CN101796807B - 用于数据处理的方法和设备以及包括这种设备的通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于数据处理的方法和设备，该方法包括以下步骤：(i)将第一信号从第一实例传输到第二实例；以及(ii)将第二信号从第三实例发送到第一实例，其中第二信号至少部分地对应于在第三实例处接收的第一信号。

Description

用于数据处理的方法和设备以及包括这种设备的通信系统
技术领域
本发明涉及用于数据处理的方法和设备并且涉及包括这种设备的系统。
背景技术
DSL或xDSL是通过本地电话网的线路提供数字数据传输的技术族。
非对称数字订户线(ADSL)是一种DSL形式，即通过铜电话线实现比传统语音频带调制解调器能够提供的更快的数据传输的数据通信技术。通过利用通常不被语音电话呼叫所使用的频率(特别是高于正常人类听觉的频率)来获得这样的快速传输。
VDSL(超高速DSL)是通过单对绞合线提供更快数据传输的xDSL技术。在大约300米(1000英尺)的范围上获得高比特率，这对于对称接入允许26兆比特/秒或者对于非对称接入允许下行高达52兆比特/秒-上行12兆比特/秒。
当前，标准VDSL使用高达4个不同频带，两个用于上行(从客户端到电信提供商)而两个用于下行。适合的调制技术是QAM(正交振幅调制)或DMT(离散多音调制)。
根据其高带宽，VDSL能够通过单个连接来支持比如HDTV的应用以及电话服务(例如，IP语音)和通用因特网接入。
VDSL2(超高速数字订户线2)是采用原先用于普通老式电话服务(POTS)的现有铜线基础设施的接入技术。它能够从中心局、从优选位于客户驻地附近的光纤馈送(fiber-fed)机柜(cabinet)或者在建筑物内进行部署。
VDSL2被设计成支持诸如语音、视频、数据、高清晰度电视(HDTV)和互动游戏之类的三重播放服务的广泛部署。VDSL2使得运营商和通信公司(carrier)能够逐渐地、灵活地且成本高效地升级现有的xDSL基础设施。
ITU-T G.993.2(VDSL2)是G.993.1(VDSL)的增强，其容许在使用带宽高达30MHz的双绞线上传输高达200兆比特/秒的非对称及对称(全双工)总数据率。
xDSL宽带调制方法就串话干扰而言是有问题的，所述串话干扰被引入到双绞传输线并被调制解调器所接收。
当电线被耦合，特别是在相同或邻近结合件(binder)的被用于单独信号传输的线对之间的电线耦合时，发生串话。因此，来自一个或多个源的数据信号可能叠加在数据信号上并污染数据信号。串话包括近端串话(NEXT)和远端串话(FEXT)。
基于这样的串话，通过双绞线所传输的数据信号可能因相同和/或邻近的多芯电缆中的一个或多个相邻双绞电话线所生成的串话干扰而显著地降级。随着传输速度的增加，该情形甚至恶化，这可能明显限制经由特定线传输的最大数据率。
多芯电缆在这里将被定义为包括两个或更多双绞电话线的电缆。
发明内容
要解决的问题是克服多芯电缆的缺点以及允许以高效的方式减少串话和/或干扰效应。
这个问题是根据独立权利要求的特征而解决的。进一步的实施例由从属权利要求产生。
为了克服这个问题，提供一种用于数据处理的方法，该方法包括以下步骤：
-将第一信号从第一实例(instance)传输到第二实例；
-将第二信号从第三实例发送到第一实例，其中第二信号至少部分地对应于在第三实例处接收的第一信号。
特别是由于将第二实例及第三实例与第一实例连接的线路之间的串话和/或干扰效应，第二信号可以特别地包括在第三实例处接收的第一信号和/或第一信号的一部分。这样的线路可以特别地位于连接到第一实例的相同多芯电缆内。
因此，这个方法允许将在第三实例处接收的第一信号(或其一部分)的串话和/或干扰影响从第三实例返回到第一实例。
当接收到第二信号时，第一实例能够预处理可能包括到第二实例和到第三实例的连接(线路)的信道并因而减少和/或补偿干扰和/或串话效应。
要注意，第二实例和第三实例可以特别地经由(在第一实例处的)多芯电缆而连接到第一实例。因此，可能存在对这样的多芯电缆的相邻线路的干扰和/或串话效应。
通过传送(convey)在各客户驻地设备(CPE)处出现的这种串话和/或干扰的反馈，由此介绍的方法允许评估并且减少或补偿在这种多芯电缆的远端侧(特别是在客户驻地设备处)的串话和/或干扰效应。这样的反馈优选地被发送回到第一实例，特别是发送回到中心局(CO)、(远程)机柜和/或接入节点例如像数字订户线接入复用器(DSLM)、多服务接入节点(MSAN)、光终端单元(ONU)和/或多住宅单元(Multi-Dwelling Unit MDU)。
优选地，第二信号以容错方式被发送回到第一实例，即传送在第三实例处出现的失真、干扰或串话效应。这允许高效地确定下行方向上的远端串话。
然而，这种方法以类似的方式还允许确定在相反方向上即在上行方向上的任何串话和/或干扰效应。
根据实施例，第二实例和第三实例经由相邻线路连接到第一实例。
这些相邻线路能够位于连接到第一实例的多芯电缆中。
根据另一个实施例，第二信号包括干扰和/或串话部分。
优选地，第二信号能够是在第三实例处优选地在没有用户数据被传送到所述第三实例的时间段上进行的测量的结果。这允许第三实例确定(仅)串话和/或干扰并因此将这样的信息反馈到第一实例。
还有实施例是第二实例包括一组数个第二实例。
因此，可能存在许多(不同)第一信号被传送到第二实例或传送到一组数个第二实例。这样的第二实例能够优选地根据其在连接到第一实例的多芯电缆内的存在而被分组在一起。特别地，第二实例的这种分组能够用于施加第一信号，因为它可能导致各种串话和/或干扰效应，所述效应可以由优选地也在相同的线路组内即在多芯电缆内的第三实例所接收。
关于实施例，第三实例包括一组数个第三实例。
因而，不仅一个第三实例能够被用来确定串话和/或干扰效应，而且一组第三实例可以被用于这样的目的。
优选地，当第一信号被发送到第二实例(组)时没有数据被第一实例传送到这样的第三实例(组)。因此，在每个第三实例处确定的串话和/或干扰能够被反馈到第一实例从而允许第一实例确定由到第二实例(组)的至少一个第一信号引起的到(多个)第三实例的(远端)串话和/或干扰效应。
在实施例中，第一实例、第二实例和/或第三实例是以下类型：
-服务器；
-中心局(CO)；
-中心局处的单元；
-远程机柜；
-远程机柜处的单元；
-交换机；
-路由器；
-数字订户线接入复用器(DSLAM)；
-多服务接入节点(MSAN)；
-光网络单元(ONU)；
-多住宅单元(MDU)；
-网关；
-客户驻地设备(CPE)。
在另一个实施例中，第一信号包括以下信号中的至少一个：
-导频信号；
-导频序列；
-控制信号；
-参考信号；
-控制和/或用户数据；
-消息。
第一信号能够是从第一实例传送到第二实例的消息的一部分或者包括该消息。可替换地或除此之外，第一信号可以包括导频信号、符号、序列(特别是导频序列)、控制信号和/或序列、参考信号和/或任何种类的控制和/或用户数据。
还有实施例是第二信号是在第三实例处接收的第一信号的至少一部分。
特别地，第二信号可以是在第三实例处接收的第一信号或者包括该第一信号，其中第二信号能够被编码以将其内容无任何降级地传送回到第一实例。
这种方法的优点在于让第一实例知道第一信号如何到达第三实例。这样的信息能够被第一实例使用来预测信道的任何降级并因此预处理待发送到所连接实例的信号以便最小化任何干扰和/或串话效应。
按照另一个实施例，第二信号包括在第三实例处接收的第一信号的关于时间和/或频率范围的至少一部分。
因此，还可能传输在第三实例处接收的第一信号的关于其时间和/或频率范围的一部分。特别地，时间和/或频率范围能够被选择以由第一实例发出和/或传输回到第一实例。
根据实施例，第二信号是在第三实例处测量的信号。特别地，这样的测量信号可以是一次测量或者它可以基于数次测量，例如产生平均或中间值。
根据另一个实施例，第二信号是模拟信号和/或数字信号。
在又一个实施例中，第二信号可以是压缩信号。
根据下一个实施例，以容错模式将第二信号发送到第一实例。
因此，能够确保关于信道如何修改从第一实例传输(且由第三实例接收)的第一信号的信息被传送回到第一实例以用于预处理和/或预编码目的。
按照再一个实施例，第二信号经由反馈信道被传送到第一实例。
根据实施例，第二信号经由开销信道(OHC)中的消息被传送到第一实例。
还有实施例是第二信号经由上层协议被传送到第一实例。
因此，可以包括在第三实例处接收的第一信号的至少一部分的第二信号，能够通过利用上层协议，例如通过将第二信号打包(wrap up)在特别地以容错方式被传送到第一实例的更高级协议数据单元(PDU)内，而被传输回到第一实例。
根据进一步实施例，第三实例被安排成使得其能够识别至少部分对应于第一信号的信号以至少部分发送回到第一实例。
由于第三实例能够识别第一信号，即至少部分必须被发送回到第一实例的信号，第三实例能够例如利用上层协议或机制将对应于在第三实例处接收的第一信号的信息发送回到第一实例。这样的机制可以包括将第二信号打包在上层协议数据单元内。
作为又一个实施例，本文所描述的方法包括以下步骤：
-在第一实例处接收第二信号；
-将所述接收的第二信号与发送到第二实例的第一信号进行比较；
-评估所述第一信号和所述接收的第二信号之间的串话和/或干扰。
因此，可以通过将由第一实例接收的第二信号(该信号优选地对应于在第三实例处接收的第一信号)与由第一实例发送到第二实例的第一信号进行比较，确定或评估失真效应例如像干扰或串话。
任何偏差都能够被用于在第一实例处进行的预编码和/或预处理目的。
根据进一步实施例，所描述的方法包括以下步骤：
-所述串话和/或干扰被减少或消除。
因此，作为测量第一信号和第二信号之间的差别的结果，串话和/或干扰效应可以通过在第一实例处应用的预编码机制而得以减少。
本文所描述的方法允许通过向(一个或多个)第二实例(例如向用户驻地处的设备)传输第一信号来确定像干扰和/或串话之类的失真的影响。基于例如干扰和/或串话的实际失真能够通过接收第一信号来测量。在第三实例处(例如在CPE处)接收(和/或测量)的第一信号被(作为所述第二信号)发送回到第一实例以用于预编码或预处理目的。
有利地，所述第二信号包括信道的失真并且因此这样的失真能够通过计算信道特性并且优选地在中心局或远程机柜处(即在第一实例处)应用预失真机制而得以补偿或减少。
这样的方案能够被应用于串联或并联的多芯电缆的数个线路以便识别明显的串话和/或干扰效应。一旦检测到主要的干扰线路，则所应用的补偿措施(例如预处理)可以明显地改进系统的传输能力。
上述的问题还由一种用于数据处理特别是用于评估和/或补偿和/或消除失真和/或串话和/或干扰效应的设备来解决，该设备包括处理器单元，该处理器单元被安排和/或配备成使得如本文所描述的方法能够在所述处理器单元上执行。
一个实施例是所述设备是通信设备，特别是客户驻地处的设备或者中心局处或远程机柜处的设备。特别地，所述设备可以是数字订户线接入复用器(DSLAM)。
上面陈述的问题还由包括如本文所描述的设备的通信系统来解决。
附图说明
在附图中示出和说明本发明的实施例：
图1示出包括允许特别地经由xDSL连接将数据从服务器发送到客户端的通信网络的情形；
图2示出客户驻地设备经由xDSL线路特别是通过多芯电缆连接到的CO/DSLAM，从而在相邻线路之间引起远端串话；
图3示出第一实例(CO/DSLAM)、第二实例和两个第三实例之间的消息流图，说明了远端串话以及将这样的串话反馈到CO/DSLAM。
具体实施方式
图1示出通信网络的情形。下行业务经由网络从服务器传送到中心局或数字订户线接入复用器CO/DSLAM。CO/DSLAM还经由数字订户线xDSL连接到客户驻地设备CPE。数字订户线连接能够特别是以下类型：
-非对称数字订户线ADSL、ADSL2、ADSL2plus；
-超高速数字订户线VDSL、VDSL2。
客户能够经由机顶盒和电视机或经由个人计算机PC/TV而连接到客户驻地设备CPE。从PC/TV向服务器发送的数据被称为上行业务。从服务器向PC/TV发送的数据被称为下行业务。
图2示出客户驻地设备CPE1和CPE2每个经由xDSL连接所连接到的中心局/数字订户线接入复用器(CO/DSLAM)。朝向相应CPE的连接由多芯电缆204捆绑在一起。
CO/DSLAM(“第一实例”)传输下行信号202到CPE2(“第二实例”)。在这个示例中，下行信号202(“第一信号”)引起到CO/DSLAM和CPE1(“第三实例”)之间的连接(线路)的远端串话。根据由此给出的方法，这样的串话能够通过将所接收的信号(“第二信号”)从CPE1发送回到CO/DSLAM来识别。
该方法优选地提出提供从CPE1指向CO/DSLAM的反馈信道203。该反馈信道203能够被用来将在CPE1处所接收的信号传输回CO/DSLAM。
作为反馈信道，可以利用以下方式：
-开销信道(OHC)内的消息能够被定义并且被用于将所接收的信号提交回到CO/DSLAM；
-一个或多个数据帧能够特别地连同首部一起在CPE侧被发起(例如以太网分组)以区别这种信息与常规用户数据；
-(例如DSL)在上行方向上的同步符号。
在CPE1处接收的信号特别地可以包括：
-时域中和/或频域中的测量结果；
-所接收的完整信号或其(也可能关于时域和/或频域的)一部分；
-一次测量；
-数次测量，例如通过计算这样的数次测量上的平均或中间值而被适当处理。
本文的术语“测量”指的是在解调之前确定接收器处的信号。
要注意，所接收的信号(例如对应于I-Q平面中的星座点)被发送回到其发射机。
作为选项，反馈给信源(origin)(这里，CO/DSLAM)的信号的映射能够通过对(超)帧进行计数、特别是通过对超帧内的帧进行计数来获得。基本上，因为发送方(例如CO/DSLAM)知道所发送的(第一)信号的位置，所以它能够通过应用这样的计数方案而在反馈信息中重构对这种信号的响应。
如图2所示，多芯电缆204包括朝向客户驻地设备CPE1和CPE2的两个连接(线路)。在这样的多芯电缆内，能够用受CO/DSLAM控制的信号对不同的线路进行分配。例如，适合的信号可以是施加到多芯电缆的不同线路的正交向量。优选地，所接收信号的测量是在多芯电缆的一个线路(“测量线路”)上开始的，特别地这样的测量可以由这种线路的相应客户驻地设备来启动。施加到相邻线路的信号构成远端串话(FEXT)并且损害在所述测量线路处接收的信号。该受损害的信号被发送回到CO/DSLAM，从而允许CO/DSLAM确定(多芯电缆的)串话系数。
因此，基于串话系数，信道(DSL传输)能够被预编码以使得能够明显减小串话效应。优选地，在中心局处(针对所附着的CPE)进行这样的计算。
示例：50个CPE经由xDSL连接到DSLAM，产生50个线路。关于特定(预选的)频率范围，在这些50个线路的49个上没有信号被从DSLAM传送到49个订户。仅在一个线路上，在该特定频率范围内发送信号(例如测量信号、导频信号和/或导频序列)。在其余的49个线路上，能够在该特定频率范围上测量串话效应。所有49个线路(或其一部分)可以测量串话效应(所接收的第一信号)并且将该信息传送回到DSLAM。因此，DSLAM能够计算包括(在远端侧)相邻线路如何相互干扰的串话。如先前所述，这种干扰能够通过在DSLAM侧应用适合的预编码方案而得以减少。
这种方法可以在特定不同线路上选择的变化频率/时间范围上以预定义模式进行重复。这可以引起更高的准确度和/或它可以允许适应环境(电缆状况、温度、业务等)的变化。
这种方法能够优选地应用于特别是多芯电缆内的一个线路、所有线路或选择的线路。可替换地或此外，它可以应用于选定范围的频率(也应用于仅一个频率或应用于可用的所有频率或频率范围)。
而且，该方法可以应用于确定上行方向上的串话系数。
图2的反馈信道203还能够利用通信协议。特别地它可以
-向第一实例(这里是CO/DSLAM)提供独立消息；和/或
-基于由第一实例(CO/DSLAM)发送的请求来提供应答。
特别地，第三实例(这里是CPE1)可以经由上层协议(例如第二层或第三层协议)将信息提供回到CO/DSLAM。特别地，CPE1能够例如经由配置而被预先告知如何明确地识别启动或触发反馈测量信息的消息。因此，CPE1能够例如经由以下方式而被告知：
-VLAN-ID；
-MAC地址；
-IP地址；
-以太网类型；
-TCP或UDP，等。
经由反馈信道203反馈的消息能够如下生成：经由FEXT在CPE1处接收的下行信号在解调之前被分接(tap)。它可以经由上层协议消息完全或部分地反馈到CO/DSLAM。
图3示出包括在第一实例301(CO/DSLAM)、第二实例302(CPE)和两个第三实例303及304之间传输的消息和/或信号的消息图。
第二实例302和第三实例303及304经由多芯电缆连接在第一实例301。在这样的多芯电缆的相邻线路之间引起串话和/或干扰。
第一信号305被从第一实例301传输到第二实例302。特别地，第一信号能够是或包括导频信号、导频序列、控制信号、参考信号、控制数据和/或用户数据或消息。
因为第二实例302和第三实例303以及第三实例304经由相同的多芯电缆与第一实例301连接，所以远端串话引起能够在第三实例303处测量的信号306以及能够在第三实例304处测量的信号307。
信号306和307这二者都是基于第一信号305的串话结果。
为了识别串话效应，优选地在第一信号305被发送到第二实例302时，没有信号从第一实例301发送到第三实例303和304。
在块308中，指示第三实例303接收信号306，在那时第一实例301没有向第三实例303传送数据的情况下该信号306表示来自连接第一实例301与第二实例302的相邻线路的纯干扰和串话。此外在块308中，第一信号的该串话被测量并且经由第二信号310被反馈到第一实例301。
以类似的方式这同样适于第三实例304：它(在块309中)基于来自连接第一实例301与第二实例302的相邻线路的第一信号305确定串话和/或干扰影响并且经由第二信号311将串话反馈到第一实例301。
要注意，第三实例303或304能够以各种方式被触发来启动如块308和309中所指示的这种测量和反馈：
-能够定义时间表(schedule)，根据该时间表来进行(例如定期地)测量并且将反馈发送到第一实例。
-第三实例可以收听预定义类型的信号并且当接收到时可以自动提供这样的反馈到第一实例。
-第三实例可以明确地经由第一实例被触发以预期(expect)测量周期。因此，后续的消息能够由第三实例提供以报告这种测量的结果。
-第三实例能够特别地通过上层协议请求而被触发。
如上所指示的，测量的结果(例如，第二信号310和311)能够经由上层协议来提供。
当接收到第二信号310和311时，第一实例301将发送到第二实例的第一信号305与作为在第三实例303和304处测量的串话和/或干扰的报告而接收的第二信号310和311进行比较(步骤312)。信道的失真特别是远端串话在步骤313中被评估并且预编码被处理以便补偿这样的远端串话效应(步骤314)。
所提供的方法允许在部件的运行时间期间确定串话而不会明显使性能恶化。
以迭代的方式应用该方案允许不断改进串话补偿以及适应变化的(环境)参数，例如电缆状况、温度、业务、经由(一个或多个)特定或相邻多芯电缆连接到CO/DSLAM的CPE的数目。

Claims (18)

1.一种用于在xDSL环境中的数据处理以减少或消除所述数据中的串话和/或干扰的方法，包括以下步骤：
-将第一信号从中心局通过第一线路传输到第一客户驻地设备；
-将第二信号从第二客户驻地设备通过与第一线路相邻的第二线路发送到所述中心局，其中第二信号包括关于由第一信号引起到第二线路的干扰和/或串话部分的信息，以及其中第二信号至少部分地对应于在第二客户驻地设备处接收的第一信号；
-在中心局处接收第二信号；
-将所述接收的第二信号与发送到第一客户驻地设备的第一信号进行比较；
-评估第一线路和第二线路之间的串话和/或干扰；以及
-减少或消除所述串话和/或干扰。
2.根据权利要求1所述的方法，其中第一信号包括以下信号中的至少一个：
-导频信号；
-导频序列；
-控制信号；
-参考信号；
-控制和/或用户数据；
-消息。
3.根据权利要求1所述的方法，其中第二信号是在第二客户驻地设备处接收的第一信号的至少一部分。
4.根据权利要求1所述的方法，其中第二信号包括在第二客户驻地设备处接收的第一信号的关于时间和/或频率范围的至少一部分。
5.根据权利要求1所述的方法，其中第二信号是在第二客户驻地设备处测量的信号。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所测量的信号基于时域和/或频域中的测量结果。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所测量的信号基于一次测量。
8.根据权利要求5所述的方法，其中所测量的信号基于数次测量。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述数次测量的结果被处理以便获得所测量的信号。
10.根据权利要求9所述的方法，其中通过确定在所述数次侧量上的平均或中间值来获得所测量的信号。
11.根据权利要求1所述的方法，其中第二信号是模拟信号或数字信号。
12.根据权利要求1所述的方法，其中第二信号是压缩信号。
13.根据权利要求1所述的方法，其中第二信号以容错模式被发送到中心局。
14.根据权利要求1所述的方法，其中第二信号经由反馈信道被传送到中心局。
15.根据权利要求1所述的方法，其中第二信号经由开销信道中的消息被传送到中心局。
16.根据权利要求1所述的方法，其中第二信号经由上层协议被传送到中心局。
17.根据权利要求1所述的方法，其中第二客户驻地设备被安排成使得其能够识别至少部分对应于第一信号的信号，该信号将被至少部分地发送回到中心局。
18.一种用于在xDSL环境中的数据处理以减少或消除所述数据中的串话和/或干扰的设备，包括：
用于将第一信号从中心局通过第一线路传输到第一客户驻地设备的装置；
用于将第二信号从第二客户驻地设备通过与第一线路相邻的第二线路发送到中心局的装置，其中第二信号包括关于由第一信号引起到第二线路的干扰和/或串话部分的信息，以及其中第二信号至少部分地对应于在第二客户驻地设备处接收的第一信号；
用于在中心局处接收第二信号的装置；
用于将所述接收的第二信号与发送到第一客户驻地设备的第一信号进行比较的装置；
用于评估第一线路和第二线路之间的串话和/或干扰的装置；以及
用于减少或消除所述串话和/或干扰的装置。
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