[发明专利]用锁相环、采样速率转换在网络上收发数据的通信系统

说明书

本申请是PCT国际申请号为PCT/US2003/025182，PCT国际申请日为2003年8月12日，国家申请号为03822944.7号，发明名称为“用锁相环、采样速率转换在网络上收发数据的通信系统”的中国专利申请的分案申请。 

发明背景 

发明领域

本发明涉及通信系统，例如，适用于在具有某一帧传输速率的网络上发送流数据和非流数据的互连节点网络，其中，该帧传输速率不同于源端口或目标端口的数据采样速率，源端口较佳地包括，用于比较网络帧速率和源端口或目标端口采样速率之间相位变化的相位比较器。源端口或目标端口内的端口较佳地包括用于同步网络的帧传输速率，以及产生源端口和目标端口的采样速率和主时钟的电路。 

相关技术描述 

众所周知，通信系统一般都至少含有通过传输线互连的两个节点。各个节点可以包括一个数据源和一个数据终点。如果将节点配置成能向网络发送数据，则该节点可称之为源端口。另一个节点配置成能从网络接收数据，则有时将该节点称之为目标端口。一个节点可配置成：在一件事务处理时能提供源数据，而在另一件事务处理时能接收数据，并因此称之为收发器。各个源端口和目标端口都可以一个端口所构成，下文中称之为源端口和目标端口。源端口用于将源数据输入网络，而目标端口从网络接收数据。源端口可以与耦合源端口中的其它子列充的集成电路配置在单块基片上。类似的，目标端口可以是目标端口中的一个集成电路。 

总之，希望网络传输线不仅可适用于数字数据，而且还可适用于获取诸如由计算机械所发出的声音数据、音频数据、视频数据、或同步数据之类的其它 数据。因此最佳的传输线是一种能从多媒体设备接收信息的传输线，本文将多媒体定义为能通过网络以任何格式传送信息的任何硬件和/或软件模块。传输线既可以是铜线，光纤，也可以是无线传输介质。 

有许多种多媒体设备。例如，多媒体设备可以包括：电话，激光(CD)播放机，数字影蝶(DVD)播放机，计算机，放大器，扬声器，或任何能通过网络传输线发送和接收各种不同类型数据的其它设备。 

流行的数据类型包含流数据或打包数据。流数据是一种在网络源端口所产生的样本之间具有时间关系的数据。在传输线的两端必需维持这些样本间的关系，以防止例如间隙或频率改变之类的明显的误差。时间关系的损失会使目标端口的接收机出现抖动，回波，或，在更坏的情况中，会引起语音或视频流数据的周期性消失。与流数据相反，打包数据是一种不需要维持数据采样速率或数据时间关系的数据，而是可通过传输线以不连贯的同步方式来传送。数据包能在传输线上以该传输线传送数据的任何实际速率并且在任何方式下都不依赖于任何采样频率来传送，因为打包数据一般可看成非采样数据。 

依据源端口(或目标端口)的本机时钟和网络帧传输速率之间的频率差，流数据在网络上能同步地或等时地发送。如果节点本机的采样速率(即“fs”)和传输线的帧同步速率(即，“FSR”)是相同频率，那么，流数据可在网络上同步发送。然而，在多种情况下，FSR不同于fs。于是，采样速率必需改变(或转换)或者流数据在网络上必需等时地发送，这里，等时传送协议可用于调节两者的频率差，以防止显而易见的间隙，误差，抖动，或回波。 

一种防止等时发送数据的方法是在将数据发送到网络之前在源端口对数据进行采样速率转换。市场上有几种当前可用的采样速率转换器。例如，AnalogDevices(模拟器件)公司提供产品号AD1896，能将由本机时钟所提供的采样速率转换成例如同步于另一时钟的另一采样速率。因此，如果的确需要应用一种能使fs与FSR相匹配的系统，则增加或减少采样速率都是十分有利的。 

为了实现网络环境中的采样速率的转换，就需要一种频率比较器，以对本机采样速率时钟与帧传输速率进行比较结果，并依据频率比较，修改采样速率，使其匹配于FSR。传统的比较器一般都使用定时器，该定时器可在多个时钟周期产生若干样本之后，以公式化来表示频率比较。一旦已经产生了必需的时钟 周期数，就可测量频率差，以及例如设置在采样速率转换器内的FIR数字滤波器的脉冲响应系数。当然，这需要相当复杂的数字滤波器和数字信息处理器(DSP)，以及每个源端口内耗时的频率比较器。例如，如果来自DVD的音频信息必须进行采样速率转换，那么，来自DVD的多信道流数据将需要相当昂贵的DSP来执行该采样速率转换。这样，在某些情况中，实现采样速率转换是相当复杂，并且代价很昂贵。而且，如果使用采样速率转换，频率比较机制常常需要占用很长的时间，并因此将附加的抖动及可听见的伪像引入到目标端口所接收到的数据中。