CN101159509A - 一种功率管理的方法、系统和设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例涉及数字用户线技术，公开了一种功率管理方法，接收第一线路发送的要求增大发送功率的请求；根据所述请求，确定出如果所述第一线路发送功率增大，将会受影响的捆内受扰线路；向所述捆内受扰线路发送下调速率的指令；在确定所述捆内受扰线路下调速率完成后，通知所述第一线路增大发送功率。通过本发明实施例提供的功率管理方法，解决了线路的发送功率突然增大，引发的捆内受扰线路的串扰瞬态突变，误码率上升，最终导致线路掉线的问题。本发明实施例还提供了一种功率管理的装置和系统。

Description

一种功率管理的方法、系统和设备

技术领域

本发明涉及数字用户线技术，特别涉及一种功率管理的方法、系统和设备。

背景技术

数字用户线(Digital Subscriber Line，DSL)技术是一种通过电话双绞线，即无屏蔽双绞线(Unshielded Twist Pair，UTP)进行数据传输的高速传输技术，包括非对称数字用户线(Asymmetrical Digital Subscriber Line，ADSL)，甚高速数字用户线(Very-high-bit-rate Digital Subscriber Line，VDSL)、基于综合业务数字网(Integrated Services Digital Network，ISDN)的用户数字线(ISDN Digital Subscriber Line，IDSL)和单线对高速数字用户线(Single-pair High-bit-rate Digital Subscriber Line，SHDSL)等。

在各种数字用户线技术(XDSL)中，除了IDSL和SHDSL等基带传输的DSL外，采用通带传输的DSL利用频分复用技术使得DSL与传统电话业务(Plain Old Telephone Service，POTS)共存于同一对双绞线上，其中DSL占据高频段，POTS占用4KHz以下基带部分，POTS信号与DSL信号通过分离/整合器(Splitter)进行分离或合并。通带传输的xDSL采用离散多音频调制(Discrete Multi-Tone Modulation，DMT)技术进行调制和解调。提供多路DSL接入的系统叫做DSL接入复用器(DSL Access Multiplexer，DSLAM)，其系统连接关系示意图如图1所示，其中，DSLAM12包括远端收发单元121和分离/整合器122，对于无屏蔽双绞线(UTP)14而言，公用电话交换网16的一侧为近端，计算机11的一侧为远端。

在信号的上行方向，信号的发送流程为：远端收发单元121接收来自计算机11的DSL信号并对所收到的信号进行放大处理，将处理后的DSL信号发送至分离/整合器122；分离/整合器122将来自远端收发单元121的DSL信号和电话终端13的POTS信号进行整合处理；整合后的信号通过多路的UTP 14进行传输，由对端DSLAM 15中的分离/整合器151接收；分离/整合器151将所接收的信号进行分离，将其中的POTS信号发送至公用电话交换网16(Public Switched Telephone Network，PSTN)，将其中的DSL信号发送至DSLAM150的局端收发单元152，局端收发单元152再将所收到的信号进行放大处理后发送至网络管理系统17(Network Management System，NMS)。在信号的下行方向，则信号按照与上述相反的顺序进行传输。

由于普通的无屏蔽双绞线上线间的高频隔离度不高。随着DSL使用的载波频率不断提高，高频信号的串扰程度也就变得越来越严重。尤其是VDSL2的逐步商用，使得这一问题进一步加剧。

XDSL在开通的时候确定了一定的速率，比如下行2M的线路速率；或是XDSL收发器在训练的时候根据线路情况确定了一个线路速率，比如4M。只要这个速率一旦确定，在实际的工作过程中，不管业务数据流的速率是多少，线路速率总是不变。

根据一天的不同时段以及网络上的不同业务，线路上的数据的流量有比较大的变化。在大部分情况下，数据平均速率低于线路速率；尤其是当线路空闲的时候，数据速率为零。根据上述理由，不管在什么情况下线路的发送功率始终维持不变，这样在线路数据速率比较低或是为零的时候，就存在功率浪费的现象。为了解决这个问题，现有的DSL标准提供了三种功率管理状态，包括：L0、L2、L3。L0模式为稳态模式，始终保持线路速率不变，可以提供无缝速率适配(Seamless Rate Adaption，SRA)、Bit Swap等适应性功能；L2为低功耗模式，不能提供任何适应性功能，xTU-C向xTU-R发生基本数据以维持链路；L3为空闲模式，xTU之间没有信号传输。

L2模式是低功耗模式，和L0模式相比节省了功率，但是，由于频谱修改较大，且更新状态速度较快，给临近线路带来突发且大的串扰。这样，在线路从L2状态迁移到L0状态时，由于临近线路的SRA的速度更新较慢或根本不支持SRA，及其容易引起临近线路的误码率上升，甚至掉线，这影响了L2功能的大规模商用。

动态频谱管理(Dynamic Spectrum Management，DSM)主要是指leve12以上的系统，DSM leve12系统都有一个控制器模块，由其来统一控制联合调节捆内多条线路的频谱。DSM Leve12中实现的算法由其来统一实现，然后分别将计算所得的各个线路的PSD MASK下发给对应的收发器，以实现频谱的统一管理，达到功率分配的“最优”，实现整个捆内线路的速率和稳定性的最大化。DSM管理可以很好的解决频谱的优化问题，但是其只局限于线路的初始化过程，对于线路的其他的动态行为(如在线重配置(On-LineReconfiguration，OLR)，功率管理)却显得有些无能为力。

现有技术中，通过OLR的SRA来克服由于功率管理的状态迁移而引起的噪声的变化。SRA是指在监控自身的信噪比(Signal to Noise Ratio，SNR)增大时，增加速率，在SNR减小时，减小速率。具体到应对功率管理，就是在临近线路从L0迁到L2时，SRA向上调速率，在L2迁到L0时，SRA向下调速率。

但由于SRA变化的速率较慢，一般都在秒级，且每次变化的速率有限(一次更改几百K)，而线路的功率管理的迁移速度却很快，对于ADSL一般是一个超帧的周期，大约在10毫秒级，这样SRA就显得反映迟钝了。即便是有SOS(先出现误码后，才会跳到低速率)，实现快速速率降低，也会造成一定数量的误码。

还有一种方法是通过进行线路virtual noise的设置来抵御由于捆内线路进行功率管理造成的串扰的影响。

干扰噪声也不会总保持不变的，如果在训练时，邻近线对没有运行，此时串扰较小，因而，本身能获得比较高的连接速率，或者，对于限速情况下能用比较低的功率发送。这时如果邻近线对突然开始运行，串扰就会增大很多。为了避免这种情况引起误码，一般采用增大noise margin的方法。但是noise margin是一个平坦的值，实际当中，在一定的长度时串扰是频率的函数，因此使用平坦的margin会不分青红皂白的将所有tone的承载比特数降低，性能牺牲太大。为了避免这个问题，根据串扰的形状为每一个tone预留必要的margin，但是标准中只定义了一个针对所有tone的margin，为此virtual noise采用预设模拟串扰的虚拟噪声来实现预留margin的要求。

Virtual noise尽管能提高稳定性，避免串扰增大导致的误码或者重训练，但是为了达到这一目的，virtual noise通常采用最坏情况下估计值，也就是说这是一种在所有时间都采用的最大噪声，因而，这样就牺牲了连接速率，来换取线路的稳定性和低误码率。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种功率管理的方法，以解决线路的发送功率突然增大，引起的捆内受扰线路的串扰瞬态突变，误码率上升，最终导致线路掉线的问题。

一种功率管理方法，接收第一线路发送的要求增大发送功率的请求；根据所述请求，确定出如果所述第一线路发送功率增大，将会受影响的捆内受扰线路；向所述捆内受扰线路发送下调速率的指令；在确定所述捆内受扰线路下调速率完成后，通知所述第一线路增大发送功率。

本发明实施例还提供了一种功率管理装置，包括：第一接收单元，用于接收第一线路发送的要求增大发送功率的请求；  处理单元，用于接收所述第一接收单元发送的第一线路的信息，确定出如果所述第一线路发送功率增大，将会受影响的捆内受扰线路；第一通知单元，用于根据所述处理单元确定的所述捆内受扰线路，向所述捆内受扰线路发送下调速率的指令；第二接收单元，用于接收所述捆内受扰线路发送的完成下调速率的消息；第二通知单元，用于在收到所述捆内受扰线路下调速率完成的消息后，根据所述第一接收单元发送的所述第一线路的消息，通知所述第一线路增大发送功率。

本发明实施例还提供了一种功率管理系统，包括功率管理设备，所述功率管理设备，用于接收第一线路发送的要求增大发送功率的请求，根据所述请求，确定出如果所述第一线路的发送功率增大，将会受影响的捆内受扰线路；向所述捆内受扰线路发送下调速率的指令；在确定所述捆内受扰线路下调速率完成后，通知所述第一线路增大发送功率。

由上述的技术方案可见，在本发明实施例中，在接收到第一线路发送的要求增大发送功率的请求后，根据所述请求，确定出如果所述第一线路发送功率增大，将会影响的捆内受扰线路，向所述捆内受扰线路发送下调速率的指令，在确定所述捆内受扰线路下调速率完成后，再通知所述第一线路增大发送功率，从而解决了线路的发送功率突然增大，引发的捆内受扰线路串扰瞬态突变，误码率上升，最终导致线路掉线的问题。

附图说明

图1为现有技术中xDSL系统连接关系示意图；

图2为现有技术中XDSL的系统图；

图3为本发明实施例一、二、三提供的功率管理方法的流程图；

图4为本发明实施例四提供的功率管理方法的流程图；

图5为本发明实施例七提供的功率管理装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

随着DSM leve12技术的逐渐商用，XDSL系统中增加了频谱管理中心(Spectrum Manager Center，SMC)。如图2所示，是XDSL的系统图，包括SMC，DSLLAM。SMC设置在NMS中。局端DSLAM包括局端收发单元，远端DSLAM包括远端收发单元。

xDSL的动态行为包括功率管理，是依据自身业务数据速率的大小，即通过修改帧帧控制参数(Lp)、修改位(比特)和微调增益来重新配置总数据率的。当数据速率减小时，线路由L0状态迁移到L2状态，对临近线路的串扰减小。当线路速率增大时，线路由L2状态迁移到L0状态，对临近线路的串扰加大。

本发明实施例中增大发送功率包括直接的增大发送功率，还包括线路从L0状态迁移到L2状态。

实施例一

本发明实施例提供了一种功率管理的方法，可以解决线路由L2状态迁移到L0状态，对临近线路的串扰加大的问题。如图3所示：

S301：当线路上传输数据的速率减小时，线路由L0状态迁移到L2状态，从而实现了对功率的管理；已经实现了上述功率管理的线路，现在准备增大发送功率，也就是线路准备由L0状态迁移到L2状态。在其从L2状态迁移到L0状态前，局方收发单元首先将L2状态迁移到L0状态的状态回迁请求发给SMC。

S302：SMC根据其会影响到的捆内受扰线路，向捆内受扰线路发送主动下调速率的指令。捆内受扰线路根据SMC下发的指令快速下调速率。

其中，SMC是通过不断的收集每次一个线路发送功率变化，引起的其他线路的发生反应的信息，长时间的收集数据来获得线路的捆内受扰线路。

具体的，捆内受扰线路收到SMC下调速率的指令后，受扰线路的局端和远端都下调速率，下调的速率在后面叫做下调的目标速率。捆内受扰线路下调的目标速率是在线路初始化时训练好的，分别存放在局端收发单元和远端收发单元中。下调的目标速率也可以是SOS(抢救我们的业务，Save OurService)文稿中表述的只传递管理消息和很低的业务而需要的速率，包括SOS文稿中表述的最小速率。下调的目标速率也可以下调至比SOS文稿中表述的最小速率要高一些。

S303：捆内受扰线路完成速率下调后通知SMC已完成下调速率。SMC再通知欲迁线路从L2状态迁到L0状态。然后，受扰线路依靠SRA再逐步将其速率上调，可以上调到受扰线路能达到的最大理想值。

通过该实施例提供的方案，可以克服线路功率管理下状态迁移时，引发的捆内受扰线路的串扰瞬态突变，误码率上升，最终导致线路掉线的问题。

实施例二

实施例二和实施例一的方案不同之处，只是在于获取下调目标速率的方法不同。具体方法是：每条捆内受扰线路的局端长时间的收集比特图，建立起速率影响值模型。

模型建立的具体方法是：在每次线路从L2状态到L0状态迁移时，局端进行捆内受扰线路的比特图收集，估算出每个子载波容纳比特受到的影响，进而计算出捆内受扰线路的速率影响值。这样，受扰线路的下调目标速率就可以通过捆内受扰线路的当前速率减去计算出的速率影响值来获得。

其中，收集比特图是在L0状态和L2状态分别收集的，两个状态下收集的比特值相减就可以得出影响到的比特值，然后由影响到的比特值得到速率影响值。比特值换算成速率的方法，可以由本领域技术人员知道的方法，比如将影响到的比特值乘以4K就得到速率。

该实施例中的下调速率一般比SOS文稿提供的速率值要高，这就缩短了其恢复到理想最大速率所需的时间。

实施例三

实施例三和实施例一、二的方案不同之处，也是在于获取下调目标速率的方法不同。

新干扰线路对受扰线路的串扰影响，是随着线路的不同(例如线路的长短、周围干扰线路的多少等)而变化的，极大的依赖现存干扰源的数量。对于同一条线路，在其有一个干扰源和有多个干扰源的情况下，受到的串扰是不同的。有一个干扰源时，线路受到的串扰要大于有多个干扰源时受到的串扰。

当一条线路在从L2状态返回到L0状态前，SMC知道有多少线路是激活的。基于这一信息，SMC能够估算出新干扰源带来的信噪比(Signal to NoiseRatio，SNR)降低的量，来决定比特加载的减少量，以便收发器在环境串扰噪声增加的情况下，切换到低的速率。

典型的估算速率的方法是基于理论的环路模型，没有必要匹配到实际线路。估算的方法有多种，下面具体的举三个估算速率的例子：

一、基于理论模型(例如：99％坏的模型情况)和干扰源的数量，计算出全部的串扰，再基于这些串扰，计算出新的速率；

二、基于理论模型，计算新的干扰源产生的新的串扰，加上现存的串扰中，得到总的串扰，再基于总的串扰，计算出新的速率；

三、随着干扰源的数量增加，计算出串扰的增加，进而，估算出对应的比特加载的减少量，然后由比特加载的减少量推断出速率影响值，从而再由该速率影响值得到应调到的目标速率。

如果现存的干扰源的数量多的话，则增加一个新的串扰将在已有的串扰上有一点小小的增加。在这些情况下，速率就可以不用下调到SOS文稿中描述的速率。

串扰模型有多种不同的情况。通过串扰模型，估算对应比特加载的减少量，推断出速率影响值，得到应调到的目标速率。

当然估算的新的速率可能不太完美，但应该很接近，在此后可用SRA微调速率。实施例一到三提供的方案，克服了部分线路功率管理下状态迁移时引发的捆内受扰线路的串扰瞬态突变，误码率上升，最终导致线路掉线的问题，提高了用户的满意度和忠诚度；并且解决了功率管理L2使用问题，可以使之大规模的商用，节约了能源和成本。

实施例四

实施例一提供的方案，也适用于解决现有的功率消减(Power Cutback，PCB)存在的问题，就是PCB消减以后的线路，如果发现由于别的原因，线路环境串扰增大后，就要加大自身发送功率，返回到消减以前的发送功率，这样，就会使该线路的捆内受扰线路的串扰瞬态突变，误码率上升。如图4所示：

S401：PCB消减以后的线路(也就是实现了发送功率减小的线路)，如果要返回到削减以前的状态，首先将要求发送功率增大的请求发送给SMC。

S402：SMC根据其会影响到的捆内受扰线路，向捆内受扰线路发送主动下调速率的指令。捆内受扰线路根据SMC下发的指令快速下调速率。

其中，SMC是通过不断的收集每次一个线路功率变化，引起的其他线路的发生反映的信息，长时间的收集数据来获得线路的捆内受扰线路。

具体的，捆内受扰线路收到SMC下调速率的指令后，局端和远端同时下调速率。捆内受扰线路下调的目标速率是在线路初始化时训练好的，分别存放在局端收发单元和远端收发单元中。下调的目标速率也可以是SOS文稿中表述的只传递管理消息和很低的业务而需要的速率，包括SOS文稿中表述的最小速率。

S403：捆内受扰线路下调速率完成后，通知SMC已完成下调速率。SMC再通知欲实现发送功率恢复增大的线路，进行发送功率恢复增大。然后，受扰线路依靠SRA再逐步将其速率上调，可以上调到受扰线路能达到的最大理想值。

实施例五

实施例五和实施例四的方案不同之处，只是在于获取下调目标速率的方法不同。获取下调目标速率的方法如实施例二中获取下调目标速率的方法。

实施例六

实施例六同实施例五和实施例四的方案不同之处，只是在于获取下调目标速率的方法不同。在本实施例中，计算下调目标速率的方法同实施例三中的计算速率的方法。

实施例四到六提供的方案，克服了部分线路进行PCB发送功率恢复增大时导致的临近线路的误码率过高或掉线问题，提高了用户的满意度和忠诚度。

实施例七

如图5所示，本实施例提供了一种功率管理装置，包括：

第一接收单元，用于接收第一线路发送的要求增大发送功率的请求；

处理单元，用于在收到第一接收单元发送的第一线路的信息，确定该第一线路的捆内受扰线路；

其中，第一线路的信息，就是能识别出第一线路的标识。

第一通知单元，用于根据处理单元确定的该第一线路的捆内受扰线路，向该捆内受扰线路发送主动下调速率的指令；

第二接收单元，用于接收第一线路的捆内受扰线路发送的下调速率完成的消息；

第二通知单元，用于在收到捆内受扰线路下调速率完成的消息后，根据第一接收单元发送的第一线路的消息，通知第一线路增大发送功率。

第一接收单元接收的要求增大发送功率的请求可以是直接增大发送功率的请求，例如：PCB消减以后的线路(也就是实现了发送功率减小的线路)，如果要返回到削减以前的状态，首先将要求增大发送功率的请求发送给该设备；

该要求增大发送功率的请求也可以是L2状态迁移到L0状态的状态回迁请求，例如，当线路上传输数据的速率减小时，线路由L0状态迁移到L2状态，从而实现了对功率的管理；已经实现了上述功率管理的线路，现在准备将功率增大，也就是线路准备由L0状态迁移到L2状态。在其从L2状态迁移到L0状态前，局方收发单元首先将状态回迁请求发给该设备。相应的，通知欲增大发送功率的线路增大发送功率，也就是通知欲增大发送功率的线路从L2状态迁到L0状态。

实施例八

本实施例提供了一种功率管理系统，包括数字用户线接入复用器，功率管理设备。功率管理设备可以设置在NMS中，也可以单独存在。

数字用户线接入复用器可以提供多路数字用户线接入，包括局端收发单元。

功率管理设备，用于接收第一线路发送的要求增大发送功率的请求，确定出如果所述第一线路增大发送功率将会受影响的捆内受扰线路，向捆内受扰线路发送主动下调速率的命令；在收到受扰线路下调速率完成的消息后，通知所述第一线路增大发送功率。

功率管理设备，具体包括：

第一接收单元，用于接收第一线路发送的要求增大发送功率的请求；

处理单元，用于在收到第一接收单元发送的第一线路的信息，确定该第一线路的捆内受扰线路；

第一通知单元，用于根据处理单元确定的该第一线路的捆内受扰线路，向该捆内受扰线路发送主动下调速率的指令；

第二接收单元，用于接收第一线路的捆内受扰线路发送的下调速率完成的消息；

第二通知单元，用于在收到捆内受扰线路下调速率完成的消息后，根据第一接收单元发送的第一线路的消息，通知第一线路增大发送功率。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种功率管理方法，其特征在于，包括：

接收第一线路发送的要求增大发送功率的请求；

根据所述请求，确定出如果所述第一线路发送功率增大，将会受影响的捆内受扰线路；

向所述捆内受扰线路发送下调速率的指令；

在确定所述捆内受扰线路下调速率完成后，通知所述第一线路增大发送功率。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的要求增大发送功率的请求包括L2状态回迁到L0状态的状态回迁请求。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在确定所述捆内受扰线路下调速率完成后，通知所述第一线路增大发送功率包括：在确定所述捆内受扰线路下调速率完成后，通知所述第一线路从L2状态回迁到L0状态。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进一步包括，所述捆内受扰线路下调的目标速率是SOS文稿中表述的速率。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，进一步包括，所述捆内受扰线路下调的目标速率是所述捆内受扰线路下调前的速率与其速率影响值之差。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：在所述第一线路增大功率时，所述捆内受扰线路进行比特图收集，估算出每个子载波容纳比特受到的影响，得到所述捆内受扰线路的速率影响值。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，进一步包括：由增加的干扰源数量得到增加的串扰，从而估算出对应的比特加载的减少量，然后由所述比特加载减少量获得速率影响值。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在所述捆内受扰线路下调速率完成后，通知所述线路增大发送功率，进一步包括：所述捆内受扰线路用无缝速率适配逐步上调速率。

9.一种功率管理装置，其特征在于，包括：

第一接收单元，用于接收第一线路发送的要求增大发送功率的请求；

处理单元，用于接收所述第一接收单元发送的第一线路的信息，确定出如果所述第一线路发送功率增大，将会受影响的捆内受扰线路；

第一通知单元，用于根据所述处理单元确定的所述捆内受扰线路，向所述捆内受扰线路发送下调速率的指令；

第二接收单元，用于接收所述捆内受扰线路发送的完成下调速率的消息；

第二通知单元，用于在收到所述捆内受扰线路下调速率完成的消息后，根据所述第一接收单元发送的所述第一线路的消息，通知所述第一线路增大发送功率。

10.一种功率管理系统，其特征在于，包括功率管理设备，

所述功率管理设备，用于接收第一线路发送的要求增大发送功率的请求，根据所述请求，确定出如果所述第一线路的发送功率增大，将会受影响的捆内受扰线路；向所述捆内受扰线路发送下调速率的指令；在确定所述捆内受扰线路下调速率完成后，通知所述第一线路增大发送功率。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述功率管理设备具体包括：

第一接收单元，用于接收所述第一线路发送的要求增大发送功率的请求；

处理单元，用于接收所述第一接收单元发送的所述第一线路的信息，确定出如果所述第一线路发送功率增大，将会受影响的所述捆内受扰线路；

第一通知单元，用于根据所述处理单元确定的所述捆内受扰线路，向所述捆内受扰线路发送下调速率的指令；

第二接收单元，用于接收所述捆内受扰线路发送的下调速率完成的消息；

第二通知单元，用于在收到所述捆内受扰线路下调速率完成的消息后，根据所述第一接收单元发送的所述第一线路的消息，通知所述第一线路增大发送功率。

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