CN102118343A - 用于多载波安排的信道适配 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于多载波安排的信道适配。在此说明了关于对信道适配参数进行更新的多种实现方式。在一种实现方式中，R2T帧(例如确认(ACK)帧)被修改为携带部分比特分配表(BAT)。R2T帧可以由收发器装置接收并且在R2T帧的头部或扩展头部中携带的部分BAT可被用来对存储在收发器中的BAT进行更新。在另一种实现方式中，消息帧被修改为携带部分BAT。该消息帧可以由收发器装置接收并且该部分BAT被用来对存储在收发器中的BAT进行更新。由进行接收的收发器装置生成的唯一的识别号可被用于使存储在两个进行通信的收发器中的BAT同步而不需要交换额外的控制消息。

Description

用于多载波安排的信道适配
本申请要求于2009年12月30日提交的题为“ChannelAdaptation for Multicarrier Arrangement Fast Channel AdaptationMechanism for OFDM-based Packet Transmission Systems”的美国临时申请61/291,325的优先权。
技术领域
本发明涉及用于多载波安排的信道适配，具体地说，涉及用于多载波安排的信道适配方法、装置及能够进行多载波调制的收发器装置。
背景技术
由于宽带网络中能够递送基于IP的富多媒体服务的显著进步，多种基于数据包的通信技术(如ITU G.hn、HomePNA、AV以及同轴电缆多媒体联盟(MoCA))正在变得越来越重要。随着对此类服务的需求的增加，服务提供商们正在寻找改进的方式以便在消费者的家中分配数字内容。上述技术是专门为此目的而设计的。
数字用户线(DSL)技术可以被用来将普通的电话线(例如，铜线双绞线)转换为宽带通信链路。DSL技术通过在电话线上以先前未使用过的高频率发送信号来实现这一点。
多年来，DSL技术已经发展成为一组专用的、标准化的实现方式。这些不同的实现方式(除其他之外还包括非对称数字用户线(ADSL)、ADSL2、ADSL2+、超高速DSL(VDSL)、VDSL2、G.Lite、以及高比特率数字用户线(HDSL))提供了多种传输速度及传输距离。通常将多年来已经演进的不同的DSL实现方式统称为xDSL。
无线通信技术可以与DSL技术结合使用以便增加用于访问宽带通信链路的装置的总体移动性。常见的与DSL技术和其他宽带服务结合使用的无线通信技术包括用于无线LAN的不同的IEEE 802.11标准。
不同的xDSL实现方式典型地采用无载波幅值及相位(CAP)调制或者离散多音调(DMT)调制。CAP调制是正交调幅(QAM)的一种变体。CAP调制产生与QAM相同的信号形式而不要求同相的以及正交的载波分量。DMT调制是一种调制方法，其中一个通信信道的可用带宽被分为多个正交的子信道。子信道还被称为子载波或音调。DMT通信系统的每个音调能够充当在发送器与接收器之间携带信息的通信子信道。使用DMT调制的多载波系统还可以被称为采用正交频分复用(OFDM)的系统。OFDM还是被许多无线通信技术采用的调制方法，这些无线通信技术包括ITU G.hn、G.hnem、
Figure BDA0000041635360000021
AV、MoCA、IEEE 802.11以及IEEE 802.16。实施DMT、OFDM以及其他多载波调制方案的技术在此被概括为多载波系统。
在不同的多载波调制方案中，一个音调携带的数据比特数或信息量可以在音调之间不同，并且它取决于与该具体音调上的干扰信号和/或背景噪音的功率相比该承载数据的信号的相对功率。对音调携带的信号质量的一种度量是在运行的频率范围内所接收的信号强度(功率)与噪音强度的比率，或信噪比(SNR)。总体上讲，高的SNR导致由音调携带的高的信号质量。对信号质量的另一种度量是对于一个给定音调的误比特率(BER)。此外，对信号质量的另一种潜在的度量是在一个或多个频率处干扰的可能性。
实施多载波调制方案的通信装置通常经历一个短暂的训练期，也被称为数据通信开始前的信道发现阶段或探测阶段。在训练期过程中，可以发送多个测试信号以便在不同的频率处对通信媒介的质量有效地进行测试。总体上讲，媒介质量是通过测量每个音调上的SNR来确定的。分配给每个音调的比特数目很大程度上是基于信道测量(如检测到的训练信号)来确定的。在训练期结束时，大多数多载波调制方案实施一比特分配表(BAT)，该比特分配表指定了在每个音调上调制的比特数目。在一些情况下，可能有利的是对所有的音调加载相同数目的比特，这不要求有BAT，但仍可以被认为是BAT的一种特殊情况。
在训练期及建立了在进行通信的收发器之间使用的BAT之后，传输媒介经常遇到多种变化，这些变化可能影响在一些音调上所分配的比特的信息的通信。可以使用一种已知的信道适配或信道跟踪过程来利用一个新的BAT替代在进行通信的收发器之间使用的BAT，这种新的BAT包括与传输媒介的当前状态足够匹配的比特分配。然而，已知的信道适配过程可能无法为某些系统提供有效的信道适配。例如，一个或多个此类过程可能具有的缺点是花费相当多时间，这可能导致快速变化信道情况下短暂的服务中断。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种方法，包括：生成第一通信，该第一通信包括可用于更新比特分配表BAT的至少部分BAT信息以及识别当前实施的BAT的识别符；在通信媒介上传输该通信；以及接收第二通信，该第二通信包括所述BAT信息已被用于更新当前实施的BAT的确认信息。
根据本发明的第二方面，提供了一种方法，包括：接收第一通信，该第一通信包括可用于更新比特分配表BAT的至少部分BAT信息以及识别当前实施的BAT的识别符；使用在第一通信中接收的BAT信息来更新当前实施的BAT；以及传输第二通信，该第二通信确认当前实施的BAT的更新。
根据本发明的第三方面，提供了一种装置，包括：存储器，该存储器被配置为存储比特分配表BAT，该比特分配表具有至少一个音调索引及与其相关联的比特值，该BAT当前被用在收发器装置中；以及控制器，该控制器被配置为：生成新的比特值来替代与当前使用的BAT中提到的至少一个音调索引相关联的比特值；生成识别值，该识别值被用来确认所述新的比特值已被用于替代与当前使用的BAT中提到的至少一个音调索引相关联的比特值；以及将与所述至少一个音调索引相关联的新的比特值及所述识别值与帧相组合，以便在通信媒介上传送。
根据本发明的第四方面，提供了一种能够进行多载波调制的收发器装置，该装置包括：控制器；以及存储装置，该存储装置被耦合到所述控制器并且包括多个指令，这些指令在由所述控制器执行时生成要在通信媒介上传送的至少一个帧，该至少一个帧包括：前导；该前导之后的头部；以及帧部分，该帧部分包括：比特分配表BAT的片段，BAT的该片段用于对BAT进行更新；BAT识别符，该BAT识别符与由收发器装置当前使用的BAT相关联；以及确认识别符，该确认识别符可用于确认当前使用的BAT的更新。
附图说明
具体实施方式的详细描述是参照附图进行说明的。在这些附图中，附图标记最左边的数字标识了该附图标记首次出现的附图。在本说明的不同实例以及附图中使用的相同的附图标记可以指示相似的或完全相同的事项。
图1展示了一种示例性的通信安排，该通信安排采用了至少两个多载波装置。在一种实现方式中，这些多载波装置是能够实现正交频分复用(OFDM)的装置，它们能够实施在此说明的信道适配程序。
图2展示了一种示例性的收发器装置，该收发器装置可以被用作一种多载波安排或系统中的发送装置和接收装置。图1中展示的多载波装置可以用与该示例性收发器装置相同或相似的方式来实施。
图3展示了一种示例性的比特分配表(BAT)，该比特分配表可以根据所说明的实现方式来更新。在一种实现方式中，图2中展示的示例性收发器装置可以包括一个或多个BAT。
图4是一种程序的流程图，该程序可用于更新与至少一个BAT中的音调相关联的比特和增益。
具体实施方式
综述
以下说明书对多种实现方式进行了说明，这些实现方式涉及对与收发器装置或类似装置相关联的一个或多个信道适配参数进行更新。一个这样的示例性参数是比特分配表(BAT)。在一种实现方式中，进行接收的收发器可以确定与一种多载波安排相关联的一个或多个音调应当被分配不同数目的比特和/或增益量。为了方便起见，这个信息在此被称为部分BAT更新。不是发起与进行发送的收发器之间的一个冗长的控制消息的交换，进行接收的收发器可以将部分BAT更新信息打包或背负在一个现有的帧格式之中。在一种实现方式中，这种部分BAT更新信息可以被打包在一个帧的有效载荷携带的一个短的管理消息中，该帧包含一种数据结构，该数据结构仅为存储在进行发送的收发器的BAT中的应当被更新的那些音调索引保持更新数据。在另一种实现方式中，这种部分BAT更新信息可以背负在从进行接收的收发器向进行发送的收发器发送的一个帧的头部之中。一个这样的示例性帧是确认(ACK)帧。在另一种实现方式中，这种部分BAT更新信息可以背负在从进行接收的收发器向进行发送的收发器发送的一个帧的扩展头部部分中。再一次，这种背负的部分BAT更新信息可以包括仅用于存储在进行发送的收发器的BAT中的应当被更新的那些音调索引的更新数据。
从本说明中可以理解，在此说明的这些实现方式可以提供优于常规的BAT替代程序的很多优点。通过举例，在此说明的这些实现方式可以减少要求在由多个音调组成的信道中用于分配比特的常用时间量。另外，因为这些实现方式在此可以使用现有的帧和消息格式，所以对比特和增益的执行以及重新分配可以是非常有效率并快速的。此外，使用在此说明的这些实现方式可以消除必须在执行一个信道适配过程之前传递额外信息。即，与常规的用于信道适配的程序不同，在此说明的这些实现方式可以消除用于发起并确认一个信道适配程序的控制消息。此外，在此说明的这些实现方式可以在要求快速信道适配的情形中提高连接的可靠性，由此降低对收发器进行重新训练的必要性和频率。
示例性的通信安排
图1展示了一种示例性的通信安排100，该通信安排采用了至少两个多载波装置102和104。在一种实现方式中，多载波装置102和104是能够实现正交频分复用(OFDM)的装置，它们能够实施在此说明的多个信道适配程序。
多载波装置102和104可以通过一个双向通信信道106进行通信。通信信道106可以被实现为一种无线媒介或有线媒介。因此，多载波装置102和104可以包括能够在这样的媒介上进行信号通信的结构和功能。这样的结构和功能可以包括一个或多个天线、集成有线接口、以及诸如此类。
另外，多载波装置102和104可以使用基于数据包的技术(例如，ITU G.hn、HomePNA、
Figure BDA0000041635360000061
AV以及同轴电缆多媒体联盟(MoCA))以及xDSL技术来进行通信。此类xDSL技术可以包括非对称数字用户线(ADSL)、ADSL2、ADSL2+、超高速DSL(VDSL)、VDSL2、G.Lite、以及高比特率数字用户线(HDSL)、以及其他的基于数据包的技术如xPON(无源光网络)。此外，多载波装置102和104可以使用IEEE 802.11以及IEEE 802.16(WiMAX)无线技术进行通信。
在多载波装置102和104之间交换的信号可以包括多载波符号，这些多载波符号各自包括多个音调或子信道。在一个多载波符号内的每个音调可以具有在其上调制的多个数据比特，这些数据比特旨在从多载波装置102和104中的一个递送到另一个。因为某些信道效应(如多路径衰减)，这些音调中的一些可能是劣于其他音调的。已知用于解决多载波信道中的音调之间不一致性的一种技术被称为比特加载。
比特加载是这样一种技术，其中基于不同音调的感知质量，可以向多载波信道中的不同音调分配不同数目的比特。即，可以向高质量的音调分配更多数目的比特，而可以向低质量的音调分配更小数目的比特(或没有比特)。分配给一个特定音调的比特数目可以确定被用来对一个相应的子载波进行调制的调制类型。例如，如果向一个特定的音调分配了2比特，那么正交相移键控(QPSK)可以被用作针对该相应的子载波的调制技术，因为它每个符号包括2比特。可替代地，如果向一个音调分配了4比特，那么16正交调幅(16QAM)可以被用作针对该相应的子载波的调制技术，因为它每个符号包括4比特，等等。一旦比特加载过程对于多载波信道中的每个音调都已完成，这些为每个音调所指定的比特和增益可以被存储在BAT中。
可能希望的是修改或以其他方式改变分配给多载波信道中的一些或所有音调的比特和增益。这可能发生在当接收装置(如多载波装置102和104中的一个)观察到在进入信号的一个或多个音调上产生阈值数量的错误时。在此说明的这些实现方式被设计为使用非常少的帧(即，数据包)开销协助对一个或多个音调的快速且有效率的比特重分配。另外，在此说明的这些实现方式被设计为使得收发器装置能够快速并有效率地使多个BAT同步。
图2展示了一种示例性的收发器装置200，该收发器装置可以被用作在多载波安排或系统中的发送装置或接收装置。图1中展示的多载波装置102和104可以用与该示例性的收发器装置200相同或相似的方式来实施。为了简化对在此说明的这些实现方式的说明，将结合装置200来讨论BAT的更新和同步。然而，如应当理解的，第一收发器装置(例如，进行接收的收发器)可以发起在不同于该第一收发器装置的第二收发器装置(例如，进行发送的收发器)中实现的BAT更新程序。
收发器装置200可以包括发送器202，该发送器包含多个不同的元件。例如，发送器202可以包括编码器204、调制器206、滤波器208、接口210及控制器212。如在此所使用的，术语“控制器”是指总体上包括所有类型的数字处理装置，包括但不限于数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算机(RISC)、通用(CISC)处理器、微处理器、门阵列(例如，FPGA)、PLD、可重构的计算结构(RCF)、阵列处理器、安全微处理器、以及专用集成电路(ASIC)。这样的数字处理器可被包含在单个的单式IC管芯上、或分布在多个部件上。
另外，发送器202可包括存储在存储装置中的一个或多个BAT214。如在此所使用的，术语“存储装置”以及类似术语可以指被配置为存储数字数据的任何类型的集成电路或其他存储装置，包括但不限于ROM、PROM、EEPROM、DRAM、SDRAM、DDR/2 SDRAM、EDO/FPMS、RLDRAM、SRAM、“闪”存(例如，NAND/NOR)、以及PSRAM。编码器204能够接收数据，该数据要传送到通过无线或有线媒介216耦合到收发器装置200的接收装置。更具体地讲，编码器204能够针对多个音调中的每一个将进入的数据比特流转换为同相及正交分量。编码器204可以被安排为输出多个符号序列，这些符号序列与该系统可用的音调的数目相等。调制器206能够接收多个符号序列以便产生离散多音调信号形式的调制信号。调制器206可以将调制的信号传递给滤波器208以便经过各种滤波，然后滤波后的信号可以被传递给接口210，以便通过媒介216传送到接收装置。
收发器装置200还可包括接收器218，该接收器能够接收在媒介216上传递的经过调制的多音调信号。接收器218可以包括接口220、滤波器222、解调器224、解码器226以及控制器228。另外，接收器218可以包括存储在存储装置中的一个或多个BAT 230。由接收器218接收的信号可以通过接口220传递给滤波器222。在所接收的信号经过滤波器222的滤波之后，滤波后的信号可以由解调器224进行解调。解调后的信号可以被传递给解码器226并且由其进行处理。解码器226产生由计算装置或类似装置耗用的数据比特流。实际上，解调器224和解码器226分别执行调制器206和编码器204的相反功能。
接收器218可以对信道性能进行监测并且对分配给与多载波系统的信道相关联的音调中的一个或多个音调的比特和增益进行控制和适配。具体地讲，接收器218可以通过控制器228对这些音调及其上携带的信号进行监测，以确定分别与接收器218和发送器202相关联的BAT 230和214发生变化的必然性。在一种实现方式中，BAT 214和230可以存储多载波系统中的每个音调要使用的比特和增益的数目。稍后在此说明了用于实现BAT 214和230中的比特分配和增益修改的多个示例性程序。在另一种实现方式中，接收器218可以通过控制器228对信道进行监测，以便确定更新一个或多个信道适配参数是否可能是有益的。这样的参数可以包括BAT分组因子、保护间隔、前向纠错(FEC)率、FEC块大小、功率谱密度(PSD)上限、或诸如此类。稍后在此同样说明了用于修改或以其他方式更新此类参数的多个示例性程序。
如上所述，通过控制器228或与其相关联的另一个元件，接收器218可以监测音调及其上携带的信号。在一种实现方式中，控制器228可以确定每个音调上的噪声水平、增益以及相位偏移。目标可以是估计每个音调的信噪比(SNR)。其他参数也可以被监测或者替代在此说明的这些参数。决定哪些音调用于发送编码数据以及每个音调上发送多少数据可以基于多种因素来确定。这些因素可以包括检测到的通信媒介或信道质量参数、音调增益参数、容许的功率屏蔽、以及所希望的最大误比特率。应当指出，这些因素在各音调之间不需要是常量并且实际上甚至可能在使用过程中变化。最值得注意的是，通信媒介或信道质量参数可以被重复地检查，并且当在使用过程中在不同音调上的通信媒介或信道质量变化时，可以对调制方案中做出实时的调整以便对调制进行调整。
在一种实现方式中，进行接收的收发器102的接收器218以及进行发送的收发器104的发送器202可以存储相同BAT的副本，并且全都使用它们分别进行解码/解调以及编码/调制。收发器102的控制器228和收发器104的控制器212分别帮助实现合适的解码/解调以及编码/调制。在图3中展示了一个示例性的BAT表，以下对其进行了说明。如将被认识到的，成功的监测可以确定收发器104的BAT 214和收发器102的BAT 230的变化，这些变化在媒介216或更一般的信道经历变化时导致发送和接收性能的改进。
图3展示了一种示例性的比特分配表(BAT)300，该比特分配表可根据所说明的实现方式进行更新。在一种实现方式中，图2中展示的示例性收发器装置200可以包括多个这样的BAT 300。而且，图1中展示的多载波装置102和104还可以包括多个这样的BAT 300。BAT 300可以包括音调列302、比特列304以及增益列306。音调列302可包含对可用于特定类型的多载波系统(例如，G.hn、VDSL、802.11、802.16等等)的每个音调或子信道的频率进行识别的音调索引。音调列302中的每个音调可包括对应的比特分配，它被标识在比特列304中。分配给一个特定音调的比特数目总体上基于通信媒介或信道状况、所希望的传输率、正在使用的协议等等而变化。举例说明，分配给每个音调的比特数目对于一些传输方案可以在0到12的范围内变化而对于其他的传输方案可以在0到15的范围内变化。再一次，这些数目可以在其他系统中广泛地变化。此外，音调列302中的每个音调条目总体上包括一个增益分配，该增益分配定义了在相关联的音调上的发送能量水平。每个音调的增益分配被典型地包含在增益列306中。如果相关联的接收器或发送器包括多个BAT 300，那么每个BAT 300可被分配唯一的BAT识别符(BAT ID)以便区分多个存储的BAT 300。
以下说明多个示例性程序。应当理解的是不需要按照所说明的顺序来进行某些动作，并且可以视情况对它们进行修改、和/或将它们全部省略。所说明的动作可以由计算机、处理器或其他计算机装置(如无线或有线装置)基于存储在一个或多个计算机可读存储介质上的指令来实施或执行。计算机可读存储介质可以是能够被计算机装置访问以便实施其上存储的指令的任何可供使用的介质。如在此所使用的，术语“指令”、“计算机程序”或“软件”意在包括实现功能的任何序列或人类或机器可认知的动作。这些示例性的程序和动作可以几乎用任何编程语言或环境来实现，包括例如C/C++、Fortran、COBOL、PASCAL、汇编语言、标记语言(例如，HTML、SGML、XML、VoXML)、以及类似的语言，以及面向对象的环境如公共对象请求代理结构(CORBA)、JavaTM(包括J2ME、Java Beans等等)、二进制运行时环境(BREW)、以及类似的环境。另外，所披露的示例性程序和相关联的动作可以是硬件和固件以及或可替代地作为它们的某种组合。
图4是程序400的流程图，该程序可用于更新与至少一个BAT中编入索引的一个或多个音调相关联的比特和增益。该程序可兼容于图1至2中展示的装置、元件以及无线网络以及除在此展示和讨论之外的多个实体和装置。程序400可被用于更新图3中所展示的类型的BAT。然而，程序400还可被用于更新具有不同结构并且包括其他数据的BAT。程序400还可被用于更新不同于BAT的信道适配参数或除BAT之外的其他信道适配参数。这样的参数可包括BAT分组因子、保护间隔、FEC率、FEC块大小、PSD上限、或诸如此类。
在动作402，在多个音调上接收信号的收发器开始监测这些音调中的一个或多个音调、通信媒介、通信信道等的性能。在一种实现方式中，具有在此说明的类型的控制器对所述多个音调中的一个或多个音调进行监测，以便确定对与发送所接收信号的收发器相关联的BAT中编入索引的音调所关联的比特、增益和/或其他值进行修改是否可能是有益的。该控制器还可以监测其他信道适配参数。这些参数包括BAT分组因子、保护间隔、FEC率、FEC块大小、PSD上限、或诸如此类。进行接收的收发器和进行发送的收发器可以存储相同BAT的副本并且全都分别使用它们进行编码和解码。可以理解，成功的监测可以确定这些BAT和其他参数的变化，这些变化在通信媒介或信道随时间变化时可以导致传输性能的改进。
在动作404，基于控制器进行的监测，接收器可以确定应当对与一个或多个音调相关联的比特和增益值进行修改或更新。此外，基于控制器进行的监测，接收器可以确定应当对一个或多个信道适配参数进行修改或更新。在动作406，生成通信，该通信可以是消息帧408、使用头部410的R2T帧或使用了一个或多个扩展头部412的R2T帧的形式。如在此所使用的，消息帧表示在帧的有效载荷中携带用户数据或控制/管理数据的任何帧。如在此所使用的，R2T帧表示由进行接收的收发器发送至进行发送的收发器的不携带有效载荷的任何帧。一种这样的R2T帧是进行接收的收发器用来向进行发送的收发器表明一个或多个所发送的消息的完整性的ACK帧。该通信可以包括可被用来更新BAT表的BAT信息。此外，该通信可以包括已被更新或修改的信道适配参数，如BAT分组因子、保护间隔、FEC率、FEC块大小、以及PSD上限。该通信还可以被发送至进行发送的收发器。在一种实现方式中，具有在此说明的类型的控制器生成该通信。
在一种实现方式中，消息帧408包括前导(PR)、头部(HD)以及有效载荷部分，该有效载荷部分包括部分BAT，该部分BAT可被用来对存储在接收消息帧408的装置中的BAT进行更新。该部分BAT可以包括与进行发送的收发器当前使用的BAT相关联的BATID、一个或多个音调索引、要分配给与一个或多个音调索引相关联的每个音调的比特值、要分配给与一个或多个音调索引相关联的每个音调的增益值、和/或其他数据。消息帧408的有效载荷部分还可以包括一个或多个信道适配参数，该一个或多个信道适配参数可用来更新与通信信道结合使用的一个或多个此类参数。在另一种实现方式中，R2T帧410包括PR和一个HD。该HD包括部分BAT，该部分BAT可被用来更新存储在接收R2T帧410的装置中的BAT。R2T帧410的HD还可以包括一个或多个信道适配参数，该一个或多个信道适配参数可用来更新与通信信道结合使用的一个或多个此类参数。在另一种实现方式中，R2T帧412包括PR和两个HD。额外的HD是扩展的帧头，该扩展的帧头包括部分BAT，该部分BAT可被用来更新存储在接收R2T帧412的装置中的BAT。这里再一次，额外的HD还可以包括一个或多个信道适配参数，该一个或多个信道适配参数可用来更新与通信信道结合使用的一个或多个此类参数。该部分BAT可以包括与进行发送的收发器当前使用的BAT相关联的BAT ID、一个或多个音调索引、要分配给与一个或多个音调索引相关联的每个音调的比特值、要分配给与一个或多个音调索引相关联的每个音调的增益值、和/或其他数据。在另一种实现方式中，帧408、410和412中的一个或多个可以包括信道适配确认指示符(CA ID)，它可以是与该部分BAT相关联的一个随机的、确定的、或其他唯一的数或值。该CA ID可以被进行发送的收发器用于向进行接收的收发器确认与给定帧相关联的部分BAT已经被用来更新相关的BAT。另外，如果连续地执行了多次部分BAT更新及信道适配，则CA ID的使用可以防止同步丢失。在另外一种实现方式中，部分BAT数据、信道适配参数等可以与CE_PartialParamUpdate数据结构相关联。
在动作414，进行发送的收发器接收包括BAT信息的通信，该BAT信息可被用来更新BAT表。在动作416，进行发送的收发器使用该BAT信息对存储在该进行发送的收发器中的相关BAT表进行更新。具体地讲，进行发送的收发器可以参考在该通信中接收的BAT信息来确定应当被应用于存储在进行发送的收发器中的相关BAT表中所列出的音调索引的比特和增益值、和/或其他这样的数据。在一种实现方式中，进行发送的收发器使用在BAT信息中接收的BAT ID来识别当前BAT表要被更新。
在动作418，进行发送的收发器生成消息帧420，该消息帧可以包括根据更新的BAT而生成的(例如，编码的和调制的)数据。在一种实现方式中，与消息帧420相关联的HD包括CA ID，该CA ID与BAT ID一起确认相关的BAT已经被更新并且已经根据被更新的BAT生成了与帧420相关联的数据。在动作422，进行接收的收发器接收根据被更新的BAT生成的帧420。进行接收的收发器可以参考CA ID和/或BAT ID来确认相关的BAT已经被更新并且已经根据更新的BAT生成了与帧420相关联的数据。
如应当从前文中所理解，在此说明的这些实现方式可以提供优于常规的BAT替代程序的很多优点。通过举例，在此说明的这些实现方式可以减少在由多个音调组成的信道中分配比特所需的通常时间量。另外，因为这些实现方式在此可以使用现有的帧和消息格式，所以比特和增益的执行以及重分配可以是非常有效率且快速的。此外，使用在此说明的这些实现方式可以消除在执行信道适配过程之前必须传递额外信息。即，与用于信道适配的常规程序不同，在此说明的这些实现方式可以消除用于发起及确认信道适配程序的控制消息。此外，在此说明的这些实现方式可以在要求快速信道适配的情形中提高连接的可靠性，由此减少对收发器进行重新训练的必要性和频率。
ITU G.hn：通过部分BAT更新进行快速信道适配
以下公开内容可能涉及一项或多项未来标准贡献。本公开被提供为非限制性的示例性信息，该信息可涉及在此所说明的一个或多种实现方式。
以下这个(这些)例子展示了如何将一个简单的辅助机制添加到现有的信道估计协议中以便协助快速信道适配，这适合用于所有的媒介类型。该方案基于现有的工具采用至少两种不同的方式来更新BAT。
快速并有效率的信道适配在G.hn中是重要的，因为它运行在具有不同信道特点的不同的媒介上，如同轴电缆、电话线、以及电力线。对于缓慢变化的信道，我们需要一种有效率的方案来调整BAT(而不是替代整个BAT)。在快速变化的信道的情况下，我们需要一种快速并有效率的方案。以下内容既增强了现有信道适配机制的速度也增强了其效率。
例子：
·添加新的(并且相对较短的)管理消息、CE_PartialParamUpdate.ind以便携带部分BAT。
·添加一种用于将该部分BAT背负在ACK帧的扩展PHY-帧头中的机制。注意，背负在ACK帧中的部分BAT的内容或格式可以与CE_PartialParamUpdate.ind消息的内容或格式不同。
·通过这个例子，在发送器和接收器之间提供了一种简单的同步机制和过程，这样使得所使用的(有效的)BAT能够在运行中被更新。
·执行顺序：
ο接收器可以针对发送器当前使用的给定BAT_ID发送部分BAT更新信息。
ο接收器设置与该部分BAT更新相关联的唯一ID(CA_ID)。
ο在接收到这个信息时，发送器被允许按照接收器的指示立即更新参数(即，用于下一帧的传输)。
ο发送器在它的MSG帧的PHY-帧头上传送CA_ID以便向接收器表明所建议的变化已被应用于该帧。
以上实现方式或其组合可以被结合进入任何标准之中。例如，家庭网络标准，在此本发明人通过部分BAT更新对信道适配的实质内容做出了贡献(§8.11.4G.hn，如本书写所述的)。作为讨论的基础，现在将对信道估计协议进行说明，该信道估计协议提供了测量发送器(源)和接收器(目的地)节点之间的信道特性的程序。该程序涉及信道估计的发起、PROBE帧的传输、以及参数的选择。
可以在两个阶段中完成信道估计：
·信道发现-初始信道估计
·信道适配-后续信道估计以便对变化的信道进行适配
用于信道发现和信道适配的协议可以由发送器或者由接收器启动。信道估计协议的核心部分总是由接收器发起的(接收器发起的信道估计)。发送器可以请求接收器发起信道估计(发送器请求的信道估计)。
在发起过程中，发送器和接收器联合确定用于信道估计的输入参数如信道估计窗口(应当执行信道估计的MAC周期的一部分)、G的最小值(Gmin)、以及用于PROBE帧的参数。接收器选择与要更新的BAT相关联的BAT_ID。这个BAT_ID是在该过程的整个剩余部分中用于特定的信道估计过程的识别符。
一旦发起了信道估计过程，接收器就可以请求发送器发送一个或多个PROBE帧。接收器可以在每个请求中改变PROBE帧的参数。如果接收器请求PROBE帧而未指定它的参数(例如，通过ACK_CE_CTRL的探测请求)，那么发送器使用接收器先前选择的参数来发送PROBE帧。如果接收器选择了其他手段(如发送到其他节点的MSG帧或PROBE帧)来估计信道，则它不必请求PROBE帧。为了更快的信道适配，该协议提供了很多选项来加速信道估计过程。
接收器通过将信道估计的结果发送给发送器来终止信道估计过程。这包括但不限于以下参数：
·比特分配表(BAT)
·FEC编码率和块大小
·用于有效载荷的保护间隔
·PSD上限
接收器可以取消信道估计过程而不生成新的信道估计参数。用于接收器发起的信道估计过程的程序规定：
1.接收器通过向发送器发送CM_CE_Initiation.req消息来发起信道估计过程(信道估计发起)。
2.在接收到信道估计发起后，如果发送器对于一个给定的信道估计窗口没有发送机会，那么它应当通过发送CE_ProbeSlotRequest.ind消息来请求域主控装置为PROBE帧的传输分配带宽(带宽请求)。
3.取决于带宽的可用性，发送器可以通过向接收器发送CM_CE_Initiation.cnf消息来同意或拒绝信道估计发起请求(信道估计确认)。
4.在接收到信道估计确认后，接收器可以通过发送CM_CE_ProbeRequest.ind消息来请求发送器发送额外的PROBE帧(PROBE帧请求)。
5.在接收到PROBE帧请求后，发送器应当发送接收器所请求的PROBE帧(PROBE帧传输)。
6.步骤4和5可以重复进行直到接收器使用CE_ParamUpdate.ind消息向发送器发送了信道估计的最终结果(信道估计完成)。如果接收器不需要额外的PROBE帧，则可以一起跳过步骤4和5。
7.在接收器接收了信道估计确认后，它可以通过发送CM_CE_Cancellation.ind消息或通过在ACK帧中设置标志来取消信道估计过程(信道估计取消)。
8.在接收到CE_ParamUpdate.ind消息后，发送器可以将CE_ProbeSlotRelease.ind消息发送至域主控装置以便释放用于PROBE帧传输的带宽(带宽释放)。
发送器可以在这个过程的任何时间发送带有现有设置(例如，旧的运行时BAT或预定义的BAT)的MSG帧。
接收器通过向发送器发送CM_CE_Initiation.req消息来发起信道估计过程。这个消息是使用CTMG帧来携带的。接收器应当选择CE_GRP_MIN(Gmin)，它表明了与要更新的BAT相关联的GRP_ID(G)的最小值。接收器应当选择CE_STIME和CE_ETIME，它确定了信道估计窗口的启动和结束时间。在信道估计过程的剩余部分中，发送器在这个窗口内发送PROBE帧。接收器从多个当前无效的CE_BAT_ID中选择CE_BAT_ID。这个值应当被用来区分同时执行的多个信道估计过程。接收器可以通过设置CE_PRB_RQST字段来请求PROBE帧传输。CE_PRB_PARM字段指定了用于PROBE帧的参数。
如果接收器没有在200毫秒内接收到CM_CE_Initiation.cnf消息，那么它可以重新发送CM_CE_Initiation.req消息。如果发送器在给定的信道估计窗口中没有发送机会，那么它通过发送CE_ProbeSlotRequest.ind消息来请求域主控装置为PROBE帧的传输分配带宽。发送器向域主控装置提供信道估计识别符(即，CE_BAT_ID)、信道估计窗口(CE_STIME和CE_ETIME)、以及CM_CE_Initiation.req消息所提供的PROBE帧参数(CE_PRB_PARM)。
域主控装置分配带宽，使得可以在信道估计窗口期间发送带有所请求的参数的至少一个PROBE帧。发送器通过向接收器发送CM_CE_Initiation.cnf消息来确认信道估计过程。
发送器通过设置CE_CNF_TYPE和CE_CNF_CODE来表明它是同意还是拒绝信道估计发起请求。发送器将CE_BAT_ID设置为由接收器通过信道估计发起所选择的值。发送器最终化CE_GRP_MIN，它大于或等于由接收器指示的CE_GRP_MIN。发送器可以使用满足以下条件的G(子载波分组)的任何值：G(ti)≥Gmin，并且G(ti+1)≥G(ti)，其中G(ti)表示任意时刻ti的G值，并且ti＜ti+1。如果发送器使用G＞Gmin，则通过从初始的子载波组中取出最小的BAT条目对旧的BAT(B)进行抽选而形成新的BAT(B’)。即，用于子载波i的新的比特分配条目，B’i＝min{Bi}，其中i＝Gj，Gj+1，...，Gj+G-1，并且j＝0，1，...，(N/G)-1。
如果接收器已经在CM_CE_Initiation.req消息中请求了一个或多个PROBE帧，那么发送器在第一PROBE帧上发送CM_CE_Initiation.cnf消息(即，CM_CE_Initiation.cnf消息的CMPL被携带在PROBE帧的PRB_CE_CNF字段中)。这个PROBE帧包含在CM_CE_Initiation.req消息中请求的PROBE符号。如果接收器还没有请求PROBE帧，那么发送器使用CTMG帧来发送CM_CE_Initiation.cnf消息。在发送器接收了CM_CE_Initiation.req消息后的100毫秒内，它应当发送CM_CE_Initiation.cnf消息。
一旦信道估计发起被确认，接收器就通过发送CM_CE_ProbeRequest.ind消息来请求发送器发送额外的PROBE帧。这个消息可以使用CTMG帧来携带。接收器通过CM_CE_ProbeRequest.ind消息的PROBE请求参数字段来请求PROBE帧的具体参数。可替代地，接收器通过使用指定给发送器节点的ACK帧的PHY-帧头中的ACK_CE_CTRL字段来请求PROBE帧。
如果接收器使用MSG帧对信道进行估计，那么它可能完全不用请求PROBE帧。一旦接收到PROBE帧请求，发送器就发送接收器所请求的PROBE帧。如果接收器通过ACK_CE_CTRL请求PROBE帧，那么发送器使用接收器先前选择的参数，即在最近的PROBE帧请求(CM_CE_ProbeRequest.ind)或信道估计发起(CM_CE_Initiation.req)中选择的参数，来发送PROBE帧。如果接收器先前未指明这些参数，那么发送器使用默认参数。
在信道估计发起被确认后的任何时刻，接收器可以使用CE_ParamUpdate.ind消息来向发送器发送信道估计的结果。一旦接收到CE_ParamUpdate.ind消息，发送器尽快地置入新的信道估计参数(新的BAT，等等)。
如果发送器没有在信道估计确认后的200毫秒的持续时间内接收到与信道估计相关的任何帧或消息，那么它向接收器发送CE_ParamUpdateRequest.ind消息来请求重新发送信道估计的结果。在信道估计发起被确认后的任何时刻，接收器可以使用CM_CE_Cancellation.ind消息来取消信道估计过程。该消息可以使用CTMG帧来携带。可替代地，接收器可以使用ACK帧中的ACK_CE_CTRL_TYPE字段来表明取消。在任一种情况下，信道估计结束而不生成新的BAT。
一旦接收到CE_ParamUpdate.ind，发送器就可以通过发送CE_ProbeSlotRelease.ind消息请求域主控装置释放先前分配给PROBE帧传输的带宽。发送器向域主控装置提供与信道估计过程相关联的信道估计识别符(即，CE_BAT_ID)以及信道估计窗口(CE_STIME和CE_ETIME)。域主控装置释放在给定的信道估计窗口上额外分配给发送器用于PROBE帧传输的带宽。
以下程序说明了发送器请求的信道估计过程：
1.发送器通过向接收器发送CM_CE_Request.ind消息来请求信道估计。
2.该程序的剩余部分与以上所说明的相同(步骤1至步骤8)。
发送器可以在这个过程中的任何时刻发送带有现有设置(例如，旧的运行时BAT或预定义的BAT)的MSG帧。
发送器通过向接收器发送CM_CE_Request.ind消息来触发信道估计过程。这个消息可以使用CTMG帧来携带。发送器可以指定信道估计窗口(CE_STIME及CE_ETIME)。在这种情况下接收器应当使用与发送器所请求的窗口相同的信道估计窗口。否则，发送器以其自己的判定来确定信道估计窗口。
不要求在发送器和接收器之间交换PROBE帧以便在它们之间交换新的BAT。接收器通过发送CE_ParamUpdate.ind消息在任意时刻向发送器发送新的BAT，前提是该BAT_ID在发送新的BAT时是无效的并且在添加了这个BAT_ID之后有效BAT_ID的数目少于或等于由发送器发送的MAX_NUM_BAT_ID的值。接收器可以使用发送给其他节点的MSG帧或PROBE帧来对信道进行估计。
在这个框架中，根据以上所说明的实现方式的BAT在G.hn环境中至少部分地按照以下进行更新。彼此通信的发送器和/或接收器通过建立公共的运行时BAT在其使用过程中的任意时刻对BAT的一部分进行更新。接收器通过在管理消息中发送PBU信息来发起部分BAT更新(PBU)。
以下说明了部分BAT更新的过程：
1.在通信过程的任意时刻，接收器对发送器当前使用的BAT发送PBU请求。PBU请求包括新的有效的BAT_ID(N_BAT_ID)、与要更新的BAT相关联的旧的BAT_ID(O_BAT_ID)、以及比特分配变化。
2.一旦接收到PBU请求，发送器就对与O_BAT_ID相关联的BAT进行更新、并且向被更新的BAT分配N_BAT_ID。在使用该N_BAT_ID接收第一MSG帧后，接收器认为O_BAT_ID是无效的。
3.在发送PBU请求后，如果满足了以下任一情形，则接收器推断PBU请求丢失：
a.从发送器接收了使用相同O_BAT_ID的五个MSG帧，
b.在100毫秒内未从发送器接收到带有N_BAT_ID的MSG帧并且在这个时间之后接收到带有O_BAT_ID的MSG帧。
4.接收器可以在确认发送器已经取得先前的PBU请求之后或者在推断先前的PBU请求已丢失之后发送另一个PBU请求。
接收器可以使用管理消息CE_PartialBatUpdate.ind来发送PBU请求。一旦接收到CE_PartialBatUpdate.ind消息，发送器就应当立即置入新的信道估计参数。
尽管已经以专用于结构特征和/或方法动作的语言对主题进行了说明，应当理解的是由所附的多个权利要求定义的主题不必受限于所说明的具体特征或动作。相反，这些具体的特征和动作被公开作为实施多个权利要求的优选形式。在本公开中说明的这些具体特征和动作以及这些具体特征和动作的变体可以被独立地实施或者可以进行结合。

Claims (23)

1.一种方法，包括：
生成第一通信，该第一通信包括可用于更新比特分配表BAT的至少部分BAT信息以及识别当前实施的BAT的识别符；
在通信媒介上传输该通信；以及
接收第二通信，该第二通信包括所述BAT信息已被用于更新所述当前实施的BAT的确认信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述生成动作的第一通信是消息帧并且所述BAT信息包括至少一个音调索引及相关联的BAT更新信息，该至少一个音调索引被链接到在所述当前实施的BAT中识别出的音调。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述相关联的BAT更新信息至少包括用于所述至少一个音调索引的比特加载值，该比特加载值用于替代与在所述当前实施的BAT中识别出的音调相关联的当前比特加载值。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述生成动作的第一通信是R2T帧并且所述BAT信息包括至少一个音调索引及相关联的更新信息，该至少一个音调索引被链接到在所述当前实施的BAT中识别出的音调。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述R2T帧包括帧头以及一个或多个扩展帧头，用于保持所述至少一个音调索引以及相关联的更新信息。
6.根据权利要求4所述的方法，其中所述R2T帧是确认ACK帧或扩展的ACK帧。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述生成动作生成的第一通信进一步包括至少一个信道适配参数，该至少一个信道适配参数可用于对与通信信道结合使用的参数以及所述确认信息进行更新。
8.一种方法，包括：
接收第一通信，该第一通信包括可用于更新比特分配表BAT的至少部分BAT信息以及识别当前实施的BAT的识别符；
使用在第一通信中接收的BAT信息来更新所述当前实施的BAT；以及
传输第二通信，该第二通信确认所述当前实施的BAT的更新。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述接收动作的第一通信是消息帧并且所述BAT信息包括至少一个音调索引以及相关联的BAT更新信息，该至少一个音调索引被链接到在所述当前实施的BAT中识别出的音调上。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述相关联的BAT更新信息至少包括用于所述至少一个音调索引的比特加载值，该比特加载值用于替代与在所述当前实施的BAT中识别出的音调相关联的当前比特加载值。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述接收动作的第一通信是R2T帧并且该BAT信息包括至少一个音调索引以及相关联的更新信息，该至少一个音调索引链接到在所述当前实施的BAT中识别出的音调上。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述R2T帧包括帧头及一个或多个扩展帧头，用于保持所述至少一个音调索引及相关联的更新信息。
13.根据权利要求11所述的方法，其中所述R2T帧是确认ACK帧或扩展的ACK帧。
14.根据权利要求8所述的方法，其中所述接收动作的第一通信进一步包括至少一个信道适配参数，该至少一个信道适配参数可用于更新与通信信道结合使用的参数。
15.根据权利要求8所述的方法，其中该确认信息是确认指示符，该确认指示符是作为第一通信的一部分被接收的。
16.一种装置，包括：
存储器，该存储器被配置为存储比特分配表BAT，该比特分配表具有至少一个音调索引及与其相关联的比特值，该BAT当前被用在收发器装置中；以及
控制器，该控制器被配置为：
生成新的比特值来替代与当前使用的BAT中提到的至少一个音调索引相关联的比特值；
生成识别值，该识别值被用来确认所述新的比特值已被用于替代与当前使用的BAT中提到的至少一个音调索引相关联的比特值；以及
将与所述至少一个音调索引相关联的新的比特值及所述识别值与帧相组合，以便在通信媒介上传送。
17.根据权利要求16所述的装置，其中该控制器进一步用来对所述通信媒介进行评估，所述新的比特值的生成基于对所述通信媒介的评估。
18.根据权利要求16所述的装置，其中所述控制器将与所述至少一个音调索引相关联的新的比特值与具有帧头及一个或多个扩展帧头的R2T帧相结合，以便保持与当前使用的BAT中提到的至少一个音调索引相关联的新的比特值。
19.根据权利要求16所述的装置，其中所述控制器被进一步配置为接收所述识别值，所述识别值被所述控制器用来确认所述新的比特值已被用来替代与当前正在使用的BAT中提到的至少一个音调索引相关联的比特值。
20.一种能够进行多载波调制的收发器装置，该装置包括：
控制器；以及
存储装置，该存储装置被耦合到所述控制器并且包括多个指令，这些指令在由所述控制器执行时生成要在通信媒介上传送的至少一个帧，该至少一个帧包括：
前导；
该前导之后的头部；以及
帧部分，该帧部分包括：比特分配表BAT的片段，BAT的该片段用于对BAT进行更新；BAT识别符，该BAT识别符与由收发器装置当前使用的BAT相关联；以及确认识别符，该确认识别符可用于确认当前使用的BAT的更新。
21.根据权利要求20所述的收发器装置，其中所述能够进行多载波调制的收发器装置是能够进行离散多音调DMT的收发器装置，该收发器装置进一步包括：
发送器，该发送器用于在多个音调上发送第一多个DMT符号；以及
接收器，该接收器用于在所述多个音调上接收第二多个DMT符号。
22.根据权利要求20所述的收发器装置，其中所述至少一个帧是消息帧，所述帧部分是该消息帧的有效载荷部分。
23.根据权利要求20所述的收发器装置，其中所述至少一个帧是R2T帧，所述帧部分是该R2T帧的扩展部分。
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