CN102415028B - 优化网络参数的装置及用于该装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种数字用户线调制解调器和一种优化用于在数字用户线调制解调器和数字用户线接入多路复用器之间进行数据传输的网络参数的调制解调器的方法，其包括以下步骤：从数字用户线接入多路复用器中接收(S1)至少一个物理传输控制参数；取得(S2)在调制解调器处输入的本地参数，该本地参数指示在数字用户线调制解调器和数字用户线接入多路复用器之间传送的服务类型；基于本地参数获得(S3)最小的目标服务比特率并且基于本地参数和至少一个物理传输控制参数、根据最小的目标服务比特率优化(S4)脉冲噪声保护值和交织延迟值。

Description

优化网络参数的装置及用于该装置的方法
技术领域
本发明总地涉及数字用户线，并且更具体地涉及一种配置数字用户线的方法。
背景技术
本部分旨在向读者介绍可能与以下描述和/或要求权利的本发明的各个方面有关的、本领域的各个方面。相信本讨论有助于向读者提供便于更好地理解本发明的各个方面的背景信息。相应地，应理解，要鉴于以上来阅读这些陈述，而不是将其作为对现有技术的承认。
在过去这些年，为了与已经提供诸如语音、视频和数据之类的三重播放服务的电缆公司(cable company)竞争，电信运营商已经开始大规模发起通过数字用户线(DSL)递送因特网协议电视(IPTV)。IPTV是适配为通过DSL连接传送被编码为传送到客户端(customer premise)的一系列因特网协议分组的视频流的系统。
用于下游的比特率必须足够高以支持IPTV。即使使用目前可用的最先进的视频压缩，对于标清信道而言，在下游方向上需要每个信道至少4Mb/s的速度，如果服务包括高清电视，则需要9Mbps。对于语音的要求则不严格得多；良好的语音编解码器仅仅需要至多100kb/s的带宽用于语音应用。在非对称数字用户线2+(ADSL2+)和非常高比特率DSL2(VDSL2)提供的可实现的比特率的情况下，现在可以容易地在单条电话线上集成语音、视频和数据服务，和/或向客户端同时提供多个标清的和高清的电视信道，诸如标清电视(SDTV)和高清电视(HDTV)。
如同任何基于DSL的系统，客户端的视频服务或者语音服务的质量极大地依赖于各种环境条件，在它们中，诸如可用的带宽、信道的质量，或者诸如串扰或者脉冲噪声之类的外部干扰者。串扰是关于以下任何现象：在传输系统的一个电路或者信道上传输的信号通过串扰在另一电路或者信道上造成不期望的影响。具体地，在电话中，串扰通常被区分为讲话或者信令音调(signaling tone)。在视频中，除了从一个源传送的感兴趣的信号之外，出现来自另一个源的“幻影”图像。脉冲噪声是包含随机出现的具有随机幅度和谱内容的能量尖峰的噪声。数据信道中的脉冲噪声可能是数据传输错误的确定原因。视频质量降级，如图像的像素化(pixelization)或者停顿，或者在最严重的情形下，甚至是视频馈入的丢失，通常是由于改变外部线路条件以及DSL链路的降级所造成的。在其中DSL提供用户连通性的IPTV首次展示(rollout)时，已经证实脉冲噪声是主因的应力(stressing)并且在一些情形下，超过了诸如DSL调制解调器的交织和里德-所罗门编码之类的物理层纠正能力。
DSL调制解调器经常连接到数字用户线接入多路复用器(DSLAM)。传统地，DSLAM处于向DSL调制解调器提供因特网接入的因特网提供商(ISP)的控制下。ISP控制DSLAM并且设置DSL调制解调器参数。在电信市场自由化的情况下，更频繁地出现了其中ISP不再是DSLAM所有者的情况。DSLAM所有者是接入网络提供商(ANP)。结果，当ISP不直接接入调制解调器时，它在DSLAM和DSL调制解调器之间设置通用的、不一定是在特定时间最适合于所支持的实际服务情况的线路简档(line profile)。
发明内容
本发明通过对用于DSL调制解调器和DSLAM之间的通信的参数值提供优化，试图补救至少一些与现有技术中的线路简档设置相联系的担忧。
本发明涉及一种优化用于在数字用户线调制解调器和数字用户线接入多路复用器之间进行数据传输的网络参数的方法，其包括以下步骤：从数字用户线接入多路复用器中接收至少一个第一参数；取得在调制解调器处输入的本地参数，该本地参数指示在数字用户线调制解调器和数字用户线接入多路复用器之间传送的服务类型；基于本地参数，获得最小的目标服务比特率并且基于本地参数和至少一个第一参数、根据最小的目标服务比特率优化脉冲噪声保护值和延迟值。
根据实施例，优化的步骤包括最大化实际脉冲噪声保护值和最小化实际延迟值的步骤。
根据实施例，优化的步骤包括最小化实际脉冲噪声保护值和最大化实际延迟值的步骤。
根据实施例，其包括使用优化的值与DSLAM通信的步骤。
根据实施例，所述至少一个第一参数在最小的脉冲噪声保护、最大延迟、最小比特率和最大比特率之中。
根据实施例，本地参数包括视频和音频信道的数目，以及优化类型。
本发明还涉及一种包括DSL配置模块的数字用户线调制解调器，所述DSL配置模块用于取得在调制解调器处输入的本地参数，该本地参数指示在数字用户线调制解调器和数字用户线接入多路复用器之间传送的服务类型；并且用于取得从数字用户线接入多路复用器获得的至少一个第一参数；基于本地参数计算最小的目标服务比特率，并且基于本地参数和至少一个第一参数、根据最小的目标服务比特率优化脉冲噪声保护值和延迟值。
本发明的另一目的是一种包括程序代码指令的计算机程序产品，当所述程序在计算机上执行时，所述程序代码指令用于执行根据本发明的方法的步骤。通过“计算机程序产品”，意思是一种计算机程序载体，其可以不仅在于诸如计算机存储器之类的包含程序的存储空间，还可以在于诸如电信号或者光学信号之类的信号。
某些方面与以下提出的公开实施例在范围上相称。应理解，呈现这些方面仅仅在于向读者提供本发明可以采取的某些形式的简要概述并且这些方面不是意图在于限制本发明的范围。实际上，本发明可以涵盖可能在以下未提出的各个方面。
附图说明
参照附图，而不作为任何限制，借助以下的实施例和执行示例，将更好地理解和例示本发明，在附图中：
图1是符合本实施例的系统的框图；
图2是符合本实施例的调制解调器的框图；以及
图3是符合本实施例的方法的流程图。
在图1和图2中，所表示的框纯粹是功能实体，其不一定在物理上对应于单独的实体。即，它们可以以硬件或者软件的形式来开发，或者在一个或者若干集成电路中实现。
具体实施方式
示例性实施例在2008年12月的G.992.3草案标准版本(修改6)中规定的ADSL2的框架的范围内，但是本发明不限于该具体的环境，而是可以在其中在网络终端和网络装置之间的网络参数可调整的其它框架内应用。当然，本实施例还应用于诸如G.992.5中规定的ADSL2+和G.993.2中的VDSL之类的其它类型的DSL规范。
在图1中表示根据该实施例的系统。DSL调制解调器1位于也被称作家庭网络的住宅网络5中。DSL调制解调器可以是单独的装置或者被集成在DSL网关或者客户端设备(CPE)中。DSL调制解调器连接到广域网(WAN)。具体地，WAN是因特网。为了接入因特网，调制解调器1连接到数字用户线接入多路复用器2(DSLAM)。DSLAM设置调制解调器中的DSL参数。DSLAM在下文中还被称作中心站(CO)。DSLAM所有者是向DSL调制解调器提供网络接入的接入网络提供商3(ANP)。因特网提供商4(ISP)向DSL调制解调器提供因特网接入。
在图2中进一步表示了根据本实施例的DSL调制解调器。没有表示DSL本身公知的调制解调器的整个模块。图2表示对于本实施例最相关的调制解调器的模块。具体地，该调制解调器包括DSL配置模块11，其适配于按照下文进一步描述地来配置调制解调器。调制解调器还包括用户接口12，使得最终用户可以根据本实施例选择并指定参数。调制解调器还包括适配于执行实施例的算法的处理器15。调制解调器还包括与本地网络的接口14和与WAN的接口13。
为了配置参数，DSL配置模块11获得最终用户本地输入的参数。其还得到由CO指示的参数。然后，其按照下文所指示的计算参数。调制解调器使用更新后的参数来与DSLAM通信。
现在描述根据本实施例的用于配置调制解调器的方法。该方法允许调制解调器根据用户偏好动态地优化一些关键参数。其还根据运营商提供的期望的应用或者服务来调整调制解调器性能。
如图3图示的，如下文所指示的，在步骤S1，调制解调器首先从CO接收参数。在调制解调器配置期间，在步骤S2，提示用户指示用于使用宽带连接的以下参数：
-与语音服务相关联的数字电话号码的数目，
-通过视频流同时承载的视频信道的数目，
-递送的视频信道的类型(SDTV或者HDTV)，
-最小的目标服务比特率(如果可用)。
如果最终用户不知道最小目标服务比特率，则在步骤S3，根据以下规则在DSL配置模块处计算它：
-最小的目标服务比特率(语音)＝与语音服务相关联的数字电话号码的数目*100kbps
-对于SDTV，最小的目标服务比特率(视频)＝通过视频流同时承载的视频信道的数目*4000kbps，
-对于HDTV，最小的目标服务比特率(视频)＝通过视频流同时承载的视频信道的数目*9000kbps，
-最小的目标服务比特率(总的)＝最小的目标服务比特率(语音)+最小的目标服务比特率(视频)+OAM连接比特率(4kbps)；其中OAM代表操作、管理和维护。OAM连接比特率通常是保持因特网连接所需的最小比特率。
最终用户还被给予了指示优化类型的选择，以便优化组帧(framing)参数。具体地，给予了最大化稳定性或者性能的选择。稳定性意味着以可实现的比特率的代价优化组帧参数以得到针对不固定的噪声可能的最大保护。性能意味着以噪声保护为代价试图实现可能的最高比特率。当然，最终用户可以在任何时间选择重新配置优化类型。当修改优化类型时，再次执行优化算法。
根据实施例，由最终用户指示一些参数。当然，可替代地，这些参数可以通过任何公知的远程配置协议由ISP指示给调制解调器。这将允许进行调制解调器配置而无需最终用户的参与。
该算法是基于从CO接收的一些输入、从用户输入导出的、或者在调制解调器处量测的。用于优化算法的输入参数如下：
-Min_INP是最小的脉冲噪声保护。其意图在于减少脉冲噪声对数据的影响。它使用里德-所罗门编码方法来应用前向纠错(FEC)。Min_INP是来自CO的输入。最小的INP用于确保针对非固定噪声的保护。该参数的大的值反映可实现的最大比特率的降低。actual_INP是CPE选择的用于下游方向的INP和由DSLAM选择的用于上游方向的INP。由于min_INP≤actual_INP，所以用于下游的CPE和用于上游的CO通常自由地选择INP的值，只要该约束成立。对于该参数过于保守的选择导致比用户或者提供商想要部署的服务所需要的最小比特率更低的比特率选择。
-Max_Delay是最大延迟。Max_Delay是来自CO的输入。该参数设置交织器功能的深度。用于下游方向的CPE和用于上游方向的DSLAM通常试图将Delay设置地尽可能地接近Max_Delay参数。诸如VoIP之类的一些应用通常需要低延迟。
-Minimum_BitRate和Maximum_BitRate是来自CO的输入。它们用于计算Actual BitRate(实际的比特率)。它们还用于检查何时发现作为结果的新比特率不违背初始约束的新的INP和延迟组合：Minimum BitRate＜＝Recomputed BitRate＜＝Maximum BitRate。
-最小的目标服务比特率可以是从服务提供商通信的并且从CPE配置读取或者从最终用户提供的输入中导出的输入，如在上文中所指示的。
Min_INP、Max_Delay、Minimum_BitRate，Maximum_BitRate是在准备阶段(provisioning phase)在CO简档中设置的参数。它们根据关于用于数字用户线(DSL)收发器的握手例程的ITU-T G.994.1标准，在握手协议期间被通信到调制解调器。实际比特率是握手协商之后实现的以及根据ADSL2标准计算的数据传输率。如在上文中描述的由用户提示视频/语音使用。
然后在步骤S4中计算Actual_INP和Actual_Delay。如果用户决定优化稳定性，则算法试图最大化Actual_INP以便更好地针对脉冲噪声保护视频流。其还试图最小化Actual_Delay以减少诸如语音之类的实时应用的服务延迟。如果用户决定优化性能，则该算法试图最小化Actual_INP以便限制纠错开销。其还试图最大化Actual_Delay以确保更好地使用可能反映更高的可实现的最大比特率的交织器存储器。这些更新后的值通过网关使用，用于在步骤S5中利用DSLAM进行数据传输。
现在描述用于优化稳定性的算法。
第1步骤：如在关于帧结构的章7.6，并且更具体地在关于导出的定义的章7.6.1和关于有效的组帧配置的章7.6.2中规定的，根据CO简档和ITU-T标准G.992.3，调制解调器计算比特率。该比特率是章7.6.1中的表7.7的NETp.act。该延迟是表7.7的delayp。
第2步骤：target_min_INP＝min_INP+1
调制解调器利用target_min_INP重新计算用于支配(overrule)CO通信的min INP的比特率(Recomputed BitRates)。这也导致与来自简档的约束适合的新的交织延迟(new Delay)。
根据章7.6.1中的表7.7指示的INPp的值，如下计算Sp：
Sp＝2x(INPxN_FECp)/(DpxRpxDMTsymbols)
并且使用章7.6.1中的表7.7中指示的公式，利用Sp的值计算NETp.act和delayp的新的值。
第3步骤：(使INP最大化的迭代循环)：
New_Target_min_INP＝target_min_INP
while(Minimum_target_Service_Bitrate＜＝Recomputed_BitRates＜＝ActualBitRate)并且(new_Delay＜＝Max_Delay)，
New_target_min_INP＝New_target_min_INP+1，
并且调制解调器根据New_target_min_INP值计算比特率。这也导致如上文中指示而计算的新的延迟。
在while循环之后，标识Actual_INP值的列表。每个Actual_INP值优于CO请求的min_INP。每个Actual_INP值与想要的Actual_Delay和仍然满足Minimum_target_Service_Bitrate＜＝Recomputed_BitRates＜＝Actual BitRate约束的新的重新计算的比特率相关联。如果所计算的列表的Actual_INP中的至少一个＞＝target_Min_INP，则该值变为New_target_min_INP。如果存在不止一个，则选取导致最高Actual_Delay的Actual_INP。
第4步骤：(使Delay最大化的迭代循环)：
Max_INP＝new_target_Min_INP
While(Minimum_target_Service_Bitrate＜＝Recomputed_BitRate＜＝ActualBitRate)(保持常量max_INP)
min_delay＝new_Delay-1
在该步骤中，优化延迟。对于每个新的延迟值，获得new_target_min_INP值。并且该new_target_min_INP值与target_min_INP值不相同。然后必须检查初始约束仍然成立：如果(new_target_min_INP＞＝target_Min_INP)，则前进到下一步骤。
第5步骤：输出一组新的组帧参数Max_INP、min_Delay。其产生仍然满足CO设置给出的约束的新的可能的实际比特率，并且优化针对脉冲噪声的保护。
现在描述用于优化性能的算法。其是基本上与用于优化稳定性的算法相同的算法，以下在此指示与之的差异。
第1步骤：如上文指示的，调制解调器计算比特率。
第2步骤：
2nd step：如果Actual_INP＞Min_INP
target_min_INP＝ceil(Actual_INP-1)
如果Actual_INP＝min_INP，则前进到步骤4，否则
调制解调器重新计算用于支配利用new_target_INT与CO协商的Actual_INP(只要其仍然高于Min_INP)的比特率(Recomputed_BitRates)。这还产生可能的新的交织延迟(new_Delay)的列表。如以上的算法在此指示的，获得这些值。
第3步骤(使INP最小化的迭代循环)
new_target_min_INP＝target_min_INP
While(Minimum_target_Service_Bitrate＜＝Recomputed_BitRates＜＝ActualBitRate)并且(new_Delay＜＝Max_Delay)并且(new_Target_min_INP＞＝min INP)
new_target_min_INP＝new_target_min_INP-1，
并且调制解调器根据new_target_min_INP值重新计算比特率。这产生新的延迟。
在while循环之后，调制解调器标识想要的Actual_INP值(target_min_INP)的列表，其中每一个具有想要的new_Delay和仍然满足Minimum_target_Service_Bitrate＜＝Recomputed_BitRates＜＝Actual BitRate约束的新的重新计算的比特率。
第4步骤：(使Delay最大化的迭代循环)：
Min_INP＝new_target_Min_INP
While(Minimum_target_Service_Bitrate＜＝Recomputed_BitRate＜＝ActualBitRate)(保持常量Min_INP)
Max_delay＝new_Delay+1
第5步骤：输出一组新的组帧参数Min_INP、max_Delay。其产生仍然满足CO设置给出的约束的新的可能的实际比特率，并且提供最高的实际比特率。
说明书、权利要求以及附图中公开的引用可以单独提供或者以任何适合的组合提供。适用时特征可以实现为硬件、软件或者二者的组合。
在此对“一个实施例”或者“实施例”的引用意味着连同在本发明的至少一个实现方式中可能包括的实施例描述特定的特征、结构或者特性。在说明书中各处出现的短语“在一个实施例”不一定都指代相同的实施例，也不是一定相互排斥其它实施例的单独的或者可替换的实施例。
在权利要求中出现的参考标记仅仅是例示性的并且不应对权利要求的范围有限制影响。

Claims (5)

1.一种优化脉冲噪声保护参数值和交织延迟参数值的方法，所述脉冲噪声保护参数值和所述交织延迟参数值用于在位于住宅网络中的数字用户线调制解调器和数字用户线接入多路复用器之间进行数据传输，所述方法包括所述调制解调器处的以下步骤：
-从所述数字用户线接入多路复用器中接收至少一个物理传输控制参数值(S1)；
-接收本地参数，所述本地参数指定将在所述数字用户线调制解调器和所述数字用户线接入多路复用器之间使用的服务类型(S2)；
-基于所述本地参数计算最小化的目标服务比特率(S3)；以及
-在性能优化或者稳定性优化中进行选择；
-如果选择稳定性优化，则最大化脉冲噪声保护值并且根据脉冲噪声保护的所述值来最小化交织延迟值，而如果选择性能优化，则最小化脉冲噪声保护值并且根据脉冲噪声保护的所述值来最大化交织延迟值，
所述脉冲噪声保护值和所述交织延迟值是根据所述最小的目标服务比特率和所述至少一个物理传输控制参数值而设置的。
2.根据权利要求1所述的方法，所述物理传输控制参数是最小的脉冲噪声保护、最大交织延迟、最小比特率和最大比特率之一。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述本地参数包括视频和音频信道的数目和类型。
4.根据权利要求1或2所述的方法，通过所述调制解调器的最终用户或者通过远程配置来执行接收本地参数的步骤。
5.一种包括DSL配置模块(11)的数字用户线调制解调器(1)，所述DSL配置模块用于：取得在所述调制解调器处输入的本地参数，该本地参数指定在数字用户线调制解调器和数字用户线接入多路复用器(2)之间使用的服务类型；并且接收从所述数字用户线接入多路复用器(2)获得的至少一个物理传输控制参数；基于所述本地参数计算最小的目标服务比特率，并且根据所述最小的目标服务比特率和所述至少一个物理传输控制参数来计算脉冲噪声保护值和交织延迟值，使得如果选择稳定性优化，则最大化脉冲噪声保护值并且根据脉冲噪声保护的所述值来最小化交织延迟值，而如果选择性能优化，则最小化脉冲噪声保护值并且根据脉冲噪声保护的所述值来最大化交织延迟值。
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