CN101453245A - 一种消除数字用户线串扰的方法、设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种消除数字用户线串扰的方法，包括：联合收发设备将发送至新上线的对端设备的信号通知至已上线的对端设备；已上线的对端设备基于检测的误差信号和获知的发送至新上线的对端设备的信号进行计算，反馈计算结果至联合收发设备；联合收发设备基于反馈的计算结果对向量预编码器的系数进行更新。相应地，本发明还公开了一种消除数字用户线串扰的设备和系统。本发明通过在对端设备进行计算，大大降低了回传给联合收发设备的数据量，显著地降低消除新上线对端设备对已上线对端设备串扰的时间，大大提升新对端设备加入向量组的速度。

Description

一种消除数字用户线串扰的方法、设备和系统

技术领域

本发明涉及网络通信领域，具体地说，涉及一种消除数字用户线串扰的方法、设备和系统。

背景技术

数字用户线(DSL)是一种以电话双绞线为传输介质的数据传输技术。x数字用户线(xDSL)作为该传输技术的组合，包括高速数字用户线(HDSL)、单线对高速数字用户线(SHDSL)、非对称数字用户线(ADSL)等等。其中，除利用基带传输的SHDSL等之外，采用通带传输的其它xDSL利用频分复用技术，与传统电话业务(POTS)可共存于同一对双绞线上。

随着通带传输的xDSL使用的频带越来越高，高频段的串扰(Crosstalk)问题也表现得尤为突出。现有技术提供一种向量数字用户线(vectored-DSL)技术解决xDSL串扰问题，如图1所示。在下行方向上，x是N×1的联合收发设备(可以为数字用户线接入复用器DSLAM)发送的信号向量，y是N×1的对端设备(可以为用户侧设备)接收的信号向量，n是N×1的噪声向量。共享信道用信道传输矩阵表示为

h_ij(1≤i≤N，1≤j≤N)表示线对j对线对i的串扰传递函数，h_ii(1≤i≤N)表示线对i的信道传递函数，N为线对数，即用户数。通过在联合收发设备侧引入一个用W表示的向量预编码器，则对端设备接收的信号向量为

$\tilde{y}=\mathrm{HWx}+n$

若向量预编码器能使HW为一对角矩阵，如diag(H)，则可消除串扰。

假设其中N-1个对端设备已经上线工作并进入良好的串扰抵消状态，其联合收发设备侧的向量预编码器可以表示为

如果采用一阶滤波结构，其对角线元素均为1。当第N个对端设备上线时有两个步骤，即线路基本启动和加入向量组(vector group)。在这两个步骤发生前，第N个对端设备会对已上线的N-1个对端设备产生串扰，甚至导致个别线路掉线。因此，要求在第N个对端设备上线时不会导致超过N-1个对端设备所能容忍的串扰，且这个过程越短越好。此时，向量预编码器为

W_N比W_N-1多增加了一行和一列向量，增加的列向量是为了抵消第N个对端设备对已上线的N-1个对端设备的串扰。因此，为了迅速降低第N个对端设备对已上线的N-1个对端设备的串扰，必须要在很短的时间内计算出这个N-1维的列向量。现有技术中对端设备需要回传大量数据至联合收发设备，然而，对端设备至联合收发设备的反馈信道容量非常有限，因而对新增列向量的计算时间较长。

发明内容

本发明实施例要解决的技术问题是：提供一种消除数字用户线串扰的方法、设备和系统，克服现有的数字用户线串扰消除技术在消除新上线对端设备对已上线对端设备串扰时耗时较长的缺点。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种消除数字用户线串扰的方法，包括：联合收发设备将发送至新上线的对端设备的信号通知至已上线的对端设备；已上线的对端设备基于检测的误差信号和获知的发送至新上线的对端设备的信号进行计算，反馈计算结果至联合收发设备；联合收发设备基于反馈的计算结果对向量预编码器的系数进行更新。

相应地，本发明实施例提供一种数字用户线对端设备，包括：获知单元，用于获知联合收发设备发送至新上线的对端设备的信号；检测单元，用于检测误差信号；计算单元，用于基于检测的误差信号和获知的发送至新上线的对端设备的信号进行计算；反馈单元，用于反馈计算单元的计算结果至联合收发设备。

相应地，本发明实施例提供一种数字用户线联合收发设备，包括：通知单元，用于将发送至新上线的对端设备的信号通知至已上线的对端设备；接收单元，用于接收已上线的对端设备反馈的计算结果；更新单元，用于基于计算结果对向量预编码器的系数进行更新。

相应地，本发明实施例提供一种消除数字用户线串扰的系统，包括对端设备和联合收发设备，对端设备包括：获知单元，用于获知联合收发设备发送至新上线的对端设备的信号；检测单元，用于检测误差信号；计算单元，用于基于检测的误差信号和获知的发送至新上线的对端设备的信号进行计算；反馈单元，用于反馈计算单元的计算结果至联合收发设备。联合收发设备包括：通知单元，用于将发送至新上线的对端设备的信号通知至已上线的对端设备；接收单元，用于接收已上线的对端设备反馈的计算结果；更新单元，用于基于计算结果对向量预编码器的系数进行更新。

由上述本发明实施例提供的技术方案可以看出，本发明提供一种消除数字用户线串扰的方法、设备和系统，通过在对端设备进行计算，大大降低了回传给联合收发设备的数据量，能显著地降低消除新上线对端设备对已上线对端设备串扰的时间，大大提升新对端设备加入向量组的速度。

附图说明

图1为现有技术中vectored-DSL技术解决xDSL串扰的示意图；

图2为本发明实施例一消除数字用户线串扰的方法示意图；

图3为本发明实施例二消除数字用户线串扰的系统示意图；

图4为本发明实施例二消除数字用户线串扰的系统的对端设备的接收单元的结构示意图；

图5为本发明实施例二消除数字用户线串扰的系统的联合收发设备的发送单元的结构示意图。

具体实施方式

如图2所示为本发明实施例一消除数字用户线串扰的方法示意图。本实施例消除数字用户线串扰的具体步骤如下：

步骤101：联合收发设备将发送至新上线的对端设备的信号通知至已上线的对端设备；

联合收发设备将发送至新上线的对端设备的信号通知至已上线的对端设备，可以通过在联合收发设备端和对端设备端设置具有相同结构的序列发生器，联合收发设备只需要预先将用于生成发送至新上线的对端设备的信号的序列发生器的初始值和向新上线的对端设备发送信号的时刻发送给已上线的对端设备，这样当联合收发设备使用这个序列发生器产生的信号发送给新上线的对端设备时，已上线的对端设备就能根据设置的序列发生器、接收的序列发生器的初始值和发送信号的时刻获知联合收发设备发送至新上线的对端设备的信号。

联合收发设备将发送至新上线的对端设备的信号通知至已上线的对端设备，还可以通过在联合收发设备端和对端设备端预先存储一定数目的相同信号序列，联合收发设备只需要预先将用于生成发送至新上线的对端设备的信号的序列的标识和向新上线的对端设备发送信号的时刻发送给已上线的对端设备，这样当联合收发设备使用该序列的信号发送给新上线的对端设备时，已上线的对端设备就能根据预先存储的信号序列、接收的信号序列的标识和发送信号的时刻获知联合收发设备发送至新上线的对端设备的信号

步骤102：已上线的对端设备根据检测的误差信号和获知的发送至新上线的对端设备的信号进行计算，反馈计算结果至联合收发设备；

已上线的对端设备检测的误差信号，可以通过对已上线的对端设备接收到的接收样本进行判决，得到判决样本，取接收样本和判决样本之差得到。

已上线的对端设备根据检测的误差信号和获知的发送至新上线的对端设备的信号进行计算，可以按照如下公式进行：

$r_i=\underset{n=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{X}^{*}\left(n\right)E_i\left(n\right)$

假设已有N-1个对端设备上线，则i(1≤i≤(N-1))表示N-1个已上线的对端设备中的任何一个。M是一定的累积时间，X(n)是联合收发设备发送至新上线的对端设备的信号，X^*(n)表示X(n)的共轭。E_i(n)是当联合收发设备发送X(n)至新上线的对端设备时，第i个已上线的对端设备检测的误差信号。已上线的对端设备将获知的发送至新上线的对端设备的信号的共轭与检测的误差信号相乘，并累积一定的时间，得到计算结果。

已上线的对端设备根据检测的误差信号和获知的发送至新上线的对端设备的信号进行计算，还可以按照如下公式进行：

$r_i=\mathrm{\μ}\underset{n=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{X}^{*}\left(n\right)E_i\left(n\right)$

μ为自适应的步长因子。已上线的对端设备将获知的发送至新上线的对端设备的信号的共轭与检测的误差信号及自适应步长因子相乘，并累积一定的时间，得到计算结果。

第i个已上线的对端设备把计算结果r_i反馈给联合收发设备。

步骤103：联合收发设备根据已上线的对端设备反馈的计算结果对向量预编码器的系数进行更新。

当已上线的对端设备反馈的计算结果是根据公式 $r_i=\underset{n=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{X}^{*}\left(n\right)E_i\left(n\right)$ 计算时，联合收发设备根据如下公式对向量预编码器的系数进行更新：

W_i，N(new)＝W_i，N(old)-μr_i

W_i，N(old)是更新前的为了抵消新上线的第N个对端设备对已上线的第i个对端设备的串扰的向量预编码器系数，W_i，N(new)是更新后的为了抵消新上线的第N个对端设备对已上线的第i个对端设备的串扰的向量预编码器系数。联合收发设备减小用于抵消新上线的对端设备对已上线的对端设备的串扰的向量预编码器的系数，减小量为反馈的计算结果同自适应步长因子的乘积。

当已上线的对端设备反馈的计算结果是根据公式 $r_i=\mathrm{\μ}\underset{n=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{X}^{*}\left(n\right)E_i\left(n\right)$ 计算时，联合收发设备根据如下公式对向量预编码器的系数进行更新：

W_i，N(new)＝W_i，N(old)-r_i

联合收发设备减小用于抵消新上线的对端设备对已上线的对端设备的串扰的向量预编码器的系数，减小量为反馈的计算结果。

本实施例提供的消除数字用户线串扰的方法，通过在对端设备进行计算，大大降低了回传给联合收发设备的数据量，能显著地降低消除新上线对端设备对已上线对端设备串扰的时间，大大提升新对端设备加入向量组的速度。

如图3所示为本发明实施例二消除数字用户线串扰的系统示意图，该系统至少包括对端设备1和联合收发设备2。

其中，对端设备1包括获知单元11，检测单元12，计算单元13和反馈单元14。获知单元11，用于获知联合收发设备发送至新上线的对端设备的信号；检测单元12，用于检测误差信号；计算单元13，用于基于检测的误差信号和获知的发送至新上线的对端设备的信号进行计算；反馈单元14，用于反馈计算单元的计算结果至联合收发设备。

相应地，联合收发设备2包括：通知单元21，接收单元22和更新单元23。通知单元21，用于将发送至新上线的对端设备的信号通知至已上线的对端设备；接收单元22，用于接收已上线的对端设备反馈的计算结果；更新单元23，用于基于反馈的计算结果对向量预编码器的系数进行更新。

如图4所示为本实施例对端设备的接收单元的结构示意图。对端设备的获知单元11可以进一步包括存储单元111、序列接收单元112和信号生成单元113。存储单元111，用于存储序列发生器或一定数目的信号序列；序列接收单元112，用于当存储单元存储序列发生器时，接收联合收发设备发送的用于产生发送至新上线的对端设备的信号的序列发生器的初始值和发送该信号的时刻；当存储单元存储一定数目的信号序列时，接收联合收发设备发送的用于产生发送至新上线的对端设备的信号的信号序列的标识和发送该信号的时刻；信号生成单元113，用于当存储单元存储序列发生器时，根据设置的序列发生器、序列发生器的初始值和发送信号的时刻生成联合收发设备发送至新上线的对端设备的信号；当存储单元存储一定数目的信号序列时，根据存储的信号序列、信号序列的标识和发送信号的时刻生成联合收发设备发送至新上线的对端设备的信号。

如图5所示为本实施例联合收发设备的发送单元的结构示意图。联合收发设备的通知单元21可以进一步包括存储单元211和序列发送单元212。存储单元211，用于存储序列发生器或一定数目的信号序列；序列发送单元212，用于当存储单元存储序列发生器时，发送用于产生发送至新上线的对端设备的信号的序列发生器的初始值和发送该信号的时刻至已上线的对端设备；当存储单元存储一定数目的信号序列时，发送用于产生发送至新上线的对端设备的信号的信号序列的标识和发送该信号的时刻至已上线的对端设备。

本实施例提供的消除数字用户线串扰的系统和设备，通过在对端设备进行计算，大大降低了回传给联合收发设备的数据量，能显著地降低消除新上线对端设备对已上线对端设备串扰的时间，大大提升新对端设备加入向量组的速度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (14)

1.一种消除数字用户线串扰的方法，其特征在于，包括：

联合收发设备将发送至新上线的对端设备的信号通知至已上线的对端设备；

所述已上线的对端设备基于检测的误差信号和所述获知的发送至新上线的对端设备的信号进行计算，反馈计算结果至所述联合收发设备；

所述联合收发设备基于所述计算结果对向量预编码器的系数进行更新。

2.如权利要求1所述的一种消除数字用户线串扰的方法，其特征在于，所述联合收发设备将发送至新上线的对端设备的信号通知至已上线的对端设备，具体包括：

在所述联合收发设备和所述已上线的对端设备中设置具有相同结构的序列发生器；

所述联合收发设备将产生所述发送至新上线的对端设备的信号的所述序列发生器的初始值和发送所述信号的时刻发送至所述已上线的对端设备；

所述已上线的对端设备根据所述设置的序列发生器、所述序列发生器的初始值和所述发送信号的时刻获知所述联合收发设备发送至新上线的对端设备的信号。

3.如权利要求1所述的一种消除数字用户线串扰的方法，其特征在于，所述联合收发设备将发送至新上线的对端设备的信号通知至已上线的对端设备，具体包括：

在所述联合收发设备和所述对端设备中存储一定数目的相同信号序列；

所述联合收发设备将产生所述发送至新上线的对端设备的信号的信号序列的标识和发送所述信号的时刻发送至所述已上线的对端设备；

所述已上线的对端设备根据所述存储的信号序列、所述信号序列的标识和所述发送信号的时刻获知所述联合收发设备发送至新上线的对端设备的信号。

4.如权利要求1或2或3所述的一种消除数字用户线串扰的方法，其特征在于，所述基于检测的误差信号和所述获知的发送至新上线的对端设备的信号进行计算，具体包括：将所述获知的发送至新上线的对端设备的信号的共轭与所述误差信号相乘，并累积一定的时间。

5.如权利要求1或2或3所述的一种消除数字用户线串扰的方法，其特征在于，所述基于检测的误差信号和所述获知的发送至新上线的对端设备的信号进行计算，具体包括：将所述获知的发送至新上线的对端设备的信号的共轭与所述误差信号及自适应步长因子相乘，并累积一定的时间。

6.如权利要求4所述的一种消除数字用户线串扰的方法，其特征在于，所述向量预编码器的系数为用于抵消新上线的对端设备对已上线的对端设备的串扰的向量预编码器的系数，所述联合收发设备基于所述计算结果对向量预编码器的系数进行更新，具体包括：所述联合收发设备减小所述用于抵消新上线的对端设备对已上线的对端设备的串扰的向量预编码器的系数，减小量为所述计算结果同自适应步长因子的乘积。

7.如权利要求5所述的一种消除数字用户线串扰的方法，其特征在于，所述向量预编码器的系数为用于抵消新上线的对端设备对已上线的对端设备的串扰的向量预编码器的系数，所述联合收发设备基于所述计算结果对向量预编码器的系数进行更新，具体包括：所述联合收发设备减小所述用于抵消新上线的对端设备对已上线的对端设备的串扰的向量预编码器的系数，减小量为所述计算结果。

8.一种数字用户线对端设备，其特征在于，包括：

获知单元，用于获知联合收发设备发送至新上线的对端设备的信号；

检测单元，用于检测误差信号；

计算单元，用于基于所述检测的误差信号和所述获知的发送至新上线的对端设备的信号进行计算；

反馈单元，用于反馈所述计算单元的计算结果至所述联合收发设备。

9.如权利要求8所述的一种数字用户线对端设备，其特征在于，所述获知单元包括：

存储单元，用于存储序列发生器或一定数目的信号序列；

序列接收单元，用于当所述存储单元存储所述序列发生器时，接收所述联合收发设备发送的用于产生所述发送至新上线的对端设备的信号的所述序列发生器的初始值和所述发送信号的时刻；当所述存储单元存储所述一定数目的信号序列时，接收所述联合收发设备发送的用于产生所述发送至新上线的对端设备的信号的信号序列的标识和发送所述信号的时刻；

信号生成单元，用于当所述存储单元存储所述序列发生器时，根据所述设置的序列发生器、所述序列发生器的初始值和所述发送信号的时刻生成所述联合收发设备发送至新上线的对端设备的信号；当所述存储单元存储所述一定数目的信号序列时，根据所述存储的信号序列、所述信号序列的标识和所述发送信号的时刻生成所述联合收发设备发送至新上线的对端设备的信号。

10.一种数字用户线联合收发设备，其特征在于，包括：

通知单元，用于将发送至新上线的对端设备的信号通知至已上线的对端设备；

接收单元，用于接收所述已上线的对端设备反馈的计算结果；

更新单元，用于基于所述计算结果对向量预编码器的系数进行更新。

11.如权利要求10所述的一种数字用户线联合收发设备，其特征在于，所述通知单元包括：

存储单元，用于存储序列发生器或一定数目的信号序列；

序列发送单元，用于当所述存储单元存储所述序列发生器时，发送用于产生所述发送至新上线的对端设备的信号的所述序列发生器的初始值和所述发送信号的时刻至所述已上线的对端设备；当所述存储单元存储所述一定数目的信号序列时，发送用于产生所述发送至新上线的对端设备的信号的信号序列的标识和发送所述信号的时刻至所述已上线的对端设备。

12.一种消除数字用户线串扰的系统，包括对端设备和联合收发设备，其特征在于，所述对端设备包括：

获知单元，用于获知联合收发设备发送至新上线的对端设备的信号；

检测单元，用于检测误差信号；

计算单元，用于基于所述检测的误差信号和所述获知的发送至新上线的对端设备的信号进行计算；

反馈单元，用于反馈所述计算单元的计算结果至所述联合收发设备；

所述联合收发设备包括：

通知单元，用于将发送至新上线的对端设备的信号通知至已上线的对端设备；

接收单元，用于接收所述已上线的对端设备反馈的计算结果；

更新单元，用于基于所述计算结果对向量预编码器的系数进行更新。

13.如权利要求12所述的一种消除数字用户线串扰的系统，其特征在于，所述对端设备的获知单元包括：

存储单元，用于存储序列发生器或一定数目的信号序列；

序列接收单元，用于当所述存储单元存储所述序列发生器时，接收所述联合收发设备发送的用于产生所述发送至新上线的对端设备的信号的所述序列发生器的初始值和所述发送信号的时刻；当所述存储单元存储所述一定数目的信号序列时，接收所述联合收发设备发送的用于产生所述发送至新上线的对端设备的信号的信号序列的标识和发送所述信号的时刻；

信号生成单元，用于当所述存储单元存储所述序列发生器时，根据所述设置的序列发生器、所述序列发生器的初始值和所述发送信号的时刻生成所述联合收发设备发送至新上线的对端设备的信号；当所述存储单元存储所述一定数目的信号序列时，根据所述存储的信号序列、所述信号序列的标识和所述发送信号的时刻生成所述联合收发设备发送至新上线的对端设备的信号。

14.如权利要求13所述的一种消除数字用户线串扰的系统，其特征在于，所述联合收发设备的通知单元包括：

存储单元，用于存储序列发生器或一定数目的信号序列；

序列发送单元，用于当所述存储单元存储所述序列发生器时，发送用于产生所述发送至新上线的对端设备的信号的所述序列发生器的初始值和所述发送信号的时刻至所述已上线的对端设备；当所述存储单元存储所述一定数目的信号序列时，发送用于产生所述发送至新上线的对端设备的信号的信号序列的标识和发送所述信号的时刻至所述已上线的对端设备。

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