管理銅上的時分雙工(tdd)傳輸?shù)墓芾硐到y(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明描述涉及受到串擾的信道中的數(shù)據傳輸領域，特別地，涉及這種信道的調度時隙分配。
【背景技術】
[0002]TDD(時分雙工)系統(tǒng)在同樣的物理信道的不同時隙傳輸下行(網絡到用戶)數(shù)據及上行(用戶到網絡)數(shù)據。此外，在不同的時隙之間通常具有短小的保護時間，用于確保數(shù)據不重疊。一個新的TDD系統(tǒng)被稱為“G.fast”，目前處于ITU-T (國際電信聯(lián)盟-遠程通信標準化組織)的標準化程序中。G.fast用于在相對短(< 250m)的銅電話回路以及綜合布線上傳輸。
[0003]圖1是典型的TDD系統(tǒng)的水平時間軸上的時隙圖，在不同的上行(Down)和下行(Up) TDD時隙，交替從網絡向用戶進行下行傳輸和從用戶向網絡進行上行傳輸。存在下行時隙12、上行時隙14。接著是另一個下行時隙16，然后是上行時隙18。沿水平時間軸重復該循環(huán)?！安粚ΨQ比”是Down時隙的大小與Up時隙的大小的比。通常在每個時隙之間還具有短小的保護時間(未示出)。兩個時隙的每次重復可稱為幀?？商娲?，幀可具有多個兩個時隙的重復。
[0004]為了減少功耗及靠近的線路上的干擾，圖2中示出一種節(jié)省功率的TDD系統(tǒng)。圖2是節(jié)省功率的TDD系統(tǒng)的水平軸上的時隙圖。寬帶數(shù)據通信系統(tǒng)通常是空閑的或高度未充分利用的，并且目前的做法通常是在沒有數(shù)據流量時以全功率發(fā)送空閑碼。節(jié)省功率的選擇用于在沒有用戶數(shù)據流量時抑制傳輸。如圖2中所示，具有兩個幀21、22(TDD幀PTDD幀2)，每個幀具有下行(Down)時隙23、27，下行時隙23、27，后面是上行(Up)時隙25、29。此外，下行時隙的部分(在這種情況下是之后的部分)是空閑部分D_off 24、28，在空閑部分期間，抑制傳輸。在空閑部分期間，不發(fā)送數(shù)據也不發(fā)送空閑比特。類似地，上行時隙Up在每個時隙的結束處具有空閑部分U_off26、30，在每個空閑部分期間，不發(fā)送數(shù)據，也不發(fā)送空閑比特。在空閑時間“D_off”以及“U_off”期間不發(fā)送功率，能夠促進功率的顯著節(jié)約?！癉_off ”和“U_off ”還可結合到一個空閑部分中。
[0005]在許多TDD系統(tǒng)中，存在多個物理信道。如果這些信道位置接近并且頻率重疊，那么它們會彼此干擾。圖3是具有兩個信道31、32的TDD系統(tǒng)圖。在此示例中，每個信道使用銅電纜雙絞線，且兩個信道位于同樣的線纜中或線纜連接器(binder)中。如圖3中圖示的，在多對銅電纜中傳輸?shù)南到y(tǒng)會在彼此中產生串擾，每個信道產生近端串擾(NEXT) 33以及遠端串擾(FEXT) 34，且近端串擾(NEXT) 33以及遠端串擾(FEXT) 34的至少部分被引導至靠近的信道中。
[0006]每個信道連接在網絡端傳輸單元局(TU_0)35、36以及用戶端傳輸單元遠程(TU-R)收發(fā)機37、38。盡管示出的每個信道將不同的TU-O連接至其自身的TU-R，但一個TU-O能夠利用兩個信道連接至一個TU-R。這允許向一個TU-R發(fā)送更多的數(shù)據。一個TU-O還可連接至多個TU-R，有時稱為“綁定(bonding) ”。
[0007]NEXT可非常強大的可減弱高速傳輸。ADSL (非對稱數(shù)字用戶線路)以及VDSL (甚高速數(shù)字用戶線路)使用頻分復用(FDM)避免自身NEXT。自身NEXT 33是產生在相鄰的信道中的串擾，如圖3中所示。
【發(fā)明內容】
[0008]在一個示例中，描述數(shù)據通信系統(tǒng)中用于管理受到串擾的多個物理信道的方法。所述方法包括:調度所述物理信道的時隙分配，使得上行傳輸不與下行傳輸同時發(fā)生。在另一個示例中，由機器實現(xiàn)所述方法，所述機器運行具有存儲的指令的機器可讀介質。在另一個示例中，一種時隙管理系統(tǒng)管理數(shù)據通信系統(tǒng)中受到串擾的多個物理信道。所述系統(tǒng)具有程序和通信接口，所述程序用于確定所述物理信道的時隙分配，使得上行傳輸不與下行傳輸同時發(fā)生，所述通信接口用于對所述物理信道的發(fā)射機分配任務。
【附圖說明】
[0009]通過示例且不限制的方式圖示多個實施例，并且結合考慮多個圖時，參照下面的詳細描述將更充分理解該多個實施例，其中:
[0010]圖1是典型的TDD系統(tǒng)的水平時間軸上的時隙示意圖；
[0011]圖2是節(jié)省功率的TDD系統(tǒng)的水平時間軸上的時隙示意圖；
[0012]圖3是TDD系統(tǒng)中連接至端節(jié)點的兩個相關物理信道的示意圖；
[0013]圖4是根據本發(fā)明的實施例的兩個相關物理信道的時隙分配示意圖；
[0014]圖5是根據本發(fā)明的實施例的兩個相關物理信道的替代的時隙分配示意圖；
[0015]圖6是根據本發(fā)明的實施例的兩個相關物理信道的另一替代的時隙分配示意圖；
[0016]圖7是具有連接在中心局和端節(jié)點之間的至少兩個相關物理信道的雙絞線的示意圖；
[0017]圖8是根據本發(fā)明的實施例的計算TDD時隙和空閑時間的示例的過程流程圖；
[0018]圖9是根據本發(fā)明的實施例的計算各時隙的開始和結束時間的過程流程圖；
[0019]圖10是根據本發(fā)明的實施例的多個TDD組的示意圖，該多個TDD組具有耦合在它們的線路的一些之間的串擾，這些線路包括自主TDD管理；
[0020]圖11是根據本發(fā)明的實施例的計算TDD時隙的另一示例的過程流程圖；以及
[0021]圖12是根據本發(fā)明的實施例的TDD管理系統(tǒng)的框圖。
【具體實施方式】
[0022]本發(fā)明的多個實施例可提供利用時分雙工(TDD)在線纜上傳輸?shù)南到y(tǒng)的一種管理系統(tǒng)。該管理系統(tǒng)接收關于服務等級、流量、功率以及其他要求的輸入數(shù)據。然后，對于最佳性能、最小流量延遲以及最小功率使用，確定TDD時隙分配、空閑時間以及不對稱性。各TDD幀是靈活的并且不需要遵循固定模式。
[0023]避免自身NEXT的一個方式是同步兩條線路上的傳輸，使得一條線路在另一條線路進行上行傳輸時不進行下行傳輸。對于具有使用同樣的多對線纜連接器的多個信道的TDD系統(tǒng)，這是特別重要的。
[0024]圖4是示出了兩個不同信道(線路1、線路2)上的TDD幀(幀1、幀2)的示意圖，兩個不同的信道足夠近會在彼此線路中產生NEXT 41、42。各幀示出為在水平時間軸上對齊。每個信道的每個幀具有下行(Down)時隙43-1、43-2、44-1、44-2以及上行(Up)時隙45_1、46-2、45-2、46-2。即使各TDD幀對齊，在這種情況下，各時隙也不對齊。上面的線路(線路i)主要在上行方向上傳輸，而線路2主要在下行方向上傳輸。下行和上行不對齊導致靠近的線路中的NEXT 41、42。如所示的，在線路2幀2下行時隙43-2完成之前，線路順i上行時隙45-1開始。這種重疊期間，NEXT 41更高。線路2幀2下行時隙43_2結束之后，并且上行時隙45-2開始，NEXT 41大大減小。在幀2中出現(xiàn)類似的重疊。
[0025]避免NEXT的一個方式是對齊所有TDD幀、下行(Down)和上行(Up)時隙以及空閑時間，如例如圖5中所示的。如圖4中的，對于兩個靠近的信道(線路i和線路2)的幀結構(幀1、幀2)示出在水平時間軸上對齊。上面的線路(線路D和下面的線路(線路2)具有下行時隙53-1、54-1、53-2、54-2以及上行時隙55_1、56-1、55-2、56_2，各下行時隙和各上行時隙關于時間對齊。結果，兩個信道將同時輸送下行數(shù)據并且同時輸送上行數(shù)據。由于在上行傳輸期間沒有下行傳輸發(fā)生，因此最小化NEXT。
[0026]此外，兩個幀還具有多個空閑部分，每個幀的每個下行時隙中的0_#€ 57-1、58-1、57-2、58-2，每個幀的每個上行時隙中的U_off 51_1、52-1、51-2、52_2。每個上行時隙和每個下行時隙的部分示出為空閑(off)，以節(jié)省功率。各空閑部分也對齊。
[0027]避免NEXT的一種更靈活的方式是實施充分對齊，以避免在任意線路上同時進行上行和下行傳輸，而不用實施如圖5中那樣的每個幀中的每個時隙的完美對齊。這具有這樣的好處:如果具有較高的需求，一條線路能夠比其他線路傳輸更多的數(shù)據，而其他線路可以閑置且節(jié)省功率。此外，可改變各幀時間。但是，這樣具有壞處:需要較高水平的控制及協(xié)調。圖6示出了這種示例。
[0028]圖6示出在水平時間軸上對齊的兩個信道，上面的線路及下面的線路2。這兩個信道的下行(Down)部分 63-1、64-1、63-2、64-2 和上行(Up)部分 65_1、66-1、65-2、66_2如圖5中那樣對齊。但是，空閑部分(下行空閑部*D_off 67-1、68-1、67-2、68-2和上行空閑部*U_off 61-1、66-1、61-2、66-2)不對齊。為了去除NEXT，各空閑部分不需要對齊。當信道空閑時，此時不生成任何干擾。這些空閑周期中的每個不需要多個信道連接器的所有TDD組中的所有線路都對齊。本發(fā)明的多個實施例有助于控制多個空閑周期，以及確定如何讓每個信道的空閑周期適于避免NEXT以及最小化功率使用。
[0029]減緩NEXT的又一個方法是在各線路的網絡端使用主動NEXT消除，TU-O位于線路的網絡端。這一般在同樣的設備機箱中或至少在同樣位置中的各TU-O中是可行的。在這種情況下，傳輸?shù)臄?shù)據信號、接收的帶有NEXT的上行信號以及關聯(lián)的誤差信號可用于消除系統(tǒng)或過濾器，消除系統(tǒng)或過濾器實時從接收的信號減去NEXT的估計。NEXT消除器可具有迫零結構、最小均方誤差(MMSE)結構、判決反饋均衡器(DFE)結構或任何其他的消除過濾器的結構?？稍趩訒r計算消除系數(shù)，且可在各線路活躍時，利用誤差信號修改消除系數(shù)。
[0030]NEXT消除去除了從下行信號到上行信號中的大部分NEXT，允許下行和上行時隙之間的一些重疊。從上行信號到下行信號中的NEXT主要在線路的用戶端發(fā)生，在線路的用戶端，上行信號最強。由于發(fā)生在引入線處和線纜內的衰減，NEXT的幅度可能低的足以忽略。以同樣的頻率同時進行上行傳輸和下行傳輸被稱為全雙工操作，且通常還需要線路混雜和回聲消除器。通過在各線路的TU-O端使用NEXT消除以及通過不允許在VDSL 2下行頻帶中進行上行傳輸(除非NEXT在線路的用戶端較低)，使得能夠兼容VDSL 2。同時進行上行傳輸和下行傳輸，且當僅在一個方向傳輸時，可使用不同的比特負載。
[0031]通過NEXT消除，除了在某些情況或某些時隙中，可允許下行和上行時隙之間的某些重疊外，TDD系統(tǒng)的管理如在這里描述的那樣進行?？蓪γ總€環(huán)境動態(tài)調整時隙和頻帶分配的組合。
[0032]若干網絡端傳輸單元(TU-O)通常在一個接入節(jié)點中。接入節(jié)點的一個示例是數(shù)字用戶線路接入復用器(DSLAM)。參照圖7，中心局(CO)或交換場所71通過饋線72耦合至一個或多個轉換箱或鉸接點73，盡管僅示出一個。轉換箱通過配電線74耦合至一個或多個引入線接口 75，盡管僅示出一個。引入線接口通過一個或多個引入(drop)或引入線76耦合至一個或多個TU-R 77，盡管僅示出一個。根據系統(tǒng)實現(xiàn)方式，可用以下形式替換轉換箱73或者轉換箱73可為以下形式:饋線分配接口(FDI)、服務區(qū)域接口(SAI)、連接線接口(JWI)、或子環(huán)路配線架(SDF)。可用配線終端或部署點(dP)替代引入線接口 75，或者，弓丨入線接口 75可為配線終端或部署點(dP)的形式。
[0033]接入節(jié)點或DSLAM(未示出)可位于配線終端，或可位于分配站的別的地方，且通常，來自中心局(CO)或交換場所的光纖饋送到接入點或DSLAM。朝向TU-R接入節(jié)點的下行串擾僅在來自一個接入節(jié)點的線路之間，或者，