CN102244528B - 扩展信道的方法、设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扩展信道的方法、设备和系统，属于通信技术领域。所述方法包括：用第一信道和第二信道，生成非级联扩展信道；用所述非级联扩展信道和第三信道，生成一级级联扩展信道；其中，所述第一信道和第二信道均为双绞线信道，所述第三信道为双绞线信道或另外一个非级联扩展信道。所述设备包括：第一变压器和第二变压器。所述系统包括第一设备和第二设备。本发明在非级联扩展信道的基础上生成级联扩展信道，该级联扩展信道上的信号被分成两部分后，经过非级联扩展信道的那个部分的信号使用了两对双绞线信道进行传输，与现有技术相比，使用了更多的双绞线信道，因此提高了扩展信道的传输性能。

Description

扩展信道的方法、设备和系统

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及一种扩展信道的方法、设备和系统。

背景技术

双绞线是由两条相互绝缘的导线按照一定的规格互相缠绕在一起而制成的一种通用配线，属于信息通信网络传输介质。双绞线分为STP(ShieldedTwisted Pair，屏蔽双绞线)与UTP(Unshielded Twisted Pair，非屏蔽双绞线)。UTP广泛用于以太网路和电话线中，一种由四对不同颜色的传输线所组成的UTP，常用于以太网数据传输。在电话干线中，一般由许多UTP线对(如25对，100对或更多)组合在一起组成电缆。基于UTP传送信号的技术多种多样，其中，ADSL(Asymmetric DigitalSubscriber Line，非对称数字用户线路)、HDSL(HighbitRate DSL，高比特率数字用户线路)等技术，已经存在广泛的应用基础。为了描述方便，将ADSL和HDSL等技术统称为xDSL技术。

传统基于UTP传送信号的xDSL技术，通常将N对UTP作为N个信道来传输信号。随着高速业务的进一步发展，xDSL技术的通讯容量，以及其提供的接入速率，已经逐渐不能满足用户的需求。为此，现有技术提出了一种扩展信道的方法，采用串联共模的方式在N对UTP的N个信道的基础上，扩展出N-1个信道，使扩展后的信道数量达到2N-1个。该方法具体在每两对相邻的UTP之间扩展出一个新的信道，原有的信道传输方式不变，仍然使用该信道的DM(Differential Mode，差分)来传输信号，而扩展信道上的传输信号则被分成两个部分，分别使用对应的原有两个信道的CM(Common Mode，共模)进行传输，并在接收端对该两个信道上的共模信号做差分得到扩展信道的信号。

但是上述现有技术中扩展信道上的传输信号被分成两个部分，各自使用一对UTP来传输，没有最大程度地发挥扩展信道的传输性能。

发明内容

为了提高扩展信道的传输性能，本发明实施例提供了一种扩展信道的方法、设备和系统。所述技术方案如下：

一种扩展信道的方法，所述方法包括：

用第一信道和第二信道，生成非级联扩展信道；

用所述非级联扩展信道和第三信道，生成一级级联扩展信道；

其中，所述第一信道和第二信道均为双绞线信道，所述第三信道为双绞线信道或另外一个非级联扩展信道；

所述双绞线信道有N个，生成的所有扩展信道总数为M个，N和M均为自然数，且所述所有扩展信道包括非级联扩展信道和级联扩展信道，所述方法还包括：

当从所述N个双绞线信道和所述M个扩展信道上接收到信号后，对接收的信号进行串扰抵消处理，所述串扰抵消处理使用的串扰抵消矩阵在每个子载波上为N+M行、N+M列的矩阵；

当向所述N个双绞线信道和所述M个扩展信道发送信号时，先对所述信号进行向量预编码处理然后再发送，所述向量预编码处理使用的向量预编码矩阵在每个子载波上为N+M行、N+M列的矩阵。

一种扩展信道的系统，所述系统包括第一设备和第二设备，所述第一设备为网络侧的设备，所述第二设备为用户侧的设备；

所述第一设备和所述第二设备中的任一个包括：

第一变压器，与第一信道相连，且有一第一中间抽头；

第二变压器，与第二信道相连，且有一第二中间抽头；

所述第一中间抽头上的信号是所述第一信道的共模信号，所述第二中间抽头上的信号是所述第二信道的共模信号，所述第一中间抽头上的信号和所述第二中间抽头上的信号做差分，生成非级联扩展信道；所述第一信道和第二信道均为双绞线信道；

第三变压器，两端分别与所述第一中间抽头和第二中间抽头相连，且具有一第三中间抽头；

第四变压器，与第四信道相连，且有一第四中间抽头；

所述第三中间抽头上的信号是所述非级联扩展信道的共模信号，所述第四中间抽头上的信号是所述第四信道的共模信号，所述第三中间抽头上的信号和所述第四中间抽头上的信号做差分，生成一级级联扩展信道；所述第四信道为双绞线信道或非级联扩展信道；

并且，所述第一设备和第二设备均与N个双绞线信道相连，且得到的所有扩展信道的总数为M个，N和M均为自然数，且所述所有扩展信道包括非级联扩展信道和级联扩展信道；

所述系统还包括以下模块中的至少一个：

串扰抵消模块，位于网络侧，用于当通过所述第一设备从所述N个双绞线信道和所述M个扩展信道上接收到信号后，对接收的信号进行串扰抵消处理，所述串扰抵消处理使用的串扰抵消矩阵在每一个子载波上为N+M行、N+M列的矩阵；

向量预编码模块，位于网络侧，用于当通过所述第一设备向所述N个双绞线信道和所述M个扩展信道发送信号时，先对所述信号进行向量预编码处理然后再发送，所述向量预编码处理使用的向量预编码矩阵在每一个子载波上为N+M行、N+M列的矩阵。

本发明实施例提供的技术方案，在非级联扩展信道的基础上生成级联扩展信道，该级联扩展信道上的信号被分成两部分后，经过非级联扩展信道的那个部分的信号使用了两对双绞线信道进行传输，与现有技术相比，使用了更多的双绞线信道，因此提高了扩展信道的传输性能。

附图说明

图1是本发明实施例1提供的扩展信道的方法流程图；

图2是本发明实施例1提供的4个双绞线信道生成3个扩展信道的示意图；

图3是本发明实施例1提供的3个双绞线信道生成2个扩展信道的示意图；

图4是本发明实施例2提供的扩展信道的方法流程图；

图5是本发明实施例2提供的N个双绞线信道扩展得到N-1个信道的示意图；

图6是本发明实施例2提供的由4个双绞线信道得到的3个扩展信道上传输信号的分布示意图；

图7是本发明实施例3提供的扩展信道的设备结构图；

图8是本发明实施例3提供的由4个双绞线信道生成3个扩展信道的电路示意图；

图9是本发明实施例3提供的由3个双绞线信道生成2个扩展信道的电路示意图；

图10是本发明实施例4提供的扩展信道的系统结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

参见图1，本实施例提供了一种扩展信道的方法，包括：

101：用第一信道和第二信道，生成非级联扩展信道(Non-Cascade Extended Channel，NCEC)，其中，第一信道和第二信道均为双绞线信道；

102：用该非级联扩展信道和第三信道，生成一级级联扩展信道(Cascade ExtendedChannel，CEC)，其中，第三信道为双绞线信道或另一个非级联扩展信道。

在本发明实施例中，非级联扩展信道是指由两个双绞线信道生成的扩展信道，级联扩展信道是指由一个已有的扩展信道和另一个信道生成的新扩展信道，即生成该新扩展信道所使用的两个信道中必然有一个是已有的扩展信道，而另一个信道则不限制它的类型，可以是任何类型的信道，包括双绞线信道、非级联扩展信道、级联扩展信道等等。另外，该已有的扩展信道也不限制它的类型和级别，可以是非级联扩展信道或级联扩展信道，而且当是级联扩展信道时，可以是任意级别的级联扩展信道，本发明实施例对此不做具体限定。

其中，上述方法可以具体包括：

对第一信道的共模信号和第二信道的共模信号做差分，生成非级联的扩展信道；

对该非级联的扩展信道的共模信号和第三信道的共模信号做差分，生成一级级联扩展信道；其中，第一信道和第二信道均为双绞线信道，第三信道为双绞线信道或另一个非级联扩展信道。

本实施例仅涉及第一信道、第二信道和第三信道的共模信号，不涉及它们的差模信号，它们的差模信号可以用来按照现有的流程传输信号，本发明实施例对此不做具体限定。

参见图2，以4对双绞线生成3个扩展信道为例具体说明。本发明实施例中，在生成非级联扩展信道的时候，优选地，避免不同的非级联扩展信道共用一对双绞线，以防止干扰的产生。图中将4对双绞线Pair1、Pair2、Pair3和Pair4分别标识为P1、P2、P3和P4，其中，对P1和P2的共模信号做差分，可以生成1个非级联扩展信道NCEC1，对P3和P4的共模信号做差分，可以生成1个非级联扩展信道NCEC2，然后再对NCEC1和NCEC2的共模信号做差分，生成一级级联扩展信道CEC，从而共得到3个扩展信道。这种情况下得到的扩展信道为对称结构，所有扩展信道均为平衡信道。

参见图3，以3对双绞线生成2个扩展信道为例具体说明。图中将3对双绞线Pair1、Pair2和Pair3分别标识为P1、P2和P3，其中，对P1和P2的共模信号做差分，可以生成1个非级联扩展信道NCEC，然后对P3和NCEC的共模信号做差分，可以生成1个一级级联扩展信道CEC，从而共得到2个扩展信道。这种情况下得到的扩展信道为非对称结构，其中，NCEC为平衡信道，一级CEC为非平衡信道。

在本实施例中，在生成一级级联扩展信道之后，进一步地还可以包括：

对已生成的任一级联扩展信道的共模信号和第四信道的共模信号做差分，生成新的级联扩展信道；其中，第四信道为双绞线信道、非级联扩展信道或已生成的任一级联扩展信道。

本实施例中，级联扩展信道的级别可以有多个，如一级、二级、...、N级等等，N为大于2的自然数。通常，一级级联扩展信道为最低级别的级联扩展信道，N级级联扩展信道为最高级别的级联扩展信道。具体生成多少个级别的级联扩展信道，可以根据需要确定，本发明实施例对此不做具体限定。

本实施例中平衡信道的传输性能优于非平衡信道，因此，优选地，采用对称结构来生成扩展信道，以保证扩展信道为平衡信道。

另外，上述描述均是以通讯的一端来描述的，该端可以是发送端，也可以是接收端。在实际传输系统中，发送端和接收端是完全对称的，两端的电路结构完全相同，因此，此处不再赘述。

本实施例提供的上述方法，在非级联扩展信道的基础上生成级联扩展信道，该级联扩展信道上的信号被分成两部分后，经过非级联扩展信道的那个部分的信号使用了两对双绞线信道进行传输，与现有技术相比，使用了更多的双绞线信道，因此提高了扩展信道的传输性能。

另外，发明人在实现本发明的过程中还发现：现有技术的方案在接收端接收的当前扩展信道的信号中，耦合了与当前扩展信道相邻的两个扩展信道的发送信号，从而导致了线路间的强烈干扰。现有的UTP线对之间本身就存在串扰(Crosstalk)，包括近端串扰(NEXT)和远端串扰(FEXT)。其中，由于xDSL上下行信道采用频分复用，因此，近端串扰对系统的性能不会产生太大的危害。但远端串扰会严重影响线路的传输性能，如使一些线路速率低、性能不稳定、甚至不能开通等等。相比之下，该现有技术中由于扩展信道而带来的干扰其强度远远大于远端串扰，更严重地影响线路的传输性能。虽然目前存在消除远端串扰的技术，如在DSLAM(Digital Subscriber Line Access Multiplexer，数字用户线接入复用器)端联合发送，在用户端分别接收的技术，或者在用户端分别发送，在DSLAM端联合接收的技术。但是由于上述扩展信道的干扰比一般的串扰强得多，使得消除这种干扰的难度相当大，并且信道的激活也困难得多，因此，会严重地影响线路的传输性能。而本实施例提供的上述方法，通过在非级联扩展信道的基础上生成级联扩展信道，并且，非级联扩展信道和级联扩展信道均用已有双绞线信道的共模信号来传输信号，避免了信道之间的信号耦合，与现有技术相比，极大地降低了干扰，提高了线路的传输性能。

实施例2

参见图4，本实施例提供了一种扩展信道的方法，包括：

401：当双绞线信道有N个时，N为大于2的自然数，对该N个双绞线信道中的每两个双绞线信道的共模信号做差分生成对应的NCEC信道。

本步骤中，得到的NCEC信道个数为：

个，其中，floor()表示把括号内的数向下取整数部分。

402：在已生成的所有NCEC信道中，对每两个NCEC信道的共模信号做差分，生成一级CEC信道。

本步骤中得到的一级CEC信道个数为：

个，且均为平衡CEC信道。

403：从生成的所有一级CEC信道开始，按照对每两个级别相同的CEC信道的共模信号做差分生成一个高一级别的CEC信道的原则，逐级生成CEC信道，直到得到最高级别的CEC信道为止，且最高级别的CEC信道只有一个。

至此，生成的所有扩展信道的个数为：其中，n=floor(log₂N)，表示CEC信道的最高级别为n级，且该n级的CEC信道的个数为1个，此时，无法再生成新的CEC信道。

404：判断是否存在至少两个未使用的信道，该未使用的信道是指共模信号未被使用的双绞线信道、NCEC信道或CEC信道，如果是，则执行405；否则，流程结束。

其中，如果N为2的幂次方，则判断的结果为否，此时，只有1个共模信号未被使用的CEC信道，即最高级别的CEC信道，这种情况下得到的扩展信道的总数为N-1个，包括NCEC信道和CEC信道。

如果N不为2的幂次方，则判断的结果为是，此时，还可以利用未使用的信道进一步生成新的扩展信道，该进一步生成的新扩展信道均为非平衡CEC信道。

405：在该未使用的信道中，每次任选两个未使用的信道对其共模信号做差分，生成对应的非平衡CEC信道，且每次都将生成的非平衡CEC信道作为下一次可被选择的未使用的信道，直到未使用的信道只有一个为止，此时，无法再生成新的CEC信道，流程结束。

至此，生成的扩展信道的个数总共为N-1个，包括所有NCEC信道和CEC信道。其中，本步骤中生成的所有非平衡CEC信道的总数为：

$(N-1)-(\mathrm{floor}\left(\frac{N}{2^1}\right)+\mathrm{floor}\left(\frac{N}{2^2}\right)+......+\mathrm{floor}\left(\frac{N}{2^n}\right)).$

本步骤中，生成的CEC信道为非平衡CEC信道，会影响传输性能，为了提高信道的传输性能，进一步地，可以采用以下方式来生成非平衡CEC信道，具体如下：

在该未使用的信道中，每次按照从双绞线信道到NCEC信道，再到CEC信道的级别顺序，以及CEC信道从低级别到高级别的顺序，选取两个级别的信道对其共模信号做差分，生成对应的非平衡CEC信道，且每次都将生成的非平衡CEC信道作为下一次可被选择的未使用的信道，直到未使用的信道只有一个为止。

上述方法生成扩展信道的过程在图5中形象地给出了示意。参见图5，有N对UTP，对应N个双绞线信道。图中第1步对应上述401至403，包括：每两个双绞线信道扩展出一个NCEC信道，然后每两个NCEC信道扩展出一个一级CEC信道，每两个一级CEC信道扩展出一个二级CEC信道，依此类推，直到得到最高级别的CEC信道，即n级CEC信道，至此，得到的扩展信道均为平衡信道，形态上是纵向平衡的，在图中用黑色表示。图中第2步对应上述404至405，包括：在未使用的信道中，每次任选两个未使用的信道对其共模信号做差分，生成对应的非平衡CEC信道，且每次都将生成的非平衡CEC信道作为下一次可被选择的未使用的信道，直到未使用的信道只有一个为止，本步骤中得到的扩展信道均为非平衡信道，在形态上是纵向不平衡的，能够承载的速率往往低于第1步中生成的扩展信道，该非平衡信道在图中中灰色表示。至此，总共得到的扩展信道的总数为N-1个。

在本实施例中，为了提高扩展信道的传输性能，进一步地，上述方法还可以包括：

在生成所有非平衡CEC信道之后，检测部分或全部非平衡CEC信道的可用性，如果存在不可用的非平衡CEC信道，则禁用该不可用的非平衡CEC信道。其中，检测的非平衡CEC信道的个数可以根据需要设定，可以为部分或全部，如生成10个非平衡CEC信道，检测其中5个非平衡CEC信道的可用性，或者检测该10个非平衡CEC信道的可用性，本发明实施例对此不做具体限定。

本实施例中，虽然401至403中生成的NCEC信道和CEC信道在形态上是满足纵向平衡的，但是由于原始N对线的长度和特性的差异，也可能导致新生成的NCEC信道或者CEC信道不满足纵向平衡度的要求。因此，在本实施例中，也可以进一步采用如下实现方式来提高传输性能，具体包括：

在生成扩展信道之后，检测生成的扩展信道的可用性，如果存在不可用的扩展信道，则禁用该不可用的扩展信道；该扩展信道可以为NCEC信道、或者CEC信道、或者既包括NCEC信道又包括CEC信道，且检测的NCEC信道可以为生成的所有NCEC信道的部分或全部，检测的CEC信道可以为生成的所有CEC信道的部分或全部，本发明实施例对此不做具体限定。

上述任一种实现方式中，检测非平衡CEC信道的可用性可以有多种手段，包括但不限于：检测非平衡CEC信道的纵向平衡度或速率等，当然也可以检测其它能够反映信道是否可用的性能指标，本发明实施例对此不做具体限定。例如，预设纵向平衡度对应的第一阈值，如果检测到存在纵向平衡度不满足该第一阈值的非平衡CEC信道，则禁用该非平衡CEC信道；或者，预设速率对应的第二阈值，如果检测到存在速率不满足该第二阈值的非平衡CEC信道，则禁用该非平衡CEC信道。当然，可以将纵向平衡度和速率结合起来应用，既预设上述第一阈值，也预设上述第二阈值，同时对纵向平衡度和速率进行检测，与上述过程相同，此处不再赘述。

本实施例提供的上述方法，既可以在发送端执行，也可以在接收端执行。其中，当在发送端执行时，通过上述双绞线信道和扩展信道发送信号，当在接收端执行时，通过上述双绞线信道和扩展信道接收信号。

本实施例中，当在接收端执行上述方法时，为了抵消串扰，进一步地，还可以包括以下步骤：

如果生成的所有扩展信道总数为M个，M为自然数，且该所有扩展信道包括NCEC信道和CEC信道，则当从N个双绞线信道和M个扩展信道上接收到信号后，对接收的信号进行串扰抵消处理，该串扰抵消处理使用的串扰抵消矩阵在每一个子载波上为N+M行、N+M列的矩阵。

在本实施例中，双绞线信道和扩展信道的总数为N+M个，对应的信道传输矩阵为H，对每一个子载波来说，H为(N+M)×(N+M)的矩阵。设x是一个(N+M)×1的发送信号向量，y是一个(N+M)×1的接收信号向量，n是一个(N+M)×1的噪声向量，则信道传输方程可以表达为如下形式：

y＝Hx+n；  (1)

具体地，在上行方向对接收的信号进行串扰抵消处理后，信道传输方程(1)变为：

$\tilde{y}=\mathrm{WHx}+\mathrm{Wn};---\left(2\right)$

其中，W为(N+M)×(N+M)的串扰抵消矩阵，当WH为一个对角矩阵时，串扰得到了消除。

本实施例中，当在发送端执行上述方法时，为了抵消串扰，进一步地，还可以包括以下步骤：

如果生成的所有扩展信道总数为M个，M为自然数，且该所有扩展信道包括NCEC信道和CEC信道，则当向N个双绞线信道和M个扩展信道发送信号时，先对该信号进行向量预编码处理然后再发送，该向量预编码处理使用的向量预编码矩阵在每一个子载波上为N+M行、N+M列的矩阵。

具体地，在下行方向对发送信号进行向量预编码时，发送信号可以表示如下：

$\tilde{x}=\mathrm{Px};---\left(3\right)$

相应地，信道传输方程(1)变为：

$\tilde{y}=\mathrm{HPx}+n---\left(4\right)$

其中，P为(N+M)×(N+M)的向量预编码矩阵，当HP为一个对角阵时，串扰得到了消除。

本实施例提供的上述方法，在非级联扩展信道的基础上生成级联扩展信道，该级联扩展信道上的信号被分成两部分后，经过非级联扩展信道的那个部分的信号使用了两对双绞线信道进行传输，与现有技术相比，使用了更多的双绞线信道，因此提高了扩展信道的传输性能。通过在NCEC信道的基础上生成CEC信道，且NCEC信道和CEC信道均利用双绞线信道的共模信号来传输扩展信号，避免了信道之间的信号耦合，与现有技术相比，极大地降低了干扰，提高了线路的传输性能。并且，按照上述先生成平衡CEC信道后生成非平衡CEC信道的方式，可以得到最多数目的扩展信道。当按照从双绞线信道到NCEC信道，再到CEC信道的级别顺序，以及CEC信道从低级别到高级别的顺序，选取未使用信道生成非平衡CEC信道时，可以最大程度地提高信道的传输性能。另外，对扩展信道的可用性进行检测，可以禁用不可用的扩展信道，从而可以进一步提高信道的传输性能，提高灵活性，而且简单方便，容易实现。

为了进一步说明本实施例提供的上述方法可以避免信道之间的信号耦合，下面结合图6来具体说明。参见图6，4对UTP对应4个双绞线信道P1、P2、P3和P4，扩展得到两个NCEC信道：NCEC1信道和NCEC2信道，以及一个CEC信道。其中，NCEC1信道、NCEC2信道和CEC信道在发送端发送的信号分别为x1、x2和x3，在接收端收到的信号分别为y1、y2和y3。每个扩展信道上的发送信号均被分成大小相等，方向相反的两个信号，并作为双绞线信道的共模信号来传输。其中，NCEC1信道上的x1信号分成+x1／2和-x1／2，分别作为P1信道的共模信号和P2信道的共模信号来传输。NCEC2信道上的x2信号分成+x2／2和-x2／2，分别作为P3信道的共模信号和P4信道的共模信号来传输。CEC信道上的x3信号分成+x3／2和-x3／2，分别作为NCEC1信道的共模信号和NCEC2信道的共模信号来传输，其中，经过NCEC1信道时被分成+x3／4和+x3／4，分别作为P1信道的共模信号和P2信道的共模信号来传输，经过NCEC2信道时被分成-x3／4和-x3／4，分别作为P3信道的共模信号和P4信道的共模信号来传输。因此，在接收端得到的接收信号y可以表达如下：

y1＝(+x1／2+x3／4)-(-x1／2+x3／4)=x1；

y2=(+x2／2-x3／4)-(-x2／2-x3／4)＝x2；

y3=[(+x1／2+x3／4)+(-x1／2+x3／4)]-[(+x2／2-x3／4)+(-x2／2-x3／4)]＝x3；

由上述表达式可以看出，NCEC1信道上的接收信号y1中只包含该信道的发送信号x1，没有其它信道上的发送信号x2和x3的耦合，NCEC2信道上的接收信号y2中只包含该信道的发送信号x2，没有其它信道上的发送信号x1和x3的耦合，CEC信道上的接收信号y3中只包含该信道的发送信号x3，没有其它信道上的发送信号x1和x2的耦合。因此，采用本实施例提供的方法，可以避免信道之间的信号耦合，与现有技术相比，极大地降低了干扰。

实施例3

参见图7，本实施例提供了一种扩展信道的设备，共模信号用变压器的中间抽头(Centraltap)的方式提取，该设备包括：

第一变压器701，与第一信道相连，且有一第一中间抽头；

第二变压器702，与第二信道相连，且有一第二中间抽头；

第一中间抽头上的信号是第一信道的共模信号，第二中间抽头上的信号是第二信道的共模信号，第一中间抽头上的信号和第二中间抽头上的信号做差分，生成非级联扩展信道；第一信道和第二信道均为双绞线信道。

本实施例中，在第一种实现方式下，上述设备还可以进一步包括：

第三变压器，两端分别与第一中间抽头和第二中间抽头相连，且具有一第三中间抽头；

第四变压器，与第四信道相连，且有一第四中间抽头；

第三中间抽头上的信号是上述非级联扩展信道的共模信号，第四中间抽头上的信号是第四信道的共模信号，第三中间抽头上的信号和第四中间抽头上的信号做差分，生成一级级联扩展信道；第四信道为双绞线信道或非级联扩展信道。在本实施方式下，如果第四信道为非级联扩展信道，则生成的一级级联扩展信道为平衡信道，如果第四信道为双绞线信道，则生成的一级级联扩展信道为非平衡信道。下面以图为例分别具体说明。

参见图8，属于第四信道为非级联扩展信道这种情况。有4对UTP，对应4个双绞线信道P1、P2、P3和P4，变压器1、变压器2、变压器3和变压器4分别连接该4个双绞线信道，且每个变压器上有一中间抽头，中间抽头上的信号为对应的双绞线信道的共模信号。其中，变压器的两端分别用3和4表示，中间抽头用5来表示。DM1、DM2、DM3和DM4分别表示4个双绞线信道的差模信号，用来传输生成扩展信道之前已有的信号。变压器1的中间抽头上的信号和变压器2的中间抽头上的信号做差分，生成NCEC1信道，变压器3的中间抽头上的信号和变压器4的中间抽头上的信号做差分，生成NCEC2信道。进一步地，还可以再增加变压器5和变压器6，将变压器5的两端分别连接变压器1的中间抽头和变压器2的中间抽头，将变压器6的两端分别连接变压器3的中间抽头和变压器4的中间抽头，并在变压器5和6上各引出一个中间抽头，对变压器5和6上的中间抽头上的信号做差分，生成一级级联扩展信道CEC。图中的变压器7不是必要的，可以使用也可以不使用，本发明实施例对此不做具体限定。当使用变压器7时，其两端分别与变压器5的中间抽头和变压器6的中间抽头相连。在图8所示的应用场景中，生成的扩展信道均为平衡信道，在形态上是纵向平衡的。

参见图9，属于第四信道为双绞线信道这种情况。有3对UTP，对应3个双绞线信道P1、P2和P3，变压器1、变压器2和变压器3分别连接该3个双绞线信道，且每个变压器上有一中间抽头，中间抽头上的信号为对应的双绞线信道的共模信号。其中，变压器的两端分别用3和4表示，中间抽头用5来表示。DM1、DM2和DM3分别表示3个双绞线信道的差模信号，用来传输生成扩展信道之前已有的信号。变压器1的中间抽头上的信号和变压器2的中间抽头上的信号做差分，生成NCEC信道。变压器4的两端分别连接变压器1的中间抽头和变压器2的中间抽头，并且自身引出一个中间抽头，对变压器3和4上的中间抽头上的信号做差分，生成一级CEC信道。图中的变压器5不是必要的，可以使用也可以不使用，本发明实施例对此不做具体限定。当使用变压器5时，其两端分别与变压器3的中间抽头和变压器4的中间抽头相连。在图9所示的应用场景中，生成的NCEC信道为平衡信道，在形态上是纵向平衡的，生成的一级CEC信道为非平衡信道，在形态上是纵向不平衡的。值得一提的是，3对UTP线的CCM是不对称的，也就是说，CCM的正极信号使用了2对UTP进行传输，而CCM的负极信号只使用了1对UTP进行传输。这种信道的纵向平衡性比一般的信道要差，但是线路不是很长的情况下这种信道还是可以使用的。

本实施例中，在第二种实现方式下，上述设备还可以进一步包括：

第五变压器，与第五信道相连，且有一第五中间抽头；

第六变压器，与第六信道相连，且有一第六中间抽头；

第五中间抽头上的信号是第五信道的共模信号，第六中间抽头上的信号是第六信道的共模信号，第五信道为已生成的任一级联扩展信道，第六信道为双绞线信道、非级联扩展信道或已生成的任一级联扩展信道，第五中间抽头上的信号和第六中间抽头上的信号做差分，生成新的级联扩展信道。

其中，上述第二种实现方式中，当第六信道为已生成的任一级联扩展信道时，第五信道和第六信道的级别可以相同，也可以不同，如分别为一级级联扩展信道和二级级联扩展信道，或者为三级级联扩展信道和五级级联扩展信道等等，本发明实施例对此不做具体限定。

在本实施例中，上述任一种实施方式下的设备可以是发送端的设备，或者是接收端的设备，两种情况下，设备的结构和功能类似，区别仅在于是发送信号还是接收信号，因此，此处不再赘述。

前述方法实施例中在N个双绞线信道的场景下，按照固定顺序得到N-1个扩展信道的过程，相应地，也可以利用变压器在上述设备中实现，原理与方法相同，因此，此处不再赘述。

本实施例提供的上述设备，利用变压器的中间抽头提取共模信号的方式，生成非级联扩展信道，为扩展信道提供了一种具体的实现方式，简单方便，容易实现。进一步地，还可以在非级联扩展信道的基础上生成级联扩展信道，该级联扩展信道上的信号被分成两部分后，经过非级联扩展信道的那个部分的信号使用了两对双绞线信道进行传输，与现有技术相比，使用了更多的双绞线信道，因此提高了扩展信道的传输性能。并且，生成的非级联扩展信道和级联扩展信道均利用双绞线信道的共模信号来传输信号，避免了信道之间的信号耦合，与现有技术相比，极大地降低了干扰，提高了线路的传输性能。另外，对扩展信道的可用性进行检测，可以禁用不可用的扩展信道，从而可以进一步提高信道的传输性能，提高灵活性，而且简单方便，容易实现。

实施例4

参见图10，本实施例提供了一种扩展信道的系统，包括第一设备1001和第二设备1002，第一设备1001为上述设备实施例中任一种实施方式下的扩展信道的设备，且为网络侧的设备，第二设备1002为上述设备实施例中任一种实施方式下的扩展信道的设备，且为用户侧的设备。

在本实施例中，包括两种场景：第一设备1001为发送端设备，第二设备1002为接收端设备；或者，第二设备1002为发送端设备，第一设备1001为接收端设备。

本实施例中，第一设备1001可以为独立的设备，也可以与网络侧的DSLAM集成在一起。

在本实施例中，上述系统还可以进一步包括：

控制模块，位于网络侧，用于在第一设备1001和第二设备1002生成扩展信道之后，检测扩展信道的可用性，如果存在不可用的扩展信道，则禁用该不可用的扩展信道；其中，所述扩展信道包括非级联扩展信道和级联扩展信道。

本实施例中，第一设备1001和第二设备1002可以均与N个双绞线信道相连，且得到的所有扩展信道的总数为M个，N和M为自然数，且所有扩展信道包括非级联扩展信道和级联扩展信道；相应地，上述系统还包括：串扰抵消模块或者向量预编码模块。

其中，上述串扰抵消模块，位于网络侧，用于当通过第一设备1001从N个双绞线信道和M个扩展信道上接收到信号后，对接收的信号进行串扰抵消处理，该串扰抵消处理使用的串扰抵消矩阵在每一个子载波上为N+M行、N+M列的矩阵。

上述向量预编码模块，位于网络侧，用于当通过第一设备1001向N个双绞线信道和M个扩展信道发送信号时，先对该信号进行向量预编码处理然后再发送，该向量预编码处理使用的向量预编码矩阵在每一个子载波上为N+M行、N+M列的矩阵。

本实施例中，上述控制模块、串扰抵消模块和向量预编码模块中的至少一个，可以设置于网络侧的DSLAM中，当设置在DSLAM中时，第一设备可以集成在该DSLAM内部，也可以是一个独立的设备。上述串扰抵消矩阵和向量预编码矩阵与方法实施例中的描述相同，此处不再赘述。

本实施例提供的上述系统，由网络侧的第一设备和用户侧的第二设备组成，第一设备和第二设备均利用变压器的中间抽头提取共模信号的方式，为扩展信道提供了一种具体的实现方式，简单方便，容易实现。进一步地，第一设备和第二设备还可以均在非级联扩展信道的基础上生成级联扩展信道，该级联扩展信道上的信号被分成两部分后，经过非级联扩展信道的那个部分的信号使用了两对双绞线信道进行传输，与现有技术相比，使用了更多的双绞线信道，因此提高了扩展信道的传输性能。并且，生成的非级联扩展信道和级联扩展信道均利用双绞线信道的共模信号来传输信号，避免了信道之间的信号耦合，与现有技术相比，极大地降低了干扰，提高了线路的传输性能。另外，对扩展信道的可用性进行检测，可以禁用不可用的扩展信道，从而可以进一步提高信道的传输性能，提高灵活性，而且简单方便，容易实现。

最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。

本发明实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。上述的各装置或系统，可以执行相应方法实施例中的方法。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种扩展信道的方法，其特征在于，所述方法包括： 

用第一信道和第二信道，生成非级联扩展信道； 

用所述非级联扩展信道和第三信道，生成一级级联扩展信道； 

其中，所述第一信道和第二信道均为双绞线信道，所述第三信道为双绞线信道或另外一个非级联扩展信道； 

所述双绞线信道有N个，生成的所有扩展信道总数为M个，N和M均为自然数，且所述所有扩展信道包括非级联扩展信道和级联扩展信道，所述方法还包括： 

当从所述N个双绞线信道和所述M个扩展信道上接收到信号后，对接收的信号进行串扰抵消处理，所述串扰抵消处理使用的串扰抵消矩阵在每个子载波上为N+M行、N+M列的矩阵； 

当向所述N个双绞线信道和所述M个扩展信道发送信号时，先对所述信号进行向量预编码处理然后再发送，所述向量预编码处理使用的向量预编码矩阵在每个子载波上为N+M行、N+M列的矩阵。 

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用第一信道和第二信道，生成非级联扩展信道，包括： 

对第一信道的共模信号和第二信道的共模信号做差分，生成非级联扩展信道； 

所述用所述非级联扩展信道和第三信道，生成一级级联扩展信道，包括： 

对所述非级联扩展信道的共模信号和第三信道的共模信号做差分，生成一级级联扩展信道。 

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述生成一级级联扩展信道之后，还包括： 

对已生成的任一级联扩展信道的共模信号和第四信道的共模信号做差分，生成新的级联扩展信道； 

所述第四信道为双绞线信道、非级联扩展信道或已生成的任一级联扩展信道。 

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当双绞线信道有N个时，且所述N个双绞线信道包括所述第一信道和第二信道，N为大于2的自然数； 

所述生成非级联信道进一步还包括： 

在所述N个双绞线信道中除所述第一信道和第二信道外剩余的双绞线信道中，对每两个双绞线信道的共模信号做差分，生成对应的非级联扩展信道； 

相应地，所述第三信道为非级联扩展信道，所述生成一级级联扩展信道进一步还包括： 

在已生成的所有非级联扩展信道中除所述一级级联扩展信道使用的两个非级联扩展信道外剩余的非级联扩展信道中，对每两个非级联扩展信道的共模信号做差分，生成对应的一级级联扩展信道； 

然后从生成的所有一级级联扩展信道开始，按照对每两个级别相同的级联扩展信道的共模信号做差分生成一个高一级别的级联扩展信道的原则，逐级生成级联扩展信道，直到得到最高级别的级联扩展信道为止，且所述最高级别的级联扩展信道只有一个。 

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述逐级生成级联扩展信道，直到得到最高级别的级联扩展信道为止之后，还包括： 

如果存在至少两个未使用的信道，则每次任选两个未使用的信道对其共模信号做差分，生成对应的非平衡级联扩展信道，且每次都将生成的非平衡级联扩展信道作为下一次可被选择的未使用的信道，直到未使用的信道只有一个为止； 

所述未使用的信道是指共模信号未被使用的双绞线信道、非级联扩展信道或级联扩展信道。 

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述每次任选两个信道对其共模信号做差分，生成对应的非平衡级联扩展信道，且每次都将生成的非平衡级联扩展信道作为下一次可被选择的未使用的信道，直到未使用的信道只有一个为止，包括： 

每次按照从双绞线信道到非级联扩展信道，再到级联扩展信道的级别顺序，以及级联扩展信道从低级别到高级别的顺序，选取两个级别的信道对其共模信号做差分，生成对应的非平衡级联扩展信道，且每次都将生成的非平衡级联扩展信道作为下一次可被选择的未使用的信道，直到未使用的信道只有一个为止。 

7.根据权利要求1至6中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法还包括： 

在生成扩展信道之后，检测所述扩展信道的可用性，如果存在不可用的扩展信道，则禁用该不可用的扩展信道；一 

所述扩展信道包括非级联扩展信道和级联扩展信道。 

8.一种扩展信道的系统，其特征在于，所述系统包括第一设备和第二设备，所述第一设备为网络侧的设备，所述第二设备为用户侧的设备； 

所述第一设备和所述第二设备中的任一个包括： 

第一变压器，与第一信道相连，且有一第一中间抽头； 

第二变压器，与第二信道相连，且有一第二中间抽头； 

所述第一中间抽头上的信号是所述第一信道的共模信号，所述第二中间抽头上的信号是所述第二信道的共模信号，所述第一中间抽头上的信号和所述第二中间抽头上的信号做差分，生成非级联扩展信道；所述第一信道和第二信道均为双绞线信道； 

第三变压器，两端分别与所述第一中间抽头和第二中间抽头相连，且具有一第三中间抽头； 

第四变压器，与第四信道相连，且有一第四中间抽头； 

所述第三中间抽头上的信号是所述非级联扩展信道的共模信号，所述第四中间抽头上的信号是所述第四信道的共模信号，所述第三中间抽头上的信号和所述第四中间抽头上的信号做差分，生成一级级联扩展信道；所述第四信道为双绞线信道或非级联扩展信道； 

并且，所述第一设备和第二设备均与N个双绞线信道相连，且得到的所有扩展信道的总数为M个，N和M均为自然数，且所述所有扩展信道包括非级联扩展信道和级联扩展信道； 

所述系统还包括以下模块中的至少一个： 

串扰抵消模块，位于网络侧，用于当通过所述第一设备从所述N个双绞线信道和所述M个扩展信道上接收到信号后，对接收的信号进行串扰抵消处理，所述串扰抵消处理使用的串扰抵消矩阵在每一个子载波上为N+M行、N+M列的矩阵； 

向量预编码模块，位于网络侧，用于当通过所述第一设备向所述N个双绞线信道和所述M个扩展信道发送信号时，先对所述信号进行向量预编码处理然后再发送，所述向量预编码处理使用的向量预编码矩阵在每一个子载波上为N+M行、N+M列的矩阵。 

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括： 

控制模块，位于网络侧，用于在所述第一设备和第二设备生成扩展信道之后，检测所述扩展信道的可用性，如果存在不可用的扩展信道，则禁用该不可用的扩展信道； 

所述扩展信道包括非级联扩展信道和级联扩展信道。 

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