CN102549961B - 减少电网络中的调制解调器之间传输的第一载流信号与另一网络中的调制解调器之间传输的第二信号之间的干扰的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于减少电网络(Re)中的调制解调器(M_CPL)之间所传输的载流型第一信号(Se)与另一网络(R)中的调制解调器(M)之间所传输的第二信号(S)之间的干扰的方法和设备，所述信号(Se，S)通过在相同的保留频带(BF)中所分配的载频上的数据分布来编码，所述方法的特征在于其包括：-步骤(1)，电网络中的每一个调制解调器(M_CPL)测量可用于对第一信号(Se)进行编码的每一个载频(F)的传输特性，-步骤(2)，通过分析所测量的传输特性检测至少一个被称为第二载频的载频(F_2，n)，至少一个第二载频(F_2，n)被分配为或者可以被分配为对第二信号(S)进行编码并且与被分配为对第一信号(Se)进行编码的至少一个被称为第一载频的载频(F_1，m)具有共同之处，至少一个第一载频(F_1，m)的测量传输特性相对于先前的测量有所退化，以及-步骤(3)，优化载频上第一信号(Se)的数据的分布，以便在优化第一信号(Se)的传输速率的情况下使得与第二载频(F_2，n)具有共同之处的第一载频(F_1，m)的传输功率级最小化。

Description

减少电网络中的调制解调器之间传输的第一载流信号与另一网络中的调制解调器之间传输的第二信号之间的干扰的方法

本发明涉及减少电网络中的调制解调器之间传输的第一载流信号与另一网络中的调制解调器之间传输的第二信号之间的干扰的方法和设备。

公知地，往往被运营商以所谓的三重播放呈现组合在一起的数字服务，例如互联网接入、互联网电话或高清电视，能够通过多条家庭网络分布在用户处。

为此，家庭网关被安装在用户处以使这些服务的数据与家用设施之外的网络中的设备进行交换。然后，用于这些数据的载波信号在调制解调器之间局部地传输，调制解调器的类型取决于所采用的传输技术(标准)。

历史上首先采用了ADSL(AsymmetricDigitalSubscriberLine，非对称数字用户线)技术，而本发明涉及为DSL型的高速通信技术，即，例如VDSL(VeryhighbitrateDSL，极高比特率DSL)或者VDSL2(ITUG.993.2)，或者依照G.hmDSL模式标准(ITUG.9960)或者为载流型，即，例如依照HomeplugAV标准(HomePlug电力线联盟，“HomePlugAV基本技术规格”，版本1.0.00，2005年12月)或者G.hn载流模式标准，或者基于由UPA/OPERA公司或Panasonic公司开发的技术。

高速通信技术集合了一组信号处理操作，以使得数据在两个调制解调器之间传输，一个发送，而另一个接收。

在发送器侧，待传输的数据通常根据FEC(ForwardErrorCode，前向错误码)型错误校正码来编码，然后所获得的代码与QAM(QuadratureAmplitudeModulation，正交幅度调制)或PSK(PhaseShiftKeying，相移键控)型调制的星座图的符号相匹配。在下文中被称为QAM符号的这些符号的长度取决于所采用的调制星座的尺寸：4QAM，16QAM，...，BPSK(BinaryPhaseShiftKeying，二进制相移键控)。然后，每个QAM符号的比特根据被称为OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交频分复用)的技术被分布在所分配的所谓的载频上。这些载频彼此正交，并且根据预定的频面分布在保留频带中。一些高速技术限定能够用于分布载频的若干频面。

保留频带根据高速技术而改变。例如对于VDSL2标准而言，保留频带可以从2延伸至30MHz，对于ITUG.hn标准而言，其可以从1延伸至100MHz。

接下来，由此获得的OFDM符号在网络的传输信道上传输。应当注意，除了别的之外，传输信道的传输特性根据其环境的变化随时间波动。

在接收器侧，OFDM符号被接收到，然后通过根据发射器所使用的星座以及随后通过对误差校正码进行解码来解调QAM符号从而获得数据。

如今，利用在家庭电网络中分布高速流的载流型高速技术被广泛认为是有利的技术，这是因为，除了别的之外，其利用用户现有的分布网络，并且这种类型的传输信道的传输容量，即这种信道的传输速率较高。

然而，应当观察到，当本地电网络采用载流型技术而另一本地网络采用DSL型或者载流型的另一高速技术时，电网络上传输的载流信号与另一条网络上传输的信号之间会出现干扰。

当电网络的线路位于另一条网络的线路附近时会出现这种干扰。这是因为，由于这些高速技术至少部分采用了相同的保留频带以及相同的数据编码方法(在OFDM的情况下分布在载频上)，所以当电网络的线路位于另一条网络的线路附近时，这两条网络中的每一条的传输信道的传输性能会退化，具体而言，会导致这两条网络上传输速率的损失。

当两个本地网络中的调制解调器均由相同的电源供电时这种干扰会扩大，这是因为，除了别的之外，会出现调制解调器之间传导的耦合。

因此，使用电网络和另一网络来分布三重播放呈现的服务带来了这样的问题，电网络的调制解调器之间传输的载流信号与另一条网络上传输的信号之间存在干扰，另一网络可以为DSL型或者可能与前述电网络不同的电网络。

已知被称为比特加载的方法，其利用DSL网络中线路的传输信道的估计传输特性，通过载频上的分布对DSL信号的数据进行编码。

更确切地说，这种迭代法包括，考虑因噪音和在一定的谱密度曲线限制下而导致网络中其它线路的干扰，每次迭代均对线路的传输信道的传输速率与这条信道上所传输的信号的传输功率级进行优化。

通常采用两种方法来实现这种方法。

根据第一种方法，在每个载频的最大传输功率遵循一定的谱密度曲线的条件下使DSL网络上线路的传输信道的传输速率最大化。

根据第二种方法，在固定线路的传输信道的传输速率约束下使每一个载频的传输功率级最小化。参考K.Song等人的文章“DynamicSpectrumManagementforNext-GenerationDSLSystems”(用于下一代DSL系统的动态频谱管理)，IEEECommunicationsMagazine(IEEE通讯杂志)，2002年10月。

图1示出了用于阐明来自于传输信道的估计的信噪比SNR(F)的、载频上信号的数据分布的示例性结果的时序图。该时序图的上部示出了随载频改变的信号的传输功率谱密度P，这里载频编号为6至17。以每一个载频为中心的矩形表示每一个载频周围的频带的宽度。该时序图的下部示出了传输信道上估计的信噪比SNR(F)的示例。

根据该示例，信噪比SNR(F)尤其在载频9和10处非常高，其承载大部分的信号。信噪比SNR(F)尤其在载频14至17处非常低，其承载相对小部分的信号。

因此，对DSL信号的数据进行编码的方法减少了DSL网络中两条线路间所传输的信号之间的干扰。然而，该方法需要信号根据相同的时基适时同步。因此，该方法不适于减少在没有共同时基的两条网络上传输的信号之间的干扰，例如两个不同的电网络，或者一个电网络和一个DSL网络。

G.hn标准的当前版本限定这样的规范，必须服从不久将用于向用户分布三重播放服务的高速技术调制解调器，而不管这种分布是在电话金属对、同轴电缆、还是在电源线上进行，以使得这些不同媒质上传输的信号彼此的干扰尽可能地少。

在例如G.hn载流模式型的载流型网络中，调制解调器之一(被称为主调制解调器)完成同一传输媒质上的其它调制解调器之中的特定任务。该主调制解调器通过存储与其它调制解调器(被称为从调制解调器)有关的事件，并且还利用与从调制解调器有关的电网络的传输信道的传输特性，通过在载频上的分布来实现对载流型信号的数据进行编码的方法来充当某种网络头。这种方法利用频率资源或时间资源与被称为功率反馈的机制的统计共享，这种机制包括根据待传输的数据速率尽可能减少传输功率级。随后，载频及其功率级均独立于随时间改变的、传输信道的传输特性而确定。

因此，这种方法没有考虑在信号传输过程中因其它网络中的线路可能引起的干扰。

除了别的之外，该标准限定调制解调器的物理层、最大谱密度曲线以及从中选择载频的保留频带。根据这种标准的当前版本，保留频带从1Hz延伸至100MHz，总共3960个载频的占用为25kHz，而且传输功率密度为-50dBm/Hz。此外，该标准建议调制解调器的MAC层(该层处于比根据OSI模型的物理层更高的级上)根据关于电网络输送的交变电流频率同步的模型而运行。随后，这种类型的运行模式将被称为MAC模式。

此外，在对这种标准的贡献(ITUDocument09AG-061，StudyGroup15，Atlanta，Georgia，20February2009(ITU文献09AG-061，学习组15，亚特兰大，乔治亚州，2009年2月20日))中描述了在MAC循环过程中，调制解调器针对每一个所分配的载频测量传输信道的传输速率、信噪比以及背景噪声。

然而，这种贡献没有指出这些测量如何能够用于减少载流信号与另一条网络所传输的信号之间的干扰。

本发明人观察到，电网络与另一网络之间的耦合效应实质上是因为用于在电网络上传输OFDM符号的某些载频的高传输功率级而引起的。此外，还观察到，尽管存在DSL技术和载流技术的频面不同的事实，但是这些彼此干扰的频面的载频通常具有共同的值，即，相等或相似的值。

因此，本发明解决的技术问题是确定产生电网络上的调制解调器间传输的载流型第一信号与DSL或载流型的另一个网络上传输的第二信号之间的干扰的方法，所述信号通过在相同的保留频带中所分配的载频上的数据的分布来进行编码。

为此，该方法包括电网络中的每一个调制解调器测量可用于对第一信号进行编码的每一个载频的传输特性的步骤；通过分析所测量的传输特性检测至少一个被称为第二载频的载频的步骤，所述第二载频被分配或者可以被分配为对第二信号进行编码并且与被分配为对第一信号进行编码的至少一个被称为第一载频的载频是具有共同之处的，所述第一载频所测量的传输特性相对于先前测量的传输特性有所退化；以及优化第一信号的数据在载频上的分布的步骤，以便在优化第一信号的传输速率的情况下使第一载频的传输功率级最小化。

因此，通过测量能够用于对载流信号进行编码的载频的传输特性，确定这些载频是否对第二DSL信号或载流信号的载频存在干扰。然后，通过将这些载频与可用于对第二信号进行编码的载频进行比较，确切地确定这些载频是什么。然后，优化步骤还能够在除已经如此检测的那些载频之外的载频上优先分布第一信号的数据。

本发明还涉及被设计为实现这种方法的调制解调器以及包括至少一个调制解调器的、分布高速服务的系统。

通过阅读以下关于附图给出的示例性实施方式的描述，以上提及的本发明的特征和其它特征将更加清楚地呈现，在附图中：

图1是示出利用传输信道的估计信噪比在载频上分布数据的示例性结果的时序图；

图2示出了本发明的第一实施方式的图解说明；

图3示出了允许对信号Se和S在载频上的数据的分布进行竞争性优化的迭代算法的视图；

图4示出了用于竞争性地分布信号Se和S的数据的算法的两次迭代的图解说明；以及

图5示出了在包括至少一个从调制解调器和一个主调制解调器的电网络的情况下的设备的实施方式。

一般来说，本发明涉及减少电网络Re中的调制解调器M_CPL之间传输的载流信号Se与另一网络R中的调制解调器M之间传输的信号S之间的干扰的方法。

信号Se和S均通过在所分配的载频上分布数据来进行编码，如前述部分所描述的那样，所分配的载频全部属于相同的保留频带BF。用于对信号Se进行编码所分配的M个载频标记为F_1，m(m＝1至M)。

该方法还包括：步骤1，电网络Re中的每一个调制解调器M_CPL测量可用于对信号Se进行编码的每一个载频F的传输特性；步骤2，通过分析所测量的传输特性检测至少一个载频F_2，n，所述至少一个载频F_2，n被分配或者可以被分配为对信号S进行编码并且与被分配为对信号Se进行编码的至少一个载频F_1，m具有共同之处，并且所述至少一个载频F_2，n的测量传输特性相对于先前测量的传输特性有所退化；以及步骤3，优化载频上的信号Se的数据的分布，以便在优化信号Se的传输速率的情况下使与由此所检测的载频F_2，n具有共同之处的载频F_1，m的传输功率级最小化。

在步骤2中，传输特性能够以间距性质为基础，间距性质可以是固定的，例如，等于VDSL2型(4kHz或者8kHz)的载频之间的间隔，也可以根据载流(PTL)型、同轴型或者电话型的信道和/或根据这些信道的曲线而变化。这使得可以在测量传输特性的过程中远离传输带中存在的噪声。

根据该方法的一种实现，针对电网络中的每一个从调制解调器实现步骤1，而针对主调制解调器实现步骤2。

根据这种实现，在步骤1的过程中，每一个从调制解调器M_CPL测量保留频带BF中的每一个载频F上的传输特性。

优选地，载频F上所测量的传输特性为该载频的谱密度级P、与该载频有关的复合传输信道的增益|H|²和方差σ²以及信号Se的传输速率R₁。

接下来，通过每一个从调制解调器所得的测量值被传输到主调制解调器。

在步骤2的过程中，主调制解调器检测至少一个载频F_2，n是否与载频F_1，m具有共同之处，载频F_1，m的测量传输频率相对于先前的测量值有所降低。

为此，主调制解调器分析每一个载频的传输特性P_1，m、|H_1，m|²和以及从每一个从调制解调器接收的传输速率R₁。

该分析包括通过以下公式计算每一个载频F_1，m的信噪比SNR(F_1，m)：

$\mathrm{SNR}\left(F_{1,m}\right)=\frac{P_{1,m}{\left|H_{1,m}\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_{1,m}^2}$

以及将该信噪比与通过先前的测量传输特性计算出的信噪比进行比较的实施例。

根据另一实施例，主调制解调器将传输速率R₁与先前测量的传输速率进行比较。

当从调制解调器所测量的传输特性相对于先前的测量有所退化时，例如，当测量传输速率R₁小于先前测量的传输速率和/或当信噪比SNR(F_1，m)低于通过先前的测量传输特性计算出的比率值时，主调制解调器考虑被分配或者可以被分配为对信号S进行编码的每一个载频，并且针对这些载频中的每一个来确定其是否与载频F_1，m具有共同之处。如果情况就是如此，则该载频被标记为F_2，n。

根据该方法的一个实施方式，载频F_1，m与载频F_2，n在二者间的距离小于预定的最大距离时是具有共同之处的，该预定的最大距离可以为零，即，两个载频等于相同的值，或者严格地大于零，即，两个载频具有不同但是接近的值。

优选地，该距离由信号S的载频的Sinc函数被限制该Sinc函数的二次波瓣的滤波器加权后的结果与信号Se的载频的Sinc函数被限制该Sinc函数的二次波瓣的滤波器加权后的结果之间的差异来限定。

当在步骤2的过程中已经检测到至少一个载频F_2，n时，那么步骤2后继续进行优化载频上信号Se的数据的分布的步骤3，以便在优化信号Se的传输速率的情况下，使与载频F_2，n具有共同之处的载频F_1，m的传输功率级最小化。

现在展示步骤3的两个实施方式：第一个实施方式涉及网络R是DSL网络的情况，而第二个实施方式涉及网络R是可能远离电网络Re的电网络。

根据主调制解调器实现的、步骤3的第一个实施方式，其测量传输特性相对于先前的测量有所退化并且与载频F_2，n具有共同之处的载频F_1，m被频带BF的新载频F_1，p(p＝1至P)替代。应当注意到，P小于或等于M。

对于没有载频被分配为对信号S进行编码的保留频带BF的子频带中将要选择的每一个新的载频来说是有利的。

例如，在网络R是DSL网络的情况下，该子频带从30延伸至100mHz，这是因为该新载频将与分配为或者可以分配为对信号S进行编码的载频中的任何一个载频都不是具有共同之处的，从而避免了信号Se和S之间的任何干扰。

接下来，直至被编码在P载频F_1，m上的信号Se的数据被分布在新载频F_1，p上，以使得在每一个新载频F_1，p的最大传输功率遵照特定谱密度曲线的条件下使这些新载频的传输速率R^*最大化，即，数据的分布受到在约束条件P_1，p≥0下对以下公式求解的影响：

$R^{*}=\underset{P_{1,p}}{\max }\underset{p=1}{\overset{P}{\mathrm{\Σ}}}{\log }_2(1+\frac{P_{1,p}{\left|H_{1,p}\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}_{1,p}^2+\mathrm{\α}+\mathrm{\β}\sqrt{F_{1,p}}})---\left(1\right)$

其中，P_1，p，|H_1，p|²，为步骤1中进行的载频F_1，p的传输特性的测量值，并且表达式表示电网络Re与网络R之间的耦合的模型化。应当注意到，该耦合模型取决于反映实际情况的载频。

参数对(α，β)通过对步骤1中进行的每一个载频F的传输特性的测量值进行最小二乘的最小化来估计。

在这种情况下，P载频F_1，p有可能对数据进行编码直至被编码在P载频F_1，m上，即，替换载频之后的信号Se的传输速率等于从调制解调器先前所测量的信号Se的传输速率，步骤3终止。

在相反的情况下，即，如果优化步骤结束时获得的信号Se的传输速率小于信号Se先前测量的传输速率，那么在与该子频带互补的子频带中选择至少一个其它的载频F_1，c(c＝1至C)。在DSL网络的情况下，该互补的子频带从1延伸至30mHz。

当互补子频带中选择不只一个载频F_1，c时，这些载频被选择以使得它们分离最小的距离，以便防止它们之间产生任何干扰。

接下来，一直不能被编码在载频F_1，p上的信号Se的数据被分布在这些载频F_1，c上，以便在达到的测量传输速率R₁的条件下使每一个载频F_1，c所传输的功率级P_1，c最小化，即，一直不能被编码的信号Se的数据被编码。通过在约束条件下对以下公式进行求解来分布这些数据：

$P^{*}=\underset{P_{1,c}}{\min }\underset{c=1}{\overset{C}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{1,c}---\left(2\right)$

其中P_1，c，|H_1，c|²，是步骤1中载频F_1，c的传输特性的测量值，并且P^*指示所传输的总的最小功率级。

应当注意到，在互补子频带中选择的载频的数目是根据经验选择的，以使得载频F_1，m所承载的全部数据均分布在载频F_1，p和F_1，c上。

图2示出了该方法的第一实施方式的图解说明。

图2上部的时序图示出了在从频率1延伸至频率17的保留频带BF的子频带的编号为6至17的载频F_1，m上的信号Se的数据分布的示例。

假设在步骤2结束时，主调制解调器已检测到被分配为或者可以被分配为对信号S进行编码的两个载频F_2，1和F_2，2，它们与被分配为对信号Se进行编码的载频6和9具有共同之处。此外，可以假设，这些载频6和9的测量传输特性均相对于先前测量的传输特性有所退化。

图2中部的时序图示出了在载频6和9被频率6与17之间限定的子频带的载频14和15替代的情况下，根据公式(1)进行优化的结果。应当注意到，载频14和15均已被分配为对信号Se进行编码。因此它们承载的数据构成将要分布的数据的一部分。

从该示例中能够看出，直到被承载在载频6和9上为止，信号Se的数据(均加有载频14和15所承载的数据)被分布在新载频14和15上。

现在可以假设，直到被承载在载频6和9上为止，所有数据(均加有载频14和15所承载的数据)不能被分布在载频14和15上。

接下来，在载频1至5之间所限定的互补子频带中选择另外两个载频1和3。

底部的时序图示出了根据公式(2)优化的结果。能够看出，没有分布在载频15和14上的数据被分布在两个载频1和3上。

根据步骤3的第二个实施方式，网络R是电网络，信号S是在该网络R中的调制解调器之间传输的载流型信号。步骤3通过可接入这些主调制解调器中的每一个的设备来实现。

根据步骤3的该实施方式，载频F_1，m上信号Se的数据的分布被优化，以便在优化信号Se的数据的传输速率的情况下，使得与由此所检测的载频F_2，n具有共同之处的载频F_1，m的传输功率级最小化。然而，该优化是与在特定的谱密度曲线的约束下优化所分配的载频F_2，n上的信号S的数据分布有竞争地实现的。

图3示出了允许对信号Se和S在载频上的数据的分布进行竞争性优化的迭代算法的视图。

该算法基于W.Yu等人的文献中描述的一种算法，标题为“AnAdaptativeMultiuserPowerControlAlgorithmforVDSL(用于VDSL的可适应多用户功率控制算法)”，GLOBECOM01，2001年，第一卷，第394-398页，其中，通过表达式对例如G.hn载流型的电网络Re与例如G.hn载流型的电网络R之间的耦合进行建模。通过对步骤1中的每一个载频F的传输特性的测量值进行最小二乘的最小化来估计参数对(α，β)。

该算法的原理包括获得信号Se和S的数据的分布，以便得到测量传输速率R₁和R₂。

为此，首先将传输功率级P_1，m和P_2，n固定为预定值。接下来，在第一迭代步骤中，通常被称为迭代注水，在达到测量传输速率R₁的条件下使传输功率级P_1，m最小化，即，在约束条件下通过对以下公式(3)求解来进行，其中指数^*表示其是通过优化所取得的值：

$P_1^{*}=\underset{P_{1,m}}{\min }\left(\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{1,m}\right)---\left(3\right)$

其中，P_1，m，|H_1，m|²，是步骤1中的载频F_1，m的传输特性的测量值。在公式(3)的优化之后，在达到测量传输速率R₂的条件下使传输功率级P_2，n最小化，即，在约束条件下通过对以下公式(4)求解来进行，其中指数^*表示其是通过优化取得的值：

$P_2^{*}=\underset{P_{2,n}}{\min }\left(\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{P}_{2,n}\right)---\left(4\right)$

其中，传输特性均通过网络R中的每一个从调制解调器来测量，即，该载频的谱密度级P_2，n、与该载频有关的复合传输信道的增益|H_2，n|²和方差以及信号S的传输速率

一旦公式(4)已被优化，则再一次进行公式(3)的优化，然后对公式(4)优化，诸如此类，直至传输速率被估计为足够接近于(小于或大于或等于)所测量的传输速率R₁，并且传输速率被估计为足够接近于测量传输速率R₂。

当这两种情况均满足时，在第一步骤之后进行第二步骤，在第二步骤中，传输功率级P_1，m和P_2，n均依照以下关系式来更新：

只要传输速率大于测量传输速率R₁或者传输速率大于测量传输速率R₂，第一步骤之后就会接着进行第二步骤。

参数δ和ε均经验地固定，例如分别固定为3dB和10％。

图4示出了用于竞争性地分布信号Se和S的数据的算法的两次迭代的图解说明。

每一个时序图均示出了根据保留频带BF的载频的信号Se和S的谱传输功率密度。左上部的时序图示出了对传输功率级P_1，m和P_2，n初始化之后的密度P₁和P₂。右上部的时序图示出了传输功率级P_1，m已依照公式(3)优化的密度。能够看出，所获得的谱密度集中于没有被分配为对信号S进行编码的载频上，或者至少集中于传输功率级P_2，n最小的载频上。右下部的时序图示出了传输功率级P_2，n已依照公式(4)优化的密度。能够看到相同的现象，即，所获得的谱密度集中于没有被分配为对信号Se进行编码的载频上，或者至少集中于传输功率级P_1，m最小的载频上。

因此，在该算法的第一步骤的每次迭代中，谱传输功率密度彼此区分，由此防止了信号Se和S之间的干扰。

右下部的时序图示出了在算法的第一步骤的第二次迭代过程中，传输功率级P_1，m再一次根据公式(3)优化的谱传输功率密度。能够看出，谱传输功率密度遍布于大量载频上，这是因为载频F_1，m接近于载频F_2，n的传输功率级P_2，n小于先前迭代中的值。

因此，在算法的几次迭代之后，谱功率密度彼此区分，并且遍布于整个保留频带上。

根据本发明的一个特征，该方法的步骤周期性地重复进行。

优选地，重复周期T与电网络Re或R传送的交流电流的频率同步。例如，当MAC型调制解调器M_CPL的操作循环与频率F同步时，在时间段Δ后开始周期T，时间段Δ从电信号Se的每一次过零点开始。

在这种情况下，调制解调器M_CPL被设计为检测电信号Se的过零点，这使得该调制解调器能够在时间段Δ后发起执行该方法的步骤，时间段Δ也可以为零。

根据本发明的硬件方面之一，本发明涉及一种用于减少电网络中的调制解调器之间所传输的载流型第一信号与另一网络中的调制解调器之间所传输的第二信号之间的干扰的设备。

该设备包括用于实现如上所述的减少干扰方法的装置。

图5示出了这种设备在包括至少一个从调制解调器和一个主调制解调器的电网络的情况下的实施方式。

根据该方式，该设备通过主调制解调器和每一个从调制解调器M_CPLE部分地实现。

每一个从调制解调器M_CPLE是常规的载流型调制解调器，即，其被设计为将其数据被分布在载频上的信号Se发送到另一调制解调器。此外，每一个从调制解调器M_CPLE包括装置MM，其用于测量分配为对信号Se进行编码或者可以如此分配的每一个载频的传输特性。根据本发明，从调制解调器M_CPLE包括装置MT，其用于将所测量的传输特性发送到主调制解调器M_CPLM。

主调制解调器M_CPLM被设计为管理载频的分布。根据本发明，其包括装置MR和装置MD，装置MR用于接收每一个从调制解调器M_CPLE所测量的、可以使用的每一个载频的传输特性，装置MD用于通过对所述所测量的传输特性进行分析来检测至少一个载频F_2，n，至少一个载频F_2，n被分配或者可以被分配为对另一网络R中的调制解调器之间所传输的第二信号S进行编码，并且与分配为对信号Se进行编码而且其测量传输特性相对于先前测量有所退化的至少一个载频F_1，m具有共同之处。主调制解调器M_CPLM还包括用于对载频上信号Se的数据的分布进行优化的装置MO，以便在对第一信号Se的传输速率优化的同时，使得与由此所检测的载频F_2，n具有共同之处的第一载频F_1，m的传输功率级最小化。

根据实现的一个实施方式，装置MM、MD、MO均通过一组可编程的电子元件，具体而言利用存储装置来实现，而装置MT是与电网络中的调制解调器之间传输数据的常规装置进行通信的电子元件。

Claims (17)

1.减少电网络(Re)中的调制解调器(M_CPL)之间所传输的载流型第一信号(Se)与另一网络(R)中的调制解调器(M)之间所传输的第二信号(S)之间的干扰的方法，所述信号(Se,S)通过在相同的保留频带中所分配的载频上的数据的分布来进行编码，所述方法包括：

-测量步骤，所述电网络中的每一个调制解调器(M_CPL)测量可用于对所述第一信号(Se)进行编码的每一个载频(F)的传输特性，以及

-优化步骤，优化载频上所述第一信号(Se)的数据的分布，以便在所述第一信号(Se)的传输速率的约束下，使载频的传输功率级最小化，其特征在于，所述优化步骤包括：

-检测步骤，通过分析所测量的传输特性检测至少一个被称为第二载频的载频(F_2,n)，所述第二载频(F_2,n)被分配为对所述第二信号(S)进行编码并且与被分配为对所述第一信号(Se)进行编码的至少一个被称为第一载频的载频(F_1,m)具有共同之处，所述第一载频(F_1,m)的测量传输特性相对于先前测量的传输特性有所退化，以及

-在所述第一信号(Se)的传输速率的约束下优化所述第一信号(Se)的数据的分布，以使得与由此检测的所述第二载频(F_2,n)具有共同之处的所述第一载频(F_1,m)的传输功率级最小化。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，第一载频(F_1,m)与第二载频(F_2,n)在二者彼此分开的距离小于预定的最大距离(D)时具有共同之处。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述最大距离(D)为零，或者严格地大于零，或者大于等于零。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，载频(F)上测量的传输特性为该载频的谱密度级(P)、与该载频有关的复合传输信道的增益(|H|²)和方差(σ²)以及所述第一信号(Se)的传输速率(R₁)。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，第一载频(F_1,m)与第二载频(F_2,n)在二者彼此分开的距离小于预定的最大距离(D)时具有共同之处。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述最大距离(D)为零，或者严格地大于零，或者大于等于零。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的方法，其中，在优化步骤期间，测量的传输特性均相对于先前测量的传输特性有所退化并且与第二载频(F_2,n)具有共同之处的每一个第一载频(F_1,m)被所述保留频带BF的新载频(F_1,p)替代，并且直到在所述第一载频上进行编码为止，所述第一信号(Se)的数据都分布在所述新载频(F_1,p)上，以使得在每一个新载频(F_1,p)的最大传输速率遵照特定谱密度曲线的条件下所述新载频(F_1,p)的传输速率(R^*)得以最大化。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在没有载频被分配为对所述第二信号(S)进行编码的、所述保留频带的子频带中选择每一个新载频(F_1,p)。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，如果在优化步骤结束时获得的所述第一信号(Se)的所述传输速率小于该信号的测量传输速率，那么在与所述子频带互补的子频带中选择至少一个其它的载频(F_1,c)。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述互补子频带中选择所述载频，以使得二者分开的距离最小。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，不能被编码在所述新载频(F_1,p)上的所述第一信号(Se)的数据被分布在所述互补子频带的所述载频(F_1,c)上，以使所述互补子频带的每一个载频(F_1,c)的传输功率级(P_1,c)在达到所述第一信号(Se)的测量传输速率的条件下最小化。

12.根据权利要求1至6之一所述的方法，其中，在优化步骤期间，对所述第一载频(F_1,m)上所述第一信号(Se)的数据的分布进行优化，以便在优化所述第一信号(Se)的数据的所述传输速率的情况下使得与由此检测到的所述第二载频(F_2,n)具有共同之处的所述第一载频(F_1,m)的所述传输功率级最小化，并且竞争性地对所述第二载频(F_2,n)上所述第二信号(S)的数据的分布进行优化，以便在优化所述第二信号(S)的数据的所述传输速率的同时，使得所述第二载频(F_2,n)的所述传输功率级在特定的谱密度曲线(P)的约束下最小化。

13.根据权利要求1至6之一所述的方法，其中，所述测量步骤、所述检测步骤以及所述优化步骤均周期性地重复。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述测量步骤、所述检测步骤以及所述优化步骤的重复在电网络的电流的频率上同步。

15.用于减少电网络(Re)中的调制解调器(M_CPLE)之间传输的载流型第一信号(Se)与另一网络(R)中的调制解调器(M)之间传输的第二信号(S)之间的干扰的设备，所述信号(Se,S)通过在相同的保留频带中所分配的载频上的数据的分布来进行编码，所述设备包括：

-使得所述电网络中的每一个调制解调器(M_CPL)测量可用于对所述第一信号(Se)进行编码的每一个载频(F)的传输特性的装置(MM)，以及

-用于在所述第一信号(Se)的传输速率的约束下对所述载频上所述第一信号(Se)的数据的分布优化，以使载频的传输功率级最小化的装置(MO)，

其特征在于，所述设备还包括：

-用于检测的装置(MD)，其通过分析所测量的传输特性检测至少一个被称为第二载频的载频(F_2,n)，所述第二载频(F_2,n)被分配为对所述第二信号(S)进行编码并且与被分配为对所述第一信号(Se)进行编码的至少一个被称为第一载频的载频(F_1,m)具有共同之处，所测量的所述第一载频(F_1,m)的传输特性相对于先前的测量有所退化，并且其特征在于：

-用于在所述第一信号(Se)的传输速率的约束下对所述第一信号(Se)的数据的分布进行优化的装置(MO)被设置为使得与由此检测的所述第二载频(F_2,n)具有共同之处的所述第一载频(F_1,m)的传输功率级最小化。

16.调制解调器，被称为主调制解调器，其被设置为管理在电网络中传输的载流型的第一信号(Se)的被称为第一载频的载频的分布，所述调制解调器包括：

-用于接收所述电网络中的每个其它调制解调器所测量的、易于使用的每一个载频的传输特性的装置(MR)，以及

-用于在所述第一信号(Se)的传输速率的约束下对所述载频上所述第一信号(Se)的数据的分布进行优化，以使所述载频的传输功率级最小化的装置(MO)，

其特征在于，所述调制解调器还包括：

-用于检测的装置(MD)，其通过分析所测量的传输特性检测至少一个被称为第二载频的载频(F_2,n)，所述第二载频(F_2,n)被分配为对第二信号(S)进行编码并且与被分配为对所述第一信号(Se)进行编码的至少一个被称为第一载频的载频(F_1,m)具有共同之处，所述第一载频(F_1,m)的测量传输特性相对于先前的测量有所退化，并且其特征在于：

-用于在所述第一信号(Se)的传输速率的约束下对所述第一信号(Se)的数据的分布进行优化的装置(MO)被设置为使得与由此检测的所述第二载频(F_2,n)具有共同之处的所述第一载频(F_1,m)的传输功率级最小化。

17.用于在电网络中的调制解调器之间传输载流型信号的系统，其特征在于至少一个调制解调器是根据权利要求16所述的调制解调器。