用戶迴路之時序回復及等化器之研究與電路設計

Abstract

現有的電話線, 傳送數位化的資料時, 會有失真和同步的困難, 因為電話線的頻寬有 限, 頻率愈高, 衰減就愈嚴重。在佈置電話線時, 通常會預留一些橋式接頭, 方便將 來遷移轉接, 預留的接頭會產生回音干擾。這些都會使傳遞的數位訊號失真至無法辨 識的地步。另外, 數位化的資料, 在取樣時又有同步的問題必須克服。現在正蓬勃發 展的整體服務數據綱路中, 介於用戶及端局之間的介面–U 介面, 即用現有的電話線 當傳輸媒介, 所以必須尋找一個解決同步和失真的技術, 并且要適合超大型積體電路 技術(VLSI)來製作。本研究即提出一個解決用戶迴路的同步和失真的方法, 即時序回 復和消除碼際干擾(ISI) 的技術, 經由軟體模擬及電路驗證, 證實其非常穩定、可靠 。 本研究所用的時序回復方法, 系估計傳輸線的通道響應(channel impulse response) , 從通道響應值取出時序資訊(timing information), 據此調整取樣頻率, 整個接收 系統包括下列幾個主要模組:(1)整形濾波器(shaping filter)。功用是使前方碼際(p -recursor)為零, 如此可消除前方碼際干擾, 并且提供很好的時序參考點。(2)1–D 濾波器。目的在加速通道響應的衰減速度、節省硬體電路面積。(3) 增益控制(AGC) 。目的在提高雜訊的防御能力, 降低判斷錯誤的機率。(4) 判別式回饋等化器及時序 回復(DFE&Timing Recovery)。DFE用來消除后方碼際干擾(posteursor ISI), 即消除 失真,Timing Recovery估計通道響應值, 判斷取樣時間是超前抑落后, 再逐步調整至 最佳取樣點為止。此外, 為了加速整個系統的啟動時間, 在訓練系統的階段, 傳遞的 資料是一串已知的周期性的資料, 如此, 在不需同步的情況下, 系統也能很快地收斂 到接近最佳狀態。 整個系統的動作, 經由軟體程式詳盡地模擬, 證實其可適用於任何不同組合的電話線 , 硬體設計及驗證工作也在工作站(work station)上完成, 此電路設計結構化高, 簡 潔而易於擴充。