專利名稱：用于補償頻率及相位波動的方法及組件的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據獨立權利要求類型的在輸入及輸出信號之間補償頻率及相位波動的方法。
由EP0558163A1公知了一種方法及設有電路裝置的傳輸系統，它包括一個前置緩沖器及一個控制電路，用來實現具有不同頻率的兩個數字信號的適配。在該前置緩沖器中信號的數據以寫時鐘脈沖信號的定時頻率寫入。其中寫時鐘脈沖信號由輸入信號導出。數據將從前置緩沖器用本地脈沖信號的定時頻率或讀時鐘脈沖信號的定時頻率讀出。因此數據與讀脈沖信號的同步。前置緩沖器的寫和讀過程由一個控制電路控制，它在達到前置緩沖器的一確定下限填充狀態時在輸出信號中插入正的填塞數據。當讀時鐘脈沖信號的頻率大于寫時鐘脈沖信號的頻率時，必須有一個正填塞過程。但也可能出現相反的情況，在此情況下在前置緩沖器溢出前，必須發生一個負的填塞過程。在負的填塞過程時將在一個位置上傳送有用信息，此外它不傳送任何有用信息。負的填塞過程僅能在數據間隙期間進行。這樣的電路裝置可用于處理STM-1信號，該信號是根據CCITT議案G709構成的。
前置緩沖器的使用導致了填塞數據及在STM-1信號中的指針的強烈波動。正或負填塞過程是否進行的決定是借助于一個上限及一個下限閾值形成的。由于在使用一個正或負填塞過程前必須低于或超過有限閾值，因此在能確定決定特性改變前有一長串的n指針被輸出。通過指針的分組在傳輸系統中出現信號的移動和跳動，它們很難被補償。
本發明的任務在于，建立一種在輸入及輸出信號之間補償頻率及相位波動的方法，它可基于一個有限的緩沖長度來避免信號的跳動。
具有權利要求1特征部分特征的、根據本發明的方法相對現有技術的優點是，可使用零值的緩沖長度。為此，信號幀的相位狀態被信號處理單元用來計算信號的輸入及輸出字節之間的差，并在信號處理單元中使用該字節差并借助于一個確定的響應曲線作出決定。該響應曲線具有嚴格的單調特性。由此得到這樣的優點，即該方法可立即對輸入信號的變化作出響應，而不會出現所謂的“死區”。由于有限的緩沖長度引起的死區所產生的信號跳動也由此可以避免。通過該方法能以簡單方式實現輸入及輸出數據之間的軟配合，并能跨過僅包含控制信息不包含任何數據的區域。也不再需要關于等待數據量的任何預測，因為該方法能對測量的數據輸入直接作出反應。
通過在從屬權利要求中提出的特征可以實現對在權利要求1中給出方法的進一步有利構型及改進。
特別有利的是，由一定數目的幀通過偏移的字節形成的響應曲線單調而連續地變化。由此能得到一個被線性控制的系統，它并且能適配于后置的傳輸系統的特性。通過響應曲線的確定能以簡單方式實現一種傳輸系統，該系統例如能適配在系統時鐘脈沖中具有的單調移動。
應用具有獨立權利要求特征部分特征的方法的組件具有其優點，即可以不使用緩沖器，因為可以通過一個數字信號處理器作出決定。也不需要中間存儲任何數據及也無需計算任何閾值。
有利的是，該數字處理器構成為ASIC，并對于確定的傳輸系統有專門的規定。
本發明的一個實施例被描繪在附圖中，并在以下說明中詳細地描述。附圖為
圖1是用于補償頻率及相位波動的一個組件的概要結構；及圖2是可能的響應曲線的曲線圖。
圖1表示用于補償頻率及相位波動的一個組件6的概圖。輸入信號13到達輸入單元3，該輸入單元與一個信號處理單元1形成連接。該信號處理單元1又與輸出單元4相連接，后者輸出輸出信號14。相位測量單元2與輸入單元3及信號處理單元1相連接，及系統時鐘5與輸出單元4相連接并通過輸出單元4與信號處理單元1相連接。這樣一種組件6例如用于STM-1信號的頻率及相位的適配。
STM-1信號是根據CCITT議案G709定義的，它按照幀構成并除了輸入信號本身的數據外還具有控制信息及填塞數據，后者稱為數據間隙。一個STM-1幀由250列及9行構成，其中一行包括270字節。在行1-9的每行并在列1-9中設置了用于控制及錯誤識別信息的段開銷(SOH)，及在其余區域中設置輸入信號的有效裝載數據。在此情況下數據放入在所謂的虛容器VC-4中。在各STM-1信號的行4中并在列1-9中存放AU-指針(管理單元指針)，該指針指示管理單元AU-4或AU-3的始端及可能包括填塞數據。組件6必須讀輸入數據流13的指針并對輸出數據流14設置新指針，即所謂GTI(通用傳輸接口)指針。
速率為155MHz的數據流將存儲在輸入單元3中。在串行并行轉換器7中輸入數據轉換成并行數據流并檢測數據幀的幀字。每數據幀包括2430字節，它被存儲在雙端口RAM9中，其中以位置0000上的幀字開始并在位置2429上結束。當循環寄存器的一個被存滿時，另一個供輸入數據使用。數據的地址由一個可自由編程的元件8確定，當輸入信號13的數據幀被檢測時，該元件產生一個中斷信號。輸入單元3將由輸入信號13的時鐘脈沖來定時，而與組件6的系統時鐘5無關。相位檢測單元2用于輸入信號13及由信號處理單元1產生的輸出信號之間的相位檢測。該相位檢測單元用由輸出單元4的可自由編程元件產生并接著傳送給相位檢測單元的中斷信號工作。該可自由編程元件11用內部系統時鐘工作并具有一個延遲電路，后者能使時鐘脈沖相對于系統時鐘的幀脈沖移動任意數目的字節。對于根據本發明的方法，該延遲時間設置為0。可自由編程元件11的中斷信號正好在一個時間點上到達可編程元件8，在該時間點上信號處理單元產生出新的幀脈沖。接著相位檢測單元確定在輸出幀脈沖時間上輸入信號13內指針的位置。由此將實現，輸入信號相對輸出信號幀的相位測量，其量度以輸入字節為單位。相位測量也可采用155MHz時鐘來取代輸入信號的時鐘信號，由此使測量明顯地改善。輸出單元4具有與輸入單元3相同的結構。數據將由一個雙端口RAM10讀出并通過可自由編程的元件11及并行-串行轉換器12傳送到輸出端。輸出端可以是形成耦合點的至開關矩陣的端子或是至傳輸區段的端子。在信號處理單元1中產生的新指針是GTI(通用傳輸接口)指針，它與輸出數據流14一起離開該組件。
可使用數字信號處理器作為信號處理單元，該處理器首先必須在數據被處理前將數據讀入一個內存儲器中。該過程將由一個作為傳送控制器的內部芯片來執行。一個數字信號處理器當其成批處理大量數據時能十分有效地工作。以此方式，可以將一個完整的SDH幀讀入該處理器中并加以處理。在該信號處理器中產生的GTI指針允許在三個可能的值(2352,2349,2346)中間選擇一個數據幀內的數據字節數，這時涉及VC-4容器。當輸入信號的數據速率相對輸入信號的時鐘信號及相對輸入指針變化時，該GTI指針應適配，以使得所有的輸入數據能被接收在輸出數據幀中。
圖2表示響應曲線的曲線圖，其中軸A表示兩個指針(輸入及輸出數據流)的相位移的字節，B軸表示在作出負或正填塞前所等待的數據幀數。直線表示如使用在不出現系統時鐘問題的傳輸系統中的響應曲線，曲線B使用在其中系統時鐘被視為單調且連續移動并被校正的傳輸系統中。曲線C可使用在其中相位波動為統計分布的傳輸系統中。如果我們觀察點P，可以由該曲線導得，在相位移為1字節的情況下，直到作出正填塞過程的決定時要等待200000個周期。另一方面當相位累積3字節的情況下在約50-100周期后就將再調節。
權利要求
1．在輸入及輸出的包含數據和數據間隙的信號之間補償頻率及相位波動的方法，其中輸入及輸出信號的信號幀之間的相位差由相位檢測單元(2)測量并接著傳送給信號處理單元(1)，其特征在于-信號幀的相位狀態被信號處理單元(1)用來計算輸入及輸出字節之間的差，及-信號處理單元使用該字節差并借助于一個確定的響應曲線來決定是否必須插入或去除填塞數據。
2．根據權利要求1的方法，其特征在于該響應曲線是單調和連續的。
3．根據權利要求1或2的方法，其特征在于該響應曲線適配于傳輸系統的傳輸特性。
4．根據權利要求1至3的方法，其特征在于該響應曲線是線性或非線性的。
5．根據權利要求1至4的方法，其特征在于根據由該響應曲線給出的延時來作出插入或去除填塞數據的決定。
6．使用根據上述權利要求中一項的同步傳送方式的方法的組件，設有輸入單元(3)及輸出單元(4)及與它們相連接的信號處理單元(1)，其中系統時間由一個內部時鐘(5)給出，其特征在于信號處理單元(1)由一個數字信號處理器組成，該信號處理器與相位測量單元(2)相連接。
7．根據權利要求6的組件，其特征在于該信號處理單元構成ASIC。
全文摘要
提出了一種在輸入及輸出數據和包括數據間隙的信號之間補償頻率及相位波動的方法,其中輸入及輸出信號的信號幀之間的相位差由相位檢測單元測量,其中信號幀的相位狀態被信號處理單元用來計算輸入及輸出字節之間的差,及信號處理單元使用該字節差并借助一個確定的響應曲線來決定;是否必須插入或去除填塞數據。
文檔編號H04J3/06GK1211113SQ9811667
公開日1999年3月17日 申請日期1998年7月30日 優先權日1997年7月31日
發明者戴維德·施切爾, 朱根·卡斯珀 申請人:阿爾卡塔爾-阿爾斯托姆通用電氣公司