从频带受限数字数据流中确定参考时钟相位的方法 【技术领域】
本发明涉及一种恢复数字数据流的方法，更具体地说，本发明涉及一种从数字数据流中恢复参考时钟相位的方法。
背景技术
例如，作为AMI(信号交替反转)数据流对数据流进行传输。在AMI数据传输方法中，两条线路都不具有DC(直流)成分，以便对数据流进行传输，相对于一条线路上的模拟信号反转另一条线路上的模拟信号。
在下文中，逻辑信号是其信号电平从一个逻辑状态变为另一逻辑状态的信号，并且可以假定这些信号具有最小的数据流值、基线值、或者最大的数据流值。在这种结构中，最小的数据流值被称为逻辑“-1”，而基线的值被称为逻辑“0”，以及最大的数据流值是逻辑“+1”。在所有这些信号值之间可以发生转换，即，存在0/1数据转换、1/0数据转换、0/-1数据转换、-1/0数据转换，在下文中这些数据转换将被称为单步数据转换。此外，存在-1/1数据转换和1/-1数据转换，在下文中这些数据转换将被称为双步数据转换。
按照使数字数据流具有多种上述的数据转换的方式，对要被传输的信息进行数字化。
数字数据流的接收和进一步的处理要求能够从数字数据流中直接获得参考时钟信号。
按照惯例，将依据如从基线值分别到最大数据流值或者到最小数据流值的数据转换、或者从最小数据流值到最大数据流值或者从最大数据流值到最小数据流值的转换等检测到的数据转换而直接获得的时钟信号设置为参考时钟信号。
事实上，由于接收到的数字数据流具有抖动，即该数据流通常具有噪声并且具有“AMI非法编码”(双极性非法编码)，使得从数据流直接恢复参考时钟更加困难。
例如，按照惯例，将数据流经过固定阈值的时间用作0/1数据转换的时间。
此传统的方法的缺点在于：必须避免位模式相关地失真，结果，数据流的频谱还必须包含处于有效信号的中央频率之上的频率成分。
这造成了另外的缺点：对噪声成分也进行了传送和放大，这将恶化使有效信号，并增加相位抖动。
图2示出用于从接收到的数字数据流DS确定参考时钟RT的传统方法。在数据流接收器E中，接收数字数据流DS，并将其提供给边缘位置检测设备F，该检测设备F具有从阈值设置设备S提供的阈值。可以将该阈值设置为正值或负值，并且该值最好处于最小数据流值和最大数据流值之间。如果提供给边缘位置检测设备F的接收到的数字数据流超过该阈值、或者降低到该阈值之下，则将位于诸如0/1数据转换(或者上述数据转换中的另一个)和设置阈值之间的阈值交点输出，作为参考时钟相位RT。
此外，诸如抖动，即普通的噪声、由于传输信道造成的频带限制等干扰对参考时钟相位RT的确定具有不利的影响，因此，在这样的传统确定方法中存在较大的误差。
【发明内容】
因此，本发明的目的是从接收到的数字数据流中恢复参考时钟相位，其中，必须借助于相位校正值对获得的边缘位置信号进行校正，以便获得最佳的参考时钟相位信号。
通过根据权利要求1所述的、从数字数据流中恢复参考时钟相位的恢复数字数据流的方法、以及具有权利要求13所述的特征的设备来实现该目的。
根据权利要求1所述的从数字数据流中恢复参考时钟相位的恢复数字数据流的依据本发明的方法、以及具有权利要求13的特征的设备具有以下的优点。
优选地，对接收到的数字数据流进行低通滤波，以便消除不必要的噪声成分。
本发明的核心是一种恢复数字数据流的方法，其中，从数字数据流中恢复参考时钟相位，并且使用通过确定数据转换而确定的相位校正值，对获得的边缘位置信号进行校正。
附属权利要求包括对本发明各个主题的进一步有利展开和改进。
依据本发明的一个优选展开，按照将其假定为基线值(逻辑“0”)和最大数据值(逻辑“1”)之间的数值的方式，设置所述阈值。
依据本发明的另一优选展开，按照将其假定为基线值和最小数据流值(逻辑“-1”)之间的数值的方式，设置所述阈值。
依据本发明的另一优选展开，可变地调整所述阈值。
依据本发明的另一优选展开，使用可变的频率对接收到的数字数据流进行低通滤波。
依据本发明的另一优选展开，依据低通滤波设备和数据传输信道的截止频率，设置相位校正值的绝对值。
依据本发明的另一优选展开，依据可调整的阈值，设置相位校正值的绝对值。
依据本发明的另一优选展开，计算数字数据流中数据转换的边缘斜率，并且依据最大相似性，将该边缘分配给先前数据转换。
依据本发明的另一优选展开，将最后的控制误差的趋势用来确定边缘位置信号。
依据本发明的另一优选展开，将每种情况下的先前数据转换用于确定最后检测到数据转换的边缘位置信号。
依据本发明的另一优选展开，使用任意的先前数据转换(n-2，n-3，…)，其中n是最后检测到数据转换。
依据本发明的另一优选展开，使用可变阈值，通过将数据流的峰值幅度乘以小于1的预定因数，从数据流的峰值幅度中得到所述可变阈值。
【附图说明】
在附图中将示出本发明的典型实施例，并且在以下的描述中将对这些实施例进行更详细的解释。
其中：
图1示出了具有单步和双步数据转换的频带受限数字数据流的眼图；
图2示出了依据现有技术从数字数据流中恢复参考时钟相位的结构；
图3示出了依据本发明从数字数据流中恢复参考时钟相位信号的方法的典型实施例的方框图；以及
图4示出了依据本发明的典型实施例，在相位校正装置中所执行的确定参考时钟相位信号所需步骤的方框图。
【具体实施方式】
图1示出了具有单步和双步数据转换的频带受限数字数据流的眼图。
在图1所示的眼图中，可以看到数字数据流，例如，该图示出了数据转换，所述数据转换表示了单步0/1数据转换101、单步0/-1数据转换103、单步1/0数据转换103a、单步1/0数据转换101a、双步-1/1数据转换102和双步1/-1数据转换104。
例如，将所述的数据转换分别表示为基线值105和最大数据流值106或者最小数据流值107之间的转换、或者最小数据流值107和最大数据流值106之间的转换。可变化地调整的阈值108与数据转换具有不同的交点，例如，示出了两个交点，作为0/1数据转换101与阈值108的交点的0/1阈值交点109和双步-1/1数据转换102与阈值108的-1/1阈值交点110。
如图1所示，-1/1数据转换102的边缘斜率大于0/1数据转换101的边缘斜率。相应的交点，即0/1阈值交点109和-1/1阈值交点110并不相应地一致，而是在时间轴上以相位校正偏移110相分离。接收到的数字数据流的频带限制造成了图1所示的眼图，其后果还在于：必须在单步和双步数据转换之间进行区别，以便避免恢复参考时钟相位信号期间的误差。
图3示出依据本发明从数字数据流中恢复参考时钟相位信号的方法的方框图。
在图3所示的方框图中，数字数据流301由数据流接收器302接收，将数据流接收器302的输出信号提供给低通滤波装置303。在低通滤波装置303中，使用预定的截止频率进行低通滤波，按照将不必要的噪声成分和噪声滤除出有效信号之外的方式，设置截止频率。
低通滤波后的数据流具有参考图1所解释的特性，尤其导致了在图中所看到的眼图。一方面，将低通滤波后的数据流305提供给相位校正装置307，而另一方面，将其提供给边缘位置检测装置304。在边缘位置检测装置304中，将数据转换(单步或者双步)的交点与可以通过阈值设置装置306预先确定并提供给边缘位置检测装置304的阈值108进行比较。比较的结果是同样提供给相位校正装置307的边缘位置信号309。在相位校正装置307中，进行相位校正。相位校正值111由实质上固定不变的相位校正偏移111b和可变的相位偏差111a构成。相位偏差111a是边缘位置信号309和控制系统310的目标时间之间的距离。
下面将参考图4来解释用于确定相位校正值111的方法步骤。作为相位校正装置307中相位校正的结果，在相位校正装置307的输出上提供对接收到的数据流进行了最佳跟踪的参考时钟相位信号308。
图4依据本发明典型实施例，描述了在相位校正装置307中所执行的确定参考时钟相位信号所需步骤的流程图。
图4所示的流程图解释了相位校正装置307如何确定相位校正值111。
为了确定相位偏差111a，形成在边缘位置信号309和控制目标值310之间的差。
然后，该处理进行到步骤S402，在步骤S402中，确定最后检测到的数据转换。应当假定的是，在先前步骤中所确定的数据转换是0/1数据转换或1/0数据转换，即单步数据转换。如果最后检测到的数据转换也是0/1或者1/0数据转换，则直接使用相位偏差111a作为相位校正值111，并且该处理进行到输出步骤S403。
如果确定最后检测到的数据传输不是0/1或者1/0数据转换，则处理进行到相位校正值确定步骤S404，在步骤S404中，在参考时钟相位信号的计算中，考虑上述确定的相位校正值111，例如，在-1/1数据转换102的情况下，在随后的校正步骤S405中，将相位校正偏移111a与相位偏差111a相加。然后，该处理进行到输出步骤S403。
可以清楚地注意到：如果先前数据转换是双步数据转换并与最后检测到的数据转换相比较，则相应地设置图4所示的流程图。在这种情况下，询问步骤S406中的询问变为以下结果：由询问“是否为-1/1或者1/-1数据转换？”替代询问“是否为0/1或者1/0数据转换？”，即，问题为是否出现了双步数据转换，而不是是否出现了单步数据转换。
还可以使图4所示的询问与至少一个任意的过去的数据转换相关。
虽然以上已经通过优选的典型实施例对本发明进行了描述，但本发面不局限于这些实施例，可以在许多方面进行修改。
参考符号列表
101 0/1数据转换
101a 1/0数据转换
102 -1/1数据转换
103 0/-1数据转换
103a -1/0数据转换
104 1/-1数据转换
105 基线值
106 最大数据流值
107 最小数据流值
108 阈值
109 0/1阈值交点
110 -1/1阈值交点
111 相位校正值
111a 相位偏差
111b 相位校正偏移
301 数字数据流
302 数据流接收机
303 低通滤波装置
304 边缘位置检测装置
305 低通滤波后的数据流
306 阈值设置装置
307 相位校正装置
308 参考时钟相位信号
309 边缘位置信号
310 控制系统的目标时间
S401 输入步骤
S402 数据转换确定步骤
S403 输出步骤
S404 相位校正值确定步骤
S405 校正步骤
S406 询问步骤