[发明专利]蜂窝网上数据传输的回波抵消方法和装置

说明书

本发明涉及数据通信设备，例如调制解调器，特别是涉及回波抵消调制解调器。

今天，居统治地位的北美蜂窝系统是模拟系统，有时被称作AMPS(先进移动电话业务)。相应的蜂窝式通信信道有时被称作“有损信道(impaired channel)”，这是因为它受到多种信道损耗-诸如瑞利衰减(Rayleigh fading)、信道间干扰等的影响，这些损耗增加了误码率，从而降低了移动连接的整体性能。这是与以加性白高斯噪声(AWGN)为主要损耗的路地-线路通信信道相反的。技术人员已经认识到在蜂窝环境中提高数据传输速率的一种办法是采用某种数据协议，该协议能够较好地适用于在数据连接的蜂窝部分中抵消蜂窝环境的影响。由AT&T Paradyne开发的“增强吞吐量型蜂窝网(Enhenced Throughput Cellular)”(ETC)是面向蜂窝协议的一个例子。

然而，甚至在采用面向蜂窝协议的情况下，蜂窝式信道中的损耗仍限制着蜂窝式信道上有效的数据速率。例如，保持9600比特/秒(bps)以上的可靠而连续的数据传输是很困难的。

尽管上面提到的损耗出现在蜂窝式信道中，我们已经发现在蜂窝式AMPS网络中的非线性正在影响着稳定地保持9600bps以上的蜂窝数据速率的能力。特别来讲，当蜂窝式调制解调器正在利用远端PSTN调制解调器实施调整时，蜂窝式AMPS网络使远端回波信号失真，蜂窝式调制解调器用该信号调整它的回波抵消器。我们估计远端回波信号的这个失真在大约40％的AMPS蜂窝式基础结构中出现。远端回波信号失真的来源是一些基站无线电台中的非线性压缩扩展器(compander)和调制解调器调整回波抵消器所采用的半双工方法。结果是没有能恰当地调整蜂窝式调制解调器的回波抵消器，从而导致残留回波信号(a redidual echo signal)存在。这种残留的回波信号把最大数据速率限制在9600bps(该蜂窝式数据速率经常被减小到7200bps)。如果没有这个残留的回波信号，蜂窝式调制解调器和PSTN调制解调器通常能达到14,400bps的数据速率(将来甚至会更高)。

因此，根据本发明，我们已经提出了减少残留回波信号的方法和装置，该回波信号是由调整期间远端回波信号的上述失真所引起的。特别地讲，在上述半双工调整阶段，远端调制解调器没有保持沉默，而是在近端点调整它的回波抵消器时向近端调制解调器发射一个导频音。这个导频音的信号电平足够高，足以使上述压缩扩展器达到其线性范围。结果是，本发明消除了由远端回波信号失真所引起的错误的调整，从而提供了可靠地把蜂窝式数据速率维持在大于9600bps的能力。

在本发明的实施例中，PSTN调制解调器在蜂窝式调制解调器调整它的回波抵消器期间发出一个“导频音”。这个导频音的信号电平足够高，足以使上述压缩扩展器达到其线性范围。蜂窝式调制解调器被修改为陷波或滤波器，从所接收的信号中输出该导频音。然后，蜂窝式调制解调器采用经过滤波的接收信号来调整它的回波抵消器。当两种调制解调器进入全双工模式时，因为上述压缩扩展器现在处于它将达到的线性范围，回波抵消器被恰当地调整为远端回波信号(far-end echo signal)(注：原文为far-echo signal，有误)。这样，抵消了残留的回波并且调制解调器能够达到其最高的数据速率。

图1是体现了本发明原理的移动数据通信系统的方框图；

图2表示一个调整序列的示意性部分；

图3是根据本发明的原理，在发端调制解调器中所用的示意性方法的流程图；

图4是根据本发明的原理，在应答调制解调器中所用的示意性方法的流程图；

图5表示了由本发明创新点所修改的调整序列的示意性部分；

图6是采用本发明原理的图1的蜂窝式调制解调器100的一部分的示意性方框图；

图7是采用本发明原理的图1的PSTN调制解调器300的一部分的示意性方框图；

图8至10表示了当蜂窝式调制解调器是“应答”调制解调器时的本发明创新点。