之致動，此超框同步被 完成’且執行訓練程序（亦即A D S L的初始程序）。在達到 超框同步之後，ADSL中央辦公室220與ADSL遠端終端機 222可在FEXT週期傳送/接收大量的資料，且可在ΝΕχτ週 期傳送/接收小量的資料，以減少交互干涉干擾的負面效 應。在上述實施例中，可使用移動位置的簡單方法達到 框同步，其中接收訊號是移動了 3 2取樣，而不改變導航 音及/或T T R指標音的相位。 第1 0圖繪示在接收器6 2 0執行框同步之前，由快速傅 立葉轉換器FFT 6 2 5輸出的TTR指標訊號TTR—IR之相位。 如上述，T T R指標訊號（T T R _ IR)之相位包括在F e X T週期的 第一相位與在N E X T週期的第二相位。但是，如第1 〇圖所 示，當接收器6 2 0接收由接收起始位置（SP 0 )接收之訊號 時，F F T 6 2 5輸出之框的相位除了第一相位與第二相位 外，包括有在第一相位與第二相位之間的相位。 第1 1圖繪示根據本發明之實施例中，在完成框同步 程序之後，由快速傅立葉轉換器F F T 6 2 5輸出的T T R指標 訊號TTR_Ir之相位。如果超框是藉由移動接收訊號之接

11446pif.ptd 第24頁 1222297 五、發明說明（18) 收位置32取樣而同步，以使第48音（亦即導航訊號PILOT R)不改變，FFT 6 2 5輸出的TTR指標訊號TTR—IR之相位對應 到N E X T週期是第一相位，而對應到F E X T週期是第二相 位。根據本發明之實施例，在通訊系統的初始程序中， 可以達成超框同步，而此通訊系統係經由使用於 T C Μ — I S D N系統之通訊連結同一纜線束下之通訊數位用戶 線路（DSL)傳送/接收訊號。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非 用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明 之精神和範圍内，當可作些許之更動與潤飾，因此本發 明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

11446pif.ptd 第25頁 1222297 圖式簡單說明 第1圖繪示普通舊有電話服務（P0TS)及xDSL服務之頻 譜分布圖。 第2圖繪示交互干擾效應，其係當八^^乙中央辦公室之 送收器經由纜線束連接到A D S L遠端終端機，且在I s D N中 央辦公室（ISDN-CO)及ISDN遠端終端機（ISDN —RT)間的 T C Μ - I S D N連線共享此纜線束時。 第3圖繪不TCM-ISDN訊號的能譜密度以及DSL訊號的 NEXT或FEXT的能譜密度。 —第4圖繪不在ISDN中央辦公室與18關遠端終端機間傳 迗貧料所用的TTR訊號，以及&ADSL中央辦公室傳 A D S L遠端終端機的符號。 第5圖係顯示在丁 τ R訊号声的q /1 μ“ „ 超框之表格。唬的34個週期間，ADSL訊號的 第6圖繪示根據本發明之一 傳送器與接收器的架構圖 些貫施例中的ADSL系統之 第7圖繪示根據本發明之 同步電路之詳細架構圖。吏夕员靶例中，如弟β圖的 第8圖繪示根據本發明之更 ^ 同步電路之框同步程序的流程圖。也$ ，如第7圖的 第9圖繪示根據本發明之一每 序。 二錢靶例中的框同步程 第1 0圖繪示根據本發明之一此每> 執行框同步之前，由快速傅立ς只施例中，在接收器 之相位。 ”轉換輪出的丁1^指標訊號

11446pif.ptd 第26頁 1222297 圖式簡單說明 第1 1圖繪示根據本發明之一些實施例中，在完成框 同步程序之後，由快速傅立葉轉換輸出的T T R指標訊號之 相位。 圖式標記說明： 2 0 0 纜線束 210 ISDN中央辦公室 2 1 2 I S D N遠端終端機 222 ADSL中央辦公室 2 2 2 A D S L遠端終端機 6 0 0 傳送器 601 正交振幅調變（QAM)編碼器 6 0 2 反向快速傅立葉轉換器（I F F T ) 6 0 3 並行至串列轉換器 6 0 4 數位至類比轉換器 6 1 0 通道 6 2 0 接收器 6 2 1 濾波器/類比至數位轉位器（A D C ) 6 2 2 時域等化器（T E Q ) 6 2 3 先進先出（F I F 0 )緩衝器 6 2 4 串列至並行轉換器 6 2 5 快速傅立葉轉換器（F F T ) 6 2 6 同步電路 6 2 7 頻域等化器（F E Q )

11446pif.ptd 第27頁 1222297 圖式簡單說明 6 2 8 Q A Μ解碼器 6 3 0 離散式多音階（DMT)接收器電路 7 0 1 框同步器 7 0 2 相位儲存單元 7 0 3 關聯器 704 超框儲存單元

11446pif.ptd 第28頁

Claims (1)

1222297 六、申請專利範圍 1 . 一種數位式用戶線路（DSL)接收器，包括： 一離散式多音階（DMT)接收器電路，用以接收一DSL 訊號，且產生對應該D S L訊號之各自的頻率區隔多工音之 訊號取樣；以及 一同步電路，用以從該D Μ T接收器電路所產生之該些 訊號取樣，來決定由該些複數個頻率區隔多工音之一所 帶有之'一交互干擾源指標訊號的相位貧訊’且因應該已 決定之相位資訊而決定該D S L訊號之框時序。 2 .如申請專利範圍第1項所述之數位式用戶線路接收 器，其中該交互干擾源指標訊號包括一整體服務數位網 路（ISDN)時序參考指標訊號。 3. 如申請專利範圍第1項所述之數位式用戶線路接收 器，其中該D Μ T接收器電路包括： 一緩衝器，用以接收並儲存該D S L訊號之取樣；以及 一快速傅立葉轉換器（F F Τ )，用以由該D S L訊號之已 儲存取樣，來產生該些複數個頻率區隔多工音各自的訊 號取樣；且 其中該同步電路’用以因應該已決定之相位貧’ 而控制從該緩衝器到該F F T之該D S L訊號之已儲存取樣的 轉換。 4. 如申請孚利範圍第3項所述之數位式用戶線路接收 器，其中該D Μ T接收器電路包括一串列到並列轉換器，其 將該D S L訊號之已儲存取樣從一串列資料串轉換成一並列 資料串，並提供該並列資料串給該F F Τ。

1 1446pi f.ptd 第29頁 1222297 六、申請專利範圍 5 .如申請專利範圍第3項所述之數位式用戶線路接收 器，其中該同步電路用以對該緩衝器使用一控制訊號， 以因應該已決定之相位資訊，從該緩衝器到該F F T的轉換 中，選擇性地跳過一預定數目的該D S L訊號之已儲存取 樣。 6 .如申請專利範圍第5項所述之數位式用戶線路接收 器，其中該預定數目的取樣係對應一 I S D N時序參考訊號 之一週期的取樣數目與對應一 D S L領航音之一週期的取樣 數目之最小公倍數。 7 .如申請專利範圍第5項所述之數位式用戶線路接收 器，其中該同步電路用以依據取樣的框大小群組上所呈 現之該I S D N時序參考指標訊號的相位資訊，分類由該F F T 所產生之訊號取樣的框大小群組，且回應偵測具有該 I S D N時序參考指標訊號的相位資訊於其中之取樣的框大 小群組，對應多於一的相位值，而致動該控制訊號；以 及 其中該緩衝器用以因應該控制訊號的致動，從該緩 衝器到該F F T的轉換中，選擇性地跳過該預定數目的取 樣。 8 .如申請專利範圍第7項所述之數位式用戶線路接收 器，其中該同步電路用以偵測由該F F T產生之訊號取樣的 一組框大小群組之相位資訊，且回應包括有訊號取樣的 框大小群組之組的偵測，對應多於一的相位值，此訊號 取樣的框大小群組具有該I SDN時序參考指標訊號的相位

11446pi f.ptd 第30頁 1222297 六、申請專利範圍 資訊於其中，而致動該控制訊號。 9 .如申請專利範圍第8項所述之數位式用戶線路接收 器，其中該同步電路更用以回應沒有包括訊號取樣的框 大小群組之組的彳貞測，對應多於一的相位值，此訊號取 樣的框大小群組具有該I S D N時序參考指標訊號的相位資 訊於其中，來決定框同步。 1 0 .如申請專利範圍第9項所述之數位式用戶線路接 收器，其中該同步電路更用以回應框同步的偵測，而偵 測D S L超框時序。 1 1 .如申請專利範圍第3項所述之數位式用戶線路接 收器，其中該同步電路用以接收從F FT來的訊號取樣；從 接收之訊號取樣中偵測該I S D N時序參考指標訊號的相位 資訊；回應該偵測之相位資訊，而產生一框同步指標訊 號與一干擾型式指標訊號；從接收之偵測訊號取樣中， 回應該框同步指標訊號及該遠端/近端框指標訊號，而偵 測一框序列數目；以及基於該偵測的框序列數目，而決 定一超框邊界。 1 2 .如申請專利範圍第1 1項所述之數位式用戶線路接 收器，其中該同步電路包括： 一框同步器，用以接收從F F T來的訊號取樣，從接收 之訊號取樣中偵測該I S D N時序參考指標訊號的相位資 訊，且回應該偵測之相位資訊而產生該框同步指標訊號 與該干擾型式指標訊號；以及 一關聯器，用以從接收之偵測訊號取樣中，回應該

11446pi f.ptd 第31頁 1222297 六、申請專利範圍 框同步指標訊號及該遠端/近端框指標訊號，而偵測框序 列數目；以及基於該偵測的框序列數目，而決定超框邊 界。 1 3 . —種數位式用戶線路（D S L )接收器，包括： 一解碼器，其將時序訊號轉換成頻域訊號； 一緩衝器，其依照一框邊界，提供經由一數位式用 戶線路接收之訊號給該解碼器；以及 一框同步器，用以利用由該解碼器所產生之相位資 訊，來決定是否達到框同步； 其中當框同步沒有達到時，框同步器變更該框邊 界。 1 4 .如申請專利範圍第1 3項所述之數位式用戶線路接 收器，其中經由該數位式用戶線路接收之該訊號包括一 時間壓縮多工時序參考（TTR)指標訊號及一領航訊號。 1 5 .如申請專利範圍第1 4項所述之數位式用戶線路接 收器，其中該框邊界係由該TTR指標訊號之一週期與該領 航訊號之一週期的最小公倍數所變更。 1 6 .如申請專利範圍第1 4項所述之數位式用戶線路接 收器，其中由該解碼器所產生之相位資訊係該TTR指標訊 號之相位資訊。 1 7 ·如申請專利範圍第1 3項所述之數位式用戶線路接 收器，其中當相位資訊串對應到對應遠端干擾（F E X T )週 期之相位與對應近端干擾（N E X T )週期之相位之任一時， 該框同步器決定達到框同步。

11446pi f.ptd 第32頁 1222297 六、申請專利範圍 1 8 .如申請專利範圍第1 3項所述之數位式用戶線路接 收器，其中該緩衝器包括一先進先出緩衝器。 1 9. 一種數位式用戶線路（DSL)接收器，包括： 一類比到數位轉換器，其轉換類比訊號到數位訊 號； 一第一緩衝器，其接收並儲存該類比到數位轉換器 所產生之數位訊號，且依儲存的順序並與框邊界同步， 連續輸出串列數位資料； 一第二緩衝器，其將由該第一緩衝器產生之串列數 位資料轉換成並行數位訊號； 一快速傅立葉轉換器，其將由該第二緩衝器產生之 並行數位資料轉換成頻域訊號；以及 一框同步電路，其接收並儲存由該快速傅立葉轉換 器所產生之相位資訊，且使用該儲存的相位資訊來執行 一框同步； 其中如果在相位資訊串中至少一者對應到既不對應 遠端干擾（FEXT)週期之相位或不對應近端干擾（NEXT)週 期之相位時，該框同步電路調整框邊界。 2 0 .如申請專利範圍第1 9項所述之數位式用戶線路接 收器，其中該框同步電路包括： 一相位儲存單元；以及 一框同步器，用以將該快速傅立葉轉換器所輸出之 相位貢訊串儲存入該相位儲存早元中’並且如果在相位 資訊串中至少一者對應到既不對應遠端干擾（F E X T )週期

11446pi f.ptd 第33頁 1222297 六、申請專利範圍 之相位或不對應近端干擾（N E X T )週期之相位時，控制將 被改變的框邊界。 2 1 .如申請專利範圍第2 0項所述之數位式用戶線路接 收器，其中經由數位式用戶線路接收之訊號包括一時間 壓縮多工時序參考（T T R )指標訊號及一領航訊號。 2 2 .如申請專利範圍第2 1項所述之數位式用戶線路接 收器，其中該框邊界係由該TTR指標訊號之一週期與該領 航訊號之一週期的最小公倍數所變更。 2 3 . —種操作一數位式用戶線路（D S L )接收器之方 法，該方法包括： 接收一 D S L訊號； 產生對應該D S L訊號之各自的頻率區隔多工音之訊號 取樣；以及 從該些訊號取樣，來決定由該些複數個頻率區隔多 工音之一所帶有之一交互干擾源指標訊號的相位資訊； 以及 因應該已決定之相位資訊而決定該D S L訊號之框時 序。 2 4 ·如申請專利範圍第2 3項所述之方法，其中該交互 干擾源指標訊號包括一整體服務數位網路（I S D N )時序參 考指標訊號。 2 5 .如申請專利範圍第2 3項所述之方法，其中產生對 應該D S L訊號之各自的頻率區隔多工音之訊號取樣包括： 儲存該D S L訊號之取樣；以及

11446pi f.ptd 第34頁 1222297 六、申請專利範圍 對該D S L訊號之已儲存取樣做快速傅立葉轉換，以產 生該些複數個頻率區隔多工音各自的訊號取樣；且 其中決定該D S L訊號之框時序包括：因應該已決定之 相位資訊，選擇性地對該D S L訊號之已儲存取樣做快速傅 立葉轉換。 2 6 .如申請專利範圍第2 5項所述之方法，其中選擇性 地轉換該D S L訊號之已儲存取樣包括：對一緩衝器使用一 控制訊號，而該緩衝器儲存該D S L訊號之取樣，以因應該 已決定之相位資訊，從該緩衝器到一快速傅立葉轉換器 (F F T )的轉換中，選擇性地跳過轉換一預定數目的該D S L 訊號之已儲存取樣。 2 7 .如申請專利範圍第2 6項所述之方法，其中該預定 數目的取樣係對應一 I S D N時序參考訊號之一週期的取樣 數目與對應一 D S L領航音之一週期的取樣數目之最小公倍 數。 2 8 .如申請專利範圍第2 6項所述之方法，其中對緩衝 器使用控制訊號，而該緩衝器儲存該D S L訊號之取樣，以 從該緩衝器到F F T的轉換中，選擇性地跳過轉換預定數目 的該D S L訊號之已儲存取樣包括： 根據出現於該取樣的框大小群組上之該I S D N時序參 考指標訊號的相位資訊，來分類由該F F T所產生之訊號取 樣的框大小群組；以及 回應偵測具有該I S D N時序參考指標訊號的相位資訊 於其中之取樣的框大小群組，對應多於一的相位值，而

11446pif.ptd 第35頁 1222297 六、申請專利範圍 致動該控制訊號；且 其中該緩衝器用以因應該控制訊號的致動，從該緩 衝器到該F F T的轉換中，跳過轉換該預定數目的取樣。 2 9 .如申請專利範圍第2 8項所述之方法，其中對緩衝 器使用控制訊號，而該緩衝器儲存該D S L訊號之取樣，以 從該緩衝器到F F T的轉換中，選擇性地跳過轉換預定數目 的該D S L訊號之已儲存取樣包括： 偵測由該F F T產生之訊號取樣的一組框大小群組之相 位資訊；以及 回應包括有訊號取樣的框大小群組之組的偵測，對 應多於一的相位值，此訊號取樣的框大小群組具有該 I S D N時序參考指標訊號的相位資訊於其中，而致動該控 制訊號。 3 0 ·如申請專利範圍第2 9項所述之方法，更包括回應 沒有包括訊號取樣的框大小群組之組的偵測，對應多於 一的相位值，此訊號取樣的框大小群組具有該I S D N時序 參考指標訊號的相位資訊於其中，來偵測框同步。 3 1 .如申請專利範圍第3 0項所述之方法，更包括回應 框同步的偵測，而偵測DSL超框時序。 3 2 . —種接收器之框同步方法，此接收器接收經一數 位式用戶線路（DSL)的框訊號，此DSL安排在緊鄰一時間 壓縮多工整體服務數位網路（T C Μ - I S D N )接收器之一通訊 線路，該框同步方法包括： (a)從框邊界連續地接收複數個框；

11446pif.ptd 第36頁 1222297 六、申請專利範圍 (b )偵測包含在相關的已接收框中之時間壓縮多工時 序參考（T T R )指標訊號的相位資訊； (c )在已偵測的相位資訊中，決定是否有相位資訊對 應到不是對應遠端干擾（F E X T )週期之相位且不是對應近 端干擾（NEXT)週期之相位， (d )如果有相位資訊對應到不是對應遠端干擾（F E X T ) 週期之相位且不是對應近端干擾（N E X T )週期之相位，則 控制將被改變的框邊界一預定時間；以及 (e )重複步驟（a )到（d )，直到所有已偵測的相位資訊 對應到對應遠端干擾（F E X T )週期之相位與對應近端干擾 (N E X T )週期之相位之任一者。 3 3 .如申請專利範圍第3 2項所述之框同步方法，其中 相關的框包括T T R指標訊號及領航訊號。 3 4 .如申請專利範圍第3 3項所述之框同步方法，其 中，在步驟（d)中，該框邊界係由該TTR指標訊號之一週 期與該領航訊號之一週期的最小公倍數所變更。 3 5 . —種通訊系統之框同步方法，此通訊系統具有複 數個框且經一數位式用戶線路（D S L )來實施通訊，此D S L 安排在緊鄰一時間壓縮多工整體服務數位網路 (TCM- I SDN)系統之一通訊線路，該框同步方法包括下列 步驟： (a )從框邊界連續地接收複數個框； (b )儲存包含在相關的已接收框中之時間壓縮多工時 序參考（T T R )指標訊號的相位資訊；

11446pi f.ptd 第37頁 1222297 六、申請專利範圍 (c )根據已儲存的相位資訊，來定義相關的框為第一 與第二型之任一者； (d)在該些框中，決定是否有框不是被定義為第一與 第二型； (e )如果有框不是被定義為第一與第二型，則改變框 邊界一預定時間；以及 (f )重複步驟（a )到（e )，直到所有框被定義為第一與 第二型之任一者。 3 6 .如申請專利範圍第3 5項所述之框同步方法，更包 括當所有框被定義為第一與第二型之任一者時，致動一 框同步訊號的步驟。 3 7 .如申請專利範圍第3 6項所述之框同步方法，其中 該第一型對應到遠端干擾（F EXT)週期，該第二型對應到 近端干擾（NEXT)週期。

11446pi f.ptd 第38頁