數(shù)據(jù)通信裝置、系統(tǒng)和方法
【專利說明】數(shù)據(jù)通信裝置、系統(tǒng)和方法
[0001 ] 本申請(qǐng)是2009年12月15日提交的、申請(qǐng)?zhí)枮?00910259164.5的、發(fā)明名稱為“提高傳輸效率的靈活的自適應(yīng)差分系統(tǒng)”的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明一般涉及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，并且特別地涉及差分傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]差分信令是一種通過借助在兩條不同的線上發(fā)送兩個(gè)互補(bǔ)信號(hào)來電氣地傳輸信息的方法。該技術(shù)被用于模擬信令(如在某些音頻系統(tǒng)中)和數(shù)字信令(如在RS-422、RS —485、以太網(wǎng)(僅僅是雙絞線的以太網(wǎng))、PCI Express和USB中)二者。相對(duì)的技術(shù)被稱為單端信令，其更為普遍但缺少差分信令的某些優(yōu)點(diǎn)。
[0004]在差分信令中，在傳輸信道連接的一端處，接收設(shè)備讀取兩個(gè)信號(hào)之間的差異。因?yàn)榻邮諜C(jī)忽略電線的對(duì)地電壓，所以在發(fā)射機(jī)的地電勢(shì)與接收機(jī)的地電勢(shì)之間的小變化不影響接收機(jī)的檢測(cè)信號(hào)的能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實(shí)施例提供一種用于傳輸數(shù)據(jù)的裝置。所述裝置包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括多個(gè)指令，所述指令被配置成使得處理器能夠:確定傳輸信道上的干擾級(jí)別；動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)于該傳輸信道上的干擾級(jí)別的信令方法；以及使用所選擇的信令方法來傳輸數(shù)據(jù)。
[0006]本發(fā)明的實(shí)施例提供一種數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括適于確定傳輸信道上的干擾級(jí)別的發(fā)射機(jī)。該發(fā)射機(jī)被配置成基于該干擾級(jí)別動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)信令方法。該系統(tǒng)還包括接收機(jī)，其被配置成接收使用所實(shí)現(xiàn)的信令方法來傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
[0007]本發(fā)明的實(shí)施例提供一種數(shù)據(jù)通信方法。該方法包括確定傳輸信道上的干擾級(jí)別。該方法還包括基于該干擾級(jí)別來動(dòng)態(tài)地實(shí)現(xiàn)信令方法以及使用所選擇的信令方法來傳輸數(shù)據(jù)。
[0008]根據(jù)以下附圖、描述和權(quán)利要求書，其他技術(shù)特征對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。
【附圖說明】
[0009]為了更加完整地理解本發(fā)明及其特征，現(xiàn)在結(jié)合附圖來參考以下描述，在附圖中:
[0010]圖1A圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可用于傳輸數(shù)據(jù)的裝置；
[0011]圖1B、圖1C和圖1D圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通信系統(tǒng)；
[0012]圖2A圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的差分信令傳輸格式；
[0013]圖2B圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的單端信令傳輸格式；
[0014]圖3圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于選擇信令方法的簡(jiǎn)化流程圖；
[0015]圖4A圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的靈活的差分信令傳輸格式；
[0016]圖4B圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用差分信令方法的數(shù)據(jù)傳輸；
[0017]圖4C圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的使用靈活的差分信令方法的數(shù)據(jù)傳輸；
[0018]在進(jìn)行下面的【具體實(shí)施方式】之前，給出在本專利申請(qǐng)全文中使用的某些詞語(yǔ)和短語(yǔ)的定義是有利的。術(shù)語(yǔ)“分組”是指任何承載信息的通信信號(hào)，而不管用于具體通信信號(hào)的格式是什么。術(shù)語(yǔ)“應(yīng)用”、“程序”和“例程”是指一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序、指令集、進(jìn)程、函數(shù)、對(duì)象、類、實(shí)例或適于用合適的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言來實(shí)現(xiàn)的相關(guān)的數(shù)據(jù)。術(shù)語(yǔ)“耦合”和其派生詞是指在兩個(gè)或多個(gè)元件之間的任何直接或間接通信，無論那些元件彼此間是否是物理連接的。術(shù)語(yǔ)“發(fā)射”、“接收”和“通信”以及其派生詞包括直接和間接通信二者。術(shù)語(yǔ)“包括”和“包含”以及其派生詞意指不做任何限制地包括。術(shù)語(yǔ)“或”是包括性的，意指和/或。短語(yǔ)“與…相關(guān)聯(lián)”和“與之關(guān)聯(lián)”以及其派生詞可意指包括，被包括在其中，與…互連、包含、被包含在…內(nèi)、連接到或與…相連接、耦合到或與…相耦合、可與…進(jìn)行通信、與…相協(xié)作、交織、并置、鄰近、被綁定到或與…相綁定、具有、具有…屬性，等等。術(shù)語(yǔ)“控制器”意指控制至少一個(gè)操作的任何裝置、系統(tǒng)或其一部分?？刂破骺梢杂糜布⒐碳?、軟件或它們中的至少兩種的某種組合來實(shí)現(xiàn)。與任何具體控制器相關(guān)聯(lián)的功能性可以是集中式的或分布式的，無論是本地地還是遠(yuǎn)程地。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面討論的圖1A到圖4C，以及在本專利文檔中用于描述本發(fā)明的原理的各種各樣的實(shí)施例都是僅作為舉例說明而不應(yīng)當(dāng)解釋成對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行任何限制。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解本發(fā)明的原理可以實(shí)現(xiàn)在任何恰當(dāng)?shù)夭贾玫臒o線或有線通信網(wǎng)絡(luò)中。
[0020]圖1A圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的可以用于傳輸數(shù)據(jù)的裝置100。應(yīng)當(dāng)理解，這種裝置的圖示僅是舉例性的并且在不偏離本發(fā)明的范圍的條件下可以使用其他裝置。
[0021]裝置100可以是計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、蜂窩電話、或能夠經(jīng)由無線和/或有線通信鏈路來傳輸、處理和/或接收信號(hào)的任何其他裝置。裝置100可包括多個(gè)部件，諸如處理單元(“PU”)105(例如處理器或?qū)Ｓ每刂破?、存儲(chǔ)器單元110、輸入/輸出(“I/O”)裝置115、網(wǎng)絡(luò)接口 120和收發(fā)器裝置125。網(wǎng)絡(luò)接口 120可以是例如一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口卡都與一個(gè)媒體訪問控制(MAC)地址相關(guān)聯(lián)。部件105、110、115、120和125通過一個(gè)或多個(gè)通信鏈路130(例如總線)來進(jìn)行互連。應(yīng)當(dāng)理解裝置100可以被不同地配置并且每個(gè)列出的部件實(shí)際上可以表示若干不同部件。例如，PU 105實(shí)際上可以表示多個(gè)處理器或分布式處理系統(tǒng);存儲(chǔ)器單元110可以包括不同級(jí)別的高速緩沖存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器、硬盤以及遠(yuǎn)程存儲(chǔ)位置;而I/O裝置115可包括顯示器、鍵盤，等等。網(wǎng)絡(luò)接口 120使裝置100能夠連接到網(wǎng)絡(luò)。收發(fā)器裝置125可包括被配置成經(jīng)由無線通信介質(zhì)來傳輸數(shù)據(jù)的多個(gè)發(fā)射天線，以及被配置成從無線通信介質(zhì)中接收數(shù)據(jù)的接收天線。在某些實(shí)施例中，收發(fā)器裝置125包括被配置成經(jīng)由紅外介質(zhì)、無線保真(WiFi)介質(zhì)和聲介質(zhì)來通信傳輸數(shù)據(jù)的發(fā)射機(jī)和/或接收機(jī)。
[0022]現(xiàn)在參考圖1B、圖1C和圖1D，圖示了一種根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的通信系統(tǒng)140。應(yīng)當(dāng)理解，這種通信系統(tǒng)140的圖示僅僅是示例性的，并且在不偏離本發(fā)明的范圍的條件下可以使用其他通信系統(tǒng)。
[0023]該系統(tǒng)包括發(fā)射機(jī)150和接收機(jī)155。發(fā)射機(jī)150可包括與裝置100相同的一般結(jié)構(gòu)。在某些實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)150中的通信裝置125被配置成經(jīng)由有線介質(zhì)來傳輸數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)150中的通信裝置125包括被配置成經(jīng)由無線介質(zhì)來傳輸數(shù)據(jù)的多個(gè)發(fā)射天線。另外，接收機(jī)155可包括與裝置100相同的一般結(jié)構(gòu)。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)155中的通信裝置125被配置成經(jīng)由有線介質(zhì)來接收數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施例中，接收機(jī)155中的通信裝置125包括被配置成經(jīng)由無線介質(zhì)來接收數(shù)據(jù)的多個(gè)接收天線。
[0024]發(fā)射機(jī)150將數(shù)據(jù)傳輸給第二裝置即接收機(jī)155。數(shù)據(jù)沿著傳輸信道145差分地傳輸。傳輸信道145包括線輸入一 160(Line Input One，INI)和線輸入二 165(Line InputTwo,IN2)0INl 160和IN2165中的每個(gè)中的信號(hào)電平是相反的，以便抵消噪聲的影響。因此，如圖1C中所示，INl 160上的第一脈沖170與IN2 165上的第二脈沖相反。第一脈沖170和第二脈沖175基本上同時(shí)傳輸。接收機(jī)155被配置成對(duì)差分信號(hào)進(jìn)行求和以獲得輸出線185上的輸出脈沖180。然而，如果噪聲190出現(xiàn)在線INl 160和IN2 165上，則接收機(jī)155將不會(huì)在輸出線185上產(chǎn)生脈沖，因?yàn)樵肼暡皇遣罘值摹?br>[0025]圖2A圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的幀格式200。應(yīng)當(dāng)理解，圖示的幀格式200僅僅是示例性的并且在不偏離本發(fā)明的范圍的條件下可以使用其他格式。
[0026]傳輸差分信號(hào)INDl 205和IND2 210抑制了傳輸信道145上的干擾(例如INl 160和/或IN2 165上的噪聲)所導(dǎo)致的錯(cuò)誤，從而數(shù)據(jù)傳輸是可靠的。因此，為了抑制噪聲的影響，系統(tǒng)140使用額外的帶寬來傳輸數(shù)據(jù)。
[0027]對(duì)傳輸信道145(IN1 160和/或IN2 165)上的干擾(例如噪聲)的一種測(cè)量是傳輸中的發(fā)生錯(cuò)誤的比特的級(jí)別。傳輸中發(fā)生錯(cuò)誤的比特的級(jí)別是比特錯(cuò)誤率(BER) AER是在指定時(shí)間間隔內(nèi)不正確地接收到的比特、元素、字符或塊的數(shù)目與發(fā)送的比特、元素、字符或塊的總數(shù)目的比值。BER的例子是(a)傳輸BER，也即接收到的錯(cuò)誤比特的數(shù)目除以傳輸?shù)谋忍氐目倲?shù)目；以及(b)信息BER，也即錯(cuò)誤解碼(經(jīng)校正的)比特的數(shù)目除以解碼(經(jīng)校正的)比特的總數(shù)目。
[0028]在某些實(shí)施例中，單端信令方法被發(fā)射機(jī)150使用。在單端信令方法中，發(fā)射機(jī)150生成單個(gè)電壓，接收機(jī)155將該單個(gè)電壓與固定的參考電壓進(jìn)行比較，該固定的參考電壓和單個(gè)電壓都是相對(duì)于由這兩端所共享的公共地連接而言的。RS-232系統(tǒng)是單端信令的例子，其使用±12V來表示信號(hào)(例如，邏輯“I”)，并且小于±3V的任何值來表示沒有信號(hào)(例如，邏輯“O”)。高電壓級(jí)別給信號(hào)提供了對(duì)噪聲的某種抗擾性，因?yàn)楹苌儆凶匀划a(chǎn)生的信號(hào)會(huì)產(chǎn)生那種電壓。在某些實(shí)施例中，單端信令還具有每個(gè)信號(hào)僅需要一個(gè)導(dǎo)線的好處。
[0029]圖2B圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例幀格式220。應(yīng)當(dāng)理解，圖示的幀格式220僅僅是示例性的并且在不偏離本發(fā)明的范圍的條件下可以使用其他格式。
[0030]在某些實(shí)施例中，通信系統(tǒng)140適于改變用于傳輸數(shù)據(jù)的方法。在這種實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)150被配置成確定傳輸信道145(例如INl 160和/或IN2 165)上的干擾級(jí)別。如果干擾級(jí)別在某個(gè)閾值之上，則發(fā)射機(jī)150被配置成差分地傳輸數(shù)據(jù)。然而，如果干擾級(jí)別低于某個(gè)閾值，則發(fā)射機(jī)150被配置成經(jīng)由單端通信格式來傳輸數(shù)據(jù)。另外，發(fā)射機(jī)被配置成基于干擾級(jí)別的變化而動(dòng)態(tài)地將傳輸格式從差分改變到單端以及從單端的改變成差分。接收機(jī)155被配置成確定何種格式(例如差分的或單端的)被用于傳輸數(shù)據(jù)。因此，接收機(jī)155被配置成根據(jù)需要接收和解碼來自發(fā)射機(jī)150的既有差分格式又有單端格式的數(shù)據(jù)。
[0031]圖3圖示根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的用于選擇傳輸格式的簡(jiǎn)化流程圖。應(yīng)當(dāng)理解，圖示的傳輸格式選擇過程僅僅是示例性的并且在不偏離本發(fā)明的范圍的條件下可以使用其他傳輸格式選擇過程。
[0032]發(fā)射機(jī)150在步驟305中開始該傳輸數(shù)據(jù)的過程。在步驟310中，發(fā)射機(jī)150確定傳輸信道(例如INl 160和/或IN2 165)上的干擾級(jí)別。在一個(gè)實(shí)施例中，傳輸信道145上的干擾級(jí)別(例如噪聲)可以通過傳輸信道145的BER來確定。在某些實(shí)施例中，發(fā)射機(jī)150基于指示傳輸信道14