CN101431346B - 一种获取串扰信息的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种获取串扰信息方法，包括：根据有效性判断条件，获取数字用户线路侧的有效的实际发送功率谱和接收噪声谱数据；根据所述有效实际发送功率谱和接收噪声谱数据计算串扰函数。本发明实施例还提供了一种获取串扰信息的装置。采用本发明，可以根据有效性判断条件，获取数字用户线路侧有效的发送功率谱和接收噪声谱数据，不需要大量的数据就可以对串扰函数进行估算以获得串扰信息，大大提高了运算能力。

Description

一种获取串扰信息的方法及装置

技术领域

本发明涉及通讯传输技术，尤其涉及一种获取串扰信息的方法及装置。

背景技术

随着xDSL技术使用的频带的提高，串扰(crosstalk)尤其是高频段的串扰问题表现得日益突出。因此，在技术研究上有动态频谱管理(DSM，DynamicSpectrum Manage)课题，来研究怎样减小、规避多用户间串扰产生的影响。比如迭代注水，最优功率谱控制等。

然而，DSM技术还没有商用，目前DSM第一层面的主流架构如图1所示，有一个频谱控制器(SMC，Spectrum Maintenance Center)和三个控制接口，分别为DSM-S、DSM-C、DSM-D。SMC通过DSM-D接口从DSL-LT读取DSL线路的工作状态等参数，通过DSM-S接口与其相关联的SMC进行信息交互，当SMC掌握足够的信息，作一系列的优化算法，最后通过DSM-C向DSL-LT下发控制参数，使线路工作在最佳的状态。

DSM技术从对串扰处理的角度上来说，可以分成两个层面。第一，把串扰当成噪声。在这个基础上的技术研究就是如何优化modem的频谱，使同一捆电线中的所有modem的整体性能最高。在这个层面上至少需要了解串扰的幅频特性；第二，通过接收端或是发送端的联合，把串扰当成有用的信号。比如在接收端把某对线对其他线路产生的串扰收集起来并合成恢复成原来的信号。在这个层面上不但要了解串扰的幅频特性，还要了解串扰的相频特性。

现有技术中，阐明了一种串扰函数的测量办法。其主要步骤如下：

第一步：在一个固定时间间隔(T)内，以每个子载波为单位收集线路2的发送功率P₂(nT)和线路1的信噪比参数SNR₁(nT)。

在实际运行的过程中存在很多的动态信息，如上线，下线，Bit Swap，SRA等。这些动态的改变都伴随着发送功率谱的变化。

第二步：计算发送功率变化量P_del2(nT)，把发送功率减去发送功率的平均值。P_del2(nT)＝P₂(nT)-E[P₂(nT)]。

第三步：计算线路1的噪声。N₁(nT)＝SNR₁(nT)-(P₁(nT)-H_log1(f₀))。

如果线路2对线路1存在远端串扰，当线路2的发送功率谱发生变化时，线路1的噪声功率也发生响应的变化。当然在线路1存在多个串扰源的时候，线路1的总体噪声变化规律不仅仅与线路2的发送功率有关，还与其他的串扰源的发送功率相关。但是线路1的噪声功率变化包含了线路2的发送功率变化信息，即H₂₁(f₀)·P_del2(nT)+...+H_m1(f₀)·P_delm(nT)。由于线路2与其他对线路产生串扰的线路的发送功率变化不相关，因此在收集的发送功率信息足够长的时候，可以认为线路2的功率变化量于其他线路的功率变化量内积约等于零。<P_del2(nT)，P_delm(nT)>≈0，m≠2。因此

(<…>表示内积)    公式(1)

公式(1)的结果是线路2在特定频率点f₀上对线路1的串扰系数。

第四步：根据公式(1)计算某个或某些频点的串扰系数。

综上所述，现有的获取串扰信息的技术需要获取串扰源大量的发送功率变化量以及串扰目标的噪声功率以后，才能对串扰函数进行计算。

发明内容

本发明实施例提供了一种获取串扰信息的方法和装置，通过获取数字用户线路侧的发送功率谱和接收噪声谱，并根据有效性条件筛选出有效的数据后对串扰函数进行估计，从而获取真实的串扰信息。

本发明实施例提供了一种获取串扰信息的方法，包括：

根据有效性判断条件，获取数字用户线路侧的有效的实际发送功率谱和接收噪声谱数据；

根据所述有效实际发送功率谱和接收噪声谱数据计算串扰函数。

本发明实施例还提供了一种获取串扰信息的装置，包括：

串扰信息获取模块，用于根据有效性判断条件，获取数字用户线路侧的有效的实际发送功率谱和接收噪声谱数据；

串扰函数计算模块，用于根据所述有效的实际发送功率谱和接收噪声谱数据计算串扰函数。

实施本发明，具有如下有益效果：

本发明实施例提供的获取串扰信息的技术，根据有效性判断条件，获取数字用户线路侧有效的发送功率谱和接收噪声谱数据，不需要大量的数据就可以对串扰函数进行估算以获得串扰信息，大大提高了运算能力。

附图说明

图1是本发明提供的获取串扰信息的方法的第一实施例的流程示意图；

图2是本发明提供的获取串扰信息的方法的第二实施例的流程示意图；

图3是本发明提供的获取串扰信息的方法的第三实施例的流程示意图；

图4是本发明提供的获取串扰信息的方法的第四实施例的流程示意图；

图5是本发明实施例提供的获取串扰信息的装置的组成示意图。

具体实施方式

本发明实施提供了一种获取串扰信息的方法及装置，根据有效性判断条件，获取数字用户线路侧有效的发送功率谱和接收噪声谱数据，对串扰函数进行估算以获得串扰信息。

参见图1，为本发明提供的获取串扰信息的方法的第一实施例的流程示意图

在步骤S100，在DSL线路运行的期间，由SMC随机或是定期的通过DSM-C接口发送数据收集指令，收集所有线路的实际发送功率谱TxPSD(n，k，t)和接收噪声谱RxNPSD(n，k，t)；

在步骤S101，数字用户线路侧LT接收到数据收集指令后通过DSM-D接口把数据发送给SMC。如果假定线路的总数为K。那么共收集L个数据，如表1所示：

                                表1

时间点	实际发送功率谱	接收噪声谱
			t1	TxPSD(n，k1，t1)，TxPSD(n，k2，t1)，...，TxPSD(n，kK，t1)	RxNPSD(n，k1，t1)
t2	TxPSD(n，k1，t2)，TxPSD(n，k2，t2)，...，TxPSD(n，kK，t2)	RxNPSD(n，k1，t2)
			...	...	...

tK	TxPSD(n，k1，tK)，TxPSD(n，k2，tK)，...，TxPSD(n，kK，tK)	RxNPSD(n，k1，tK)
			tK+1	TxPSD(n，k1，tK+1)，TxPSD(n，k2，tK+1)，...，TxPSD(n，kK，tK+1)	RxNPSD(n，k1，tK+1)
...	...	...
			tL	TxPSD(n，k1，tL)，TxPSD(n，k2，tL)，...，TxPSD(n，kK，tL)	RxNPSD(n，k1，tL)

在步骤S102，在上述数据收集完毕后，根据有效性条件检查所述数据的有效性，并收集有效的数据；

需要说明的是，有效性条件如下：

条件一，要求第K时刻的收集的所有用户的实际发送功率谱中至少有一项与前K-1组数据有明显的不同，这个不同的要求是其两者之差的绝对值应大于某一个门限(如0.5dB或0.5dBm)。如果发现与其中一组数据的每一项的差异的绝对值小于这个门限，那么这组数据为无效数据，应作丢弃处理。

条件二，要求每一个用户在所有时间点上的数据至少有一个有明显的不同，这个不同的要求是其两者之差的绝对值应大于某一个门限(如0.5dB或0.5dBm)。

条件三，要求有效的数据的组数L大于等于K个时间点的数据。

检测出有效的数据后，根据收集到的有效数据计算串扰函数；步骤如下：

在步骤S103，在所述有效数据收集完成后，根据每一个时间点的数据建立一个方程。因为收集了L个时间点的数据，所以可以建立一个有L个方程的方程组。如下：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_1)=h_{12}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_1)+h_{13}\mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_1)+\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;+h_{1K}\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_1)+\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_1)\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_2)=h_{12}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_2)+h_{13}\mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_2)+\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;{+h}_{1K}\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_2)+\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_2)\\ .\\ .\\ .\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_K)=h_{12}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_K)+h_{13}\mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_K)+\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;+h_{1K}\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_K)+\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_K)\\ .\\ .\\ .\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_L)=h_{12}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_L)+h_{13}\mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_L)+\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;+h_{1K}\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_L)+\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_L)\end{array}\right.$

其中，n表示频率(tone)；k_i表示第i个用户；t_i表示第i个时刻；σ(n，k₁，t₁)表示在第i个用户的第n个频率(tone)第t_i上噪声功率。上述方程组可以进一步写成：

${\left[\begin{array}{c}\mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_1)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_1)\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_2)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_2)\\ .\\ .\\ .\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_K)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_K)\\ .\\ .\\ .\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_L)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_L)\end{array}\right]}_{L\&times;1}={\left[\begin{array}{cccc}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_1)& \mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_1)& ...& \mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_1)\\ \mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_2)& \mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_2)& ...& \mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_2)\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ \mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_K)& \mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_K)& ...& \mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_K)\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ \mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_L)& \mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_L)& ...& \mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_L)\end{array}\right]}_{L\&times;K}{\left[\begin{array}{c}{h}_{12}\\ h_{13}\\ .\\ .\\ .\\ h_{1K}\end{array}\right]}_{K\&times;1}$

写成矩阵形式为：R＝T·h。

由于接收噪声谱受到噪声(σ(n，k₁，t₁))和测量误差的影响，所以可以写成噪声的真值和误差的和的形式： $R=\hat{R}+\mathrm{\&Delta;R}$ ；也可以使用一个经验值(如-140dBm/Hz)来代替这个噪声量，代入上式左端进行计算。但不管怎样还是会受到不确定因素的影响，接收噪声谱矢量依然可以写成 $R=\hat{R}+\mathrm{\&Delta;R}$ 的形式。

由于发送功率谱的测量也受到测量误差的影响，同样可以写成发送功率谱的真值与测量误差的和的形式 $T=\hat{T}+\mathrm{\&Delta;T}$ 。因此上式可以表达成如下形式： $\hat{R}+\mathrm{\&Delta;R}=(\hat{T}+\mathrm{\&Delta;T})\&CenterDot;h.$

在步骤S104，将上述方程通过本领域技术人员所熟知的总体最小二乘方法来解出串扰函数h₁₂，h₁₃，...，h_1K。

需要说明的是，上述的数据都是基于某一个频率(tone)来计算的，得出的结果是某一个频率(tone)上的串扰函数。同样的，可以收集其他频率(tone)上的数据来计算出其他频率(tone)上的串扰函数h₁₂，h₁₃，...，h_1K。

对于其他的串扰函数如h₂₁，h₂₃，...，h_2K；h₃₁，h₃₂，...，h_3K；...；h_K1，h_K2，...，h_KK-1等，可以分别根据不同用户的噪声谱，通过上述的方法列成不同的方程组，再通过总体最小二乘法来解出相应的结果。

需要说明的是，当线路的工作环境相对稳定的情况下，线路的发送功率谱也相对比较稳定，发生更改的情况非常少。因此要求收集的数据能满足有效性条件可能需要很长的时间，有时甚至需要几个月的时间。这种情况下就需要主动的监测并收集有效数据，进行串扰函数的计算。

因此在本案例中，步骤S100中SMC接收发送功率谱的方法还可以改为向数字用户线路侧LT主动更改发送功率谱指令，以获取发送功率谱的方法。其中，所述的方法又包括以下几种方式：

方法一：通过检测在线用户的实际数据速率，如果DSL线路没有传输有效的数据，则通过下发命令主动去激活这个端口，然后测试数据并上报到SMC作为一次有效数据。当这个端口去激活后，需要设定其实际发送功率谱为零。

方法二：同样是通过检测在线用户的实际数据速率，如果DSL线路没有或有小量的有效数据在传输，则通过下发命令主动把这个端口迁移到L2模式(相应标准中有详细的规定，为本领域的技术人员普遍熟知)，然后测试数据，并上报到SMC作为一次有效数据。

方法三：通过主动下发命令发起线路的在线重配(OLR，On LineReconfiguration)，如比特交换(BS，Bit Swap)和无缝速率调整(SRA，SeamlessRate Adaptive)等。因为在线重配通常会更改线路的发送功率谱。当在线重配命令起作用后，测试数据并作有效性检测，并仅把有效的数据发送给SMC；或是当在线重配命令起作用后，直接发送给SMC，由SMC进行数据的有效行检测，并决定是否保留或是丢弃这组数据。

方法四：通过对已经采集的数据进行分析，对不满足有效性条件二的数据，首先使用方法一(或方法二或方法三)来获取有效数据。对于满足有效行条件二的数据可以不需要使用此方法一(或方法二或方法三)。

通过主动的更改发送功率谱的方法获得的数据满足要求后，可根据本实施例的上述的步骤进行串扰函数的计算。

参见图2，为本发明提供的获取串扰信息的方法第二实施例的流程示意图；

在步骤S200，SMC通过DSM-C接口下发一个收集有效数据的指令。

在步骤S201，当LT接收到所述命令后，定期检查自身的发送功率谱密度是否发生了改变；

在步骤S202，如果在某些频率(tone)上发生了改变，LT就通过DSM-D发送一个数据有效的指令给SMC并指明是哪些频率(tone)发生了改变；需要说明的是，LT在确定发生改变是根据当前统计值与前一次的统计值的差的绝对值是否大于某一个门限值(如0.5dB或0.5dBm)

在步骤S203，当SMC收到这个指令后，通过DSM-C接口发送收集某些频率(tone)数据指令；

在步骤S204，所有接收到这个指令的LT立即按照要求把相应的数据通过DSM-D接口发送给SMC；

在步骤S205，SMC把收集的有效数据保存起来；

需要说明的是，当某一个频率(tone)收集数据的组数L大于等于K个时间点的数据时，且满足要求每一个用户在所有时间点上的数据至少有一个有明显的不同的条件时，这个不同的要求是其两者之差的绝对值应大于某一个门限(如0.5dB或0.5dBm)，就可以根据收集到的有效性数据计算串扰函数；步骤如下：

在步骤S206，在所述有效数据收集完成后，可以根据每一个时间点的数据建立一个方程。因为收集了L个时间点的数据，所以可以建立一个有L个方程的方程组。如下：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_1)=h_{12}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_1)+h_{13}\mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_1)+\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;+h_{1K}\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_1)+\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_1)\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_2)=h_{12}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_2)+h_{13}\mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_2)+\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;{+h}_{1K}\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_2)+\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_2)\\ .\\ .\\ .\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_K)=h_{12}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_K)+h_{13}\mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_K)+\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;+h_{1K}\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_K)+\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_K)\\ .\\ .\\ .\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_L)=h_{12}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_L)+h_{13}\mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_L)+\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;+h_{1K}\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_L)+\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_L)\end{array}\right.$

其中，n表示频率(tone)；k_i表示第i个用户；t_i表示第i个时刻；σ(n，k₁，t₁)表示在第i个用户第n个频率(tone)第t_i上噪声功率。上述方程组可以进一步写成：

${\left[\begin{array}{c}\mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_1)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_1)\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_2)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_2)\\ .\\ .\\ .\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_K)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_K)\\ .\\ .\\ .\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_L)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_L)\end{array}\right]}_{L\&times;1}={\left[\begin{array}{cccc}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_1)& \mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_1)& ...& \mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_1)\\ \mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_2)& \mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_2)& ...& \mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_2)\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ \mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_K)& \mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_K)& ...& \mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_K)\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ \mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_L)& \mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_L)& ...& \mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_L)\end{array}\right]}_{L\&times;K}{\left[\begin{array}{c}{h}_{12}\\ h_{13}\\ .\\ .\\ .\\ h_{1K}\end{array}\right]}_{K\&times;1}$

写成矩阵形式为：R＝T·h。

由于接收噪声谱受到噪声(σ(n，k₁，t₁))和测量误差的影响，所以可以写成噪声的真值和误差的和的形式： $R=\hat{R}+\mathrm{\&Delta;R}$ ；也可以使用一个经验值(如-140dBm/Hz)来代替这个噪声量，代入上式左端进行计算。但不管怎样还是会受到不确定因素的影响，接收噪声谱矢量依然可以写成 $R=\hat{R}+\mathrm{\&Delta;R}$ 的形式。

由于发送功率谱的测量也受到测量误差的影响，同样可以写成发送功率谱的真值与测量误差的和的形式 $T=\hat{T}+\mathrm{\&Delta;T}$ 。因此上式可以表达成如下形式： $\hat{R}+\mathrm{\&Delta;R}=(\hat{T}+\mathrm{\&Delta;T})\&CenterDot;h.$

在步骤S207，将上述方程通过本领域技术人员所熟知的总体最小二乘方法来解出串扰函数h₁₂，h₁₃，...，h_1K。

需要说明的是，上述的数据都是基于某一个频率(tone)来计算的，得出的结果是某一个频率(tone)上的串扰函数。同样的，可以收集其他频率(tone)上的数据来计算出其他频率(tone)上的串扰函数h₁₂，h₁₃，...，h_1K。

对于其他的串扰函数如h₂₁，h₂₃，...，h_2K；h₃₁，h₃₂，...，h_3K；h_K1，h_K2，...，h_KK-1等，可以分别根据不同用户的噪声谱，通过上述的方法列成不同的方程组，再通过总体最小二乘法来解出相应的结果。

参见图3，为本发明提供的获取串扰信息方法的第三实施例的流程示意图；

由于在实际工作的过程中，线路的发送功率谱并不是经常发生更改，有的时候更改的量非常小，受到噪声的影响非常大。在这些情况下，SMC通过DSM-D接口收集到的数据在短时间内不能满足如实施例一以及实施例二中所述的有效性条件。但是为了能在较短的时间内得到串扰函数的近似值，也可以使用这些数据对串扰函数进行估计。

在步骤S300，在DSL线路运行的期间，由SMC随机或是定期的通过DSM-C接口发送数据收集指令，收集所有线路的实际发送功率谱TxPSD(n，k，t)和接收噪声谱RxNPSD(n，k，t)。

在步骤S301，数字用户线路侧LT接收到数据收集指令后通过DSM-D接口把数据发送给SMC。如果假定线路的总数为K。那么共收集L个数据，如表2所示：

                                表2

时间点	实际发送功率谱	接收噪声谱
			t1	TxPSD(n，k1，t1)，TxPSD(n，k2，t1)，...，TxPSD(n，kK，t1)	RxNPSD(n，k1，t1)
t2	TxPSD(n，k1，t2)，TxPSD(n，k2，t2)，...，TxPSD(n，kK，t2)	RxNPSD(n，k1，t2)
			...	...	...
tK	TxPSD(n，k1，tK)，TxPSD(n，k2，tK)，...，TxPSD(n，kK，tK)	RxNPSD(n，k1，tK)
			tK+1	TxPSD(n，k1，tK+1)，TxPSD(n，k2，tK+1)，...，TxPSD(n，kK，tK+1)	RxNPSD(n，k1，tK+1)
...	...	...
			tL	TxPSD(n，k1，tL)，TxPSD(n，k2，tL)，...，TxPSD(n，kK，tL)	RxNPSD(n，k1，tL)

在步骤S302，将不满足实施例一中所述有效性条件一的数据直接丢弃；

在步骤S303，首先假设上表2中的第K个用户的数据不满足有效性条件二，其所有时间点上的用户没有明显的不同。根据表2中的数据建立如下的方程组：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_1)-h_{1K}\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_1)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_1)=h_{12}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_1)+h_{13}\mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_1)+\mathrm{\&Lambda;}\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_2)=h_{1K}\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_2)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_2)=h_{12}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_2){+h}_{13}\mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_2)+\mathrm{\&Lambda;}\\ .\\ .\\ .\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_K)=h_{1K}\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_K)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_K)=h_{12}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_K)+h_{13}\mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_K)+\mathrm{\&Lambda;}\\ .\\ .\\ .\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_L)=h_{1K}\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_L)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_L)=h_{12}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_L)+h_{13}\mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_L)+\mathrm{\&Lambda;}\end{array}\right.$

其中，n表示频率(tone)；k_i表示第i个用户；t_i表示第i个时刻；σ(n，k₁，t₁)表示在第i个用户的第n个频率(tone)第t_i上噪声功率。

由于第K个用户的发送功率谱的变动非常小，总体最小二乘法无法对h_1K的值进行估计，因此在步骤S304，把h_1K作为噪声量进行处理，并将上述方程组可以进一步写成：

${\left[\begin{array}{c}\mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_1)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_1)-\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_1)\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_2)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_2)-\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_2)\\ .\\ .\\ .\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_K)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_K)-\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_K)\\ .\\ .\\ .\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_L)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_L)-\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_L)\end{array}\right]}_{L\&times;1}={\left[\begin{array}{cccc}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_1)& \mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_1)& ...& \mathrm{TxPSD}(n,k_{K-1},t_1)\\ \mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_2)& \mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_2)& ...& \mathrm{TxPSD}(n,k_{K-1},t_2)\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ \mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_K)& \mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_K)& ...& \mathrm{TxPSD}(n,k_{K-1},t_K)\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ .& .& .& .\\ \mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_L)& \mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_L)& ...& \mathrm{TxPSD}(n,k_{K-1},t_L)\end{array}\right]}_{L\&times;(K-1)}{\left[\begin{array}{c}{h}_{12}\\ h_{13}\\ .\\ .\\ .\\ h_{1K}\end{array}\right]}_{K-1\&times;1}$

由于噪声和测量误差的影响，我们可以把上式写成下面的简单形式：

${(\hat{R}+\mathrm{\&Delta;R})}_{L\&times;1}={(\hat{T}+\mathrm{\&Delta;T})}_{L\&times;(K-1)}\&CenterDot;h_{(K-1)\&times;1}$

在步骤S305，将上述方程通过本领域技术人员所熟知的总体最小二乘方法来对串扰函数h_(K-1)×1进行估计。

需要说明的是，当线路的工作环境相对稳定的情况下，线路的发送功率谱也相对比较稳定，发生更改的情况非常少。因此要求收集的数据能满足有效性条件可能需要很长的时间，有时甚至需要几个月的时间。这种情况下就需要主动的监测并收集有效数据，进行串扰函数的计算。

因此在本案例中，步骤S300中SMC接收发送功率谱的方法还可以改为向数字用户线路侧LT主动更改发送功率谱指令，以获取发送功率谱的方法。其中，所述的方法又包括以下几种方式：

方法一：通过检测在线用户的实际数据速率，如果DSL线路没有传输有效的数据，则通过下发命令主动去激活这个端口，然后测试数据并上报到SMC作为一次有效数据。当这个端口去激活后，需要设定其实际发送功率谱为零。

方法二：同样是通过检测在线用户的实际数据速率，如果DSL线路没有或有小量的有效数据在传输，则通过下发命令主动把这个端口迁移到L2模式(相应标准中有详细的规定，为本领域的技术人员普遍熟知)，然后测试数据，并上报到SMC作为一次有效数据。

方法三：通过主动下发命令发起线路的在线重配(OLR，On LineReconfiguration)，如比特交换(BS，Bit Swap)和无缝速率调整(SRA，SeamlessRate Adaptive)等。因为在线重配通常会更改线路的发送功率谱。当在线重配命令起作用后，测试数据并作有效性检测，并仅把有效的数据发送给SMC；或是当在线重配命令起作用后，直接发送给SMC，由SMC进行数据的有效行检测，并决定是否保留或是丢弃这组数据。

方法四：通过对已经采集的数据进行分析，对不满足有效性条件二的数据，首先使用方法一(或方法二或方法三)来获取有效数据。对于满足有效行条件二的数据可以不需要使用此方法一(或方法二或方法三)。

通过主动的更改发送功率谱的方法获得的数据满足要求后，可根据本实施例的上述的步骤进行串扰函数的计算。

参见图4，为本发明提供的获取串扰信息的方法的第四实施例的流程示意图。

在实施案例三的基础上，如果不满足有效性条件二的用户数目与总用户数目比大于一定的数值(如0.2)，使用实施案例三的方法会使结果很不准确。

在步骤S400，在DSL线路运行的期间，由SMC随机或是定期的通过DSM-C接口发送数据收集指令，收集所有线路的实际发送功率谱TxPSD(n，k，t)和接收噪声谱RxNPSD(n，k，t)。

在步骤S401，数字用户线路侧LT接收到数据收集指令后通过DSM-D接口把数据发送给SMC。如果假定线路的总数为K。那么共收集L个数据，如表3所示：

                                表3

时间点	实际发送功率谱	接收噪声谱
			t1	TxPSD(n，k1，t1)，TxPSD(n，k2，t1)，...，TxPSD(n，kK，t1)	RxNPSD(n，k1，t1)
t2	TxPSD(n，k1，t2)，TxPSD(n，k2，t2)，...，TxPSD(n，kK，t2)	RxNPSD(n，k1，t2)
			...	...	...
tK	TxPSD(n，k1，tK)，TxPSD(n，k2，tK)，...，TxPSD(n，kK，tK)	RxNPSD(n，k1，tK)
			tK+1	TxPSD(n，k1，tK+1)，TxPSD(n，k2，tK+1)，...，TxPSD(n，kK，tK+1)	RxNPSD(n，k1，tK+1)
...	...	...
			tL	TxPSD(n，k1，tL)，TxPSD(n，k2，tL)，...，TxPSD(n，kK，tL)	RxNPSD(n，k1，tL)

在步骤S402，将不满足实施例一中所述有效性条件一的数据直接丢弃；

在步骤S403，首先假设上表3中的第K个用户的数据不满足有效性条件二，其所有时间点上的用户没有明显的不同。根据表3中的数据建立如下的方程组：

$\left\{\begin{array}{c}\mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_1)-h_{1K}\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_1)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_1)=h_{12}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_1)+\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;+h_{13}\mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_1)+\mathrm{\&Lambda;}\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_2)-h_{1K}\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_2)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_2)=h_{12}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_2)+\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;{+h}_{13}\mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_2)+\mathrm{\&Lambda;}\\ .\\ .\\ .\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_K)-h_{1K}\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_K)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_K)=h_{12}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_K)+h_{13}\mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_K)+\mathrm{\&Lambda;}\\ .\\ .\\ .\\ \mathrm{RxNPSD}(n,k_1,t_L)-h_{1K}\mathrm{TxPSD}(n,k_K,t_L)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_L)=h_{12}\mathrm{TxPSD}(n,k_2,t_L)+h_{13}\mathrm{TxPSD}(n,k_3,t_L)+\mathrm{\&Lambda;}\end{array}\right.$

其中，n表示频率(tone)；k_i表示第i个用户；t_i表示第i个时刻；σ(n，k₁，t₁)表示在第i个用户的第n个频率(tone)第t_i上噪声功率。

在步骤S404，通过减法运算消除不满足有效性条件二的用户对串扰函数估计的负面影响；

在此步骤就是把步骤S403中的公式的第一行分别减去其他的行，(用R代替RxNPSD；用S代替TxPSD)得：

$\left\{\begin{array}{c}R(n,k_1,t_2)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_2)-(R(n,k_1,t_1)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_1)=h_{12}(S(n,k_2,t_2)-S(n,k_2,t_1))+h_{13}(S(n,k_3,t_2)-S(n,k_3,t_1))+\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;+h_{1K-1}(S(n,k_{K-1},t_1)-S(n,k_{K-1},t_1))\\ R(n,k_1{t}_K)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_K)-(R(n,k_1{,t}_1)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_1))=h_{12}(S(n,k_2{,t}_K)-S(n,k_2,t_1))+h_{13}(S(n,k_3,t_K)-S(n,k_3,t_1))+\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;+h_{1K-1}(S(n,k_{K-1,}{t}_1)-S(n,k_{K-1},t_1))\\ R(n,k_1{,t}_L)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1{t}_L)-(R(n,k_1,t_1)-\mathrm{\&sigma;}(n,k_1,t_1))=h_{12}(S(n,k_2,t_L)-S(n,k_2{,t}_1))+h_{13}(S(n,k_3,t_L)-S(n,k_3,t_1))+\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;h_{1K-1}(S(n,k_{K-1},t_1)-S(n,k_{K-1},t_1))\end{array}\right.$

写成矩阵形式如下：

${\left[\begin{array}{c}R(n,k_1{t}_2)-R(n,k_1,t_1)-{\mathrm{\&sigma;}}^{\&prime;}(n,k_1,t_2)\\ \&CenterDot;\\ \&CenterDot;\\ \&CenterDot;\\ R(n,k_1{t}_K)-R(n,k_1,t_1)-{\mathrm{\&sigma;}}^{\&prime;}(n,k_1,t_K)\\ \&CenterDot;\\ \&CenterDot;\\ \&CenterDot;\\ R(n,k_1,t_L)-R(n,k_1,t_1)-{\mathrm{\&sigma;}}^{\&prime;}(n,k_1,t_L)\end{array}\right]}_{(L-1)d}={\left[\begin{array}{cccc}S(n,k_2{,t}_2)-S(n,k_2,t_1)& S(n,k_3,t_2)-S(n,k_3,t_1)& \&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;& S(n,k_{K-1},t_2)-S(n,k_{K-1},t_1)\\ \&CenterDot;& .& \&CenterDot;& .\\ \&CenterDot;& .& \&CenterDot;& .\\ \&CenterDot;& .& \&CenterDot;& .\\ S(n,k_2,t_K)-S(n,k_2,t_1)& S(n,k_3,t_K)-S(n,k_3,t_1)& \&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;& S(n,k_{K-1},t_K)-S(n,k_{K-1},t_1)\\ .& .& \&CenterDot;& .\\ .& .& \&CenterDot;& .\\ .& .& \&CenterDot;& .\\ S(n,k_2,t_L)-S(n,k_2,t_1)& S(n,k_3,t_L)-S(n,k_3,t_1)& \&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;& S(n{,k}_{K-1},t_L)-S(n,k_{K-1},t_1)\end{array}\right..}_{(L-1)(K-1)}\&CenterDot;{\left[\begin{array}{c}{h}_{12}\\ h_{13}\\ .\\ .\\ .\\ h_{(K-1)}\end{array}\right]}_{K-1\&times;1}$

由于噪声和测量误差的影响，把上式写成下面的简单形式：

${(\hat{R}+\mathrm{\&Delta;R})}_{L\&times;1}={(\hat{T}+\mathrm{\&Delta;T})}_{L\&times;(K-1)}\&CenterDot;h_{(K-1)\&times;1}$

在步骤S405，将上述方程通过本领域的技术人员所熟知的总体最小二乘方法来对串扰函数h_(K-1)×1进行估计。

本实施例的获取串扰信息的方法，由于通过减法运算消除了不满足有效性条件二的用户对串扰函数估计的负面影响，使最终的结果更为可靠。

需要说明的是，当线路的工作环境相对稳定的情况下，线路的发送功率谱也相对比较稳定，发生更改的情况非常少。因此要求收集的数据能满足有效性条件可能需要很长的时间，有时甚至需要几个月的时间。这种情况下就需要主动的监测并收集有效数据，进行串扰函数的计算。

因此在本案例中，步骤S400中SMC接收发送功率谱的方法还可以改为向数字用户线路侧LT主动更改发送功率谱指令，以获取发送功率谱的方法。其中，所述的方法又包括以下几种方式：

方法一：通过检测在线用户的实际数据速率，如果DSL线路没有传输有效的数据，则通过下发命令主动去激活这个端口，然后测试数据并上报到SMC作为一次有效数据。当这个端口去激活后，需要设定其实际发送功率谱为零。

方法二：同样是通过检测在线用户的实际数据速率，如果DSL线路没有或有小量的有效数据在传输，则通过下发命令主动把这个端口迁移到L2模式(相应标准中有详细的规定，为现有技术的技术人员普遍熟知)，然后测试数据，并上报到SMC作为一次有效数据。

方法三：通过主动下发命令发起线路的在线重配(OLR，On LineReconfiguration)，如比特交换(BS，Bit Swap)和无缝速率调整(SRA，SeamlessRate Adaptive)等。因为在线重配通常会更改线路的发送功率谱。当在线重配命令起作用后，测试数据并作有效性检测，并仅把有效的数据发送给SMC；或是当在线重配命令起作用后，直接发送给SMC，由SMC进行数据的有效行检测，并决定是否保留或是丢弃这组数据。

方法四：通过对已经采集的数据进行分析，对不满足有效性条件二的数据，首先使用方法一(或方法二或方法三)来获取有效数据。对于满足有效行条件二的数据可以不需要使用此方法一(或方法二或方法三)。

通过主动的更改发送功率谱的方法获得的数据满足要求后，可根据本实施例的上述的步骤进行串扰函数的计算。

参见图5，为本发明实施例提供的获取串扰信息的装置的组成示意图。

本实施例提供的获取串扰信息的装置是频谱控制器SMC，具体包括：

串扰信息获取模块1，用于获取数字用户线路侧有效数据，所述数据包括实际发送功率谱和接收噪声谱；

串扰函数计算模块2，用于根据所述有效的实际发送功率谱和接收噪声谱数据计算串扰函数。

所述串扰信息获取模块1包括：

指令发送单元10，用于向用户数据线路侧发送数据收集指令，收集所有数字用户线的实际发送功率谱和接收噪声谱；

有效数据检测单元11，用于根据有效性条件，在所述收集到的数据作中检测出有效数据。

具体地，在DSL线路运行的期间，由SMC的指令发送单元10随机或是定期的通过DSM-C接口发送数据收集指令，收集所有线路的实际发送功率谱TxPSD(n，k，t)和接收噪声谱RxNPSD(n，k，t)，数字用户线路侧LT接收到数据收集指令后通过DSM-D接口把数据发送给SMC；

或者，在DSL线路没有传输有效的数据，SMC的指令发送单元10则下发命令主动去激活这个端口，然后测试数据并上报到SMC作为一次有效数据。当这个端口去激活后，需要设定其实际发送功率谱为零；

或者，在DSL线路没有或有小量的有效数据在传输，SMC的指令发送单元10则下发命令主动把这个端口迁移到L2模式(相应标准中有详细的规定，为现有技术的技术人员普遍熟知)，然后由有效性检测单元11测试有效数据；

或者，SMC的指令发送单元10通过主动下发命令发起线路的在线重配(OLR，On Line Reconfiguration)，如比特交换(BS，Bit Swap)和无缝速率调整(SRA，Seamless Rate Adaptive)等。因为在线重配通常会更改线路的发送功率谱。当在线重配命令起作用后，测试数据并作有效性检测，并仅把有效的数据发送给SMC；或是当在线重配命令起作用后，直接发送给SMC，由SMC的有效性检测单元11进行数据的有效行检测，并决定是否保留或是丢弃这组数据；

需要说明的是，有效性条件如下：

条件一，要求第K时刻的收集的所有用户的实际发送功率谱中至少有一项与前K-1组数据有明显的不同，这个不同的要求是其两者之差的绝对值应大于某一个门限(如0.5dB或0.5dBm)。如果发现与其中一组数据的每一项的差异的绝对值小于这个门限，那么这组数据为无效数据，应作丢弃处理。

条件二，要求每一个用户在所有时间点上的数据至少有一个有明显的不同，这个不同的要求是其两者之差的绝对值应大于某一个门限(如0.5dB或0.5dBm)。

条件三，要求有效的数据的组数L大于等于K个时间点的数据。

本发明实施例提供的获取串扰信息的方法和装置，根据有效性判断条件，获取数字用户线路侧有效的发送功率谱和接收噪声谱数据，不需要大量的数据就可以对串扰函数进行估算以获得串扰信息，大大提高了运算能力。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种获取串扰信息的方法，其特征在于，包括：

根据有效性判断条件，获取数字用户线路侧的有效的实际发送功率谱和接收噪声谱数据；

根据所述有效实际发送功率谱和接收噪声谱数据计算串扰函数；

其中，所述根据有效性判断条件，获取数字用户线路侧的有效的实际发送功率谱和接收噪声谱数据包括：

获取满足有效性条件的数字用户线路侧的有效的实际发送功率谱和接收噪声谱数据；

所述有效性条件包括：

要求第K时刻获取的所有数字用户线路侧的实际发送功率谱数据中至少有一项与前K-1组数字用户线路侧的实际发送功率谱数据有不同；或/和

要求每一个数字用户线路侧的实际发送功率谱数据在所有的时刻上的数据至少有一个不同，其要求是每个数字用户线路侧在任意两个不同时刻上的实际发送功率谱之间的绝对值大于一个门限值；或/和

要求有效的数据的组数大于或等于任意时刻所获取的来自数字用户线路侧的实际发送功率谱数据组数。

2.如权利要求1所述的获取串扰信息的方法，其特征在于，包括：

频谱控制器通过动态频谱管理接口发送数据收集指令，请求获得所有数字用户线路侧的实际发送功率谱和接收噪声谱；

数字用户线路侧接收到所述指令后，通过动态频谱管理接口把实际发送功率谱和接收噪声谱数据发送给频谱控制器；

频谱控制器根据有效性条件，从所述实际发送功率谱和接收噪声谱数据中检测出有效的数据；

频谱控制器根据所述有效实际发送功率谱和接收噪声谱数据计算串扰函数。

3.如权利要求1所述的获取串扰信息的方法，其特征在于，包括：

频谱控制器通过动态频谱管理接口发送数据收集指令，请求获取所有数字用户线路侧的实际发送功率谱和接收噪声谱；

数字用户线路侧接收到所述指令后，定期检查发送功率谱密度发生了改变的频率信息，并将所述频率信息通过数据有效指令反馈至频谱控制器；

频谱控制器接收到所述数据有效指令后，通过动态频谱管理接口向数字用户线路侧发送检测数据指令；

所述数字用户线路侧接收到所述检测数据指令后，根据有效性条件，检测出有效的数据发送至频谱控制器；

频谱控制器根据所述有效实际发送功率谱和接收噪声谱数据计算串扰函数。

4.如权利要求1所述的获取串扰信息的方法，其特征在于，包括：

频谱控制器下发命令主动去激活没有传输有效的数据的数字用户线路侧端口；

激活的数字用户线路侧端口将其实际发送功率谱数据和接收噪声谱数据作为有效数据上报到所述频谱控制器；

频谱控制器根据所述有效实际发送功率谱和接收噪声谱数据计算串扰函数。

5.如权利要求1所述的获取串扰信息的方法，其特征在于，包括：

频谱控制器通过下发命令主动把没有或者有小量的有效的数据传输的数字用户线路侧端口迁移到L2模式；

激活的数字用户线路侧端口将其实际发送功率谱数据和接收噪声谱数据作为有效数据上报到所述频谱控制器；

频谱控制器根据所述有效实际发送功率谱和接收噪声谱数据计算串扰函数。

6.如权利要求1所述的获取串扰信息的方法，其特征在于，包括：

频谱控制器下发命令发起数字用户线路的在线重配；

激活的数字用户线路侧端口将其实际发送功率谱数据和接收噪声谱数据作为有效数据上报到所述频谱控制器；

频谱控制器根据所述有效实际发送功率谱和接收噪声谱数据计算串扰函数。

7.一种获取串扰信息的装置，其特征在于，包括：

串扰信息获取模块，用于根据有效性判断条件，获取数字用户线路侧的有效的实际发送功率谱和接收噪声谱数据；

串扰函数计算模块，用于根据所述有效的实际发送功率谱和接收噪声谱数据计算串扰函数；

其中，所述串扰信息获取模块具体用于获取满足有效性条件的数字用户线路侧的有效的实际发送功率谱和接收噪声谱数据；

所述有效性条件包括：

要求第K时刻获取的所有数字用户线路侧的实际发送功率谱数据中至少有一项与前K-1组数字用户线路侧的实际发送功率谱数据有不同；或/和

要求每一个数字用户线路侧的实际发送功率谱数据在所有的时刻上的数据至少有一个不同，其要求是每个数字用户线路侧在任意两个不同时刻上的实际发送功率谱之间的绝对值大于一个门限值；或/和

要求有效的数据的组数大于或等于任意时刻所获取的来自数字用户线路侧的实际发送功率谱数据组数。

8.如权利要求7所述的获取串扰信息的装置，其特征在于，所述串扰信息获取模块包括：

指令发送单元，用于向用户数据线路侧发送数据收集指令，获取所有数字用户线的实际发送功率谱和接收噪声谱；

有效数据检测单元，用于根据有效性条件，在所述获取到的所有数字用户线的实际发送功率谱和接收噪声谱数据中检测出有效数据。

9.如权利要求8所述的获取串扰信息的装置，其特征在于，所述装置是频谱控制器。

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