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电话用户线路的线路端接设备

基本信息

  • 申请号 CN00810433.6 
  • 公开号 CN1361973A 
  • 申请日 2000/07/12 
  • 公开日 2002/07/31 
  • 申请人 印芬龙科技股份有限公司  
  • 优先权日期  
  • 发明人 约尔格·豪普特曼 克里斯蒂安·施兰茨 贝恩哈德·措约尔 彼得·派斯勒 大卫·施温斯哈克尔 赫伯特·措约尔  
  • 主分类号  
  • 申请人地址 德国慕尼黑 
  • 分类号  
  • 专利代理机构 中科专利商标代理有限责任公司 
  • 当前专利状态 发明专利申请公布 
  • 代理人 王仲贤 
  • 有效性 失效 
  • 法律状态 失效
  •  

摘要

在用于发送和接收窄带低频话音信号和宽带高频数据信号的线路端接设备中,模拟接收电路在采用一用于数据信号-补偿的平衡滤波器(49)的情况下被分成两条用于话音和数据的单独的模拟电路(32、33)。
在发送方向上由数字滤波器(43、45)进行数字部分中的话音和数据信号电路的分离。
本发明适用于应用xDSL-方法,例如非对称用户线路中的话音和数据信号的分离。
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权利要求书


1.一种线路端接设备,用于在接收端将通过电话用户线路传输的模 拟第一宽带信号分成一低频窄带第一话音信号和一其频段高于前者的宽 带第一数据信号,以及在发送端将一低频窄带第二话音信号和一其频段 高于前者的宽带第二数据信号组合成一在该电话用户线路的发送方向上 传输的模拟的第二宽带信号,其中设有一数/模转换器,该数/模转换器将 一数字发送信号转换成在发送方向上传输的模拟宽带信号,并且一数字 频率分向滤波器前置于数/模转换器,该分向滤波器将第二以数字形式存 在的话音信号和第二同样以数字形式存在的数据信号组合成一数字发送 信号,其特征在于,传输第一模拟宽带信号的接收电路被分成用于话音 信号的模拟电路(32)和用于数据信号的与前者分隔的电路(33),在这 两条电路的每一条的电路端设有一用于分别转换成相应的数字信号的模/ 数转换器(34、36)并且在数/模转换器(48)的输出端后的发送电路与 被接入接收电路的被分离开的模拟数据信号电路(33)中模/数转换器 (36)前面的减法网络(37)的减法器输入端之间设置有一个平衡滤波 器(49),由第二模拟宽带信号对该平衡滤波器进行控制。

2.按照权利要求1所述的线路端接设备,其特征在于,一用于对接 收的模拟信号进行自动增益控制的电路(79、82)前置于两个模/数转换 器(81、84)中至少一个模/数转换器。

3.按照权利要求1所述的线路端接设备,其特征在于,所采用的平 衡滤波器(49)是模拟的或数字的。

4.按照权利要求1所述的线路端接设备,其特征在于,一个可通断 控制的数字高通滤波器(41)接在数据信号电路上的模/数转换器(36) 上。

5.按照上述权利要求中任一项所述的线路端接设备,其特征在于, 一用于数字滤出第一数字话音信号以及第一数据信号的器件(63、64) 后置于模/数转换器(57、58)。

6.按照上述权利要求中任一项所述的线路端接设备,其特征在于, 一低通滤波器(35)前置于接收电路中被分开的模拟话音信号电路(32) 上的模/数转换器(34)。

7.按照上述权利要求中任一项所述的线路端接设备,其特征在于, 一用于与频谱功率适配的功率适配电路(95)后置于设置在发送电路上 的数/模转换器(93)。

8.按照上述权利要求中任一项所述的线路端接设备的特征在于用集 成电路技术实现。

9.按照权利要求8所述的线路端接设备,其特征在于,将对数据-回 波补偿并同时用于在接收方向分离成话音和数据的信号电路的平衡滤波 器(78)和与前者连接的减法网络(77)设置在第一集成电路器件(101) 中,该器件作为模拟高压部分构成用户线路电路(B-SLIC;宽带-用户线 路接口电路),该用户线路电路对用户线路馈电并作为用户线路的适配网 络和分叉电路,并且包括对数字部分中的两个信号电路进行分离的数字 滤波件的线路端接设备的其它元件被包含在第二个集成电路器件(102) 中,该器件与在一个芯片组的第一电路器件配合。

10.按照权利要求8所述的线路端接设备,其特征在于,在第一集成 电路器件(103)中包含有用于数据-回波补偿并同时进行在接收方向模 拟端分离成话音和数据的信号电路的平衡滤波器(78)并与之相连的减 法网络(77)以及包括有在数字部分中进行两条信号电路分离的数字滤 波元件的线路端接设备的其它元件,并且具有一个与在一个芯片组中第 一电路器件配合的第二电路器件(104),该器件作为模拟高压部分构成 用户线路电路(B-SLIC;宽带-用户线路接口电路),由该电路对用户线 路馈电并且作为与用户线路适配的适配网络和分叉电路。

11.按照上述权利要求中任一项所述的线路端接设备,其特征在于用 于实现xDSL(x-数字用户线路)-系统,例如ADSL(非对称数字用户线路) -系统。
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说明书

本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的线路端接设备。
在电话网中的模拟用户线路上的话音传输是采用模拟方式实现的。
其中应用一个频段,即所谓的话音频段,该频段仅是铜双芯线(POTS= 普通旧式电话系统)的整个传输带宽的一个相对较窄的频段。
在应用所 谓的xDSL(xDSL=数字用户线路)传输方法时,在电话网中在话音频 段上方的频段还可用于宽带传输数据。
HDSL(高速率数字用户线路)、ADSL(非对称数字用户线路)和 VDSL(超高速数字用户线路)等都属于xDSL-传输方法的范畴。
xDSL- 传输方法被称作宽带网络入口技术并包含所有电话网上作为采用话音频 段-调制解调器达到的数据传输速率的用户与电话交换局之间的较高的数 据传输速率的传输方法。
为此在应用xDSL-传输方法时在一个与话音频 段分隔开的较高的频段,即数据频段传输被称作xDSL-编码的数字信号 的xDSL-数据信号。
理论上讲,xDSL-传输方法可以利用铜双芯线在话 音频段上方供使用的整个带宽并可达到兆比特/秒数量级的传输速率。
尽管在不同的频段对话音和数据分别进行传输,但在采用xDSL-传 输方法时来自话音频段的边频信号将会进入数据频段并且反之也是如 此。
特别是在话音频段存在诸如振铃信号和计费脉冲等控制信号将造成 数据频段上的干扰和使线路中断或甚至完全终止。
为了避免这类干扰的 出现必须在继续处理之前就把话音频带与数据频带分隔开。
为此采用了 被称作POTS-分裂器的分频器,该分频器在接收端将宽带信号分成窄带 低频话音信号和宽带高频数据信号并且在发送端对话音信号和数据信号 进行滤波并合成为一个宽带信号。
在US 5,757,803中披露了一种POTS-分裂器,该分裂器具有一个低 通滤波器和两个电容,其中具有话音频带的通带的低通滤波器前置于模 拟用户终端并且两个对话音频带的控制信号进行抑制的电容前置于 xDSL-发送/接收器。
在通过两个电容与用户线路连接的的xDSL发送/接 收器中设有另外的模拟高通滤波器,所述滤波器与两个电容配合将数据 频带与话音频带分隔开。
在US 5,742,527中披露了一种ADSL-发送/接收器,该发送/接收器 通过用户线路进行接收和发送并且其中利用一个带通滤波器由接收的信 号中滤础模拟的话音信号。
同样利用一个带通滤波器对有待发送的ADSL- 信号进行滤波,以便由话音频带中消除从ADSL-信号进入话音频带的干 扰频率并且又不会造成对话音频带传输的影响。
ADSL-接收器在与模/数 转换器连接端上具有一个十中抽一取样器,该取样器从接收的信号中滤 出在信号中存在的ISDN(综合数字业务网)-信号。
ADSL-发送器具有 一带有高通滤波器功能的插入器,该插入器设置在数/模转换器的前面并 由有待发送的ADSL-信号中滤除存在于话音频带的干扰频率信号。
在这些已知的方案中存在的缺点在于,始终需要由有源和/或无源的 器件构成的模拟滤波器。
由于需要陡峭的滤波器前沿,以便对话音和数 据频带进行分离,所以必须采用较高级的滤波器,这类滤波器作为模拟 滤波器是非常昂贵的。
另外,例如当需要改变话音频带和数据频带之间 的分频时,采用模拟滤波器的方案对技术指标的适配调整是非常费事的。
在德国专利申请DE 19844941.0中提出了与上述相比一种有益的线 路端接设备,其中不必采用模拟分频滤波器并因此可以比较容易地实现 技术指标的改动。
该线路端接设备具有模/数转换器、数/模转换器和数字分频器,所述 模/数转换器将输入的模拟的宽带接收信号转换成一个数字的接收信号, 所述数/模转换器将数字发送信号转换成宽带发送信号,所述数字分频器 接在模/数转换器和数/模转换器的后面并将数字接收信号分成第一数字话 音信号和第一数字数据信号以及将第二数字话音信号和第二数据信号合 成为数字发送信号。
因此实现了用数字方式将宽带接收信号向第一数字话音信号和第一 数字数据信号的分离以及将第二数字话音信号和第二数字数据信号向宽 带发送信号的合成。
但在这种推荐的方案中除了具有的优点外,在两个 传输系统,即用于传输数据信号的系统和用于传输话音信号的系统之间 仍然存在相互的关联性。
所以本发明的目的在于对在线路端接设备中的低频窄带话音传输和 高频宽带数据传输的分离进行设计,一方面不必采用模拟的普通的老式 电话系统的分裂器并且另一方面两个传输系统,即用于传输数据信号的 系统和用于传输话音信号的系统可以相互不受影响地工作。
根据本发明,该目的是通过具有权利要求1特征部分特征的线路端 接设备实现的。
在从属权利要求中对本发明的有益的进一步设计和实施方式做了表 述。
根据本发明在线路端接设备中可以完全省去模拟的普通老式电话系 统的分裂器。
通过根据本发明附加将模拟接收电路分成两条单独的用于 话音和数据的电路可实现对这两条电路的单独的设计,特别是在这两条 电路中的不同的自动增益控制电路(AGC)将实现模/数转换器的功率容 量与相应的信号电平的最佳的适配。
另外也可以在接收电路分离的数据信号电路上通过采用一可通断控 制的高通滤波器实现对话音频段调制解调器的应用。
其中数据信号的回 波补偿电路和阻抗匹配回路是不同的,因此可以在相互影响最小的情况 下满足各种阻抗要求。
在DE 19611941C1中披露的对模拟阻抗补偿所 需的平衡滤波器可以是模拟的或数字的。
采用本发明可以实现线路端接 设备的一灵活的(话音频段-调制解调器、回波补偿、频率复用)成本低 廉的并且高效的实施方案。
因此在本发明端接设备中重点是通过在接收频道中通过两条模拟电 路并且在发送频道通过数字滤波器件对话音-和数据频带进行分离以及另 外对用于回波抑制的平衡滤波器电路和附加阻抗匹配回路的应用。
本发明的线路端接设备既可设置在交换局(CO=中心局),又设置在 用户处,例如在非对称数字用户线路-发送器/接收器的线路卡(数据/话 音线路-卡)上。
在交换局,线路端接设备后置于用户线路电路(SLIC= 用户线路接口电路),由用户线路电路对用户线路馈电。
在线路端接设备 设置在用户处时,则可以由一传输电路将用户线路耦合在线路端接设备 上。
本发明的线路端接设备宜应用集成电路技术加以实现。
如果将线路端接设备设置在交换局,则可以将该设备的总体结构在 一个芯片组中分成两个集成电路器件,其中的一个器件是作为模拟高压 器件的已有的用于用户线路电路(B-SLIC=宽带用户线路接口电路),并 且仅补充用于数据回波补偿并同时在上行方向进行话音的信号电路和数 据的信号电路分离的平衡滤波器。
本发明的线路端接设备的其余部分, 即在数字滤波器件范围内的下行方向的分离,被集成在一个单独的低压 器件中,该器件与集成的高压器件连接。
但本发明线路端接设备的总体结构在相应的设计中也可以集成在唯 一的一个集成电路器件中。
下面将对照附图对本发明、其优点、特征、实施方式和应用方案加 以说明。
图中示出: 图1为带有模拟的普通旧式电话系统-分裂器的线路端接设备的公知 方案的电路原理图; 图2为带有数字的普通旧式电话系统-分裂器的线路端接设备的另一 公知方案的电路原理图; 图3为本发明的线路端接设备的分离方案的电路原理图; 图4为在用户与带有本发明的第一实施例的线路端接设备的交换局 之间的传输线路的结构图; 图5为本发明线路端接设备的第二实施例的方框图; 图6为作为集成电路器件(芯片)实现的带有本发明的模拟/数字宽 带线路端接设备的线路端接卡(B-QAP;宽带-四线组模拟普通旧式电话 系统)的第一实施例的方框图; 图7为同样作为集成电路器件(芯片)实现的带有本发明的模拟/数 字宽带线路端接设备的线路端接卡(B-QAP;宽带-四线组模拟普通旧式 电话系统)的第二实施例的方框图; 图8为本发明的一由两个集成电路器件构成的模拟/数字话音/数据线 路端接卡的第三实施例的总结构的方框图; 图9为本发明的一在集成电路器件中含有的模拟/数字线路端接卡的 第四实施例的总结构的方框图; 图10为话音和数据频段的频谱分布的第一曲线图,和 图11为话音和数据频段的频谱分布的第二曲线图。
图1中示出带有模拟的普通旧式电话系统-分裂器的线路端接设备的 公知方案的电路原理图。
在第一传输方向,即在所示的线路端接设备的 接收方向上,通过模拟电话用户线路1的接收线路1a在接收电路上的一 宽带模拟信号被输送给模拟低通滤波器2,该低通滤波器的设计应使仅 话音频带的信号可以通过。
一模/数转换器3后置于模拟低通滤波器2,该转换器在输出端4输 出作为数字话音信息的数字化的话音频带-信号,以便继续处理。
通过电 话用户线路1的接收线路1a输入的宽带模拟信号在接收电路同时也被输 送给一模拟高通滤波器5,该高通滤波器的设计应使仅数据频带的信号 可以通过。
还有一模/数转换器6后置于高通滤波器5,该转换器在输出端7输 出作为数字数据信息的数字化的数据频带-信号,以便继续处理。
模拟低 通滤波器2和模拟高通滤波器5共同构成一模拟的普通旧式电话系统-分 裂器8。
在相反的传输方向,即在所示线路端接设备的接收方向上,一数字 话音信息通过输入端9被输送给数/模转换器10并从此处作为模拟话音 信号输送给模拟低通滤波器11,该滤波器的设计应使仅话音频带的信号 可以通过。
同时在该传输方向上数字数据信息通过输入端12被输送给数/模转 换器13并由此处作为模拟数据信号输送给模拟高通滤波器14,该高通 滤波器的设计应使仅数据频带的信号可以通过。
由构成模拟普通旧式电话系统-分裂器的模拟低通滤波器11及高通 滤波器14输出的模拟的和被滤出的话音和数据信号利用一加法器16被 综合在一起并被输送给模拟电话用户线路1的发送线路1b。
对于在第一传输电路上设有的具有低通滤波器2和高通滤波器5的 模拟的普通旧式电话系统-分裂器8以及对于在相反的传输电路上设有的 具有低通滤波器11和高通滤波器14的模拟的普通旧式电话系统分裂器 15,为了实现对话音频段和数据频段的分离必须具有陡峭的滤波器前沿, 所以必须采用高级的滤波器,这种滤波器非常昂贵并且几乎不能变动。
图2中示出一种带有模拟的普通旧式电话系统-分裂器的线路端接设 备的建议方案的电路原理图。
在第一传输方向,即在图2所示的线路端 接设备的接收方向上,通过模拟电话用户线路17的接收线路17a一宽带 模拟信号在接收电路上首先被输送给一模/数转换器18,一数字普通旧式 电话系统-分裂器19后置于该模/数转换器。
该普通旧式电话系统-分裂器19包含一低通滤波器20,一方面该滤 波器的设计应使由模/数转换器18的输出信号滤出一第一数字话音信号。
另一方面,普通旧式电话系统-分裂器19包含一第一数字高通滤波器21, 该高通滤波器的设计应使由模/数转换器18的输出信号滤出一第一数据 信号。
完全与加在输出端23上的第一数字数据信号被输送给进一步处理相 同,加在输出端22的第一数字话音信号然后可以被输送给进一步处理。
在相反的传输方向上,即在发送方向上,第二数字话音信号通过输 入端24被输送给数字低通滤波器25并且第二数字数据信号通过输入端 26被输送给高通滤波器27。
数字低通滤波器25和数字高通滤波器27构 成一数字普通旧式电话系统-分裂器28,通过对两个数字滤波器25和27 的滤波系数的编程可实现对该分裂器进行的调整和变动。
在普通旧式电话系统-分裂器28中滤波之后,数字话音信号和数字 数据信号在一数字加法器29中被相加成一个数字发送信号并被输送给数 /模转换器30。
数/模转换器30将结合成的数字发送信号转换成一模拟宽 带发送信号,该发送信号被输送给模拟电话用户线路17的发送线路17b, 以便进行发送传输。
虽然如图2所示建议的在两个传输系统之间,即在传输数据信号的 系统与传输话音信号的系统之间的数字普通旧式电话系统-分裂器的方案 具有与图1所示的模拟普通旧式电话系统-分裂器的所有优点,但始终存 在相互的关联性。
图3为本发明推荐的线路端接设备方案的方框图,该方案不具有对 照图1和2所述的已有方案的缺点。
在第一传输方向上,即在本发明的图3所示的线路端接设备的接收 方向上通过模拟电话用户线路31的接收线路31a提取出接收电路上的宽 带模拟信号并分成两条电路32和33,其中电路32用于对第一低频窄带 话音信号进行模拟传输和另一条电路33用于对第一高频宽带数据信号进 行传输。
在模/数转换器前面34的模拟话音信号电路32上设置有一个用 于话音频带限制的模拟低通滤波器35。
在经分路的数据信号电路33上的模/数转换器36的前面还有一个减 法器37。
加在输出端38上的第一数字话音信号可以输送给继续处理器 件,同样加在输出端39上的第一数字数据信号如图中所示还可通过一利 用开关40可通断控制的数字高通滤波器41进行滤波,并可输送给继续 处理器件。
设有可通断控制的高通滤波器41,以便在开关40闭合时在 模拟数据信号电路33上可以应用话音频带-调制解调器。
在相反的传输方向上,即在发送方向上,第二数字话音信号通过输 入端42被加到数字低通滤波器43上并且第二数字数据信号通过输入端 44被加到高通滤波器45上。
数字低通滤波器43和数字高通滤波器45 构成数字POTS-分裂器46,该分裂器可以通过对两个数字滤波器43和45 的滤波器系数的编程实现对其的调整和变化。
在POTS-分裂器46中滤波 后,数字话音信号和数字数据信号在一数字加法器47中被相加成一个数 字发送信号并输送给一数/模转换器48。
数/模转换器48将合成的数字发 送信号转换成模拟宽带发送信号,该信号被输送给模拟电话用户线路31 的发送线路31b,以便进行发送传输。
设置在数/模转换器48输出端上的宽带发送信号的输出端与接收电 路的模拟数据信号电路33上的减法器37的减法器输入端之间的平衡滤 波器49是非常重要的。
平衡滤波器33由馈送给用户线路31的发送线路 31b的模拟宽带发送信号进行控制并且其输出信号与输入到模拟数据信 号电路33的接收信号进行逻辑连接。
平衡滤波器49因此用于数据信号电路上的数据回波补偿。
在发送方 向上与此相反通过两个构成一个数字POTS-分裂器46的数字滤波器43 和45对两条信号电路进行分离。
因此将数据回波补偿通路和话音频带的 阻抗匹配回路分开并将相互的影响减少到最低限度。
在图4和5中所示的实施例示出本发明的线路端接设备例如在交换 局中的应用。
线路端接设备在用户端的应用同样是可能的。
在采用图4中所示的电路时,用户T既可用一部模拟用户终端机50 发送和接收窄带低频话音信号,例如该用户终端机可以是一部电话或一 台话音频带-调制解调器,又可以用一部数字用户终端机51,该终端机可 以是具有ADSL-调制解调器的计算机,发送和接收宽带高频数据信号,所 述发送和接收是在接在交换机V上的电话网路N的用户线路52上进行 的,所述用户线路由铜双芯线构成。
为此模拟用户终端50和数字用户终 端51分别通过一双线线路与第一用户端口53(ATU-R=ADSL远程传输 单元)连接,其中第一用户端口53与用户线路52连接。
在交换局V,用户线路52与一第二用户线路54(ATU-C=ADSL中 央传输单元)连接。
第二用户线路54又通过一两线线路与一用户线路53 (SLIC=用户线路接口)连接。
用户线路电路55用于与用户线路52的 电气适配并作为双向用户线路52的分叉电路。
线路端接设备56与用户线路电路55连接,该设备具有两个模/数转 换器57和58、一个数/模转换器59、一个平衡滤波器60、一个减法器61 和一个数字POTS-分裂器62。
在第一传输方向(=线路端接设备56的接收方向)上的线路端接设 备56的用于话音信号的分路的模拟信号电路上由模/数转换器57将宽带 模拟信号转换成话音的数字接收信号。
由于用于频带限制只需要采用低 极简单的防混淆(antialiasing)滤波器,优选为此采用过取样δ-Δ-模/数 转换器。
与此相分离在一数据信号的信号电路上通过减法器61输入宽带 模拟信号并且在模/数转换器58中被转换成数据的数字接收信号。
优选 为此也采用过取样δ-Δ-模/数转换器。
平衡滤波器60的输出信号被输送给 减法器61的减法器输入端。
第一数字低通滤波器63接在数字POTS-分裂器62中的话音电路上 的模/数转换器57的后面并且第一数字高通滤波器64接在数据电路上的 模/数转换器58的后面,该数字高通滤波器利用一开关65进行连接。
其 中通过对滤波系数编程实现对滤波器功能的调整。
如果利用在数字信号 处理器中的程序实现第一数字低通滤波器63和第一数字高通滤波器64 时,则与固定连接的数字滤波器相反通过改变程序,其中仅需调整滤波 系数,即可实现对滤波器系统的调整。
第一数字低通滤波器63由模/数转换器57的输出信号滤出第一数字 话音信号。
第一数字高通滤波器64由模/数转换器58的输出信号滤出第 一数字数据信号。
然后,第一数字话音信号和第一数字数据信号被分别输送给数字话 音处理装置66及数字数据处理装置67,所述数字话音处理装置66及数 字数据处理装置67分别对第一数字话音信号以及第一数字数据信号进行 处理并被分别将其馈送给数字话音网路68及数字数据网路69。
数字话 音网路68和数字数据网路69将相应的交换局相互连接在一起。
在第二传输方向(=线路端接设备56的发送方向)上,数字话音处 理装置66和数字数据处理装置67通过数字话音网路68以及数字数据网 路69分别接收第二数字话音信号以及第二数字数据信号。
数字话音处理装置66和数字数据处理装置67将第二数字话音信号 以及第二数字数据信号分别输送给第二低通滤波器70以及第二高通滤波 器71。
其中通过对滤波系数的编程可实现对第二数字低通滤波器70和 第二数字高通滤波器71实现调整。
如果利用在数字信号处理器中的程序实现第二数字低通滤波器70和 第二数字高通滤波器71时,则与固定连接的数字滤波器相反通过改变程 序,其中仅需调整滤波系数,即可实现对滤波器系统的调整。
滤波后数字话音信号和数字数据信号在数字加法器72中被相加成数 字发送信号并被输送给数模/转换器59。
数/模转换器59将数字发送信号 转换成模拟宽带发送信号,该模拟宽带发送信号被输送给用户线路电路 52,以便通过用户线路52进行发送。
该模拟宽带发送信号的一部分在线 路端接电路56上由数/模转换器的输出端分路并被输送给平衡滤波器 60,平衡滤波器的输出信号馈送给接收端的模拟数据信号电路上的减法 器61的输入端。
图10和11中示出在采用ADSL-方法进行传输时在用户线路52上 的频率分配,在下面将对该频率分配加以说明。
铜双芯线(两线线路)的传输带宽约为1.1兆赫。
如图中示意示出 话音频带(POTS)位于从0Hz开始的下频段中。
数据频带在话音频带 的上方,数据频带又分成第一频带US和第二频带DS。
在第一频带US(=上行频带)上来自用户的数据被传递给交换局; 在第二频带DS(=下行频带)上来自交换局的数据被传递给用户。
在采 用ADSL-方法时,上行频带窄于下行频带。
在图10所示的将数据频带分成两个用于在两个单独的频带US和DS 上进行数据传输的两个单独的频带,被称作频分多路(FDM)。
在图11中同样示出在采用ADSL-数据传输方法时窄带POTS-话音 频带和宽带数据频带的频率分配,其中数据频带具有一个共同的频带, 该频带既具有上行频带US,又具有下行频带DS。
由于上行和下行频带 部分重叠,所以为了分离上行-和下行频带必须应用回波补偿。
采用回波 补偿进行数据传输的优点是下行频带较宽,因而由交换局至用户可以实 现较高的数据速率。
图5中示出本发明的用于用户线路的线路端接设备的第二实施例的 方框图。
用73标示的以有益的方式作为集成电路器件实现的线路端接设备通 过接收线路74和发送线路75与用户线路电路76连接。
由用户线路电路 76通过接收线路74输送给线路端接设备73的宽带接收信号将在线路端 接设备中被分离成一模拟话音信号电路和一模拟数据信号电路并且后者 接着被输送给模拟减法网络77。
模拟减法网络77由接收信号中减去在接收信号中含有的发送信号, 该过程将起着数据信号-回波补偿的作用。
为此发送信号被平衡滤波器78 滤波。
平衡滤波器通过高通滤波将在发送信号中含有的模拟话音信号滤 出。
因此话音信号未受到回波补偿。
平衡滤波器78以一与连接的铜双 芯线的传输函数相符的传输函数进行滤波。
因此加在平衡滤波器78输出 端上的信号与在接收信号中含有的发送信号的回波信号相符并通过模拟 减法网络77从模拟数据信号电路中的接收信号中被减去。
在模拟数据信号电路中有一用于自动增益控制(AGC)的电路79接 在模拟减法网络77的后面。
经回波补偿的数据信号被加在自动增益控制 电路79的输入端。
在模拟数据信号电路中自动增益控制电路79对经回 波补偿的接收信号的振幅进行调整,以便继续处理,因而可以使其频谱 功率很小的数据频带的频率被放大。
一用于频带限制的防混淆(antialiasing)滤波器80接在自动增益控 制电路79的后面,该滤波器将根据后置的模/数转换器81的取样速率滤 除所有在数据频带的上行频带上方的频率。
一过取样的δ-Δ-模/数转换器 作为模/数转换器81接在防混淆滤波器80的后面,所述转换器将把模拟 的经回波补偿的、振幅调整的和频带限制的数据的接收信号转换成一数 据的数字接收信号。
而且在线路端接设备73的接收输入端被分离开的模拟话音信号电路 包括自动增益控制电路82和用于频带限制的防混淆滤波器83,该滤波 器将根据后置的模/数转换器的取样速率将话音频带上方的所有频率滤 除,所述模/数转换器同样可以作为过取样的δ-Δ-模/数转换器。
在模/数转换器84的输出端提取出的话音电路的数字接收信号被输 送给第一十中抽一滤波器85并且在模/数转换器81的输出端提取的数 据电路的数字接收信号被输送给第二十中抽一滤波器86。
第一十中抽 一滤波器85用话音电路的数字接收信号进行数字低通滤波并通过十中抽 一将取样速率从4MHz减少到4kHz,因而使取样速率为64kHz的1比特 -数据流(64千比特/秒-数据流)加在第一十中抽一滤波器85的输出端。
该64千比特/秒-数据流适用于继续进行话音处理和馈送给数字话音网。
数字低通滤波的极限频率的调整应使由数字接收信号中可以滤除数据频 带并仅保留话音频带。
加在第一十中抽一滤波器85的输出端上的64千 比特/秒-数据流接着被输送给话音处理设备87。
第二十中抽一滤波器86同样用数字接收信号进行低通滤波并将 4MHz的取样速率减少到276kHz,从而使276kHz的1比特数据流(276 千比特/秒-数据流)加在第二十中抽一滤波器86的输出端。
其中低通滤 波的极限频率在数据频带的最高频率上。
加在第二十中抽一滤波器86 的输出端上的256千比特/秒-数据流被输送给数据处理装置88,进行继 续处理。
数据处理装置88可以将276千比特/秒数据流输送给一图5中 未示出的高通滤波器,以便将尚存的数字话音信号残余滤除。
下面将对通过线路端接设备73对发送信号的处理加以说明。
取样速率为64kHz的1比特数据流的有待发送的数字话音信号被话 音处理装置87输送给线路端接设备87中的第一插入滤波器89。
第一插 入滤波器89将数字话音信号的取样速率64kHz提高到17MHz,以便进行 继续处理。
速率为1.1MHz的1比特数据流的有待发送的数字数据信号被数据 处理装置88输送给线路端接设备73中的第二插入滤波器90。
第二插入 滤波器90将数字数据信号的取样速率1.1MHz同样提高到17MHz,以便 继续处理。
插入后数字话音信号和数字数据信号具有相同的取样速率 17MHz。
两个信号被加在数字加法器91上,该加法器通过将数字话音信号和 数字数据信号相加产生数字发送信号。
数字发送信号被输送给数字噪声- 整形-滤波器92,该滤波器将对数字发送信号内含有的量化噪声进行抑 制。
另外噪声-整形-滤波器92将数字发送信号的字宽与后置的数/模转换 器93的处理字宽适配。
然后由数/模转换器93将经过滤波处理后的数字发送信号转换成模 拟宽带发送信号,该发送信号被后置于数/模转换器93的低通滤波器94 滤波。
其中低通滤波器94的极限频率在数据频带的最高频率上。
低通滤 波器94将高于用于传输应用的频段的干扰频率滤出。
采用一后置于低通 滤波器94的功率适配电路95(PCB),为在通过发送线路75将宽带发送 信号馈送给其的的用户线路电路76中继续处理将对宽带发送信号的频率 功率分配进行适配处理。
尤其是在用户线路的线路短的情况下,将对宽 带发送信号的频谱功率反馈,以便限制损耗功率并避免调整问题。
该模拟宽带发送信号的一部分在线路端接设备73中由功率适配电路 95的输出端分路并输送给平衡滤波器78,平衡滤波器的输出信号被馈送 给接收端模拟数据信号电路上减法器77的输入端。
在上述如图5所示的电路中不存在模拟的POTS-分裂器。
通过将模 拟接收电路,例如上行电路分成两条用于话音和数据的单独的电路,采 用各种设计的自动增益级79和82可以实现模/数转换器81和84在相应 的信号电平的最佳设计的适配。
通过平衡滤波器78对数据信号的回波补偿电路与阻抗匹配回路是不 同的,因而在相互影响最小的情况下可以满足各种阻抗要求。
对模拟回 波补偿所需的平衡滤波器78可以以模拟方式或者也可以以数字方式实 现。
图6和7示出线路端接设备(线路卡:宽带-四线模拟普通旧式电话 系统),该线路端接设备基本与在图5中采用的线路端接设备73一致并 以统一的集成电路实现。
在模拟话音信号-接收电路上的模/数转换器84前面只有一个限制话 音频带的低通滤波器96。
平衡滤波器78是模拟的。
为实现话音频带上 对模拟端设置的在图6中未示出的线路的阻抗匹配可以具有一个可调的 放大网络97,该放大网络由接收的话音信号电路的模拟话音信号进行控 制。
放大网络97的输出端与一模拟减法器网络98的减法器输入端连接, 模拟宽带发送信号由减法网络的另一输入端和其输出端引入。
在图7中所示的线路端接设备的方案与图6所示的方案的区别仅在 于,平衡滤波器以数字形式作为数控FIR-滤波器99加以实现,数/模转 换器100后置于该滤波器99。
图8示出特别是为实施xDSL-方法,例如ADSL.Lite以及G.Lite采 用的线路端接设备(线路卡)的实施例,其中线路端接设备具有两个构 成一个芯片组的集成电路器件101和102,其中的电路器件101是一个 作为模拟高压器件实现的用户线路电路(B-SLIC;宽带-用户接口电路), 该电路对用户线路供电并起着对用户线路的匹配网络和分叉网络的作 用,并且另一电路器件102是一个低压器件。
在在图8中所示的实施方式中的特殊点是,由集成电路器件101实 现的模拟高压部分实现在接收方向(上行方向)上的话音频带和数据频 带的分离,而在下行方向(下行方向)上是在低压器件102中的数字滤 波器范围内实现两个频带的分离。
该在接收端的特殊的分离将导致甚至 可以将平衡滤波器78以及减法网络77也被包含在单独的高压器件101 中。
在接收方向上,在两条数据和话音的单独的电路上的两个集成电路 器件101和102之间分别具有一个电容耦合,通过该电容耦合可以防止 直流连接。
在图8中就其功能相应的方框具有与图6中相同的附图标记。
处于对安全间隔的考虑的芯片结构的设计还应使平衡滤波器78和减 法网络77和因此在整个接收端(上行)向话音-和数据信号电路的分离 都设置在一个共同的集成电路器件中,该集成电路器件在数字部分中还 含有发送端(下行)的数字滤波分离。
在图9中以方框图形式示出这样一种总结构,根据此结构在第一集 成电路器件,用户线路电路(B-SLIC;宽带-用户线路接口电路)对用户 线路供电并起着对用户线路和分叉电路的匹配网络和接收和发送端的数 据-和话音信号分离(B-QAP)的作用。
而且在图9中就功能而言,相应 的方框具有与图6相同的附图标记,在图6中以框图形式示出一类似的 电路。
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