KR100492948B1 - Multi carrier digital subscriber line system, spectrum management method of the same and central office apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중 캐리어 디지털 가입자 선로(multi carrier digital subscriber line, 이하 MC DSL이라고 함) 시스템, 이 시스템의 스펙트럼 관리 방법 및 기지국 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-carrier digital subscriber line (hereinafter referred to as MC DSL) system, a spectrum management method and a base station apparatus of the system.
본 발명은 바인더에 포함된 선로들의 채널 정보를 측정하는 단계, 상기 측정된 채널 정보를 수집하는 단계, 상기 수집된 채널 정보를 이용하여 상기 선로들 중 적어도 하나의 선로의 부채널의 할당 비트수를 결정하되, 상기 하나의 선로의 부채널의 전력 증감에 대한 함수 및 나머지 선로들 중 적어도 한 선로의 상기 부채널의 최대 허용 할당 비트수의 감소에 대한 함수의 합인 비용 함수가 최소인 부채널에 할당 비트수를 추가하는 방식으로 할당 비트수를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 할당 비트수 및 전력에 따라 상기 선로들의 각 부채널에 비트를 할당하여 통신을 수행하는 단계를 포함하는 MC DSL 시스템의 스펙트럼 관리방법을 제공한다. 또한 MC DSL 시스템 및 기지국 장치를 제공한다. The present invention provides a method of measuring channel information of lines included in a binder, collecting the measured channel information, and using the collected channel information to determine the number of bits allocated to subchannels of at least one of the lines. Determine a subchannel having a minimum cost function that is a sum of a function of power increase and decrease of a subchannel of the one line and a function of reduction of the maximum allowable allocation bit number of the subchannel of at least one of the remaining lines. Determining the number of allocated bits by adding the number of bits, and performing communication by allocating bits to each subchannel of the lines according to the determined number of allocated bits and power. Provide a method. It also provides an MC DSL system and a base station apparatus.
본 발명에 의한 다중 캐리어 디지털 가입자 선로 시스템의 스펙트럼 관리 방법 및 이에 사용되는 기지국 장치는 연산량이 적으면서도 높은 성능을 가진다는 장점이 있다. The spectrum management method of the multi-carrier digital subscriber line system and the base station apparatus used in the present invention have a high performance while having a small amount of calculation.
Description
본 발명은 다중 캐리어 디지털 가입자 선로(multi carrier digital subscriber line, 이하 MC DSL이라고 함) 시스템, 이 시스템의 스펙트럼 관리 방법 및 기지국 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-carrier digital subscriber line (hereinafter referred to as MC DSL) system, a spectrum management method and a base station apparatus of the system.
최근 통신 네트워크를 통한 멀티미디어 서비스 공급에 대한 수요가 증가하였으며, 이러한 수요를 충족하기 위해 증폭기나 중계기 없이 기존의 구리 전화선을 이용하여 수백 kbps에서 수십 Mbps까지의 데이터 전송 속도를 제공하기 위한 DSL(digital subscriber line) 방식이 개발되었다. DSL은 HDSL(high-data-rate DSL), SDSL(single-line HDSL), ADSL(asymmetry DSL), UADSL(universal ADSL), VDSL(very high-data rate DSL) 등의 다양한 형태로 발전되어 왔다. 이러한 DSL은 사용된 변복조 방식에 따라 단일 캐리어(single-carrier, 이하 SC라 함) DSL과 다중 캐리어(multi-carrier, 이하 MC라 함) DSL로 분류할 수 있다. 이 중 MC DSL은 송수신에 사용되는 주파수 대역을 다수의 부채널로 나누어 사용하는 방식으로써, 대표적으로 DMT 방식의 DSL 등이 있다.Recently, there has been an increase in demand for multimedia services through telecommunication networks, and digital subscribers to provide data transfer rates from hundreds of kbps to tens of Mbps using existing copper telephone lines without amplifiers or repeaters to meet these demands. line method has been developed. DSLs have evolved into various forms such as high-data-rate DSL (HDSL), single-line HDSL (SDSL), asymmetry DSL (ADSL), universal ADSL (UDASL), and very high-data rate DSL (VDSL). These DSLs can be classified into single-carrier (hereinafter referred to as SC) DSL and multi-carrier (hereinafter referred to as MC) DSL according to the modulation and demodulation scheme used. Among these, MC DSL is a method of dividing a frequency band used for transmission and reception into a plurality of subchannels, and typically includes a DSL of a DMT method.
이러한 MC DSL 시스템은 복수의 선로를 포함하는 바인더(binder) 내에 위치한 선로간의 누화 간섭 신호(crosstalk interference)에 의해 성능이 저하된다. 특히 정적 스펙트럼을 사용하는 종래기술에 의하는 DSL 시스템의 경우, 선로간의 간섭을 고려하지 아니하므로, 한 바인더 내의 가입자 선로가 늘어날수록 누화 간섭에 의해 그 성능이 급격히 저하된다. 이러한 문제점을 해결하고 DSL 시스템들의 성능을 극대화 하기 위한 동적 스펙트럼 관리(dynamic spectrum management (DSM)) 기술이 개발되었다. 동적 스펙트럼 관리기술이란 같은 바인더에 속한 가입자 선로의 환경, 즉 선로 감쇠, 누화 신호의 크기, 배경 잡음 등의 함수로 가입자 선로의 송신 전력 마스크를 정하는 기술이다. 종래의 동적 스펙트럼 관리 기술로서, 수평 전력 축소(flat power cutback, 이하 FPCB라 함) 기술, 반복 워터필링(iterative waterfilling, 이하 IWF라 함) 기술, 그리고 최적 스펙트럼 균형 (optimal spectrum balancing, 이하 OSB라 함) 기술 등이 있다. 이러한 기술들은 "J. M. Cioffi, Dynamic Spectrum Management Report, T1E1.4/2003-018R" 및 "Wei Yu, George Ginis, and John M. Cioffi, Distributed Multiuser Power Control for Digital Subscriber Lines, IEEE JSAC, Jun. 2002"에 잘 설명되어 있다. 이들 중, FPCB는 감쇠가 적은 선로의 송신전력을 톤 위치에 상관없이 일률적으로 축소하고, 감쇠가 심한 선로의 송신 전력은 증대하는 기술이다. IWF는 같은 바인더에 속한 가입자 선로들의 시스템들이 워터 필링에 기초한 비트 로딩을 독립적으로 반복을 하면 평형 상태에 도달하여 주어진 선로 환경에 적합한 비트 테이블과 전력 테이블이 유도된다는 기술이다. OSB는 같은 바인더에 속한 가입자 선로들의 각 톤당 송신 전력과 할당 비트수로 이루어진 비용 함수를 정의하여, 이 비용 함수를 최소화 하는 각 톤의 송신전력과 할당 비트수를 전체 검색(exhaustive search)을 통해 구하는 기술이다.The MC DSL system is degraded by crosstalk interference between lines located in a binder including a plurality of lines. In particular, in the prior art DSL system using the static spectrum, since the interference between the lines is not taken into account, as the subscriber line in one binder increases, its performance rapidly decreases due to crosstalk interference. Dynamic spectrum management (DSM) technology has been developed to solve these problems and maximize the performance of DSL systems. Dynamic spectrum management technology is a technique for determining the transmission power mask of a subscriber line as a function of the environment of the subscriber line belonging to the same binder, that is, the line attenuation, the magnitude of the crosstalk signal, and the background noise. Conventional dynamic spectrum management techniques include flat power cutback (FPCB) technology, iterative waterfilling (IWF) technology, and optimal spectrum balancing (OSB). ) Technology. These technologies are "JM Cioffi, Dynamic Spectrum Management Report, T1E1.4 / 2003-018R" and "Wei Yu, George Ginis, and John M. Cioffi, Distributed Multiuser Power Control for Digital Subscriber Lines, IEEE JSAC, Jun. 2002" Well explained. Among these, FPCB is a technique of uniformly reducing the transmission power of a line with low attenuation regardless of the tone position, and increasing the transmission power of a line with high attenuation. IWF is a technique in which systems of subscriber lines belonging to the same binder independently repeat bit loading based on water filling to reach an equilibrium state to derive a bit table and a power table suitable for a given line environment. The OSB defines a cost function that consists of the transmit power and allocated bits per ton of subscriber lines belonging to the same binder, and obtains the transmit power and allocated bits of each tone through an exhaustive search that minimizes this cost function. Technology.
도 1은 동적 스펙트럼 관리기술들의 속도 영역(rate region)을 나타내는 그래프이다. 여기서 속도 영역이란 각 사용자가 얻을 수 있는 전송 속도 조합의 전 범위를 뜻한다. 속도 영역이 넓을수록 성능이 좋은 것이다. 도면 1을 참조하면, 제 1 선로를 통하여 기지국과 접속된 제 1 사용자(User1)의 전송률(Data Rate)이 소정의 값을 가질 때, 제 2 선로를 통하여 기지국과 접속된 제 2 사용자(User2)의 전송률은 OSB 기술이 가장 크고, IWF 기술이 그 다음이고, FPCB 기술이 가장 떨어진다. 또한, 제 2 사용자(User2)의 전송률이 소정의 값을 가질 때, 제 1 사용자(User1)의 전송률은 OSB 기술이 가장 크고, IWF 기술이 그 다음이고, FPCB 기술이 가장 떨어진다. 이와 같이, FPCB 기술 및 IWF 기술은 OSB 기술에 의한 경우에 비하여 성능의 개선이 그다지 크지 아니하다는 문제점이 있다. 이에 반하여, OSB 기술은 성능은 FPCB 기술 및 IWF 기술에 비하여 월등하나 연산이 복잡하여 최적의 할당 비트수를 찾는데 소요되는 시간이 길다는 단점이 있다. 1 is a graph illustrating the rate region of dynamic spectrum management techniques. Here, the speed range means the entire range of transmission rate combinations that can be obtained by each user. The wider the speed range, the better the performance. Referring to FIG. 1, when the data rate of the first user User1 connected to the base station through the first line has a predetermined value, the second user User2 connected to the base station through the second line The transmission rate of is the OSB technology is the largest, IWF technology is the next, FPCB technology is the worst. In addition, when the transmission rate of the second user User2 has a predetermined value, the transmission rate of the first user User1 has the largest OSB technology, the next IWF technology, and the lowest FPCB technology. As described above, the FPCB technology and the IWF technology have a problem in that the performance improvement is not so large as compared with the case of the OSB technology. On the contrary, the OSB technology is superior in performance to the FPCB technology and the IWF technology. However, the OSB technology has a disadvantage in that the time required for finding the optimal number of allocated bits is long because the operation is complicated.
따라서, 본 발명의 목적은 상술한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 성능이 향상된 MC DSL 시스템, 이 시스템의 스펙트럼 관리 방법 및 기지국 장치를 제공한다. Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, to provide an improved performance of the MC DSL system, the spectrum management method and base station apparatus of the system.
또한, 본 발명의 목적은 최적의 할당 비트수를 찾는데 소요되는 연산이 간단한 MC DSL 시스템, 이 시스템의 스펙트럼 관리 방법 및 기지국 장치를 제공한다. It is also an object of the present invention to provide an MC DSL system with a simple operation required to find an optimal number of allocated bits, a spectrum management method of the system, and a base station apparatus.
상술한 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면은 바인더에 포함된 선로들의 채널 정보를 측정하는 단계, 상기 측정된 채널 정보를 수집하는 단계, 상기 수집된 채널 정보를 이용하여 상기 선로들 중 적어도 하나의 선로의 부채널의 할당 비트수를 결정하되, 상기 하나의 선로의 부채널의 전력 증감에 대한 함수 및 나머지 선로들 중 적어도 한 선로의 상기 부채널의 최대 허용 할당 비트수의 감소에 대한 함수의 합인 비용 함수가 최소인 부채널에 할당 비트수를 추가하는 방식으로 할당 비트수를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 할당 비트수 및 전력에 따라 상기 선로들의 각 부채널에 비트를 할당하여 통신을 수행하는 단계를 포함하는 MC DSL 시스템의 스펙트럼 관리방법을 제공한다. As a technical means for achieving the above object, a first aspect of the present invention is to measure the channel information of the lines included in the binder, collecting the measured channel information, using the collected channel information Determine the number of allocated bits of the subchannels of at least one of the lines, the function of increasing or decreasing the power of the subchannels of the one line and the maximum allowed number of allocated bits of the subchannels of at least one of the remaining lines Determining the number of allocated bits by adding the number of allocated bits to the subchannel whose cost function is the sum of the functions for reduction, and allocating bits to each subchannel of the lines according to the determined number of allocated bits and power. It provides a spectrum management method of the MC DSL system comprising the step of performing communication.
본 발명의 제 2 측면은 바인더에 포함된 선로들의 채널 정보를 측정하는 단계, 상기 측정된 채널 정보를 수집하는 단계, 상기 수집된 채널 정보를 이용하여 상기 선로들 중 적어도 하나의 선로의 부채널의 할당 비트수를 결정하되, 상기 하나의 선로의 부채널의 전력 증감에 대한 함수 및 나머지 선로들 중 적어도 한 선로의 상기 부채널의 최대 허용 할당 비트수의 감소에 대한 함수의 합인 비용 함수가 최소인 부채널에 할당 비트수를 추가하는 방식으로 할당 비트수를 결정하는 단계, 및 상기 결정된 할당 전력을 최대 전력 마스크로써 상기 선로들에 연결된 모뎀들에 전달하고, 상기 모뎀들은 상기 최대 전력 마스크의 범위내에서 각 부채널에 비트를 할당하여 통신을 수행하는 단계를 포함하는 MC DSL 시스템의 스펙트럼 관리방법을 제공한다. The second aspect of the present invention is to measure the channel information of the lines included in the binder, collecting the measured channel information, by using the collected channel information of the sub-channel of at least one of the lines Determine a number of allocation bits, the cost function being the sum of a function of increasing or decreasing the power of the subchannels of the one line and a function of decreasing the maximum allowed allocation bits of the subchannels of at least one of the remaining lines Determining the number of allocated bits by adding an allocated number of bits to a subchannel, and transferring the determined allocated power to the modems connected to the lines as a maximum power mask, the modems being within the range of the maximum power mask. In the present invention, there is provided a spectrum management method of an MC DSL system, which includes performing a communication by allocating a bit to each subchannel.
본 발명의 제 3 측면은 한 바인더내에 위치한 복수의 선로에 각각 연결된 복수의 기지국측 모뎀, 및 상기 복수의 선로의 각 부채널의 할당 비트수 및 전력을 결정하는 스펙트럼 관리부를 포함하며, 상기 스펙트럼 관리부는 상기 수집된 채널 정보를 이용하여 상기 선로들 중 적어도 하나의 선로의 부채널의 할당 비트수를 결정하되, 상기 하나의 선로의 부채널의 전력 증감에 대한 함수 및 나머지 선로들 중 적어도 한 선로의 상기 부채널의 최대 허용 할당 비트수의 감소에 대한 함수의 합인 비용 함수가 최소인 부채널에 할당 비트수를 추가하는 방식으로 할당 비트수를 결정하는 MC DSL 기지국 장치를 제공한다. A third aspect of the present invention includes a plurality of base station-side modems each connected to a plurality of lines located in one binder, and a spectrum management unit for determining the number of allocated bits and power of each subchannel of the plurality of lines. Is used to determine the number of bits allocated to the subchannels of at least one of the lines using the collected channel information, the function of the power increase and decrease of the subchannels of the one line and at least one of the remaining lines Provided is an MC DSL base station apparatus for determining the number of bits allocated by adding the number of bits allocated to the subchannel of which the cost function is the sum of the functions for the reduction of the maximum allowable allocated bits of the subchannel.
본 발명의 제 4 측면은 복수의 선로를 포함하는 바인더, 상기 복수의 선로에 각각 연결된 복수의 가입자측 모뎀, 상기 복수의 선로에 각각 연결된 복수의 기지국측 모뎀, 및 상기 복수의 선로의 각 부채널의 할당 비트수 및 전력을 결정하는 스펙트럼 관리부를 포함하며, 상기 스펙트럼 관리부는 상기 수집된 채널 정보를 이용하여 상기 선로들 중 적어도 하나의 선로의 부채널의 할당 비트수를 결정하되, 상기 하나의 선로의 부채널의 전력 증감에 대한 함수 및 나머지 선로들 중 적어도 한 선로의 상기 부채널의 최대 허용 할당 비트수의 감소에 대한 함수의 합인 비용 함수가 최소인 부채널에 할당 비트수를 추가하는 방식으로 할당 비트수를 결정하는 MC DSL 시스템을 제공한다. A fourth aspect of the present invention provides a binder including a plurality of lines, a plurality of subscriber side modems respectively connected to the plurality of lines, a plurality of base station side modems respectively connected to the plurality of lines, and each subchannel of the plurality of lines. And a spectrum manager to determine the number of allocated bits and power of the channel, wherein the spectrum manager determines the number of allocated bits of the subchannels of at least one of the lines using the collected channel information. Adding the number of allocated bits to the subchannel with the minimum cost function, which is the sum of the function for increasing or decreasing the power of the subchannel and the function of reducing the maximum allowed allocated bits of the subchannel of at least one of the remaining lines. It provides an MC DSL system for determining the number of bits allocated.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 심볼 동기화 장치를 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인하여 한정되는 식으로 해석되어 져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되어 지는 것이다.Hereinafter, a symbol synchronization apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 MC DSL 시스템을 간략히 표현한 도면이다. 2 is a diagram briefly showing an MC DSL system according to a first embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, MC DSL 시스템은 기지국(Central Office) 장치(100), 바인더(200) 및 제 1 내지 M 가입자측 모뎀(Modem_R1 내지 Modem_RM)을 구비한다. 기지국 장치(100)는 스펙트럼 관리부(110) 및 제 1 내지 M 기지국측 모뎀(Modem_C1 내지 Modem_CM)을 포함하며, 바인더(200)에는 제 1 내지 M 선로(L1 내지 LM)가 위치한다. Referring to FIG. 2, the MC DSL system includes a base station apparatus 100, a binder 200, and first to M subscriber side modems Modem_R1 to Modem_RM. The base station apparatus 100 includes a spectrum management unit 110 and first to M base station side modems Modem_C1 to Modem_CM, and the binder 200 is provided with the first to M lines L1 to LM.
제 1 기지국측 모뎀(Modem_C1)은 제 1 선로(L1)를 통하여 제 1 가입자측 모뎀(Modem_R1)과 통신을 수행한다. 이 때 통신은 다중 캐리어 방식으로 수행된다. 또한, 통신의 수행 중에 또는 초기화 과정에서 제 1 기지국측 모뎀(Modem_C1) 및 제 1 가입자측 모뎀(Modem_R1)은 스펙트럼 관리에 필요한 각종 파라미터를 측정한다. 같은 방식으로 제 2 기지국측 모뎀(Modem_C2)은 제 2 선로(L2)를 통하여 제 2 가입자측 모뎀(Modem_R2)과 통신을 수행하며, 제 3 기지국측 모뎀(Modem_C3)은 제 3 선로(L3)을 통하여 제 3 가입자측 모뎀(Modem_R3)와 통신을 수행한다. The first base station-side modem Modem_C1 communicates with the first subscriber-side modem Modem_R1 through the first line L1. At this time, the communication is performed in a multi-carrier manner. In addition, during communication or during an initialization process, the first base station-side modem Modem_C1 and the first subscriber-side modem Modem_R1 measure various parameters required for spectrum management. In the same manner, the second base station-side modem Modem_C2 communicates with the second subscriber-side modem Modem_R2 through the second line L2, and the third base station-mode modem Mode_C3 connects the third line L3. Communicate with the third subscriber-side modem (Modem_R3).
도면에서 P1은 제 1 선로(L1)을 통하여 제 1 가입자측 모뎀(Modem_R1)으로부터 제 1 기지국측 모뎀(Modem_C1)으로 전송되는 신호의 전달함수의 크기의 제곱을 의미한다. 같은 방식으로 P2는 제 2 선로(L2)을 통하여 제 2 가입자측 모뎀(Modem_R2)으로부터 제 2 기지국측 모뎀(Modem_C2)으로 전송되는 신호의 전달함수의 크기의 제곱을 의미하며, P3은 제 3 선로(L3)을 통하여 제 3 가입자측 모뎀(Modem_R3)으로부터 제 3 기지국측 모뎀(Modem_C3)으로 전송되는 신호의 전달함수의 크기의 제곱을 의미한다. P12 및 P1M은 원단 누화 잡음(far end crosstalk, 이하 FEXT라 함)에 의한 영향을 의미하는 것으로써, P12는 제 2 가입자측 모뎀(Modem_R2)으로부터 제 1 기지국측 모뎀(Modem_C1)으로 전달되는 누화 잡음의 전달함수의 크기의 제곱을 의미하고, P1M은 제 M 가입자측 모뎀(Modem_RM)으로부터 제 1 기지국측 모뎀(Modem_C1)으로 전달되는 누화 잡음의 전달함수의 크기의 제곱을 의미한다. In the drawing, P1 means the square of the magnitude of the transfer function of the signal transmitted from the first subscriber-side modem Modem_R1 to the first base station-side modem Mode_C1 through the first line L1. In the same manner, P2 means the square of the magnitude of the transfer function of the signal transmitted from the second subscriber-side modem Modem_R2 to the second base station-side modem Mode_C2 via the second line L2, and P3 is the third line. It means the square of the magnitude of the transfer function of the signal transmitted from the third subscriber-side modem (Modem_R3) to the third base station-side modem (Modem_C3) through (L3). P12 and P1M mean the effect of far end crosstalk (FEXT), P12 is crosstalk noise transmitted from the second subscriber-side modem (Modem_R2) to the first base station-side modem (Modem_C1) P1M means the square of the magnitude of the transfer function of crosstalk noise transferred from the Mth subscriber-side modem Modem_RM to the first base station-side modem Modem_C1.
스펙트럼 관리부(110)는 각 선로의 부채널에 할당되는 비트 수 및 각 선로의 부채널에 할당되는 전력을 결정하여 이 정보를 각 모뎀으로 전달하거나, 각 선로의 부채널에 할당되는 송신 전력 마스크를 결정하여 이 정보를 각 모뎀으로 전달하는 기능을 수행한다. 이와 같은 기능을 수행하기 위하여 스펙트럼 관리부(110)는 먼저 각 모뎀으로부터 채널 정보를 수집한다. 그 후에 스펙트럼 관리부(110)는 제 1 방법 및/또는 제 2 방법을 사용하여 각 선로의 부채널에 할당되는 비트수 및 전력을 결정한다. 여기에서 제 1 방법은 상기 선로들 중 선택된 한 선로의 각 부채널의 비용함수를 계산하고, 상기 비용함수가 가장 작은 부채널을 선택하여 할당 비트수를 증가시키는 방법이다. 이때, 상기 비용함수는 선택된 선로의 부채널의 비트수를 증가시키기 위하여 추가되어야 하는 전력에 대한 함수 및 상기 부채널의 전력의 추가로 인하여 나머지 선로의 상기 부채널에서 감소되는 할당 비트수에 대한 함수의 합으로 계산되어 진다. 그리고, 제 2 방법은 제 1 방법과 동일하게 상기 선로들 중 선택된 한 선로의 각 부채널의 비용함수를 계산하고, 상기 비용함수가 가장 작은 부채널을 선택하여 할당 비트수를 증가시키는 방법이나, 단지 비용함수가 선택된 선로의 부채널의 비트수를 증가시키기 위하여 나머지 선로의 상기 부채널에서 감소되어야 하는 할당 비트수에 대한 함수로 계산되어진다는 차이점이 있다. 이와 같이 나머지 선로의 부채널에 할당 비트수를 감소시킴으로써 즉 나머지 선로의 부채널에 할당되는 전력을 감소시킴으로써, 선택된 선로의 부채널에 할당 비트수를 증가시킬수 있는 이유는 나머지 선로로부터 발생되는 FEXT에 의한 영향이 감소하기 때문이다. 즉, 나머지 선로에 의한 FEXT가 줄기 때문에 선택된 선로의 SNR이 증가하므로 선택된 선로의 비트 할당을 증가시킬 수 있다. 이와 같은 방법으로 각 선로의 부채널에 할당되는 비트수 및 전력을 결정한 후에, 스펙트럼 관리부(110)는 이와 관련된 정보를 각 모뎀에 전달한다. 이때, 스펙트럼 관리부는 결정된 비트수 및 전력에 관한 정보를 각 모뎀에 전달할 수 있다. 이 경우에 각 모뎀은 각 부채널에 결정된 비트수 및 전력을 할당하여 통신을 수행한다. 또한, 스펙트럼 관리부(110)는 결정된 비트수 및 전력에 관한 정보를 각 모뎀에 전달하지 아니하고, 결정된 전력 즉 최대 전력 마스크를 각 모뎀에 전달할 수도 있고, 이 경우에는 각 모뎀은 상기 최대 전력 마스크의 범위 내에서 각 부채널에 비트를 할당하여 통신을 수행한다. The spectrum management unit 110 determines the number of bits allocated to the subchannels of each line and the power allocated to the subchannels of each line and transfers this information to each modem, or transmits a transmission power mask allocated to the subchannels of each line. It determines and delivers this information to each modem. In order to perform such a function, the spectrum management unit 110 first collects channel information from each modem. Thereafter, the spectrum manager 110 determines the number of bits and power allocated to the subchannels of each line by using the first method and / or the second method. Here, the first method is a method of calculating the cost function of each subchannel of a selected one of the lines, and selecting the subchannel having the smallest cost function to increase the number of allocated bits. In this case, the cost function is a function of the power to be added to increase the number of bits of the subchannel of the selected line and a function of the number of allocated bits reduced in the subchannel of the remaining line due to the addition of the power of the subchannel. It is calculated as the sum of. The second method is a method of calculating a cost function of each subchannel of a selected one of the lines and increasing the number of allocated bits by selecting a subchannel having the smallest cost function, as in the first method. The only difference is that the cost function is calculated as a function of the number of allocated bits that must be reduced in the subchannels of the remaining lines in order to increase the number of bits of the subchannels of the selected line. In this way, by reducing the number of bits allocated to the subchannels of the remaining lines, that is, by reducing the power allocated to the subchannels of the remaining lines, the reason for increasing the number of bits allocated to the subchannels of the selected line is due to the FEXT generated from the remaining lines. This is because the effect is reduced. That is, since the SNR of the selected line is increased because the FEXT by the remaining lines is reduced, the bit allocation of the selected line can be increased. In this way, after determining the number of bits and power allocated to the subchannels of each line, the spectrum management unit 110 transmits the related information to each modem. At this time, the spectrum management unit may transmit information on the determined number of bits and power to each modem. In this case, each modem performs communication by allocating the determined number of bits and power to each subchannel. In addition, the spectrum manager 110 may transmit the determined power, that is, the maximum power mask, to each modem without transmitting information about the determined number of bits and power to each modem. In this case, each modem is in the range of the maximum power mask. Communication is performed by allocating bits to each subchannel within the channel.
도 3은 도 2의 스펙트럼 관리부의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining the operation of the spectrum management unit of FIG.
도 3을 참조하면, 도 3의 (a)에 제 1 가입자측 모뎀(Modem_R1)에 있어서 송신시 각 부채널에 할당되는 전력 및 제 2 가입자측 모뎀(Modem_R2)에 있어서 송신시 각 부채널에 할당되는 전력이 표현되어 있다. 제 1 가입자측 모뎀(Modem_R1)의 제 2 부채널(SC2)에 할당되는 비트 수를 증가시키기 위한 방법들이 도 3의 (b), (c) 및 (d)에 표현되어 있다. 이들 중 도 3의 (b)에 표현된 방법은 종래에 흔히 사용되는 방법으로써, 제 1 가입자측 모뎀(Modem_R1)의 제 2 부채널(SC2)의 송신전력을 증가시킴으로써 할당되는 비트 수를 증가시키는 방법이다. 도 3의 (c)는 제 2 방법에 의하여 제 1 가입자측 모뎀(Modem_R1)의 할당 비트수를 증가시키는 방법으로써, 제 2 가입자측 모뎀(Modem_R2)의 제 2 부채널(SC2)의 송신전력을 감소시킴으로써 제 1 가입자측 모뎀(Modem_R1)의 제 2 부채널(SC2)에 할당되는 비트 수를 증가시키는 방법이다. 도 3의 (d)는 제 1 방법에 의하여 제 1 가입자측 모뎀(Modem_R1)의 할당 비트수를 증가시키는 방법으로써, 제 1 가입자측 모뎀(Modem_R1)의 제 2 부채널(SC2)의 송신전력을 증가시키고, 이로 인하여 제 2 가입자측 모뎀(Modem_R2)의 제 2 부채널(SC2)의 허용 비트수 즉 송신 전력을 감소되는 것이 표현되어 있다. Referring to FIG. 3, the power allocated to each subchannel at the time of transmission in the first subscriber-side modem Modem_R1 and the subchannel at the time of transmission in the second subscriber-side modem Modem_R2 are shown in FIG. The power to be expressed is represented. Methods for increasing the number of bits allocated to the second subchannel SC2 of the first subscriber-side modem Modem_R1 are represented in FIGS. 3B, 3C, and 3D. Among these methods, the method represented in FIG. 3B is a method commonly used in the art, and increases the number of bits allocated by increasing the transmission power of the second subchannel SC2 of the first subscriber-side modem Modem_R1. It is a way. 3 (c) illustrates a method of increasing the number of allocated bits of the first subscriber-side modem Modem_R1 by the second method. The transmission power of the second subchannel SC2 of the second subscriber-side modem Modem_R2 is increased. By decreasing, the number of bits allocated to the second subchannel SC2 of the first subscriber-side modem Modem_R1 is increased. FIG. 3D illustrates a method of increasing the number of bits allocated to the first subscriber-side modem Modem_R1 by the first method. The transmission power of the second subchannel SC2 of the first subscriber-side modem Modem_R1 is increased. It is expressed that the number of bits allowed for the second subchannel SC2 of the second subscriber-side modem Modem_R2 is reduced, that is, the transmission power.
도 4는 도 2에 표현된 MC DSL 시스템의 스펙트럼 관리방법의 일례를 나타내는 도면이다. 4 is a diagram illustrating an example of a spectrum management method of the MC DSL system illustrated in FIG. 2.
도 2 및 4를 참조하면, 스펙트럼 관리방법은 한 바인더에 포함된 선로들의 채널 정보를 측정하는 단계(S100), 측정된 채널 정보를 수집하는 단계(S200), 수집된 채널 정보를 이용하여 각 선로의 각 부채널의 할당 비트수를 결정하는 단계(S300), 비트를 할당하여 통신을 수행하는 단계(S400)를 포함한다. 2 and 4, the spectrum management method includes measuring channel information of lines included in a binder (S100), collecting measured channel information (S200), and using each collected channel information. Determining the number of allocated bits of each subchannel of (S300), and the step of assigning bits to perform communication (S400).
한 바인더에 포함된 선로(L1 내지 LM)들의 채널 정보를 측정하는 단계(S100)에서, 기지국측 모뎀(Modem_C1 내지 Modem_CM) 또는 가입자측 모뎀(Modem_R1 내지 Modem_RM)은 각 채널에 대한 정보를 측정한다. 단말기에서 기지국으로 전송되는 상향 스트림(upstream)의 채널 정보는 기지국측 모뎀(Modem_C1 내지 Modem_CM)에서 측정하고, 기지국에서 단말기로 전송되는 하향 스트림(downstream)의 채널 정보는 가입자측 모뎀(Modem_R1 내지 Modem_RM)에서 측정한다. 측정되는 채널 정보로는 각 선로의 감쇠(loop loss), FEXT 및 배경 잡음 전력(background noise power) 등이 있다. In step S100 of measuring channel information of the lines L1 to LM included in one binder, the base station-side modems Modem_C1 to Modem_CM or the subscriber-side modems Modem_R1 to Modem_RM measure information on each channel. Channel information of the upstream (upstream) transmitted from the terminal to the base station is measured by the base station-side modems (Modem_C1 to Modem_CM), and channel information of the downstream stream (downstream) transmitted from the base station to the terminal is the subscriber-side modems (Modem_R1 to Modem_RM) Measure at Channel information to be measured includes loop loss, FEXT, and background noise power of each line.
상향 스트림의 경우, 제 m 선로(Lm, m은 1 이상이고 M 이하인 정수를 의미함)의 선로 감쇠는 제 m 가입자측 모뎀(Modem_Rm)에서 송신한 신호의 전력과 제 m 기지국측 모뎀(Modem_Cm)에서 수신한 신호의 전력을 측정함으로써 구할 수 있다. 제 n 선로(Ln, n은 1 이상이고 M 이하인 정수를 의미함)로부터 제 m 선로(Lm)로의 FEXT는 제 n 가입자측 모뎀(Modem_Rn) 이외의 가입자측 모뎀(Modem_R1 내지 Modem_R(n-1), Modem_R(n+1) 내지 Modem_RM)은 신호를 송신하지 아니하고, 제 n 가입자측 모뎀(Modem_Rn)만이 소정의 신호를 송신하는 상태에서, 제 n 가입자측 모뎀(Modem_Rn)에서 송신한 신호의 전력과 제 n 가입자측 모뎀(Modem_Rn)으로부터 제 m 기지국측 모뎀(Modem_Cm)으로 전달된 신호의 전력을 측정함으로써 구할 수 있다. 제 m 선로(Lm)의 배경 잡음은 모든 가입자측 모뎀(Modem_R1 내지 Modem_Rm)이 신호를 송신하지 않는 상태에서 제 m 기지국측 모뎀(Modem_Cm)에서 수신 신호의 전력을 측정함으로써 구할 수 있다.For upstream, the line attenuation of the mth line (Lm, m is an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to M) is the power of the signal transmitted from the mth subscriber side modem (Modem_Rm) and the mth base station side modem (Modem_Cm) This can be obtained by measuring the power of the signal received by. FEXT from the nth line (Ln, n is an integer greater than or equal to 1 and less than or equal to M) to the mth line Lm is a subscriber side modem (Modem_R1 to Modem_R (n-1)) other than the nth subscriber side modem (Modem_Rn). , Modem_R (n + 1) to Modem_RM do not transmit a signal, and only the nth subscriber-side modem Modem_Rn transmits a predetermined signal, and the power of the signal transmitted by the nth subscriber-side modem Modem_Rn This can be obtained by measuring the power of the signal transmitted from the nth subscriber-side modem Modem_Rn to the mth base station-side modem Modem_Cm. The background noise of the m-th line Lm can be obtained by measuring the power of the received signal in the m-th base station-side modem Modem_Cm while all the subscriber-side modems Modem_R1 to Modem_Rm do not transmit a signal.
하향 스트림의 경우, 제 m 선로(Lm)의 선로 감쇠는 제 m 기지국측 모뎀(Modem_Cm)에서 송신한 신호의 전력과 제 m 가입자측 모뎀(Modem_Rm)에서 수신한 신호의 전력을 측정함으로써 구할 수 있다. 제 n 선로(Ln)로부터 제 m 선로로의 FEXT는 제 n 기지국측 모뎀(Modem_Cn) 이외의 기지국측 모뎀(Modem_C1 내지 Modem_C(n-1), Modem_C(n+1) 내지 Modem_CM)은 신호를 송신하지 아니하고, 제 n 기지국측 모뎀(Modem_Cn)만이 소정의 신호를 송신하는 상태에서, 제 n 기지국측 모뎀(Modem_Cn)에서 송신한 신호의 전력과 제 n 기지국측 모뎀(Modem_Cn)으로부터 제 m 가입자측 모뎀(Modem_Rm)으로 전달된 신호의 전력을 측정함으로써 구할 수 있다. 제 m 선로(Lm)의 배경 잡음은 모든 기지국측 모뎀(Modem_C1 내지 Modem_Cm)이 신호를 송신하지 않는 상태에서 제 m 가입자측 모뎀(Modem_Rm)에서 수신 신호의 전력을 측정함으로써 구할 수 있다.In the case of the downstream, the line attenuation of the mth line Lm can be obtained by measuring the power of the signal transmitted by the mth base station modem Modem_Cm and the power of the signal received by the mth subscriber modem Modem_Rm. . The FEXT from the nth line Ln to the mth line transmits a signal to the base station-side modems Modem_C1 to Modem_C (n-1) and Modem_C (n + 1) to Modem_CM other than the nth base station-side modem Modem_Cn. Otherwise, in the state where only the nth base station side modem Modem_Cn transmits a predetermined signal, the power of the signal transmitted from the nth base station side modem Modem_Cn and the mth subscriber side modem from the nth base station side modem Modem_Cn Can be obtained by measuring the power of the signal transmitted in (Modem_Rm). The background noise of the m-th line Lm can be obtained by measuring the power of the received signal in the m-th subscriber-mode modem Modem_Rm without all of the base station-side modems Modem_C1 to Modem_Cm transmitting a signal.
측정된 채널 정보를 수집하는 단계(S200)에서, 스펙트럼 관리부(110)는 기지국측 모뎀(Modem_C1 내지 Modem_CM) 또는 가입자측 모뎀(Modem_R1 내지 Modem_RM)에서 측정한 채널 정보를 수집한다. 스펙트럼 관리부(110)는 기지국(100)에 위치하므로, 기지국측 모뎀(Modem_C1 내지 Modem_CM)에서 측정된 채널 정보는 바로 스펙트럼 관리부(110)에 전달되지만, 가입자측 모뎀(Modem_R1 내지 Modem_RM)에서 측정된 채널 정보는 기지국측 모뎀(Modem_C1 내지 Modem_CM)을 경유하여 스펙트럼 관리부(110)에 전달된다. In the step of collecting the measured channel information (S200), the spectrum management unit 110 collects the channel information measured by the base station-side modem (Modem_C1 to Modem_CM) or subscriber-side modem (Modem_R1 to Modem_RM). Since the spectrum management unit 110 is located in the base station 100, the channel information measured by the base station-side modems Modem_C1 to Modem_CM is directly transmitted to the spectrum management unit 110, but the channel measured by the subscriber-side modems Modem_R1 to Modem_RM is measured. The information is transmitted to the spectrum management unit 110 via the base station side modems Modem_C1 to Modem_CM.
수집된 채널 정보를 이용하여 각 선로의 각 부채널의 할당 비트수를 결정하는 단계(S300)에서, 제 1 선로(L1)로부터 제 M 선로(LM)까지 순차적으로 각 부채널의 할당 비트수가 결정된다. 즉, 먼저 제 1 선로(L1)의 각 부채널의 할당 비트수가 결정되고(S310(1), S320(1), S330(1)), 그 후에 제 2 선로(L2)의 각 부채널의 할당 비트수가 결정되고(S310(2), S320(2), S330(2)), 그 후에 같은 방식으로 제 3 내지 제 (M-1) 선로(L3 내지 L(M-1))의 각 부채널의 할당 비트수가 결정되고, 마지막으로 제 M 선로(LM)의 각 부채널의 할당 비트수가 결정된다(S310(M)). 제 1 내지 M 선로(L1 내지 LM)의 순서는 일례로 평균 SNR이 증가하는 순으로 정하여 질 수 있다. 즉, 평균 SNR이 가장 낮은 선로를 제 1 선로(L1)로 두고, 평균 SNR이 제 1 선로 다음으로 낮은 선로를 제 2 선로(L2)로 두고, 평균 SNR이 가장 높은 선로를 제 M 선로(LM)로 둘 수 있다. 평균 SNR은 신호 전력(signal power)과 잡음 전력(noise power)을 이용하여 구할 수 있으며, 신호 전력은 측정된 선로 감쇠를 이용하여 구할 수 있고, 잡음 전력은 측정된 누화잡음 전달함수 및 배경 잡음 전력을 이용하여 구할 수 있다. 평균 SNR이 낮은 선로부터 우선적으로 할당 비트수를 결정하면 평균 SNR이 낮은 선로도 어느 수준의 전송속도 즉 할당 비트수를 얻을 수 있으나, 만일 평균 SNR이 높은 선로부터 우선적으로 할당 비트수를 결정하는 경우, 평균 SNR이 낮은 선로는 충분한 전송 속도를 얻을 수 없다.In step S300 of determining the number of allocated bits of each subchannel of each line by using the collected channel information, the number of allocated bits of each subchannel is sequentially determined from the first line L1 to the Mth line LM. do. That is, the number of allocated bits of each subchannel of the first line L1 is first determined (S310 (1), S320 (1), and S330 (1)), and then the allocation of each subchannel of the second line L2. The number of bits is determined (S310 (2), S320 (2), S330 (2)), and then each subchannel of the third to (M-1) th lines L3 to L (M-1) in the same manner. The number of allocated bits of is determined, and finally, the number of allocated bits of each subchannel of the M-th line LM is determined (S310 (M)). The order of the first to M lines L1 to LM may be determined in order of increasing average SNR. That is, the line having the lowest average SNR is used as the first line L1, the line having the lowest average SNR next to the first line is used as the second line L2, and the line having the highest average SNR is the Mth line LM. ) Can be placed. The average SNR can be found using signal power and noise power, the signal power can be found using measured line attenuation, and the noise power is measured crosstalk noise transfer function and background noise power. Can be obtained using When the number of allocated bits is preferentially determined from a line with a low average SNR, even a line with a low average SNR can obtain a certain level of transmission rate, that is, the number of allocated bits. However, a line with a low average SNR cannot achieve a sufficient transmission speed.
제 1 내지 (M-1) 선로(L1 내지 L(M-1))는 같은 방법으로 각 부채널의 할당 비트수가 결정되는데, 그 방법은 제 1 방법으로 각 부채널의 할당 비트수를 결정하는 단계(S310), 할당 총 비트수가 허용 총 비트수에 해당하는지 여부를 판단하는 단계(S320) 및 제 2 방법으로 각 부채널의 할당 비트수를 결정하는 단계(S320)를 포함한다. 그리고, 제 M 선로(LM)는 제 1 방법으로 각 부채널의 할당 비트수를 결정하는 단계(S310(M))만으로 이루어진다. The first through (M-1) lines (L1 through L (M-1)) determine the number of allocated bits of each subchannel in the same manner, and the method determines the number of allocated bits of each subchannel by the first method. Step S310, determining whether the allocated total number of bits corresponds to the allowable total number of bits (S320), and determining the number of allocated bits of each subchannel by the second method (S320). The M-th line LM includes only the step S310 (M) of determining the number of allocated bits of each subchannel in the first method.
제 1 방법으로 각 부채널에 할당 비트수를 결정하는 단계(S310)에서, 제 1 방법이란 각 부채널에 할당되는 전력을 증가시킴으로써, 각 부채널에 할당 비트수를 증가시키는 방법을 의미한다. 제 1 방법에 의하는 경우, 일례로 수학식 1과 같은 비용 함수(cost function)를 계산하여 비용 함수의 값이 최소인 부채널에 1 비트를 추가하는 방식으로 각 부채널의 할당 비트수를 결정할 수 있다. In the step S310 of determining the number of bits allocated to each subchannel by the first method, the first method refers to a method of increasing the number of bits allocated to each subchannel by increasing the power allocated to each subchannel. According to the first method, the number of allocated bits of each subchannel is determined by calculating a cost function as shown in Equation 1 and adding one bit to a subchannel having a minimum value of the cost function. Can be.
수학식 1에서 Cm(i)는 제 m 선로(Lm)의 제 i 부채널의 비용 함수를 의미하고, △Sm(i)는 제 m 선로(Lm)의 제 i 부채널에 1 비트를 추가하기 위하여 추가적으로 필요한 전력을 의미한다. 또한, n는 m+1 내지 M의 정수를 의미하고, -△BMAXn(i)는 제 m 선로의 제 i 부채널에 1 비트를 추가할 경우 제 n 선로의 제 i 부채널에 최대로 할당할 수 있는 비트수의 감소분을 의미하고, BMAXn(i)는 수학식 2와 같은 방식을 계산될 수 있으며, F(-△BMAXn(i))는 -△BMAXn(i)에 대한 적절한 함수를 의미하고, 그 일례는 수학식 3과 같다.In Equation 1, Cm (i) denotes a cost function of the i-th subchannel of the m-th line Lm, and ΔSm (i) adds 1 bit to the i-th subchannel of the m-th line Lm. In order to mean additional power required. In addition, n means an integer of m + 1 to M, and -Δ BMAX n (i) is to be allocated to the i sub-channel of the n-th line to the maximum when one bit is added to the i sub-channel of the m-th line. The number of bits can be reduced, and BMAXn (i) can be calculated as in Equation 2, and F (-ΔBMAXn (i)) means an appropriate function for -ΔBMAXn (i). , An example thereof is as shown in Equation (3).
수학식 2에서, SNRMAXn(i)는 제 n 선로의 제 i 부채널의 허용 최대 SNR을 의미하고, Γ는 SNR 갭(gap)을 의미한다. In Equation 2, SNRMAXn (i) denotes an allowable maximum SNR of the i-th subchannel of the n-th line, and Γ means an SNR gap.
이와 같이, 비용함수를 계산하여 비용 함수의 값이 최소인 부채널에 1 비트를 추가하는 방식의 연산은 허용 총 비트수 및 허용 최대 전력을 넘지 않는 범위내에서 반복적으로 수행된다. 다시 말하면, 총 비트수 즉 해당 선로(Lm)에 속한 모든 부채널에 할당된 비트수의 합이 허용 총 비트수와 같아지면 상기와 같은 부채널에 1 비트를 추가하는 연산을 수행하는 것을 중단한다. 또한, 해당 선로(Lm)의 모든 부채널에 대하여 허용 최대 전력을 넘지 아니하고서 1 비트를 추가할 수 없는 경우에는 상기와 같은 부채널에 1 비트를 추가하는 연산을 수행하는 것을 중단한다. In this way, the operation of calculating the cost function and adding one bit to the subchannel having the minimum value of the cost function is repeatedly performed within a range not exceeding the allowable total number of bits and the allowable maximum power. In other words, if the total number of bits, that is, the sum of the bits allocated to all subchannels belonging to the corresponding line Lm is equal to the allowable total number of bits, the operation of adding one bit to the subchannel as described above is stopped. . In addition, when one bit cannot be added to all subchannels of the corresponding line Lm without exceeding the allowable maximum power, the operation of adding one bit to the subchannel as described above is stopped.
할당된 총 비트수가 허용 총 비트수에 해당하는지 여부를 판단하는 단계(S320)에서, 해당 선로(Lm)의 할당된 총 비트수가 해당 선로에 허용되는 총 비트수와 같으면 그 다음 선로(L(m+1))에 할당 비트수를 결정하는 단계로 넘어가게 되며, 해당 선로(Lm)의 할당된 총 비트수가 해당 선로에 허용되는 총 비트수보다 작으면 제 2 방법으로 각 부채널에 할당 비트수를 결정하는 단계(S320)로 넘어간다. In the step S320 of determining whether the allocated total number of bits corresponds to the allowable total number of bits, if the total number of allocated bits of the line Lm is equal to the total number of bits allowed on the line, then the next line L (m If the total number of bits allocated to the corresponding line Lm is smaller than the total number of bits allowed for the corresponding line, the number of bits allocated to each subchannel in the second method is reached. Proceed to step S320 to determine.
제 2 방법으로 각 부채널에 할당 비트수를 결정하는 단계(S320)에서, 제 2 방법이란, 해당 선로 이후의 선로의 최대 허용 할당 비트수를 감소시킴으로써, 해당 선로의 각 부채널에 할당 비트수를 증가시키는 방법을 의미한다. 만일 해당 선로가 제 m 선로(Lm)라 가정하면, 해당 선로 이후의 선로 즉 제 (m+1) 내지 M 선로(L(m+1) 내지 LM)의 최대 허용 할당 비트수를 감소시키면 제 (m+1) 내지 M 선로(L(m+1) 내지 LM)로부터 제 m 선로(Lm)로의 FEXT가 감소하게 되므로, 제 m 선로에 할당 수 있는 비트수가 증가하게 된다. 제 2 방법에 의하는 경우, 일례로 수학식 4와 같은 비용 함수(cost function)를 계산하여 비용 함수의 값이 최소인 부채널에 1 비트를 추가하는 방식으로 각 부채널에 할당 비트수를 결정할 수 있다. In the step S320 of determining the number of bits allocated to each subchannel by the second method, the second method is to reduce the maximum allowable number of allocated bits of the line following the line, thereby reducing the number of bits allocated to each subchannel of the line. Means how to increase. If the line is assumed to be the mth line Lm, if the maximum allowable number of allocated bits of the lines following the line, i.e., the (m + 1) to the M lines (L (m + 1) to LM) are reduced, Since the FEXT from m + 1) to M tracks L (m + 1) to LM decreases to the mth track Lm, the number of bits that can be allocated to the mth track increases. According to the second method, for example, the number of bits to be allocated to each subchannel is determined by calculating a cost function as shown in Equation 4 and adding 1 bit to the subchannel having the minimum value of the cost function. Can be.
상기 수학식에서, -△BMAXn(i)는 상기 제 n 선로의 제 i 부채널에 1 비트를 추가하기 위하여 상기 제 n 선로의 제 i 부채널에 최대로 할당할 수 있는 비트수의 감소분을 의미하고, F(-△BMAXn(i))는 -△BMAXn(i)에 대한 적절한 함수를 의미한다.In the above equation, -ΔBMAXn (i) means a reduction in the maximum number of bits that can be allocated to the i th subchannel of the nth line to add 1 bit to the i th subchannel of the nth line. , F (−ΔBMAXn (i)) means an appropriate function for −ΔBMAXn (i).
이와 같이, 비용함수를 계산하여 비용 함수의 값이 최소인 부채널에 1 비트를 추가하는 방식의 연산은 허용 총 비트수를 넘지 않고 모든 부채널에 대하여 수학식 5를 만족하는 범위 내에서 반복적으로 수행된다. As described above, the operation of calculating the cost function and adding one bit to the subchannel having the minimum value of the cost function is repeatedly performed within the range satisfying Equation 5 for all the subchannels without exceeding the allowable total number of bits. Is performed.
SNRMAXn(i) - SNRm(i) ≥ TSNRMAXn (i)-SNRm (i) ≥ T
수학식 5에서 Pm(i)는 제 m 선로(Lm)의 제 i 부채널의 전달함수의 제곱을 의미하고, Nm(i)는 제 m 선로(Lm)의 제 i 부채널의 잡음 전력을 의미하고, Pn(i)는 상기 제 n 선로(Ln)의 제 i 부채널의 전달함수의 제곱을 의미하고, Nn(i)는 제 n 선로(Ln)의 제 i 부채널의 잡음 전력을 의미하고, SNRMAXn(i)는 제 n 선로(Ln)의 제 i 부채널의 허용 최대 SNR을 의미하고, SNRm(i)는 제 m 선로(Lm)의 제 i 부채널의 평균 SNR을 의미하고, T는 소정의 상수를 의미한다. In Equation 5, Pm (i) denotes the square of the transfer function of the i-th subchannel of the m-th line Lm, and Nm (i) denotes the noise power of the i-th subchannel of the m-th line Lm. Pn (i) means the square of the transfer function of the i th subchannel of the nth line Ln, and Nn (i) means the noise power of the i th subchannel of the nth line Ln. , SNRMAXn (i) means the allowable maximum SNR of the i-th subchannel of the n-th line (Ln), SNRm (i) means the average SNR of the i-th subchannel of the m-th line (Lm), T is It means a predetermined constant.
비트를 할당하여 통신을 수행하는 단계(S400)에서, 스펙트럼 관리부(110)는 결정된 할당 비트수 및 전력을 기지국측 모뎀(Modem_C1 내지 Modem_CM) 및 가입자측 모뎀(Modem_R1 내지 Modem_RM)으로 전송하고, 기지국측 모뎀(Modem_C1 내지 Modem_CM) 및 가입자측 모뎀(Modem_R1 내지 Modem_RM)은 각 부채널에 대하여 비트수 및 전력을 할당하여 통신을 수행한다. 한 바인더에 포함된 선로들의 채널 정보를 측정하는 단계(S100)에서 측정된 채널 정보가 상향 스트림의 정보인 경우 가입자측 모뎀(Modem_R1 내지 Modem_RM)의 송신부(미도시) 및 기지국측 모뎀(Modem_C1 내지 Modem_CM)의 수신부(미도시)가 결정된 할당 비트수에 따라 통신을 수행하고, 측정된 채널 정보가 하향 스트림의 정보인 경우 기지국측 모뎀(Modem_C1 내지 Modem_CM)의 송신부(미도시) 및 가입자측 모뎀(Modem_R1 내지 Modem_RM)의 수신부(미도시)가 결정된 할당 비트수에 따라 통신을 수행한다. In operation S400, the spectrum management unit 110 transmits the determined number of allocated bits and power to the base station-side modems Modem_C1 to Modem_CM and the subscriber-side modems Modem_R1 to Modem_RM. The modems Modem_C1 to Modem_CM and the subscriber-side modems Modem_R1 to Modem_RM allocate bits and power to each subchannel to perform communication. If the channel information measured in step S100 of measuring the channel information of the lines included in the binder is upstream information, the transmitter (not shown) of the subscriber-side modems Modem_R1 to Modem_RM and the base station-side modems Modem_C1 to Modem_CM Receiver (not shown) performs communication according to the determined number of allocated bits, and when the measured channel information is downstream information, the transmitter (not shown) and the subscriber-side modem (Modem_R1) of the base station modems Modem_C1 to Modem_CM. The communication unit performs communication according to the determined number of allocated bits.
또한, 비트를 할당하여 통신을 수행하는 단계(S400)에서, 스펙트럼 관리부(110)는 결정된 할당 전력 즉 최대 전력 마스크만을 기지국측 모뎀(Modem_C1 내지 Modem_CM) 및 가입자측 모뎀(Modem_R1 내지 Modem_RM)으로 전송할 수도 있다. 이 경우에는 최대 전력 마스크를 전송받은 기지국측 모뎀 또는 가입자측 모뎀은 상기 최대 전력 마스크의 범위 내에서 각 부채널에 비트를 할당하여 통신을 수행한다. Further, in the step of performing communication by allocating bits (S400), the spectrum manager 110 may transmit only the determined allocated power, that is, the maximum power mask, to the base station side modems Modem_C1 to Modem_CM and the subscriber side modems Modem_R1 to Modem_RM. have. In this case, the base station-side modem or the subscriber-side modem receiving the maximum power mask allocates bits to each subchannel within the range of the maximum power mask to perform communication.
도 5는 상술한 종래기술 중 가장 성능이 우수한 OSB 기술에 의한 MC DSL 시스템 및 본발명의 일실시예에 의한 MC DSL 시스템의 속도 영역을 나타내는 그래프이다. FIG. 5 is a graph illustrating a speed range of an MC DSL system based on OSB technology having the highest performance among the aforementioned prior arts and an MC DSL system according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, OSB 기술에 의한 MC DSL 시스템과 본 발명의 일실시예에 의한 MC DSL 시스템의 성능에서 큰 차이가 없음을 알 수 있다. 이에 반하여, 바인더에 포함된 선로들의 할당 비트수를 연산하는데 소요되는 시간에 있어서, OSB 기술에 의한 MC DSL 시스템이 본 발명의 일실시예에 의한 MC DSL 시스템보다 수십배가 많이 소요됨을 확인하였다. Referring to FIG. 5, it can be seen that there is no significant difference in the performance of the MC DSL system by the OSB technology and the MC DSL system by the embodiment of the present invention. On the contrary, in the time required to calculate the number of bits allocated to the lines included in the binder, it was confirmed that the MC DSL system based on the OSB technology takes several times more than the MC DSL system according to the embodiment of the present invention.
본 발명의 사상이나 범위로부터 이탈됨이 없이 본 발명의 다양한 변경이 가능해질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 구현예에 대한 상기의 설명은 예시의 목적으로만 제공될 것이며, 첨부된 청구 범위 및, 그것의 등가물에 의해서 한정되는 본 발명을 제한하기 위한 목적을 위해서 제공되는 것은 아니다.Various changes may be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Accordingly, the foregoing description of the embodiments according to the present invention will be provided for purposes of illustration only, and not for the purpose of limiting the invention as defined by the appended claims and their equivalents.
본 발명에 의한 다중 캐리어 디지털 가입자 선로 시스템의 스펙트럼 관리 방법 및 이에 사용되는 기지국 장치는 연산량이 적으면서도 높은 성능을 가진다는 장점이 있다. The spectrum management method of the multi-carrier digital subscriber line system and the base station apparatus used in the present invention have a high performance while having a small amount of calculation.
도 1은 동적 스펙트럼 관리기술들의 속도 영역(rate region)을 나타내는 그래프이다.1 is a graph illustrating the rate region of dynamic spectrum management techniques.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 MC DSL 시스템을 간략히 표현한 도면이다. 2 is a diagram briefly showing an MC DSL system according to a first embodiment of the present invention.
도 3은 도 2의 스펙트럼 관리부의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 3 is a view for explaining the operation of the spectrum management unit of FIG.
도 4는 도 2에 표현된 MC DSL 시스템의 스펙트럼 관리방법의 일례를 나타내는 도면이다. 4 is a diagram illustrating an example of a spectrum management method of the MC DSL system illustrated in FIG. 2.
도 5는 상술한 종래기술 중 가장 성능이 우수한 OSB 기술에 의한 MC DSL 시스템 및 본발명의 일실시예에 의한 MC DSL 시스템의 속도 영역을 나타내는 그래프이다. FIG. 5 is a graph illustrating a speed range of an MC DSL system based on OSB technology having the highest performance among the aforementioned prior arts and an MC DSL system according to an embodiment of the present invention.
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040113739A KR100492948B1 (en) | 2004-12-28 | 2004-12-28 | Multi carrier digital subscriber line system, spectrum management method of the same and central office apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040113739A KR100492948B1 (en) | 2004-12-28 | 2004-12-28 | Multi carrier digital subscriber line system, spectrum management method of the same and central office apparatus |
Publications (1)
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KR100492948B1 true KR100492948B1 (en) | 2005-06-02 |
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ID=37302878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020040113739A KR100492948B1 (en) | 2004-12-28 | 2004-12-28 | Multi carrier digital subscriber line system, spectrum management method of the same and central office apparatus |
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-
2004
- 2004-12-28 KR KR1020040113739A patent/KR100492948B1/en not_active IP Right Cessation
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