CN1212715C - 产生时钟信号的装置和方法、网络中心和发送/接收设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种为双向一点对多点网络的上行信道产生时钟信号的装置，该网络包括网络中心(1)和多个发送/接收设备(3)，并利用同步码分多址方式接入上行信道，其特征在于包括：参考时钟电路(12)，用于产生参考时钟信号；参考时钟控制电路(11)，用于将参考时钟信号与通过网络接收到的数字主时钟频率信息进行比较，并且从比较结果中得到用于将参考时钟信号调整为主时钟信号的控制信号；数控振荡器(13)，用于从参考时钟信号、各数字相位纠正信息，产生用于上行信道的时钟信号；参考时钟电路(12)的输出与参考时钟控制电路(11)及数控振荡器(13)相连接。

Description

产生时钟信号的装置和方法、网络中心和发送/接收设备
技术领域
本发明涉及用于产生双向一点对多点网络的上行信道的时钟信号的装置、方法和网络中心。
背景技术
作为有线网络领域中的一点对多点网络，例如混合光纤/同轴网是已知的。在无线网络领域，例如无线电网络，特别是蜂窝无线网络或蜂窝无线移动通信网络是已知的。在混合结构网络领域，混合光纤/无线电网络是已知的。
在一点对多点网络中，信息是从网络中心通过下行通道发送到多个发送/接收设备的。这些发送/接收设备包括例如解码器、置顶盒及移动电话等。信息包括例如电视信号、视频信号，因特网信号、电话信号等。通过上行信道，信息从发送/接收设备传送到中心。通过上行信道传输的信息包括例如对视频的请求信号、因特网接入信号及电话信号等。
发送/接收设备对上行信道的接入必须是可控的。已知的几种接入技术包括时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和码分多址(CDMA)。一种特殊的CDMA类型是同步CDMA(S-CDMA)。
在CDMA中，每一个发送/接收设备都被分配一个独立的代码。所有发送/接收设备的数据的传送都通过扩展频谱调制而发生在同一频率范围内。在S-CDMA中，这些代码的传送必须进行额外调整以使其到达网络中心时是同步的。
发明内容
本发明提供了一种为双向一点对多点网络的上行信道产生时钟信号的装置，该网络包括网络中心(1)和多个发送/接收设备(3)，并利用同步码分多址方式接入上行信道，其特征在于包括：
参考时钟电路(12)，用于产生参考时钟信号；
参考时钟控制电路(11)，用于将参考时钟信号与通过网络接收到的数字主时钟频率信息进行比较，并且从比较结果中得到用于将参考时钟信号调整为主时钟信号的控制信号；
数控振荡器(13)，用于从参考时钟信号、各数字相位纠正信息，产生用于上行信道的时钟信号；
参考时钟电路(12)的输出与参考时钟控制电路(11)及数控振荡器(13)相连接。
本发明还提供一种双向一点对多点网络的发送/接收设备(3)，其特征在于包括：
用于通过网络的上行信道传送信息的发送单元(14)，用于接收信息的接收单元(9、10)，和一个如权利要求1所述的装置，接收单元(9、10)用来提取主时钟信号的频率信息和来自接收信息的各个相位纠正信息，并把上述频率信息馈送到参考时钟控制电路(11)，把上述相位纠正信息馈送到数控振荡器(13)。
本发明还提供一种双向一点对多点网络的网络中心(1)，该网络包括网络中心(1)和多个发送/接收设备(3)，其特征在于所述网络中心(1)包括：
用于通过网络发送信息的发送单元(4、5、6)，用于产生主时钟信号的时钟发生器(7)，以及被主时钟信号所控制的用于接收信号的接收单元(8)，接收单元(8)从接收到的信息中得到各个发送/接收设备(3)的数字相位纠正信息，并将上述相位纠正信息送到发送单元(4、5、6)，发送单元(4、5、6)将主时钟信号以数字化编码频率信息的形式与各个相位纠正信息和数据一起通过网络进行发送。
本发明还提供一种为双向一点对多点网络的上行信道产生时钟信号的方法，该网络包括网络中心(1)和多个发送/接收设备(3)，其特征在于：
网络中心(1)产生的主时钟信号以数字化编码频率信息的形式通过网络发送给发送/接收设备(3)，
发送/接收设备(3)从数字传输的频率信息和一个本地时钟信号得到上行信道的时钟信号，
网络中心(1)比较从各发送/接收设备(3)接收到的时钟信号的相位和主时钟信号的相位，并从比较结果中得出各发送/接收设备(3)独立的数字相位纠正信息，并将其发送到各发送/接收设备(3)，各发送/接收设备(3)利用各独立的相位纠正信息调整上行信号的时钟相位。
附图说明
通过参阅对本发明的具体附图的下列描述可以更清楚地理解本发明。
图1表示本发明的一点对多点网络。
具体实施方式
附图示出一个一点对多点网络，它包含一个通过网络与多个发送/接收设备相连的中心1，这些设备中只有一个用3表示以简化说明。
为将中心1与发送/接收设备3相连接，提供了一个包含有上行和下行通道的网络2。最好用S-CDMA技术控制对上行信道的接入。网络2可以是例如一个由光缆和分光器组成的无源光学网络，或一个无线网络，或者一个混合光纤/同轴网或混合光纤/无线网络。
首先，对产生用于双向一点对多点网络的上行信道的时钟信号的方法进行描述。这个时钟信号也可以认为是一个“符号时钟”或“芯片时钟”。中心1产生的主时钟信号的频率是数字化编码的。该数字信息通过网络2发送到发送/接收设备3。每一个发送/接收设备3从主时钟信号的数字化编码频率信息和一个本地时钟信号中获得上行信道时钟频率。中心1将来自每一个发送/接收设备3的时钟信号与主时钟信号进行比较，比较结果将为每一个发送/接收设备3分别提供单独的数字相位纠正信息并传送到各发送/接收设备3。利用这些单独的相位纠正信息，各发送/接收设备3将分别对上行信道的时钟相位进行控制。
为实现上述过程，双向一点对多点网络的中心1包括通过网络2发送信息的发送单元4、5、6；产生主时钟信号的时钟发生器7；以及由主时钟信号控制的用来接收信息的接收单元8。接收单元8根据所收到的信息得到相应于每一个发送/接收设备3的数字相位纠正信息，例如通过比较所接收到的时钟信号和主时钟信号的相位而产生数字相位纠正信息，再将这个信息传送到发送单元4、5、6。发送单元4、5、6将主时钟信号的数字化编码频率信息及各个相位纠正信息和数据一起通过网络2发送。
发送单元4、5、6包括：复用器4用于将欲发送的数据与各个相位纠正信号进行复用，时间标记插入单元5连接到复用器4的输出将由时间标记发生单元6从主时钟信号产生的时间标记(频率信息)插入复用的数据流。时间标记发生单元6包括例如一个持续计数时钟频率循环的计数器。复用器4以给定间隔产生具有特定标识的数据字段。时间标记插入单元5通过一个比较器探测该数据字段的起始或者从复用器4接收控制信号，并用计数重写该数据字段。要发送的数据的传送、各个相位纠正信息、主时钟频率都是数字的，最好使用MPEG-2格式(MPEG即运动图象专家组标准)进行编码。MPEG-2格式是用于DVB(数字视频广播)及DAVIC(数字音视频理事会)网络的。
复用器4设计为一个MPEG-2复用器，可以向数据流中插入所谓包。该包的作用是为了传送控制消息。作为控制消息，可以插入时间标记。但控制信息的插入延迟是不能预测的。对单独信号，如相位纠正信息，这种延迟并不是迫切的。但如果周期信号，如时钟信号被插入，可能会引起抖动。要减少抖动，只能在紧随复用器4之后的时间标记插入单元5中将主时钟信号插入到数据流中。时间标记插入单元5为欲传送控制信号的数据字段监视数据流。于是预先确定的域被含有主时钟信号的当前时间标记所重写。在此之前，主时钟信号在时间标记发生单元6中被调整为时间标记的格式。
除了相位纠正信息，单独的数字频率纠正信息也可被产生和发送。最后，所接收到的时钟信号和主时钟信号的频率例如在接收单元8中进行比较。单独频率纠正信号也被馈送到复用器4。
发送/接收设备3包括一个用于产生双向一点对多点网络的上行信道的时钟信号的模块。这个模块含有一个产生参考时钟信号的参考时钟12。参考时钟12与参考时钟控制电路11及数控振荡器13相连。参考时钟控制电路11是用来比较参考时钟的频率与通过网络2接收到的主时钟信号的频率的，并从比较结果中得到一个控制信号或将参考时钟频率锁定到由中心1产生的主时钟频率。数控振荡器13是根据参考时钟信号、单独的数字相位纠正信息或者说是各频率纠正信号为上行信道产生时钟信号的。若希望使输出频率及相位均能以一种简单方式进行调整/编程，使用数控振荡器13尤其具有优越性。与主时钟频率值不相等的输出频率值的可调整性的优越性在于，对于单独发送/接收设备3，可以使用被调整到例如单独数据速率的时钟频率。这样会更具灵活性，但总是产生同步时钟信号。在数控振荡器13之前可以加上一个合成器，以便通过给定因数增加或减少参考时钟12的参考时钟频率，如因数10，这样数控振荡器13就可以提供有一个最适当的时间频率。
发送/接收设备3还包括传输单元14，它通过网络的上行信道来传输信息、特别是数据；以及用来接收信息的接收单元9、10。传输单元14是由上行信道的时钟信号控制的。接收单元9、10用来提取主时钟信号的频率信息和接收到的信息的各个相位纠正信息，并把频率信息馈送到参考时钟控制电路11，把相位纠正信息馈送到数控振荡器13。接收单元9、10包括一个去复用器10，它选择/分用数据及单独相位纠正信息；提取单元9连接在去复用器10之前以便提取主时钟信号的频率信息。提取单元9探测并提取时间标记，该标记是放在所收到的数据流中预先确定的位置上的，它包含有主时钟信号的频率信息。为了识别数据字段，比较器要搜索数据流。随后的数据被传送到参考时钟控制电路11。当每一个新的数据包到达时，参考时钟控制电路11会将该新数据包与本地时钟速率进行比较并得出差值。用该差值可以测量本地时钟速率偏离主时钟速率的程度。根据此差值，还可以得出例如压控振荡器的控制电压，或进一步得到数控振荡器的数据字，于是需要具有充分稳定性的可随意运行的主时钟频率。
本发明是通过例如可编程逻辑装置实现的。

Claims (11)

1.一种为双向一点对多点网络的上行信道产生时钟信号的装置，该网络包括网络中心(1)和多个发送/接收设备(3)，并利用同步码分多址方式接入上行信道，其特征在于包括：
参考时钟电路(12)，用于产生参考时钟信号；
参考时钟控制电路(11)，用于将参考时钟信号与通过网络接收到的数字主时钟频率信息进行比较，并且从比较结果中得到用于将参考时钟信号调整为主时钟信号的控制信号；
数控振荡器(13)，用于从参考时钟信号、各数字相位纠正信息，产生用于上行信道的时钟信号；
参考时钟电路(12)的输出与参考时钟控制电路(11)及数控振荡器(13)相连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：该网络被设计成混合光纤/同轴网或混合光纤/无线网络。
3.一种双向一点对多点网络的发送/接收设备(3)，其特征在于包括：
用于通过网络的上行信道传送信息的发送单元(14)，用于接收信息的接收单元(9、10)，和一个如权利要求1所述的装置，接收单元(9、10)用来提取主时钟信号的频率信息和来自接收信息的各个相位纠正信息，并把上述频率信息馈送到参考时钟控制电路(11)，把上述相位纠正信息馈送到数控振荡器(13)。
4.根据权利要求3所述的发送/接收设备(3)，其特征在于：接收单元(9、10)包括用来选择数据和各个相位纠正信息的去复用器(10)，和位于去复用器(10)之前的信号提取单元(9)，它用于提取主时钟信号的数字频率信息。
5.一种双向一点对多点网络的网络中心(1)，该网络包括网络中心(1)和多个发送/接收设备(3)，其特征在于所述网络中心(1)包括：
用于通过网络发送信息的发送单元(4、5、6)，用于产生主时钟信号的时钟发生器(7)，以及被主时钟信号所控制的用于接收信号的接收单元(8)，接收单元(8)从接收到的信息中得到各个发送/接收设备(3)的数字相位纠正信息，并将上述相位纠正信息送到发送单元(4、5、6)，发送单元(4、5、6)将主时钟信号以数字化编码频率信息的形式与各个相位纠正信息和数据一起通过网络进行发送。
6.根据权利要求5所述的网络中心(1)，其特征在于：发送单元(4、5、6)包括复用器(4)和时间标记插入单元(5)，复用器(4)用于将要发送的数据与各个相位纠正信号进行多路复用，时间标记插入单元(5)连接在复用器之后用于将时间标记发生单元(6)产生的主时钟信号中得出的数字频率信息插入到复用的数据流中。
7.根据权利要求5所述的网络中心(1)，其特征在于数字化编码频率和各个相位纠正信息是以MPEG-2的格式发送的。
8.根据权利要求5所述的网络中心(1)，其特征在于：该网络被设计成混合光纤/同轴网或混合光纤/无线网络。
9.根据权利要求5所述的网络中心(1)，其特征在于：
除了相位纠正信息，各数字频率纠正信息也被产生和传送。
10.一种为双向一点对多点网络的上行信道产生时钟信号的方法，该网络包括网络中心(1)和多个发送/接收设备(3)，其特征在于：
网络中心(1)产生的主时钟信号以数字化编码频率信息的形式通过网络发送给发送/接收设备(3)，
发送/接收设备(3)从数字传输的频率信息和一个本地时钟信号得到上行信道的时钟信号，
网络中心(1)比较从各发送/接收设备(3)接收到的时钟信号的相位和主时钟信号的相位，并从比较结果中得出各发送/接收设备(3)独立的数字相位纠正信息，并将其发送到各发送/接收设备(3)，各发送/接收设备(3)利用各独立的相位纠正信息调整上行信号的时钟相位。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：
除了相位纠正信息，各独立的数字频率纠正信息也被产生和传送。
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