DE102018117373B4 - Synchronisierung der adaptiven Filterumschaltung und Kanalentzerrung in Vollduplex (FDX)-Kabelmodems - Google Patents

Synchronisierung der adaptiven Filterumschaltung und Kanalentzerrung in Vollduplex (FDX)-Kabelmodems Download PDF

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Abstract

Prozessor in einem Kabelmodem mit einem analogen Frontend (AFE), einer PHY und einer MAC, das im Vollduplex (FDX)-Modus arbeitet und einen umschaltbaren Filterblock und variable Entzerrerkoeffizienten in der PHY aufweist, wobei der Prozessor konfiguriert ist zum:Empfangen eines Befehls durch die Medienzugriffssteuerung (MAC) von dem Kabelmodem, wobei der empfangene Befehl eine Änderung einer Ressourcenblockzuweisung (RBA) umfasst, wobei die RBA-Änderung das Ändern einer ersten Zuweisung von Downstream und Upstream Übertragungskanälen auf eine zweite, unterschiedliche Zuordnung von Downstream und Upstream Übertragungskanälen umfasst, wobei das Ändern der Zuordnung das Ändern eines Kanals von einer Downstream-Übertragungsrichtung in eine Upstream-Übertragungsrichtung umfasst oder umgekehrt; undTriggern der MAC, um ein Filterschaltsteuersignal zumanalogen Frontend zu senden, basierend auf dem empfangenen Befehl zum;Veranlassen, dass das AFE als Reaktion auf das Filterschaltsteuersignal einen Filterpfad umschaltet und eine Filterumschaltmarkierung in einen oder mehrere empfangene Abtastwerte einfügt; undVeranlassen der PHY, ihre variablen Entzerrerkoeffizienten zu ändern, um derzeitige Kalibrierungsdaten für den umgeschalteten Filterpfad synchron mit dem Empfangen der Abtastwerte einschließlich der Filterumschaltmarkierung von dem AFE widerzuspiegeln.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität unter 35 USC §119 (e) auf die ausstehende US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 62/547.498, eingereicht am 18. August 2017 von den gleichen Erfindern und mit der gleichen Bezeichnung wie die vorliegende Anmeldung und die hierin vollständig durch Bezugnahme darauf aufgenommen ist.
  • GEBIET
  • Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich allgemein auf Kommunikationsarchitekturen und -verfahren zum Handhaben von Vollduplex (FDX)-Kabelmodemsignalen mit geschalteten Filterungs- und Ausgleichsentzerrungskoeffizienten eines Empfängers basierend auf dem ausgewählten Filter, sind aber nicht darauf beschränkt.
  • HINTERGRUND
  • In bestimmten, nicht einschränkenden Ausführungsformen sind Kabelkommunikationssysteme solche, wie diejenigen, die durch Daten-über-Kabel-Service-Schnittstellenspezifikation (DOCSIS) 3.1 FDX definiert sind, obwohl die erfinderischen Ausführungsformen nicht auf spezifische definierte Protokolle beschränkt sind. DOCSIS 3.1 FDX-Spezifikationen stellen zusätzliche Anforderungen an die Filterkonstruktion, die in früheren Versionen des Standards nicht existierten.
  • DOCSIS 3.1 FDX ermöglicht die dynamische Ressourcenblockzuweisung (RBA) für Abwärts- und Aufwärtsstrecken im FDX-Band. Das bedeutet, dass ein empfangender Kanal geändert und der Übertragung zugewiesen werden kann und umgekehrt. Um den geänderten elektrischen Eigenschaften aufgrund der Filterumschaltung für RBA-Änderungen Herr zu werden, kann es wünschenswert sein, den digitalen Ausgleich für die Kanalantwort entsprechend den Änderungen in der Filterkonfiguration zu ändern (d. h., Entzerrerkoeffizienten einstellen).
  • Nur als Beispiel sei ein rudimentärer Fall eines Systems in Betracht zu ziehen, der drei Ressourcenblockzuweisungen (RBAs) verwendet, wenn beispielsweise zwei RBAs, die hier auch als „Kanäle“ bezeichnet werden, stromabwärts und eine RBA stromaufwärts zugewiesen ist. Wenn zum Beispiel das Netzwerk die Ressourcenblockzuweisung des Kabelmodem-Tuners zu einem Abwärtstreckenkanal und zwei Aufwärtsstreckenkanälen ändert, d. h. eine der Abwärtsstrecken-Kanalzuweisungen zu einem Aufwärtstreckenkanal geändert wird, ändert sich die Filterung am Empfänger, sowie wahrscheinlich der Bedarf an der Einstellung der Entzerrerkoeffizienten, um mit elektrischen Änderungen aufgrund eines alternativen Filtereingangs übereinzustimmen. Da die Abwärtsstrecke die meiste Zeit frequent empfängt, wird die Filterumschaltung aufgrund einer Änderung der Ressourcenzuweisung wahrscheinlich erfolgen, während der CM Echtzeitdaten empfängt. Aufgrund der Filterkonstruktion und -anpassung ändern sich die Impedanz und der Frequenzgang, der am Tunereingang nach dem Filtern zu sehen ist, mit den RBA-Änderungen. Dies kann zu Fehlern in der Signaldemodulation führen, da die Änderung die Amplitude und Phase des Signals am Analog-Digital-Steuerungs (ADC) -Eingang beeinträchtigen kann, wenn keine Kompensationen für diese Änderungen zur gleichen Zeit oder nahezu simultan zur gleichen Zeit vorgenommen werden.
  • Wenn die Aktualisierung der Entzerrungskoeffizienten zeitlich nicht gut abgepasst ist, um mit der Filterumschaltung übereinzustimmen, dann wird sehr wahrscheinlich eine Zeitperiode auftreten, in der ineffiziente oder inkorrekte Entzerrerkoeffizienten verwendet werden und somit die Leistung des Empfängers beim Empfang des Downlink-Kanals beeinträchtigt, einschließlich eines möglichen Datenverlusts. Es wäre daher wünschenswert, über ein Verfahren/einen Prozess und/oder eine Architektur zu verfügen, um eine Synchronisation von Filterumschaltungs- und Entzerrerkoeffizient-Aktualisierungen aufgrund von Änderungen in den RBAs bereitzustellen, die bei einer DOCSIS 3.1 FDX-Operation oder ähnlichen Uplink/Downlink-Kommunikationssystemen, die eine FDX-Filterumschaltung verwenden, notwendig sein können.
  • Diesem Bedarf wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche befriedigt.
  • In der Veröffentlichung US 6791995 B1 mit dem Titel „Multichannel, multimode DOCSIS headend receiver“ wird Folgendes beschrieben: Ein Mehrkanal-, Mixed-Mode-Kabelmodem-Abschlusssystem-Empfänger, der in der Lage ist, mehrere Kanäle digitaler Daten zu empfangen, die über ein oder mehrere hybride Faserkoaxialkabelsysteme übertragen werden, wobei jeder der Kanäle entweder Single-Mode oder Mixed-Mode ist. Mixed-Mode-Kanäle sind zeitmultiplexiert und haben eine überlappende Bandbreite, und jeder Unterkanal eines Mixed-Mode-Kanals kann eine andere Mittenfrequenz, Symbolrate und/oder Multiplexart haben.
  • Die Veröffentlichung US 2003058959 A1 mit dem Titel „Combined digital adaptive pre-distorter and pre-equalizer system for modems in link hopping radio networks“ beschreibt das Folgende. Ein Verfahren für eine kombinierte adaptive digitale Vorverzerrer- und Vorentzerrer-Vorrichtung in Single- und/oder Multiple-Link-Hopping-Funksystemen, das das Springen zwischen einer Vielzahl von Funkverbindungen umfasst, um Funksignalbursts variabler Länge auf der Vielzahl von Funkverbindungen zu übertragen.
  • In der Veröffentlichung US 2002061012 A1 mit dem Titel „Cable modern with voice processing capability“ wird Folgendes beschrieben. Ein Netzwerk-Gateway ist so konfiguriert, dass es die bidirektionale Kommunikation zwischen einer Reihe von Daten- und Telefoniegeräten am nahen Ende und Datenabschlussgeräten am fernen Ende über ein hybrides Faserkoaxialnetzwerk und ein Kabelmodem-Abschlusssystem erleichtert. Das beschriebene Netzwerk-Gateway kombiniert einen QAM-Empfänger, einen Sender, einen DOCSIS-MAC, eine CPU, einen Sprach- und Audioprozessor, einen Sprachsynchronisierer, einen Ethernet-MAC und einen USB-Controller, um eine hohe Leistung und einen robusten Betrieb zu gewährleisten.
  • In der Veröffentlichung DE 600 38 251 T2 mit dem Titel „Cable modern with voice processing capability“ wird Folgendes beschrieben. Ein Netzwerk-Gateway ist konfiguriert, um die bidirektionale Online- und Offline-Kommunikation zwischen einer Reihe von Nah-End-Daten- und Telefoniegeräten mit Fern-End-Datenabschlussgeräten über ein hybrides Glasfaser-Koaxialnetzwerk und ein Kabelmodem-Terminierungssystem zu erleichtern. Das beschriebene Netzwerk-Gateway kombiniert einen QAM-Empfänger, einen Sender, einen DOCSIS-MAC, eine CPU, einen Sprach- und Audioprozessor, einen Sprachsynchronisator, einen Ethernet-MAC und einen USB-Controller, um eine hohe Leistung und einen robusten Betrieb zu gewährleisten.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSFIGUREN
  • Bestimmte Schaltungen, Logikoperationen, Vorrichtungen und/oder Verfahren werden nur anhand eines nicht einschränkenden Beispiels unter Bezugnahme auf die angefügten Zeichnungsfiguren beschrieben, in denen zeigen:
    • 1 ein einfaches Netzwerkdiagramm, in dem Ausführungsbeispiele der Erfindung benutzt werden können;
    • 2 ein Funktionsblockdiagramm einer Kommunikationsvorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung;
    • 3 einen Prozess zum Synchronisieren von Filteränderungen und Kanalentzerrerkoeffizienten gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen der Erfindung;
    • 4 ein Funktionsblockdiagramm einer Kommunikationsvorrichtung gemäß einer alternativen Ausführungsform;
    • 5 ein anderes Verfahren zum Synchronisieren von Filteränderungen und Entzerrerkoeffizient-Aktualisierungen in einem FDX-System gemäß den erfinderischen Ausführungsformen;
    • 6 ein beispielhaftes Rahmensynchronisationsbeispiel zum Synchronisieren von Filteränderungen und Entzerrerkoeffizienten gemäß einigen Ausführungsformen;
    • 7 ein beispielhaftes Zeitdiagramm für Signalisierungs- und Schaltungsinteraktionen zwischen verschiedenen Elementen eines FDX-Kabelmodemsystems gemäß verschiedenen Ausführungsformen; und
    • 8 ein beispielhaftes Funktionsblockdiagramm eines Modems, das ein analoges Frontend und einen Empfänger einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung aufweist.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Obschon Ausführungsbeispiele der Erfindung Bezug nehmen können auf Kabelmodems und verwandte Spezifikationen, wie etwa DOCSIS® 3.1 von Cable Television Laboratories, Inc., sind die Filterschalt- und adaptiven Koeffizientenentzerrungstechniken der erfinderischen Ausführungsformen nicht darauf beschränkt und können in beliebigen Protokollen, Anwendungen oder Architekturen verwendet werden, in denen ähnliche Prinzipien angewendet und ihre Verwendung ähnliche Vorteile bereitstellen können. Daher wird die spezifische Beschreibung hierin nur im Kontext einer beispielhaften Implementierung bereitgestellt, und die darin enthaltenen Ansprüche sind in keiner Weise darauf beschränkt.
  • Wie in 1 unten gezeigt, ist ein Basisnetzwerk 100 mit einem Netzwerkknoten 110 gezeigt, wie einem Kabelanbieter-Kabelmodem-Abschlusssystem (CMTS) oder einem Internet-Dienstanbieter, der einen Web-Zugriff über eine Internetprotokoll (IP)-Schnittstelle Endnutzergeräten 122, 124 bereitstellt, einschließlich Personalcomputern, Laptops, drahtlosen Zugangspunkten über eine Netzwerkverbindung 112, wie beispielsweise eine Kombination aus einer optischen Faser von einem Dienstanbieter-Kopfende zu einem Austauschendgerät, umgewandelt von optischen zu elektrischen Signalen und an den Endnutzer geliefert, im Allgemeinen über ein Koaxialkabel, obwohl die erfinderischen Ausführungsformen auf keine Weise auf eine bestimmte Netzwerkkonfiguration beschränkt sind. Zum Empfangen, Demodulieren und Zugreifen auf Signale vom Netzwerkknoten 110 in der Abwärtsstrecken-Durchkontaktierungsverbindung 112, können die Endnutzerendgeräte 122, 124, 126 eine Kundenstandortausrüstung (CPE) wie etwa ein Kabelmodem (CM) 115 erfordern.
  • Ein Kabelmodem-Abschlusssystem oder CMTS 100 ist ein Teil der Ausrüstung, die typischerweise im Kopfende oder Hubende einer Kabelfirma angeordnet ist und die verwendet wird, um Hochgeschwindigkeitsdatendienste, wie etwa Kabel-Internet oder Voice-over-Internet-Protokoll für Kabelabonnenten mittels ihres CM bereitzustellen.
  • Bezugnehmend auf 2 wird nun ein Funktionsblockdiagramm eines Kabelmodem (CM)-Tuners 200 gemäß einer oder mehrerer erfinderischer Ausführungsformen unter Verwendung von DOCSIS 3.1-Vollduplex (FDX) erläutert.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann der Kabelmodem-Transceiver 200 eine Vollduplex (FDX)-Kommunikation mit einem Netzwerkanbieter durchführen. Der Sender-Empfänger 200 kann eine serielle Hochgeschwindigkeitsschnittstelle (HSIF) 232 zum Senden und Empfangen digitaler Daten zwischen einem analogen Frontend (AFE) 205 und einem digitalen Funkgerät 230 mit einem physikalischen (PHY) Schichtdemodulator 235 und einer Medienzugriffsschicht (MAC)-Verarbeitungsfunktionalität 238 zum Decodieren/Codieren von Daten zwischen dem Kundenstandortgerät und dem Netzwerkanbieter verwenden.
  • Als ein Beispiel kann das digitale Funkgerät 230 in einigen Ausführungsformen als ein System auf einem Chip (SoC) implementiert sein, das Netzwerkfunktionen einschließlich Medienzugriffssteuerung (MAC) und PHY-Schichtfunktionalität, z. B. Demodulation und Decodierung, Paketaufbau/-abbau usw. aufweist. Der Sender-Empfänger 200 kann ferner ein analoges Frontend (AFE) 205 aufweisen, das in bestimmten Ausführungsformen einen Vollspektrum-Abtasttuner umfassen kann, der einen rauscharmen Verstärker (LNA)/automatische Verstärkungsregelung (AGC), Analog-Digital-Konvertierung (ADC), Kanalisierer und, falls gewünscht, eine serielle Hochgeschwindigkeitsschnittstelle HSIF im Frontend integriert. Auf der analogen I/O-Seite des AFE 205 kann ein Block von umschaltbaren Diplexfiltern 202 enthalten sein, der in einigen Bereichen dieser Offenbarung kollektiv als „Tuner“ bezeichnet wird.
  • In bestimmten Ausführungsformen weist der Filterblock 202 ein Filterschaltmodul mit einem Rückkopplungs-/Eingangsport (logisch oder physikalisch) auf, um basierend auf der empfangenen Signalisierung die Auswahl zu ermöglichen, welche Filterpfade aktiv sind. Das digitale Funkgerät weist einen Filterkompensationsentzerrer 240 vor dem Demodulator auf, um die Entzerrerkoeffizienten in einer synchronen Weise an die Filterumschaltung anzupassen, um die oben erwähnten Empfängerprobleme aufgrund von Änderungen der Ressourcenblockzuweisung zu reduzieren. Wenn in dieser Konfiguration eine Ressourcenzuweisung durch das CMTS geändert wird, kann die MAC 238 ein Filterschaltsteuersignal 251 an die PHY 235 senden, die ihrerseits ein Filterschaltsteuersignal 252 an den Filterblock 202 sendet, um die Filterpfadänderung zu bewirken.
  • Ein Kommunikationsverfahren gemäß bestimmten Ausführungsformen ist unter Bezugnahme auf 3 basierend auf der in 2 gezeigten Funktionsblockarchitektur gezeigt. Ein eingehendes Signal wird an dem Kabelmodem über einen Koaxialverbinder, z. B. einen F-Verbinder, empfangen und wird zu einem der Filterpfade geleitet, die den derzeitigen FDX-Ressourcenzuteilungszuweisungen entsprechen, die durch das Netzwerk spezifiziert sind, z. B. designierter Pfad des umschaltbaren Filters entsprechend der derzeitigen Ressourcenblockzuweisung. Das gefilterte Signal wird dann abgetastet, digitalisiert und digital herunterkonvertiert. Die Abtastwerte (I/Q) werden dann über eine serielle Hochgeschwindigkeitsschnittstelle (HSIF) 232 unter Verwendung einer oder mehrerer Bahnen und einer dedizierten Rahmenstruktur/Protokoll zu der Empfänger-PHY/dem Demodulator 230 übertragen, obwohl die erfinderischen Ausführungsformen nicht auf die hierin beschriebenen HSIF beschränkt sind.
  • Der Block aus umschaltbaren Filtern 202 ist auf einen spezifischen Filter (hier auch allgemein als „Filterpfad“ oder „Filterkonfiguration“ bezeichnet) basierend auf einem Filterschaltsteuersignal (FSCS 252) eingestellt; 2. In verschiedenen Ausführungsformen geht ein erster FSCS 251 von dem Kabelmodem-MAC-Prozessor 238 basierend auf Anweisungen der Ressourcenblockzuweisung (RBA) ein, die durch das CMTS (Kabelmodem-Abschlusssystem) bereitgestellt werden. Das heißt, die MAC-Schicht sendet 315 das Filterschaltsteuersignal 251 an die PHY gemäß empfangenen Befehlen von dem Netzwerk bezüglich RBA-Änderungen (3; 305, 310).
  • Obwohl dies nicht notwendig ist, wird in dieser Offenbarung angenommen, dass die Entzerrerkoeffizienten, die mit jeder RBA (und daher jeder möglichen Filterschaltkonfiguration) verwendet werden sollten, z. B. aus der Fabrikkennzeichnung/-kalibrierung oder Feldkalibrierung, die als „Kalibrierungsdaten“ bezeichnet werden, bekannt sind. Wenn eine Umschaltung der Entzerrerkoeffizienten aufgrund von RBA-Änderungen auftritt, kann ggf. ein Bedarf daran bestehen, die Koeffizienten aufgrund von Temperaturänderungen usw. zu kompensieren. Diese Einstellungsberechnungen beeinträchtigen die Zeitsynchronisation nicht, sollten jedoch zu der Zeit enden, zu der die neuen RBA-Entzerrerkoeffizienten geladen werden, um die Zeit der Verwendung der Koeffizienten zu minimieren, die möglicherweise unpräzise sind.
  • Die RBA-Änderung wird typischerweise durch Befehle von dem CMTS 305 gesteuert. Die CMTS-Nachrichten sind auf der MAC-Schicht, daher ist sich das MAC-Untersystem der Kanalkonfigurationsänderung 310 bewusst. Die MAC-Schicht kann eng mit der Zeitsteuerung des Tuner-Systems gekoppelt sein oder nicht. Daher kann ein Kabelmodem, das DOCSIS 3.1 FDX oder vergleichbare Protokolle verwendet, ein „Gelegenheitsfenster“ durch das CMTS erhalten, um die verwendeten Filter zu ändern, währenddessen der Ressourcenblock im Allgemeinen nicht auf der Abwärtsstrecke empfängt und nicht auf der Aufwärtsstrecke sendet. Im Allgemeinen wird der Ausgleich der Antwortmerkmale des physikalischen Kanals und der derzeitigen Temperatur, d. h. das Auswählen oder Bestimmen von Entzerrungskoeffizienten, auf PHY-Ebene angewendet, die im Vergleich zu der MAC-Schichtenfunktionalität hochgradig synchronisiert ist.
  • Ein Beispielprozess und die Reihenfolge der Ereignisse von RBA, die eine umschaltbare Filterung initiieren, ist wie folgt:
  • Die MAC-Schicht empfängt 305 eine Kanalkonfigurationsänderungsanweisung von der Netzwerkbereitstellungseinheit. Die MAC des Kabelmodems erzeugt sein eigenes Filterschaltsteuersignal und sendet 315 dies an die PHY, um den FDX-Filter innerhalb des Gelegenheitsfensters neu zu konfigurieren. Während dieses Fensters muss die PHY alle erforderlichen Änderungen in den Entzerrerkoeffizienten identifizieren 320, um RBA-Änderungen zu kompensieren und, falls gewünscht, die Koeffizienten für Änderungen der Plattformtemperatur einzustellen. In bestimmten Ausführungsformen sendet die PHY auch ein Filterschaltsteuersignal, um den Block umschaltbarer Filter auszuführen. In der in 2 gezeigten Ausführungsform sendet diese PHY das Filterschaltsteuersignal an den Filterblock (202) und an das AFE (205). In anderen Ausführungsformen wird das Filterschaltsteuersignal von der PHY des digitalen Funkgeräts an das AFE gesendet, und das AFE kann dem Filterblock signalisieren, seine Konfiguration zu ändern 325. Verschiedene alternative Signalisierungsoptionen zum Kommunizieren einer Filterpfadänderung von der MAC können basierend auf der besonderen Architektur und der verwendeten Systemkonstruktion vorgenommen werden, ohne vom Umfang der erfinderischen Ausführungsformen abzuweichen.
  • In den meisten Fällen wird die Filterumschaltung eine gewisse „Schaltverzögerung“ und eine „vorübergehende“ Antwortzeit haben, bis die Antwort in ihrem stationären Zustand eingestellt ist. In bestimmten Ausführungsformen kann das Anpassen oder Ändern der Entzerrerkoeffizienten zum Übereinstimmen mit der Filterpfadänderung (hierin als „Synchronisieren“ oder „Koordinieren“ bezeichnet) um eine vordefinierte Zeitperiode nahezu unmittelbar oder verzögert sein. Während dieser Stufen tastet der ADC in dem AFE weiterhin den von dem Netzwerk empfangenen Eingang ab und führt eine digitale Signalverarbeitung durch. Die verarbeiteten Daten werden dann umrahmt und über HSIF an den Demodulator gesendet (Hinweis: dieser Pfad kann auch einige Puffer/FIFO oder andere funktionale Schaltungen aufweisen, die nicht dargestellt sind, weil sie als beliebig erachtet werden). Dies ermöglicht die Markierung 327 des Zeitpunkts in den Daten, an dem eine Koeffizientenänderung vorgenommen werden sollte, indem die abgetasteten Daten über HSIF für neue Abtastwerte bestimmt werden, die mit dem aktualisierten Filterpfad gefiltert werden. Bei 330 ermöglichen die markierten I/Q-Datenabtastwerte, die mit der neuen FDX-Konfiguration gefiltert werden, die am digitalen Funkgerät eingehen, die Änderung der Koeffizienten des Entzerrers von denen, die bei Schritt 320 ausgewählt wurden.
  • Gemäß bestimmten erfinderischen Ausführungsformen der Synchronisierung des Zeitpunkts der Koeffizientenänderung in PHY bis zur Ankunft der betreffenden Abtastwerte an der PHY unter Verwendung eines spezifischen Anzeigeformats von dem Tuner wird nun unter Bezugnahme auf 4 bis 7 erläutert.
  • 4 zeigt ein Funktionsblockdiagramm verschiedener Ausführungsformen eines Kabelmodem-Sender-Empfängers 400, der einen geschalteten Filterblock 402, ein analoges Frontend (AFE) 405 in Kommunikation mit einem digitalen Funkgerät 430 durch eine serielle Hochgeschwindigkeitsschnittstelle (HSIF) 432 aufweist, ähnlich den früheren Ausführungsformen. Es sei anzumerken, dass in einigen Fällen hierin der Filterblock AFE und die Seite des HSIF kollektiv als „Tuner“ bezeichnet werden können, obwohl sie in keiner Weise durch eine derartige Bezugnahme beschränkt sind. In dieser Ausführungsform liegt ein Filterschaltsteuersignal 440 von der MAC 438 zu dem AFE 405 vor. Das AFE 405 verwendet die MAC-Signalisierung 440, um den Schaltfilterblock 402 zu steuern.
  • Im Betrieb, bezugnehmend auf 5, beginnt der Sender-Empfänger in einem stationären Zustand 505, und wenn der Ressourcenblockzuweisungs (RBA)-Befehl vom CMTS durch das MAC-Untersystem empfangen 510 wird, leitet 515 die MAC, statt den Filterschalter direkt zu steuern, den Schaltersteuerbefehl an das AFE oder den Tuner, entweder durch Allzweck-Eingangs-/Ausgangs- (GPIO)-Leitungen oder durch eine Steuerschnittstelle, je nach dem Ermessen des Systemarchitekten. Das AFE kennt den genauen Zeitpunkt, zu dem der Schaltbefehl an den Schaltsteuerleitungen ausgegeben wird, und „markiert“ 520 den Abtastwert (oder eine kleine Gruppe/Bereich von Abtastwerten) mit einem Flag (z. B. einer Binärmarkierung oder zum Beispiel mit der spezifischen Filterkonfigurationskennung) oder einem anderen ähnlichen Mechanismus. Der Tuner verbreitet 530 dann diese Markierung (hier als „Synchronisationsfilterkanalmarkierung“ bezeichnet) zusammen mit dem Abtastwert oder der Gruppe von Abtastwerten während der digitalen Signalverarbeitung. Dies ermöglicht, dass der Ort oder ein Bezugspunkt des bzw. der ersten Abtastwerte, die durch die Filterpfadänderung beeinflusst wurden, bekannt sind.
  • Wenn die Abtastwerte, die echte Spektrumabtastwerte oder komplexe I/Q-Kanalabtastwerte sein können, über die Hochgeschwindigkeitsschnittstelle an die PHY gesendet werden, trägt der HSIF-Rahmen, der den markierten Abtastwert aufweist, eine Anzeige, die es der PHY ermöglicht, den markierten Abtastwert zu erkennen. Wenn der Demodulator den markierten Abtastwert empfängt 535, kann er die Koeffizienten ausgehend von diesem Abtastwert und weiter ändern, und es wird eine Synchronisation erreicht, ohne dass die Empfängerleistung abnimmt oder Daten verloren gehen. In einigen Ausführungsformen kann der Demodulator die Koeffizientenänderungen 525 aus dem vorgespeicherten Kalibrierungsspeicher oder der Tabelle 526 einstellen und, falls gewünscht, durch den Sensoreingang 527 modifizieren, wie für Wärmebedingungen.
  • In bestimmten Ausführungsformen kann es möglich sein, die Antwort während des Übergangs zusätzlich zu der bekannten Antwort bei stationären Zuständen zu interpolieren oder sogar zu charakterisieren. Je nach Signalverarbeitungsimplementierung kann ein einzelner markierter Zeitdomänen-Spektrumsabtastwert später durch eine Gruppe von I/Q-Abtastwerten dargestellt werden, möglicherweise auf einer Vielzahl von Kanälen.
  • Bezugnehmend auf 6 können die Abtastwerte von dem AFE-Tuner zu PHY über eine HSIF-Schnittstelle übertragen werden, die eine Rahmenstruktur 600 wie gezeigt verwendet, welche die Abtastdaten und wahlweise zusätzliche Steuerdaten umrahmt.
  • In einigen nicht einschränkenden Ausführungsformen kann die Rahmenstruktur 600 eine Steuernachricht 610 aufweisen, die ein Steuerwort beinhalten kann, das Folgendes umfassen kann: eine Steuerwort-ID (zum Ausrichten zwischen PHY- und/oder MAC-Verarbeitung und dem AFE), Steuernachrichtentyp und Steuerwortdaten, wobei die Daten vom Nachrichtentyp abhängig sein können. im Falle einer Filteränderung weist der Rahmen eine Filterschalter-Abtastmarkierung 612 auf. In einigen Ausführungsformen könnten Daten die Kennung 614 der verwendeten Filterkonfiguration und den Zeiger 616 zum ersten markierten Abtastwert innerhalb des Rahmens aufweisen. Verschiedene Kombinationen und alternative Nachrichtenformate werden ebenfalls in Betracht gezogen, und die erfinderischen Ausführungsformen sind nicht auf ein bestimmtes Format oder Sequenz beschränkt.
  • Zum Beispiel können andere Überlegungen für einen Durchschnittsfachmann in Betracht ziehen, ob die Steuernachrichten in jedem Rahmen erscheinen oder nicht; die Anzahl der Bits, die verschiedenen Teilen der Steuerungsnachrichtenübermittlung zugewiesen sind; ob die Größe in Bits der Steuernachrichten konstant sein kann oder nicht. Die spezifischen Konstruktionen oder die optimale Filterumschaltzeitpunktentscheidung kann implementierungsabhängig sein.
  • 7 zeigt eine beispielhafte Zeitsteuersequenz 700 für die Interaktion zwischen der PHY 735 und der MAC 738. Die Sequenz 700 zeigt ein Beispiel von dem Punkt, an dem der CMTS-Befehl zum Ändern der Filterpfad/ RBA-Zuweisung empfangen wird, zu dem Endpunkt während des Gelegenheitsfensters, an dem die Koeffizientenänderung vorgenommen sein sollte. Dazu gehören die Filterumschaltung, das Markieren von Abtastwerten durch den Tuner während der HSIF-Umrahmung von Daten und der Empfang der Daten beim PHY-HSIF-Deframing.
  • Die vorstehende Beschreibung der Architektur und der Verarbeitung für das digitale Funkgerät können als ein System auf einem Chip (SoC)-Empfänger für Kabelmodems implementiert werden, die DOCSIS 3.1 Hybrid Fiber Coax FDX-Standards verwenden, obwohl sie nicht darauf beschränkt sind. Spezifische Hardware- und Software-Implementierungen für hierin erörterte Funktionsblock-Filterschaltungs-Synchronisationselemente können Konstruktionen in anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), Mikrosteuerungen, programmierbaren Logikarrays und/oder als Software/Firmware zum Ausführen der hier beschriebenen Prozesse aufweisen. In einem Ausführungsbeispiel können das Filterumschaltsignal, die Synchronisation und die Nachrichtenübermittlung in Softwareanweisungen programmiert sein und ausgeführt werden, oder veranlasst werden, im Betrieb zu erfolgen, durch den Prozessor oder die zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), die an den Hardware-Demodulator angehängt ist.
  • Bezugnehmend auf 8 kann ein beispielhaftes Funktionsblockdiagramm eines Modems 800 für Filterumschalt- und Zeitsynchronisations-Entzerrungskoeffizienten eine Empfangsschnittstelle 802, die zum Empfangen eines verdrahteten oder drahtlosen Signals in dem Modem ausgelegt ist, eine Herunterkonvertier-/Demodulator-/Decodierschaltung 805-PHY, welche die hierin beschriebenen Fähigkeiten hat und eine Modulator-/Heraufkonvertierschaltung 818 zum Senden von Signalen stromaufwärts über jeden Typ von gewünschten PHY-Schichtprotokollen aufweisen.
  • In bestimmten Ausführungsbeispielen kann das Modem 800 ferner verschiedene andere funktionale Elemente wie die Kommunikationsverwaltungsschaltung 810 zum Konstruieren oder De-Konstruieren der Paketierung, Rahmenbildung, Verwaltung der Flusssteuerung und Kanalcodierung/-decodierung eingehender oder ausgehender Kommunikationsprotokolle für die unidirektionale oder bidirektionale Datenkommunikation mit der PHY-Schicht oder höheren Schichtebenen des OSI-Kommunikationsmodells, einen Prozessor/Speicher 812, der zum Steuern oder Bereitstellen der Verarbeitung/Speicherung für verschiedene andere funktionelle Elemente des Modems 800, wie gewünscht, ausgelegt ist, aufweisen. Ferner kann das Modem 800 eine Sicherheitsfunktionalität 816 und eine Client-/Benutzerschnittstellenfunktionalität 814 aufweisen, wie eine 10/100 GB-basierte Ethernet-PHY/MAC-Verarbeitung und jeweilige Schnittstelle(n) zum Bereitstellen einer Benutzer-TCP/IP-Schichtschnittstellenkonnektivität. Es versteht sich, dass das Modem 800 nur ein repräsentatives funktionelles Beispiel ist und verschiedene zusätzliche Funktionalitäten wie gewünscht aufgenommen werden können oder jene Funktionalitäten, die gezeigt sind, weggelassen werden können, wenn sie nicht benötigt oder gewünscht sind, wie es einem Fachmann bekannt ist. Somit soll das dargestellte und beschriebene spezifische Beispiel die Ausführungsformen der Erfindung in keiner Weise einschränken.
  • DOCSIS 3.1 FDX wurde von CableLabs und Partnern entwickelt, um das Multi-Gigabit-Daten-Zeitalter auf bestehenden Hybrid-Fiber-Coax (HFC) -Netzwerken durch verbesserte spektrale Effizienz zu erhöhen. Der Fachmann würde Modifikationen und Ersetzungen der hierin beschriebenen und möglichen Elemente, Komponenten und Schaltungen erkennen und die Erfindung wird in keiner Weise durch die spezifischen Beispiele in der ausführlichen Beschreibung beschränkt, sondern vielmehr durch die angehängten Patentansprüche.
  • AUSFÜHRUNGSBEISPIELE:
  • Ein erstes Ausführungsbeispiel weist ein Kabelmodem auf, das ein analoges Frontend (AFE), eine PHY und eine MAC aufweist, das im Vollduplex (FDX)-Modus arbeitet und einen umschaltbaren Filterblock und variable Entzerrerkoeffizienten in der PHY aufweist, wobei ein Prozessor konfiguriert ist zum: Empfangen eines Befehls durch die Medienzugriffssteuerung (MAC) von dem Kabelmodem; und Triggern der MAC um Senden eines Filterschaltsteuersignals zum analogen Frontend zu senden, basierend auf dem empfangenen Befehl zum; Veranlassen, dass das AFE als Reaktion auf das Filterschaltsteuersignal einen Filterpfad umschaltet und eine Filterumschaltmarkierung in einen oder mehrere empfangene Abtastwerte einfügt; und Veranlassen, dass die PHY ihre variablen Entzerrerkoeffizienten zum Widerspiegeln derzeitiger Kalibrierungsdaten für den umgeschalteten Filterpfad im Wesentlichen synchron mit dem Empfangen der Abtastwerte einschließlich der Filterumschaltmarkierung von dem AFE ändert.
  • Ein zweites Beispiel definiert weiter das erste Beispiel, wobei der empfangene Befehl eine Änderung der Ressourcenblockzuweisung (RBA) von einem Kabelmodem-Abschlusssystem (CMTS) umfasst.
  • Ein drittes Beispiel definiert weiter das erste oder zweite Beispiel, wobei das Kabelmodem ein 3.1 FDX-kompatibles Daten-über-Kabel-Service-Schnittstellen-Spezifikationsmodem-(DOCSIS-Modem) ist.
  • Ein viertes Beispiel definiert weiter das erste Beispiel, wobei die Filterumschaltmarkierung mit dem einen oder den mehreren empfangenen Abtastwerten eingefügt wird und von dem AFE über eine Hochgeschwindigkeits-Schnittstellen-Umrahmungsstruktur an die PHY weitergegeben wird.
  • In einem fünften Ausführungsbeispiel ist der Prozessor des vierten Beispiels weiter definiert, wobei die Filterumschaltmarkierung eine Filterkonfigurationskennung, die dem umgeschalteten Filterpfad entspricht, und einen Versatz der markierten Abtastung von einem Rahmensynchronisationsabschnitt der Rahmenstruktur aufweist.
  • In einem sechsten Ausführungsbeispiel ist der Prozessor des fünften Beispiels weiter definiert, wobei die Kalibrierungsdaten vorbestimmte Entzerrerkoeffizienten aufweisen, die mit jedem verfügbaren Filterpfad übereinstimmen, der ausgewählt werden kann.
  • Ein siebtes Beispiel definiert den Prozessor des zweiten oder vierten bis sechsten Beispiels weiter, wobei die Kalibrierungsdaten eine Einstellung der vorbestimmten Entzerrerkoeffizienten für Temperaturänderungen aufweisen.
  • Ein achtes Ausführungsbeispiel definiert ein Kommunikationssystem, umfassend: einen Block von umschaltbaren Filtern zum Empfangen und Übertragen von Vollduplex (FDX)-Signalen gemäß einem von einem Netzwerk bereitgestellten Ressourcenblockzuweisungs (RBA)-Protokoll; und ein Tuner-System in Kommunikation mit dem Block aus umschaltbaren Filtern, einschließlich der Funktionalität der physikalischen Schicht (PHY) und der Medienzugriffssteuerung (MAC), wobei die MAC-Funktionalität das Signalisieren beinhaltet, den Block von umschaltbaren Filtern zu veranlassen, einen Filterpfad entsprechend der bereitgestellten RBA zu ändern und empfangene Abtastwerte zu markieren, wenn sich der Filterpfad ändert, und die PHY-Synchronisations-Entzerrerkoeffizientänderungen zum Kompensieren des geänderten Filterpfads basierend auf den markierten Abtastwerten.
  • Ein neuntes Beispiel definiert das Kommunikationssystem des achten Beispiels weiter, wobei das Tuner-System ferner ein Analog-Frontend (AFE) umfasst, um die MAC-Signalisierung zu empfangen, die Filterpfadänderung in dem Block von umschaltbaren Filtern zu veranlassen und die empfangenen Abtastwerte unter Verwendung einer Schnittstellen- und Rahmenstruktur zum Kommunizieren der markierten Abtastwerte an die PHY zu markieren.
  • In einem zehnten Beispiel ist das Kommunikationssystem des neunten Beispiels weiterentwickelt, wobei die Schnittstelle eine serielle Hochgeschwindigkeitsschnittstelle (HSIF) umfasst und wobei die Rahmenstruktur eine Filterpfadänderungs-Steuernachricht umfasst, die eine Filterkonfigurationskennung und einen Versatz aufweist.
  • Ein elftes Beispiel definiert weiter eines von achtem bis zehntem Beispiel, wobei mindestens ein Abschnitt des Tuner-Systems ein System auf einem Chip (SoC) umfasst.
  • Das elfte Ausführungsbeispiel ist das Kommunikationssystem nach einem von achten bis zehnten Beispiel, wobei das Kommunikationssystem ein 3.1 FDX-kompatibles Daten-über-Kabel-Service-Schnittstellen-Spezifikationsmodem-(DOCSIS-Modem) umfasst.
  • Gemäß einem dreizehnten Beispiel ist das achte Beispiel weiter definiert, wobei Entzerrerkoeffizientänderungen durch die PHY aus vorkalibrierten übereinstimmenden Koeffizienten für jeden auswählbaren Filterpfad in dem Block aus umschaltbaren Filtern ausgewählt werden.
  • Ein vierzehntes Beispiel definiert weiter jedes von achtem bis zehntem oder dreizehntem Beispiel, wobei Entzerrerkoeffizientenänderungen durch die PHY basierend auf einem Temperatursensor einstellbar sind.
  • Ein fünfzehntes Ausführungsbeispiel definiert ein Verfahren zum Synchronisieren der Filterumschaltung und Aktualisierung von Kanalentzerrungskoeffizienten in einem Kabelmodem mit einem umschaltbaren Filterblock, einem analogen Frontend (AFE) und einem digitalen Tuner, aufweisend PHY- und MAC-Funktionalität, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen eines Befehls durch das Kabelmodem von einem Kabelmodem-Abschlusssystem (CMTS); und Senden eines Filterschaltsteuersignals von der MAC an das AFE, basierend auf dem empfangenen Befehl zum; Veranlassen, dass das AFE als Reaktion auf das Filterschaltsteuersignal einen Filterpfad in dem umschaltbaren Filterblock umschaltet und eine Filterumschaltmarkierung in einen oder mehrere empfangene Abtastwerte einfügt; und Veranlassen, dass die PHY ihre Entzerrerkoeffizienten zum Kompensieren des umgeschalteten Filterpfads im Wesentlichen synchron mit dem Empfangen der Abtastwerte einschließlich der Filterumschaltmarkierung von dem AFE ändert.
  • Ein sechzehntes Ausführungsbeispiel definiert weiter das fünfzehnte Beispiel, wobei der empfangene Befehl eine Änderung der Ressourcenblockzuweisung (RBA) von dem Kabelmodem-Abschlusssystem (CMTS) umfasst.
  • In einem siebzehnten Beispiel sind das fünfzehnte und sechzehnte Beispiel weiter definiert, wobei das Kabelmodem ein 3.1 FDX-kompatibles Daten-über-Kabel-Service-Schnittstellenspezifikationsmodem-(DOCSIS-Modem) ist.
  • In einem achtzehnten Beispiel sind das fünfzehnte und sechzehnte Beispiel ausführlicher aufgeführt, wobei die Filterumschaltmarkierung mit dem einen oder den mehreren empfangenen Abtastwerten eingefügt wird und von dem AFE über eine Hochgeschwindigkeits-Schnittstellenrahmenstruktur an die PHY weitergegeben wird.
  • Das achtzehnte Beispiel kann durch ein neunzehntes Beispiel weiter definiert werden, wobei die Filterumschaltmarkierung eine Filterkonfigurationskennung, die dem umgeschalteten Filterpfad entspricht, und einen Versatz der markierten Abtastung von einem Rahmensynchronisationsabschnitt der Rahmenstruktur aufweist.
  • Ein zwanzigstes Beispiel definiert das fünfzehnte und sechzehnte Beispiel weiter, wobei die PHY ihre Entzerrerkoeffizienten unter Verwendung der vorbestimmten Entzerrerkoeffizienten ändert, die mit jedem verfügbaren Filterpfad übereinstimmen, der ausgewählt werden kann.
  • Ein einundzwanzigstes Beispiel entwickelt das zwanzigste Beispiel weiter, wobei die PHY ihre Entzerrerkoeffizienten unter Verwendung der vorbestimmten Entzerrerkoeffizienten ändert, die für erfasste Temperaturänderungen modifiziert sind.
  • Ein zweiundzwanzigstes Ausführungsbeispiel ist ein System zum Synchronisieren der Filterumschaltung und Aktualisierung von Kanalentzerrungskoeffizienten in einem Kabelmodem mit einem umschaltbaren Filterblock, einem analogen Frontend (AFE) und einem digitalen Tuner, aufweisend PHY- und MAC-Funktionalität, wobei das System aufweist: Mittel zum Empfangen eines Befehls durch das Kabelmodem von einem Kabelmodem-Abschlusssystem (CMTS); und Mittel zum Senden eines Filterschaltsteuersignals von dem digitalen Tuner an das AFE basierend auf dem empfangenen Befehl zum: Veranlassen, dass das AFE als Reaktion auf das Filterschaltsteuersignal einen Filterpfad in dem umschaltbaren Filterblock umschaltet und eine Filterumschaltmarkierung in einen oder mehrere empfangene Abtastwerte einfügt; und Veranlassen, dass die PHY ihre Entzerrerkoeffizienten zum Kompensieren des umgeschalteten Filterpfads im Wesentlichen synchron mit dem Empfangen der Abtastwerte einschließlich der Filterumschaltmarkierung von dem AFE ändert.
  • Ein dreiundzwanzigstes Beispiel definiert das zweiundzwanzigste Beispiel weiter, wobei der empfangene Befehl eine Änderung der Ressourcenblockzuweisung (RBA) von dem Kabelmodem-Abschlusssystem (CMTS) umfasst.
  • Ein vierundzwanzigstes Beispiel definiert das zweiundzwanzigste oder dreiundzwanzigste Beispiel weiter, wobei das Kabelmodem ein 3.1 FDX-kompatibles Daten-über-Kabel-Service-Schnittstellenspezifikationsmodem-(DOCSIS-Modem) ist.
  • Gemäß einem fünfundzwanzigsten Beispiel werden das zweiundzwanzigste und dreiundzwanzigste Beispiel weiter definiert, wobei die Filterumschaltmarkierung mit dem einen oder den mehreren empfangenen Abtastwerten eingefügt ist und von dem AFE über eine Hochgeschwindigkeits-Schnittstellenrahmenstruktur an die PHY weitergegeben wird.
  • Ein sechsundzwanzigstes Beispiel entwickelt das fünfundzwanzigste Beispiel weiter, wobei die Filterumschaltmarkierung eine Filterkonfigurationskennung, die dem umgeschalteten Filterpfad entspricht, und einen Versatz der markierten Abtastung von einem Rahmensynchronisationsabschnitt der Rahmenstruktur aufweist.
  • Ein siebenundzwanzigstes Beispiel führt das zweiundzwanzigste oder dreiundzwanzigste Beispiel weiter aus, wobei die PHY ihre Entzerrerkoeffizienten unter Verwendung der vorbestimmten Entzerrerkoeffizienten ändert, die mit jedem verfügbaren Filterpfad übereinstimmen, der ausgewählt werden kann.
  • Ein achtundzwanzigstes Beispiel entwickelt das siebenundzwanzigste Beispiel weiter, wobei die PHY ihre Entzerrerkoeffizienten unter Verwendung der vorbestimmten Entzerrerkoeffizienten ändert, die für erfasste Temperaturänderungen modifiziert sind.
  • Ein neunundzwanzigstes Ausführungsbeispiel entwickelt den Prozessor nach einem von ersten bis dritten Beispiel weiter, wobei die Filterumschaltmarkierung mit dem einen oder den mehreren empfangenen Abtastwerten eingefügt wird und von dem AFE über eine Hochgeschwindigkeits-Schnittstellenrahmenstruktur an die PHY weitergegeben wird.
  • Ein dreißigstes Beispiel definiert das neunundzwanzigste Beispiel weiter, wobei die Filterumschaltmarkierung eine Filterkonfigurationskennung, die dem umgeschalteten Filterpfad entspricht, und einen Versatz der markierten Abtastung von einem Rahmensynchronisationsabschnitt der Rahmenstruktur aufweist.
  • Ein einundreißigstes Ausführungsbeispiel definiert das erste bis fünfte Beispiel weiter, wobei die Kalibrierungsdaten vorbestimmte Entzerrerkoeffizienten aufweisen, die mit jedem verfügbaren Filterpfad übereinstimmen, der ausgewählt werden kann.
  • Ein zweiunddreißigstes Beispiel definiert den Prozessor des ersten bis fünften Beispiels weiter, wobei die Kalibrierungsdaten eine Einstellung der vorbestimmten Entzerrerkoeffizienten für Temperaturänderungen aufweisen.
  • Gemäß einem dreiunddreißigsten Beispiel beinhaltet das Verfahren von dem achtzehnten bis zwanzigsten Beispiel weiter, dass die Filterumschaltmarkierung mit dem einen oder den mehreren empfangenen Abtastwerten eingefügt wird und von dem AFE über eine Hochgeschwindigkeits-Schnittstellenrahmenstruktur an die PHY weitergegeben wird.
  • In einer vierunddreißigsten Ausführungsform wird das dreiunddreißigste Beispiel weiterentwickelt, wobei die Filterumschaltmarkierung eine Filterkonfigurationskennung, die dem umgeschalteten Filterpfad entspricht, und einen Versatz der markierten Abtastung von einem Rahmensynchronisationsabschnitt der Rahmenstruktur aufweist.
  • Ein Verfahren des fünfunddreißigsten Beispiels entwickelt diejenigen des achtzehnten bis zwanzigsten und dreiundreißigsten bis vierunddreißigsten Beispiels weiter, wobei die PHY ihre Entzerrerkoeffizienten unter Verwendung der vorbestimmten Entzerrerkoeffizienten ändert, die mit jedem verfügbaren Filterpfad übereinstimmen, der ausgewählt werden kann.
  • Ein sechsunddreißigstes Ausführungsbeispiel definiert das fünfunddreißigste Beispiel weiter, wobei die PHY ihre Entzerrerkoeffizienten unter Verwendung der vorbestimmten Entzerrerkoeffizienten ändert, die für erfasste Temperaturänderungen modifiziert sind.
  • Haftungsausschluss: Die vorliegende Offenbarung wurde unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungsfiguren mit bestimmten Beispielbegriffen beschrieben, wobei ähnliche Bezugszeichen verwendet werden, um sich durchgehend auf ähnliche Elemente zu beziehen. Die dargestellten Strukturen, Vorrichtungen und Verfahren sollen nicht maßstabsgetreu oder irgendeine spezifische Schaltung oder etwas anderes als funktionale Blockdiagramme zum Veranschaulichen bestimmter Merkmale, Vorteile sein und sollen die Offenbarung der erfinderischen Ausführungsformen ermöglichen, und ihre Darstellung und Beschreibung soll nicht als in irgendeiner Weise einschränkend in Bezug auf die angehängten Patentansprüche sein, mit Ausnahme von 35 USC 112, sechster Absatz der Ansprüche, wo der exakte Wortlaut „bedeutet“ verwendet wird, falls in einem Anspruch vorkommend.
  • Wie hierin benutzt, sollen die Begriffe „Komponente“, „System“, „Schnittstelle“, „Logik“, „Schaltung“, „Gerät/Vorrichtung“ und dergleichen nur auf eine grundlegende funktionale Einheit wie Hardware, Software (z. B. in Ausführung), Logik (Schaltungen oder programmierbare Firmware) allein oder in Kombination den beanspruchten Funktionalitäten entsprechen. Zum Beispiel kann eine Komponente, ein Modul, eine Vorrichtung oder eine Verarbeitungseinheit einen Mikroprozessor, eine Steuerung, ein programmierbares Logikarray und/oder eine damit gekoppelte Schaltung oder eine andere Logikverarbeitungsvorrichtung bedeuten, und ein Verfahren oder Prozess kann Anweisungen, die auf einem Prozessor laufen, Firmware, die in einer Steuerung programmiert ist, ein Objekt, eine ausführbare Datei, ein Programm, eine Speichereinrichtung einschließlich auszuführender Anweisungen, einen Computer, einen Tablet-PC und/oder ein Mobiltelefon mit einer Verarbeitungsvorrichtung bedeuten.
  • Zur Veranschaulichung kann ein Prozess, eine Logik, ein Verfahren oder ein Modul eine beliebige analoge Schaltung, digitale Verarbeitungsschaltung oder eine Kombination davon sein. Eine oder mehrere Schaltungen oder Module können sich in einem Prozess befinden, und ein Modul kann als eine physische Schaltung, ein programmierbares Array, ein Prozessor lokalisiert sein. Ferner können Elemente, Schaltungen, Komponenten, Module und Prozesse/Verfahren Hardware oder Software sein, kombiniert mit einem Prozessor, ausführbar von verschiedenen computerlesbaren Speichermedien mit ausführbaren Anweisungen und/oder darauf gespeicherten Daten. Der Durchschnittsfachmann wird verschiedene Wege erkennen, um die logischen Beschreibungen der angefügten Ansprüche zu implementieren, und ihre Interpretation sollte nicht auf irgendein Beispiel beschränkt sein oder eine Beschreibung, Darstellung oder ein Layout, das oben, in der Zusammenfassung oder in den Zeichnungsfiguren beschrieben wurde.

Claims (21)

  1. Prozessor in einem Kabelmodem mit einem analogen Frontend (AFE), einer PHY und einer MAC, das im Vollduplex (FDX)-Modus arbeitet und einen umschaltbaren Filterblock und variable Entzerrerkoeffizienten in der PHY aufweist, wobei der Prozessor konfiguriert ist zum: Empfangen eines Befehls durch die Medienzugriffssteuerung (MAC) von dem Kabelmodem, wobei der empfangene Befehl eine Änderung einer Ressourcenblockzuweisung (RBA) umfasst, wobei die RBA-Änderung das Ändern einer ersten Zuweisung von Downstream und Upstream Übertragungskanälen auf eine zweite, unterschiedliche Zuordnung von Downstream und Upstream Übertragungskanälen umfasst, wobei das Ändern der Zuordnung das Ändern eines Kanals von einer Downstream-Übertragungsrichtung in eine Upstream-Übertragungsrichtung umfasst oder umgekehrt; und Triggern der MAC, um ein Filterschaltsteuersignal zum analogen Frontend zu senden, basierend auf dem empfangenen Befehl zum; Veranlassen, dass das AFE als Reaktion auf das Filterschaltsteuersignal einen Filterpfad umschaltet und eine Filterumschaltmarkierung in einen oder mehrere empfangene Abtastwerte einfügt; und Veranlassen der PHY, ihre variablen Entzerrerkoeffizienten zu ändern, um derzeitige Kalibrierungsdaten für den umgeschalteten Filterpfad synchron mit dem Empfangen der Abtastwerte einschließlich der Filterumschaltmarkierung von dem AFE widerzuspiegeln.
  2. Prozessor nach Anspruch 1, wobei der empfangene Befehl eine Änderung der Ressourcenblockzuweisung (RBA) von einem Kabelmodem-Abschlusssystem (CMTS) umfasst.
  3. Prozessor nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kabelmodem ein 3.1 FDX-kompatibles Daten-über-Kabel-Service-Schnittstellenspezifikationsmodem-(DOCSIS-Modem) ist.
  4. Prozessor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filterumschaltmarkierung mit dem einen oder den mehreren empfangenen Abtastwerten eingefügt wird und von dem AFE über eine Hochgeschwindigkeits-Schnittstellenrahmenstruktur an die PHY weitergegeben wird.
  5. Prozessor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Filterumschaltmarkierung eine Filterkonfigurationskennung, die dem umgeschalteten Filterpfad entspricht, und einen Versatz des markierten Abtastwerts von einem Rahmensynchronisationsabschnitt der Rahmenstruktur aufweist.
  6. Prozessor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kalibrierungsdaten vorbestimmte Entzerrerkoeffizienten aufweisen, die mit jedem verfügbaren Filterpfad übereinstimmen, der ausgewählt werden kann.
  7. Prozessor nach einem der Ansprüche 2 oder 4 bis 6, wobei die Kalibrierungsdaten eine Einstellung der vorbestimmten Entzerrerkoeffizienten an Temperaturänderungen aufweisen.
  8. Kommunikationssystem, umfassend: einen Block von umschaltbaren Filtern zum Empfangen und Übertragen von Vollduplex (FDX)-Signalen gemäß einem von einem Netzwerk bereitgestellten Ressourcenblockzuweisungs (RBA)-Protokoll; und ein Tuner-System in Kommunikation mit dem Block aus umschaltbaren Filtern, einschließlich der Funktionalität der physikalischen Schicht (PHY) und der Medienzugriffssteuerung (MAC), wobei die MAC-Funktionalität das Signalisieren beinhaltet, den Block von umschaltbaren Filtern zu veranlassen, einen Filterpfad entsprechend der bereitgestellten RBA zu ändern und empfangene Abtastwerte zu markieren, wenn sich der Filterpfad ändert, und die PHY-Synchronisations-Entzerrerkoeffizientänderungen zum Kompensieren des geänderten Filterpfads basierend auf den markierten Abtastwerten, wobei eine RNA Änderung aufgrund der Signalisierung das Ändern einer ersten Zuweisung von Downstream und Upstream Übertragungskanälen auf eine zweite, unterschiedliche Zuordnung von Downstream und Upstream Übertragungskanälen umfasst, wobei das Ändern der Zuordnung das Ändern eines Kanals von einer Downstream-Übertragungsrichtung in eine Upstream-Übertragungsrichtung umfasst oder umgekehrt.
  9. Kommunikationssystem nach Anspruch 8, wobei das Tuner-System ferner ein Analog-Frontend (AFE) umfasst, um die MAC-Signalisierung zu empfangen, die Filterpfadänderung in dem Block von umschaltbaren Filtern zu veranlassen und die empfangenen Abtastwerte unter Verwendung einer Schnittstellen- und Rahmenstruktur zum Kommunizieren der markierten Abtastwerte an die PHY zu markieren.
  10. Kommunikationssystem nach Anspruch 9, wobei die Schnittstelle eine serielle Hochgeschwindigkeitsschnittstelle (HSIF) umfasst und wobei die Rahmenstruktur eine Filterpfadänderungs-Steuernachricht umfasst, die eine Filterkonfigurationskennung und einen Versatz aufweist.
  11. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei mindestens ein Abschnitt des Tuner-Systems ein System auf einem Chip (SoC) umfasst.
  12. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Kommunikationssystem ein 3.1 FDX-kompatibles Daten-über-Kabel-Service-Schnittstellenspezifikationsmodem-(DOCSIS-Modem) umfasst.
  13. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei Entzerrerkoeffizientänderungen durch die PHY aus vorkalibrierten übereinstimmenden Koeffizienten für jeden auswählbaren Filterpfad in dem Block aus umschaltbaren Filtern ausgewählt werden.
  14. Kommunikationssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10 oder 13, wobei Entzerrerkoeffizientenänderungen durch die PHY basierend auf einem Temperatursensor einstellbar sind.
  15. Verfahren zum Synchronisieren der Filterumschaltung und Aktualisierung von Kanalentzerrungskoeffizienten in einem Kabelmodem mit einem umschaltbaren Filterblock, einem analogen Frontend (AFE) und einem digitalen Tuner, aufweisend PHY- und MAC-Funktionalität, wobei das Verfahren umfasst: Empfangen eines Befehls durch das Kabelmodem von einem Kabelmodem-Abschlusssystem (CMTS) wobei der empfangene Befehl eine Änderung einer Ressourcenblockzuweisung (RBA) umfasst, wobei die RBA-Änderung das Ändern einer ersten Zuweisung von Downstream und Upstream Übertragungskanälen auf eine zweite, unterschiedliche Zuordnung von Downstream und Upstream Übertragungskanälen umfasst, wobei das Ändern der Zuordnung das Ändern eines Kanals von einer Downstream-Übertragungsrichtung in eine Upstream-Übertragungsrichtung umfasst oder umgekehrt; und Senden eines Filterschaltsteuersignals von der MAC an das AFE, basierend auf dem empfangenen Befehl zum; Veranlassen, dass das AFE als Reaktion auf das Filterschaltsteuersignal einen Filterpfad in dem umschaltbaren Filterblock umschaltet und eine Filterumschaltmarkierung in einen oder mehrere empfangene Abtastwerte einfügt; und Veranlassen, dass die PHY ihre Entzerrerkoeffizienten zum Kompensieren des umgeschalteten Filterpfads synchron mit dem Empfangen der Abtastwerte einschließlich der Filterumschaltmarkierung von dem AFE ändert.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der empfangene Befehl eine Änderung der Ressourcenblockzuweisung (RBA) von dem Kabelmodem-Abschlusssystem (CMTS) umfasst.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 oder 16, wobei das Kabelmodem ein 3.1 FDX-kompatibles Daten-über-Kabel-Service-Schnittstellenspezifikationsmodem-(DOCSIS-Modem) ist.
  18. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Filterumschaltmarkierung mit dem einen oder den mehreren empfangenen Abtastwerten eingefügt wird und von dem AFE über eine Hochgeschwindigkeits-Schnittstellenrahmenstruktur an die PHY weitergegeben wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, wobei die Filterumschaltmarkierung eine Filterkonfigurationskennung, die dem umgeschalteten Filterpfad entspricht, und einen Versatz der markierten Abtastung von einem Rahmensynchronisationsabschnitt der Rahmenstruktur aufweist.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, wobei die PHY ihre Entzerrerkoeffizienten unter Verwendung der vorbestimmten Entzerrerkoeffizienten ändert, die mit jedem verfügbaren Filterpfad übereinstimmen, der ausgewählt werden kann.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei die PHY ihre Entzerrerkoeffizienten unter Verwendung der vorbestimmten Entzerrerkoeffizienten ändert, die für erfasste Temperaturänderungen modifiziert sind.
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