用于多个传输信道中的相位匹配控制的系统和方法

专利名称：用于多个传输信道中的相位匹配控制的系统和方法
技术领域：
本发明涉及用于多传输信道中的相位匹配控制的系统和方法，具体地说，涉及这样的相位匹配控制系统和方法，它在多个信道上用相同的定时传输信号和在接收单元中执行相位匹配后有选择地接收该信号以便补偿在传输过程中可能出现的相位差。
本发明例如可应用于蜂窝电话通信诸如WCDMA(宽带码分多址)中的前端基站，或典型的不中断交换系统等。
背景技术：
图1是一个方框图，表示一个常规蜂窝电话通信系统诸如WCDMA的配置，它包括无线基站和便携终端。在图1中，蜂窝电话通信系统包括一个便携终端11和一个无线基站12。无线基站12包括一个前端单元121，它包括一个天线单元，一个放大器单元或类似单元，一个相位调节单元122，和一个选择单元123。前端单元121通过同轴电缆连接到相位调节单元122。
运行时，上行信号从便携终端11通过在无线传输部分中的两个信道传输到无线基站12。基站装置12使用一个分集式天线作为前端单元121中的天线单元中的接收天线，以便选择单元123可以在最好的接收条件下有选择地从在前端单元121中接收到的数据中接收数据，并通过所述两个信道传送。此时，虽然传播延迟时间在两个信道中由于信号处理中的错误或传输距离而有所不同，但是相位调节单元122可以调节在这两个信道之间接收的信号的相位。
通常，当在便携终端11和无线基站12之间的传输距离很短而因此所发生的相位差相对小时，事先收到要传播的信号的周期信息的无线基站12使用一个小规模的存储器，以便通过从该存储器中读相位差来匹配在两个信道之间的周期信息的相位。

发明内容
在上述现有技术中存在一个问题，即如果在便携终端11和无线基站12之间存在对无线电波任何障碍的话，则可能发生无线电波盲区或其它故障。
为防止上述无线电波盲区的出现，可以设想，在无线基站12上，把前端单元121通过一条光缆连接到相位调节单元122上，使得接收从便携终端11输出的数据和信号的前端单元121可以沿一个长的距离把这些数据和信号作为光信号传输给相位调节单元122。
在该光传输方法中，把数据解复用到物理层(光发射帧)以便透明传输该数据。此时，当把两个数据信道多路复用到一个物理层并串行传输时，在这两个数据信道之间的相位差可以忽略，不过有这样的问题，即串行传输需要增加接收机中的信号传输率，从而增加部件的成本。另外，当希望有冗余配置时，需要并行传输。
当实现平行传输时，在前端单元121和相位调节单元122之间的传输距离变得比常规场合长，结果，在两个信道之间的传输距离的错误也增加。
在包括上述用于相位调节的周期信息的数据的透明传输的场合，当数据通过常规同轴电缆传输时，因为相位调节范围以及在时间段信息中指定的时间段很小，可以忽略相位差，但是当前端单元121由光缆连接到相位调节单元122时，光缆不能比常规场合的情况下长，因为如果出现的相位差长于时期信息的半周期的话，就不能够准确确定哪一个信道先到，哪一个信道被延迟。
另外，当前端单元121由光缆连接到相位调节单元122时，由于提取的时钟信号的相位可能在相位调节单元中的光信号接收单元的两个信道之间不同，还需要一个时钟变换电路来变换不同的时钟信号为同一个时钟信号，这可能引起在其操作中的相位错误。
本发明的一个目的是提供一种发射机、接收机、和一种系统和方法，用于消除并行传输中的相位偏移的匹配控制，以允许在多个信道中的传输线变得较长。
为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种相位匹配控制系统、它的发射机和接收机、和一种相位匹配控制方法，其中，每一发射机包括一个帧产生和发射单元，用于产生和发射这样的帧，它具有不小于最大预测延迟量的两倍的周期，这种延迟可能在多传输信道中发生；和一个相位信息插入单元，用于将表示帧的相位的相位信息插入到帧中，每一接收机包括一个帧同步单元，用于接收帧和相位信息，和一个相位匹配单元，用于根据从帧同步单元输出的相位信息匹配在多个传输信道上的相应帧的相位并输出该帧。
发射机发射以周期不小于出现的相位差的两倍而产生的发射帧，并且发射机使在多个信道中的发射帧的传输定时同步，而接收机使用每一同步的帧的一部分用于相位调节，使得在输入时的相位偏移以及在长距离传输线部分中可能发生的相位偏移可以同时被消除。
根据本发明的另一方面，在把数据多路转换为发射帧的时间，把时间段信息(帧脉冲)相对于该帧相位的位置加在该发射帧的头标(overhead)上，并作为一个指针传输，以便能够可靠地确定该帧的相位和被传输的数据的时间段信息(帧脉冲)的相位。
另一方面，接收机控制相位，使得通过使用时钟信号的一个频率变换电路根据传输的帧位置和被再生和提取的指针值匹配该相位。


图1是一个方框图，表示包括无线基站和便携终端的一个常规蜂窝电话通信系统诸如WCDMA的配置；图2是一个方框图，表示在根据本发明的一个实施例中在多信道传输时实现相位匹配控制方法的一个系统中的光发射机的配置；
图3是一个方框图，表示在图2所示系统中的光发射机222的配置；图4是一个时间图，说明图3所示光发射机222的一般操作；图5是一个示意图，表示由帧产生单元35产生的帧的格式；图6是一个示意图，表示一个76.8Mbps的数据帧，它输入到图3所示光发射机222中，对比表示相应输出的一个77.78Mbps的数据帧；图7是一个时间图，说明一个指针的产生操作；图8是一个时间图，详细说明对在图3所示光发射机222中的FIFO 31的写操作；图9是一个时间图，详细说明从在图3所示光发射机222中的FIFO 31的读操作；图10是一个方框图，表示在图2所示系统中的光接收机的配置；图11是一个时间图，示意说明在图10所示光接收机223的接收侧的操作，以及在相位调节后在输出侧的操作；图12是一个时间图，详细说明对在图10中的FIFO 112的写操作；图13是一个时间图，详细说明从在图10中的FIFO 112的读操作；图14是一个流程图，说明在光接收机中的相位调节操作；图15是一张表，表示指针值变换和WADR负载值的产生的例子；图16是一个图表，以便于理解指针值的比较和转换处理。
具体实施例方式
下面参考

本发明的一个实施例。
图2是一个方框图，表示在根据本发明的一个实施例中在多信道传输时实现相位匹配控制方法的一个系统中的光发射机的配置。
在图2中，蜂窝电话通信系统包括一个便携终端21和一个无线基站22。无线基站22包括一个前端单元221，它包括一个天线单元、一个放大器单元或类似单元、一个光发射机222、一个光接收机223、和一个选择单元224。前端单元221通过两个同轴电缆信道连接到光发射机222。光发射机222通过两个光纤信道连接到光接收机223。光接收机223通过两个同轴电缆信道连接到选择单元224。
因为光纤缆比同轴电缆便宜并且甚至在长距离下衰减也较小，因此在光发射机222和光接收机223之间的距离可以延伸到几千米，这使得光发射机222配置在终端21的无线电波盲区以外的任何地方。因此，可以减小便携终端21的无线电波盲区。
图3是一个方框图，表示在图2所示系统中的光发射机223的配置。
在图3中，光发射机222由作为两个信道的光发射单元301和302组成，其间配置一个公共的帧计数器30。
第一信道的光发射单元301包括一个FIFO 31，它执行帧变换和时钟变换，一个写地址计数器(WARD CTR)32，一个读地址计数器(RADR CTR)33，一个指针产生单元(P GEN)34，一个帧产生单元(F GEN)35，一个并行/串行变换单元(P/S)36，和一个电/光变换单元(E/O)37。
第二信道的光发射单元302与第一光发射单元配置相似，其中相同的元件用相似的带上撇号的参考号码指示。
从下面的操作说明中可以看到，公共的帧计数器30、作为输入和输出部件的FIFO(先进先出缓冲器)31、写地址计数器(WARD CTR)32，读地址计数器(RADR CTR)33，指针产生单元(P GEN)34，和帧产生单元(F GEN)35一起形成一个帧产生和发射单元，它以不小于可能在第一和第二传输信道中发生的最大预测延迟量的两倍的周期产生和发射帧。
另外，指针产生单元(P GEN)34形成相位信息插入单元，它把时期信息的位置(一个帧脉冲)插入到每一帧的相位中。
图4是一个时间图，说明图3所示光发射机222的一般操作。在该图中，来自前端单元221的76.8Mbps的电写入数据和具有频率为3.84MHz(20个时钟周期)的帧脉冲WFP分别输入到第一和第二信道的FIFO 31和31’。
对应于任何一个写帧脉冲的写数据由影线指示。虽然实际上给每一信道输入并行数据的8项，但是应该注意，为说明简便，在图4中只表示出一项。
因为第一和第二信道可能有不同的传输条件，因此，第一信道的写帧脉冲WFP的相位并不总是与第二信道的相同。
在光发射机222的输出侧，由第一和第二信道共享的帧计数器30响应具有77.76Mbps的时钟信号输出一个读许可信号REN，所述时钟信号的频率高于写时钟信号的频率。
读地址计数器(RADR CTR)33响应REN而输出一个77.76Mbps的读地址RADR。但是，另一方面，FIFO 31响应读地址RADR输出77.76Mbps的读数据RDT和20个时钟周期的读帧脉冲RFP。
这样，FIFO 31和31’执行帧变换和时钟变换。
由第一和第二信道共享的帧计数器30响应77.76Mbps的时钟信号使读许可信号REN在每243个时钟的3个时钟期间为低电平，以便每243×5时钟产生输出帧脉冲OPT FP。
在FIFO 31和31’的输入和输出之间的时钟信号的位速率比是76.8∶77.7680∶81。因此，即使在输入侧的所有数据都映射到输出侧，在输出一侧也有过量的位，。为使用这些过量的位作为在输出侧的数据的头标，给该过量的位输出虚数据(dummy data)。虚数据在读允许信号REN在低电平(参见图9)时同时插入第一和第二信道中。
指针产生单元(P GEN)34继续接收从FIFO 31输出的读帧RFP，参考从帧计数器30输出的输出帧OPT FP检测在每一帧的所有虚数据中间第三虚数据的输出的末尾，并且在输出的末尾后，指针产生单元34中的一个计数器从1到20计数77.76Mbps的时钟信号，使得在那时的计数器值，(即在读帧脉冲RFP就在所述第三虚数据的末尾后立即接收那时的计数器值)作为一个指针值PTR输出(参见图5)。
帧产生单元35响应从帧计数器30输出的输出帧脉冲OPT FP每243×5时钟产生一帧。在每一帧的前3个时钟中插入同步字节SYNC，在每一帧的243×2时钟后的3个时钟内插入一个指针PTR。插入同步字节SYNC和指针PTR的定时参照输出帧脉冲OPT FP决定。在图4的例子中，在第一信道内的指针值PTR是14，在第二信道内的指针值PTR是17。
发射帧的周期设定为243×5字节，这是根据它不小于在第一和第二信道之间在光传输线上可能发生的最大预测相位差的两倍的假定设定的。在现有技术中，由于写帧脉冲仅在每20时钟发生，而在第一和第二信道之间的相位差是10个或更多的时钟，因此有可能不能决定第一信道是超前还是滞后第二信道，导致相位差决定的错误，然而，根据本实施例，由于SYNC每243×5时钟发生一次，因此如果相位差在607.5个时钟内的话，则第一和第二信道的次序可以可靠地决定。
并行/串行变换单元36和36’变换所述77.76 Mbps×8的并行数据为622.08Mbps的串行数据。
电/光变换单元37和37’执行串行数据的E/O变换，在两个信道内输出一个光串行信号。此时，在两个信道内的光发射帧以匹配的相位传输。
图5是一个示意图，表示由帧产生单元35产生的帧的格式。这是一个77.76Mbps×8并行数据格式的格式。在图5中，一帧由5行组成，每一行的大小是243字节。前3个字节组成一个头标，剩余的第4-第243字节组成有效负载。
同步信号插入SYNC第一行的头标中。所述指针值PTR插入第三行的头标中。
帧产生单元35和35’建立帧的第一行，这是通过响应从帧计数器30输出的输出帧脉冲OPT FP，在第一周期的第三时钟输出同步信号SYNC，然后响应后继的第4-第243时钟，输出从FIFO 31和31’输出的数据RDT，来实现。另外，通过在下3个时钟建立头标和在后继的第4-第243个时钟输出数据RDT建立第二行的帧。再后，在下3个时钟内把来自指针产生单元34和34’的指针值PTR插入第三行的头标中，然后在后继的第4-第243个时钟输出数据RDT，建立第三行的帧。然后，相似建立第四和第五行，完成一个帧。
图6是一个示意图，表示一个76.8Mbps的数据帧，它输入到图3所示光发射机222中，对比表示相应输出的一个77.76Mbps的数据帧。从图中可以看出，输入数据有较慢的76.8Mbps的时钟频率，每行只有240字节的有效负载，没有头标，而输出数据有77.76Mbps的更快的时钟频率，每行有3字节的头标OH和240字节的有效负载，总共243字节。
图7是一个时间图，说明产生指针值的操作。图3所示光发射机222中的帧计数器30每243×5时钟将输出帧脉冲OPT FP输出。帧产生单元35和35’响应该输出帧脉冲OPT FP产生图7所示的77.76Mbps的输出(OPT)帧。PTR值被插入该OPT帧的头标的第三行中。下面表示插入PTR值的方式。
通过操作帧计数器30和读地址计数器(RADR CTR)33以77.76Mbps的速度从FIFO 31中输出读数据RDT以及每20时钟的帧脉冲RFP。指针产生单元34和34’在读数据RDT的一帧内的第三虚数据的末尾后输出时钟计数器值，直到检测到第一读帧脉冲RFP作为指针值PTR。图7表示当输出第一信道的指针值14时的例子。该指针值PTR插入下一个和后继帧的第三行的头标中。
图8是一个时间图，说明对在图3所示光发射机222中的FIFO 31的写操作。在该图中，首先说明在写一侧的整个控制。响应写数据WDT写入FIFO 31，以76.8Mbps的速度从写地址计数器(WADR CTR)32输出写地址WADR 1-240。写数据WDT只包括每行240字节的有效负载数据a1-a240，b1-b240，c1-c240，…。也写入3.84MHz的写帧脉冲WFP。相邻写帧脉冲WFPa和WFPb相隔20个时钟放置。
在图8的下部，放大表示相邻写帧脉冲WFPa和WFPb的区域。如图所示，20个写地址WADR 221-240在WFPa和WFPb之间发生，根据它们从b221到b240写入写数据。每20个时钟写一个帧脉冲。
对于在相同的帧中的数据，在从FIFO 31和31’中读的时间的初始相位设定为一个固定值或一个变化的偏移量，使得读操作只能在对在第一和第二信道中的FIFO 31和31’的写操作结束后开始。
图9是一个时间图，详细说明从在图3所示光发射机222中的FIFO 31的读操作。首先说明在该图下部表示的读一侧的整个控制。以77.76Mbps的速度从读地址计数器(RADR CTR)33输出读地址RADR 1-240。然而，在读许可信号REN是低电平的3个时钟期间，读地址计数器(RADR CTR)33保持计数器值。帧计数器30以77.76Mbps的速度从1-243计数时钟，并使读许可信号REN在每243个时钟的3个时钟期间为低电平。当读许可信号REN为高电平时，FIFO 31和31’输出读数据a1-a240，b1-b240，c1-c240，…，另一方面，当读许可信号REN为低电平时，FIFO 31和31’输出虚数据。因此，在该图上侧清楚表示出，在对应于读地址RADR虚数据的3个时钟期间读地址保持不变。
FIFO 31和31’还输出每20个时钟的读帧脉冲RFP。
在图9的上侧，放大表示在相邻帧脉冲RFPa和RFPb之间的空间。如图所示，当读许可信号REN在高电平时，响应77.76Mbps的读时钟信号RCLK，读地址221-240和1从读地址计数器(RADR CTR)33和33’输出到在RFPa和RFPb之间的空间，然后，响应该读地址，从FIFO 31输出读数据b220-B240和c1。这里，应该注意，读地址RADR的相位移动一个预定的偏移，如上所述。在本例中，图8所示写地址WADR 225对应于图9所示读地址RADR 221。
当读许可信号REN变为低电平时，读地址计数器(RADR CTR)33和33’保持该时间的计数器值。然后，在保持期间，虚数据插入到读数据RDT中。
当REN再次变为高电平时，读地址计数器(RADR CTR)33和33’向上计数到240，然后，在计数达到240时，读地址计数器再次从1向上计数。
如上所述，帧产生单元35分别在读数据的每一帧的第一和第三行插入同步信号SYNC和指针PTR，以便建立输出帧。
从上述说明将能理解光发射机222的操作。
下面，说明光接收机223的操作。
图10是一个方框图，表示在图2所示系统中的光接收机的配置。在图10中，光接收机223由为两个信道的光接收单元101和102组成，其间配置一个指针比较单元(PTR COMP)103和一个写地址比较单元(WADR COMP)104，它们由两个信道共享。
第一信道的光接收单元101包括一个光/电变换单元105；一个时钟检测和读单元(CDR)106，用于从接收到的信号提取接收时钟(RCV CLK)；一个串行/并行变换单元(S/P)107，用于响应接收时钟(RCV CLK)将串行数据变换为并行数据；一个帧同步电路(F SYNC)108，用于从接收的信号提取输出写数据WDT、指针值PTR、和写许可信号WEN；一个指针解码器(P DEC)109；一个帧脉冲产生单元(FP GEN)110；一个写地址计数器(WADR CTR)111，用于响应指针比较单元(PTR COMP)103的输出而输出写地址；一个作为输入/输出部件的FIFO 112，它执行帧变换和时钟变换；和一个读地址计数器(RADR CTR)113，用于响应写地址比较单元(WADR COMP)104的输出产生对FIFO 112的一个读地址。
第二信道的光接收单元102与第一光接收单元101配置相似，其中，相似的元件用具有上撇的相似的参考标号指示。
从下面的操作说明中可见，帧同步电路(F SYNC)108组成一个帧同步单元，另一方面，指针解码器(P DEC)109、帧脉冲产生单元(FP GEN)110、用于响应指针比较单元(PTR COMP)103的输出而输出写地址的写地址计数器(WADR CTR)111、执行帧变换和时钟变换的FIFO 112、和用于响应写地址比较单元(WADR COMP)104的输出产生对FIFO 112的一个读地址的读地址计数器(RADR CTR)113一起组成一个相位匹配单元。
下面说明光接收单元101和102的操作。
在光接收机223中，光/电变换单元105和105’变换在第一和第二信道中接收的光信号为电信号，时钟检测单元(CDR)106和106’再生接收到的时钟RCVCLK，串行/并行变换单元(S/P)107和107’将串行信号变换为77.76Mbps×8的并行数据。
然后，帧同步电路(F SYNC)108和108’通过建立光发射帧从有效负载中分离写数据WDT。更具体说，帧同步电路通过从在第一信道中接收的数据中检测3个时钟的SYNC，来检测引导字节，分出后继这3个时钟的240字节作为写数据WDT，然后在SYNC字节后240+243个时钟输出指针许可信号PTR EN。当指针解码器(P DEC)109和109’接收指针许可信号PTR EN时，指针解码器提取插入写数据WDT中的一个3字节的指针值PTR，输出它到帧脉冲产生单元(FP GEN)110和指针值比较单元103。
帧脉冲产生单元(FP GEN)110和110’分别从帧同步电路(F SYNC)108和108’接收一个写许可信号WEN和一个负载许可信号(LOAD EN)和从指针比较单元103和103’接收一个负载值LOAD以产生一个对FIFO 112和112’的写地址WADR。
写许可信号WEN在从帧同步电路(F SYNC)108输出头标的3个时钟的每一个期间是低电平，其中写地址计数器(WADR CTR)111保持就在前面的地址，同时写许可信号是低电平。
由第一和第二信道共享的指针值比较单元103比较来自第一和第二信道的指针值以输出负载值。定义一个负载值，以便通过把指针值加到负载值上得到的值是一个固定的值，它在本例中是41。后面参考图14-16说明产生负载值的方式。
根据负载值和指针值，写地址计数器(WADR CTR)111和111’输出写地址。这允许识别在第一和第二信道之间对应于同一写帧脉冲WFP的数据的相位差。然后，响应写地址WADR把写数据WDT和写帧脉冲WFP写到FIFO 112和112’。
在读操作中，从FIFO 112和112’，写地址比较单元104操作，使得可以响应对第一和第二信道公共的读地址从读地址计数器(EADR CTR)113和113’读入读数据和读帧脉冲RFP。
为执行上述操作，写地址比较单元104比较写地址WADR，把较小的写地址WADR加上一个预定的偏移给读地址计数器(RADR CTR)113或113’，作为负载值。它允许读地址计数器(RADR CTR)113和113’产生对第一和第二信道公共的读地址RADR。输出的读时钟的速度是76.8Mbps，其与光发射机222的输入时钟相同。
图11是一个时间图，示意说明在图10表示的光发射机222的接收侧的操作，以及在相位调节后在输出侧的操作。
如图所示，在第一信道内，首先检测接收的帧内的指针PTR的位置，然后从指针值比较单元103输出负载值LOAD，和写地址计数器(WADR CTR)111运行，使得以指针值14超前的写地址WADR是41。
另一方面，在第二信道内，首先检测接收的帧内的指针PTR的位置，然后从指针值比较单元103输出负载值LOAD，和写地址计数器(WADR CTR)111运行，使得以指针值14超前的写地址WADR是41。
虽然光发射机222在第一和第二信道内输出的数据具有匹配的相位，但是由在第一信道内的光接收机223接收的指针值的接收时间不同于在第二信道内的接收时间，因为由于在光发射机222和光接收机223之间传输路径长，在传输距离上有错误出现。
在图11的下面所示相位调节后的输出操作中，写地址比较单元(WADR CTR)104比较第一和第二信道之间的写地址WADR，并把负载值给读地址计数器(RADRCTR)113和113’，以便与参考值41到达较晚的一个信道匹配相位。读地址计数器(RADR CTR)113和113’根据这一负载值同时输出同样的读地址RADR。它允许响应第一和第二信道共同的读地址输出读数据RDT和读帧脉冲RFP。接收方从具有较好接收条件的两个信道中有选择地接收两个输出中的一个。
图12是一个时间图，详细说明对图10中的FIFO 112的写操作。
整个操作表示在图12的上部，而在图12的下部放大表示为相邻的两个写帧脉冲的操作。
在图12中，写地址计数器(WADR CTR)111响应写许可信号WEN重复产生从1到240的地址。然而，在接收到的帧内的3个时钟的头标的每一个期间，写许可信号WEN是低电平，写地址计数器(WADR CTR)111保持就在前面的计数值。当写许可信号WEN是低电平时，写数据WDT包含头标信息，它是同步信号SYNC、指针值PTR或虚数据。在地址计数器(WADR CTR)111保持的如上所述的值由指针(PTR)比较单元103以图14-16所示方式产生。
在一帧(243×5个时钟)中，在插入指针值的头标期间，写许可信号是低电平。从LOAD EN后紧接的时钟变为高电平，写地址计数器(WADR CTR)111使用如上所述决定的负载值作为初始值，从1计数到240。
在图12中，当写许可信号WEN是低电平时，地址计数器的值保持在35，而在低电平时期的第三时钟，负载许可信号LOAD EN在一个时钟期间变为高电平。写地址计数器(WADR CTR)111在LOAD EN变为高电平后立即重新从该时钟信号计数。
根据在WEN的低电平时期结束后直到检测到第一写帧脉冲WFP时的计数值(指针值，在图12的例子中是6)，帧脉冲产生单元110产生负载值LOAD，它被插入下一帧。这样，在第一和第二信道中，在检测到接收到的帧内的指针PTR的位置后，从指针值比较单元103输出该负载值，使得超前该指针值的写地址输出，以允许写地址计数器(WADR CTR)111操作。
结果，在WEN后第一WFP的位置处的数据的写地址对第一和第二信道是公共的。在图12中，在由所述WFP表示的位置处的数据的写地址是41。
图13是一个时间图，说明从图10中的FIFO 112的读操作。
整个操作表示在图13的上部，而在图13的下部放大表示为相邻的两个读帧脉冲RFP的操作。
写地址比较单元104比较对第一信道中的FIFO 112的写地址WADR和对在第二信道中的FIFO 112’的写地址WADR，通过给较小的写地址值加上一个偏移来定义读地址RADR。定义该偏移值，以便在对两个FIFO 112和112’的写操作完成后执行读操作，并把该偏移值输出给读地址计数器(RADR CTR)113作为一个负载值。在图13的场合，响应输出哪一个读数据RDTa1-a240，b1-b240，c1-c240，…，读地址重复1-240，和在76.8Mbps时钟信号的每2个时钟输出读帧脉冲RFP。
在图13放大的视图中，放大显示了读地址19-42，相应地，显示了读数据b21-b240和c1、c2以及两个读帧脉冲RFPa和RFPb。可以看到，读帧脉冲RFP的周期是20位。
图14是一个流程图，说明在上述光接收机中的相位调节操作。在该图中，在步骤S141比较第一和第二信道之间的接收指针值，然后在步骤S142变换该接收指针值PTR。接着，在步骤S143产生写地址的负载值。
更具体说，如图15所示，当指针值(PTR)比较单元103比较第一和第二信道之间的指针值时，如果其差不小于10个位即帧脉冲周期的半个周期，则指针值比较单元在较小的指针值上加20来变换该值，并通过从42(从光发射机输出的值并具有加上1的匹配的相位)中减去变换的指针值来定义一个保持值。
然后，在步骤S144比较FIFO 112和112’之间的写地址，然后，如果在第一信道中的负载值小于在第二信道中的负载值，则在步骤S146通过把一个偏移值加到第一信道中的写地址上来定义读地址RADR，或如果该负载值相等或大于在第二信道中的值，则在步骤S147通过把该偏移值加到第二信道中的写地址上定义读地址RADR。
图15是一张表，表示指针值变换和为一个写地址产生负载值的例子。
例如，如图15的例1所示，当在第一信道中的接收指针值是6和在第二信道中的接收指针值是3时，该指针值即使在变换后也保持不变，因为差小于10，结果，第一信道的负载值是42-6＝36，而第二信道的负载值是42-3＝39。另一方面，如在例2中所示，当在第一信道中的接收指针值是20和在第二信道中的接收指针值是1时，第一信道的指针值在变换后保持不变，但是第二信道的指针值变换为21，该值是在1上加20，结果第一信道的负载值是42-20＝22，和为第二信道的负载值是42-21＝21。
图16是一个图表，允许理解上述指针值的比较和变换处理。如图所示，如果在第一和第二信道之间的指针值的差小于10，则不执行指针值的变换操作。如果在第一和第二信道之间的指针值的差等于或大于10，则变换后的指针值是在较小的指针值上加20得到的值。
虽然在上述说明书中说明了调节在两个信道之间的光传输信号的相位偏移的例子，但是显然，可以相似地调节在三个或者更多信道之间的光传输信号的相位偏移。
另外，虽然在光发射机222的输入侧的时钟信号频率是76.8Mbps，在输出侧的时钟信号频率是77.76Mbps，并且在第一和第二信道之间的时钟信号频率值的关系在上述例子中的光接收机223中成反比，但是本发明不限于这种条件，从而，如果在输入侧的时钟信号频率低于在光发射机的输出侧的时钟信号频率、以及在输入侧的时钟信号频率高于在光接收机的输出侧的时钟信号频率的话，这些时钟信号频率值可以是任何值。
还有，虽然在上述实施例中由帧计数器和帧产生单元产生的一帧的周期假定是243×5个时钟，但是本发明不限于这种条件，从而，该周期可以是任何值，只要它不小于最大预测相位延迟量的两倍。
从上述说明书中明显看出，根据本发明，在信号传输路径的两个或者更多信道内，可以同时消除在输入时的相位偏移和在长距离传输路径内的相位偏移，使得即使这些偏移在相反的方向上，也能够完全调节输入时的相位偏移和在长距离传输路径内的相位偏移，并可以减少用于电路相位匹配的传输时间。
另外，在长距离传输路径内的相位偏移也变得可以接受。因此，可以实现沿光纤的长距离传输。
还有，可以用根据本发明的相位调节系统代替在常规系统中使用贵的同轴电缆实现的部分。
权利要求
1.一种发射机，用于在多个传输信道内发送包含相位信息的数据，该发射机包括多个给多个信道传输相同数据的发射单元，其中，每一所述发射单元包括一个帧产生和发射单元，用于产生和传输这样的帧，该帧的周期不小于在多个传输信道中可能发生的最大预测延迟量的两倍；和一个相位信息插入单元，用于在所述帧中插入表示所述帧的相位的相位信息。
2.一种接收机，用于从多个传输信道接收包含相位信息的数据，该接收机包括多个从多个信道接收相同数据的接收单元，其中，每一所述接收单元包括一个帧同步单元，用于接收帧和在所述帧内包含的相位信息，其中帧的周期不小于在多个传输信道中可能发生的最大预测延迟量的两倍，所述相位信息指示所述帧的相位；和一个相位匹配单元，用于根据从所述帧同步单元输出的所述相位信息匹配在所述多个传输信道上的相应帧的相位并输出该帧。
3.一种相位匹配控制系统，包括一个发射机和一个接收机，所述发射机包括多个给多个信道传输同样数据的发射单元，所述接收机包括多个接收单元，它们接收在所述多个信道中从所述发射机输出的数据，其中，每一所述发射单元包括一个帧产生和发射单元，用于产生和传输这样的帧，该帧的周期不小于在多个传输信道中可能发生的最大预测延迟量的两倍；和一个相位信息插入单元，用于在所述帧中插入指示所述帧的相位的相位信息，和每一所述接收单元包括一个帧同步单元，用于接收所述帧和所述相位信息；和一个相位匹配单元，用于根据从所述帧同步单元输出的所述相位信息匹配在所述多个传输信道上的相应帧的相位并输出该帧。
4.根据权利要求1的发射机，另外包括一个帧计数器，由所述多个发射单元共享，其中，在每一所述多个发射单元中的所述帧产生和发射单元包括第一输入和输出单元，用于响应一个写地址输入写数据和具有预定周期的写帧脉冲，该写帧脉冲指示所述写数据的相位，和用于响应一个频率高于写时钟信号的读时钟信号输出读数据和读帧脉冲以产生所述写地址，所述读数据和读帧脉冲分别对应于所述写数据和所述写帧脉冲；一个帧产生单元，用于响应所述读时钟信号与所述帧计数器合作产生一个包含所述读数据的输出帧，所述相位信息插入单元包括一个指针值产生单元，用于在从所有所述发射单元输出的所述输出帧的共同定时，把一个指示对应于相同数据的所述读帧脉冲的相位信息的指针值插入从所述帧产生单元输出的一个输出帧，所述相同数据从所有所述发射单元输出。
5.根据权利要求2的接收机，另外包括一个指针值比较单元和一个写地址比较单元，它们被所述多个接收单元共享，其中，在每一所述多个接收单元中的所述相位匹配单元包括帧同步单元，用于响应从所述读数据提取的接收时钟信号，为来自根据权利要求4的发射单元的输入数据的每一帧提取和输出所述读数据、所述指针值、包括所述指针值的相位信息的写许可信号、和具有预定周期的所述帧脉冲；写地址计数器，用于响应所述接收时钟信号产生一个写地址，该写地址基于由所述指针值比较单元计算的来自所述多个传输信道的多个指针值之间的差，根据在所述多个传输信道之间对应于相同帧脉冲的写数据的相位差产生；第二输入和输出单元，用于响应所述写地址输入所述数据和所述帧脉冲，和响应一个频率低于所述接收时钟信号的读地址输出所述数据和所述帧脉冲；形成从所述第二输入和输出单元输出的所述数据和所述帧脉冲的读地址，使得该读地址与一个值一致，该值不小于来自所述多个接收单元的所述写地址计数器并具有相同相位的写地址的最大值。
6.一种包括根据权利要求4的发射机和根据权利要求5的接收机的相位匹配系统。
7.根据权利要求6的相位匹配系统，其中，在所述发射单元中的第一输入和输出单元是第一FIFO，用于对所述第一FIFO写所述数据和所述帧脉冲的写时钟信号的频率低于用于从所述第一FIFO读所述数据和所述帧脉冲的读时钟信号的频率。
8.根据权利要求7的相位匹配系统，其中，在所述接收单元中的所述第二输入和输出单元是第二FIFO，用于对所述第二FIFO写所述数据和所述帧脉冲的时钟信号的频率高于用于从所述第二FIFO读所述数据和所述帧脉冲的读时钟信号的频率。
9.根据权利要求8的相位匹配系统，其中，用于对所述第一FIFO写所述数据和所述帧脉冲的写时钟信号的频率和用于从所述第二FIFO读所述数据和所述帧脉冲的读时钟信号的频率一致。
10.根据权利要求8或9的相位匹配系统，其中，用于从所述第一FIFO读所述数据和所述帧脉冲的读时钟信号的频率与用于对所述第二FIFO写所述数据和所述帧脉冲的写时钟信号的频率一致。
11.一种数据传输方法，用于通过多个发射单元传输包含相位信息的数据给多个传输信道，以给多个信道传输相同的数据，其中，每一所述发射单元产生这样一个帧，它的周期不小于在多个传输信道中可能发生的最大预测延迟量的两倍，并把指示所述帧的相位的相位信息插入所述帧，以传输所述帧。
12.一种数据接收方法，用于通过多个接收单元从多个传输信道接收包含相位信息的数据，以从多个信道接收相同的数据，其中，每一所述接收单元与所述相位信息同步接收这样一个帧，它的周期不小于在多个传输信道中可能发生的最大预测延迟量的两倍，并接收指示包含在所述帧中的所述帧相位的相位信息，和根据所述相位信息以匹配的相位在所述多个传输信道中输出相应帧。
13.一种相位匹配控制方法，包括根据权利要求11的数据传输方法和根据权利要求12的数据接收方法。
14.根据权利要求11的数据传输方法，在每一所述多个发射单元的所述帧产生和发射单元中，包括步骤输入写数据和具有预定周期的写帧脉冲，所述写帧脉冲对第一输入和输出单元指示所述写数据的相位，和响应具有比写时钟信号的频率高的读时钟信号输出读数据和读帧脉冲以产生所述写地址，所述读数据和读帧脉冲分别对应于所述写数据和所述写帧脉冲；响应所述读时钟信号，与由所述多个发射单元共享的一个帧计数器合作产生包含所述读数据的输出帧；在从所有所述发射单元输出的所述输出帧的共同定时，把一个指示对应于相同数据的所述读帧脉冲的相位信息的指针值插入从所述帧产生单元输出的一个输出帧，所述相同数据从所有所述发射单元输出。
15.根据权利要求12的数据接收方法，在每一所述多个接收单元的所述相位匹配单元中，包括步骤响应从所述读数据提取的接收时钟信号，为来自根据权利要求14的发射单元的输入数据的每一帧提取所述读数据、所述指针值、一个指示所述指针值的相位信息的写许可信号、和具有所述预定周期的帧脉冲；响应所述接收时钟信号产生一个写地址，该写地址基于由为所述多个接收单元共享的一个指针值比较单元计算的来自所述多个传输信道的多个指针值之间的差，根据在所述多个传输信道之间对应于相同帧脉冲的写数据的相位差产生；响应所述写地址给第二输入和输出单元输入所述数据和所述帧脉冲，和响应一个频率比所述接收时钟信号的频率低的读地址从所述第二输入和输出单元输出所述数据和所述帧脉冲，其中，形成从所述第二输入和输出单元输出的所述数据和所述帧脉冲的读地址，使得该读地址与一个值一致，该值不小于来自所述多个接收单元的所述写地址计数器、而且具有相同相位的写地址的最大值。
16.一种相位匹配控制方法，包括根据权利要求14的数据传输方法和根据权利要求15的数据接收方法。
17.根据权利要求16的相位匹配控制方法，其中，在所述发射单元中的第一输入和输出单元是第一FIFO，用于对所述第一FIFO写所述数据和所述帧脉冲的写时钟信号的频率低于用于从所述第一FIFO读所述数据和所述帧脉冲的读时钟信号的频率。
18.根据权利要求17的相位匹配控制方法，其中，在所述接收单元中的所述第二输入和输出单元是第二FIFO，用于对所述第二FIFO写所述数据和所述帧脉冲的时钟信号的频率高于用于从所述第二FIFO读所述数据和所述帧脉冲的读时钟信号的频率。
19.根据权利要求18的相位匹配控制方法，其中，用于对所述第一FIFO写所述数据和所述帧脉冲的写时钟信号的频率和用于从所述第二FIFO读所述数据和所述帧脉冲的读时钟信号的频率一致。
20.根据权利要求18或19的相位匹配控制方法，其中，用于从所述第一FIFO读所述数据和所述帧脉冲的读时钟信号的频率和用于对所述第二FIFO写所述数据和所述帧脉冲的写时钟信号的频率一致。
全文摘要
一种相位匹配控制系统，用于消除并行传输中的相位偏移，它包括一个用于传输相同数据的发射机222和一个用于接收所述数据的接收机223，其中，在发射机中的每一发射单元包括一个帧产生和发射单元(30，35)，用于产生一个周期不小于最大预测延迟量的两倍的帧以插入指示该帧相位的相位信息，并且其中每一接收单元包括一个相位匹配单元(103，104，112，113)，用于接收帧和相位信息，根据该相位信息，以匹配的相位在多个传输信道中输出相应帧。
文档编号H04J3/06GK1440154SQ0214662
公开日2003年9月3日 申请日期2002年10月28日 优先权日2002年2月19日
发明者寸田裕信 申请人:富士通株式会社