[发明专利]检测、表征和减轻通信网中确定性畸变的系统、装置和方法

说明书

对相关申请的交互参考

本申请与下列美国申请相关，这些申请与本申请的受让人相同，而且它们全都全部纳入作为参考：

对被传输的数字信号进行频谱校形的装置、系统和方法，授予Vedat Eyuboglu和Pierre Humblet，与本申请同时提交；

用于面向决策的时序恢复的自适应自消除噪声的装置、系统和方法，授予Jian Yang，与本申请同日提交；

处理基带信号以克服通信系统中的ISI和非线性所用的系统、装置和方法，授予Pierre Humblet和Vedat Eyuboglu，与本申请同日提交。

一般地说，本发明是关于通信系统，更具体地说，是关于在公共交换电话网上的高速端对端调制解调器通信。

对数据通信的需求，特别是对具有更高传输速率的通信系统的需求与日俱增。随着因特网和多媒体的问世，这种需求不可能希望在近期消失。

至今，数据通信的最普及形式是利用音频带调制解调器连接到传统的公共交换电话网(PSTN)的本地环路中来完成的。音频带调制解调器大量普及，是因为它们利用了现有的电话网基础设施的优点。简言之，一个用户只需以较少的投资用于调制解调器和需要付比较适中的线路费。为了满足用户对更高传输速率的需求，音频带调制解调器的通信标准已经在演变，其每一代都包括支持更高传输速率的能力。

不幸的是，随着传输速率接近于电话信道的信息理论极限，调制解调器传输速率提高的速度已经降低了。结果，那些希望有更高传输速率的用户被迫在他们的家中或办公室使用其他的通信网络，如ISDN，而不是传统的PSTN。虽然这些替代的方案提供了较高的传输速率，但设备和线路费高。

现代电话网的基干网是一个电路交换数字网(“基干网”)。在ISDN的情况中，ISDN终端适配器传输通过ISDN链路把家或办公室与一中心办公室连接起来。在该链路上携带的数据是以64kb/s传输的，可以被认为是一个数据“流”。中心办公室能在数字基干网上安排若干个被携带的数据流。在PSTN的情况中，调制解调器把模拟信号送到一个本地交换机或线路接口，它使用脉冲编码调制(PCM)把信号转换成64kb/s的比特流，然后在数字基干网上携带所生成的数字信息。基干网通常被安排成一个“T载体系统(T-carrier system)”，除了其他事情外，它指定当在基干网上携带这些数据流时它们与其他数据流如何安排，如何选取路径和如何受到控制。

对在现代PSTN上进行高速数字通信的主要障碍是由PCM编解码引入的量化噪声和由T载体系统引入的夺位信令(robbed bitsignaling)。

所以，在技术上需要一种装置、系统和方法，通过避免或减小量化噪声和夺位信令的影响，能在PSTN上以更高的信息速率进行通信。

本发明允许以高于现有调制解调器标准(如V.34)所能达到的传输速率在传统的电话网上传送二进制信息。该传统的电话网包括传统的数字基干网、线路接口和模拟本地环路。这一点是通过从新的视角观察传统电话网来实现的，在传统电话网中的限制可达到的位速率的某些“噪声”源被新的处理技术避免了。本发明改善了系统的信息容量，从而实现了更高传输速率而无需在用户所在地增加昂贵的基础设施，例如ISDN线路或其他。

本发明包括检测、表征和减轻通信介质中确定性畸变的方法、系统和装置。本发明的一个具体环境是在PSTN中，它使用夺位信令，这使PSTN上携带的数据发生畸变。

在本发明下，一个具有已知特性的信号序列在介质上传送。从该介质收到一个信号序列，对所收到序列的一个窗口进行分析，与被发送序列的已知特性进行比较，以确定该介质是否以一种确定性的、可表征的方式影响介质上传送的信号。

这样，本发明有一个数字适配器和模拟适配器的组合，用于在一介质(例如PSTN)上进行通信，该介质包括一基干网、一线路接口用于从基干网接收八位位组和把代表所收到八位位组的基带信号送到本地环路上和接收本地环路上的模拟信号并把代表该模拟信号的八位位组发送到基干网上。数字适配器能与基干网相连，而模拟适配器能与本地环路相连。

模拟适配器可以包括第一逻辑用于使一随时间变化的信号在本地环路上传送；以及第二逻辑用于使一恒定信号在本地环路上传送。