CN101222292B - 监控脉冲噪声的方法、网络终端、网络节点和网络管理器 - Google Patents

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Abstract

在数字数据分组传输网络中，所接收数据分组的接收质量由远程终端(101)感知(111)。于是，生成(112)指示所感知的接收质量的比特串。这个比特串或这个比特串的压缩版本在管理信道上被实时传送(114)到网络节点(102)中的第一中央处理单元(121)，在所述第一中央处理单元(121)中所述比特串被紧缩或处理。通过处理所述比特串，第一中央处理单元(121)可以确定脉冲噪声特征。可选地，所述比特串或其压缩或紧缩版本可以被转发到网络管理器(103)中的第二中央处理单元(131)，该第二中央处理单元处理所述比特串并确定脉冲噪声特征。

Description

监控脉冲噪声的方法、网络终端、网络节点和网络管理器
技术领域
本发明一般涉及数字数据通信中的脉冲噪声监控，即所接收数据分组中的脉冲噪声的检测和表征。脉冲噪声是这样的噪声，其由外部噪声源通过通信线路中的电磁耦合所导致且持续时间较短。例如，切换光开关的打开/关闭可以生成工作电压或电流的瞬态效应，其导致可以传送数字数据的电话线路上的噪声脉冲，其中所述数字数据例如在将电话线路部署为DSL环路时被打包为离散多音频(DMT)符号。根据脉冲的振幅和持续时间，脉冲噪声将导致所接收数据分组中的质量降级和/或差错。应当指出，在本专利申请的上下文中，数据分组必须被宽泛地解释为覆盖作为单个实体被传送的任意固定长度或可变长度的数据字节或比特组。换句话说，其覆盖了数据帧、数据信元、数据字、数据符号、数据段等。数据分组的实例是例如在ADSL(非对称数字用户线路)或VDSL(甚高速数字用户线路)环路上发送的DMT符号。 
在位于数字通信线路附近的调光器、荧光灯、圣诞照明绳、TV或PC的开关模式配电单元(PSU)、录像机、电子变压器、安全灯等的情况下，损害该通信线路上的数字数据传输的噪声脉冲可能具有重复特征。这种重复噪声脉冲仍然持续时间较短并且因此称为重复电脉冲噪声(REIN)。典型地，两个连续噪声脉冲之间的时间在欧洲可以小至10毫秒(ms)或在美国小至8.3ms，因为噪声脉冲通常是以基于电源频率的速率的开/关转换的结果，其中所述电源频率在欧洲为50赫兹(Hz)而在美国为60Hz。在例如灯调光器的实例中，光的强度通过切换灯的开和关的电路来控制。打开和关闭时间之间的比率确定了光强度。每次开/关转换都造成相邻通信线路上的噪声脉冲。用于灯的开/关切换的触发器是从电网的频率导出的，这  因而导致了频率为每10ms(欧洲)或8.3ms(美国)的噪声脉冲。 
随着三重服务部署的引入，即高速互联网(HIS)接入、例如VoIP或会话式IP多媒体服务的会话式点到点服务以及例如广播TV(BTV)的基于客户端-服务器的服务的同时部署，脉冲噪声的特征对于例如DSL运营商已变得非常重要。然而，高速互联网接入是尽力而为型的服务，会话式或客户端-服务器类型的语音和视频服务要求端到端服务质量。运营商需要可以高效且可靠地递送这些新服务的稳定、高质量宽带连接。 
背景技术
用于减轻由于脉冲噪声产生的数字数据传输中的差错的现有机制可以被归类为重传机制、前向纠错(FEC)机制，或者故障检修措施。 
重传机制在于通过重发对于其重传请求已被接收的数据分组来修补被破坏的数据分组。重传请求可以由已接收受到不可恢复的影响的数据分组的接收器发出(这种实现通常称作ARQ或自动重复请求机制)，或者可选地可以由等待接收器确认数据分组的接收但在从发送该数据分组起的预定时间内没有接收到所述确认的定时器来发出。文献中也描述了这二者的组合，即针对受到不可恢复破坏的分组的、来自接收方的重传请求和针对未确认或丢失的数据分组的、来自发送器中或附近的定时器的重传请求。 
重传通常在较高层完成，即例如TCP层或传输控制协议层的PMD(物理介质相关)层以上的协议栈层。 
例如在法国电信的标题为“Impulse Noise Correction in SDSL UsingRetransmission Request”的ETSI SDSL标准文献054t34中也已针对物理层而建议了重传。在该标准文献中，建议在SDSL(对称数字用户线路)发送器的PMD(物理介质相关)层实现对最近发送的数据段的记录。SDSL接收器可以通过指示要被重发的数据段的段号来请求对由于铜线对上发生的脉冲噪声而被破坏的数据段的重传。接收重传请求的SDSL发送器优先处理该请求。 
其它重传方案可以在2003年A.S.Tanenbaum的“Computer  Networks”第四版具体在其第3.3和3.4小节中找到。 
例如TCP重传的现有重传机制在例如VoIP(基于IP的语音)或广播TV服务的实时服务的情况下是无用的，因为重传机制受到固有等待时间所造成的高时延的困扰。进一步地，重传机制在具有高频、重复丢失的通信链路上是低效或无用的，所述高频、重复性丢失是由于重传固有的带宽扩展造成的REIN而产生的。 
前向纠错(FEC)机制是基于FEC代码的计算，即一些冗余比特或字节，其被添加给每个数据分组并且可以在接收器的解码器中被用于恢复例如由于脉冲噪声造成的差错的有限数量的传输差错。常用的FEC机制例如是Reed-Solomon编码、Parity-Based编码、Harris Ascent编码等。 
如果例如Reed Solomon(RS)编码被用于消除脉冲噪声效应，则数字数据字在传输之前用冗余Reed Solomon代码被扩展。当接收时，冗余Reed Solomon代码使解码器能够检测和校正由噪声导致的数字数据字中的差错。以一些开销为代价，Reed Solomon编码能够解决由于任意类型脉冲噪声所造成的差错。Reed Solomon编码通常与交织技术结合，从而在几个数据字上扩展由噪声脉冲产生的差错，由此改进了Reed Solomon解码器校正由噪声脉冲产生的所有差错的能力。 
像Reed Solomon编码和交织的前向纠错机制通常使用称为INP或脉冲噪声保护的参数来配置。INP值越高，则Reed Solomon开销越高，以及因此线路上的有效数据速率越低。INP值越低，则针对其而提供保护的脉冲噪声突发的持续时间越小。INP参数的最优配置需要对脉冲噪声的监控和准确的表征。换句话说，为最佳地配置数字通信线路上的前向纠错参数，脉冲噪声及其如何影响例如DMT符号的数据分组的准确图形必须是可用的。 
在2006年11月3日召开的ad-hoc会话发布的标题为“G.ploam：G.vdsl：Report of ad-hoc session on Impulse Noise Monitoring”的临时文献、ITU-T协定基准文本TD 158R1(WR 1/15)中描述了一种用于脉冲噪声监控的已知方法。在其中描述且由第一张图示出的脉冲噪声监控方法中，远端终端  感知所接收的DMT符号的质量降级，并且对于严重降级的DMT符号生成指示。脉冲噪声指示之后被压缩为如脉冲长度(IL)和脉冲到达时间间隔(IAT)的不规则直方图的基本统计信息。在该已知方法中仍然可用于INP参数设置的这些统计数据占用有限存储容量。然而，关于所感知脉冲噪声的部分信息在现有技术脉冲噪声监控方法中由于统计数据生成而无法挽回地丢失。例如，关于单独的噪声脉冲的定时信息、单独的差错长度、单独的到达时间间隔、差错长度与到达时间间隔之间的互相关性等，由于为FEC参数配置准确表征脉冲噪声的概率的丢失而丢失。进一步地，由于压缩功能是在远程终端的软件或硬件中实现的，因此几乎不可能引入可改进INP参数设置的其它直方图或统计，例如二维脉冲噪声长度-到达时间间隔直方图、傅立叶变换、基于滑动窗口的直方图、基于脉冲间隙桥接的直方图或者其任意解释或组合，因为这需要对远程终端的软件/硬件升级。这种升级是要求所有制造商修改其产品的缓慢过程，通常是由于国际标准设置或事实标准的市场驱动需求而引起的。 
具有相同缺点的类似的脉冲噪声监控方法在标题为“Impulse NoiseManagement”的国际专利申请WO 2006/086405和标题为“Method andApparatuses of Measuring Impulse Noise Parameters in Multi-CarrierCommunication Systems”的WO 2006/102225中被描述。 
最后，在没有任何前向纠错机制可用或没有任何INP值高到足以校正所有脉冲噪声差错的情况下，用于应付脉冲噪声的解决方案可以是故障检修，即找到用户家中的源并且采取措施来移除该脉冲噪声源。在例如DSL线路的情况下，移除室内电线的一部分并且用更好的电线代替它可以将脉冲噪声效应减小到可接受的级别。为帮助识别和诊断脉冲噪声源以使得能采取补救动作来移除该源或缓解问题，运营商需要用于尽可能接近物理现象地表征和监控脉冲噪声的解决方案。 
用于针对故障检修而监控和表征脉冲噪声的已知方法是基于单端线路测试(SELT)的。实例例如在英国电信的CD-047和AT&T的CD-021ITU-T标准文献中被描述。然而，SELT是涉及服务中断的离线方法。特别对于其中需要在例如一天或几天的较长时期内进行观测的脉冲噪声表征，已知的基于SELT的技术将导致不期望的或不可接受的长时间服务中断。另外，已知SELT技术被看成是集中实现的测量方法。在中央侧测量脉冲噪声从而诊断位于或在用户驻地附近造成的脉冲噪声显然并不是高效的。通过将已知的基于SELT的测量技术从中央侧转移到远端，用户端设备在对中央侧的信息检索上产生问题。另外，已知的基于SELT的方法估计幅度、持续时间和到达时间间隔分布，其是对于识别脉冲噪声源而言不适当的参数。 
本发明的目的是提供一种克服现有技术方法的上述缺点的用于监控脉冲噪声的方法。更具体地，目的是公开一种不会在从远端终端收集信息时产生问题也没有服务中断的情况下、实现了脉冲噪声的在线、详细表征和/或脉冲噪声源的识别的、用于监控脉冲噪声的方法。进一步的目的是增强可用于脉冲噪声表征和脉冲噪声源识别的信息。另一目的是简化解释通过脉冲噪声监控收集的信息的压缩和处理软件/硬件的可升级性。 
发明内容
根据本发明，一种用于监控脉冲噪声的方法实现了上面定义的目的并且克服了已知现有技术解决方案的缺点，该方法包括以下步骤： 
-感知所接收数据分组的接收质量； 
-生成指示所感知的接收质量的比特串，该比特串对于每个所接收的数据分组包括至少一个比特；以及 
-在管理信道上将比特串或比特串的压缩版本实时传送到网络中的第一中央处理单元以对其进行压缩和/或处理。 
这样，通过有可能存在一定时延地将指示数据分组的所感知接收质量的比特串实时发送到网络中的中央处理单元，其中在该中央处理单元中它可以利用最新可用的算法来被存储、压缩、虚拟化和/或处理，根据其可以  计算无限量脉冲噪声限定(qualifying)参数的、用于指示所感知的接收质量的未处理信息流对于网络中的中央处理单元变为可用。通过使用管理信道，在没有任何对终端用户的服务中断的情况下，比特串被在线传送到第一中央处理单元。由于压缩和/或处理在第一处理单元中(或在第二处理单元中，其中比特流可以如将在下面阐述的那样可选地被转发到该第二处理单元)被集中地完成，因而不需要更新检测和转发接收质量且优选地驻留在例如ADSL CPE调制解调器的远程客户端设备中的设备的软件/硬件。 
应当指出，可以期望用于指示数据分组中脉冲噪声的出现的比特串具有稀疏的密度，因为差错不太经常发生，比特串可以可选地在被传送到第一中央处理信息之前、在不丢失包含在原始的未处理比特串中的任何信息的情况下被压缩。 
还应当指出，在根据本发明的方法中对所接收数据分组的接收质量的感知可以依赖于任何已知的或将来的技术，其中该技术检测所接收数据分组中的差错或删除、测量在当前数据速率下的服务中不一定导致差错但在要求较高数据速率的将来服务中会导致差错的噪声级别的增加、测量信噪比(SNR)、误比特率(BER)或用于指示接收质量降级的可选参数。 
除用于监控脉冲噪声的方法之外，本发明还涉及相应的网络终端、相应的网络节点和相应的网络管理器。 
比特串或比特串的压缩版本可以在物理层管理信道上被传送到第一中央处理单元。DSL网络情况下的实例是数字用户线嵌入式操作信道(EOC)或在基于TR-069协议的管理信道上的带内传送。 
最简版本的比特串对于每个所接收数据分组可以包含一个比特，例如DSL接收器中的每所接收DMT符号1比特，该比特在DMT符号的接收质量超过特定阈值的情况下例如设为1，而在DMT符号的接收质量低于该阈值时设为0，或反之亦然。可选地，比特串对于每个所接收数据分组可以包含多个比特，这些比特是对所接收数据分组的质量的量化指示。 
尽管每数据分组单个比特的实现不能提供关于所感知质量的幅度信息，然而多个比特可以提供关于所感知质量或质量降级的幅度信息，其实现了脉冲噪声中的所有类型的统计分析。 
根据本发明的方法可以有利地通过数字用户线客户端设备(DSLCPE)来执行，在此情况下，所接收的数据分组对应于离散多音频(DMT)符号。由于ADSL中的下行DMT符号以大约每秒4000DMT符号的速度被发送，根据本发明的比特串因而可以以例如4kbit/s的较低速度在各种ADSL标准中定义的PMD EOC信道上被传送。对于VDSL，由于根据本发明的比特串可以在上行以大约4kbit/s或8kbit/s的速率被传送，因此每秒大约4000DMT符号或8000DMT符号在下行被传送。 
可选地，比特串或比特串的压缩版本可以被传送到数字用户线中央局(DSL CO)中的第一中央处理单元，所述第一中央处理单元例如是为端接在一个相同DSLAM上的所有DSL线路收集该信息的单一CPU，或者其是为端接在DSLAM中的一个相同LT板上的所有DSL线路收集该信息的、数字用户线中央局(DSL CO)中的每个线路端接(LT)板上的CPU。 
根据本发明方法的可选特征是，比特串或比特串的压缩版本可以有规律地、自主地从远端网络终端被传送到所述第一中央处理单元。 
在根据本发明方法的可选实施例中，比特串或比特串的压缩版本的传送由所述第一中央处理单元有规律地、自主地请求。 
在根据本发明的方法的又一可选实施例中，在生成比特串之后，指示信号被发送到所述第一中央处理单元，并且比特串或比特串的压缩版本在所述第一中央处理单元的请求下被发送到该第一中央处理单元。 
概括地说，压缩或未压缩比特串至所述第一中央处理单元的传送可以在该第一中央处理单元的请求下、或在远端终端与该第一中央处理单元之间的指示比特串已被生成且该第一中央处理单元已准备好处理它的通信之后、在具有脉冲噪声监控功能的远程终端的发起下自主地发生。第二和第  三变型明显要求远程终端与包括所述第一中央处理器的节点之间的额外信令，以及要求所述远程终端中的存储容量至少能在直到被所述第一中央处理单元请求之前存储比特串。 
可选地，根据本发明的方法包含以下附加步骤： 
-生成一个或多个后续比特串；以及 
-将所述比特串和后续比特串或其压缩版本存储在位于远端网络终端的先入先出存储器中。 
这个利用远程终端中的FIFO存储器的实现在比特串仅在第一中央处理单元的请求下被传送时是优选的。 
在利用远程终端中的先入先出存储器的本发明的变型中，所述比特串和后续比特串或其压缩版本中的一个或多个可以从先入先出存储器被一次传送到所述第一中央处理单元。 
在其至所述第一中央处理单元的传送之后，所传送比特串或其压缩版本可以从远程终端的先入先出存储器中被移除。 
这样，所述先入先出存储器中的存储容量被尽可能快地释放给附加的后续比特串。 
在根据本发明方法的更先进的可选实现中，仅在确认了所述第一中央处理单元的正确接收之后，所传送的比特串和后续比特串或其压缩版本才从远程终端的先入先出存储器中被移除。 
这样，由于比特串和后续比特串中的一个或多个在上行管理信道上的不正确传送所造成的信息丢失可以避免，因为直到确认了正确的接收，比特串和后续比特串才将保持可用于先入先出存储器中的重传。 
本发明的基于FIFO的实现的另一选项是比特串和后续比特串或其压缩版本可以在先入先出存储器溢出时从所述先入先出存储器被丢弃。 
典型地，FIFO存储器中的比特串和后续比特串中最旧的那些将被丢弃，以通过将存储器空间释放给新的后续比特串来防止溢出。然而，不必  要并且本发明显然并不限于丢弃FIFO存储器中最旧的比特串来防止溢出。 
又一选项是根据本发明的方法可以包括有规律地、自主地将比特串或比特串的压缩版本或紧缩比特串从所述第一中央处理单元传送到网络管理器中的第二中央处理单元。 
可选地，根据本发明的方法可以包括由网络管理器中的第二中央处理单元有规律地、自主地向所述第一中央处理单元请求比特串或比特串的压缩版本或紧缩比特串的传送。 
在根据本发明方法的又一可选实现中，当检测到事件时，所述第一中央处理单元将紧缩或处理比特串或比特串的压缩版本的指示信号发送到网络管理器中的第二中央处理单元，以及，当所述第二中央处理单元请求时，比特串或比特串的压缩版本或比特串的紧缩版本从所述第一中央处理单元被传送到所述第二中央处理单元。如早先已指出的，比特串或其压缩或紧缩版本可以从例如驻留在例如DSLAM的网络节点中的第一中央处理单元被转发到例如驻留在用于管理一个或几个运营商的网络的网络管理器中的第二中央处理单元。比特串的紧缩版本可以包括由所述第一中央处理单元从比特串或比特串的压缩版本中提取的直方图或统计信息。同样，将比特串转发给所述第二中央处理单元的速度可以低于将比特串从远程终端传送到所述第一中央处理单元的频率。特别地，当包括所述第二中央处理单元的网络管理器管理大型网络或甚至多个网络时，过载该网络管理器可以这样被避免。 
进一步概括地说，比特串、其压缩或紧缩版本可以在所述第一中央处理单元的发起下自主地被发送到所述第二中央处理单元、可以仅当所述第二处理单元请求时被发送，或者可以当所述第一与第二中央处理单元之间进行指示了例如脉冲噪声突发的事件的通信时被发送。后两种实现显然需要所述第一与第二中央处理单元之间的额外信令、以及所述第一中央处理  单元中的用于在直到比特串被所述第二中央处理单元请求之前存储该比特串的充足的存储容量。 
可选地，根据本发明的用于监控脉冲噪声的方法可以包括以下附加步骤： 
-生成一个或多个后续比特串； 
-将后续比特串或其压缩版本也传送到所述第一中央处理单元；以及 
-将比特串和一个或多个后续比特串或其压缩版本存储在位于所述第一中央处理单元的先入先出存储器中。 
这样，通过在所述第一处理单元中或其附近实现FIFO，对远程终端中的比特串的存储需求可以减少。因此，差错或更一般地说指示所感知接收质量的信息可以被分组为有可能被标记时间的记录。这些记录作为后续比特串被传送到所述第一中央处理单元，它们在所述第一中央处理单元中被存储在存储器中。这种记录的中央存储将最小化对远程终端的存储需求。利用所述第一中央处理单元中或其附近的FIFO的实现在比特串可以在第二中央处理单元的请求下被转发给该第二中央处理单元的情况下也是优选的。 
为将比特串从所述第一中央处理单元转发到驻留在网络管理器中的第二中央处理单元，比特串和后续比特串中的一个或多个可以被一次传送。之后，所传送比特串可以从所述第一中央处理单元中或其附近的FIFO存储器中立即被移除，或者可以仅在确认了所述第二中央处理单元的正确接收之后才从该FIFO存储器中被移除。为防止所述FIFO存储器的溢出，最旧的比特串(或另一比特串选择)可以从所述FIFO存储器被丢弃。这些可选特征的优点类似于上面就远程终端中存在用于在从远程终端向所述第一中央处理单元传送之前存储比特串和后续比特串的FIFO存储器而阐述的优点。 
根据本发明的用于监控脉冲噪声的方法的另一可选特征是比特串可以  在传送到所述第一中央处理单元之前通过无损压缩算法而被压缩。这种无损压缩算法的实例是运行长度编码算法，然而本发明显然不限于此。 
根据本发明方法的另一可选方面是比特串或比特串的压缩版本可以由所述第一中央处理单元处理，由此确定脉冲噪声特征。 
所述处理可以包括：利用或不利用脉冲间隙桥接机制、利用或不利用傅立叶变换、利用或不利用基于滑动窗口的机制的脉冲噪声长度和/或脉冲到达时间间隔的直方图的生成、脉冲噪声长度与脉冲到达时间间隔之间的互相关、最优INP参数设置的确定等。 
附图说明
图1示出了DSL网络中的根据本发明的用于监控脉冲噪声的方法的实施例，其中所述DSL网络包括根据本发明的网络终端101、网络节点102和网络管理器103。 
具体实施方式
图1示出了通过DSL线路104连接到DSL CO(数字用户线中央局)102的DSL CPE(数字用户线客户端设备)调制解调器101。DSL CPE 101可以例如是ADSL调制解调器或VDSL调制解调器，而DSL CO 102可以是DSLAM(数字用户线接入多路复用器)、DSLAM中的线路端接板或集成了一个或多个中央局DSL调制解调器的ASIC(专用集成电路)。DSLCPE 101除传统的DSL CPE功能外还包含DMT符号接收质量传感器SENS或111、DMT符号质量比特串生成器SQ-GEN或112、先入先出存储器FIFO1或113，以及DMT符号质量比特串传送单元TRANSF或114。DSL CO 102除传统的DSL CO功能外还包含也具有先入先出存储器FIFO2或122的第一中央处理单元CPU1或121。图1还示出了配备有第二中央处理单元CPU2或131的DSL网络管理器NETWORKMNGR或103。 
在下行方向中，DMT符号在DSL线路104上从DSL CO 102被发送到DSL CPE 101。当在DSL CPE 101接收这些DMT符号时，符号接收质量传感器111例如通过删除检测、SNR(信噪比)测量或BER(误比特率)计算来对每个所接收的DMT符号而感知DMT符号质量的降级。基于所感知的DMT符号质量，符号质量比特串生成器112对于每个DMT符号生成指示各个DMT符号的降级的1比特。这种比特在下文中将称为符号质量比特或SQ比特。符号质量比特串生成器112因而在所感知的DMT符号质量保持在特定阈值以下的情况下生成已降级符号比特或DESY比特(例如设为1的比特)，以及在相应DMT符号的接收质量超过该相同阈值的情况下生成未降级符号比特或NODESY比特(例如设为0的比特)。与这些SQ比特是针对当前现有服务被生成还是针对将来服务被生成无关，如此生成的比特串在ADSL的情况下代表称为SQ流的大约4kbit/s的数据流。 
SQ比特被存储在先入先出存储器113中并从其中被读出。由此，SQ流被传送单元114在EOC(嵌入式操作信道)管理信道上被上行发送到DSL CO 102。这可以基于由传送单元114或图1中未示出的控制单元生成的SQ开始和SQ停止命令自主地完成，在该情况下，若干SQ比特被集合在一起以构成SQ比特串。如将在下文进一步详述的，报头被预先考虑，并且SQ比特串以规律的间隔被发送。可选地，这可以基于由DSL CO 102、更确切地说是由其中的中央处理单元121发出的请求来完成。在后一种情况下，DSL CPE中的先入先出存储器113不可避免地存储SQ比特串直到其传送被中央处理单元121请求。先入先出存储器113的大小可以例如固定为32乘4字节。 
一般地，对于DSL CO 102，可以区分两种请求消息以请求由传送单元114进行的SQ比特串的传送。下文中称为SQ_new的第一种类型的请求消息请求新的SQ比特串。响应于SQ_new请求，传送单元114仅发送在已被发送的那些之后被存储在FIFO1中的SQ比特串。下文中称为SQ_all的第二种类型的请求消息请求传送所有SQ比特串，即在之前请求  中被请求的SQ比特串和新的SQ比特串。 
在前一SQ_new请求与当前请求之间，监控FIFO1的溢出。一旦FIFO1的大小不足以存储新的比特串(即已在前一SQ_new请求之后被生成的比特串)，旧的SQ比特串就被新的盖写(overwritten)。换句话说，最新的比特串被记录在FIFO1中，而旧的比特串被丢弃。可选地，不一定是最旧的比特串的另一组比特串将从FIFO1被丢弃以防止溢出。 
作为以上提到的每DMT符号单个比特的可选方案，由符号质量比特串生成器112生成的SQ比特串对于每个DMT符号可以包含固定数量的SQ比特、具有固定数量SQ比特的时间标记、具有连续DESY比特计数(DESY计数)和/或连续NODESY比特计数(NODESY计数)的时间标记、或时间标记、计数和比特的组合。 
假设以上的第二选项即具有时间标记的那个是在图1所示的系统中被实现的。这个实现允许跳过仅包含NODESY比特的所有比特串。即使线路受到REIN的影响，DSL线路上的连续NODESY比特的量通常大约为30。利用16比特的时间标记，可以实现大量的数据减少。 
应当指出，比特串的固定大小降低了FIFO存储器的复杂度，并且由于多数事件仅具有少量的连续DESY比特，因此实现DESY计数是无益的。因此，当出现DESY比特时，新的比特串被符号质量比特串生成器112创建。时间标记指示了DESY比特在SQ流中的序号。为获得固定大小的比特串，仅16个随后的SQ比特与时间标记一起被置入比特串中。 
有利地，构成SQ比特串的一部分的时间标记可以按照相比前一SQ比特串中最后一个SQ比特在序号上的差异而被编码。对于当前比特串，其作为前一比特串的时间标记减去包含在前一比特串中的SQ比特的数量而出现。该值称为SQ_offset。在刚刚描述的实例中，SQ_offset为17。还应当指出，时间标记在最大计数处饱和。 
应当指出，时间标记还可以针对来自DSL CO 102的请求而被创建。这个时间标记在下文中称为SQ_request_time。 
为将比特串从DSL CPE 101中的传送单元114传送到中央处理单元  CPU1，该比特串可以被分组为较大的分组。这种分组可以例如具有标识该分组中的比特串数量的报头。如果假设FIFO1能够存储多达32个比特串：0...32，则所述报头可以例如具有6个比特。在溢出的情况下，所述报头可以包含指示了分组中仅存在32个比特串但FIFO1中存在溢出的特殊值(例如33)。所述分组显然还包含以最旧的那个开始的SQ比特串。所述分组可选地还可以包含在最大计数处饱和且具有1个SQ比特的粒度的两个32比特计数器。第一计数器指示了与当前分组的请求时间SQ_request_time相比、自最后一个SQ比特串的最后一个SQ比特起的时间。第二计数器指示了与当前分组的请求时间SQ_request_time相比、自作为对新请求SQ_new的响应的前一分组的最后一个SQ比特串的最后一个SQ比特起的时间。 
进一步地，可以生成指示了FIFO1自最后一个SQ_new请求以后具有新SQ比特串的指示符比特。这个指示符比特可以例如占用成帧开销中的备用比特位置，所述成帧开销例如是在ITU-T规范G.993.2IB1-2的表9-5中定义的成帧开销。这个指示符比特可以例如也被添加到被频繁执行的、例如管理计数器读命令的EOC命令。命令可以被创建为其响应是这个指示符比特。 
在第一中央处理单元CPU1中，所接收的SQ比特串被存储在第二先入先出存储器122中。比特串可以被CPU1处理或紧缩。处理或紧缩可以包括利用或不利用脉冲间隙桥接机制、利用或不利用傅立叶变换、利用或不利用基于滑动窗口的机制的脉冲噪声长度和/或脉冲到达时间间隔的直方图的生成、脉冲噪声长度与脉冲到达时间间隔之间的互相关、最优INP参数设置的确定等。 
进一步地，所存储的SQ比特串可以在信道105上被转发到网络管理器或网络分析器103中的第二中央处理单元131，其中所述网络管理器或网络分析器103管理一个或多个DSL运营商的整个DSLAM基础或DSL运营商的DSLAM基础的一部分。再一次地，SQ比特串的传送可以自主地(推模型)被完成，或在CPU2的明确请求下(拉模型)被完成，并且  类似于FIFO1，第二先入先出存储器131可以被补充以读、写、丢弃和溢出管理功能，从而恰当地应付SQ比特串被CPU2请求的速度。 
由于网络管理器103通常将管理几千直至几百万的DSL线路，因此CPU2可以被配置为以例如每15分钟的较低频率来为有限数量的线路请求SQ比特串，从而可视化和处理SQ比特串，并且生成使得运营商能够对有脉冲噪声问题的DSL线路采取补救动作的诊断信息。为适应地配置不同DSL线路上的INP参数而对SQ比特串的大量处理将更靠近于DSL线路地被完成，即由线路端接板上或DSLAM中的CPU1完成。 
首先应当注意，尽管上面描述的优选实施例是在DSL网络中实现的，但本发明的应用不限于在部署为DSL线路的铜线环路上的数字数据传送。电信领域的技术人员应当认识到，指示已接收符号的所感知质量的符号质量比特串的生成以及所述比特串至位于网络中央的CPU的传送，可以以类似的优点被应用于遭受脉冲噪声的任何非DSL环路上。实例是有线或无线LAN连接、接入用户线、传输线路等。 
还应当注意，尽管以上涉及网络节点中的第一中央处理单元和驻留在网络管理器中的可选第二中央处理单元，但不排除第一中央处理单元驻留在网络管理器中。换句话说，包括第一中央处理单元的网络节点可以是网络管理器或网络分析器。 
还应当注意，根据国际DSL标准的以上提及的DMT符号或离散多音频符号包括数据符号和SYNC符号。然而应当指出，这种严格的解释不适用于本发明，因为根据本发明生成的比特串明显可以基于DMT符号或仅数据符号或仅SYNC符号。如在本专利申请的导言部分中提到的，比特串甚至可以根据可选类型的数据分组、信元、字、符号等来被计算。 
还应当指出，根据本发明原理的SQ比特串生成和至网络中的CPU的传送不必要是永久活跃的。可以例如设想这样的实现：例如脉冲持续时间或脉冲到达时间间隔的标准统计在每个线路上被动态(on the fly)收集，并且其中SQ比特串被生成并被转发到网络中的CPU的脉冲噪声监控模式可以例如对于每线路端接板一个或两个线路而被启动/停用。这样，例如通  过在可能向其转发SQ流的中央局或网络管理系统中处理SQ比特流，更先进的诊断可以被应用于一个或两个线路。这样，标准统计可以被用于监控所有线路，并且当检测到例如阈值超过告警的故障时，可以引起运营商的注意并且运营商可以通过启动SQ比特流模式来检查出故障的线路。这种收集统计和/或全部数据的智能方法要求线路端接板上或包括CPU的网络位置处的较少RAM存储器。 
进一步地，图1所示及以上说明的功能块可以在软件、硬件或软件和硬件的组合中实现对于电信设备领域的技术人员而言是显而易见的。 
尽管已参考DSL网络领域的特定实施例说明了本发明，但本发明不限于前述说明性实施例的细节并且本发明可以在不脱离其精神和范围的情况下用各种改变和修改来体现，这对于本领域的技术人员是显而易见的。本实施例因此在各方面都被认为是说明性且非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而非由前面的描述所指示，并且在权利要求等价物的含义和范围内的所有改变因而包含于其中。换句话说，设想覆盖了落在基本原理的精神和范围内并且其基本属性在本专利申请中被主张权利的任何修改、变型或等价物。此外，本专利申请的读者应当理解，词语“包括”不排除其它元素或步骤，词语“一个”不排除多个，并且例如计算机系统、处理器或另一集成单元的单个单元可以实现权利要求所述的几个装置的功能。权利要求中的任何参考标记不应当被解释为限制有关的各个权利要求。术语“第一”、“第二”、“a”、“b”、“c”等，当用在说明书或权利要求中时是被引入以在类似的元素或步骤之间进行区分而并不是说明顺序或时序。 

Claims (30)

1.一种用于改进对数字数据分组传输网络中的脉冲噪声的监控的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
-感知(111)所接收的数据分组的接收质量；
-生成指示所感知的接收质量的比特串，所述比特串对于每个所接收的数据分组包含至少一个比特，
-在管理信道上将所述比特串或所述比特串的压缩版本实时传送(114)到所述网络中的第一中央处理单元(121)以对其进行用于确定脉冲噪声特征的处理。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述比特串或所述比特串的压缩版本在物理层管理信道上被传送到所述第一中央处理单元(121)。
3.根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，所述比特串或所述比特串的压缩版本在数字用户线嵌入式操作信道(EOC)上被传送。
4.根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，所述比特串或所述比特串的压缩版本在基于TR-069协议的管理信道上被传送。
5.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述比特串对于每个所接收的数据分组包含一比特，所述一比特指示所接收的数据分组中的所述接收质量超过了特定阈值。
6.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述比特串对于每个所接收的数据分组包含多个比特，所述多个比特是对所接收的数据分组的质量指示。
7.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述方法是通过数字用户线客户端设备(DSL CPE，101)来执行的，以及所接收的数据分组对应于离散多音频(DMT)符号。
8.根据权利要求7所述的方法，
其特征在于，所述比特串或所述比特串的压缩版本被传送到数字用户线中央局(DSL CO，102)中的第一中央处理单元(121)。
9.根据权利要求8所述的方法，
其特征在于，所述比特串或所述比特串的压缩版本被传送到所述数字用户线中央局(DSL CO，102)中的线路端接板上的第一中央处理单元(121)。
10.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-有规律地、自主地将所述比特串或所述比特串的压缩版本从远端网络终端(101)传送到所述第一中央处理单元(121)。
11.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-由所述第一中央处理单元(121)有规律地、自主地请求所述比特串或所述比特串的压缩版本的传送。
12.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-在生成所述比特串之后，将指示信号发送到所述第一中央处理单元(121)；以及
-在所述第一中央处理单元(121)的请求下，将所述比特串或所述比特串的压缩版本传送到所述第一中央处理单元(121)。
13.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-生成一个或多个后续比特串，所述后续比特串指示了所感知接收质量中的差错；以及
-将所述比特串和所述一个或多个后续比特串、或所述比特串和所述一个或多个后续比特串的压缩版本存储在位于远端网络终端(101)的先入先出存储器(113)中。
14.根据权利要求13所述的方法，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-将所述比特串和所述后续比特串中的一个或多个、或所述比特串和所述后续比特串的压缩版本中的一个或多个从所述先入先出存储器(113)一次传送到所述第一中央处理单元(121)。
15.根据权利要求14所述的方法，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-在其至所述第一中央处理单元(121)的传送之后，将所述比特串和所述后续比特串中的一个或多个、或所述比特串和所述后续比特串中的一个或多个压缩版本从所述先入先出存储器(113)中移除。
16.根据权利要求14所述的方法，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-在确认了由所述第一中央处理单元(121)分别对所述比特串和所述后续比特串中的一个或多个、或所述比特串和所述后续比特串的一个或多个压缩版本的正确接收之后，将所述比特串和所述后续比特串中的一个或多个、或所述比特串和所述后续比特串的一个或多个压缩版本从所述先入先出存储器(113)中移除。
17.根据权利要求13所述的方法，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
当所述先入先出存储器(113)溢出时，从所述先入先出存储器(113)中丢弃所述比特串和所述后续比特串中的一个或多个、或所述比特串和所述后续比特串的一个或多个压缩版本。
18.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-有规律地、自主地将所述比特串或所述比特串的压缩版本或所述比特串的紧缩版本从所述第一中央处理单元(121)传送到网络管理器(103)中的第二中央处理单元(131)，其中所述比特串的紧缩版本包括由所述第一中央处理单元从所述比特串或所述比特串的压缩版本中提取的直方图或统计信息。
19.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-由网络管理器(103)中的第二中央处理单元(131)有规律地、自主地向所述第一中央处理单元(121)请求所述比特串或所述比特串的压缩版本或所述比特串的紧缩版本的传送，其中所述比特串的紧缩版本包括由所述第一中央处理单元从所述比特串或所述比特串的压缩版本中提取的直方图或统计信息。
20.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-当检测到脉冲噪声事件时，由所述第一中央处理单元(121)向网络管理器(103)中的第二中央处理单元(131)发送处理所述比特串或所述比特串的压缩版本的指示信号；以及
-当所述第二中央处理单元(131)请求时，将所述比特串或所述比特串的压缩版本或所述比特串的紧缩版本从所述第一中央处理单元(121)传送到所述第二中央处理单元(131)，其中所述比特串的紧缩版本包括由所述第一中央处理单元从所述比特串或所述比特串的压缩版本中提取的直方图或统计信息。
21.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-生成一个或多个后续比特串，所述后续比特串指示了所感知接收质量中的差错；
-将所述一个或多个后续比特串或所述一个或多个后续比特串的压缩版本也传送到所述第一中央处理单元(121)；以及
-将所述比特串和所述一个或多个后续比特串、或所述比特串和所述一个或多个后续比特串的压缩版本存储到位于所述第一中央处理单元(121)的先入先出存储器(122)中。
22.根据权利要求21所述的方法，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-将所述比特串和所述后续比特串、或所述比特串和所述一个或多个后续比特串的压缩版本、或所述比特串和所述一个或多个后续比特串的紧缩版本中的一个或多个从所述第一中央处理单元(121)中的所述先入先出存储器(122)一次传送到所述第二中央处理单元(131)，
其中，所述紧缩版本包括由所述第一中央处理单元从比特串或比特串的压缩版本中提取的直方图或统计信息。
23.根据权利要求22所述的方法，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-在将所述比特串和所述后续比特串中的一个或多个、或所述比特串和所述后续比特串中的一个或多个的压缩版本、或所述比特串和所述后续比特串中的一个或多个的紧缩版本分别传送到所述第二中央处理单元(131)之后，将所述比特串和所述后续比特串中的一个或多个、或所述比特串和所述后续比特串中的一个或多个的压缩版本从所述先入先出存储器(122)中移除。
24.根据权利要求22所述的方法，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-在确认了由所述第二中央处理单元(131)分别对所述比特串和所述后续比特串中的一个或多个、或所述比特串和所述后续比特串中一个或多个的压缩版本、或所述比特串和所述后续比特串中的一个或多个的紧缩版本的正确接收之后，将所述比特串和所述后续比特串中的一个或多个、或所述比特串和所述后续比特串中的一个或多个的压缩版本从所述先入先出存储器(122)中移除。
25.根据权利要求21所述的方法，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-当所述先入先出存储器(122)溢出时，从所述先入先出存储器(122)中丢弃所述比特串和所述后续比特串、或所述比特串和所述后续比特串的一个或多个压缩版本中的一个或多个。
26.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，所述方法还包括以下步骤：
-在传送到所述第一中央处理单元(121)之前，通过无损压缩算法来压缩所述比特串，由此生成所述比特串的压缩版本。
27.根据权利要求26所述的方法，
其特征在于，所述比特串是利用运行长度编码算法来被压缩的。
28.一种用于数字数据传输的网络终端(101)，所述网络终端(101)能够监控所接收的数据分组中的脉冲噪声，其特征在于，所述网络终端包括：
-用于感知所接收的数据分组的接收质量的装置(111)；
-用于生成指示所感知的接收质量的比特串的装置(112)，所述比特串对于每个所接收的数据分组包含至少一个比特，
-用于在管理信道上将所述比特串或所述比特串的压缩版本实时传送到所述网络中的第一中央处理单元(121)以对其进行用于确定脉冲噪声特征的处理的装置(114)。
29.一种用在数字数据分组传输网络中的网络节点(102)，
其特征在于，所述网络节点(102)包括：
-用于从管理信道实时接收指示数据分组的所感知接收质量的比特串或所述比特串的压缩版本的装置，所述比特串对于每个数据分组包含至少一个比特；以及
-用于处理所述比特串或所述比特串的压缩版本以由此确定脉冲噪声特征的第一中央处理单元(121)。
30.一种用在数字数据分组传输网络中的网络管理器(103)，
其特征在于，所述网络管理器(103)包括：
-用于从管理信道实时接收指示数据分组的所感知接收质量的比特串或所述比特串的压缩版本或所述比特串的紧缩版本的装置，所述比特串对于每个数据分组包含至少一个比特；以及
-用于处理所述比特串或所述比特串的压缩版本或所述比特串的紧缩版本以由此确定脉冲噪声特征的第二中央处理单元(131)，
其中，所述比特串的紧缩版本包括由第一中央处理单元从所述比特串或所述比特串的压缩版本中提取的直方图或统计信息，并且
其中，所述第一中央处理单元有规律地、自主地将所述比特串或所述比特串的压缩版本或紧缩版本传送到所述第二中央处理单元。
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