CN102171932A - 探测有线通信信道的系统和方法 - Google Patents

Abstract

各种探测通信信道的系统和方法。这些系统和方法传送来自第一发送器的误差向量探测包，同时第二发送器是激活的并在发送。一种网络装置可接收该误差向量探测包并基于该接收到的误差向量探测包来测量误差向量幅值。使用该误差向量幅值，该网络装置估算信道特性，例如信噪比，数据容量等。该传送可发生在当超过一个发送器是激活的并在发送时。至少一些其它发送器是激活的并发送模拟零信号，例如，当传送误差向量探测包时，在到该网络装置的数字模拟转换器的输入上的所有数字零。

Description

探测有线通信信道的系统和方法

相关申请

本申请要求于2008年12月17日提交的名为“探测有线通信信道的系统和方法”的第12/336,975号美国非临时专利申请的优先权，其通过引用的方式并入本文。

技术领域

本公开涉及通信系统，以及更具体地，本文公开示例的至少一些涉及探测有线通信信道的系统和方法。

背景技术

图1是描述无线环境示例的图。区域100包括各种发送和接收装置102，104和106。这些装置102，104和106可包括手机，无线电和电视发射机，无线网络装置，等。该装置102，104和106的一些是移动装置；一些不是移动装置。但是，无论移动与否，该通信环境中的这些装置的操作是不断变化的。来自这些装置102，104和106的信号从建筑物108，车辆110和112，山丘114和该地理区域100的其他要素处反射开。进一步地，该区域100的要素在变化。车辆110和112移动，人们在该区域100内移动，天气形势变化，新的建筑物被建造，等。所有这些以及许多其他因素形成了不断变化的通信环境。

另一方面，有线通信信道的特性，趋于更稳定，即使它们会随着温度、设备改变等发生变化。由于这种相对稳定性，其会有利于使用在无线通信系统中未用的多种方式来估算特定信道特性，即使这些有线系统使用类似的调制技术。

有线系统的示例是通过同轴电缆多媒体联盟(MoCA^TM)定义的系统。在MoCA系统中，同轴电缆被用来连接网络的组件，例如天线，电视，机顶盒和电台，以及通常地，用来在家庭或建筑物范围内分布有线电视信号。MoCA通常被用来允许在家庭网络内的这样的娱乐装置与另一个通信以及共享数据，包括多媒体数据，例如电视节目，电影，互联网数据，音乐，视频剪辑，等。这样MoCA系统的一个优点在于可避免新的家庭布线，因为许多家庭已经具有了充分的同轴布线安装。MoCA系统一般被用来分发高品质多媒体内容和具有吞吐量超过每秒100兆位的高速数据。

MoCA装置通常在1GHz微波频带内与另一个通信，使用正交频分复用(OFDM)调制。MoCA使用的OFDM调制信号在使用频分复用(FDM)的MoCA信道内通信。在使用OFDM的MoCA系统内，每一个MoCA信道由许多紧密分布的正交子载波中的一个来形成。这些MoCA信道一般被用来携带数据。通常使用低符号率的常规调制方案对每一个子载波进行调制，保持整个数据率与同一个带宽中的常规单载波调制方案相似。一些示例调制包括正交幅度调制(QAM)或相移键控(PSK)调制。

为了利用每一个信道的最大带宽，有必要描述在每一个装置和每一个其它装置之间的信道的特性。通过将来自一个在该网络中表现为节点的装置的误差向量幅值(EVM)探测发送给每一个在该网络上表现为节点的其它装置来确定每一个信道的特性。每一个这样的接收装置测量该EVM探测的值。该测量值随后被用来确定在该发送装置和该接收装置之间的信道特性。但是，该信道的特性将基于在该网络上其他装置的哪一个在任意特定时间进行发送而变化。

在当前MoCA系统中，当信道正在被测量时进行发送的仅有装置是发送用来测量在该发送装置和该网络其它装置之间信道特性的EVM探测的装置。但是，在正交频分复用接入(OFDMA)模式中，当在该网络的设备之间将内容进行通信时，该网络将支持几个在同一时间发送的设备，每一个在不同的信道上，使用每一个信道的不同子载波。

相应地，如果在某时只有一个发送装置，每一个信道测量出的特性将仅仅精确地影响该信道的实际特性。该信道的这种错误特性描述会导致该网络带宽使用中的无效率。因此，需要一种测量每一个信道特性的方法和设备，不必在每一个可能在其他信道上存在同时发送装置的唯一结合的情况下发送EVM探测。

发明概述

探测有线通信信道的系统和方法的各个实施例被提出。该公开的方法和设备的各个实施例指的是描述有线通信信道特性的系统和方法。在各个实施例中，这些系统和方法传送了一个来自第一发送器的误差向量幅值(EVM)探测包，当一个第二发送器是激活的并正在发送时。一个网络装置，例如网络控制器，能接收该EVM探测包并基于该收到的EVM探测包来测量一个EVM。使用该EVM，该网络控制器或其他网络装置可估算信道特性，例如信噪比，数据容量，等。

在各种实施例中，一个EVM探测包的传送发生在当超过一个发送器是激活的并正在发送时。在这样的情况中，该附加发送器在发送一个模拟零信号，即，到驱动该网络装置中传送电路的数字模拟转换器的输入上的所有数字零。对于在有线网络上展现与该网络剩余部分相同或相似阻抗的装置，入当该网络运载用户数据时候该装置展现的一样，当从另一个网络装置处发送一个EVM探测包时，该装置应正在进行发送。

在各个实施例中，该信道特性的估算发生在一个网络装置处。例如，该估算可发生在一个网络控制器处。在这样的例子中，网络装置在其它网络装置正发送一个已知数据队列时发送一个探测包。网络控制器接收该探测包以及该网络控制器随后确定各种信道特性，例如，信噪比，信道容量，等。

在各个实施例中，被估算的信道特性基于该误差向量的幅值，当根据该EVM探测包的接收来确定时。一些能被估算的示例信道特性包括信噪比，信道容量，等。另外地，各种方法和系统基于一个误差向量的幅值的先前确定来计算功率设置，其中当一个第二发送器是激活的并正在发送一个模拟零信号时传送该EVM探测包。

各个实施例传送一个来自第二发送器的第二EVM探测包，当第一发送器是激活的并正在有线通信信道上进行发送时，例如MoCA网络。在这样的实施例中，接收到该EVM探测包以及确定了各种特性。在这些实施例的一些中，该第二发送器的第二误差向量的幅值也被测量，基于该被收到的第二EVM探测包。基于该第二误差向量的幅值来估算该第二发送器的信道特性。该第二发送器以一种用来发送数据包的配置操作。在一示例中，其中未估算该第二发送器的信道特性，通过该第二发送器发送一个模拟零信号。

本公开的方法和设备的其它特征和方面，在下面的与附图一起的具体说明处渐为清楚，其通过示例的方式描述了根据实施例的特征。该概要不用于限制通过本文附属的权利要求单独限定的本发明的范围。

附图简要说明

本公开的方法和设备，根据一个或多个各个实施例，被参照下图进行具体描述。该图仅被提供用于说明的目的，以及仅仅描绘了该有请求权项的发明的典型或示例的实施例。这些图被提供以帮助读者理解该公开的方法和设备以及不应被认为是对该有请求权项的发明的宽度或范围的限制。应当注意，为了清楚和容易地进行理解，这些图没必要按比例制作。

图1是示出了一个示例无线环境的图。

图2是示出了根据此处所述系统和方法的一个示例娱乐网络的图。

图3是示出了根据此处所述系统和方法的一个示例有线通信网络的方框图。

图4是示出了根据此处所述系统和方法的一个示例有线通信网络的另一个方框图。

图5是示出了根据此处所述系统和方法的一个示例方法的流程图。

图6是示出了根据此处所述系统和方法的一个示例网络装置的方框图。

上述图不意于穷举的或用来将该公开的方法和设备限制为所公开的明确形式。应当理解，上述公开的方法和设备可通过修改和改变进行实施。该有请求权项的发明应仅仅通过该权利要求和其等同体进行限定。

发明详述

本公开的方法和设备涉及通信系统，以及更具体地，各个实施例涉及探测有线通信信道的系统和方法。当使用OFDM的MoCA在下面作为一个示例系统被展示时，本领域技术人员应当理解，其它有线通信系统也可使用该公开的方法和设备。该公开的方法和设备的各个实施例指的是使用测量一个误差向量幅值(即，该EVM)的误差向量幅值(EVM)探测包来描述一个有线通信信道的特性。根据该公开的方法和设备的各个实施例，该EVM被用来确定该网络的各个特性，例如，信噪比，信道容量，等。

在各个实施例中，这些系统和方法在一个第二发送器正在发送时传送来自一个第一发送器的一个EVM探测包。该第二发送器在当该信道被描述特性期间的阻抗将与其在该网络中运作时的阻抗相同或相似。

在各个实施例中，一个网络装置，例如网络控制器，接收一个EVM探测包并基于该接收到的EVM探测包来测量该EVM。该网络控制器或其它网络装置使用该EVM来估算信道特性。

图2是示出了根据此处所述系统和方法的一个示例娱乐网络202的图。该娱乐网络202位于一个标准家庭的住宅200内。但是，应当理解，此处所述系统和方法可被用于各种可使用通信网络的其它类型的建筑物或户外位置，例如，但不局限于，图2中所述的娱乐网络202。

通过娱乐业务提供方的连接204为该住宅200提供娱乐业务。该连接可以是有线或无线连接例如电缆，卫星，光纤，或其它通信连接以及能够包括互联网业务，电视节目，等。

在各个实施例中，连接204支持与来自多个业务提供方的多个数据业务相关的内容通信。例如，住宅房主可使用卫星接收器来接收电视内容以及用来接收互联网业务的数字用户线(DSL)业务。这些业务可都被连接到随后在有线家庭网络208上将这些业务提供给该住宅200内人们的网络装置206。该有线网络可使用标准计算机网络布线或其它类型布线。例如，该家庭网络208可使用Ethernet电缆连接或同轴电缆，采用由通信标准所定义网络，例如MoCA 1.0。容易在住宅200内建立一个MoCA或相似网络，其中充分的同轴电缆在先前已安装。

在各个示例中，使用连接204提供电话业务。这些业务随后在该有线网络208上在住宅200范围内被选择路径。可选地，这些电话业务被连接为从该网络装置206到该住宅200内的一个独立电话系统(未图示)。如被本领域技术人员所理解的一样，使用连接204和该住宅200内的分布方法来提供业务的许多不同组合是可能的，并从实施例到实施例是可变的。

在一实施例中，该网络装置206是一个网络控制器。在这样的实施例中，该控制器206提供了对该网络208的控制功能。这个网络208是一个在各个实施例中的MoCA网络。在该示例网络208中，通过该网络208提供了互联网业务和电视业务。如图2中所示，该网络208连接网络装置210，212和216。网络装置210和212是提供使用该电视218和220可观看到的电视节目内容的机顶盒。网络装置216为个人计算机228提供了一个计算机网络连接226。例如，使用网络装置216，个人计算机228被连接到该互联网上。

在一个第二发送器在发送时通过传送一个EVM探测包能为该网络208确定信道特性。该EVM取决于该EVM探测包。在各个实施例中，该网络装置216也可包括一个无线组件，例如802.11.80，连接到它，其它计算机能连接到例如，该互联网上。

图3是示出了根据此处所述系统和方法的一个示例有线通信网络的方框图。在图3中，一个通信网络，例如娱乐网络300，包括网络装置302，304和306。一个或多个网络装置306可以是网络控制器306。该网络控制器控制该网络300的各个方面。

该网络装置302，304，和306被一起连接在一个有线连接308上。该有线连接308的信道特性通常趋于稳定，但可能随时间变化，由于温度变化，布线变化，设备变化和其它因素。

图4是示出了根据此处所述系统和方法的一个示例有线通信网络的方框图。在图4中，娱乐网络400包括一个附加网络装置402。图4示出可使用一个或多个附加网络装置402修改图3的娱乐网络300。因为这些变化会是罕见的，该网络特性随时间相对稳定。相应地，在各个实施例中较少实施通信信道探测。

如图3和图4中所示，该娱乐网络300和400是有线网络。因为这个，该装置302，304，306和402的每一个影响在网络300和400中的其它装置。当估算信道特性时，这些影响可被解释为通过将每一个网络装置302，304，306和402以其将成为的同一模式或配置进行放置，当该网络在传送数据包时(例如，为用户提供娱乐内容)。在各个实施例中，当一个或多个附加装置302，304，306或402在发送时，通过从一个装置302，304，306或402处发送通信探测来实现。

图5是示出了根据此处所述系统和方法的一个示例方法的流程图。在步骤500中，一个装置发送一个第一EVM探测包。例如，装置302发送该第一EVM探测包。当装置302在发送该包时，其它装置304，306和402也在发送。在一实施例中，装置304，306和402发送一个“模拟零”信号。当一个逻辑零被输入到一个驱动在该装置304，306和402中一个发送器的数字模拟转换器时，通过发送来创建该模拟零信号。

在步骤502中，一个装置接收该向量探测包。在各个实施例中，一个网络控制器，另一个网络装置，或在该发送装置内的一个接收器接收了该向量探测包。在一个这样的实施例中，该步骤504和506的处理发生在一个或多个网络装置中，在一个网络控制器中，或在发送一个EVM探测包的装置中。

在步骤504中，一个装置基于所接收的EVM探测包来测量一个发送器的EVM。该发送器的EVM可相同或相似于该网络的EVM，当其在运行以提供娱乐内容给例如住宅的各个区域时，因为该网络内的其它装置的全部或一些具有相同或相似的阻抗。应当注意，一个装置的阻抗能基于无论该装置是否在发送以及该发送的特定功率等级而变化。

在步骤506中，一个装置基于该EVM估算信道特性。该基于该EVM估算的信道特性包括数据容量或信噪比。在各个实施例中，步骤502，504和506发生在一个网络控制器，网络装置或该发送装置中。

本领域技术人员应当理解，本文公开的方法轻松地使得它们自己被编写入计算机可读代码中，该代码随后被存储到实体的计算机可读存储介质上，例如磁盘或集成电路。

在各个实施例中，该方法包括基于先前的OFDM或OFDMA EVM确定来确定功率设置。本领域技术人员应当理解，存在多种可确定该功率设置的方式。例如，功率设置可基于对可能包括或可能不包括EVM探测包的先前接收包的功率测量。该接收器通知该发送器所要使用的等级。可选地，假定该信道是双向的(即，该信道特性在每一个方向相同)，则该发送器随后在该发送器正在接收的信道上使用功率测量。

图6是一个示出了根据此处所述系统和方法的一个示例网络装置的简化方框图的图。在图6中，该示例网络装置600包括接收器电路602以及发送器电路604。该接收器和发送器电路602和604被耦合到一个处理器606。在各个实施例中，该处理器606是微处理器，微控制器，描述逻辑，可编程逻辑，ASIC，FPGA，等。在其它实施例中，该处理器606是上述的结合。该处理器606被耦合到存储器608。在一实施例中，该存储器608存储指令，数据，或均存储。例如，实施此处公开方法的指令可被存储在该存储器608中，例如实体计算机可读存储介质。

如图6所示，该接收电路602和该发送器电路604通过接收器/发送器的滤波器612连接到有线网络610。本领域技术人员应当理解，其它可被用来实现此处公开的系统和方法的网络装置可具有独立接收器电路602输入和独立发送器电路608输出。

当本发明的各个实施例已如上所述时，应当理解，它们仅仅已通过示例的方式进行展示，而没进行限制。同样地，上述各个图可以描述示例结构或本发明的其它配置，其用来帮助理解可被包括在本发明中的特征和功能。本发明并限于上述示例结构或配置，但是可使用多个可替换的结构和配置来实施上述所需特征。实际上，本领域技术人员应当清楚，能如何实现可替换功能的，逻辑的或物理的划分和配置以实施本发明的上述所需特征。进一步地，大量非此处所述的不同组成模块名称可被用于该各个划分。另外地，关于流程图，此处所展现的操作描述和方法权利要求，上述步骤所在的顺序，不应当强制该各个实施例被实施以相同顺序执行该列举的功能，除非上下文另行指出。

尽管根据各个示范性实施例和实施方式如上对本发明进行了描述，应当理解，在一个或多个单独实施例中如上所述的各个特征，方面和功能性不局限它们的使用范围于描述它们的特定实施例，而是作为替代，可单独或以各种组合形式，应用于本发明其它实施例的一个或多个中，无论这样的实施例是否被描述，以及无论这样的特征是否被展现为所述实施例的一部分。因此，本发明的宽度和范围应不限于上述示范性实施例的任意一个。

本文中所使用的术语和词组，以及其变体，除非另行明确描述，应被理解为开放式的而不是限制性的。作为以上的示例：术语“包括”应被理解为“包括，不限制”意义或类似；术语“举例”被用来提供所讨论项目的示范性例子，不是穷举的或其限制列表；术语“a”或“an”应被理解为“至少一个”，“一个或多个”意义或类似；以及形容词例如“常规的”，“通常的”，“一般的”，“标准的”，“已知的”和相似意思的术语不应被理解为将所述项目限制于给定时间周期或限制于给定时间时可获得的项目，而是作为替代，应被理解为包括可获得到的常规的，通常的，一般的，或标准的技术，或在现在或在以后的任意时间已知的技术。同样地，在本文中涉及对一个本领域普通技术人员是明显的或已知的技术的位置，这样的技术包括那些对于在现在或在以后的任意时间的技术人员是明显的或已知的技术。

拓宽词语和词组例如“一个或多个”，“至少”，“但不限于”或其它类似短语在一些例子中的出现，不应被理解为表示在这样拓宽短语可能出现的例子中趋于或需要该较窄的情况。该术语“模块”的使用未暗含着作为该模块的一部分的所述或要求权利的组件或功能都是以同样包装进行配置。实际上，一个模块的任意或所有各种组件，无论控制逻辑或其它组件，可被包含在单个包中或独立进行维护，以及可进一步被分布在多个分组或包中，或分布在多个位置。

另外地，本文提出的各个实施例是根据示例方框图，流程图和其它说明来进行描述。对于本领域普通技术人员在阅读本文后将逐渐明晰，所述实施例和它们的各种替代物可被实施而不限于所述示例。例如，不应将方框图和它们的附属描述理解为强制一种特定结构或配置。

Claims (23)

1.一种探测有线通信信道的方法，包括：

a)接收第一发送器发送的第一误差向量探测包，同时在系统中的第二发送器正在该有线通信信道上发送；

b)基于该接收到的第一误差向量探测包测量该第一发送器的误差向量幅值；和

c)基于该误差向量幅值估算信道特性。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括传送来自该第一发送器的该第一误差向量探测包，同时在系统中的该第二发送器正在该有线通信信道上发送。

3.如权利要求1所述的方法，其中基于该误差向量幅值估算的该信道特性包括信噪比。

4.如权利要求1所述的方法，其中基于该误差向量幅值估算的该信道特性包括数据容量。

5.如权利要求1所述的方法，其中该第一发送器发送探测包，同时超过一个另外的发送器是激活的并在发送。

6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

a)接收已被第二发送器发送的第二误差向量探测包，同时该第一发送器是激活的并正在该有线通信信道上发送；

b)基于该接收到的第二误差向量探测包测量该第二发送器的第二误差向量幅值；和

c)基于该第二误差向量幅值估算该第二发送器的信道特性。

7.如权利要求1所述的方法，进一步包括基于先前误差向量幅值的确定来确定功率设置。

8.如权利要求1所述的方法，其中当第二发送器是激活的并正在发送模拟零信号时发送该探测包。

9.如权利要求1所述的方法，其中该估算发生在网络控制器处。

10.如权利要求1所述的方法，其中该第二发送器以用来发送数据包的配置进行操作。

11.一种有线通信系统，包括：

a)第一发送器，被设置在有线通信信道上发送第一误差向量探测包，同时在该系统中的第二发送器是激活的并正在该有线通信信道上发送；

b)接收器，被设置用来接收该第一误差向量探测包；和

c)处理器，被设置基于该接收到的误差向量探测包来测量该第一发送器的误差向量幅值和基于该误差向量幅值来估算信道特性。

12.如权利要求11所述的系统，其中该处理器基于该误差向量幅值估算的该信道特性包括信噪比。

13.如权利要求11所述的系统，其中该处理器基于该误差向量幅值估算的该信道特性包括数据容量。

14.如权利要求11所述的系统，其中该第一发送器发送探测包，同时多个其它发送器是激活的并在发送。

15.如权利要求11所述的系统，进一步包括基于至少一个先前接收包的功率测量来确定功率设置。

16.如权利要求11所述的系统，其中当第二发送器是激活的并正在发送模拟零信号时发送该误差向量探测包。

17.如权利要求11所述的系统，其中该模拟零信号包括实质为零的电压输入的正交频分复用符号。

18.一种探测有线通信信道的方法包括：

a)传送来自第一发送器的第一误差向量探测包，同时在系统中的多个发送器是激活的并正在该有线通信信道上发送；

b)在网络控制器处接收该第一误差向量探测包；

c)确定该第一发送器的该误差向量幅值，在该网络控制器处，基于该第一接收到的误差向量探测包；和

d)估算信道特性，在该网络控制器处，基于该接收到的第一误差向量幅值。

19.如权利要求18所述的方法，进一步包括重复该多个发送器的每一个发送器的步骤。

20.如权利要求18所述的方法，进一步包括基于该误差向量幅值来估算信噪比和数据容量。

21.一种有线通信装置包括：

a)接收器，被设置用来接收指示当多个发送器是激活的并在有线通信信道上发送时的控制包；和

b)发送器，被设置用来发送该误差向量探测包，同时通过该控制包指示该多个发送器是激活的并在有线通信信道上发送。

22.一种有线通信装置包括：

a)接收器，被设置用来接收在有线通信信道上传送的误差向量探测包，同时系统中多个装置是激活的并在该有线通信信道上发送；和

b)处理器，被设置用来测量该第一发送器的误差向量幅值，基于该接收到的误差向量探测包，以及基于该误差向量幅值来估算信道特性。

23.一种实体的计算机可读存储介质，其上存储了用来执行下列步骤的指令：

a)接收第一发送器发送的第一误差向量探测包，同时在系统中的第二发送器正在该有线通信信道上发送；

b)基于该接收到的第一误差向量探测包测量该第一发送器的误差向量幅值；和

c)基于该误差向量幅值估算信道特性。

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