專(zhuān)利名稱(chēng)：具有可控發(fā)送信號(hào)質(zhì)量惡化的多載波調(diào)制解調(diào)器發(fā)射機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有調(diào)制解調(diào)器的電信系統(tǒng)，該調(diào)制解調(diào)器具有連接到數(shù)據(jù)傳輸模塊的控制模塊，該數(shù)據(jù)傳輸模塊包括適合于經(jīng)由通信線路傳送至少一個(gè)信道的發(fā)射機(jī)，所述信道適合于借助調(diào)制的信號(hào)傳輸用戶數(shù)據(jù)，該調(diào)制具有可變的比特負(fù)載(bitload)。
背景技術(shù)：
這種具有能夠以不同比特負(fù)載/數(shù)據(jù)速率工作的調(diào)制解調(diào)器的電信系統(tǒng)通常是在現(xiàn)有技術(shù)中已知的。其中，所述比特負(fù)載/數(shù)據(jù)速率基于當(dāng)前的信道條件，通常源于尺寸。
所述“比特負(fù)載”將被在隨后定義。如果調(diào)制是基帶調(diào)制(BBM)或者單載波調(diào)制(SCM)，所述比特負(fù)載相當(dāng)于每調(diào)制符號(hào)(modulationsymbol)的信息比特?cái)?shù)，也稱(chēng)作調(diào)制或信令時(shí)隙。如果調(diào)制是多載波調(diào)制(MCM)，所述比特負(fù)載相當(dāng)于描述每個(gè)載波的每調(diào)制符號(hào)信息比特?cái)?shù)的一組數(shù)，例如，相當(dāng)于在ITU-T建議G.992.3的8.5節(jié)中定義的bi數(shù)組。
基帶調(diào)制(BBM)是不必首先將信號(hào)調(diào)制到載波上的調(diào)制類(lèi)型，例如脈沖幅度調(diào)制(PAM)；單載波調(diào)制(SCM)是將信號(hào)調(diào)制到單載波上的調(diào)制類(lèi)型，例如正交幅度調(diào)制(QAM)、無(wú)載波幅相調(diào)制(CAP)；以及多載波調(diào)制(MCM)是使用多個(gè)載波的調(diào)制類(lèi)型，例如，離散多音調(diào)制(DMT)。這些調(diào)制類(lèi)型通常在現(xiàn)有技術(shù)中已知。
確定比特負(fù)載的處理稱(chēng)作“比特加載(bitloading)”。這可以是如在初始化中確定完整比特負(fù)載，如在“展示時(shí)間(Showtime)”比特交換(BitSwapping)中確定比特負(fù)載的一部分，例如在ITU-T建議G.992.1中所定義的，或者如在“展示時(shí)間”聯(lián)機(jī)重新配置(OLR)中確定比特負(fù)載的一部分或完整的比特負(fù)載，例如在ITU-T建議G.992.3中所定義的。
“初始化”(也叫作訓(xùn)練(Training))是緊接著“展示時(shí)間”之前的狀態(tài)或時(shí)間間隔，在其間為了準(zhǔn)備展示時(shí)間而在調(diào)制解調(diào)器之間交換信號(hào)，但是在其中沒(méi)有對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行通信。展示時(shí)間(也叫作數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)或穩(wěn)態(tài))是用戶數(shù)據(jù)正在被調(diào)制解調(diào)器通信的狀態(tài)。
信道條件可以是信道的任何特征。信道被定義為起始于在其處給出作為調(diào)制解調(diào)器的輸入的將被傳送的用戶數(shù)據(jù)的接口，結(jié)束于在其處給出作為連接到通信線路另一端的調(diào)制解調(diào)器的輸出的所接收的用戶數(shù)據(jù)的接口。因此，所述信道包括，在通信線路之上，跟隨調(diào)制解調(diào)器功能塊，在現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的線路接口、模擬前端、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、發(fā)送與接收濾波器、增益定標(biāo)器(gain scaler)、調(diào)制/解調(diào)、星座編碼/解碼、信道編碼/解碼、前向糾錯(cuò)編碼/解碼、擾頻器、CRC產(chǎn)生與校驗(yàn)……如此，可以在信道的任何功能塊中測(cè)量到的任何參數(shù)可以構(gòu)成信道條件。因?yàn)镸CM一般在每一個(gè)載波上，主要用于現(xiàn)有技術(shù)中的信道條件測(cè)量是在接收機(jī)測(cè)量到的信噪比(SNR)。
在已知的電信系統(tǒng)中，在具有快速改變?cè)肼晽l件的信道上的調(diào)制解調(diào)器會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。如果噪聲環(huán)境在啟動(dòng)之后急劇變化，即在展示時(shí)間內(nèi)，例如由于因鄰近調(diào)制解調(diào)器起動(dòng)所導(dǎo)致的串?dāng)_，為了適合于新的條件，需要改變比特負(fù)載。有時(shí)，這種在展示時(shí)間內(nèi)適配比特負(fù)載的處理(如比特交換或OLR)是不夠的，可能需要重新初始化。這會(huì)中斷服務(wù)并將干擾用戶。
換句話說(shuō)，“常規(guī)的”比特加載不能考慮到在噪聲環(huán)境中的突然變化。當(dāng)改變過(guò)高時(shí)，聯(lián)機(jī)重新配置無(wú)法處理，唯一的選擇是關(guān)閉連接，進(jìn)行重新初始化。重新初始化總是會(huì)中斷服務(wù)，即使其短于完全初始化。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中存在不同的解決方案。
首先注意到的是，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，所述調(diào)制解調(diào)器是自適應(yīng)xDSL調(diào)制解調(diào)器并在以下更為具體，但其并不是專(zhuān)用于此的。
這種DSL調(diào)制解調(diào)器是作為數(shù)字用戶線(DSL)的一部分的調(diào)制解調(diào)器，該數(shù)字用戶線路能夠工作于不同的比特負(fù)載/數(shù)據(jù)速率。例如，不對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶線(ADSL)調(diào)制解調(diào)器或甚高速數(shù)字用戶線(VDSL)調(diào)制解調(diào)器都屬于自適應(yīng)xDSL調(diào)制解調(diào)器類(lèi)型。
針對(duì)上述問(wèn)題的大多數(shù)、而不是全部的已知解決方案適用于自適應(yīng)xDSL調(diào)制解調(diào)器。
第一種可以限制調(diào)制解調(diào)器對(duì)于可能在初始化時(shí)缺少的快速增加的噪聲電平的脆弱性的已知解決方案，是在工作時(shí)(即，在展示時(shí)間)適配比特分配和/或數(shù)據(jù)速率。在當(dāng)前的多載波調(diào)制解調(diào)器中，初始數(shù)據(jù)速率和初始比特負(fù)載是基于在初始化時(shí)測(cè)量的信道每載波信道信噪比來(lái)確定的，這只是及時(shí)對(duì)應(yīng)于當(dāng)前噪聲條件的瞬態(tài)(snapshot)。可是，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間(在展示時(shí)間期間)，回路上的噪聲條件可以變化，對(duì)于相同的數(shù)據(jù)速率需要比特負(fù)載的不同形狀(具有降低的SNR容限)，或者甚至需要數(shù)據(jù)速率的降低。對(duì)于在噪聲條件中的緩慢變化，在ADSL和VDSL標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)定義了在兩方面適配比特負(fù)載的方法比特交換，即改變比特負(fù)載而不改變數(shù)據(jù)速率，例如在ADSL ITU G.992.1、ADSL2ITU G.992.3和ANSIT1.424MCM VDSL中所提到的，以及分別地?zé)o縫速率適配(SRA)，即改變比特負(fù)載也改變數(shù)據(jù)速率，例如在ADSL2ITU G.992.3中所提到的。這兩個(gè)方法還被稱(chēng)作“聯(lián)機(jī)重新配置”(OLR)。
所述第一種解決方案對(duì)于緩慢改變?cè)肼晽l件的情況是有效的。然而，在某些串?dāng)_情況下，噪聲條件變化快速，所提出的解決方案太慢了，而不能及時(shí)反應(yīng)以避免比特差錯(cuò)和/或避免重新初始化。其原因在于，來(lái)自被新近接通的xDSL調(diào)制解調(diào)器的串?dāng)_噪聲增加了瞬時(shí)值。
第二種可以限制調(diào)制解調(diào)器對(duì)于可能在初始化時(shí)缺少的快速增加的噪聲電平的脆弱性的已知解決方案，是對(duì)某一個(gè)最大數(shù)據(jù)速率使用先驗(yàn)的確定的限制。該限制的電平是由調(diào)制解調(diào)器以外的裝置確定的，但是其在初始化中的比特加載之前經(jīng)由管理接口與調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行通信。
在使用了基帶調(diào)制(BBM)或者單載波調(diào)制(SCM)的調(diào)制解調(diào)器中，所述第二種解決方案給出了足夠的控制。實(shí)際上，在調(diào)制解調(diào)器使用固定帶寬和自適應(yīng)星座大小的情況下，對(duì)于最大數(shù)據(jù)速率的限制將導(dǎo)致對(duì)于每符號(hào)的比特最大數(shù)(即PAM或QAM星座大小)的限制。因此，為最小所要求的SNR施加上限(例如，利用諸如6dB的所需SNR容限來(lái)支持諸如1E-7的所需比特差錯(cuò)率(BER))。選擇所述限制，使得最小所要求的SNR低于或等于發(fā)生在“最壞情況”噪聲條件中的所預(yù)期的“最壞情況”(即最低的)SNR。實(shí)現(xiàn)ITU-TV.32-bis音頻調(diào)制解調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制解調(diào)器是這種情況的例子。
在調(diào)制解調(diào)器使用了固定星座大小和自適應(yīng)帶寬(給出固定發(fā)射功率)的情況下，數(shù)據(jù)速率的限制將導(dǎo)致帶寬的限制，并因此使得發(fā)射功率譜密度電平(transmit PSD level)增加。選擇所述限制，使得所需的發(fā)射功率譜密度電平減去固定要求的SNR后高于或等于在“最壞情況”噪聲條件中發(fā)生的所期望的“最壞情況”噪聲電平。實(shí)現(xiàn)ITU SHDSL G.991.2建議的調(diào)制解調(diào)器是這種情況的例子。
還應(yīng)注意到，實(shí)現(xiàn)ANSI T1.424 SCM VDSL標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制解調(diào)器不是速率自適應(yīng)的，并因此具有最大數(shù)據(jù)速率的概念。
此外，在使用了多載波調(diào)制(MCM)的調(diào)制解調(diào)器中，所述第二種解決方案不能夠給出足夠的控制。實(shí)際上，對(duì)于最大數(shù)據(jù)速率的先驗(yàn)限制將只會(huì)導(dǎo)致對(duì)每MCM符號(hào)比特?cái)?shù)的最大值的限制，這只是對(duì)關(guān)于全部使用的載波對(duì)每載波比特?cái)?shù)bi求和(即Σibi≤limit]]>)的限制。由于其不提供對(duì)于每個(gè)特定載波的比特?cái)?shù)(bi)的限制，有可能在低噪聲條件下進(jìn)行初始化時(shí)，調(diào)制解調(diào)器確定在一些載波上分配過(guò)高的bi的比特負(fù)載，而需要所要求的SNR高于在快速增加的噪聲條件下的那些載波上的“最壞情況”SNR。在初始化時(shí)的噪聲頻譜的形狀越不同于在工作時(shí)的快速增加噪聲的形狀，脆弱性越高，并且過(guò)高BER或重新初始化的可能性越高。實(shí)現(xiàn)任何一個(gè)已知的(直到現(xiàn)在的)ITU建議ADSL ITU G.992.1、G.992.2、G.992.3、G.992.4、G.992.5或VDSL ANSI T1.424 MCM標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制解調(diào)器是這種情況的例子。
應(yīng)當(dāng)注意到，所述第二種已知解決方案可用于幾乎所有類(lèi)型的調(diào)制解調(diào)器基帶、單載波、多載波……第三種可以限制調(diào)制解調(diào)器對(duì)于可能在初始化時(shí)缺少的快速增加的噪聲電平的脆弱性的已知解決方案，是利用先驗(yàn)確定的(單一數(shù)量)的限制將最大星座大小限制到每星座比特?cái)?shù)的某一最大值，即PAM或QAM星座大小。限制的電平是由調(diào)制解調(diào)器以外的裝置確定的，但是該裝置在初始化中的比特加載之前經(jīng)由管理接口與調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行通信。
所述第三種解決方案與上述第二種解決方案相同，并且給出了在使用基帶調(diào)制(BBM)或單載波調(diào)制(SCM)的調(diào)制解調(diào)器中的足夠控制。
然而，在使用多載波調(diào)制(MCM)的調(diào)制解調(diào)器中，所述第三種解決方案并沒(méi)有給出足夠的控制。實(shí)際上，針對(duì)某一先驗(yàn)確定的(單一數(shù)量)最大星座或最大每星座比特?cái)?shù)(即max bi＜limit)的先驗(yàn)限制，例如被稱(chēng)作BIMAX的G.992.1限制，并不提供對(duì)每個(gè)特定載波的比特?cái)?shù)(bi)的充分限制。其僅僅限制在具有最大星座的載波上的bi，而且這些載波不必是對(duì)快速改變?cè)肼曤娖矫舾械妮d波。并且具有較小星座的載波可能受到快速改變?cè)肼曤娖降挠绊?。換句話說(shuō)，最大bi作用于在初始化時(shí)具有大SNR值的載波，該載波不與在展示時(shí)間內(nèi)具有大SNR變化的載波一致。
實(shí)現(xiàn)任何一個(gè)已知的(直到現(xiàn)在的)ITU建議ADSL ITU G.992.1、G.992.2、G.992.3、G.992.4、G.992.5以及VDSL ANSI T1.424MCM標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制解調(diào)器是所述情況下并不理想的例子。所述BIMAX是在調(diào)制解調(diào)器發(fā)射機(jī)的設(shè)計(jì)階段固定的，而不是可以通過(guò)管理接口控制的。
應(yīng)當(dāng)注意到，所述第三種已知解決方案可以用于幾乎所有類(lèi)型的調(diào)制解調(diào)器基帶、單載波、多載波……第四種可以限制調(diào)制解調(diào)器對(duì)于可能在初始化時(shí)缺少的快速增加的噪聲電平的脆弱性的已知解決方案，是使用先驗(yàn)確定的(單一數(shù)量)目標(biāo)SNR容限。在這種解決方案中，在用于確定數(shù)據(jù)速率的初始化時(shí)假定的噪聲電平等于在初始化的當(dāng)前條件下測(cè)量的噪聲電平，但是增加了稱(chēng)作“目標(biāo)SNR容限”的某一因子。目標(biāo)SNR容限的電平是由調(diào)制解調(diào)器以外的裝置確定的，但是該裝置在初始化中的比特加載之前經(jīng)由管理接口與調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行通信。典型地，選擇目標(biāo)SNR容限，使得其高于或等于“最壞情況”噪聲電平減去最好情況噪聲電平。通過(guò)這樣做，所假定的噪聲電平總是高于“最壞情況”噪聲電平。這種解決方案也是可以用于幾乎所有類(lèi)型的調(diào)制解調(diào)器基帶、單載波、多載波……這種調(diào)制解調(diào)器的例子，可以是用于實(shí)現(xiàn)ITU SHDSL G.991.2建議、ANSI T1.424SCM VDSL標(biāo)準(zhǔn)以及直到現(xiàn)在的ITU建議ADSL G.992.x或者ANSI T1.424MCM VDSL標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制解調(diào)器。所述第四種已知解決方案如今對(duì)ADSL調(diào)制解調(diào)器而言是使用最多的。
應(yīng)當(dāng)注意到，術(shù)語(yǔ)“最壞情況”用作速記。其不必意味著一直的“最壞情況”，例如在無(wú)限時(shí)間上或在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的全部線路上。其相當(dāng)于這樣的信道條件情況，該信道條件具有預(yù)定可接受的發(fā)生可能性，使得操作者認(rèn)為其可以接受，例如在某一給定時(shí)間期間的鏈路的可接受的穩(wěn)定性，或者對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的子集。
所述第四種解決方案是目前最常用的。然而，該方案不適于如下所述的一些情況。
所述第四種已知解決方案不適于具有快速增加噪聲電平的噪聲類(lèi)型，其在高電平后保持穩(wěn)定(經(jīng)過(guò)不可忽略的時(shí)間)，例如，因接通在相同電纜的另一對(duì)上的xDSL系統(tǒng)而產(chǎn)生的串?dāng)_。對(duì)于該類(lèi)型的噪聲，很明顯所述初始化/重新初始化可以在“最壞情況”噪聲條件下發(fā)生。在這些“最壞情況”噪聲電平之上采用高目標(biāo)SNR容限是多余的，并且會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)速率的過(guò)度損失。
這是例如具有ADSL鏈路的雙絞線電纜的情況，但是在此其用戶還沒(méi)有接通該ADSL調(diào)制解調(diào)器。于是，缺少在電纜中的ADSL串?dāng)_電平。噪聲電平將等于背景噪聲電平。接通第一個(gè)ADSL調(diào)制解調(diào)器將在初始化時(shí)看到該背景噪聲電平。然而，串?dāng)_電平將隨著接通每一個(gè)新的ADSL調(diào)制解調(diào)器而增加。當(dāng)?shù)谝绘溌饭ぷ鲿r(shí)，用戶數(shù)量增加，例如從1到50，信道串?dāng)_將增加到其最壞情況的最大值。表1給出了當(dāng)噪聲從-140dBm/Hz的背景噪聲演化到對(duì)應(yīng)于50個(gè)ADSL干擾者的遠(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT)的電平時(shí)，噪聲電平Δ增加的近似數(shù)量

表1利用所述目標(biāo)SNR容限解決方案，為了使得所述第一用戶具有穩(wěn)定的操作，以及為了承受噪聲的增加，操作者將必須分配至少等于噪聲電平的增加的大目標(biāo)SNR容限。如所見(jiàn)到的，為穩(wěn)定操作所需采用的SNR容限因更大的所提供的數(shù)據(jù)速率而增加。
對(duì)于當(dāng)所有其他(例如49個(gè))用戶已經(jīng)聯(lián)機(jī)時(shí)的用戶連接，噪聲已經(jīng)是其最大值，不會(huì)更進(jìn)一步增加。在這種情況下不需要采用大SNR容限。然而，由于操作者不知道用戶接通的次序，他只能為所有用戶分配一個(gè)目標(biāo)SNR容限。因此所述大目標(biāo)SNR容限也被分配給最后的用戶。因此，該最后的用戶將經(jīng)歷過(guò)多的數(shù)據(jù)速率損失。例如，對(duì)于3000m，所采用的SNR容限是18dB。其比通常的6dB高出12dB，如表1所示。12dB的損失相當(dāng)于每個(gè)載波4比特。在1MHz可用的帶寬上，這相當(dāng)于4Mbps的數(shù)據(jù)速率損失，導(dǎo)致數(shù)據(jù)速率減少到2Mbps。
其還不適于脈沖噪聲類(lèi)型，即在非常短的持續(xù)時(shí)間內(nèi)快速增加和減少的噪聲。由于非常短的持續(xù)時(shí)間，其忽略了對(duì)在初始化時(shí)的噪聲測(cè)量結(jié)果的影響。所述測(cè)量將僅僅指示在全部測(cè)量時(shí)間上的平均噪聲功率電平，相當(dāng)于恒定噪聲分量，而不是在脈沖噪聲期間的“最壞情況”峰值功率電平。因?yàn)槊}沖噪聲和恒定噪聲來(lái)自不同的獨(dú)立源，采用關(guān)于恒定分量的SNR容限是處理脈沖噪聲的存在疑問(wèn)的解決方案。
其還不適于短持續(xù)時(shí)間的噪聲類(lèi)型，即具有比在初始化時(shí)的噪聲測(cè)量的持續(xù)時(shí)間短的持續(xù)時(shí)間，例如＜1秒。所述測(cè)量將僅僅指示稍微影響測(cè)量結(jié)果的在全部測(cè)量期間上的平均噪聲功率電平，而不是具有短持續(xù)時(shí)間的噪聲的“最壞情況”峰值功率電平。所述情況是落入上述兩個(gè)噪聲類(lèi)型之間的噪聲類(lèi)型，因此，其缺點(diǎn)也是上述兩種情況的缺點(diǎn)的混合。
另一方面，所述第四種解決方案適合于在每載波實(shí)際噪聲電平中的快速細(xì)小變化，如此，數(shù)據(jù)速率中的損失仍可被接受。
其還適合于在每載波比特實(shí)際噪聲電平中的緩慢但較大的變化以及平均噪聲電平中的細(xì)小變化，例如由于溫度的影響。在這種情況下，在每載波SNR容限降到零以下之前，所述聯(lián)機(jī)重新配置可以使得比特加載適配于比特交換。然而，所述平均SNR容限還將慢慢地降低。只要在平均噪聲電平中的改變很小，目標(biāo)SNR容限可以保持為可接受的。
實(shí)現(xiàn)任何一個(gè)已知的(直到現(xiàn)在的)ITU建議ADSL ITU G.992.1、G.992.2、G.992.3、G.992.4、G.992.5以及VDSL ANSI T1.424MCM標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)制解調(diào)器是所述情形的例子。
第五種可以限制調(diào)制解調(diào)器對(duì)于可能在初始化時(shí)缺少的快速增加的噪聲電平的脆弱性的已知解決方案，是使用在“最壞情況”噪聲條件時(shí)發(fā)生的“最壞情況”噪聲電平的先驗(yàn)確定模型，其固定在標(biāo)準(zhǔn)或其它設(shè)計(jì)文件中，因此是固定在設(shè)備中的。已知這種解決方案僅在于數(shù)據(jù)速率自適應(yīng)ITUSHDSL G.991.2調(diào)制解調(diào)器領(lǐng)域中，其中所預(yù)期的“最壞情況”噪聲電平的模型固定在此ITU標(biāo)準(zhǔn)中(例如參見(jiàn)G.991.2表A-13與表B-14)。這可能是由于對(duì)稱(chēng)DSL或SHDSL的利用方法，使用在下行和上行中完全重疊的頻譜，這使得來(lái)自于工作于相同速率的SHDSL系統(tǒng)的自身近端串?dāng)_(NEXT)是主要的串?dāng)_，高于來(lái)自具有相同功率的任何其它xDSL類(lèi)型的串?dāng)_。所述“最壞情況”噪聲模型在初始化中的比特加載之前不經(jīng)由管理接口與調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行通信，僅僅在管理接口上控制這種解決方案的啟用。
將第五種已知解決方案應(yīng)用在多載波調(diào)制解調(diào)器的問(wèn)題，即使用固定在標(biāo)準(zhǔn)中的“最壞情況”噪聲電平的先驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膯?wèn)題在于-先驗(yàn)?zāi)Ｐ偷氖褂脙H僅定義在ITU SHDSL G.991.2標(biāo)準(zhǔn)中，而不是用于ADSL調(diào)制解調(diào)器；和-SHDSL僅僅描述了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化的、固定的、非可編程的先驗(yàn)?zāi)Ｐ偷氖褂?，并且其僅僅可以被禁用或啟用。
該第五解決方案因此不適于ADSL。實(shí)際上，不同于SHDSL，由于使用完全重疊的頻譜，其自己的自串?dāng)_(self-crosstalk)確定最壞的噪聲條件，ADSL的FDM結(jié)構(gòu)使得ADSL自串?dāng)_經(jīng)常比來(lái)自其它xDSL的串?dāng)_低得多。由于對(duì)存在于電纜或通信線路中的其它xDSL以及用于特殊網(wǎng)絡(luò)中的xDSL的變化的類(lèi)型的依賴，單一先驗(yàn)?zāi)Ｐ褪遣贿m合的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有上述已知類(lèi)型的調(diào)制解調(diào)器的電信系統(tǒng)，但是其中初始數(shù)據(jù)速率和初始比特負(fù)載是確定的，從而獲得以盡可能高的數(shù)據(jù)速率在持續(xù)時(shí)間上的可接受的工作穩(wěn)定性。由此將限制調(diào)制解調(diào)器對(duì)于可能在初始化時(shí)缺少的快速增加的噪聲電平的脆弱性。
根據(jù)本發(fā)明，所述目的是由于以下事實(shí)而實(shí)現(xiàn)的，即所述數(shù)據(jù)傳輸模塊還包括連接到所述發(fā)射機(jī)的人工噪聲發(fā)生器(artificial noise generator)，并且其適于在控制模塊的控制下注入人工噪聲到發(fā)射機(jī)里，以影響由所述數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送到通信線路的信號(hào)。
這樣，通過(guò)注入人工噪聲到發(fā)送信號(hào)中來(lái)獲得所控制的發(fā)送信號(hào)的質(zhì)量惡化(degradation)。所述惡化將加入到由信道而導(dǎo)致的信號(hào)惡化中，例如發(fā)送噪聲將加入到信道噪聲中。接收調(diào)制解調(diào)器將僅能見(jiàn)到綜合效果，并基于綜合的信號(hào)質(zhì)量確定其比特加載，例如基于綜合的噪聲電平確定其比特加載。利用該技術(shù)，在遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器接收機(jī)中的比特加載被防止分配過(guò)高的星座尺寸，例如當(dāng)初始化出現(xiàn)在具有低串?dāng)_電平的非忙碌時(shí)間中時(shí)，以保證在快速改變?cè)肼晽l件中的工作穩(wěn)定性。
如上所述已知的第五解決方案似乎是最接近的現(xiàn)有技術(shù)，但并不用于當(dāng)前的ADSL和VDSL。本發(fā)明使用可編程的且并不固定在標(biāo)準(zhǔn)中的模型，因此變得適合于FDM xDSL調(diào)制解調(diào)器，例如ADSL和/或VDSL。
如前所述，上述已知的第四解決方案是在當(dāng)前的ADSL和VDSL中最常用的。盡管現(xiàn)有技術(shù)試圖解決相同的問(wèn)題，其不能被認(rèn)為是接近的現(xiàn)有技術(shù)，因?yàn)樗惴ㄊ峭耆煌摹?br> 在第一實(shí)施例中，本發(fā)明的特征在于所述發(fā)射機(jī)包括發(fā)射機(jī)前端，該發(fā)射機(jī)前端包括傳送頻域處理模塊、反向快速傅里葉變換器和傳送時(shí)域處理模塊的級(jí)聯(lián)，以及在于所述人工噪聲發(fā)生器連接到所述傳送時(shí)域處理模塊的輸入端。
優(yōu)選地，傳送時(shí)域處理模塊適合于把由所述人工噪聲發(fā)生器提供的信號(hào)加到傳送到通信線路的用戶數(shù)據(jù)中。
在第二實(shí)施例中，本發(fā)明的特征在于所述人工噪聲發(fā)生器連接到所述傳送頻域處理模塊的輸入。
在所述第二實(shí)施例中，所述傳送頻域處理模塊優(yōu)選地適合于將由所述人工噪聲發(fā)生器提供的信號(hào)加到傳送到通信線路的用戶數(shù)據(jù)中。
更詳細(xì)地，由所述人工噪聲發(fā)生器提供的信號(hào)是多個(gè)獨(dú)立的噪聲信號(hào)，并且所述傳送頻域處理模塊還包括適合于將每個(gè)所述獨(dú)立的噪聲信號(hào)乘以預(yù)定增益比例(gain scaling)以及將各個(gè)結(jié)果加到特定DMT副載波信號(hào)中的裝置。
本發(fā)明另一個(gè)特征實(shí)施例是，所述調(diào)制解調(diào)器的控制模塊連接到管理設(shè)備，該管理設(shè)備適合于存儲(chǔ)“最壞情況”信道條件的參數(shù)，并且以此控制所述控制模塊以控制由所述人工噪聲發(fā)生器產(chǎn)生所述人工噪聲。
這樣，惡化的電平是可以經(jīng)由本地或遠(yuǎn)程管理接口編程的。
本發(fā)明的另一個(gè)特征實(shí)施例是，所述電信系統(tǒng)還包括多條通信線路，每一條的工作均類(lèi)似于最初提及的通信線路，并且被布置在電纜中，以及所述人工噪聲發(fā)生器適合于基于在所述第一通信線路的所述信道上的信噪比模型來(lái)提供信號(hào)。
當(dāng)主要的噪聲出現(xiàn)在通信線路上時(shí)，調(diào)制解調(diào)器因此很少有可能重新初始化，因?yàn)樗鲈肼曂ǔＴ谙惹皽y(cè)量期間被識(shí)別至少一次。先前的測(cè)量可以是在先前初始化中的比特加載之前的測(cè)量，或者可以是在展示時(shí)間中的先前的(部分或全部的)比特加載之前的測(cè)量，或者可以是在當(dāng)前測(cè)量之前的測(cè)量(即其緊接著在當(dāng)前的比特加載之前)。此外，當(dāng)進(jìn)行比特加載時(shí)，考慮以一種或另一種形式的信道條件或測(cè)量的先前歷史，而不必需要所有先前的信道條件或測(cè)量的全部歷史。
在不同的實(shí)施例中，所述人工噪聲發(fā)生器適合于基于在所述第一通信線路的所述信道上的噪聲電平的模型來(lái)提供信號(hào)。
換句話說(shuō)，所述人工噪聲可以基于“最壞情況”信道條件的先驗(yàn)?zāi)Ｐ停撔诺罈l件可以是噪聲電平、SNR......
本發(fā)明還涉及改善經(jīng)由通信線路傳送的信道的比特負(fù)載的方法，所述信道適合于利用具有可變比特負(fù)載的調(diào)制的信號(hào)來(lái)傳輸用戶數(shù)據(jù)。
除了上述用于改善經(jīng)由通信線路傳送的信道的比特負(fù)載的現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備和方法之外，在2004年2月26日提交的題為“Digital Subscriber LineModem with Bitloading using Channel Condition Model(具有使用信道條件模型的比特加載的數(shù)字用戶線調(diào)制解調(diào)器)”的歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)04290523.2中公開(kāi)了另一個(gè)方法。該文獻(xiàn)公開(kāi)了用于使用“最壞情況”信道模型來(lái)改善工作穩(wěn)定性的MCM調(diào)制解調(diào)器比特加載方法。然而，該方法需要改變已安裝的基礎(chǔ)遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器。
本發(fā)明的另一目的是提供一種確定初始數(shù)據(jù)速率和初始比特負(fù)載的方法，從而獲得以盡可能高的數(shù)據(jù)速率在持續(xù)時(shí)間上的可接受的工作穩(wěn)定性。
根據(jù)本發(fā)明，所述方法包括注入人工噪聲以在通信線路上傳送所述用戶數(shù)據(jù)之前改變信號(hào)的步驟，并且進(jìn)一步包括在相應(yīng)接收機(jī)的比特加載算法中的編入3dB的噪聲容限。
這樣，本方法可以保證鏈路的絕對(duì)穩(wěn)定性，例如無(wú)重新初始化且沒(méi)有過(guò)度BER，在不改變已安裝的基礎(chǔ)遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器下沒(méi)有數(shù)據(jù)速率工作的過(guò)大損失。這是因?yàn)樵谄渲惺褂玫南闰?yàn)?zāi)Ｐ筒恍枰诒忍丶虞d之前的初始化第一階段中從中心調(diào)制解調(diào)器與任何遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行通信，如在最后提及的現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中的情況。
本發(fā)明的另一個(gè)特征實(shí)施例是，所述人工噪聲相當(dāng)于由在n-1個(gè)通信線路上傳送的信號(hào)貢獻(xiàn)的回路噪聲的和的模型，該通信線路布置在包括有n個(gè)通信線路的電纜中，所述首先提及的通信線路是多個(gè)中的一個(gè)。
具有調(diào)制解調(diào)器的電信系統(tǒng)的另一個(gè)特征實(shí)施例在權(quán)利要求中有所提及。
注意到，權(quán)利要求中所使用的術(shù)語(yǔ)“包括”，不應(yīng)被解釋為限于隨后列出的裝置。因此，所述表述“設(shè)備包括裝置A和B”的范圍將不限于設(shè)備僅僅包括組件A和B。這意味著關(guān)于本發(fā)明，所述設(shè)備的相關(guān)組件是A和B。
類(lèi)似地，注意到，權(quán)利要求中使用的術(shù)語(yǔ)“連接”，不應(yīng)解釋為只限于直接連接。因此，所述表述“設(shè)備A連接到設(shè)備B”的范圍將不限于在其中設(shè)備A的輸出直接連接到設(shè)備B的輸入的設(shè)備或系統(tǒng)。這意味著在A的輸出和B的輸入之間存在路徑，其可以是包括其它設(shè)備或裝置的路徑。


參照以下結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例說(shuō)明，本發(fā)明的上述及其它目的和特征將變得更明顯，本發(fā)明本身將被最好地理解，其中圖1主要表示根據(jù)本發(fā)明的具有調(diào)制解調(diào)器MCO的電信系統(tǒng)的中心局CO部分；圖2示出了在調(diào)制解調(diào)器MCO的數(shù)據(jù)傳輸模塊DTM的傳送時(shí)域處理模塊TXTDP中的人工噪聲AN的注入；圖3a示出了在調(diào)制解調(diào)器MCO的數(shù)據(jù)傳輸模塊DTM的傳送頻域處理模塊TXFDP中的人工噪聲AN的注入；以及圖3b示出了在根據(jù)圖3a的頻域處理模塊TXFDP中的人工噪聲AN的注入的細(xì)節(jié)；圖4示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)方法的比特加載；圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的比特加載。
具體實(shí)施例方式
圖1所示的電信系統(tǒng)優(yōu)選地是數(shù)字用戶線xDSL電信系統(tǒng)，其包括將中心局CO互連到用戶房屋設(shè)備(CPE，未示出)的通信線路LN。所述中心局CO配置有至少一個(gè)調(diào)制解調(diào)器MCO，該調(diào)制解調(diào)器優(yōu)選地是能夠工作于不同數(shù)據(jù)速率和比特負(fù)載的自適應(yīng)xDSL調(diào)制解調(diào)器類(lèi)型。所述調(diào)制解調(diào)器MCO包括數(shù)據(jù)傳輸模塊DTM，適合于傳送能夠利用具有可變比特負(fù)載的調(diào)制的信號(hào)STX來(lái)傳輸用戶數(shù)據(jù)UD的信道。從位于中心局CO的調(diào)制解調(diào)器MCO到位于用戶房屋的調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)傳輸方向稱(chēng)作下行方向。上行是從位于用戶房屋的調(diào)制解調(diào)器到位于中心局CO的調(diào)制解調(diào)器MCO的數(shù)據(jù)傳輸方向。
所述“比特負(fù)載”如下定義。如果所述調(diào)制是基帶調(diào)制(BBM)或者單載波調(diào)制(SCM)，所述比特負(fù)載相當(dāng)于每調(diào)制符號(hào)的信息比特?cái)?shù)，也稱(chēng)作調(diào)制或者信令時(shí)隙。如果所述調(diào)制是多載波調(diào)制(MCM)，所述比特負(fù)載相當(dāng)于描述每個(gè)載波的每調(diào)制符號(hào)信息比特?cái)?shù)的一組數(shù)，例如相當(dāng)于在ITU-T G.992.3的8.5節(jié)中定義的bi數(shù)組。
基帶調(diào)制(BBM)是沒(méi)有首先將信號(hào)調(diào)制到載波上的調(diào)制類(lèi)型，例如脈沖幅度調(diào)制(PAM)；單載波調(diào)制(SCM)是將信號(hào)調(diào)制到單載波上的調(diào)制類(lèi)型，例如正交幅度調(diào)制(QAM)、無(wú)載波幅相調(diào)制(CAP)；以及多載波調(diào)制(MCM)是使用多個(gè)載波的調(diào)制類(lèi)型，例如，離散多音調(diào)制(DMT)。這些調(diào)制類(lèi)型通常在現(xiàn)有技術(shù)中已知。
確定比特負(fù)載的處理稱(chēng)作“比特加載”。這可以是如在初始化中確定完整比特負(fù)載，如在“展示時(shí)間”比特交換中確定比特負(fù)載的一部分，例如在ITU-T G.992.1中所定義的，或者如在“展示時(shí)間”聯(lián)機(jī)重新配置(OLR)中確定比特負(fù)載的一部分或者完整的比特負(fù)載，例如在ITU-TG.992.3中所定義的。
“初始化”(也叫作訓(xùn)練)是緊接著“展示時(shí)間”之前的狀態(tài)(或者時(shí)間間隔)，在這期間為了準(zhǔn)備展示時(shí)間，在調(diào)制解調(diào)器之間交換信號(hào)，但是在其中沒(méi)有對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行通信。展示時(shí)間(也叫作數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)或者穩(wěn)定狀態(tài))是在用戶數(shù)據(jù)正在被調(diào)制解調(diào)器通信的狀態(tài)。所述術(shù)語(yǔ)“初始化”和“展示時(shí)間”也用于ITU-T G.992.1和G.992.3。
調(diào)制解調(diào)器MCO的數(shù)據(jù)傳輸模塊DTM被連接到控制模塊CCO，其能夠修改由相關(guān)的接收模塊使用的比特負(fù)載，作為緊接著當(dāng)前比特加載之前的由調(diào)制解調(diào)器MCO進(jìn)行的當(dāng)前信道條件測(cè)量的功能。另外，所述控制模塊CCO也能修改該比特負(fù)載，作為與當(dāng)前測(cè)量無(wú)關(guān)的比特加載信道條件模型DMGCCM1的功能。
信道條件可以是信道的任何特性。信道被定義為起始于在其處給出作為到調(diào)制解調(diào)器的輸入的將被傳送的用戶數(shù)據(jù)的接口，結(jié)束于在其處給出作為連接到通信線路LN另一端的調(diào)制解調(diào)器的輸出的所接收的用戶數(shù)據(jù)的接口。因此，所述信道包括，在通信線路之上，跟隨調(diào)制解調(diào)器功能塊，在現(xiàn)有技術(shù)中眾所周知的線路接口、模擬前端、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、發(fā)送與接收濾波器、增益定標(biāo)器、調(diào)制/解調(diào)、星座編碼/解碼、信道編碼/解碼、前向糾錯(cuò)編碼/解碼、擾頻器、CRC產(chǎn)生與校驗(yàn)……。如此，可以在信道的任何功能塊中測(cè)量到的任何參數(shù)可以構(gòu)成信道條件。由于MCM一般在每一個(gè)載波上，主要用于現(xiàn)有技術(shù)中的信道條件測(cè)量是在接收機(jī)測(cè)量的信噪比(SNR)。
本發(fā)明的思想是提供一種控制的發(fā)送信號(hào)質(zhì)量惡化。惡化的電平典型地是可以經(jīng)由本地或遠(yuǎn)程管理接口編程的，如下面將提及的。優(yōu)選地所述惡化始終是有效的，即在初始化與工作(展示時(shí)間)期間。然而，對(duì)于一些調(diào)制解調(diào)器類(lèi)型，可能僅在特定時(shí)間間隔內(nèi)足以啟動(dòng)所述惡化，例如初始化的特定信號(hào)。
在圖1所示的電信系統(tǒng)中，獨(dú)立于當(dāng)前測(cè)量的比特加載信道條件模型DMGCCM1或者是通過(guò)由調(diào)制解調(diào)器測(cè)量而在先前獲得的一個(gè)或者多個(gè)測(cè)量的比特加載信道條件模型的功能，或者是第一管理的信道條件模型的功能，其本身是由外部連接到調(diào)制解調(diào)器的管理設(shè)備MGCO在當(dāng)前比特加載之前轉(zhuǎn)換到調(diào)制解調(diào)器MCO的第二管理的信道條件模型UMGCCM2的功能，或者兩者的組合。
更詳細(xì)地，所述CO的控制模塊CCO包括調(diào)制解調(diào)器存儲(chǔ)裝置DMS，適合于存儲(chǔ)作為第一管理的信道條件模型的功能的比特加載信道條件模型DMGCCM1，這是第二管理的信道條件模型DMGCCM2的功能。所述管理設(shè)備MGCO具有管理存儲(chǔ)裝置DSN，適合于存儲(chǔ)所述第二管理的信道條件模型DMGCCM2。
假想有可能是，所述調(diào)制解調(diào)器芯片組在內(nèi)部自動(dòng)地確定可編程電平，而因此沒(méi)有明確的管理接口。
位于所述電信系統(tǒng)中心局CO部分的調(diào)制解調(diào)器MCO的接收模塊是連接到所述調(diào)制解調(diào)器MCO的控制模塊CCO的下行數(shù)據(jù)傳輸模塊DTM。所述控制模塊CCO的調(diào)制解調(diào)器存儲(chǔ)裝置DMS能夠存儲(chǔ)為下行比特加載信道條件模型的比特加載信道條件模型DMGCCM1。優(yōu)選地，所述管理設(shè)備MGCO也位于所述中心局CO，并且具有下行管理存儲(chǔ)裝置DSN，用于存儲(chǔ)為第二上行管理的信道條件模型DMGCCM2的第二管理的信道條件模型。所述下行的比特加載信道條件模型DMGCCM1的測(cè)量的比特加載信道條件模型和第一管理的信道條件模型分別為下行測(cè)量的比特加載信道條件模型和下行第一管理的信道條件模型DMGCCM1。
所述管理設(shè)備MGCO優(yōu)選地是位于所述中心局CO，并且經(jīng)由通信線路LN連接到位于用戶房屋設(shè)備CPE的調(diào)制解調(diào)器MCPE。所述管理設(shè)備MGCO具有下行管理存儲(chǔ)裝置DSN，用于存儲(chǔ)將要被作為第二下行管理的信道條件模型的CPE的控制模塊所使用的第二管理的信道條件模型。
一些具有可控制的發(fā)送信號(hào)質(zhì)量惡化的所述xDSL電信系統(tǒng)的各種可能的實(shí)施例與工作將在隨后描述。
特定的惡化是通過(guò)注入“人工噪聲”AN來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該人工噪聲是由人工噪聲發(fā)生器ANG在發(fā)射機(jī)中本地產(chǎn)生的，并且被加到初始發(fā)送信號(hào)以獲得惡化的發(fā)送信號(hào)?！叭斯ぴ肼暋北欢x為與初始發(fā)送信號(hào)不相關(guān)的隨機(jī)信號(hào)，并且具有比初始發(fā)送信號(hào)更低的電平。
應(yīng)當(dāng)注意到，人工噪聲到傳輸信號(hào)的加入通常是優(yōu)選的，盡管也可能是這些信號(hào)的任何其它組合。
可以使用人工噪聲的幾個(gè)變形。例如具有不同的概率密度函數(shù)(PDF)例如高斯PDF、磚墻(brickwall)PDF、離散PDF......
在優(yōu)選實(shí)施例中且再次參考圖1，所述方法用于下行發(fā)送信號(hào)，即從中心調(diào)制解調(diào)器MCO到遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器，其中“人工噪聲”的電平是可編程的并且被在初始化開(kāi)始之前由外部中心實(shí)體經(jīng)由本地管理接口(例如G.997.1Q接口)與所述中心調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行通信。
更詳細(xì)地，并且如圖1所示，所述人工噪聲AN是由位于所述模式MCO的數(shù)據(jù)傳輸模塊DTM中的人工噪聲發(fā)生器ANG提供的。所述人工噪聲發(fā)生器ANG連接到發(fā)射機(jī)TX，更具體地連接到其前端TXFE。所述發(fā)射機(jī)TX作為所述用戶數(shù)據(jù)UD與通信線路LN的接口。TX包括發(fā)射機(jī)前端TXFE，該發(fā)射機(jī)前端TXFE包括傳送頻域處理模塊TXFDP、反向快速傅里葉變換器IFFT和傳送時(shí)域處理模塊TXTDP的級(jí)聯(lián)。
在圖2所示的第一實(shí)施例中，所述人工噪聲發(fā)生器ANG連接到所述發(fā)射機(jī)前端TXFE的傳送時(shí)域處理模塊TXTDP的輸入。由人工噪聲發(fā)生器ANG提供的信號(hào)，即人工噪聲AN，隨即被傳送時(shí)域處理模塊TXTDP加入到被傳送到通信線路LN的用戶數(shù)據(jù)UD。
對(duì)于MCM調(diào)制解調(diào)器，可以通過(guò)在IDFT/DFT塊IFFT之前在頻域中注入噪音AN來(lái)依賴于頻率容易地形成人工噪聲。在圖3a所示的第二實(shí)施例中，所述人工噪聲發(fā)生器ANG連接到發(fā)射機(jī)前端TXFE的傳送頻域處理模塊TXFDP的輸入。所述人工噪聲發(fā)生器ANG的信號(hào)然后由傳送頻域處理模塊TXFDP加入到被傳送到通信線路LN的用戶數(shù)據(jù)UD。
在第二實(shí)施例中，可以對(duì)于每一個(gè)MCM副載波注入不同的噪聲電平。更詳細(xì)地，如圖3b所示，由人工噪聲發(fā)生器ANG提供的多個(gè)獨(dú)立的噪聲信號(hào)的每一個(gè)在被提供給加法器+之前通過(guò)增益比例(scaling)G。這些加法器+還接收特定的DMT副載波信號(hào)QAM，并且其輸出連接到反向快速傅里葉變換器IFFT的輸入。
所述“人工噪聲”的可編程電平可以基于所述“最壞情況”信道條件(噪聲電平、SNR......)的先驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?br> 可以設(shè)想所述先驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膸讉€(gè)變形1.可以用于所有XDSL調(diào)制解調(diào)器的“最壞情況”SNR的先驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?br> 典型地，根據(jù)如在遠(yuǎn)程接收機(jī)輸入所見(jiàn)的SNR來(lái)定義所述模型。所要加到所述發(fā)送信號(hào)的“虛擬噪聲(Virtual Noise)”的電平使得其在發(fā)射機(jī)的輸出實(shí)現(xiàn)相同的SNR。由于所述信道用相同數(shù)量衰減了所述信號(hào)和所述虛擬噪聲，在發(fā)射機(jī)的信號(hào)與虛擬噪聲的比將與在接收機(jī)的信號(hào)與虛擬噪聲的比相同。在接收機(jī)，所述衰減的虛擬噪聲與信道的實(shí)際噪聲相結(jié)合。
所述先驗(yàn)“最壞情況”SNR模型，包括了用于確定假定的“最壞情況”SNR電平的信息。
-一般而言，在整個(gè)頻率范圍上或者在部分頻率范圍上-具體對(duì)于MCM調(diào)制解調(diào)器而言，信息可以以每MCM載波格式傳送。
所述“最壞情況”SNR模型的描述可以采用多種形式。一些例子是-在標(biāo)準(zhǔn)中定義的解析公式，以及僅用于其的傳遞到調(diào)制解調(diào)器的參數(shù)-在標(biāo)準(zhǔn)中定義的算法描述，以及僅用于其的傳遞到調(diào)制解調(diào)器的參數(shù)-在等距頻率點(diǎn)的電平列表，可能符合于每一個(gè)MCM載波頻率-在等距或者不等距點(diǎn)的電平列表，其中在其它頻率點(diǎn)上的信息是經(jīng)由一些預(yù)定內(nèi)/外推法提取的。
應(yīng)當(dāng)注意到，術(shù)語(yǔ)“最壞情況”作為速記用于所述描述。其不必意味著一直以來(lái)的″最壞情況″，例如在無(wú)限時(shí)間上或在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的全部線路上。其相當(dāng)于操作者發(fā)現(xiàn)可接受的噪聲條件的情形，例如在某一給定時(shí)間期間上的可接受的鏈路穩(wěn)定性，對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的子集而言……2.也可以用于所有XDSL調(diào)制解調(diào)器的“最壞情況”噪聲電平的先驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?br> 典型地，所述模型是根據(jù)在遠(yuǎn)程接收機(jī)輸入所見(jiàn)的噪聲電平(“接收機(jī)涉及的噪聲”)定義的。被加到發(fā)送信號(hào)的“虛擬噪聲”是“發(fā)射機(jī)涉及的噪聲”。所述發(fā)射機(jī)涉及的噪聲可以計(jì)算如TX_reffered_N(f)＝RX_reffered_N(f)/(|H(f)|^2)其中-TX reffered_N(f)＝在傳送線路接口的虛擬噪聲功率譜密度(PSD)；-RX_reffered_N(f)＝在接收線路接口的噪聲功率譜密度(PSD)；以及-H(f)＝信道的傳遞函數(shù)。
一般而言，本方法可以保證鏈路的絕對(duì)穩(wěn)定性(例如無(wú)重新初始化以及沒(méi)有過(guò)度BER)，在不改變已安裝的基礎(chǔ)遠(yuǎn)程調(diào)制解調(diào)器的情況下沒(méi)有數(shù)據(jù)速率的過(guò)大損失。此外，其對(duì)外部實(shí)體給出了完全控制。僅僅這種外部實(shí)體可以具有足夠的智能以確定網(wǎng)絡(luò)的長(zhǎng)期性能，還可能具有由操作者輸入的其它先驗(yàn)信息(例如統(tǒng)計(jì))。
此外，最接近的現(xiàn)有技術(shù)似乎是上述第四種已知的方法，其是最常用于當(dāng)前ADSL和VDSL的方法。本方法的優(yōu)點(diǎn)是其不具有數(shù)據(jù)速率的過(guò)大損失以保證穩(wěn)定性。
-如上所述，所述第四種已知的方法顯示了相當(dāng)于對(duì)于2...6Mbps工作的18dB損失的過(guò)度的數(shù)據(jù)速率損失，可是-本方法僅僅顯示了相當(dāng)于對(duì)于6Mbps工作的僅僅6dB損失的數(shù)據(jù)速率損失。
實(shí)際上，參照?qǐng)D4(現(xiàn)有技術(shù))和圖5(本實(shí)施例)，假定具有例如n＝50ADSL鏈路的雙紐線電纜，但是所述ADSL調(diào)制解調(diào)器還都沒(méi)有由它們的用戶接通。缺少在電纜中的ADSL串?dāng)_電平。噪聲電平將等于背景噪聲電平AWGN。接通的第一ADSL調(diào)制解調(diào)器將在初始化時(shí)看見(jiàn)所述背景噪聲電平。
參照?qǐng)D4所示的現(xiàn)有技術(shù)方法，所述比特加載是通過(guò)假定每個(gè)調(diào)制解調(diào)器具有關(guān)于在接收機(jī)的“測(cè)量的噪聲”的ΔdB的容限來(lái)確定的。由于不知道連接的用戶是第一個(gè)還是第50個(gè)，對(duì)于任何用戶的“幸存者(survival)”，49個(gè)用戶的容限總是被視為環(huán)路噪聲增加了ΔM49(＝49ΔdB)。在所述已知的方法中，對(duì)于連接的第一用戶的數(shù)據(jù)速率或者比特加載BL′0l具有相當(dāng)于沒(méi)有用戶的背景噪聲AWGN(-140dB)增加容限ΔM49的閾值LML′0l。另一方面，對(duì)于那些連接的第50個(gè)用戶的數(shù)據(jù)速率比特加載BL′50具有相當(dāng)于第一個(gè)連接用戶的比特加載閾值LML′0l增加容限ΔM49的閾值LML′50。結(jié)果，所述第50個(gè)用戶的數(shù)據(jù)速率BL′50，即在Rx信號(hào)電平SRX和所述第50個(gè)用戶的比特加載閾值BL′50之間的值，比所述第一個(gè)用戶的數(shù)據(jù)速率BL′01低得多。
換句話說(shuō)，所述串?dāng)_電平將隨著每一個(gè)新的ADSL調(diào)制解調(diào)器的接通而增加。假定所有(50)用戶是接通的。利用本方法，仍根據(jù)所述最壞情況噪聲電平在發(fā)射機(jī)注入噪聲。所述噪聲將加入到當(dāng)前處于其最壞情況電平的信道的串?dāng)_，導(dǎo)致結(jié)合的噪聲電平功率，其為所述最壞情況噪聲電平的兩倍或者等于高出3dB。因此，為了使得所述第一用戶具有穩(wěn)定的工作，以及承受噪聲增加，操作者將必須分配3dB的目標(biāo)容限。在所有用戶接通時(shí)刻，所述第一用戶將工作于0dB的實(shí)際容限。
現(xiàn)在考慮當(dāng)所有其它(49)用戶已經(jīng)聯(lián)機(jī)時(shí)，連接的最后(第50個(gè))用戶。利用本方法，對(duì)于所述最后的用戶，根據(jù)所述最壞情況噪聲電平在發(fā)射機(jī)注入與所述第一用戶相同的噪聲。所述噪聲將加入到當(dāng)前處于其最壞情況電平的信道的串?dāng)_，導(dǎo)致組合的噪聲電平功率是所述最壞情況噪聲電平的兩倍、或者相當(dāng)于高于3dB。
對(duì)于最后的用戶，所述噪聲已經(jīng)在其最大值，不會(huì)更進(jìn)一步增加。在這種情況下采用大目標(biāo)容限是不必要的。但由于操作者不知道用戶接通的次序，他必須為所有用戶分配一個(gè)目標(biāo)容限。因此所述3dB目標(biāo)容限也被分配給最后的用戶。
對(duì)于最后的用戶，將關(guān)于組合的噪聲電平采取所述3dB容限，該電平依次3dB高于最壞情況信道噪聲。因此，所述最后的用戶將經(jīng)歷關(guān)于最壞情況信道噪聲大約6dB的數(shù)據(jù)速率損失(例如對(duì)于3000m，最后的用戶將工作于6Mbps＝對(duì)應(yīng)于到SELF XT的距離為6dB的表項(xiàng))。這比已知的第四種現(xiàn)有技術(shù)方法少得多。
更詳細(xì)地，參照?qǐng)D5，沒(méi)有用戶的背景噪聲AWGN(-140dB)由人工噪聲AN增加，以提供“虛擬”背景噪聲BML01。在所述發(fā)射機(jī)的人工噪聲AN使得在接收機(jī)處，其等于最壞情況噪聲電平，即49個(gè)ADSL用戶。這符合所述第一個(gè)用戶的幸存者采用3dB容限的需要，即在啟動(dòng)時(shí)由AN增加的AWGN噪聲電平，但當(dāng)所有50個(gè)用戶連接并通過(guò)電纜傳輸時(shí)，逐漸變?yōu)橛?9個(gè)ADSL用戶在忙時(shí)增加的AN電平。所述第一個(gè)用戶的比特加載閾值LML01等于增加3dB的背景噪聲BML01，可是所述第50個(gè)用戶的比特加載閾值LML50等于增加3dB的第一個(gè)用戶的比特加載閾值LML01。結(jié)果，所述數(shù)據(jù)速率BL50僅僅比所述數(shù)據(jù)速率BL01低3dB。BL50符合操作者可以向每個(gè)用戶保證的數(shù)據(jù)速率。
利用公式計(jì)算現(xiàn)有技術(shù)方法僅僅實(shí)現(xiàn)了符合由以下公式給出的等效噪聲電平的容量Equivalent_Noise(dBm/Hz)＝Background_Noise(dBm/Hz)+Δ+Δ其中，Δ＝從背景噪聲電平到最壞情況信道噪聲電平的噪聲增加，如上述表1所定義的，可是本方法實(shí)現(xiàn)了符合由以下公式給出的等效噪聲電平的容量Equivalent_Noise(dBm/Hz)＝Background_Noise(dBm/Hz)+Δ+3(dB)+3(dB)從上可以很清楚地看到，本方法特別有利于Δ容限(Δ)大于3dB的情況。這是如上述表1所示的距離低于4000米的情況。
因此在數(shù)學(xué)上示出了，采用等于最壞情況噪聲電平的虛擬噪聲電平導(dǎo)致所述方法的最佳容量。采用較高虛擬噪聲將降低所要采用的容限，但這因?yàn)椴捎萌菹薜礁叩慕M合噪聲電平所抵消。同時(shí)，采用較低虛擬噪聲將降低組合噪聲電平，但這因?yàn)椴捎幂^大的容限所抵消。
應(yīng)當(dāng)注意到，在實(shí)際調(diào)制解調(diào)器設(shè)備中，為了模擬依賴頻率的噪聲，人工噪聲的注入可以被用于每一個(gè)頻率。而且，在MCM調(diào)制解調(diào)器中，所述人工噪聲注入可以用于每個(gè)載波。
最后說(shuō)明的是，本發(fā)明的實(shí)施例是根據(jù)功能塊描述的。從這些塊的功能性描述出發(fā)，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很清楚，可以利用眾所周知的電子元件來(lái)制造實(shí)施這些塊的電子設(shè)備。因此沒(méi)有給出所述功能塊的內(nèi)容的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。
盡管已經(jīng)連同具體裝置描述了本發(fā)明的原理，應(yīng)清楚地理解到此說(shuō)明僅僅是以示例的方式，而并不限制在所附權(quán)利要求中定義的本發(fā)明范圍。
權(quán)利要求
1.一種具有調(diào)制解調(diào)器(MCO)的電信系統(tǒng)，所述調(diào)制解調(diào)器具有連接到數(shù)據(jù)傳輸模塊(DTM)的控制模塊(CCO)，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括適合于經(jīng)由通信線路(LN)傳送至少一個(gè)信道的發(fā)射機(jī)(TX)，所述信道適合于利用具有可變比特負(fù)載的調(diào)制的信號(hào)(STX)來(lái)傳輸用戶數(shù)據(jù)(UD)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊(DTM)還包括連接到所述發(fā)射機(jī)(TX)的人工噪聲發(fā)生器(ANG)，以在所述控制模塊(CCO)的控制下將人工噪聲(AN)注入到所述發(fā)射機(jī)(TX)中，以影響由所述數(shù)據(jù)傳輸模塊(DTM)傳送到所述通信線路(LN)的所述信號(hào)(STX)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電信系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射機(jī)(TX)包括發(fā)射機(jī)前端(TXFE)，該發(fā)射機(jī)前端包括傳送頻域處理模塊(TXFDP)、反向快速傅里葉變換器(IFFT)和傳送時(shí)域處理模塊(TXTDP)的級(jí)聯(lián)，以及在于，所述人工噪聲發(fā)生器(ANG)連接到所述傳送時(shí)域處理模塊(TXTDP)的輸入。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電信系統(tǒng)，其特征在于，所述傳送時(shí)域處理模塊(TXTDP)適合于將由所述人工噪聲發(fā)生器(ANG)提供的信號(hào)加到被傳送到所述通信線路(LN)的所述用戶數(shù)據(jù)(UD)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電信系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射機(jī)(TX)包括發(fā)射機(jī)前端(TXFE)，該發(fā)射機(jī)前端包括傳送頻域處理模塊(TXFDP)、反向快速傅里葉變換器(IFFT)和傳送時(shí)域處理模塊(TXTDP)的級(jí)聯(lián)，以及在于，所述人工噪聲發(fā)生器(ANG)連接到所述傳送頻域處理模塊(TXFDP)的輸入。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電信系統(tǒng)，其特征在于，所述傳送頻域處理模塊(TXFDP)適合于將由所述人工噪聲發(fā)生器(ANG)提供的信號(hào)加到被傳送到所述通信線路(LN)的所述用戶數(shù)據(jù)(UD)中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的電信系統(tǒng)，其特征在于，由所述人工噪聲發(fā)生器(ANG)提供的所述信號(hào)是多個(gè)(NSG)獨(dú)立的噪聲信號(hào)。以及在于，所述傳送頻域處理模塊(TXFDP)還包括適合于將每一個(gè)所述獨(dú)立的噪聲信號(hào)乘以預(yù)定增益比例，并且將每一個(gè)結(jié)果加到特定DMT副載波信號(hào)(QAM)的裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的電信系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)制解調(diào)器(MCO)的所述控制模塊(CCO)連接到管理設(shè)備(MGCO)，所述管理設(shè)備適合于存儲(chǔ)“最壞情況”信道條件的參數(shù)，并且隨之控制所述控制模塊(CCO)以控制由所述人工噪聲發(fā)生器(ANG)對(duì)所述人工噪聲(AN)的產(chǎn)生。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的電信系統(tǒng)，其特征在于，所述電信系統(tǒng)還包括多條通信線路，這些線路的每一條的工作與所述首先提及的通信線路(LN)相似，并且被布置在電纜中，以及在于，所述人工噪聲發(fā)生器(ANG)適合于基于在所述第一通信線路(LN)的所述信道上的信噪比的模型來(lái)提供信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的電信系統(tǒng)，其特征在于，所述電信系統(tǒng)還包括多條通信線路，這些線路的每一條的工作與所述首先提及的通信線路(LN)相似，并且被布置在電纜中，以及在于，所述人工噪聲發(fā)生器(ANG)適合于基于在所述第一通信線路(LN)的所述信道上的噪聲電平的模型來(lái)提供信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的電信系統(tǒng)，其特征在于，所述調(diào)制解調(diào)器是自適應(yīng)數(shù)字用戶線(xDSL)調(diào)制解調(diào)器。
11.一種改善經(jīng)由通信線路(LN)傳送的信道的比特負(fù)載(BL50)的方法，所述信道適合于利用具有可變比特負(fù)載的調(diào)制的信號(hào)(STX)傳輸用戶數(shù)據(jù)(UD)，其特征在于，所述方法進(jìn)一步包括在向所述通信線路(LN)上傳送所述用戶數(shù)據(jù)之前，注入人工噪聲(AN)以改變所述信號(hào)(STX)的步驟，以及在于，所述方法還包括在相應(yīng)接收機(jī)的比特加載算法中編入3dB的噪聲容限的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于，所述人工噪聲(AN)相當(dāng)于由在n-1個(gè)通信線路上傳送的信號(hào)貢獻(xiàn)的回路噪聲的和的模型，該通信線路布置在包括了n(50)個(gè)通信線路的電纜中，其中所述首先提及的通信線路(LN)是所述多個(gè)中的一個(gè)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其特征在于，所述人工噪聲(AN)是基于在所述第一通信線路(LN)上的“最壞情況”信道條件的模型而確定的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，所述“最壞情況”信道條件的模型是所述信道的“最壞情況”噪聲電平的模型。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其特征在于，所述“最壞情況”信道條件的模型是所述信道的“最壞情況”信噪比(SNR)的模型。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于，當(dāng)所述用戶數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)連接到所述通信線路(LN)的傳送時(shí)域處理模塊(TXTDP)時(shí)，將所述人工噪聲(AN)注入所述用戶數(shù)據(jù)(UD)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于，當(dāng)所述用戶數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)傳送頻域處理模塊(TXFDP)時(shí)，將所述人工噪聲(AN)注入所述用戶數(shù)據(jù)(UD)。
18.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于，所述通信線路(LN)是數(shù)字用戶線(DSL)。
全文摘要
一種具有調(diào)制解調(diào)器的電信系統(tǒng)，該調(diào)制解調(diào)器具有連接到數(shù)據(jù)傳輸模塊的控制模塊，該數(shù)據(jù)傳輸模塊包括適合于經(jīng)由通信線路傳送信道的發(fā)射機(jī)，所述信道借助于調(diào)制的信號(hào)傳輸用戶數(shù)據(jù)，該調(diào)制具有可變的比特負(fù)載。所述數(shù)據(jù)傳輸模塊包括連接到所述發(fā)射機(jī)的人工噪聲發(fā)生器，其由所述控制模塊控制以將人工噪聲注入所述發(fā)射機(jī)中。所述人工噪聲用于影響由所述數(shù)據(jù)傳輸模塊傳送到所述通信線路的信號(hào)，并且可以被加入到在所述發(fā)射機(jī)的傳送時(shí)域處理模塊或者傳送頻域處理模塊中的數(shù)據(jù)信號(hào)中。所述系統(tǒng)對(duì)于Δ容限大于3dB的DSL應(yīng)用而言是特別有利的。其對(duì)于具有50個(gè)用戶的ADSL電纜而言相當(dāng)于低于4000米的距離。
文檔編號(hào)H04M11/06GK1753442SQ20051010552
公開(kāi)日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2005年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月23日
發(fā)明者D·E·J·范布勒伊塞爾 申請(qǐng)人:阿爾卡特公司