CN102823193A - 数字用户线的信号处理方法、装置及数字用户线系统 - Google Patents

数字用户线的信号处理方法、装置及数字用户线系统 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及一种数字用户线的信号处理方法、装置及数字用户线系统，所述信号处理方法包括：采用待发送的帧的符号承载待发送数据；获取承载了所述待发送数据的待发送的帧中，未承载所述待发送数据的剩余符号的数量；在承载了所述待发送数据的待发送的帧中，添加所述剩余符号的数量信息，并发送承载了所述待发送数据并且添加了所述剩余符号的数量信息的帧。本发明实施例通过在待发送的帧中添加未承载该待发送数据的剩余符号的数量信息，使得接收方能够获知未承载该待发送数据的剩余符号的信息，从而不对剩余符号进行处理，节约了TDD DSL系统中信号处理功率，降低了功耗，使得TDD DSL系统实现了节能。

Description

数字用户线的信号处理方法、装置及数字用户线系统
技术领域
本发明涉及一种通信技术，尤其涉及一种数字用户线(DigitalSubscriber Line，DSL)的信号处理方法、装置及数字用户线系统。
背景技术
数字用户线技术是一种通过电话双绞线，即无屏蔽双绞线(UnshieldedTwist Pair，UTP)进行数据传输的高速传输技术。目前已经有的DSL技术包括非对称数字用户线(Asymmetrical Digital Subscriber Line，ADSL)、甚高速数字用户线(Very-high-bit-rate Digital Subscriber Line，VDSL)、基于综合业务数字网(Integrated Services Digital Network，ISDN)的用户数字线(ISDN Digital Subscriber Line，IDSL)和单线对高速数字用户线(Single-pair High-bit-rate Digital Subscriber Line，SHDSL)等。
在各种数字用户线技术(xDSL)中，除了IDSL和SHDSL等基带传输的DSL外，采用通带传输的DSL利用频分复用技术使得DSL业务与传统电话业务(Plain Old Telephone Service，POTS)共存于同一对双绞线上。同一对双绞线中，DSL业务占据高频段，POTS占用4KHz以下基带部分，POTS信号与DSL业务信号通过分离/整合器(Splitter)进行分离或合并。
随着光纤接入(Fiber-to-the-x，FTTx)建设的深入，双绞线应用场景越来短，在光纤接入末端(Fibre-To-The-Distribution point，FTTdp)场景下，双绞线典型应用距离小于100m，用户数量小于32个，可以使用的频带的带宽达到100MHz，单对线路可提供超过500Mbps的速率。
由于短距离DSL技术线路可达速率非常高，甚至可达到1Gbps，而用户的平均速率远远低于这个值，在传统DSL技术中，用户速率较低时，将在发送帧中填充空闲信息，在线路上信号保持发送，此时导致帧中大部分的符号上没有承载用户数据，承载的是空闲信息，但是承载空闲信息的符号，也消耗了数字前端(Digital front end，DFE)、模拟前端(Analog frontend，AFE)及线驱动(line Driver，LD)的功耗，接收方由于需要处理这些符号，也消耗了功率。
发明内容
本发明实施例提供一种数字用户线的信号处理方法、装置及数字用户线系统，用于实现数字用户线系统的节能。
本发明实施例的第一个方面是提供一种数字用户线的信号处理方法，包括：
采用待发送的帧的符号承载待发送数据；
获取承载了所述待发送数据的待发送的帧中，未承载所述待发送数据的剩余符号的数量；
在承载了所述待发送数据的待发送的帧中，添加所述剩余符号的数量信息，并发送承载了所述待发送数据并且添加了所述剩余符号的数量信息的帧。
本发明实施例的另一个方面是提供一种数字用户线的信号处理装置，包括：
承载模块，用于采用待发送的帧的符号承载待发送数据；
剩余符号获取模块，用于获取承载了所述待发送数据的待发送的帧中，未承载所述待发送数据的剩余符号的数量；
添加及发送模块，用于在承载了所述待发送数据的待发送的帧中，添加所述剩余符号的数量信息，并发送承载了所述待发送数据并且添加了所述剩余符号的数量信息的帧。
本发明实施例的又一个方面是提供一种数字用户线系统，包括上述信号处理装置。
本发明实施例提供的信号处理方法、装置及数字用户线系统的技术效果是：通过在待发送的帧中添加未承载该待发送数据的剩余符号的数量信息，使得接收方能够获知未承载该待发送数据的剩余符号的信息，从而不对剩余符号进行处理，节约了DSL系统中信号处理功率，降低了功耗，使得DSL系统实现了节能。
附图说明
图1A为本发明实施例提供的数字用户线的信号处理方法的流程图；
图1B为本发明实施例提供的数字用户线的信号处理方法中待发送的帧中的符号承载示意图；
图1C为本发明实施例提供的数字用户线的信号处理方法中待发送的帧的结构示意图；
图2为本发明实施例四提供的数字用户线的信号处理方法中不同端口的下行时隙同步示意图；
图3为本发明实施例四提供的数字用户线的信号处理方法中不同端口通过时间同步实现的下行时隙同步示意图；
图4为本发明实施例四提供的数字用户线的信号处理方法所要解决的串扰抖动的示意图；
图5为本发明实施例四提供的数字用户线的信号处理方法解决串扰抖动的示意图；
图6A为本发明实施例提供的数字用户线的信号处理装置的结构示意图；
图6B为本发明实施例提供的数字用户线的信号处理装置中同步信号产生模块的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的数字用户线系统的结构示意图。
具体实施方式
图1A为本发明实施例提供的数字用户线的信号处理方法的流程图。如图1A所示，该数字用户线的信号处理方法包括：
步骤11、采用待发送的帧的符号承载待发送数据。
步骤12、获取承载了该待发送数据的待发送的帧中，未承载该待发送数据的剩余符号的数量。比如，可以根据待发送数据的大小以及待发送的帧的数据容量，估算此次待发送的帧的符号中，填充的比特信息全为空闲信息的符号数量(即剩余符号)的数量，如图1B所示，其中灰色框为承载业务信息即待发送数据的符号，白框为承载空闲信息的符号。
步骤13、在承载了该待发送数据的待发送的帧中，添加该剩余符号的数量信息，并发送承载了该待发送数据并且添加了该剩余符号的数量信息的帧。其中，待发送的帧如图1C所示，包括操作与管理符号(Operation AndManagement Symbol，OAM Symbol)及数据符号。操作与管理符号用于承载数据量小，且实时性要求高的数据，比如：接收方误码过高指示信息。剩余符号的数量信息可以承载在操作与管理符号中，也可以承载在管理消息中，并将承载有剩余符号的数量信息的管理消息与数据信息混合后承载在数据符号中。其中，管理消息可以用于收发器传递数据量较大的管理与控制信息，比如：用户端设备(Customer Premises Equipment，CPE)侧的信噪比(Signalto Noise Rate，SNR)等。
在一种实施例中，管理消息与用户数据可以通过以下例子进行混合：数据符号承载的内容包含用户数据帧与管理消息帧，比如，在K个用户数据帧中插入一个管理消息帧，然后将用户数据帧和管理消息帧混合承载在数据符号上。
上述步骤11～步骤13可由时分双工(Time Division Duplex，TDD)DSL系统中的收发器执行。
可选地，发送该剩余符号时，将该剩余符号的信号发送功率置为0。
可选地，在承载了该待发送数据的待发送的帧中，添加该剩余符号的数量信息之后，还包括：
产生下行时隙同步信号；比如，收发器可以利用同源时钟、符号周期参数、上下行时间比例信息，产生所述下行时隙同步信号。
相应的，上述步骤13中，发送承载了该待发送数据并且添加了该剩余符号的数量信息的帧包括：在该下行时隙同步信号的触发下，发送承载了该待发送数据且添加了该剩余符号的数量信息的发送帧。
可选地，在发送该发送帧时，将该发送帧中预先指定的符号集合中所有符号的信号发送功率置为非0，该发送帧为承载了该待发送数据且添加了该剩余符号的数量的待发送的帧。
可选地，将该剩余符号替换为接收方已知的空闲符号。
可选地，该空闲符号可以与承载该发送数据的最后一个符号相同，或者为收发双方预先约定调制方式及比特承载内容的特定符号。
可替代地，可选地，将该剩余符号中的其中一部分符号替换为接收方已知的空闲符号，将该剩余符号中的另一部分符号的信号发送功率置为0。
本发明实施例中，信号处理方法通过在待发送的帧中添加未承载该待发送数据的剩余符号的数量信息，使得接收方能够获知未承载该待发送数据的剩余符号的数量信息，从而不对剩余符号进行处理，节约了TDD DSL系统中信号处理功率，降低了功耗，使得TDD DSL系统实现了节能。
下面通过实施例一至实施例四对信号处理方法做进一步详细说明。
实施例一
本实施例提供的数字用户线的信号处理方法包括：
收发器将待发送数据承载在待发送的帧的符号上；
收发器根据待发送数据的大小以及待发送的帧的数据容量，估算此次待发送的帧的符号中，填充的比特信息全为空闲信息的符号数量即剩余符号的数量，如K个符号，也可说是K个剩余符号；
收发器将承载空闲信息的所有K个符号的信号发送功率置为0，由于承载空闲信息的符号承载的信息为空，因此将其信号发送功率置为0不影响数据的通信质量，且降低了发送信号的功耗；
若K不为0，则收发器在待发送的帧操作与管理符号或管理消息部分中添加数量信息K，指示接收方在本帧中信号发送功率为0的符号的数量为K，以使得接收方接收到该指示后不对这K个符号进行处理，从而进一步降低了信号处理的功耗。
实施例二
本实施例提供的数字用户线的信号处理方法包括：
某一收发器将待发送数据承载在待发送的帧的符号上；
该收发器根据待发送数据的大小以及待发送的帧的数据容量，估算此次待发送的帧的符号中，填充的比特信息全为空闲信息的符号数量，如K个符号；
该收发器将填充的比特信息全为空闲信息的K个符号都使用空闲符号代替，该空闲符号为收发双方预先约定的一种特定符号，可以减少该收发器生成K个承载空闲信息的符号的DFE处理功耗，在接收该收发器发送的帧的接收侧，可以直接丢弃该空闲符号，不进行处理，从而进一步降低了功耗；
若K不为0，则收发器在待发送的帧的操作与管理符号或管理消息部分中添加数量信息K，指示接收方在本帧中该空闲符号的数量为K，以使得接收方接收到该指示后不对这K个空闲符号进行处理，从而进一步降低了信号处理的功耗。
其中，空闲符号可以与所在帧中的最后一个非空闲符号相同，也可以是调制方式与比特(bit)承载内容已被收发双方预先约定的特定符号。如：所有子载波承载bit 2，承载的bit由伪随机码产生器产生，伪随机码产生器的初始状态为预定值。
实施例三
本实施例将上述实施例一和实施例二进行结合，与上述实施例一、实施例二的不同之处在于，收发器将填充的比特信息全为空闲信息的K个符号中的一部分符号的信号发送功率置为0，另一部分符号用实施例二中的空闲符号代替。同样地，收发器在待发送的帧的操作与管理符号或管理消息部分中添加数量信息K，指示接收方在本帧中该填充的比特信息全为空闲信息的符号的数量为K，以使得接收方接收到该指示后不对这K个符号进行处理，从而进一步降低了信号处理的功耗。
实施例四
本实施例在上述实施例一、实施例二的基础上，还增加了同步处理操作，以解决现有DSL系统中可能存在的近端串扰问题。
在传统TDD DSL系统中，上下行频谱一般会存在重叠现象，如果上下行时隙不同步，当某一端口正在接收上行信号时，另外一个端口可能正在发送下行信号，此时，下行发送的信号会对其他端口产生近端串扰，干扰上行的接收，尤其在上下行频谱重叠的部分会产生较大干扰，将严重影响信号的解调，因此，本实施例进一步增加了同步处理操作，使得下行的各个DSL端口的符号与时隙同步，以解决TDD DSL系统的近端串扰的问题。
具体地，收发器发送帧时，要实现各端口之间的上下行时隙同步。如图2所示，端口1、端口2、...端口n端口之间实现下行时隙同步，能够避免端口1、端口2、...端口n端口之间下行帧的串扰，即解决DSL系统的近端串扰问题。上行同理。
以下描述本发明实施例的DSL系统中，DSL端口之间下行时隙同步的方法。具体地，可利用同源时钟、符号周期参数、上下行时间比例信息，产生下行时隙同步信号。各个DSL端口参照这个下时隙同步信号，进行上下行时隙切换。
或者，也可以如图3所示，实现各个DSL端口与网络时间源同步，即将某一个参考时间作为参考，计算下行时隙与参考时间的偏移，得到下行时隙的起始时间与结束时间，从而实现下行时隙的同步。
在实施例一中，由于发送的帧中承载空闲信息的所有K个符号的信号发送功率为0，使得发送的帧中部分符号承载功率，部分符号不承载功率，容易对其他用户的远端串扰产生抖动。如图4所示，用户1对用户2造成的远端串扰抖动，使得被影响的用户2测量得到的串扰噪声偏低，从而造成在有远端串扰的符号上的噪声保护能力不够。
因此，可选地，在达到了DSL系统各个DSL端口的帧进行同步之后，各个DSL端口在所有帧的预先指定的符号集合L上，信号发送功率不为0，即将该预先指定的符号集合L的信号发送功率置为非0。即便该预先指定的符号集合L中部分符号承载的是空闲信息，发送功率也不为0。如图5所示，各个接收器在该预先指定的符号集合L上，进行信噪比(SNR)测量，确保串扰噪声不会被错误估计，以解决远端串扰抖动问题。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
图6A为本发明实施例提供的数字用户线的信号处理装置的结构示意图。本发明实施例提供的信号处理装置可为DSL系统中用户端xDSL收发器，也可为DSL系统中局端xDSL收发器，如图6A所示，包括：承载模块61、剩余符号获取模块62及添加及发送模块63。
承载模块61用于采用待发送的帧的符号承载待发送数据。
剩余符号获取模块62用于获取承载了该待发送数据的待发送的帧中，未承载该待发送数据的剩余符号的数量，具体详见图1A～图1B的说明。
添加及发送模块63用于在承载了该待发送数据的待发送的帧中，添加该剩余符号的数量信息，并发送承载了该待发送数据且添加了该剩余符号的数量信息的帧，具体详见图1A～图1C的说明。
可选地，本发明实施例提供的信号处理装置还包括：
第一功率设置模块，用于在该添加及发送模块发送该剩余符号时，将该剩余符号的信号发送功率置为0。
可选地，本发明实施例提供的信号处理装置还包括：
同步信号产生模块，用于产生下行时隙同步信号；
并且，该添加及发送模块，还可以用于在该下行时隙同步信号的触发下发送承载了该待发送数据且添加了该剩余符号的数量信息的发送帧。
如图6B所示，该同步信号产生模块可至少利用同源时钟、符号周期参数、上下行时间比例信息，产生下行时隙同步信号。各个端口如端口1、端口2及端口3参照这个下时隙同步信号，进行上下行时隙切换。其中，同源时钟应用于各个端口，用于产生采样时钟。
可选地，该第一功率设置模块还用于在该添加及发送模块在该下行时隙同步信号的触发下发送该发送帧时，将该发送帧中预先指定的符号集合中所有符号的信号发送功率置为非0，该发送帧为承载了该待发送数据且添加了该剩余符号的数量信息的待发送的帧。
可选地，本发明实施例提供的信号处理装置还包括：
符号替换模块，用于将该剩余符号替换为接收方已知的空闲符号。
可选地，该空闲符号与承载该发送数据的最后一个符号相同，或者为收发双方预先约定调制方式及比特承载内容的特定符号。
可选地，该符号替换模块可以具体用于将该剩余符号中的其中一部分符号替换为接收方已知的空闲符号；
相应地，该信号处理装置还包括：
第二功率设置模块，用于将该剩余符号中的另一部分符号的信号发送功率置为0。
本发明实施例中，数字用户线的信号处理装置通过添加及发送模块在待发送的帧中添加未承载该待发送数据的剩余符号的数量信息，使得接收方能够获知未承载该待发送数据的剩余符号的信息，从而不对剩余符号进行处理，节约了TDD DSL系统中信号处理功率，降低了功耗，使得TDD DSL系统实现了节能。
本发明实施例提供的数字用户线系统包括上述装置实施例提供的任一种数字用户线的信号处理装置。
以图7为例，本发明实施例提供的数字用户线系统包括用户端xDSL收发器720和局端xDSL收发器750。局端xDSL收发器750可以设置在DSL接入复用器(DSLAccess Multiplexer，DSLAM)，通常，DSLAM可以包括多个局端xDSL收发器750，用来提供多路DSL接入。通带传输的xDSL采用离散多音频调制(Discrete Multi-Tone Modulation，DMT)技术进行调制和解调。
如图7所示，用户端xDSL收发器720包括用户端收发单元721和分离/整合器722。局端xDSL收发器750包括局端收发单元752和分离/整合器751。
其中，用户端收发单元721及局端收发单元752可为上述装置实施例提供的任一种数字用户线的信号处理装置。
在上行方向，用户端收发单元721接收来自计算机710的DSL业务信号，并对所收到的DSL业务信号进行放大处理。然后，用户端收发单元721将处理后的DSL业务信号发送至分离/整合器722。
分离/整合器722将来自用户端收发单元721的DSL业务信号和电话终端730的POTS信号进行整合处理，比如对DSL业务信号和POTS信号进行复用，并将整合后的信号通过UTP 740的传输。
局端xDSL收发器750中的分离/整合器751接收用户端xDSL收发器720整合处理后的信号。分离/整合器751将接收的信号进行分离，将其中的POTS信号发送至公用电话交换网(Public Switched Telephone Network，PSTN)760，将其中的DSL业务信号发送至局端xDSL收发器750的局端收发单元752。局端收发单元752再将收到的DSL业务信号进行放大处理，之后发送至网络管理系统(Network Management System，NMS)770。
在信号的下行方向，则信号按照与上述相反的顺序进行处理和传输。
本发明实施例提供的数字用户线系统通过采用上述装置实施例提供的任一种信号处理装置，在信号处理方法时，通过在待发送的帧中添加未承载该待发送数据的剩余符号的数量信息，使得接收方能够获知未承载该待发送数据的剩余符号的信息，从而不对剩余符号进行处理，节约了TDD DSL系统中信号处理功率，降低了功耗，使得TDD DSL系统实现了节能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (15)

1.一种数字用户线的信号处理方法，其特征在于，包括：
采用待发送的帧的符号承载待发送数据；
获取承载了所述待发送数据的待发送的帧中，未承载所述待发送数据的剩余符号的数量；
在承载了所述待发送数据的待发送的帧中，添加所述剩余符号的数量信息，并发送承载了所述待发送数据并且添加了所述剩余符号的数量信息的帧。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，发送所述剩余符号时，将所述剩余符号的信号发送功率置为0。
3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，
所述发送承载了所述待发送数据并且添加了所述剩余符号的数量信息的帧包括：产生下行时隙同步信号，并在所述下行时隙同步信号的触发下，发送承载了该待发送数据且添加了该剩余符号的数量信息的发送帧。
4.根据权利要求2所述方法，其特征在于，还包括：
在发送所述发送帧时，将所述发送帧中预先指定的符号集合中所有符号的信号发送功率置为非0，所述发送帧为承载了所述待发送数据且添加了所述剩余符号的数量的帧。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括：将所述剩余符号替换为接收方已知的空闲符号。
6.根据权利要求5所述方法，其特征在于，所述空闲符号与承载所述发送数据的最后一个符号相同，或者为收发双方预先约定调制方式及比特承载内容的特定符号。
7.根据权利要求1所述方法，其特征在于，还包括：将所述剩余符号中的其中一部分符号替换为接收方已知的空闲符号，将所述剩余符号中的另一部分符号的信号发送功率置为0。
8.一种数字用户线的信号处理装置，其特征在于，包括：
承载模块，用于采用待发送的帧的符号承载待发送数据；
剩余符号获取模块，用于获取承载了所述待发送数据的待发送的帧中，未承载所述待发送数据的剩余符号的数量；
添加及发送模块，用于在承载了所述待发送数据的待发送的帧中，添加所述剩余符号的数量信息，并发送承载了所述待发送数据并且添加了所述剩余符号的数量信息的帧。
9.根据权利要求8所述装置，其特征在于，还包括：
第一功率设置模块，用于在所述添加及发送模块发送所述剩余符号时，将所述剩余符号的信号发送功率置为0。
10.根据权利要求9所述装置，其特征在于，还包括：
同步信号产生模块，用于产生下行时隙同步信号；
其中，所述添加及发送模块，用于在所述下行时隙同步信号的触发下发送承载了该待发送数据且添加了该剩余符号的数量信息的发送帧。
11.根据权利要求9所述装置，其特征在于，所述第一功率设置模块还用于在所述添加及发送模块发送所述发送帧时，将所述发送帧中预先指定的符号集合中所有符号的信号发送功率置为非0，所述发送帧为承载了所述待发送数据且添加了所述剩余符号的数量信息的帧。
12.根据权利要求8所述装置，其特征在于，还包括：
符号替换模块，用于将所述剩余符号替换为接收方已知的空闲符号。
13.根据权利要求12所述装置，其特征在于，所述空闲符号与承载所述发送数据的最后一个符号相同，或者为收发双方预先约定调制方式及比特承载内容的特定符号。
14.根据权利要求8所述装置，其特征在于，所述符号替换模块具体用于将所述剩余符号中的其中一部分符号替换为接收方已知的空闲符号；
所述装置还包括：
第二功率设置模块，用于将所述剩余符号中的另一部分符号的信号发送功率置为0。
15.一种数字用户线系统，其特征在于，包括局端xDSL收发器和用户端xDSL收发器，所述局端xDSL收发器通过双绞线连接到所述用户端xDSL收发器，其中所述局端xDSL收发器和/或所述用户端xDSL收发器包括上述权利要求8-14任一项所述的数字用户线的信号处理装置。
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