CN100481825C - 优化xdsl数据传输的方法和装置 - Google Patents

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CN100481825C CN 02826837 CN02826837A CN100481825C CN 100481825 C CN100481825 C CN 100481825C CN 02826837 CN02826837 CN 02826837 CN 02826837 A CN02826837 A CN 02826837A CN 100481825 C CN100481825 C CN 100481825C
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丹尼尔·贝瑞兹
克洛德维希·诺伊豪斯勒
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诺基亚西门子通信有限责任两合公司
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    • H04L5/1446Negotiation of transmission parameters prior to communication of transmission speed

Abstract

本发明涉及用于xDSL数据传输的方法和装置,其中在具有最大可能理论数据传输速率R<sub>Tmax</sub>的数据连接中,通过在两个调制解调器之间的训练步骤确定最大可能当前可用数据传输速率R<sub>Amax</sub>,在训练阶段(T)结束后的数据传输期间,至少一个调制解调器借助于当前测得的SNR值以及为最大可能当前可用数据传输速率R<sub>Amax</sub>而从中导出的值确定该连接的最大可能理论数据传输速率R<sub>Tmax</sub>与最大可能当前可用数据传输速率R<sub>Amax</sub>之间的差别,并在超过阈值R<sub>DiffMax</sub>的情况下引入一个新的训练。

Description

优化XDSL数据传输的方法和装置

本发明涉及优化xDSL数据传输的方法和装置,最好依照标准 11.413或ITU G992:l,其中线路干扰的出现启动确定最大可能的数据 传输率的训练步骤。

xDSL方法(DSL-数字用户线)在通信中是众所周知的。其例子 是专门的ADSL; ISDL, RADSL, SDSL, HDSL, VDSL和CDSL 方法,参阅"Lexikon der Datenkomimmikation, Klaus lipinski, ISBN 3-8266-4089-6"的描迷。xDSL方法是通过通常已有的POTS电话线 路进行的高速数据传输方法。其中涉及接入区域内常规的铜双绞线上 的非对称宽带数据传输方法。对于xDSL通信,必须在接入线的两端, 即在交换机和用户端,都安装xDSL调制解调器。这里根据使用的频 率将传输分为三个信道,即所谓的从服务提供商到终端用户的下行信 道,从终端用户到服务提供商的上行信道以及通过串接一个所谓分路 器(Splitter)能够同时实现PSTN和ISDN通信的信道。

目前使用的对这种方式的数据传输的标准说明是例如标准 T1.413或ITUG992.1。在这些标准化的xDSL数据传输方法中,最大 数据传输速度分别,即相对于各自的线路连接,取决于各自物理传输 线路的质量。为了找出最优数据传输速率,在每次建立数据传输时都 要执行训练步骤,通过在时域和频域中分别测量线路来确定数据传输 最大的可能速度。

因为工作的线路总是在变化并受到干扰,这就影响了最大的可能 数据传输速率,所以相对于上述标准,长时间干扰的出现也启动一个 新的训练并确定分别与当时被改变的状态相适应的最大可能传输速 率。随后数据线路以新的优化传输速率工作。这里需要注意,只有长 时间的干扰事件才导致重新评估数据线路。如果没有出现干扰,就保持最近一次确定的最大的可能数据传输速率值,由此表示出当前所使 用的数据传输速率。

实践中现在出现这样的问题,即在出现的干扰至少在训练时间上 持续,而随后或至少在一定时间后又消失的情况下,尽管由于所述干 扰的消失在技术上可能出现较高的数据传输速率,但是确定的数据传 输速率却非常小。

专利文献US 5, 999, 540公开了对这个问题的一个可能的解决 方案。除了一次训练以外,这里还试图通过在表格中列出具有典型信 噪比的典型数据传输速率并比较训练得到的当前结果和这些由经验获 得的数据,以在训练结束后优化训练结果。如果训练结果过于偏离由 经验获得的情况,则重新启动一个新训练。但是这样最终只加长了训 练时间和优化了这样的训练,其中在一次调整数据传输速率中随后不 会调整到数据传输质量实际改善的状态。这意味着,在这种方法中, 由于不利的持续训练时间在该段时间内存在干扰,并且随后存在长时 间的干扰中断,所以保留了非最优的数据传输速率。

本发明的目的是找到优化xDSL数据传输的方法和装置,避免在 至少在训练时间上持续的线路千扰中断以后,长时间使用太小的实际 数据传输速率而不是技术上可能的数据传输速率。

通过独立权利要求的特征实现这个目的。从属权利要求的主题表 示了本发明的有利扩展。

发明人发现,在当前已知的xDSL方法中,在终端用户接上也被 称为用户住宅设备(CPE)的调制解调器或xDSL网络装置后,在物 理层面上,即xDSL物理层,建立与也被称为中心局调制解调器(CO 调制解调器)的局内xDSL调制解调器的连接信道。在连接建立中经

历一个训练阶段,在此期间根据传输信道的状态(频率特性,千扰耦 合等)并根据被管理的带宽(希望的最大速率)RDmax,为各个载波信 号分配一定数量的位(分别为2-15位),它们以适当的方法被调制到 载波上。如果训练过程恰好在一个用户线路受到很大千扰的时间窗中发

生,那么由于存在小的信噪比(SNR),只训练一般明显低于希望的 最大数据速率RDmax的数据速率RAmax。因为出现干扰的时间窗在训练 结束后也结束了 ,并且新的训练只在手动触发训练或出现传输信道长 时间的强千扰以后才发生,所以以明显太低的数据速率进行连接。

因此,为了消除这些局部出现的不足,发明人提出对最好依据标 准T1.413或ITU G992.1,其中在具有最大可能的理论数据传输速率 RTmax的数据连接中,通过第一和第二调制解调器之间的训练步骤确定 最大可能当前可用的数据传输速率RAmax的优化第一调制解调器(CO 调制解调器)和第二调制解调器(CPE调制解调器)之间xDSL数据

传输的方法按如下意见改进,即在训练阶段结束后的数据传输期间, 至少一个调制解调器借助于当前测得的SNR值以及为最大可能当前 可用数据传输速率RAmax而从中导出的值确定该连接的最大可能理论

数据传输速率RTmax与最大可能当前可用数据传输速率Ra^x之同的 差别RDiff,并在超过阈值RDi測ax的情况下引入新的训练。

在本发明的一种有利的实施方式中,为各个传输方向分别确定最

大可能理论数据传输速率值RTmaxDU, RTmaxDD和/或最大可能当前可用

数据传输速率值RAmaxDU, RA隨卯和/或差值RDiffl)u, R0iffDD。在指定

的下标中,最后两个字母"DU"和"DD"描述数据传输方向:到CO

调制解调器的"上行数据"和到CPE调制解调器的"下行数据"。

根据本发明的方法的另一种实施方式,对每个传输方向使用不同 的阈值,超过所述阈值时启动新的训练。

当第一和第二调制解调器通过一个独立的信令信道连接时也是 有利的。这样就能够通过这个信令信道相互交换特定的连接参数,特 别是从CPE调制解调器传输到CO调制解调器。在所述信号信道中, 能够使用例如已经在xDSL方法中建立的"嵌入操作信道"(EOC), 所述EOC在给定情况下可被扩展为其他信息种类,例如从CO调制 解调器到CPE调制解调器的作为命令的"RetrainAdjust",从CPE 调制解调器到CO调制解调器的作为确认应答的"RetrainAdjust",以及作为CPE调制解调器对CO调制解调器通知的 "RetrainingRecommended,,。

在两端,即CO调制解调器和CPE调制解调器,都可以进行数 据速率监控,其中最好至少 一个调制解调器将它认为的新训练的必要 性通知给另一个调制解调器。

此外,最好在一端,最好是CO端或最好通过CO调制解调器本

身,确定-并因此最终控制-是否引入新的训练。当然基本上也存在这 样的可能性,即关于执行新的训练的决定由一个分开的、不位于各个 调制解调器中的控制单元来实现。

根据本发明,也能够为执行新的训练规定前提条件,即只有两个 调制解调器中 一个认为新的训练有必要,或者两个调制解调器都认为 新训练有必要。

根据本发明的思想,除了上述方法外,也提出具有最好按照标准 T1.413或ITU G992.1优化xDSL数据传输的装置的xDSL连接段,具 有执行本发明的方法的装置,最好是程序装置或程序模块。

另外发明人提出在数据连接的两端之间进行数据传输的xDSL调 制解调器,具有为两端中至少一端(CO调制解调器或CPE调制解调 器)执行本发明的方法的装置,最好是程序装置或程序模块。

下面参考优选实施例借助于附图详细描述本发明。其中: 图1: ADSL连接的示意图;

图2:在具有强信道干扰阶段的xDSL调制解调器训练的时序图; 图3:通过根据本发明的xDSL调制解调器重新训练补偿数据速 率损失的时序图。

图l表示终端用户1和交换机2之间xDSL连接的示意图,具有 双向数据流3 (DD-下行数据)和4 ( DU-上行数据),受到由箭头5 表示的时间有限干扰的影响。

图2中,由时序图表示建立xDSL连接的一般情况。开始连接时执行叠加了干扰N的训练阶段T。由于存在干扰,最大可能数据速率

RAmax被调整得相对较低。干扰N的时间窗结束后,理论上可能具有 较高数据速率,如虚线RTmax所示。然而由于不启动新训练机制,所 以实际使用的数据速率R紐ax保持在先前调整的水平上,因此理论可 能的数据传输速率Rt^和被使用的数据速率RA咖x之间产生很大的 差另l] RlMff。

图3中表示了与图2相同的情况,然而由于根据本发明不断检验

理论最大可能数据速率RT咖x和被使用的最大数据速率Ra隨之同的 差别,所以实现了在理论最大数据速率Rt^x和使用的最大数据速率 RAmax相互出现偏差后不久就引入新的训练阶段T,,从而将使用的最 大数据R紐m速率匹配于理想最大数据速率RTmax。

如上面描述的那样,在图1表示的CPE调制解调器和CO调制

解调器之间建立信令信道对于实现本发明的方法是有利的,其中能够 通过所述信令信道发出关于新训练必要性的信息。因此能够例如由

CPE调制解调器和CO调制解调器从在xDSL方法范围内在位的交换 (Bit-Umverteihmg) (Bit-Swap)的计算中执行的SNR分析中得出这 样的信息:即根据获得的对于两个数据传输方向的每个载波的SNR

值,哪些数据速率RTmax在理论上是可能的。

关于已知的位交换方法,参阅出版物"Understanding Digital

Subscriber Line Technology", Thomas Starr, Prentice Hall, ISBN 0-13-7805454 ,以及其德语翻译版"xDSL Eine Einfuehrung", Addison Wesley, Isbn 3-8273-1574-3,和其>^开的内容,尤其是关于位交换的 方法。

借助于位交换方法确定每个栽波的SNR值,并且同样借助于上 述出版物中介绍的计算方法将该值换算成位负载(Bitload)值,所述 位负载值规定每个载波分别能够调制多少位。所有位负栽值的总和与 4k波特的符号速率(Symbolrate)相乘得到以kBit/s为单位的可达到 的数据速率。

为了实现根据本发明的方法,例如能够在单个调制解调器中装入相应的程序模块或对象,所述程序模块或对象一方面负责监控和评估

SNR分析,另一方面能够引入一个新的训练。因此自然也存在这样的 可能性,即根据控制指令安排调制解调器进行新的训练。

显然,上面提到的本发明的特征不仅可以在分别提供的组合中使 用,也能够在其他組合中或单独使用,而不会超出本发明的范围。

Claims (27)

1. CO调制解调器和CPE调制解调器之间优化xDSL数据传输的方法,其中在具有最大可能理论数据传输速率RTmax的数据连接中,通过CO调制解调器和CPE调制解调器之间的训练步骤获得最大可能的当前可用数据传输速率RAmax,其特征在于,在训练阶段结束后的数据传输期间,至少一个调制解调器借助于当前测得的SNR值以及为最大可能的当前可用数据传输速率RAmax而从中导出的值确定该连接的最大可能理论数据传输速率RTmax与最大可能当前可用数据传输速率RAmax之间的差别RDiff,并且在超过阈值RDiffMax的情况下引入一个新训练。
2. 根据权利要求1的方法,其特征在于,为从CPE调制解调 器到CO调制解调器的上行数据传输方向确定最大可能理论数据传输速率RTmax和最大可能当前可用数据传输速率RAmax的差值RDiff。
3. 根据权利要求l的方法,其特征在于,为从CO调制解调器到CPE调制解调器的下行数据传输方向确定最大可能理论数据传输速率RTmax和最大可能当前可用数据传输速率RA^x的差值RDiff。
4. 根据权利要求l的方法,其特征在于,对每个传输方向使用 不同的阈值RDiffMax。
5. 根据权利要求1的方法,其特征在于,CO调制解调器和CPE调制解调器通过独立的信令信道连接。
6. 根据权利要求1的方法,其特征在于,CO调制解调器和CPE 调制解调器都执行对数据速率的监控。
7. 根据权利要求l的方法,其特征在于,至少一个调制解调器 将其认为的新训练的必要性通知给另 一个调制解调器。
8. 根据权利要求l的方法,其特征在于,如果一个调制解调器 认为新训练是必要的,那么就执行一个新训练。
9. 根据权利要求l的方法,其特征在于,如果两个调制解调器 都认为新训练是必要的,那么就执行一个新训练。
10. 用于优化xDSL数据传输的设备,其特征在于,包括:用于在具有最大可能理论数据传输速率RTmax的数据连接中,通过CO调制解调器和CPE调制解调器之间的训练步骤获得最大可能 的当前可用数据传输速率RAmax的装置,用于在训练阶段结束后的数据传输期间,至少一个调制解调器借助于当前测得的SNR值以及为最大可能的当前可用数据传输速 率RAmax而从中导出的值确定该连接的最大可能理论数据传输速率RT咖x与最大可能当前可用数据传输速率RAmax之间的差别R。iff的确定装置;以及用于在超过阈值RDiffMax的情况下引入 一 个新训练的装置。
11. 根据权利要求IO的设备,其特征在于,所述确定装置为从 CPE调制解调器到CO调制解调器的上行数据传输方向确定最大可能理论数据传输速率RTn^和最大可能当前可用数据传输速率RAmax的差值RDiff。
12. 根据权利要求10的设备,其特征在于,所述确定装置为从 CO调制解调器到CPE调制解调器的下行数据传输方向确定最大可 能理论数据传输速率RT皿和最大可能当前可用数据传输速率RAmax的差值RDiff。
13. 根据权利要求10的设备,其特征在于,对每个传输方向使用不同的阈值RDifflv^。
14. 根据权利要求10的设备,其特征在于,CO调制解调器和 CPE调制解调器通过独立的信令信道连接。
15. 根据权利要求10的设备,其特征在于,CO调制解调器和 CPE调制解调器都执行对数据速率的监控。
16. 根据权利要求IO的设备,其特征在于,至少一个调制解调 器将其认为的新训练的必要性通知给另 一个调制解调器。
17. 根据权利要求10的设备,其特征在于,如果一个调制解调 器认为新训练是必要的,那么就执行一个新训练。
18. 根据权利要求10的设备,其特征在于,如果两个调制解调器都认为新训练是必要的,那么就执行一个新训练。
19. 在数据连接两端之间进行数据传输的xDSL调制解调器,其 特征在于,至少一端设置有以下装置:用于在具有最大可能理论数据传输速率RTmax的数据连接中,通过CO调制解调器和CPE调制解调器之间的训练步骤获得最大可能的当前可用数据传输速率RA^x的装置,用于在训练阶段结束后的数据传输期间,至少一个调制解调器 借助于当前测得的SNR值以及为最大可能的当前可用数据传输速 率RAmax而从中导出的值确定该连接的最大可能理论数据传输速率RTmax与最大可能当前可用数据传输速率RAmax之间的差别RDiff的确定装置;以及用于在超过阈值RDiffMax的情况下引入 一 个新训练的装置。
20. 根据权利要求19的xDSL调制解调器,其特征在于,所述 确定装置为从CPE调制解调器到CO调制解调器的上行数据传输方向确定最大可能理论数据传输速率RTmax和最大可能当前可用数据传输速率RAmax的差值RDiff。
21. 根据权利要求19的xDSL调制解调器,其特征在于,所述 确定装置为从CO调制解调器到CPE调制解调器的下行数据传输方向确定最大可能理论数据传输速率RT自x和最大可能当前可用数据传 输速率RAn^的差值RDiff。
22. 根据权利要求19的xDSL调制解调器,其特征在于,对每 个传输方向使用不同的阈值RDiffMax。
23. 根据权利要求19的xDSL调制解调器,其特征在于,CO 调制解调器和CPE调制解调器通过独立的信令信道连接。
24. 根据权利要求19的xDSL调制解调器,其特征在于,CO 调制解调器和CPE调制解调器都执行对数据速率的监控。
25. 根据权利要求19的xDSL调制解调器,其特征在于,至少 一个调制解调器将其认为的新训练的必要性通知给另一个调制解调 器。
26. 根据权利要求19的xDSL调制解调器,其特征在于,如果 一个调制解调器认为新训练是必要的,那么就执行一个新训练。
27. 根据权利要求19的xDSL调制解调器,其特征在于,如果 两个调制解调器都认为新训练是必要的,那么就执行一个新训练。
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