CN102396160A - 用于评估串扰信道的强度的方法 - Google Patents

Abstract

网络组件，包括至少一个处理器，其与内存相连，用于接收另一端的多个对应线路发送的多个探测信号，并将接收的探测信号或其误差信号与正交频签名相关联以确定各个线路的主要串扰信道，同时将对应于主要串扰信道的多个信号发送给串扰抵消器以减弱线路中串扰噪音，其中在各个线路上各个正交频签名采用同步符号的形式发送，而且同步符号中包括多个音调。

Description

用于评估串扰信道的强度的方法

本发明要求2009年7月10日递交的美国临时申请61/224,736和2010年7月9日提交的美国申请12/833,188的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式复制并入本文本中。

发明背景

数字用户线(DSL)技术能够为现有用户线的数字通信提供大带宽。当通过用户线发送数据时，相邻的双绞电话线中的发送信号之间会出现串扰现象，例如在同一线束内或相邻线束内的电话线之间。在DSL系统中，串扰会引起噪音，而且还会降低DSL系统中可实现的数据速率。因此，串扰很大程度上限制了能够使用更高频带的DSL技术的性能，例如超高比特率DSL2(VDSL2)技术。串扰抵消技术是其中一种用于抵消线束中的串扰的技术。可以针对线路采用协同定位方式的位置，如DSL系统的中心局(CO)处，实施串扰抵消技术。因此，可以在CO处使用串扰抵消器对线路中由多个电话终端(CPE)发送的多个上行信号进行处理，以抵消线路在上行流向中出现的串扰噪音。还可以在CO处实施串扰抵消技术，以在将下行信号发送到CPE之前使用串扰预编码器对多个下行信号进行处理。因此，可以针对下行流向中发送的多个导频符号执行串扰预先编码器训练过程，并通过此过程根据CPE发送的对应误差反馈信号配置串扰预编码器。当配置的信号汇聚在一起而且下行信号中出现的串扰噪音已经被抵消时，则表示串扰训练过程已完成。还可针对上行流向中发送的多个导频符号执行此训练过程，并通过此过程根据CO发送的对应误差反馈信号配置串扰抵消器。

发明内容

在一个实施例中，本发明包括一种装置，此装置包括以下部件：位于CO处的串扰抵消技术控制实体(VCE)，其通过多个对应的DSL与多个CPE处的多个第一收发器相连，同时与CO处的多个第二收发器相连，用于处理与DSL对应的第一收发器的多个探测信号，其中探测信号中包括多个正交频签名，以确定DSL中的多个上行主要串扰信道；串扰抵消器，其与CO处的VCE和第二收发器相连，用于处理于主要串扰信道对应的第一收发器发送的多个信号中的部分信号，以减弱DSL的下行串扰噪音，其中在各个DSL中各个探测信号采用单同步符号的形式发送。

在另一个实施例中，本发明包括一种装置，此装置包括以下部件：用于CO处的VCE，其通过多个对应的DSL与多个CPE处的多个第一收发器相连，同时与CO处的多个第二收发器相连，用于处理与DSL对应的第二收发器发送的多个探测信号，其中探测信号中包括多个正交频签名，以确定DSL中的多个下行主要串扰信道；串扰预编码器，其与CO处的VCE和第二收发器相连，用于处理与主要下行串扰信道对应的第二收发器发送的多个信号中的部分信号，以减弱DSL中的下行串扰噪音，其中在各个DSL中各个探测信号采用单同步符号的形式发送。

在再另一个实施例中，本发明包括一种网络组件，此组件包括至少一个处理器，其与内存相连，用于接收另一端的多个对应线路发送的多个探测信号，并将接收的探测信号或其误差信号与正交频签名相关联以确定针对各个线路而言的主要串扰信道，同时将与主要串扰信道对应的多个信号发送给串扰抵消器以减弱线路中串扰噪音，其中在各个线路上各个正交频签名采用同步符号的形式发送，而且同步符号中包括多个音调。

在再另一个实施例中，本发明包括一种方法，此方法包括以下步骤：确定多个正交频签名，其包括多个音调，用于测量多个DSL之间的多个串扰信道；确定正交频签名的长度，以确保各个正交频签名的长度大于或等于DSL的数量；采用同步符号的形式将正交频签名的内容和长度通过DSL发送到多个对应的收发器中；通过DSL接收各个收发器的确认。

结合下列的具体实施方案以及相关附图和权利要求，能够更明确地了解上述特征和其他特征。

附图简述

要更全面地了解本发明，请参考下列附图说明以及相关附图和具体实施方案，其中相似的附图标记表示相似的部件。

图1是DSL实施例的原理图。

图2是串扰抵消器实施例的原理图。

图3是局部串扰抵消方法实施例的流程图。

图4是正交频签名控制方法实施例的流程图。

图5是一组线路中的一组主要串扰信道示例图。

图6是通用计算机系统实施例的原理图。

具体实施方式

尽管下面提供了一个或多个实施例的例证性实施，但是可以使用任何数量的技术，无论是当前已知的技术或现有的技术，来实施公开的系统和/或方法，从一开始时就应该明白这一点。本发明绝不仅限于下面例举的例证性实施、图纸和技术，它还包括本文中例举和说明的典型设计和实施，同时可以在不超出其权利要求范围及等同权利要求的全部范围内对其进行修改。

对于组合线路数量较少的线束，例如光纤到大楼(FTTB)部署中包括16个或32个线路的线束，串扰抵消技术可以较低的成本来抵消线束中的串扰噪音。在这种部署中，可以对所有线路进行处理，几乎可以抵消所有串扰。但是，对于线路数量较大的线束，如包含64个或者甚至数百个线路的线束，串扰抵消技术可能需要更复杂的处理和更长的训练时间，因而需要的成本则相当高。例如，信号中可能需要大量的导频符号以用于预先处理上行(或下行)信号，从而会导致相对较大数量的线路中出现了串扰噪音，这会大大增加复杂性，同时还会严重推迟串扰训练过程。取而代之，可以实施局部串扰抵消，用较少的系统资源来减弱线路中的串扰并实现足够的线路稳定性。实施局部串扰抵消，可以针对线束中比其他线路产生的串扰噪音要多的这一部分线路中的上行信号进行处理或下行信号进行预处理。

要实施局部串扰抵消，VCE可能需要为线束中每个线路在多种频率确定多个主要串扰线源，例如在串扰抵消器中处理信号之前进行确定。在之前提出的方案中，只确定针对各个线路而言的最主要的串扰线源，而不会确定串扰强度和频率信息。此外，提出的方案可能不包括有关线路的任何其他主要串扰线源的信息，从而可能会导致串扰抵消器和/或串扰预编码器的训练不充分，进而导致线路中的局部串扰抵消不充分。而且，如果同一线路有两个类似的主要串扰线源，上述提出的方案可能无法正确确定主要串扰线源。鉴于上述缺点，要在DSL信号频率范围内有效地抵消线束中多个线路中的串扰，上述提出的方案可能不适合。

本发明设计一种用于在线束中采用若干种频率的多个线路中实现有效的局部串扰抵消的系统和方法。此方法包括确定线束中多个串扰线源或串扰信道的串扰强度。可以针对各个线路使用单同步符号来获取串扰信道的串扰强度，这样可以缩短串扰抵消器的训练时间。还可以针对多个不同频率获取串扰信道的串扰强度，以识别串扰信道的串扰强度随着频率的变化而出现的任何变化。具体地说，同步符号可以包括一组正交频信号或签名，用于估计线束中串扰信道的强度。正交频签名的长度可以调节，例如根据线束内的线路数量调节，以保证几乎线束中的所有有效线路都可以使用足够的正交频签名。

图1显示了DSL系统100的一个实施例。DSL系统100可以是VDSL或VDSL2系统、不对称DSL(ADSL)或ADSL2系统，也可以是任何其他DSL系统。DSL系统100可包括位于CO侧的数字用户线接入复接器(DSLAM)102，以及多个CPE 104，CPE 104通过多个用户线106与DSLAM102相连。其中一些用户线106可以捆绑在线束107中。DSLAM 102可包括串扰预编码器108和串扰抵消器114，它们可与多个用户线106相连。此外，DSL系统200还可包括VCE 109，其可与串扰预编码器108和串扰抵消器114相连，同时还可通过多个反馈信道113与CPE 104相连。

CPE 104与VCE 109之间的反馈信道113(如虚线所示)可对应于从CPE 104到DSLAM 102的上行逻辑数据通道，不可将其与用户线106(如实线所示)分离开来。CPE 104可通过用户线106将反馈信道133中的误差反馈信号发送给DSLAM 102中对应的多个接收器中，之后接收器可以从上行数据流中提取误差反馈信号，并将误差反馈信号发送给VCE 109。此外，DSLAM系统102还可以选择性地包括网络管理系统(NMS)110和公共电话交换网(PSTN)112。在其他实施例中，可以对DSLAM系统102进行修改，以包括分离器、滤波器、管理实体以及各种其他硬软件和功能。NMS 110可以是网络管理基础结构，用于处理与DSLAM 102交换的数据，其可与一个或多个宽带网络相连，例如Internet。PSTN 112可以是用于生成、处理并接收语音信号或其他话带信号的网络。

DSLAM 102可位于DSL系统100的CO侧，包括开关和/或分离器，开关和/或分离器可与NMS 110、PSTN 112和用户线106相连。例如，分离器可以是2∶1耦合器，用于将从用户线106发送的数据信号转发给NMS 110和PSTN 112，并将从NMS 110和PSTN 112发送的数据信号转发给用户线106。分离器还可以进一步选择性地包括一个或多个滤波器，用于帮助引导NMS 110、PSTN 112和用户线106之间的数据信号。此外，DSLAM 102还可以包括至少一个DSL发送器/接收器(收发器)，例如VTU-O，用于交换NMS 110、PSTN 112和用户线106之间的信号。可以使用DSL收发器，例如调制解调器，来接收和发送这些信号。

DSLAM 102的DSL收发器或VTU-O可以包括前向纠错(FEC)码字生成器，用于生成FEC数据。DSL收发器还可以包括交织器，用于对一组符号中多个音调的发送数据进行交织处理。例如，DSL收发器可以使用离散多频音线路编码技术(DMT)线路码，用于为各个符号中的各个子载波或音调分配多个比特。可以针对用户线各端可能出现的信道状态，对DMT进行调节。在实施例中，DSLAM 102的DSL收发器可用于以类似或不同的速率为各个用户线106发送数据。

CPE 104可位于用户侧，在用户侧至少一部分CPE 104可与电话114和/或计算机116相连。电话114可以是硬件、软件、固件或三者的组合，用于生成、处理和接收语言信号或其他话带信号。CPE 104可以包括开关和/分离器，开关和/分离器可以与用户线106、电话114和计算机116相连。CPE 104还可以包括DSL收发器，例如VTU-R，用于通过用户线106交换CPE 104和DSLAM 102之间的数据。例如，分离器可以是2∶1耦合器，用于将用户线106发送的数据信号转发给电话114和DSL收发器，并用于将电话114和DSL收发器发送的语音信号转发给用户线106。分离器可以选择性地包括一个或多个滤波器，用于帮助引导电话114和DSL收发器收发信号。

CPE 104的DSL收发器或VTU-R，例如调制解调器，可以通过用户线106收发信号。例如，DSL收发器可对接收的信号进行处理以获取到DSLAM102发送的数据，同时还可以将接收的信号传递给电话114或计算机116，或者同时传递给两者。CPE 104可以通过用户线与DSLAM 102直接相连。例如，任何CPE 104都可以从DSLAM 102处与用户线106相连。CPE 104可以通过DSLAM 102部署的用户线106访问NMS 110、PSTN 112和/或其他相连的网络。

用户线106可以作为DSLAM 102与CPE 104之间电信通道，可包括一对或多对双绞铜线。对于DSLAM 102部署的多个用户线，例如线束107中的用户线，线与线之间可能会存在串扰现象。串扰现象可能与发送信号的功率、频率和行进距离相关，而且可能会限制网络中的通信性能。例如，当发送信号的功率光谱密度(PSD)增大时，例如在一定的频率范围内，邻近用户线106之间的串扰可能会增强，从而可能会降低数据速率。在下行流向中从DSLAM 102到CPE 104的信号传播可以表示为：

y＝Hx+z，                  (1)

其中，y表示CPE 104侧的信号的向量；H表示线路中串扰信道的矩阵；x表示DSLAM 102侧的信号的向量；z表示偶然误差或噪音的向量。

串扰预编码器108用于抵消或减弱下行流向中用户线106中的串扰，串扰抵消器114用于抵消或减弱上行流向中用户线106中的串扰。串扰预编码器108和/或串扰抵消器114可使用局部串扰抵消方案，以减弱上行信号、下行信号或这两种信号的串扰。例如，按照局部串扰抵消方案，串扰抵消器114可以接收和处理CPE 104发送的上行信号，以减弱上行流向中用户线106中的串扰。此外或者二选一地，串扰预编码器108可以基于CPE 104发送的多个误差反馈信号对DSLAM 102的下行信号进行预处理和配置，从而将预失真的下行信号转发给CPE 104。例如，串扰预编码器108可以将预失真的下行信号发送给用户线106以预先抵消或减弱线路中的串扰。串扰预编码器108可以处理DSLAM 102发送器(例如多个VTU-O)发送的下行信号，对这些下行信号进行失真处理，并通过用户线106将预失真的下行信号发送给CPE 104。串扰预编码器可以生成预失真信号，其中编码器必须选择正确的参数以最大程度上减弱下行信道中的串扰。为了预编码器能够选择适当的参数，CPE 104可以返回下行接收器中的误差信号，作为反馈，便于预编码器更新其参数。例如，位于CPE 104处的多个VTU-R可以测量串扰预编码器108发送的若多个符号(例如DMT符号)的误差，并通过反馈信道将这些多个相应的误差反馈信号返回给编码器。

在另一个实施例中，在用户侧对应于一个用户或多个用户的多个收发器可以协同定位于单个多线CPE 104中。因此，可以连接到多线CPE 104中的接收器的下行串扰抵消器可用于减弱线路中的串扰，而无需使用DSLAM 102中的串扰预编码器108。在这种情况下，可以在本地使用CPE 104计算出的下行误差信号来更新CPE 104中的下行串扰抵消器的系数，而无需将误差信号从CPE 104发送给DSLAM 102以更新串扰预编码器108的系数。在再另一个实施例中，CPE 104处的下行串扰抵消器和DSLAM 102处的串扰预编码器108可都用于减弱线路中的串扰噪音。在这种情况下，需要CPE 104向DSLAM 102发送误差反馈，例如用于训练串扰预编码器108。

在配置下行信号之前，可按照局部串扰抵消方案对误差信号进行处理，以在信号到达CPE 104之前抵消和减弱用户线106中的串扰噪音。按照局部串扰抵消方案，接收对应于用户线106的信号并对其进行处理，以确定对各个用户线106中的各个线路造成最高等级的串扰噪音的部分串扰信道或线路。例如，串扰预编码器108和/或串扰抵消器114可处理用户线106的信号，以针对所有的用户线106确定8个最主要的串扰线源。然后，串扰抵消器108可使用对应于确定的部分串扰信道的信号(和/或其相关信息)来减弱用户线106中的串扰噪音。针对所有用户线106，使用最主要的串扰信道来替代使用所有串扰信道，可以减少串扰抑制过程的处理时间和复杂度。此外，针对所有用户线，使用最主要的串扰信道来替代使用单个主要串扰信道，不仅可以大大改进串扰抑制过程，还可以充分或适当地抑制用户线106中的串扰噪音等级。因此，局部串扰抵消方案可以在用户线106中可达到的串扰噪音抑制与需要的处理时间量和复杂度之间实现权衡。

图2显示了串扰抵消器200的一个实施例，它可使用局部串扰抵消方案来减弱或几乎全部抵消DSL系统中的串扰噪音，例如上行信号、下行信号或这两种信号中的串扰噪音。例如，串扰抵消器200可相当于DSL系统100中的串扰抵消器114或串扰预编码器108。串扰抵消器200可位于CO侧，与CO和多个对应CPE之间的多个组合用户线相连，例如与线束的用户线相连。局部串扰抵消器200可包括VCE 202和局部串扰抵消器204，局部串扰抵消器204可与VCE 202相连。VCE 202可通过用户线与CPE处的多个VTU-R相连，而局部串扰抵消器204可与CO处的VTU-O相连。一组用户线包括可包括线路1、线路2、直到线路N，其中N可以是等于16、32、64、200的整数或任何其他整数。

VCE 202可用于处理对应于用户线的信号，例如对应于线路1、线路2、直到线路N的信号，以确定对于用户线106的各个线路而言造成最高等级的串扰噪音的部分串扰信道或线路。每个串扰信道可以表示其线路与剩余线路之间的串扰噪音等级。这种信号可包括从CPE发送的上行信号。那么局部串扰抵消器204可使用对于各个线路而言的最主要的串扰信道的对应上行信号，以消除线路中的主要上行串扰噪音。或者，局部串扰抵消器204可使用预编码技术对最主要的串扰信道的发送信号进行处理，以消除或减弱线路中的下行串扰噪音。例如，VCE 202可以将线路a、线路b和线路c确定为线路1的三个最主要的串扰信道(a、b、c是≤N的整数且≠1)，并将相应的信号发送给局部串扰抵消器204。那么，局部串扰抵消器204可以使用预编码技术对线路1、线路a、线路b和线路c中的发送信号进行处理，将这些下行发送信号进行预失真，以便线路1中的下行串扰在CPE的接收器处时可以得到抵消或减弱。

通常，为了获取用户线中串扰信道的强度从而确定最主要的串扰信道，可以在各个线路中发送导频序列，导频序列包括相对较大数量的同步符号，例如大于或等于128个符号。为了确定针对各个线路而言的最主要的串扰信道从而可以在开机时训练串扰抵消器或预编码器而处理如此大量的同步符号，这可能需要大量的时间，例如处理128个同步字符需要约18秒的时间。需要如此大量的时间可能会导致开机时间相对较长，例如导致VDSL2系统或类似系统的开机时间较长，从而会降低用户的体验质量。

在一个实施例中，串扰抵消器200可以实施局部串扰抵消方案，此方案在线路中使用更少的发送同步符号，因此需要的训练或开机时间就更短，适用于VDSL2系统或类似系统。因此，可以在用户线中，例如在从CPE到VTU-R之间的用户线中，发送一组正交频信号或签名，用于确定针对于各个线路而言的最主要的串扰信道。具体地来说，可以在各个线路上发送包括一个正交频签名的同步符号，以便在各个线路上发送的频率签名会正交于其他频率签名，例如几乎无法与其他频率签名相关联。因此，VCE 202可以在各个不同线路上接收的信号中收到与正交频签名对应的误差信号，通过关联此信号可以确定针对各个线路而言的主要串扰信道。例如，可以使用相关性运算来确定相关性最大的串扰信道，即串扰噪音最高的串扰信道。由于可以同时在各个线路中发送单个同步符号，所以为了训练局部串扰抵消器204，VCE202需要处理的同步符号的数量比其他方案中需要处理的数量要少，从而可以缩短训练时间和开机时间，提高用户体验质量。此外，使用正交频签名和相关性运算来获取针对各个线路而言的最主要的串扰信道，与其他方案相比，此方案可以降低局部串扰抵消过程的复杂度。

通常，在DSL系统中，串扰信道中的串扰噪音随着频率的变化相对较慢，所以一组串扰信道在相对较小的频率范围或频率窗口内保持相对的稳定性。由于正交签名可以通过一定频率范围内相对稳定的串扰信道，所有正交频签名在串扰信道之后基本上保持相互正交的关系，因此适用于针对同一频率窗内的各个线路估计串扰信道。此外，可以使用相关性处理的一组正交频签名可以针对不同频率窗内各个线路提供不同的主要串扰信道组。因此，正交频签名还可以用于针对各个线路确定频率窗内的串扰信道中的变化，例如一定传输频带内的串扰信道中的变化。

在一个实施例中，可以使用算法确定针对各个线路而言的最主要的串扰信道，其中任意线路n(n是≤N的整数)的频率签名可以表示为w_n[0]...w_n[L-1]。频率签名包括L个元素，可以根据线路数量确定元素数量。因此，频率签名的第k个元素可以表示为w_n[k]。频率签名可以采用同步符号的方式发送，其中同步符号中包括多个音调，而音调中又可以包括多个指数k，例如k＝10m+j，j∈{0，2，3，4，5，6，8，9}。同步符号中的剩余音调可包括指数k＝10n+j，j∈{1，7}，剩余音调可以作为标志音调保留。同一频率签名可以在多个频率窗中重复出现，例如用于覆盖整个频率传输带。因此，线路n的扩展频率签名可以定义为：

${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[k\right]=\left\{\begin{array}{cc}{w}_n\left[{\mathrm{mod}}_L(k-2[k/10\left]\right)\right],& k=10n,\\ w_n\left[{\mathrm{mod}}_L(k-2[k/10]-1)\right],& k=10n+j,j\∈\left\{\mathrm{2,3,4,5,6}\right\},\\ w_n\left[{\mathrm{mod}}_L(k-2[k/10]-2)\right],& k=10n+j,j\∈\left\{\mathrm{8,9}\right\},\\ 0,& k=10n+j,j\∈\left\{\mathrm{1,7}\right\}.\end{array}\right.$

例如，如果L＝16，则扩展频率签名可以定义为：

${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[0\right]=w_n\left[0\right]$ ${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[10\right]=w_n\left[8\right],$ ${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[20\right]=w_n\left[0\right],$

${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[1\right]=0,$ ${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[11\right]=0,$ ${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[21\right]=0,$

${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[2\right]=w_n\left[1\right],$ ${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[12\right]=w_n\left[9\right],$ ${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[22\right]=w_n\left[1\right],$

${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[3\right]=w_n\left[2\right],$ ${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[13\right]=w_n\left[10\right],$ ${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[23\right]=w_n\left[2\right],$

${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[4\right]=w_n\left[3\right],$ ${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[14\right]=w_n\left[11\right],...$

${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[5\right]=w_n\left[4\right],$ ${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[15\right]=w_n\left[12\right],$

${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[6\right]=w_n\left[5\right],$ ${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[16\right]=w_n\left[13\right],$

${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[7\right]=0,$ ${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[17\right]=0,$

${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[8\right]=w_n\left[6\right],$ ${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[18\right]=w_n\left[14\right],$

${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[9\right]=w_n\left[7\right],$ ${\stackrel{\‾}{w}}_n\left[19\right]=w_n\left[15\right],$

在线路n上传输同步符号t的过程中，VTU-R或调制解调器(例如位于CPE处)可以采用音调k发送符号s_n[k，t]，例如：

其中f_n[t]表示同步符号t期间线路n的标志位。同样，可以为不同的线路分配多个正交频签名，例如：

${\mathrm{\Σ}}_k{w}_n\left[k\right]\·w_m\left[k\right]=0,\∀n\≠m,---\left(2\right)$

其中，n和m分别对应于线路n和线路m。同步符号期间线路n上音调k的接收信号可以定义为y_n[k，t]＝∑_mh_n，m[k]s_m[k，t]+z_n[k，t]，其中h_n，m[k]表示同步符号t期间线路m到线路n之间音调k的串扰信道。相应地，线路n上音调k的规范化误差可以表示为：

e_n[k，t]＝y_n[k，t]-h_n，n[k]s_n[k，t]＝∑_m≠nh_n，m[k]s_m[k，t]+z_n[k，t]。

在接收器(例如位于VCE处)处，可以将线路n中的误差与线路m的频率签名相关联，以估计出串扰信道强度，使用的等式如下：

${\hat{h}}_{n,m}\left[k\right]=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_m}\underset{j=k}{\overset{k+L+L/4-1}{\mathrm{\Σ}}}{\stackrel{\‾}{w}}_m\left[j\right]e_n[j,t]$

$=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_m}\underset{j=k}{\overset{k+L+L/4-1}{\mathrm{\Σ}}}{\stackrel{\‾}{w}}_m\left[j\right]\left(\underset{v\≠n}{\mathrm{\Σ}}{h}_{n,v}\right[j\left]s_v\right[j,t]+z_n[j,t\left]\right)$

$=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_m}\underset{j=k}{\overset{k+L+L/4-1}{\mathrm{\Σ}}}{\stackrel{\‾}{w}}_m\left[j\right]\underset{v\≠n}{\mathrm{\Σ}}{h}_{n,v}\left[j\right]s_v[j,t]+{\stackrel{\‾}{z}}_{n,m}[j,t],$

其中，k定义为k＝nL，比例因子定义为：

${\mathrm{\α}}_m=\underset{j=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{w}_m{\left[j\right]}^2,---\left(3\right)$

且，噪音项

定义为 ${\stackrel{\‾}{z}}_{n,m}\left[\right]k,t=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_m}\underset{j=k}{\overset{k+L+L/4-1}{\mathrm{\Σ}}}{\stackrel{\‾}{w}}_m\left[j\right]z_n[j,t].$

由于串扰信道随着频率而平稳地变化，那么如果L足够小，可以使用下列近似等式：

$h_{n,v}\left[j\right]\≈h_{n,v}\left[k\right],\∀j\∈\{k,k+1,...k+L+L/4-1\}.$ 因此，串扰信道强度可以定义为：

${\hat{h}}_{n,m}\left[k\right]=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_m}\underset{v\≠n}{\mathrm{\Σ}}{h}_{n,v}\left[k\right]\underset{j=k}{\overset{k+L+L/4-1}{\mathrm{\Σ}}}{\stackrel{\‾}{w}}_m\left[j\right]s_v[j,t]+{\stackrel{\‾}{z}}_{n,m}[k,t]$

$=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_m}\underset{v\≠n}{\mathrm{\Σ}}{h}_{n,v}\left[k\right]\underset{j=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{w_m\left[j\right]w_n\left[j\right]+\stackrel{\‾}{z}}_{n,m}[k,t]$

$=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_m}{h}_{n,m}\left[k\right]\underset{j=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{w_m{\left[j\right]}^2+\stackrel{\‾}{z}}_{n,m}[k,t]$

$=h_{n,m}\left[k\right]+{\stackrel{\‾}{z}}_{n,m}[k,t],$

其中，等式(1)用于上述等式的第二行；等式(2)用于第三行；等式(3)用于第四行。

上述算法和等式可用于各个受干扰线路n、各个干扰线路m和各个音调k＝nL，其中n为整数。因此，可以估计各个相关频率窗中任意两个线路(例如线束中的任意两个线路)之间的串扰信道，其中频率窗可以包括L个音调。从而，可以确定针对各个线路而言和针对各个频率窗而言的最主要的串扰信道，用于训练串扰抵消器200和/或减弱接收信号中的串扰噪音。使用的算法可包括以下步骤：

要正确实施上述算法，正交频签名可能需要适当的长度或适当数量的音调L。如果正交频签名的长度不够，正交频签名的数量可能会不足以将正交频签名分配给线束中的各个线路中。例如，如果线束中N个线路，足够数量的正交频签名将大于或等于N。但是，如果正交频签名的长度过长，则串扰信道会随着频率传输带而出现明显的变化，其中频率传输带可包括重复的正交频签名。所以，在同一频率签名窗范围内，两个频率签名之间的正交程度可能会被减弱，这会导致串扰信道强度的测量和/或估计不准确。

在一个实施例中，为了确保准确地测量和估计串扰信道的强度，可以配置VCE同时控制各个线路的正交频签名的长度和内容。VCE可以根据线束中的线路数量为正交频签名选择适当的长度。对于各个线路上的下行信号和上行信号，VCE可以为正交频签名选择相同或不同的长度。此外，VCE可以向CO处与线束中的各个线路相对应的各个VTU-O发送消息，例如按照预定义协议发送消息，以通知VTU-O其对应线路的正交频签名的长度和内容。之后，VTU-O可以向CPE处与同一线路相对应的VTU-R发送控制消息，例如按照同一协议发送控制消息，以通知VTU-R此线路的正交频签名的长度和内容。VTU-O可以通过控制信道，例如属于线路的一部分的内嵌操作通道(EOC)，将控制消息发送给VTU-R。收到控制信息之后，VTU-R会立即返回一个确认消息给VTU-O。因此，VCE、VTU-O和VTU-R都了解各个方向上各个线路的正交频签名的长度和内容。

在一个实施例中，VCE可以基于串扰信道随着频率变化而出现的变化快慢程度和线束中的线路数量动态地为各个线路上的正交频签名确定适当的长度，例如音调的数量L。选择适当的正交频签名长度，以便L≥N，其中N表示线束中线路的数量。此外，为了确保足够的频率分辨率，可能会为L选择能够满足L≥N条件和其他可能要求的最小的可能值。例如，如果使用了Walsh-Hadamard序列来定义正交频签名，那么选择的L可以大于或等于N的L，其最小幂数为2，例如

其中[]表示上方值运算。此外，可能会选择最小可能的L值，以保持在频率窗范围内，例如在包含L个信道的频率窗范围内，频率签名的正交性，并在通过线路(例如VTU-R与VTU-O之间的线路)传输后。

图3显示了局部串扰抵消方法300的实施例，可以通过DSL系统中的串扰抵消器200、串扰抵消器114或串扰预编码器108实施此方法。方法300可以从块310处开始，在块310中可以接收到多个对应线路上的多个信号，这些信号包括多个同步符号。例如，VCE 202可接收与各个CPE处的各个VTU-R相连的各个线路上的同步信号，这些线路包括线路1、线路2、直到线路N。各个发送的同步符号可包括一个正交频签名，此签名可由VCE 202分配。在块320中，可将在各个线路上接收的同步信息划分为多个音调组，分别与频率签名窗相对应。在块330中，将接收的同步符号中各个音调组中的误差信号与各个线路的而不是仅仅是接收信号对应的线路的正交频签名相关联，以确定对于各个线路而言的最主要的串扰信道。例如，如果串扰信道在某个线路中的误差信号与其他剩余线路中的频率签名之间的相关性最高，则这些串扰信道相当于此线路的最主要串扰线源。可以针对各个音调组重复执行此过程，从而确定各个不同频率范围内的主要串扰线源。在块340中，对针对各个线路而言的最主要的串扰信道对应的信号进行处理，以减弱各个线路中的串扰噪音。例如，局部串扰抵消器204可以使用串扰抵消技术来处理针对各个线路而言的最主要的串扰信道中信号，以减弱各个线路中的串扰噪音。此过程可应用于串扰抵消器114以处理上行信号，并且/或者可应用于串扰预编码器108以处理下行信号。对于上行而言，可以在位于CO处的上行接收器计算误差信号，同时VCE也位于CO处。对于下行而言，可以在CPE处计算误差信号，并通过误差反馈信道将误差信号从CPE发送给位于CO处的VCE。方法300到此结束。可以重复执行方法300以调整适应串扰环境。

图4显示了正交频签名控制方法400的实施例，此方法可用于在局部串扰抵消过程中配置正交频签名以及为正交频签名设置适当的长度。例如，在使用局部串扰抵消方法300以处理各个线路中的接收信号之前，可以通过串扰抵消器114或串扰预编码器108实施正交频签名控制方法400。在块410中，可以根据线路的数量确定正交频签名的长度，并确保有足够的频率分辨率。因此，各个正交频签名的长度或音调数量L应至少等于线路数量N。在实施例中，L可以是N的倍数的整数，但是不得超过一定的阈值，否则会导致正交频会随着接收信号中频率的变化而出现明显的变化。在某些实施例中，VCE可以根据线束中有效线路数量的变化动态地更新正交频签名的长度。例如，如果线束中线路的数量为20，则正交频签名的长度可为32。在块420中，可以为多个线路定义多个正交频签名。例如，可以为各个线路上同步符号中的一组音调，例如采用Walsh-Hadamard序列的音调，配置正交频签名。在块430中，可以将定义的正交频签名及其长度发送到与各个线路对应的多个收发器中。例如，VCE 202可以将正交频签名及其长度发送给与各个线路相连的VTU-O，而各个VTU-O可以收到对应线路的正交频签名。接着，VTU-O可以将此信息发送给对应的VTU-R。方法400到此结束。之后，VCE可以使用局部抵消方法300对信号进行处理。

图5显示了在各个线路中对一组串扰信道执行提出的局部串扰抵消方法的性能的示例。具体地来说，为线束中的16个线路模拟了串扰信道，串扰信道包括附录A中的VDSL2传输模板17a和下行掩码D-32。线路的长度为300米(m)，线路的直径为0.5毫米(mm)。向线路中信号添加背景噪音，背景噪音设置为-140毫瓦分贝/赫兹(dBm/Hz)。频率签名的长度L设置为64个音调，因此传输频带中可以每80个音调重复一个频率签名，例如，从0.1兆赫(MHz)到4MHz和从5MHz到8MHz重复一个。为其中一个线路模拟了一组串扰信道，包括三个串扰信道，例如信道1、信道2和信道3。图5显示了这三个串扰信道中的各个信道的串扰信道衰减(单位：dB)与频率(单位：MHz)。具体地说，三个实际(例如模拟的)串扰信道采用虚线显示，三个对应的已测量(已估计)的串扰信道采用实线显示。使用上述说明的算法获取到已测量的串扰信道，它们的衰减值大体上接近于实际串扰信道的衰减值。可以看出，在这三个串扰信道之间，信道1是最主要的信道，信道2是第二主要的信道。这些结果显示，此算法适用于为线束中的各个线路测量或估计最主要的串扰信道，具有足够的准确性。因此，可以处理已测量的串扰信道，例如使用串扰抵消器200处理，以有效地减弱各个线路中的串扰噪音。

上述组件可以配合任何通用的网络组件一起使用，例如有足够的处理能力、内存资源和网络吞吐量能力的计算机或网络组件，以共同处理其承担的工作量。图6显示了一个典型的通用网络组600，其适用于为本文中公开的组件实施一个或多个实施例。网络组件600可以包括处理器602(可被称为中央处理单元或CPU)，其可与任何内存设备保持通信，包括辅助存储器604、只读存储器(ROM)606、随机存储器(RAM)608、输入/输出(I/O)设备610、网络连接设备612或者这些设备的组合。处理器602可以作为一个或多个CPU芯片，也可作为一个或多个专用集成电路(ASIC)的一部分。

辅助存储器604通常包括由一个或多个磁盘驱动器或磁带机组成，用于数据的非易失性存储，如果RAM 608没有大到足以处理所有工作数据，可以作为溢出数据存储设备。在选择并执行加载到RAM 608上的程序时，可使用辅助存储器604存储这些程序。ROM 606用于在程序执行期间存储读取的指令和可能数据。ROM 606是非易失性存储设备，相对于更大内存容量的辅助存储器604而言，其内存容量较小。RAM 608用于存储易失性数据，也许可存储指令。访问ROM 606和RAM 608的速度通常比访问辅助存储器604的速度要快。

至少公开了一个实施例，所属领域的技术人员可以在本发明的范围内对实施例和/或实施例的功能进行变动、组合和/或修改。通过组合、整合和/或删除实施例的功能而得出的替代实施例也将包括在本发明的范围之内。如果明确规定了数值范围或限制，应了解明确的范围或限制，使得包括的类似等级的迭代范围或限制在明确规定的范围或限制之内(例如，从1到10的范围包括2、3、4等；大于0.10的范围包括0.11、0.12、0.13等)。例如，如果公开了数字范围的下限值R_l和上限值R_u，则需要具体公开此范围内的任何数字。尤其是，具体公开范围内的以下数字：R＝R_l+k*(R_u-R_l)，其中k是1％到100％之间以1％以增量的变量，即k是1％、2％、3％、4％、5％、直到50％、51％、52％、直到95％、96％、97％、98％、99％或100％。而且，也需要具体公开上述定义的两个R定义的任何数字范围。针对权利要求中的任何元件使用“选择性地”词语时，意味着需要此元件，或者不需要此元件，这两种替代都在权利要求的范围内。使用“包括”、“包含”、“含有”等广义词应理解提供对“由…组成”、“基本上由…组成”、“大体上由…组成”等狭义词支持。相应地，保护范围不受上述说明的限制，但由下文的权利要求定义，该范围包括权利要求的主题的等同主题。每个权利要求作为进一步发明纳入本说明书中，这些权利要求是本发明的实施例。不得对本发明中的属于现有技术的参考资料，尤其是出版日期在本申请的优先权日期之后的参考资料，进行讨论。本发明中引用的所有专利、专利申请和出版物的公开在本文中作为参考资料引入，为本发明提供示范性、程序性或其他方面的细节补充。

虽然本发明中提供了多个实施例，但是应这样理解为：公开的系统和方法可以在不脱离本发明的基本精神或范围内以很多其他特定的方式体现。本发明中的范例被视为解释本发明，而不是用于限制本发明，而且本发明不限于本文中提供的详情。例如，在其他系统中，可以组合或整合各个元件或组件，也可以删除或不实施某些特征。

对于各个实施例中以离散形式或者单独地解释说明的技术、系统、子系统和方法，在不脱离本发明的范围内，可以将其与其他系统、模块、技术或方法组合或整合起来。本文中显示或讨论的其他有关相互之间直接或间接相连或者连通的项目可以通过某些接口、设备或中间组件以电气方式、机械方式或其他方式进行间接相连或连通。对其他范例的更改、替换和变动需要由所属领域的技术人员进行确定，而且不得脱离本说明中的基本精神和范围。

Claims (17)

1.一个装置包括：

串扰抵消技术控制实体(VCE)，位于中心局(CO)处，其通过多个对应的数字用户线(DSL)与多个电话终端(CPE)处的多个第一收发器以及与CO处的多个第二收发器相连，用于对与DSL对应的第一收发器发送的多个探测信号进行处理以确定DSL中的多个上行主要串扰信道，其中探测信号中包括多个正交频签名；

串扰抵消器，与CO处的VCE和第二收发器相连，用于处理第一收发器发送的与主要串扰信道对应的多个信号中的部分信号，以减弱DSL中的上行串扰噪音，

其中，在各个DSL中各个探测信号采用单同步符号的形式发送。

2.权利要求1所述的装置，其中，各个正交频签名包括多个音调；其中，确定各个音调中正交频签名的长度L，以便各个DSL都有一个独特的频率签名，而且对于所有DSL都有足够的互相正交的正交频签名。

3.权利要求2所述的装置，其中，各个正交频签名包括多个基于Walsh-Hadamard序列的音调。

4.权利要求2所述的装置，其中，音调中正交频率签名的长度L大于或等于DSL的数量N，其中其最小幂数为2，例如其中[]表示上方值运算。

5.权利要求1到4中任何权利要求所述的装置，其中，使用正交频签名的相关性运算对探测信号或其误差信号进行处理，以确定DSL中的主要串扰信道；其中，使用串扰抵消方案对与主要串扰信道对应的部分信号进行处理，以减弱DSL中的串扰噪音。

6.一种装置包括：

串扰抵消技术控制实体(VCE)，位于中心局(CO)局处，其通过多个对应的数字用户线数字用户线(DSL)与多个电话终端(CPE)处的多个第一收发器以及与CO处的多个第二收发器相连，用于对与DSL对应的第二收发器发送的多个探测信号进行处理以确定DSL中的多个下行主要串扰信道，其中探测信号中包括多个正交频签名；

串扰预编码器，与CO处的VCE和第二收发器相连，用于处理第二收发器发送的与主要下行串扰信道对应的多个信号中的部分信号，以减弱DSL中的下行串扰噪音，

其中，在各个DSL中各个探测信号采用单同步符号的形式发送。

7.权利要求6所述的装置，其中，VCE更新串扰预编码器的多个预编码系数以训练串扰预编码器，从而减弱第二收发器发送的多个下行信号中的串扰噪音；其中，第一收发器发送的多个信号中包括多个误差反馈信号，用于训练串扰预编码器。

8.权利要求6所述的装置，其中各个正交频签名包括多个音调，其中，确定各个音调中正交频签名的长度L，以便各个DSL都有一个独特的频率签名，而且对于所有DSL而言正交频签名之间都能够保持充分的正交关系。

9.权利要求8所述的装置，其中，各个正交频签名包括多个基于Walsh-Hadamard序列的音调。

10.权利要求8所述的装置，其中，音调中正交频签名的长度L大于或等于DSL的数量N，其中其最小幂数为2，例如

其中[]表示上方值运算。

11.权利要求6所述的装置，其中，使用正交频签名的相关性运算对探测信号或其误差信号进行处理，以确定DSL中的主要下行串扰信道；其中，使用串扰抵消方案对与主要串扰信道对应的部分下行信号进行处理，以减弱DSL中的串扰噪音。

12.权利要求6所述的装置，其中，第一收发器发送的探测信号包括CPE发送的多个误差反馈信号；其中，串扰预编码器对部分探测信号进行处理以减弱下行流向中的串扰噪音。

13.一种方法包括：

定义多个正交频签名，这些签名包括多个音调，用于测量多个数字用户线(DSL)之间的多个串扰信道；

确定正交频签名的长度，以便各个正交频签名的长度大于或等于DSL的数量；

采用同步符号的形式将正交频签名的内容和长度通过DSL发送到多个对应的收发器中；

通过DSL接收各个收发器的确认。

14.权利要求13所述的方法，其中，定义第一批多个正交频签名，并将这些签名用于收发器发送的多个上行信号中；其中，定义第二批多个正交频签名，并将这些签名用于收发器发送的多个上行信号中。

15.权利要求13所述的方法，其中，根据频率内串扰信道的变化速度来确定正交频签名的长度。

16.权利要求13或14所述的方法，其中，各个正交频签名包括针对音调k的符号s_n[k，t]，例如，

其中，f_n[t]表示同步符号t期间线路n的标志位。

17.权利要求13或14所述的方法，其中，可以按照以下方式估计线路n和线路m之间针对音调的串扰信道的强度

${\hat{h}}_{n,m}\left[k\right]=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_m}\underset{v\≠n}{\mathrm{\Σ}}{h}_{n,v}\left[k\right]\underset{j=k}{\overset{k+L+L/4-1}{\mathrm{\Σ}}}{\stackrel{\‾}{w}}_m\left[j\right]s_v[j,t]+{\stackrel{\‾}{z}}_{n,m}[k,t]$

$=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_m}\underset{v\≠n}{\mathrm{\Σ}}{h}_{n,v}\left[k\right]\underset{j=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{w_m\left[j\right]w_n\left[j\right]+\stackrel{\‾}{z}}_{n,m}[k,t]$

$=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_m}{h}_{n,m}\left[k\right]\underset{j=1}{\overset{L}{\mathrm{\Σ}}}{w_m{\left[j\right]}^2+\stackrel{\‾}{z}}_{n,m}[k,t]$

$=h_{n,m}\left[k\right]+{\stackrel{\‾}{z}}_{n,m}[k,t],$

其中，L表示各个音调中正交频签名的长度；k定义为k＝nL，m表示比例因子，定义为

表示为噪音项，定义为 ${\stackrel{\‾}{z}}_{n,m}[k,t]=\frac{1}{{\mathrm{\α}}_m}\underset{j=k}{\overset{k+L+L/4-1}{\mathrm{\Σ}}}{\stackrel{\‾}{w}}_m\left[j\right]z_n[j,t].$

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