基于數(shù)字用戶線的功率優(yōu)化方法、系統(tǒng)及設備的制作方法

文檔序號：7918539閱讀：342來源：國知局

專利名稱：基于數(shù)字用戶線的功率優(yōu)化方法、系統(tǒng)及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信4支術領域，特別涉及一種基于DSL ( Digital Subscriber Line,數(shù)字用戶線)的功率優(yōu)化方法、系統(tǒng)及設備。
背景技術：
DSL l支術是一種通過UTP( Unshielded Twist Pair,無屏蔽雙絞線) 進行數(shù)據(jù)高速傳輸?shù)募夹g，包括ADSL ( Asymmetrical Digital Subscriber Line,非對稱數(shù)字用戶線)，VDSL( Very-high-bit-rate Digital Subscriber Line,甚高速凄史字用戶線)、IDSL( Integrated Services Digital Network Digital Subscriber Line ，基于綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)的用戶數(shù)字線) 和SHDSL ( Single-pair High-bit-mte Digital Subscriber Line,單線對高速數(shù)字用戶線)等。
在各種DSL技術中，除了 IDSL和SHDSL等通過基帶傳輸業(yè)務的DSL外，其它DSL通常利用通帶傳輸業(yè)務，就是利用頻分復用技術4吏DSL業(yè)務與POTS ( Plain Old Telephone Service,傳纟克電話業(yè)務) 業(yè)務在同一對UTP上傳輸。其中，DSL業(yè)務在高頻段上傳輸，并采用 DMT ( Discrete Multi-Tone Modulation,離散多音頻調制)對業(yè)務信號進行調制和解調，POTS在基帶部分傳輸，上述兩種業(yè)務的信號通過分離/整合器進行統(tǒng)一處理。
在DSL業(yè)務與POTS業(yè)務共存的接入系統(tǒng)中，接入的DSL業(yè)務可以有多路，在端局和用戶端均通過DSLAM( DSL Access Multiplexer, DSL接入復用器)對多路DSL業(yè)務信號和POTS業(yè)務信號進行處理，如圖1所示，為接入系統(tǒng)的結構示意圖。用戶端DSLAM120包括用戶端收發(fā)單元121和分離/整合器122,在上行方向，用戶端收發(fā)單元121 接收來自計算機110的多路DSL信號并進行放大處理，將處理后的多路DSL信號發(fā)送至分離/整合器122;分離/整合器122將來自用戶端收發(fā)單元121的多路DSL信號和電話終端130的POTS信號進行整合
處理；整合后的信號通過多路UTP 140的傳輸，由局端的DSLAM150 中的分離/整合器151接收，分離/整合器151將所接收的信號進行分離，將其中的POTS信號發(fā)送至公用電話交換網(wǎng)160,將其中的多路 DSL信號發(fā)送至局端收發(fā)單元152,局端收發(fā)單元152再將所收到的多路DSL信號進行放大處理后發(fā)送至網(wǎng)絡管理系統(tǒng)170。信號在下行
由于在每一路UTP上可能傳輸類型不同的DSL業(yè)務，不同類型
的DSL信號之間會互相干擾，現(xiàn)有技術中采用頻分復用的離散多音頻
調制技術對信號進行調制。該方法在滿足K-1個用戶數(shù)據(jù)速率的前提
下，最大化剩余的一個用戶的速率，同時滿足功率約束t&"2《，^表
示用戶k所能發(fā)送的最大總功率，《'腿表示用戶k第n蘋tone所能發(fā)
送的最大功率，則DSM可以表示為如下的優(yōu)化問題
max
<formula>complex formula see original document page 7</formula>* 公式(1 )
0《S《，隨，A: = 1，…,K," = 采用Lagrangian (拉格朗日)乘子法將公式(1 )變?yōu)閷ε純?yōu)化問題，即
S =i 么式(2 J
".0 S《S《'顧，A = 1,…,《;"=1,…,W
其中^，人為Lagrange乘因子，均為待定常數(shù)。根據(jù)約束最優(yōu)化理論，由于《哮'為給定常數(shù)，所以公式(2)等價于
<formula>complex formula see original document page 7</formula>優(yōu)化公式(3)可以通過在
的范圍內遍歷采樣，迭代搜索
W,人，從而找到最優(yōu)解使得J最大。
發(fā)明人在對現(xiàn)有技術的研究過程中發(fā)現(xiàn)，雖然最大化線路速率能
夠滿足用戶對速率的要求，但隨著VOIP業(yè)務和IPTV業(yè)務等對線路
質量要求較高的業(yè)務的出現(xiàn)，僅僅滿足線路速率的要求可能引起線路質量下降，比如語音延時和畫面丟幀等，由于線路運行質量不穩(wěn)定，
降低了用戶體驗；并且由于多數(shù)情況下用戶并不需要很高的速率，而采用線路速率最大化的方式將浪費系統(tǒng)中的功率，使得線路之間的串擾增加，并提高了系統(tǒng)的成本開銷。

發(fā)明內容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種基于DSL的功率優(yōu)化方法、系統(tǒng)及設備，在滿足用戶QoE ( Quality of Experience,體驗質量)的同時減少系統(tǒng)中的功率消耗，降低線路之間的串擾。
為實現(xiàn)本發(fā)明實施例的目的，本發(fā)明實施例提供如下技術方案
一種基于數(shù)字用戶線的功率優(yōu)化方法，包括
收集用戶的業(yè)務信息，根據(jù)各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)；
接收所述用戶的線路運行信息，所述線路運行信息包括測試參數(shù) 和預先存儲的線路目標參數(shù)；
將所述物理層目標參數(shù)和所述線路運行信息作為功率優(yōu)化算法的輸入?yún)?shù)，通過功率優(yōu)化算法獲取優(yōu)化功率譜。
一種基于數(shù)字用戶線的功率優(yōu)化系統(tǒng)，包括網(wǎng)管設備和局端設
備，
所述網(wǎng)管設備，用于收集用戶的業(yè)務信息，根據(jù)各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)，接收所述局端設備上凈艮的用戶的線路運行信息，所述線路運行信息包括測試參數(shù)和預先存儲的線路目標參數(shù)，將所述物理層目標參數(shù)和所述線路運行信息作為功率優(yōu)化算法的輸入?yún)?shù)，通過功率優(yōu)化算法獲取優(yōu)化功率譜。
一種基于數(shù)字用戶線的功率優(yōu)化設備，包括
物理層參數(shù)獲取單元，用于收集用戶的業(yè)務信息，根據(jù)各個業(yè)務
信息對應的QoE參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)；
線路運行信息接收單元，用于接收所述用戶的線路運行信息，所述線路運行信息包括測試參數(shù)和預先存儲的線路目標參數(shù)；
優(yōu)化功率譜獲取單元，用于將所述物理層目標參數(shù)和所述線路運行信息作為功率優(yōu)化算法的輸入?yún)?shù)，通過功率優(yōu)化算法獲取優(yōu)化功率譜。
由以上本發(fā)明實施例提供的技術方案可見，本發(fā)明實施例中收集用戶的業(yè)務信息，根據(jù)各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)，接收所述用戶的線路運行信息，所述線路運行信息包括測試參數(shù)和預先存儲的線路目標參數(shù)，將所述物理層目標參數(shù)和所述線路運行信息作為功率優(yōu)化算法的輸入?yún)?shù)，通過功率優(yōu)化算法獲取優(yōu)化功率語，該功率譜不同于普通功率譜，而是與物理層目標參數(shù)最優(yōu)匹配的功率譜。應用本發(fā)明實施例進行DSL參數(shù)優(yōu)化，由于按照QoE對 DSL網(wǎng)絡進行優(yōu)化，提升了用戶體驗，并且采用最小功率法優(yōu)化發(fā)射功率譜，因此在滿足QoE的同時，降低了總功率的消耗，減小了不同 DSL信號之間的串擾，使得系統(tǒng)的信號傳輸穩(wěn)定，提高了業(yè)務傳輸質量。

圖1為現(xiàn)有xDSL的系統(tǒng)結構示意圖2為本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化方法的一個實施例流程圖4為本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化方法的另一個實施例流程圖；圖5為本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化方法的另一個實施例流程圖；圖6為本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化方法的另一個實施例流程圖；圖7為本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化系統(tǒng)的實施例框圖；圖8為本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化設備的一個實施例框圖；圖9為本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化設備的另一個實施例框圖；圖10為本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化設備的另一個實施例框圖；圖11為本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化設備的另一個實施例框圖。
具體實施例方式
本發(fā)明實施例提供了一種基于DSL的功率優(yōu)化方法、系統(tǒng)及設備，收集用戶的業(yè)務信息，根據(jù)各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)，接收所述用戶的線路運行信息，所述線路運行信息包括測試參數(shù)和預先存儲的線路目標參數(shù)，將所述物理層目標參數(shù)和所述線路運行信息作為功率優(yōu)化算法的輸入?yún)?shù)，通過功率優(yōu)化算法獲取優(yōu)化功率譜。
在DSL技術中，獲取最大化速率的方式難以對DSL網(wǎng)絡狀況進行優(yōu)化改善，即難以提升誤碼率和掉線率等性能指標，因此客戶體驗不高。為了提升客戶的QoE,本發(fā)明實施例以QoE為導向對DSL網(wǎng) 絡進行優(yōu)化，在通過DSM (Dynamic Spectrum Management, 動態(tài)頻譜管理)算法對發(fā)送功率譜進行優(yōu)化的同時，根據(jù)不同的業(yè)務類型對編碼參數(shù)同時進行優(yōu)化，以最大程度滿足QoE。
本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化方法的一個實施例流程如圖2所示
步驟201:收集用戶的業(yè)務信息，根據(jù)各個業(yè)務信息對應的QoE 參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)。
其中，收集用戶的業(yè)務信息時，可以接收按照預先設置的時間間隔下發(fā)的所述用戶的業(yè)務信息；或發(fā)送獲取所述用戶的業(yè)務信息的請求，并接收根據(jù)所述請求返回的所述用戶的業(yè)務信息。
具體的，在獲取物理層目標參數(shù)時，查找預先存儲的業(yè)務類型與 QoE參數(shù)的對應關系，獲取所述各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)，比較不同業(yè)務的同種QoE參數(shù)，獲得同種QoE參數(shù)中值最大的QoE參數(shù)，根據(jù)QoE參數(shù)與物理層目標參數(shù)的對應關系將所有值最大的QoE參數(shù)轉化為物理層目標參數(shù)。
其中，QoE參數(shù)包括端到端網(wǎng)絡延時、抖動參數(shù)、最大錯誤持續(xù)時間、IP丟包個數(shù)、錯誤丟包時間間隔、IP層凈速率、IP丟包率、 IP比特誤碼率；物理層目標參數(shù)包括最小凈速率、最小INP、最大時延、目標信噪比裕量。
步驟202:接收用戶的線路運行信息，該線路運行信息包括測試參數(shù)和預先存儲的線路目標參數(shù)。
其中，接收用戶的線路運行信息可以采用如下方式接收局端設備按照預先設置的時間間隔上報的所述用戶的線路運行信息；或向所述局端設備發(fā)送所述線路運行信息的請求，所述請求中包含所述用戶的標識，接收所述局端設備返回的所述用戶的線^各運行信息。
其中，測試參數(shù)包括背景噪聲和信道衰減；所述預先存儲的線路目標參數(shù)包括最大可達速率、最大功率和每個子頻段的最大功率。
步驟203:將物理層目標參數(shù)和線路運行信息作為功率優(yōu)化算法的輸入?yún)?shù)，通過功率優(yōu)化算法獲取優(yōu)化功率i普。
本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化方法的實施例通常應用在如圖3所示結構示意圖中。首先，SMC ( Spectrum Management Center,頻譜管理中心)320從ISP(信息供應商)310收集每個用戶線開通的業(yè)務信息， SMC320本身存儲了不同業(yè)務對應的QoE參數(shù)，SMC320根據(jù)收集到的業(yè)務信息獲取對應各業(yè)務的QoE參數(shù)后，將QoE參數(shù)分解為物理層的各種目標參數(shù)值；其次，SMC320通過局端設備330中的管理實體(DSLAM設備等)從MIB (管理信息庫)中收集每條用戶線路端口的運行參數(shù)，如業(yè)務的傳輸類型、目標線路速率、目標信噪比裕量等，并通過檢測得到該線路的背景噪聲、信道衰減、串擾信道等，根據(jù)最小凈速率、最小INP、最大時延與線路速率的關系，將最小凈速率與線路速率進行相互轉化；再將線路速率、目標信噪比裕量和線路運行參數(shù)等通過功率優(yōu)化算法進行優(yōu)化，輸出功率譜參數(shù)；最后，將優(yōu)化功率譜參數(shù)和物理層目標參數(shù)生成QoE模版，通過管理實體下發(fā)給對應的每條用戶線路，在線路激活時局端設備330的發(fā)送單元xTU-C和用戶端設備340的發(fā)送單元xTU-C執(zhí)行這些參數(shù)配置，功率優(yōu)化生效。
下面結合圖3,詳細描述應用本發(fā)明方法實施例進行功率優(yōu)化的過程。
本發(fā)明基于DSL的功率參數(shù)優(yōu)化方法的另一個實施例流程如圖4 所示，該實施例示出了通過最大化成幀規(guī)則獲取實際凈速率，以及采
用迭代方式獲取優(yōu)化功率譜，并將該優(yōu)化功率譜與物理層目標參數(shù)進
行合成下發(fā)的過程
步驟401:接收ISP按照預設的時間間隔下發(fā)的用戶的業(yè)務信息。
ISP根據(jù)用戶申請的業(yè)務類型，存儲了每個用戶對應的各種業(yè)務信息，在向SMC提供用戶的業(yè)務信息時，可以預設下發(fā)的時間間隔，然后按照該時間間隔將用戶的業(yè)務信息下發(fā)到對應的SMC。
步驟402:查找預先存儲的業(yè)務類型與QoE參數(shù)的對應關系，獲耳又各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)。
在SMC中，存儲了每種類型的業(yè)務所對應的多個QoE參數(shù)，根據(jù)ISP下發(fā)的用戶的業(yè)務信息，即可查找到與各個業(yè)務信息對應的一套QoE參數(shù)。
步驟403:比較不同業(yè)務的同種QoE參數(shù)，獲得同種QoE參數(shù)中值最大的QoE參數(shù)。
由于不同類型業(yè)務的同種QoE參數(shù)各不相同，而這些業(yè)務要在同一條用戶線路上實現(xiàn)，因此將不同業(yè)務類型的同種QoE參數(shù)中值最大的確定為該中QoE參數(shù)的最終值，這樣做的目的是在滿足QoE要求最高的業(yè)務需求的同時，滿足其它QoE要求相對較低的業(yè)務的需求。
步驟404:根據(jù)QoE參數(shù)與物理層目標參數(shù)的對應關系將所有值最大的QoE參數(shù)轉化為物理層目標參數(shù)。
由于QoE參數(shù)僅為IP層參數(shù)，而用戶線路運行時需要物理層參數(shù)，因此需要將確定的該用戶的QoE參數(shù)轉化為物理層目標參數(shù)。在 SMC中預先存儲了 QoE參數(shù)與物理層參數(shù)的對應關系，根據(jù)該對應關系即可將QoE參數(shù)轉化為物理層目標參數(shù)。
在轉換時，可以由E2E network MaxDelay (端到端的網(wǎng)絡延時) 直接計算出MaxDelay(最大時延)；由Jitter(抖動)、MaxErrorDuration (最大4普誤持續(xù)時間)、Corresponding Loss Period in IP packets ( IP丟包個數(shù))和LossDistance(錯誤丟包時間間隔)確定INPmin(最小INP ); 由求出的MaxDelay 、 INPmin和IP layer NetDataRate ( IP層凈速率) 計算出MinNetDataRate(最小凈速率)；將IPLR ( IP丟包率)、IP BER (IP比特誤碼率)換算為TargetMargin (目標信噪比裕量)。步驟405:向局端設備發(fā)送獲取線路運行信息的請求。 SMC在獲取了用戶業(yè)務信息對應的物理層目標參數(shù)后，為了對運行線路的功率進行優(yōu)化，還需要獲取線路運行信息。本實施例中，SMC 在需要線路運行信息時，向局端設備發(fā)送請求。
步驟406:接收局端設備根據(jù)該請求返回的用戶的線路運行信息。局端設備根據(jù)SMC的請求獲取對應該用戶的線路運行信息，該信息包括測試參數(shù)，即背景噪聲和信道衰減，還包括預先存儲的線路目標參數(shù)，即最大可達速率、最大功率和每個子頻段的最大功率。局端設備將獲取到的上述線路運行信息返回給SMC。
步驟407:初始化最小線路速率為最小凈速率，最大線路速率為最大可達速率，并預先設置最大迭代次數(shù)。
SMC在進行功率優(yōu)化之前，首先初始化系統(tǒng)中的參數(shù)，即初始化最小線路速率為物理層目標參數(shù)最小凈速率，最大線路速率為線路目標參數(shù)最大可達速率，由于功率優(yōu)化過程是迭代過程，因此為了防止迭代進入死循環(huán)，還需要設置最大迭代次數(shù)。
步驟408:根據(jù)目標線路速率、目標信噪比裕量、測試參數(shù)和線路目標參數(shù)執(zhí)行功率優(yōu)化算法后獲取達到目標線路速率時的最優(yōu)發(fā)送功率譜、最小總功率及對應的優(yōu)化線路速率。
其中，可以設置目標線路速率為最小線路速率和最大線路速率的和的一半，布支設一個DSL線路系統(tǒng)中有K個用戶(線路)，使用N個 tone(子頻段，一個tone的頻帶寬度為4312.5Hz)發(fā)送信號，將目標線路速率、目標信噪比裕量、背景噪聲和信道衰減輸入下述公式(4), 即根據(jù)香農(nóng)信道容量公式，將第k個用戶的數(shù)據(jù)速率用公式表示為
瓦
<formula>complex formula see original document page 13</formula> 公式(4)
在上述公式(4)中，《表示第k個用戶在第n個tone上的比特加載；r是目標信噪比裕量；N表示tone的個數(shù)，K表示用戶數(shù)；表示第k個用戶在第n個tone上的信道衰減；《表示第k個用戶在第
n個tone上發(fā)送信號的幅度值；《表示第j個用戶在第n個tone上發(fā) 送信號的幅度值；//廣表示在第n個tone上第j個用戶對第k個用戶的遠端串擾函數(shù)；cr〗表示第k個用戶在第n個tone上的背景噪聲；公式(4)中，<formula>complex formula see original document page 14</formula>；表示第k個用戶在第n個tone上的接收信號，<formula>complex formula see original document page 14</formula>表示第k個用戶在第n個tone上的受到其它用戶的干擾信
根據(jù)上述公式(4),可以將最小化功率的DSM優(yōu)化問題可以表示為
<formula>complex formula see original document page 14</formula> 公式(5)
<formula>complex formula see original document page 14</formula>
公式(5)中第一個約束條件表示所有的用戶都必須達到各自的目標線路速率；第二個約束條件表示所有用戶需要同時滿足功率約束
S《《A， i^表示用戶k所能發(fā)送的最大總功率；第三個約束條件表示
每個用戶的每個tone所能發(fā)送的最大功率不能超過
采用Lagrangian乘子法將(5)變?yōu)閷ε純?yōu)化問題，
<formula>complex formula see original document page 14</formula>
公式(6)每個tone的優(yōu)化目標函數(shù)定義為
<formula>complex formula see original document page 14</formula>公式(7)
由公式(4)可知，
<formula>complex formula see original document page 15</formula>公式(7)中w"^為Lagrange乘因子，均為待定常數(shù)，這樣，可以把最小化功率問題分解為每個tone獨立的對偶子優(yōu)化問題min人。首先迭代搜索w"A，對于每個tone都找到使得目標函數(shù)人最小的一組發(fā)送功率的組合，從而找到優(yōu)化問題(5)的最優(yōu)解，當在最大迭代次數(shù)范圍內達到目標線路速率時，即可輸出最優(yōu)發(fā)送功率譜、最小總功率及對應的優(yōu)化線路速率。
步驟409:根據(jù)所述優(yōu)化線路速率、最小INP、最大時延通過最大化成幀規(guī)則獲得實際凈速率。
根據(jù)標準G993.2中線路速率最大化成幀規(guī)則和最小INP、最大時延與線路速率之間的關系，將優(yōu)化線路速率轉化為實際凈速率。
步驟410:判斷當前迭代次數(shù)是否小于預先設置的最大迭代次數(shù)，若是，則執(zhí)行步驟411;否則，返回結束信息。
步驟411:比較實際凈速率與最小凈速率的值，若實際凈速率大于最小凈速率，且差值的絕對值大于預設的閾值，則執(zhí)行步驟412; 若實際凈速率小于最小凈速率，且差值的絕對值大于預設的閾值，則
執(zhí)行步驟413;若實際凈速率與最小凈速率的差值的絕對值小于預設
的閾值，則執(zhí)行步驟414。
步驟412:置最大線路速率為實際凈速率，返回步驟407。步驟413:置最小線路速率為實際凈速率，返回步驟407。步驟414:根據(jù)實際凈速率輸出優(yōu)化功率語。
步驟415:通過最小二乘殘差法將優(yōu)化功率譜轉化為發(fā)送功率功率譜整形參數(shù)。
步驟416:保存功率i普整形參數(shù)和物理層目標參數(shù)作為用戶功率優(yōu)化后的QoE模板。
步驟417:下發(fā)功率優(yōu)化模板至用戶對應的局端設備，結束當前流程。
SMC將功率優(yōu)化模板通過局端設備的管理實體下發(fā)到局端設備
的MIB中，在線路激活時局端設備的發(fā)送單元xTU-C和用戶端設備的發(fā)送單元xTU-C執(zhí)行這些參數(shù)配置，功率優(yōu)化生效。
本發(fā)明基于DSL的功率參數(shù)優(yōu)化方法的另一個實施例流程如圖5 所示，該實施例示出了通過查表法獲取實際凈速率，以及采用迭代方式獲取優(yōu)化功率譜，并將該優(yōu)化功率譜與物理層目標參數(shù)進行合成下發(fā)的過程
步驟501:向ISP發(fā)送獲取用戶的業(yè)務信息的請求，并接收ISP 根據(jù)該請求返回的用戶的業(yè)務信息。
步驟502:根據(jù)各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)。
步驟503:接收局端設備按照預先設置的時間間隔上報的用戶的線路運行信息。
步驟504:初始化最小線路速率為最小凈速率，最大線路速率為最大可達速率，并預先設置最大迭代次數(shù)。
步驟505:根據(jù)目標線路速率、目標信噪比裕量、測試參數(shù)和線路目標參數(shù)執(zhí)行功率優(yōu)化算法后獲取達到目標線路速率時最優(yōu)發(fā)送功
率鐠、最小總功率及對應的優(yōu)化線路速率。
本實施例的功率優(yōu)化算法與圖4所示的實施例一致，在此不再贅述。
步驟506:根據(jù)所述優(yōu)化線^各速率、最小INP、最大時延通過查找預先設置的凈速率數(shù)據(jù)表獲得實際凈速率。
與圖4所示的實施例不同在于，本實施例中SMC預先保存了根據(jù)線路速率、最小INP和最大時延所得到的凈速率數(shù)據(jù)表，因此通過
步驟507:判斷當前迭代次數(shù)是否小于預先設置的最大迭代次數(shù)，若是，則執(zhí)行步驟508;否則，返回結束信息。
步驟508:比較實際凈速率與最小凈速率的值，若實際凈速率大于最小凈速率，且差值的絕對值大于預設的閾值，則執(zhí)行步驟509;
若實際凈速率小于最小凈速率，且差值的絕對值大于預設的閾值，則
執(zhí)行步驟510;若實際凈速率與最小凈速率的差值的絕對值小于預設
的閾值，則執(zhí)行步驟511。
步驟509:置最大線路速率為實際凈速率，返回步驟504。步驟510:置最小線路速率為實際凈速率，返回步驟504。步驟511:根據(jù)實際凈速率輸出優(yōu)化功率譜。
步驟512:通過最小二乘殘差法將所述優(yōu)化功率鐠轉化為發(fā)送功率功率語整形參數(shù)。
步驟513:保存功率語整形參數(shù)和物理層目標參數(shù)作為用戶功率優(yōu)化后的QoE^f莫板。
步驟514:下發(fā)功率優(yōu)化模板至用戶對應的局端設備，結束當前流程。
本發(fā)明基于DSL的功率參數(shù)優(yōu)化方法的另一個實施例流程如圖6 所示，該實施例示出了根據(jù)輸出優(yōu)化功率譜后反饋的當前實際凈速率進行迭代的過程
步驟601:收集用戶的業(yè)務信息，根據(jù)各個業(yè)務信息對應的QoE 參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)。
步驟602:接收用戶的線路運行信息，該線路運行信息包括測試參數(shù)和預先存儲的線路目標參數(shù)。
步驟603:初始化目標線路速率為最小凈速率。
步驟604:根據(jù)目標線路速率、目標信噪比裕量、測試參數(shù)和線路目標參數(shù)執(zhí)行功率優(yōu)化算法后獲取達到目標線路速率時的最優(yōu)發(fā)送功率語、最小總功率及對應的優(yōu)化線路速率。
本實施例的功率優(yōu)化算法與圖4所示的實施例一致，在此不再贅述。
步驟605:根據(jù)優(yōu)化線路速率向局端設備輸出當前優(yōu)化功率語。與圖4和圖5所示的實施例不同在于，本實施例中將通過一次迭代獲得的優(yōu)化線路速率及生成的當前優(yōu)化功率譜下發(fā)到局端設備中，由局端設備按照當前優(yōu)化功率譜執(zhí)行相應的參數(shù)配置。
步驟606:接收局端設備執(zhí)行該當前優(yōu)化功率譜后反饋的當前實際凈速率。
局端設備執(zhí)行當前的參數(shù)配置后，根據(jù)執(zhí)行結果獲得當前實際凈速率，將該當前實際凈速率反饋給SMC，由SMC進一步判斷該當前實際凈速率是否符合QoE要求。
步驟607:判斷當前實際凈速率是否小于最小凈速率，若是，則執(zhí)行步驟608;否則，執(zhí)行步驟609。
步驟608:增大目標線路速率，返回步驟604。
在增大目標線路速率時，可以按照下述方式獲得新的目標線路速率，即獲取最小凈速率與該當前實際凈速率的差，將該差與原始目標線路速率相加得到新的目標線路速率，然后把新的目標線路速率作為功率優(yōu)化算法的輸入?yún)?shù)，執(zhí)行步驟604。
若當前實際凈速率小于最小凈速率，說明局端設備當前執(zhí)行的參數(shù)配置不符合QoE要求，需要重新執(zhí)行最小化功率算法，以及根據(jù)局端設備返回的實際凈速率進行進一步優(yōu)化的過程。
步驟609:將該當前實際凈速率作為用戶線路的實際凈速率，結
束流程o
若當前實際凈速率大于最小凈速率，說明局端設備當前執(zhí)行的參
數(shù)配置符合QoE要求，將該當前實際凈速率作為用戶線路的實際凈速率即可。
與本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化方法的實施例相對應，本發(fā)明還提供了基于DSL的功率優(yōu)化系統(tǒng)的實施例。
本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化系統(tǒng)的實施例框圖如圖7所示，該系統(tǒng)包括網(wǎng)管設備710和局端設備710。
其中，網(wǎng)管設備710用于收集用戶的業(yè)務信息，根據(jù)各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)，接收所述局端設備720上報的用戶的線路運行信息，所述線路運行信息包括測試參數(shù)和預先存儲的線路目標參數(shù)，將所述物理層目標參數(shù)和所述線路運行信息作為功率優(yōu)化算法的輸入?yún)?shù)，通過功率優(yōu)化算法獲取優(yōu)化功率譜。進一步，網(wǎng)管設備還可以用于通過最小二乘殘差法將所述優(yōu)化功率譜轉化為發(fā)送功率功率譜整形參數(shù)，保存所述功率譜整形參數(shù)和所述物理層目標參數(shù)作為所述用戶的功率優(yōu)化模板，并下發(fā)所述功率優(yōu)
化模板至所述用戶對應的局端設備720。
與本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化方法和系統(tǒng)的實施例相對應，本發(fā) 明還提供了基于DSL的功率優(yōu)化設備的實施例。
本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化設備的一個實施例框圖如圖8所示，該設備包括物理層參數(shù)獲取單元810、線路運行信息接收單元820 和優(yōu)化功率譜獲取單元830。
其中，物理層參數(shù)獲取單元810用于收集用戶的業(yè)務信息，根據(jù) 各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)；線路運行信息接收單元820用于接收所述用戶的線路運行信息，所述線路運行信息包括測試參數(shù)和預先存儲的線路目標參數(shù)；優(yōu)化功率譜獲取單元830用于將所述物理層目標參數(shù)和所述線路運行信息作為功率優(yōu)化算法的輸入?yún)?shù)，通過功率優(yōu)化算法獲取優(yōu)化功率譜。
本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化設備的另一個實施例框圖如圖9所示，該設備包括物理層參數(shù)獲取單元910、線路運行信息接收單元 920和優(yōu)化功率譜獲取單元930。
其中，物理層參數(shù)獲取單元910,用于收集用戶的業(yè)務信息，根據(jù)各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)。在收集用戶的業(yè)務信息時，可以接收按照預先設置的時間間隔下發(fā)的所述用戶的業(yè) 務信息，或者發(fā)送獲取所述用戶的業(yè)務信息的請求，并接收根據(jù)所述請求返回的所述用戶的業(yè)務信息。物理層參數(shù)獲取單元910具體包括
QoE參數(shù)查找單元911,用于查找預先存儲的業(yè)務類型與QoE參數(shù)的對應關系，獲取所述各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)；
QoE參數(shù)比較單元912,用于比較不同業(yè)務的同種QoE參數(shù)，獲得同種QoE參數(shù)中值最大的QoE參數(shù)；
物理層參數(shù)轉化單元913,用于根據(jù)QoE參數(shù)與物理層目標參數(shù) 的對應關系將所有值最大的QoE參數(shù)轉化為物理層目標參數(shù)。線路運行信息接收單元920 ，用于接收所述用戶的線路運行信息，所述線路運行信息包括測試參數(shù)和預先存儲的線路目標參數(shù)。在接收用戶的線路運行信息時，可以接收局端設備按照預先設置的時間間隔上報的所述用戶的線路運行信息，或者向所述局端設備發(fā)送獲取所述線路運行信息的請求，并接收所述局端設備返回的所述用戶的線路運行信息。
優(yōu)化功率譜獲取單元930包括
參數(shù)初始化單元931，用于初始化最小線路速率為所述最小凈速率，最大線路速率為所述最大可達速率，并預先設置最大迭代次數(shù)；
功率優(yōu)化算法執(zhí)行單元932，用于根據(jù)目標線路速率、目標信噪比裕量、測試參數(shù)和線路目標參數(shù)執(zhí)行所述功率優(yōu)化算法后獲取達到目標線路速率時的最小總功率及對應的優(yōu)化線路速率，所述目標線路速率根據(jù)所述最小凈速率和最大線路速率獲??；
實際凈速率獲取單元933,用于根據(jù)所述優(yōu)化線路速率、最小INP、最大時延通過最大化成幀規(guī)則獲得實際凈速率；或根據(jù)所述優(yōu)化線路
速率、最小INP、最大時延通過查找預先設置的凈速率數(shù)據(jù)表獲得實際凈速率；
優(yōu)化功率鐠比較輸出單元934,用于比較所述實際凈速率與所述最小凈速率，當兩者差值的絕對值小于預先設置的閾值且當前迭代次數(shù)小于所述最大迭代次數(shù)時，根據(jù)所述實際凈速率輸出優(yōu)化功率鐠；
返回迭代單元935，用于當實際凈速率大于最小凈速率，且兩者差值的絕對值大于預設的閾值，并且當前迭代次數(shù)小于所述最大迭代次數(shù)時，置所述最大線路速率為所述實際凈速率，并返回所述參數(shù)初始化單元；或當實際凈速率小于最小凈速率，且兩者差值的絕對值大于預設的閾值，并且當前迭代次數(shù)小于所述最大迭代次數(shù)時，置所述最小線路速率為所述實際凈速率，并返回所述參數(shù)初始化單元；
結束信息返回單元936，用于當前迭代次數(shù)大于所述最大迭代次數(shù)時，返回結束信息。
本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化設備的另一個實施例框圖如圖10所
示，該設備包括物理層參數(shù)獲取單元1010、線路運行信息接收單元 1020和優(yōu)化功率譜獲取單元1030。
其中，物理層參數(shù)獲取單元1010，用于收集用戶的業(yè)務信息，根據(jù)各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)。在收集用戶的業(yè)務信息時，可以接收按照預先設置的時間間隔下發(fā)的所述用戶的業(yè) 務信息，或者發(fā)送獲取所述用戶的業(yè)務信息的請求，并接收根據(jù)所述請求返回的所述用戶的業(yè)務信息。
線路運行信息接收單元1020,用于接收所述用戶的線路運行信息，所述線路運行信息包括測試參數(shù)和預先存儲的線路目標參數(shù)。在接收用戶的線路運行信息時，可以接收局端設備按照預先設置的時間間隔上報的所述用戶的線路運行信息，或者向所述局端設備發(fā)送獲取所述線路運行信息的請求，并接收所述局端設備返回的所述用戶的線路運行信息。
優(yōu)化功率譜獲耳又單元1030包括
參數(shù)初始化單元1031，用于初始化目標線^各速率為所述最小凈速
率；
功率優(yōu)化算法執(zhí)行單元1032,用于根據(jù)所述目標線路速率、目標信噪比裕量、測試參數(shù)和線路目標參數(shù)執(zhí)行所述功率優(yōu)化算法后獲取達到目標線路速率時的最小總功率及對應的優(yōu)化線路速率；
實際凈速率反饋單元1033,用于根據(jù)所述優(yōu)化線路速率輸出當前優(yōu)化功率語，并接收執(zhí)行所述當前優(yōu)化功率譜后反饋的當前實際凈速
率；
實際凈速率確定單元1034,用于判斷所述當前實際凈速率是否小于所述最小凈速率，若是，則增大所述目標線路速率并返回所述執(zhí)行功率優(yōu)化算法的步驟；否則，將所述當前實際凈速率作為所述用戶線路的實際凈速率。
本發(fā)明基于DSL的功率優(yōu)化設備的另一個實施例框圖如圖11所示，該設備包括物理層參數(shù)獲取單元1110、線路運行信息接收單元 1120、優(yōu)化功率譜獲取單元1130、整形參數(shù)獲耳又單元1140、功率優(yōu)化
才莫板保存單元1150和功率優(yōu)化才莫板下發(fā)單元1160。
其中，物理層參數(shù)獲取單元1110用于收集用戶的業(yè)務信息，根據(jù) 各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)；線路運行信息接收單元1120用于接收所述用戶的線路運行信息，所述線路運行信息包括測試參數(shù)和預先存儲的線路目標參數(shù)；優(yōu)化功率譜獲取單元1130 用于將所述物理層目標參數(shù)和所述線路運行信息作為功率優(yōu)化算法的輸入?yún)?shù)，通過功率優(yōu)化算法獲取優(yōu)化功率譜；整形參數(shù)獲取單元 1140用于通過最小二乘殘差法將所述優(yōu)化功率譜轉化為發(fā)送功率功率譜整形參數(shù)；功率優(yōu)化模板保存單元1150用于保存所述功率譜整形參數(shù)和所述物理層目標參數(shù)作為所述用戶的功率優(yōu)化模板；功率優(yōu)化模板下發(fā)單元1150用于下發(fā)所述功率優(yōu)化模板至所述用戶對應的局端設備。
通過本發(fā)明實施例的描述可知，在應用本發(fā)明實施例進行DSL參數(shù)優(yōu)化時，由于按照QoE對DSL網(wǎng)絡中的功率進行優(yōu)化，提升了用戶體驗，并且采用最小功率法優(yōu)化發(fā)射功率譜，因此在滿足QoE的同時，降低了總功率的消耗，減小了不同DSL信號之間的串擾，使得系統(tǒng)的信號傳輸穩(wěn)定，提高了業(yè)務傳輸質量。
本領域普通4支術人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關的硬件來完成，所述的程序可以存儲于一計算機可讀取存儲介質中，該程序在執(zhí)行時，包括如下步驟收集用戶的業(yè)務信息，根據(jù)各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)；接收所述用戶的線路運行信息，所述線路運行信息包括測試參數(shù)和預先存儲的線路目標參數(shù)；將所述物理層目標參數(shù)和所述線路運行信息作為功率優(yōu)化算法的輸入?yún)?shù)，通過功率優(yōu)化算法獲取優(yōu) 化功率語。所述的存儲介質，如ROM/RAM、磁^萊、光盤等。
雖然通過實施例描繪了本發(fā)明，本領域普通技術人員知道，本發(fā) 明有許多變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神，希望所附的權利要求包括這些變形和變化而不脫離本發(fā)明的精神。
權利要求
1、一種基于數(shù)字用戶線的功率優(yōu)化方法，其特征在于，包括收集用戶的業(yè)務信息，根據(jù)各個業(yè)務信息對應的體驗質量QoE參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)；接收所述用戶的線路運行信息，所述線路運行信息包括測試參數(shù)和預先存儲的線路目標參數(shù)；將所述物理層目標參數(shù)和所述線路運行信息作為功率優(yōu)化算法的輸入?yún)?shù)，通過功率優(yōu)化算法獲取優(yōu)化功率譜。
2、根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)各個業(yè) 務信息對應的QoE參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)包括查找預先存儲的業(yè)務類型與QoE參數(shù)的對應關系，獲取所述各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)；比較不同業(yè)務的同種QoE參數(shù)，獲得同種QoE參數(shù)中值最大的 QoE參數(shù)；根據(jù)QoE參數(shù)與物理層目標參數(shù)的對應關系將所有值最大的QoE 參數(shù)轉化為物理層目標參數(shù)。
3、根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述QoE參數(shù)包括端到端網(wǎng)絡延時、抖動參數(shù)、最大錯誤持續(xù)時間、IP丟包個數(shù)、錯誤丟包時間間隔、IP層凈速率、IP丟包率、IP 比特誤碼率；所述物理層目標參數(shù)包括最小凈速率、最小INP、最大時延、目標信噪比一谷量；所述測試參數(shù)包括背景噪聲和信道衰減；所述預先存儲的線路目標參數(shù)包括最大可達速率、最大功率和每個子頻段的最大功率。
4、根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述通過功率優(yōu) 化算法獲取優(yōu)化功率鐠包括初始化最小線路速率為所述最小凈速率，最大線路速率為所述最大可達速率，并預先設置最大迭代次數(shù)；根據(jù)目標線路速率、目標信噪比裕量、測試參數(shù)和線路目標參數(shù)執(zhí)行所述功率優(yōu)化算法后獲取達到目標線路速率時的最小總功率及對應的優(yōu)化線路速率，所述目標線路速率根據(jù)所述最小凈速率和最大線路速率獲??；根據(jù)所述優(yōu)化線路速率、最小INP、最大時延通過最大化成幀規(guī) 則獲得實際凈速率；比較所述實際凈速率與所述最小凈速率，當兩者差值的絕對值小于預先設置的閾值且當前迭代次數(shù)小于所述最大迭代次數(shù)時，根據(jù)所述實際凈速率輸出優(yōu)化功率譜。
5、根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述通過功率優(yōu) 化算法獲取優(yōu)化功率譜包括初始化最小線路速率為所述最小凈速率，最大線路速率為所述最大可達速率，并預先設置最大迭代次數(shù)；根據(jù)目標線路速率、目標信噪比裕量、測試參數(shù)和線路目標參數(shù) 執(zhí)行所述功率優(yōu)化算法后獲取達到目標線路速率時的最小總功率及對應的優(yōu)化線路速率，所述目標線路速率根據(jù)所述最小凈速率和最大線路速率獲??；根據(jù)所述優(yōu)化線路速率、最小INP、最大時延通過查找預先設置的凈速率數(shù)據(jù)表獲得實際凈速率；比較所述實際凈速率與所述最小凈速率，當兩者差值的絕對值小于預先設置的閾值且當前迭代次數(shù)小于所述最大迭代次數(shù)時，根據(jù)所述實際凈速率輸出優(yōu)化功率譜。
6、根據(jù)權利要求4或5所述的方法，其特征在于，還包括當實際凈速率大于最小凈速率，且兩者差值的絕對值大于預設的閾值，并且當前迭代次數(shù)小于所述最大迭代次數(shù)時，置所述最大線路速率為所述實際凈速率，并返回所述初始化的步驟；當實際凈速率小于最小凈速率，且兩者差值的絕對值大于預設的閾值，并且當前迭代次數(shù)小于所述最大迭代次數(shù)時，置所述最小線路速率為所述實際凈速率，并返回所述初始化的步驟；當前迭代次數(shù)大于所述最大迭代次數(shù)時，返回結束信息。
7、根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述通過功率優(yōu) 化算法獲取優(yōu)化功率譜包括初始化目標線路速率為所述最小凈速率；根據(jù)目標線路速率、目標信噪比裕量、測試參數(shù)和線路目標參數(shù) 執(zhí)行所述功率優(yōu)化算法后獲取達到目標線路速率時的最小總功率及對應的優(yōu)化線路速率；根據(jù)所述優(yōu)化線路速率輸出當前優(yōu)化功率語，并接收執(zhí)行所迷當前優(yōu)化功率譜后反饋的當前實際凈速率；判斷所述當前實際凈速率是否小于所述最小凈速率，若是，則增大所述目標線路速率并返回所述執(zhí)行功率優(yōu)化算法的步驟；否則，將所述當前實際凈速率作為所述用戶線路的實際凈速率。
8、根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括通過最小二乘殘差法將所述優(yōu)化功率譜轉化為發(fā)送功率功率譜整形參數(shù)；保存所述功率語整形參數(shù)和所述物理層目標參數(shù)作為所述用戶的功率優(yōu)化模板；下發(fā)所述功率優(yōu)化模板至所述用戶對應的局端設備。
9、一種基于數(shù)字用戶線的功率優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于，包括網(wǎng)管設備和局端設備，所述網(wǎng)管設備，用于收集用戶的業(yè)務信息，根據(jù)各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)，接收所述局端設備上報的用戶的線路運行信息，所述線路運行信息包括測試參數(shù)和預先存儲的線路目標參數(shù)，將所述物理層目標參數(shù)和所述線路運行信息作為功率優(yōu)化算法的輸入?yún)?shù)，通過功率優(yōu)化算法獲取優(yōu)化功率譜。
10、根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)管設備還用于，通過最小二乘殘差法將所述優(yōu)化功率譜轉化為發(fā)送功率功率譜整形參數(shù)，保存所述功率譜整形參數(shù)和所述物理層目標參數(shù)作為所述用戶的功率優(yōu)化模板，并下發(fā)所述功率優(yōu)化模板至所述用戶對應的局端設備。
11、一種基于數(shù)字用戶線的功率優(yōu)化設備，其特征在于，包括物理層參數(shù)獲取單元，用于收集用戶的業(yè)務信息，根據(jù)各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)；線路運行信息接收單元，用于接收所述用戶的線路運行信息，所述線路運行信息包括測試參數(shù)和預先存儲的線路目標參數(shù)；優(yōu)化功率譜獲取單元，用于將所述物理層目標參數(shù)和所述線路運行信息作為功率優(yōu)化算法的輸入?yún)?shù)，通過功率優(yōu)化算法獲取優(yōu)化功率譜。
12、根據(jù)權利要求11所述的設備，其特征在于，所述物理層參數(shù) 獲耳又單元包括QoE參數(shù)查找單元，用于查找預先存儲的業(yè)務類型與QoE參數(shù)的對應關系，獲取所述各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)；QoE參數(shù)比較單元，用于比較不同業(yè)務的同種QoE參數(shù)，獲得同種QoE參數(shù)中值最大的QoE參數(shù)；物理層參數(shù)轉化單元，用于根據(jù)QoE參數(shù)與物理層目標參數(shù)的對應關系將所有值最大的Q o E參數(shù)轉化為物理層目標參數(shù)。
13、根據(jù)權利要求11所述的設備，其特征在于，還包括整形參數(shù)疼取獸元，用于通過最小二乘殘差法將所述優(yōu)化功率譜轉化為發(fā)送功率功率譜整形參數(shù)；功率優(yōu)化模板保存單元，用于保存所述功率譜整形參數(shù)和所述物理層目標參數(shù)作為所述用戶的功率優(yōu)化模板；功率優(yōu)化模板下發(fā)單元，用于下發(fā)所述功率優(yōu)化模板至所述用戶對應的局端設備。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于數(shù)字用戶線的功率優(yōu)化方法、系統(tǒng)及設備，所述方法包括收集用戶的業(yè)務信息，根據(jù)各個業(yè)務信息對應的QoE參數(shù)獲取物理層目標參數(shù)；接收所述用戶的線路運行信息，所述線路運行信息包括測試參數(shù)和預先存儲的線路目標參數(shù)；將所述物理層目標參數(shù)和所述線路運行信息一起作為功率優(yōu)化算法的輸入?yún)?shù)，通過功率優(yōu)化算法獲取優(yōu)化功率譜。本發(fā)明實施例按照QoE對DSL網(wǎng)絡進行優(yōu)化，提升了用戶體驗，并且采用最小功率法優(yōu)化發(fā)射功率譜，因此在滿足QoE的同時，降低了總功率的消耗，減小了不同DSL信號之間的串擾，使得系統(tǒng)的信號傳輸穩(wěn)定，提高了業(yè)務傳輸質量。
文檔編號H04B3/32GK101345552SQ20081014588
公開日2009年1月14日申請日期2008年8月18日優(yōu)先權日2008年8月18日
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