專利名稱：提高傳輸效率的靈活的自適應差分系統的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及數據傳輸系統，并且特別地涉及差分傳輸系統。
背景技術：
差分信令是一種通過借助在兩條不同的線上發送兩個互補信號來電氣地傳輸信 息的方法。該技術被用于模擬信令(如在某些音頻系統中)和數字信令(如在RS-422、 RS-485、以太網(僅僅是雙絞線的以太網)、PCI Express和USB中)二者。相對的技術被 稱為單端信令，其更為普遍但缺少差分信令的某些優點。在差分信令中，在傳輸信道連接的一端處，接收設備讀取兩個信號之間的差異。因 為接收機忽略電線的對地電壓，所以在發射機的地電勢與接收機的地電勢之間的小變化不 影響接收機的檢測信號的能力。

發明內容
本發明的實施例提供一種用于傳輸數據的裝置。所述裝置包括計算機可讀介質。 該計算機可讀介質包括多個指令，所述指令被配置成使得處理器能夠確定傳輸信道上的 干擾級別；動態地實現對應于該傳輸信道上的干擾級別的信令方法；以及使用所選擇的信 令方法來傳輸數據。本發明的實施例提供一種數據通信系統。該系統包括適于確定傳輸信道上的干擾 級別的發射機。該發射機被配置成基于該干擾級別動態地實現信令方法。該系統還包括接 收機，其被配置成接收使用所實現的信令方法來傳輸的數據。本發明的實施例提供一種數據通信方法。該方法包括確定傳輸信道上的干擾級 別。該方法還包括基于該干擾級別來動態地實現信令方法以及使用所選擇的信令方法來傳 輸數據。根據以下附圖、描述和權利要求書，其他技術特征對于本領域的普通技術人員而 言是顯而易見的。


為了更加完整地理解本發明及其特征，現在結合附圖來參考以下描述，在附圖 中圖IA圖示根據本發明的實施例的可用于傳輸數據的裝置；圖1B、圖IC和圖ID圖示根據本發明的實施例的通信系統；圖2A圖示根據本發明的實施例的差分信令傳輸格式；圖2B圖示根據本發明的實施例的單端信令傳輸格式；圖3圖示根據本發明的實施例的用于選擇信令方法的簡化流程圖；圖4A圖示根據本發明的實施例的靈活的差分信令傳輸格式；圖4B圖示根據本發明的實施例的使用差分信令方法的數據傳輸；
圖4C圖示根據本發明的實施例的使用靈活的差分信令方法的數據傳輸；在進行下面的具體實施方式
之前，給出在本專利申請全文中使用的某些詞語和短 語的定義是有利的。術語“分組”是指任何承載信息的通信信號，而不管用于具體通信信號 的格式是什么。術語“應用”、“程序”和“例程”是指一個或多個計算機程序、指令集、進程、 函數、對象、類、實例或適于用合適的計算機語言來實現的相關的數據。術語“耦合”和其派 生詞是指在兩個或多個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。術語“發射”、“接收”和“通信”以及其派生詞包括直接和間接通信二者。術語“包 括”和“包含”以及其派生詞意指不做任何限制地包括。術語“或”是包括性的，意指和/或。 短語“與...相關聯”和“與之關聯”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、連接到或與..·相連接、耦合到或與..·相耦合、可與..·進行通信、 與...相協作、交織、并置、鄰近、被綁定到或與...相綁定、具有、具有...屬性，等等。術 語“控制器”意指控制至少一個操作的任何裝置、系統或其一部分。控制器可以用硬件、固 件、軟件或它們中的至少兩種的某種組合來實現。與任何具體控制器相關聯的功能性可以 是集中式的或分布式的，無論是本地地還是遠程地。
具體實施例方式下面討論的圖IA到圖4C，以及在本專利文檔中用于描述本發明的原理的各種各 樣的實施例都是僅作為舉例說明而不應當解釋成對本發明的范圍進行任何限制。本領域的 普通技術人員將理解本發明的原理可以實現在任何恰當地布置的無線或有線通信網絡中。圖IA圖示根據本發明的實施例的可以用于傳輸數據的裝置100。應當理解，這種 裝置的圖示僅是舉例性的并且在不偏離本發明的范圍的條件下可以使用其他裝置。裝置100可以是計算機、個人數字助理(PDA)、蜂窩電話、或能夠經由無線和/或 有線通信鏈路來傳輸、處理和/或接收信號的任何其他裝置。裝置100可包括多個部件，諸 如處理單元(“Pu”)105 (例如處理器或專用控制器)、存儲器單元110、輸入/輸出(“I/ 0”)裝置115、網絡接口 120和收發器裝置125。網絡接口 120可以是例如一個或多個網絡 接口卡(NIC)，每個網絡接口卡都與一個媒體訪問控制(MAC)地址相關聯。部件105、110、 115、120和125通過一個或多個通信鏈路130 (例如總線)來進行互連。應當理解裝置100 可以被不同地配置并且每個列出的部件實際上可以表示若干不同部件。例如，PU 105實際 上可以表示多個處理器或分布式處理系統；存儲器單元110可以包括不同級別的高速緩沖 存儲器、主存儲器、硬盤以及遠程存儲位置；而I/O裝置115可包括顯示器、鍵盤，等等。網 絡接口 120使裝置100能夠連接到網絡。收發器裝置125可包括被配置成經由無線通信介 質來傳輸數據的多個發射天線，以及被配置成從無線通信介質中接收數據的接收天線。在 某些實施例中，收發器裝置125包括被配置成經由紅外介質、無線保真(WiFi)介質和聲介 質來通信傳輸數據的發射機和/或接收機。現在參考圖1B、圖IC和圖1D，圖示了一種根據本發明的實施例的通信系統140。 應當理解，這種通信系統140的圖示僅僅是示例性的，并且在不偏離本發明的范圍的條件 下可以使用其他通信系統。該系統包括發射機150和接收機155。發射機150可包括與裝置100相同的一般 結構。在某些實施例中，發射機150中的通信裝置125被配置成經由有線介質來傳輸數據。在某些實施例中，發射機150中的通信裝置125包括被配置成經由無線介質來傳輸數據的 多個發射天線。另外，接收機155可包括與裝置100相同的一般結構。在某些實施例中，接 收機155中的通信裝置125被配置成經由有線介質來接收數據。在某些實施例中，接收機 155中的通信裝置125包括被配置成經由無線介質來接收數據的多個接收天線。發射機150將數據傳輸給第二裝置即接收機155。數據沿著傳輸信道145差分地 傳輸。傳輸信道145包括線輸入一 160 (Line InputOne, INl)和線輸入二 165 (Line Input Two，IN2)。mi 160和IN2165中的每個中的信號電平是相反的，以便抵消噪聲的影響。因 此，如圖IC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基本上同時傳輸。接收機155被配置成對差分信號進行求和以獲得輸 出線185上的輸出脈沖180。然而，如果噪聲190出現在線INl 160和IN2 165上，則接收 機155將不會在輸出線185上產生脈沖，因為噪聲不是差分的。圖2A圖示根據本發明的實施例的幀格式200。應當理解，圖示的幀格式200僅僅 是示例性的并且在不偏離本發明的范圍的條件下可以使用其他格式。傳輸差分信號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)所導致的錯誤，從而數據傳輸是可靠的。因此，為了抑制噪聲的 影響，系統140使用額外的帶寬來傳輸數據。對傳輸信道145 (INl 160和/或IN2 165)上的干擾(例如噪聲)的一種測量是 傳輸中的發生錯誤的比特的級別。傳輸中發生錯誤的比特的級別是比特錯誤率(BER)。BER 是在指定時間間隔內不正確地接收到的比特、元素、字符或塊的數目與發送的比特、元素、 字符或塊的總數目的比值。BER的例子是(a)傳輸BER，也即接收到的錯誤比特的數目除以 傳輸的比特的總數目；以及(b)信息BER，也即錯誤解碼(經校正的)比特的數目除以解碼 (經校正的)比特的總數目。在某些實施例中，單端信令方法被發射機150使用。在單端信令方法中，發射機 150生成單個電壓，接收機155將該單個電壓與固定的參考電壓進行比較，該固定的參考電 壓和單個電壓都是相對于由這兩端所共享的公共地連接而言的。RS-232系統是單端信令的 例子，其使用士 12V來表示信號(例如，邏輯“1”)，并且小于士3V的任何值來表示沒有信 號(例如，邏輯“0”)。高電壓級別給信號提供了對噪聲的某種抗擾性，因為很少有自然產 生的信號會產生那種電壓。在某些實施例中，單端信令還具有每個信號僅需要一個導線的 好處。圖2B圖示根據本發明的實施例幀格式220。應當理解，圖示的幀格式220僅僅是 示例性的并且在不偏離本發明的范圍的條件下可以使用其他格式。在某些實施例中，通信系統140適于改變用于傳輸數據的方法。在這種實施例中， 發射機150被配置成確定傳輸信道145 (例如INl 160和/或IN2 165)上的干擾級別。如果 干擾級別在某個閾值之上，則發射機150被配置成差分地傳輸數據。然而，如果干擾級別低 于某個閾值，則發射機150被配置成經由單端通信格式來傳輸數據。另外，發射機被配置成 基于干擾級別的變化而動態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)被用于傳輸數據。因此，接收機 155被配置成根據需要接收和解碼來自發射機150的既有差分格式又有單端格式的數據。圖3圖示根據本發明的實施例的用于選擇傳輸格式的簡化流程圖。應當理解，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明的范圍的條件下可以使用其 他傳輸格式選擇過程。發射機150在步驟305中開始該傳輸數據的過程。在步驟310中，發射機150確定 傳輸信道(例如INl 160和/或IN2 165)上的干擾級別。在一個實施例中，傳輸信道145 上的干擾級別(例如噪聲)可以通過傳輸信道145的BER來確定。在某些實施例中，發射 機150基于指示傳輸信道145上的電壓或溫度的干擾的因素來進行傳輸格式選擇。出于簡 化考慮，在這個例子中將使用BER。然而，應當理解，在不偏離本發明的范圍的條件下可以使 用其他因素。如果在步驟315中干擾高于指定閾值(例如BER >閾值)，則發射機150在步驟 320中差分地傳輸數據。在那之后，該過程返回步驟310，在步驟310中發射機150繼續確 定傳輸信道145上的干擾級別。如果在步驟315中干擾等于或低于指定閾值(例如BER <閾值)，則在步驟325 中發射機150以單端格式傳輸數據。發射機150通過經由INl 160和IN2 165基本同時傳 輸一個或多個數據比特來以單端格式傳輸數據。接收機155被配置成合并經由INl 160和 IN2 165接收到的數據。在另外的實施例中，經由INl 160和IN2 165傳輸的數據利用糾錯 編碼來進行編碼，該糾錯編碼諸如，但不限于，重復方案、奇偶校驗方案(例如偶校驗或奇 校驗)、校驗和、循環冗余校驗(CRC)、基于漢明距離的校驗、哈希函數、水平和垂直循環冗 余校驗和極性方案。在這種實施例中，接收機155被配置成對在IN1160和IN2 165上接收 到的數據進行解碼和合并。在某些實施例中，發射機150經由INl 160傳輸第一數據，同時 經由IN2 165傳輸第二數據。在這種實施例中，接收機155被配置成經由INl 160和IN2 165來接收不同的數據(例如第一數據和第二數據)。在那之后，該過程返回步驟310，在步 驟310中發射機150繼續確定傳輸信道145上的干擾級別。現在參考圖4A，圖示了根據本發明的實施例的用于數據傳輸的幀格式400。應當 理解，圖示的幀格式400僅僅是示例性的并且在不偏離本發明的范圍的條件下可以使用其 他幀格式。發射機150沿著INl 160和IN2 165傳輸數據。IWD 405表示沿著INl 160傳 輸的數據的幀格式。IN2D 410表示沿著IN2 165傳輸的數據的幀格式。發射機150確定 INl 160和IN2 165上的干擾在閾值級別之上。因此，發射機150使用差分方法(例如差分 地)來傳輸數據的第一組八個(8)比特415 (例如DO到D7)。在那之后，發射機150確定干 擾級別掉到閾值之下。因此，發射機150經由單端方法來傳輸數據的第二組八個(8)比特 420(例如，D8-D15)。因此，發射機動態地從差分系統的傳輸格式改變到單端系統的傳輸格 式。另外，如圖4A中所示，發射機150沿著INl 160傳輸D8、D10D12和D14，并且沿著 IN2 165傳輸D9、D11、D13和D15。因此，該靈活的差分傳輸比常規的差分系統需要較少的 時間來傳輸數據。現在參考圖4B和圖4C，圖示了根據本發明的實施例的兩種傳輸格式。在圖4B中， 發射機150使用根據本發明的實施例的常規差分傳輸430來傳輸數據。發射機150傳輸兩 個字節450和455。第一字節450是在第一時間間隔中沿著INl 160和IN2 165來傳輸的。 第二字節是在第二時間間隔中沿著INl 160和IN2 165來傳輸的。miD435表示沿著1附160傳輸的數據的幀格式。IN2D 440表示沿著IN2165傳輸的數據的幀格式。數據按以下 進行編碼INl 435，其根據時鐘信號445來定時在第一時間間隔460中為00110100。在第二時間間隔465中為10001011。IN2 440，其根據時鐘信號445來定時在第一時間間隔460中為11001011。在第二時間間隔465中為01110100。因此，在上面的例子中，發射機150在一百六十(160)納秒內將數據傳輸到接收機 155。在圖4C中，發射機150使用根據本發明的實施例的靈活的差分傳輸470來傳輸數 據。發射機150傳輸兩個字節485和490。第一字節485是在第一時間間隔中沿著INl 160 和IN2 165來傳輸的。第二字節490是在第二時間間隔中沿著INl 160和IN2 165來傳輸 的。INlD 475表示沿著INl 160傳輸的數據的幀格式。IN2D 480表示沿著IN2 165傳輸 的數據的幀格式。數據按以下進行編碼INl 475，其根據時鐘信號445來定時在第一時間間隔460中為00110100。在第二時間間隔495中為1011，該第二時間間隔495是圖4B中所示的第二時間間隔465的一半。IN2 480，其根據時鐘信號445來定時在第一時間間隔460中為11001011。在第二時間間隔495中為0001，該第二時間間隔495是圖4B中所示的第二時間間隔465的一半。因此，在上面的例子中，發射機150在一百二十(120)納秒內將數據傳輸給接收機 155。另外，由該靈活的差分傳輸所傳輸的第二字節490的傳輸時間是由常規差分傳輸所傳 輸的第二字節455所需的傳輸時間的一半。盡管本公開已經描述了特定的實施例以及一般地描述了關聯的方法，但是這些實 施例和方法的變化和置換對于本領域的普通技術人員而言是顯而易見的。因此，對示例實 施例的上述描述并不限定或限制本發明。在不偏離本發明的精神和范圍的條件下，如以下 權利要求書所限定的那樣，其他改變、替換和變化也是可能的。
權利要求
1.一種數據通信裝置，所述裝置包括 用于確定傳輸信道上的干擾級別的裝置；用于動態地選擇對應于傳輸信道上的干擾級別的信令方法的裝置；以及 用于使用所述選擇的信令方法來傳輸數據的裝置。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中所述用于確定傳輸信道上的干擾級別的裝置用于 確定比特錯誤率。
3.根據權利要求2所述的裝置，其中所述用于動態地選擇對應于傳輸信道上的干擾級 別的信令方法的裝置用于在所述比特錯誤率等于或低于閾值級別時選擇第一信令方法，并 且在所述比特錯誤率在所述閾值級別之上時選擇第二信令方法。
4.根據權利要求3所述的裝置，其中所述第一信令方法包括單端信令方法。
5.根據權利要求3所述的裝置，其中所述第二信令方法包括差分信令方法。
6.根據權利要求1所述的裝置，其中所述用于使用所述選擇的信令方法來傳輸數據的 裝置用于使用差分信令方法來發送第一數據字節，以及使用單端信令方法來發送第二數據 字節。
7.根據權利要求1所述的裝置，其中所述數據使用糾錯編碼來進行傳輸。
8.一種數據通信系統，所述系統包括發射機，其適于確定傳輸信道上的干擾級別，其中所述發射機還被配置成基于所述干 擾級別來動態地實現信令方法；以及接收機，其被配置成接收由所述發射機使用所述實現的信令方法傳輸的數據。
9.根據權利要求8所述的系統，其中所述發射機適于通過確定比特錯誤率來確定傳輸 信道上的干擾級別。
10.根據權利要求9所述的系統，其中所述發射機在所述比特錯誤率等于或低于閾值 級別時實現第一信令方法，并且在所述比特錯誤率在所述閾值級別之上時實現第二信令方法。
11.根據權利要求10所述的系統，其中所述第一信令方法包括單端信令方法。
12.根據權利要求10所述的系統，其中所述第二信令方法包括差分信令方法。
13.根據權利要求8所述的系統，其中所述發射機被配置成使用差分信令方法來發送 第一數據字節，以及使用單端信令方法來發送第二數據字節。
14.根據權利要求8所述的系統，其中所述數據使用糾錯編碼來進行傳輸。
15.一種數據通信方法，所述方法包括 確定傳輸信道上的干擾級別；動態地選擇對應于所述傳輸信道上的干擾級別的信令方法；以及 使用所述選擇的信令方法來傳輸數據。
16.根據權利要求15所述的方法，其中所述確定步驟包括確定比特錯誤率。
17.根據權利要求16所述的方法，其中所述選擇步驟包括在所述比特錯誤率等于或低于閾值級別時選擇第一信令方法，并且在所述比特錯誤率 在所述閾值級別之上時選擇第二信令方法。
18.根據權利要求17所述的方法，其中所述第一信令方法包括單端信令方法。
19.根據權利要求17所述的方法，其中所述第二信令方法包括差分信令方法。
20.根據權利要求15所述的方法，其中所述傳輸數據的步驟包括 使用差分信令方法來發送第一數據字節；以及 使用單端信令方法來發送第二數據字節。
全文摘要
本發明涉及提高傳輸效率的靈活的自適應差分系統。其提供用于傳輸數據的系統和方法。該系統和方法被配置成在數據傳輸期間動態地實現差分信令方法或單端信令方法中的一個。信令方法是基于在數據傳輸期間所測得的干擾級別來選擇的。信令方法的實現是在不中斷數據傳輸的條件下執行的。
文檔編號H04L25/02GK102098240SQ20091025916
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月15日 優先權日2009年12月15日
發明者高智 申請人:意法半導體研發(深圳)有限公司