CN104022918B - 数字用户线路dsl系统估计 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种数字用户线路DSL系统估计。对如DSL系统的通信系统配置的估计基于从网络元件管理系统、协议、使用者等收集的运行数据。从所述系统收集的运行数据可以包括通常可通过元件管理系统协议从DSL系统获得的性能特性运行数据。所生成的估计和/或近似值可以用于评估系统性能，和还可用于由指示系统中发送机和/或其它部件直接或间接规定/要求改变或推荐运行中的改进。数据和/或其它信息可以利用“内部”装置来收集，或通过电子邮件和/或其它“外部”装置从系统元件和部件来获取。模型准确性的似然性可以基于各种数据、信息和/或系统性能的指示符，例如，所观测的正常运行数据、测试数据和/或示出基于激励信号的运行性能的即时运行数据。

Description

数字用户线路DSL系统估计
约翰·M·卡尔夫、李元宗、宾·李、郑盛泽、乔治斯·吉尼斯
本申请是申请日为2006年7月8日、申请号为200680027968.7(PCT/US2006/026795)且名称为“数字用户线路DSL系统估计”的发明的分案申请。
对相关申请的交叉引用
本申请是于2004年4月2日提交的，标题为DSL SYSTEM ESTIMATION ANDPARAMETER RECOMMENDATION(DSL系统估计和参数推荐)的美国专利申请No.10/817,128(代理机构编号No.0101-p03p)的部分连续案，该专利申请根据美国法典第35章第119(e)条，申请要求于2003年12月7日提交的，标题为DYNAMIC MANAGEMENT OF COMMUNICAION SYSTEM(通信系统的动态管理)的美国临时申请No.60/527,853(代理机构编号No.0101-p01p)的优先权权益，以上申请的公开内容出于所有目的以其整体通过引用合并于此。
根据美国法典第35章第119(e)条，本申请要求于2005年7月10日提交的，标题为DSL SYSTEM(DSL系统)的美国临时申请No.60/698,113(代理机构编号No.0101-p28p)的优先权权益，该申请的公开内容出于所有目的以其整体通过引用合并于此。
关于联邦资助研究或开发的声明
无
对序列表、表格或计算机程序列表光盘附录的引用
无
技术领域
本发明一般地涉及用于管理数字通信系统的方法、系统及装置。更具体地说，本发明涉及估计诸如DSL系统的通信系统中的一条以上信道或线路的配置。
背景技术
数字用户线路(DSL)技术为现有电话用户线路(称为环路和/或铜设备)上的数字通信提供潜在的大带宽。术语“xDSL”和“DSL”通常指的是数字用户线路设备和服务，包括基于分组的架构，例如ADSL、HDSL、SDSL、SHDSL、IDSL、VDSL和RADSL。DSL技术可以在嵌入式双绞线、铜缆设备上提供非常高的带宽，并为带宽密集型应用提供很大的潜力(potential)。与DSL服务(利用频率高至30MHz的带宽)相比，DSL服务比传统的电话服务(通常利用频率高至大约4KHz的带宽)更加依赖于线路条件(例如，铜环路的长度、质量和环境)。
虽然一些本地环路处于很好的条件来实现DSL(例如，具有中短的长度、装有微滤波器或分路器，没有桥接抽头，并且没有坏接头)，但是很多本地环路不是很合适。例如，本地环路的长度相差很大，针对本地环路的导线，规格可能在环路长度上不一致(两个以上不同的导线规格接合在一起)，很多环路没有正确安装的微滤波器或分路器，并且很多现有的本地环路可能具有一个以上桥接抽头(一端连接到环路、另一端未连接或不良终结的一段导线配对)。另外，本地环路可能具有坏接头或坏连接器，或者它们可能具有与环路串联的传统设备(合用线(party-line)系统，报警系统等)。这种类型的线路信息对于DSL系统的评估和配置很重要，并且意味着DSL环路之间有区别，因此表现不同。信息可以关于单独的线路而存在，或可以利用早先的技术来确定(例如，利用声音频带测量和环路资格方法评估)。然而，这些信息中的一些的准确性是有问题的；已经发现即使在同一组线路中，线路质量也相差很大。进一步，声音频带测量不总是准确地反映环路的DSL环境。因此，评估各捆扎或其它组中的单条线路，例如，并且然后将该信息外推至该组中的所有其它线路的技术，可能提供不了关于那些其它线路甚至所评估线路本身的准确信息。
其它技术包括利用时域反射计来描述DSL传输线路的特性，其中预定的测试信号从始发点发送到DSL传输线路，所述线路将信号的一部分反射回始发点，并且所反射的信号被分析以确定传输线路特征。在其它情形下，基准环路可能被分析和/或描述特征以生成传递函数和对基准环路中衰减、噪声等对信号的影响进行建模。通常，在一个捆扎或其它线路组中选择并评估一个基准环路。
允许对包括DSL捆扎和其它组的DSL系统进行建模的系统、方法及技术在本领域中展现明显进步。特别地，管理系统可能只提供线路上的微少的有限信息，从所述有限信息推断出更多本质信息的系统可以在DSL服务速率和相关范围中展现相当大的进步。
发明内容
本发明的方法、系统、计算机程序产品及其它实施例利用对诸如DSL系统的通信系统配置的估计，所述估计基于从网络元件管理系统、协议、使用者等收集的运行数据。从所述系统收集的所述运行数据包括通常可以通过元件管理系统协议从DSL系统获得的性能特性运行数据。所生成的估计和/或近似值可以用在评估系统性能，还可以用于由所述通信系统中的发送机和/或其它部分直接地或间接地指令/要求改变或推荐运行中的改进。数据和/或其它信息可以利用“内部”装置来收集，或通过电子邮件和/或其它“外部”装置从系统元件和部件获取。模型的准确性的似然性可以基于各种数据、信息和/或系统性能的指示符，例如所观测的正常运行数据、测试数据和/或示出以激励信号为基础的运行性能的即时信号。这种即时信号的一个例子使用给定信道的Hlog来获取关于桥接抽头、坏接头和丢失或滥用的微滤波器的信息。
期望对其进行近似的系统配置可以包括：环路配置、环路长度、桥接抽头的存在、桥接抽头的长度、坏接头的存在、微滤波器或分路器的缺少等。数据可以一次收集或随时间收集，例如，基于周期收集、基于需求收集，或基于任何其它非周期的方式收集，从而允许估计器在需要的时候更新其系统配置近似值。
在下文的详细描述和相关附图中将提供本发明的进一步内容和优点。
附图说明
通过下文中结合附图的详细描述将易于理解本发明，其中相同的附图标记指代相同的结构元件，附图如下：
图1是按照G997.1标准的示意性方框参考模型系统。
图2是示出一般的、示例性DSL部署的示意图。
图3A是根据本发明一个实施例的控制器，其包括基于模型的控制单元。
图3B是根据本发明一个实施例的DSL优化器。
图4是具有桥接抽头的DSL线路的测试环路参数矢量和根据本发明一个以上实施例的没有桥接抽头的DSL线路的基准参数矢量之间差异的曲线。
图5是根据本发明一个以上实施例的一种以上方法的流程图。
图6示出针对DSL线路的回声和信道频率响应的幅度。
图7是具有和没有坏接头的DSL环路的插入损失曲线。
图8是根据本发明一个以上实施例的一种以上方法的另一流程图。
图9是针对DSL线路的回声和信道频率响应幅度曲线。
图10图示出针对ADSL系统的电话与调制解调器的阻抗之比。
图11图示出DSL环路的CPE处的信道传递函数。
图12图示出DSL环路的CPE处的回声传递函数。
图13是根据本发明一个以上实施例的一种以上方法的又一流程图。
图14是适合于实现本发明实施例的典型计算机系统的方框图。
具体实施方式
下文将参照本发明的一个或多个实施例详细描述本发明，但是本发明并不限于这些实施例。更确切地说，这些详细描述仅仅意图作为示意性的。本领域的技术人员将易于认知，在此参照附图给出的详细描述用于示例性目的，而本发明超出了这些受限的实施例。
本发明实施例基于从网络元件管理系统、协议等收集的运行数据来估计给定xDSL系统(也等效地称为DSL系统)的配置。利用如此生成的估计结果，控制器例如通过设置使用者的数据速率、发送功率级别等来控制运行模式(或推荐一模式)。虽然DSL系统的精确配置可能不可确定，但是出于各种目的，利用本发明所获取的整体或部分近似或估计仍然是非常有价值的，所述目的包括但不限于，辅助使用者优化他们对系统的使用，或检测那些只需要线路配置的最小改变就能明显改进性能的线路，或识别需要技术人员干涉的线路。从系统收集的运行数据可以包括通常可以通过元件管理系统协议从DSL系统获取的表征性能的运行数据。估计器和/或控制器(例如，动态频谱管理器或其他独立实体)可以以各种方式执行这些方法和实施本发明。
如以下更详细的描述，实现本发明一个以上实施例的估计器可以是通信设备的一部分(例如，动态频谱管理器或频谱管理中心)。这些部件可以是计算机实现的设备或收集和分析适当运行数据的设备组合。所生成的估计结果可以用来评估系统性能并直接或间接指示/要求改变，或由在系统上运行的发送机推荐运行中的改进。控制器和/或估计器可以位于任何地方。在一些实施例中，控制器和/或估计器处于DSL CO中。在其它情况下，它们可以由位于CO外部的第三方操作。可用于本发明实施例的控制器和/或估计器的结构、程序设计和其它特有特征对于阅览过本公开内容的本领域技术人员而言将是显而易见的。
以下一些本发明实施例的例子将利用DSL系统作为示例性通信系统。在这些DSL系统中，特定的协定、规则、协议等可以用于描述该示例性DSL系统的运行以及可以从使用者和/或系统上的设备得到的信息和/或数据。但是，如本领域技术人员将认知到的，本发明实施例可以应用于各种通信系统，并且本发明也不限于任何特定的系统。本发明可以用在关于系统配置的知识可能有价值的任何数据传输系统中。
各种网络管理元件用于管理DSL物理层资源，此处，元件指的是在DSL调制解调器对中的两端或者一端中的参数或功能。网络管理框架包括一个以上被管理节点，每个节点均包含代理。被管理的节点可为路由器、网桥、交换机、调制解调器等等。至少一个经常称为管理器的NMS(网络管理系统)监视和控制被管理的节点，并通常基于普通PC或其它计算机。管理器和代理用网络管理协议来交换管理信息和数据。管理信息的单位是对象。相关对象的集合被定义为管理信息库(MIB)。
图1示出了根据G.997.1标准(G.ploam)的参考模型系统，该标准出于所有目的通过引用以其整体合并于此。这种模型应用于符合各种标准、可包括也可不包括分路器的所有ADSL系统，所述标准例如ADSL1(G.992.1)、ADSL-Lite(G.992.2)、ADSL2(G.992.3)、ADSL2-Lite(G.992.4)、ADSL2+(G.992.5)和VDSL2(G993.2)标准，以及G.991.1和G.991.2SHDSL标准，所有这些标准可以都具有或者不具有捆绑(bonding)。该模型对于本领域技术人员是众所周知的。
G.997.1标准基于由G.997.1限定的清晰嵌入式运行信道(EOC)并使用由G.99x标准限定的指示符比特和EOC消息，来为DSL传输系统指定物理层管理。此外，G.997.1为配置、故障和性能管理指定网络管理元件内容。在执行这些功能时，系统采用在接入节点(AN)处可用的多个运行数据。
在图1中，使用者的终端设备110连接到本地网络112，并进一步连接到网络终结单元(NT)120。NT 120包括ATU-R 122(例如，由ADSL标准之一所定义的收发机)或者任何其它合适的网络终结调制解调器、收发机或者其它通信单元。NT 120还包括管理实体(ME)124。ME 124可以是任何合适的硬件设备，例如微处理器、微控制器或者固件或硬件形式的电路状态机，这些设备能够根据任何可应用的标准和/或其它规范的需要完成任务。ME 124收集性能数据，并将性能数据存储在其MIB中，所述MIB是由每个ME维护的信息数据库，并且可以通过诸如SNMP(简单网络管理协议)的网络管理协议或者TL1命令来访问，所述SNMP是一种管理协议，用来从网络设备收集信息以提供给管理员控制台/程序，而TL1是一种已经建立很久的命令语言，用来在电信网络元件之间规划响应和命令。
系统中的每个ATU-R都连接到位于CO或其它中心位置中的ATU-C。在图1中，ATU-C142位于CO 146中的接入节点(AN)140处。ME 144类似地维护一关于ATU-C 142的性能数据的MIB。AN 140可以连接到宽带网络170或者其它网络，如同本领域技术人员所认知的。ATU-R 122和ATU-C 142由环路130连接在一起，在ADSL的情况下，该环路130通常是还承载着其它通信服务的电话双绞线。
图1所示接口中的一些可用来确定和收集性能数据。Q接口155在运营商的NMS 150和AN 140中的ME 144之间提供接口。在G.997.1标准中指定的所有参数均适用于Q接口155。ME 144所支持的近端参数从ATU-C 142得到，而来自ATU-R 122的远端参数可从U接口上的两个接口中的任意一个得到。利用嵌入信道132发送且在PMD层处提供的指示符比特和EOC消息，可以用来在ME 144中生成所需要的ATU-R 122参数。作为替代地，OAM信道以及合适的协议可以用来在ME 144请求的时候从ATU-R 122中取回参数。类似地，来自ATU-C 142的远端参数可以由U接口上的两个接口中的任意一个获得。在PMD层提供的指示符比特和EOC消息，可以用来在NT 120的ME 122中生成所需要的ATU-C 142参数。作为替代地，OAM信道和合适的协议可以用来在ME 124请求的时候从ATU-C 142中取回参数。
在U接口(本质上是环路130)处，有两个管理接口，一个位于ATU-C 142(U-C接口157)处，另一个位于ATU-R 122(U-R接口158)处。接口157为ATU-R 122提供ATU-C近端参数，以通过U接口130取回。类似地，接口158为ATU-C 142提供ATU-R近端参数，以通过U接口130取回。可适用的参数可以取决于正在使用的收发机标准(例如，G.992.1或G.992.2)。
G.997.1标准指定了通过U接口的可选OAM通信信道。如果实现该信道，ATU-C和ATU-R配对可以使用该信道来传递物理层OAM消息。于是，这种系统的收发机122、142可以共享在其各自的MIB中维护的各种运行数据和性能数据。
可以在1998年3月的ADSL论坛中，从标题为“ADSL Network Element Management(ADSL网络元件管理)”的DSL论坛技术报告TR-005中，找到关于ADSL NMS的更多信息，所述技术报告出于所有目的以其整体通用引用合并于此。另外来自2004年5月的DSL论坛的标题为“CPE WAN Management Protocol(CPE WAN管理协议)”的DSL论坛技术报告TR-069也出于所有目的以其整体通过引用合并于此。最后，来自2004年5月的DSL论坛的标题为“LAN-SideDSL CPE Configuration Specification(LAN侧DSL CPE配置规范)”的DSL论坛技术报告TR-064也出于所有目的以其整体通过引用合并于此。这些文献陈述了CPE侧管理的不同情况。另外，2006年6月的编号为NIPP-NAI-2006-028R2的NIPP-NAI草案技术报告“DynamicSpectrum Management Technical Report(动态频谱管理技术报告)”中陈述了CO和CPE侧管理的若干情形。
如本领域技术人员将认知到的，这些文献所描述的运行数据和/或参数中的至少一部分可以用于本发明实施例。此外，至少一些系统描述同样可用于本发明实施例。可以在此找到可以从ADSL NMS获得的各种类型的运行数据和/或信息；其它为本领域技术人员所公知。
在DSL设备的典型布局中，多个收发器配对正在运行并且/或者可用，而每条用户环路的一部分都与一多对捆扎(或者集束(bundle))中其它使用者的环路搭配。在机架后面，非常靠近客户前端设备(CPE)，环路采用引入线(drop line)的形式并离开集束。因此，用户环路经过两种不同环境。环路的一部分可位于捆扎内部，在该处，环路有时候免于外部电磁干扰，但是却受到串音干扰。在机架后面，由于对于引入线的大部分来说该配对远离其它配对时，因此引入线通常不受串音影响；但是由于引入线未被屏蔽，因此传输也可能被电磁干扰明显地削弱。许多引入线具有2－8个双绞线，而在对这些线路的归属或者捆绑提供多项服务(单个服务的复用和解复用)的情况下，在引入线节段中的这些线路之间会发生额外的显著串音。
图2示出了一种普通的示例性DSL部署场景。总计(L+M)个使用者的所有用户环路291、292经过至少一个公共的捆扎。每个使用者经专用线路连接到中心局(CO)210、220。不过，每条用户环路可能经过不同环境以及介质。在图2中，L个使用者291使用光纤213和铜双绞线217的组合连接到CO 210，这种情况通常称为光纤到室(Fiber to the Cabinet，FTTCab)或光纤到楼群(Fiber to the Curb)。来自CO 210中的收发机211的信号被CO 210中的光线路终端212和光网络单元(ONU)218中的光网络终端215转换。ONU 218中的调制解调器216用作ONU 218和使用者291之间信号的收发机。
其余的M个使用者292的环路277只为铜双绞线，这种场景称为光纤到交换台(FTTEx)。只要可能并且经济上可行，FTTCab都优于FTTEx，因为它减小用户环路的铜质部分的长度，并因此增大了可实现的速率。FTTCab环路的存在会对FTTEx环路造成问题。此外，FTTCab被期待成为将来日益普及的布局。这种类型的布局可导致显著的串音干扰，并意味着，不同使用者的线路由于其工作于特定环境而具有不同的数据承载能力和性能能力。这种布局可使得，光纤馈送“室”线路和交换线路可以混合在同一捆扎中。
如图2可见，从CO 220至使用者292的线路共享捆扎222，该捆扎不被CO 210和使用者291之间的线路使用。此外，另一捆扎240对于通向/来自CO 210和CO 220以及它们各自的用户291、292的所有线路而言是公共的。
根据图3A中示出的本发明一个实施例，估计器300可以为监视DSL系统的独立实体的一部分，所述独立实体例如辅助使用者和/或一个以上系统操作者或提供者优化他们对系统的使用的控制器310(例如动态频谱管理器)。这种动态频谱管理器(动态频谱管理器也称为动态频谱管理中心、DSL优化器、DSM中心、系统维护中心或SMC)可以大大收益于对系统的精确或近似配置的了解。在一些实施例中，控制器310可以是操作来自CO或其它位置的若干DSL线路的ILEC或CLEC。如从图3A中的虚线346所见，控制器310可以在CO146中，也可以在CO 146和任何在系统内运行的单元外部并独立于它们。此外，控制器310可以连接到和/或控制多个CO。在图3A的示例性系统中，分析装置340连接到控制器310中的运行模式指令信号发生装置350。该信号发生装置350被配置为生成运行模式指令信号，并将所述指令信号发送到通信系统(例如，ADSL收发机)中的使用者。这些指令可以包括可接受的数据速率、发送功率级别、编码和等待时间需求等。
寻求对其进行近似的系统配置可以包括环路配置、环路长度、桥接抽头的存在、桥接抽头的长度、坏接头的存在、微滤波器或分路器的缺乏、环路中一些传统(legacy)设备的存在等。如本领域技术人员将认知的，如果控制器/动态频谱管理器是完全独立的实体(即，不被拥有和/或操作CO内部线路的公司所拥有和/或操作)，其无法获得大多数系统配置信息。即使在CLEC或ILEC作为控制器310的情况下，大多数系统配置数据也是未知的。
估计器300包括被标识为收集装置的数据收集单元320和被标识为分析装置的分析装置340。如图3A中所见，收集装置320(可以是通常已知类型的计算机、处理器、IC、计算机模块等)可以连接到NMS 150、在AN 140处的ME144和/或由ME144维护的MIB148，这些设备中的任何或所有设备都可以是用于示例的ADSL和/或VDSL系统的一部分。也可以通过宽带网络170(例如，通过TCP/IP协议或其它协议或除给定DSL系统内的正常内部数据通信之外的手段)收集数据。这些连接中的一个以上连接允许估计器从所述系统和其他适当的地方收集运行数据。数据可以一次性收集或随时间收集。在某些情况下，收集装置320可以周期性地进行收集，尽管它也可以根据请求收集数据或以任何其它非周期性的方式收集数据(例如，当DSLAM或其它部件向基于模型的控制单元发送数据时)，从而允许估计器300在需要的时候更新其信息、配置近似值等。
由装置320收集的数据被提供给分析装置340(可以是通常已知类型的计算机、处理器、IC、计算机模块等)用于进行关于系统估计等的分析和任何决策，所述系统估计等可以用于操作用来发送数据的一条以上DSL线路，或用于确定如何配置给定DSL系统中的一条以上DSL线路的运行。
在图3A的示例性系统中，分析装置340连接到控制器310中的信号发生装置350。该信号发生器350(可以是计算机、处理器、IC、计算机模块等)被配置为生成指令信号，并向调制解调器和/或DSL系统的其他部件(例如，ADSL和/或VDSL收发机和/或系统中的其它设备、部件等)发送该指令信号。这些指令可以包括关于数据速率、发送功率级别、编码和等待时间需求、重新训练调度和实施、系统配置指令等的指令。可以在控制器310判断关于DSL系统的运行假设(例如，桥接抽头、坏接头、微滤波器的存在，不存在，位置等)是否与由分析装置340推导出的所估计系统配置一致之后生成所述指令，作为配置和/或控制连接到控制器310的DSL系统的运行的基础。
本发明实施例可以利用一个以上数据库、资料库或其它数据集合，所述数据与所收集的运行数据和之前所构造的系统配置/估计等有关。该参考数据的集合可以存储为，例如，图3A的控制器310中的资料库348，并且被分析装置340和/或收集装置320所使用。
在本发明的一些实施例中，可以在诸如PC、工作站等的计算机中实现估计器300。收集装置320和分析装置340可以为软件模块、硬件模块或软件模块和硬件模块的组合，如本领域技术人员将认知的。为了管理大量线路，可以引入数据库来管理所述线路生成的大量数据。
图3B中示出了本发明的另一个实施例。DSL优化器365(担任控制器)在DSLAM 385或其它DSL系统部件(例如，RT、ONU/LT等)上运行，或者与DSLAM 385或其它DSL系统部件共同运行，所述DSL优化器365和DSLAM385中的一个或两个在电信公司(“telco”)的前端395上。DSL优化器365包括数据模块380，其可以为DSL优化器365收集、汇编、调节、操纵和供应运行数据。模块380可以在一个以上诸如PC的计算机中实现。来自模块380的数据被供应给DSM服务器370进行分析(例如，基于针对给定通信线路所收集的运行数据，确定运行数据、模块的构造、所估计的配置等的可用性和可靠性，基于任何所估计的配置或所估计的缺陷等，确定对通信系统的控制和运行改变)。还可以从与电信公司有关或无关的资料库或数据库375中获得信息。
运行选择器390可以用作实施影响通信系统运行的信号。这种决策可以由DSM服务器370或其他任何合适的方式作出，如本领域技术人员将认知的。在DSLAM 485和/或其它任何合适的DSL系统部件设备中实施由选择器390选择的运行模式。这种设备可以连接到诸如客户前端设备399的DSL设备。设备385可以用来基于DSL优化器365所考虑的配置、缺陷等实现任何安排好的改变。图3B的系统可以以类似于图3A的系统的方式运行，如本领域技术人员所认知的，虽然有所区别但是依旧利用本发明的实施例。
在用于本发明实施例的DSL系统中可以收集各种类型的运行数据，例如：(1)信道平均衰减测量结果(例如，LATN，SATN)，(2)信道比特分布，(3)信道发送功率级别，(4)所报告的当前数据速率，(5)所报告的最大可到达数据速率，(6)所报告的误码校正奇偶校验和/或其它首标，(7)网格码的使用，(8)ATM或其它协议的单元计数(表示使用者活性级别)，(9)用于评估相互效应和绝对时间相关线路条件的时间戳，(10)厂商标识和序列号，(11)用于如在重新训练中的传输参数的显著改变的时间戳，(12)参数显著改变的次数，或试图改变参数的次数，和/或(13)代码违例，FEC违例，和/或误码秒计数。
另外，在DSL系统中收集的数据可以进一步包括，例如：(14)取决于频率的(frequency-dependent)测量到的信道插入损失、增益、相位和/或对数幅度；(15)取决于频率的测量到的安静线路或活跃线路噪声级别，(16)所发送的PSD级别，(17)信噪比，(18)来自比特交换的比特和增益量，(19)回声响应和/或输入阻抗，(20)最坏情况噪声变化及相关联的次数，(21)详细的FEC误码位置指示，(22)载波掩码(G997.1等的CARMASK)，(23)音调频谱整形参数(例如，G997.1中的TSSpsd、TSSpsus、PSDMASK、DPBOSHAPED、UPBOKLE和/或UPBOSHAPED元素)，(24)矢量化或矩阵特性数据，(25)最近时间间隔中最高噪声变化的频率/音调索引，(26)发生在最近时间间隔中的比特交换的总次数，(27)在由动态资源管理器规划的或以另一种方式确定的间隔的若干连续子间隔上的FEC误码、代码违例和/或误码秒违例的分布，(28)在最近时间间隔上的噪声或MSE测量结果和/或违例的峰均比，和/或(29)更高级别的协议-吞吐量测量。随着更多类型的运行数据和用于获取这种数据的装置可以利用，本发明实施例可以升级到提供更准确的系统估计和提供更好的关于系统参数和运行的推荐。
从有时称为“测试环路”的DSL环路、线路、系统等收集运行数据。测试环路可以是正常运行和/或实施的DSL系统，该DSL系统正在被测试或被以其他方式考虑，以便获取估计结果、配置近似值或关于该测试环路的其他有用的模型或信息。在本发明实施例中，所收集的数据可以用来构成、生成、推导等包括一个以上环路相关(loop-dependent)量、值等的测试环路参数矢量，所述量、值等独自或组合起来可以用来估计环路配置。测试环路参数矢量可以包括直接收集的参数，例如，一条以上频带中的平均衰减、每个音调的环路衰减等，如以上所概括的。为了减小采样与采样之间的大的测量偏差，必须对这些环路相关量进行平滑，否则可能与在此描述的一些方法冲突。
作为替代地，当不能直接得到每个音调的环路衰减时，测试环路参数矢量也可以包括以对没有任何桥接抽头、坏接头、丢失或滥用微滤波器或其他故障的理想环路的假设为基础导出的参数，例如对每个音调的噪声的估计。在此每个音调的噪声将称为MSE噪声(均方误差噪声)或MSE函数。通过以下公式(采用dB)可以在任何时间估计MSE噪声：
MSE[n]＝PSD[n]+HLog[n]-SNR[n] 等式(1)
PSD[n]＝REFPSD+G[n](其中G[n]是以dB为单位的已知或估计的增益表值，REFPSD＝NOMPSD-PCB也已知或被估计。由于在ADSL1调制解调器中，G[n]通常满足-2.5dB<G[n]<2.5dB，但是可能没有被报告，因此可以通过查找B[n]表的变化来估计G[n]，通常在两个相邻音调中具有较高比特数的音调上接近-2.5dB，通常在两个相邻音调中具有较低比特数的音调上接近+2.5dB。在VDSL2中，PSD[n]＝MREFPSD[n]+G[n]，其中MREFPSD[n]为被报告的参数。SNR[n]可以从被报告的参数中直接获取(例如，在ADSL2/2+和VDSL2中)，或利用近似值SNR[n]≈10Gap/10×(2B[n]-1)(其中Gap以dB为单位，被近似为(9.5+TSNRM-CODEGAIN)，B[n]通常由调制解调器报告。最终，可以使用用于与理想双绞线相对应的传输线路衰减的已知模型，并基于对线路长度的估计或基于一个以上频带中的平均衰减来估计Hlog[n]。当不能直接得到每个音调的环路衰减时，则以上利用针对理想传输线路的Hlog[n]估计来进行的对MSE[n]的估计暗含地包括关于传输线路缺陷的信息，所述缺陷例如桥接抽头、坏接头、环路故障和丢失或滥用的微滤波器等。
对于本发明实施例中的环路配置估计，将一个以上测试环路参数矢量和/或从DSL系统所收集的数据与基准数据(例如，基准参数矢量)进行比较以检测环路上的指定状态，并进一步表征环路上的条件。在以下描述中，对于各种可以利用本发明实施例在环路上检测和表征的示例性条件中的每一种，详细描述生成和比较基准参数矢量和/或取值。
DSL环路中的一种不期望条件/特性是桥接抽头的存在。桥接抽头是在多余配对的一端连接到环路、另一端未终结/未连接的一段多余的导线配对。桥接抽头有害的原因是来自未终结桥接抽头的信号反射导致信号损失和失真。客户前端的内部和/或外部可能存在桥接抽头。
在本发明一个实施例中，可以通过将所测得的每音调环路衰减(例如，利用包括直接测得和/或推导出的运行数据和/或信息的测试环路参数矢量)与不包括桥接抽头的假定环路的每音调模型衰减(基准参数矢量)进行比较，来检测一个以上桥接抽头的存在。图4示出曲线400，该曲线400图示出具有桥接抽头的每音调衰减的曲线402(测试环路参数矢量)与在同一环路长度下没有任何桥接抽头的每音调衰减的曲线401(基准参数矢量)之间的区别。如图4所见，具有桥接抽头的每音调衰减402与没有桥接抽头的每音调衰减401相比，呈现一些正峰值404。此外，具有桥接抽头的每音调衰减402呈现一些负峰值406，然而负峰值406没有正峰值陡峭。正峰值404出现的原因是信号与从桥接抽头的开路端反射的信号的破坏性组合。该破坏性组合只出现在特性频率下，并使图4的峰值上升。
对于长度为x的桥接抽头，该破坏性组合在以下条件下发生：
(n应当为整数) 等式(2)
其中v对应于铜线中信号的速度，f对应于信号的频率。对于24/26AWG，使用v＝2·108(m/sec)是合适的。然后，可以构造表1以对正峰值进行定位。
利用以下等式，通过运算信号的建设性组合的频率可以类似地构造负峰值的表格
(n应当为整数) 等式(3)
因此，通过检测所测得的每音调衰减中的正峰值和负峰值，可以识别桥接抽头，并估计桥接抽头的长度。
一旦实施本发明实施例来提供测试环路参数矢量和基准参数矢量，检测正峰值或负峰值对于本领域技术人员而言是易懂的。在本发明一个实施例中，误差函数是通过从不包括桥接抽头的假定环路(基准模型环路)的每音调衰减减去所测得的每音调衰减来构成的，所述假定环路的长度大约等于实际环路的长度(可以通过本领域技术人员所公知的各种技术来估计环路长度，所述技术例如计算在一组音调上的平均衰减，或估计每音调衰减的函数的斜率)。然后可以计算该误差函数的导数，并且可以通过找到误差函数的导数从正转变为负的点来检测正峰值。可以通过找到误差函数的导数从负转变为正的点来检测负峰值。可以通过测量所述误差的导数从正转变为负(正峰值)或从负转变为正(负峰值)的点处的斜率，来估计峰值的大小。
在识别正和/或负峰值之后，峰值的位置可以用来宣告一个以上桥接抽头的存在和用来估计所述一个以上桥接抽头的环路长度。例如，如果在频率1.64MHz、4.92MHz和8.2MHz检测到正峰值，在频率3.28MHz、6.56MHz和9.84MHz检测到负峰值，则被估计的长度为100ft。
所测得的每音调衰减可能包含测量结果误差和其它误差，因此正峰值和负峰值可能很难检测或者可能被误检测。为了减小错误的正检测，峰值的检测可以依赖于误差的导数中的变化且峰值超过门限值的大小。只有在观测到特定数目的正峰值和特定数目的负峰值时，才宣告特定长度的桥接抽头。所观测到的峰值必须出现在对应于针对假定桥接抽头长度的等式2和等式3的频率处。可以通过调整峰值大小的门限和在宣告桥接抽头之前必须检测到的峰值数目的门限来调谐上述方法的敏感度。
在本发明另一个实施例中，每音调衰减可以由MSE[n]来替代，其中MSE[n]是在假设没有任何桥接抽头、坏接头、丢失或滥用的微滤波器或其它故障(这种假设提供基准参数矢量)的理想环路的情况下运算的。如上，误差函数从所有音调上的平均MSE[n](用作基准参数矢量或在基准参数矢量中使用)减去MSE[n](被提供作为环路相关参数矢量或在环路相关参数矢量中提供)。然后可以计算误差函数的导数，并且可以以与上述相似的方式继续进行。
图5中示出用于检测桥接抽头和估计所检测的桥接抽头长度的方法。过程500开始于在510获取测试环路参数。这可以以任何适当的方式完成，例如，通过收集/运算HLOG[n]，根据以上等式(1)及其解释收集/推导MSE[n]等。然后在520，获取基准参数矢量。在530，将测试环路参数矢量与基准参数矢量进行比较。这可以涉及计算在以上510、520中或以任何其它合适的形式获取的两个矢量之间的误差量和/或差。然后在540，可以识别正峰值和负峰值。在550、560，可以检验所识别的峰值的大小和数目，之后，如果合适，在570宣告桥接抽头。如点线555所指出的，对于其它线路，可以重复过程500，以便可以利用本发明实施例来检验线路组(例如，捆扎)。另外，利用返回线路555，可以在同一线路上进行其它测试/估计(例如，找到桥接抽头的位置，如以下更详细的描述)。
在本发明另一个实施例中，可以对关于桥接抽头位置的信息进行估计。在检测到桥接抽头之后，运行数据可以用来逼近DSLAM或其它上游端设备与桥接抽头之间的距离，或CPE设备与桥接抽头之间的距离。所收集的运行数据，例如每音调接收机噪声、MSE[n]、回声耦合响应、环路的复数阻抗或从上述参数中得出的其它参数可以用在用来估计桥接抽头位置的测试环路参数矢量中。
图6示出针对环路长度为2000ft、在离CPE侧不同距离处具有长100ft的桥接抽头的情况下，信道和回声的频率响应幅度。在距NT 0ft处具有桥接抽头的信道以曲线601示出。回声响应以602绘制，示出在距NT 0ft处具有桥接抽头的情况下NT处的回声响应；曲线603示出在距NT 30ft处具有桥接抽头的情况下NT处的回声响应；曲线604示出在距NT100ft处具有桥接抽头情况下的NT处的回声响应；而且曲线605示出在距NT 500ft处具有桥接抽头的情况下NT处的回声响应。图6示出桥接抽头的位置对回声响应具有很强的影响，特别是在桥接抽头的位置非常靠近CPE接收机时。根据也在图5中反映的本发明一个实施例，在530，将在510获取的所测得的回声响应(作为所有或一部分测试环路参数矢量)与在520获取的对应于没有桥接抽头的情况的基准回声响应(作为所有或一部分基准参数矢量)进行比较。如果在580，可以运算在所测得回声响应与基准回声响应之间的差，则在590，在一个以上频率处所运算的差可以与门限水平进行比较，以确定桥接抽头到接收机的接近程度。大的差指示大的回声响应，并指示桥接抽头接近接收机。小的差指示小的回声响应，并指示桥接抽头远离接收机。
在本发明其它实施例中，可以利用所测得的接收机噪声或所测得的环路阻抗来代替回声响应。如本领域技术人员众所周知的，这些量都是相关的。接收机噪声取决于回声响应，因为强回声响应产生更高的噪声级别。另外，所测得的强烈偏离调制解调器阻抗的环路阻抗导致更强的回声响应。因此，所测得的环路阻抗或所测得的接收机噪声可以用来估计从接收机到桥接抽头的距离。
在本发明另一个实施例中，可以通过将所测得的每音调环路衰减与针对假定环路的模型每音调衰减进行比较，来检测坏接头的存在，所述假定环路的平均衰减等于所测得环路的平均衰减(基准)。
图7示出针对长度为4.5kft的环路的插入损失。在不存在坏接头的情况下，如曲线702所示，插入损失很小。当存在坏接头时，如曲线704所示，对于C＝50pF的坏接头，插入损失大量增加，尤其是在较低的频率下。如果针对具有坏接头的环路测量平均上游衰减，则可以发现它对应于如曲线706所示的、没有坏接头的很长环路的平均上游衰减。因此，当坏接头存在，并在较低的频率下产生很大的衰减时，每音调衰减的形状明显改变。
当将所测得每音调衰减与针对具有相同平均上游衰减的假定环路的基准每音调衰减相比较时，比较结果揭示所测得的衰减在较低的频率下明显更强，在较高的频率下明显更弱。作为替代地，如果HLOG[n]是针对平均上游衰减与所测得的平均上游衰减相同的假定环路所计算的取值集合，则计算得出的MSE[n](如在等式(1)中)在较高的频率下达到很小的级别，在较高的频率下没有坏接头的状态是不现实的。这种观测可以用于识别坏接头。
图8中示出用于检测坏接头的方法。过程800开始于在810获取测试环路参数矢量。这可以以任何适当的方式完成，例如，通过收集/运算HLOG[n]，根据以上等式(1)及其解释等收集/推导MSE[n]。然后在820，获取基准参数矢量(例如，通过针对具有相同平均上游衰减或相同平均下游衰减的理想环路运算HLOG[n]，运算预期MSE等)。在830，将测试环路参数矢量与基准参数矢量进行比较。这可以涉及计算在以上810、820中或以任何其它合适的形式获取的两个矢量之间的误差量和/或差。在840，可以检验比较结果以确定它们是否与坏接头的存在一致(例如，检验在指定的频率范围内HLOG[n]的误差是否超过给定门限；检验在指定的频率范围内，MSE[n]比期望MSE少的量是否大于给定门限等)。在频率集合(例如，一个以上频率)可以被识别为受影响(例如，当计算测试环路参数矢量与基准参数矢量之间的差时)的情况下，可以将所识别的频率集合与频率范围进行比较以宣告坏接头的存在以及，在某些情况下所宣告的坏接头的位置。在频率集合不可识别的情况下，例如在衰减平均是基于所有可用频率的情况下，坏接头的识别可以基于测试环路参数矢量与基准参数矢量之间的差，而不考虑频率。
在850，在适当的情况下可以宣告坏接头。如点线855所指出的，针对其它线路，可以重复过程800，以便可以利用本发明实施例来检验线路组(例如，捆扎)。
图9示出针对长度为1000ft的具有或没有坏接头(串联到一条导线的4.7nF电容)的环路，信道和回声的频率响应幅度，所述坏接头位于距CPE接收机的不同距离处。所述坏接头的位置对回声响应具有很强的影响，特别是在坏接头非常靠近CPE接收机时。曲线902是没有坏接头的信道；曲线904是有坏接头的信道。相似地，曲线912是没有坏接头的回声响应；曲线914示出在距NT 50ft处具有坏接头的情况下NT处的回声响应；曲线916示出在NT200ft处具有坏接头情况下的NT处的回声响应；并且曲线918示出在NT 500ft处具有坏接头的情况下NT处的回声响应。在本发明某些实施例中，可以通过将所测得回声响应(作为测试环路参数矢量，或测试环路参数矢量的一部分)与从没有坏接头的假定环路(作为测试环路参数矢量，或测试环路参数矢量的一部分)获取的基准回声响应进行比较来估计坏接头的位置。在本发明其它实施例中，可以使用所测得接收机噪声或所测得环路阻抗来代替测试环路参数矢量中的或作为测试环路参数矢量的回声响应。
本发明实施例包括类似地应用上述技术来识别其它环路故障，例如导线进水、接地故障、交叉故障、DC故障、电阻故障及其它。所有这些故障检测技术都是本发明的一部分。另外，本发明实施例包括应用上述技术(将测试环路参数矢量与基准参数矢量进行比较)来识别与诸如合用线系统、报警系统等的环路串联或并联的传统设备。所有这种传统设备检测技术都是本发明的一部分。
特定故障和特定传统设备在诸如电话呼叫或电话振铃的事件期间导致DSL性能恶化。例如，已知在应用POTS振铃时，特定传统合用线系统会在DSL系统上导致强干扰噪声。如果可以获得诸如电话呼叫记录或电话呼叫历史的历史数据(例如，在数据库、资料库和/或其它信息源)，则该记录可以与所收集的数据结合使用。该电话呼叫记录可以包含诸如电话呼叫的时间和持续时间的信息。可以将电话呼叫记录于关于DSL误差的信息进行相关，来检查在电话呼叫或电话振铃事件是否在DSL系统上导致误差，所述DSL误差例如代码违例、前向误差校正异常、重新训练/断供时间信息、误码秒、严重误码秒、不可获得的秒等。如果检测到相关，则可以宣告相应传统设备的传统。
当微滤波器从DSL线路丢失时，POTS(简易老式电话业务)信号或设备(电话)可能导致对DSL服务的严重损害。相似地，如果微滤波器被不正确地安装或不正确地连接到电话线路，则DSL服务可能严重恶化，因此，检测丢失或滥用微滤波器的线路对操作者来说是很重要的，以便可以采取正确的补救行动。本发明实施例提供可以检测DSL线路中丢失微滤波器的技术、装置、计算机程序产品等。
微滤波器用来分离POTS所使用的低频带和DSL所使用的高频带。微滤波器通常安装在电话线路和POTS设备之间以阻塞从POTS到DSL的高频干扰，以防止DSL上游信号的强回声进入DSL下游，并防止从DSL调制解调器可见的阻抗变化。否则所有这些效应将恶化DSL的性能。
滥用的微滤波器(例如，不正确地安装在电话线路和DSL调制解调器之间)可能使DSL信号强烈衰减，并且因此严重地恶化DSL的性能。在本发明实施例(包括权利要求)中，“丢失”的微滤波器被定义为微滤波器的一个以上问题(微滤波器物理上不存在，微滤波器被滥用，微滤波器错误地安装等)。
由丢失微滤波器导致的性能恶化可能取决于电话的挂机和摘机状态。较之电话摘机时的情况，当电话处于挂机时的性能恶化有所不同。当具有ADSL系统的电话挂机时，与微滤波器正确安装的情况相比，性能恶化较小，并且因此ADSL系统通常可以以合理的数据速率运行。这是因为当电话挂机时，由电话引起的阻抗变化和回声经常很小。另一方面，当具有ADSL系统的电话摘机时，主要由于注入下游(DS)信号的大的上游(US)信号回声，下游(DS)数据速率减小可能多达3-6Mbps。当电话摘机时，US数据速率也会减小，但是减小量小于DS的减小量。结果是，当拿起电话时，以高DS数据速率运行的DSL调制解调器可能被重新训练并与更低的数据速率重新同步，或不能完成训练或保持无法运行。
图10示出针对ADSL，电话阻抗与调制解调器阻抗之比的近似值，其清楚地示出当微滤波器丢失时，挂机1006和摘机1004电话状态之间的显著阻抗变化。为了证明对VDSL的影响，图11和12示出在CPE处的信道传递函数和回声传递函数，描述了在电话紧靠CPE调制解调器的情况下的长2kft的环路。当微滤波器丢失时，信道和回声再次在挂机和摘机的电话状态之间明显变化。在图11中，除了在某些低频下，具有微滤波器1102的信道和没有微滤波器的信道在电话处于摘机状态1104时几乎相同。线路丢失微滤波器的信道在电话处于摘机状态1106时相差更多。在图12中，拥有微滤波器的线路的回声响应1202与在电话处于摘机状态下没有微滤波器的线路的回声响应1204和电话处于挂机状态下没有微滤波器的线路的回声响应1206差别显著。
对于ADSL或VDSL，利用本发明实施例，可以通过记录当电话状态从挂机转变为摘机或相反时DSL系统运行参数中的变化，来检测丢失的微滤波器。所述运行参数可以包括(但不限于)下列一种以上：信道平均衰减测量结果、LATN、SATN、信道比特分布、信道发送功率本级别、所报告的当前数据速率、所报告的最大可达数据速率、所报告的误差校正奇偶校验、所报告的网格码的使用、所测得的信道插入损失、HLOG[n]、所测得的信道增益、所测得的信道相位、所推断的关于个别使用者功率级别的数据、关于个别使用者功率级别的运行数据、所推断的关于个别使用者PSD级别的数据、关于个别使用者PSD级别的运行数据、所推断的关于个别使用者的代码设置的数据，关于个别使用者的代码设置的运行数据，所推断的关于潜在噪声的参数化成形PSD的数据、关于潜在噪声的参数化成形的PSD的运行数据、在最近的时间间隔中最高噪声变化的频率/音调索引、在最近的时间间隔中发生的比特交换的总量、FEC误码的分布、时间间隔的若干连续子间隔中的代码违例或误码秒违例、所测得的噪声功率违例、所测得的峰均功率比、所测得的信道对数幅度、所测得的安静线路噪声级别、所测得的活跃线路噪声级别、每音调的均方误差、MSE[n]、每音调信噪比、SNR[n]、ATM或其它协议单元的计数、所测得的更高级别协议吞吐量、重新训练的计数、失败的同步尝试的计数、所报告的载波掩码、所报告的音调整形参数、所推断的关于矢量化或矩阵信道特征的数据、回声响应、所接收的回声噪声、环路阻抗及其它。图13示出根据本发明这些实施例的方法。过程1300开始于1310，在第一点及时生成第一运行参数矢量，例如通过收集数据速率、每音调衰减等的一个以上参数值。在1320，该第一运行参数矢量被存储或保持在例如数据库等中。在1330，在第二点及时生成第二运行参数矢量。在1340，将所述第一运行参数矢量和所述第二运行参数矢量进行比较，之后在1350，进行评估以确定是否已经发生足够的变化(例如，大的数据速率变化)来指示正在被评估的线路上微滤波器丢失。如果是，则在1370，可以做出丢失微滤波器的宣告。如线1355所指示，无论微滤波器是否被宣告丢失，都可以在其它线路或同一线路上重复进行过程1300。
当丢失微滤波器的电话转入摘机状态时，DSL调制解调器可能被重新训练到较低的数据速率。即使在电话返回挂机状态之后，该调制解调器也不会重新训练，因此将保持在低速率下直到另一事件导致重新训练为止。因此，在本发明一个实施例中，可以将在长时间期间(例如，一周或一个月)具有大的净数据率起伏的线路识别为DSL网络中潜在的“丢失微滤波器线路”。最大可达数据速率也可以用于那些在SHOWTIME期间没有更新最大可达数据速率的调制解调器。另外，所报告的上游衰减、下游衰减或每音调衰减可以用于那些没有在SHOWTIME期间更新它们的调制解调器。最终，CPE处的回声响应或从CPE所见的环路阻抗的变化可以用来检测如图10-12所见的丢失微滤波器。
可以进一步增强以上技术以避免错误的正检测，例如，当噪声频谱的突发变化被不正确地识别为丢失微滤波器影响。如果可以获得诸如电话呼叫记录或电话呼叫历史的历史数据(例如，在数据库、资料库和/或其它信息源中)，则该记录可以结合所收集的运行数据来使用。电话呼叫记录可以包含诸如电话呼叫的时间和持续时间的信息。因此，电话呼叫记录固有地包含关于电话从挂机转变为摘机及从摘机变为挂机的时间。在图13中，在1360处对电话呼叫记录的使用是可选择，并且允许在需要的时候对在1350处做出的决策进行隐含的确认。
也可以对关于DSL重新训练/断供时间信息的电话呼叫记录和信息进行相关，以检查电话呼叫是否导致DSL系统的重新训练。在某些情况下，DSL服务可以在摘机状态以低数据速率运行。在其它情况下，当电话处于摘机状态时，可以观测到DSL服务的断供。
此外，客户可以呼叫DSL操作者的呼叫中心以报告不良的DSL性能。如果客户利用与DSL所使用的线路相同的线路进行呼叫时，则在客户呼叫期间的运行数据和在呼叫之后的运行数据可以被收集起来用于比较。在本发明某些实施例中，可以在第二次数据收集之前强迫进行重新训练。如果两个数据集合的当前数据速率或最大可达数据速率差别显著，则可以怀疑微滤波器。
当电话服务处于摘机(在使用中)时，调制解调器可以以低容限同步到低数据速率。由于POTS信号干扰，在电话呼叫期间，可以观测到高的代码违例或高的FEC校正。因此，可以对一个以上代码违例/重新训练时间/当前数据速率/最大数据速率进行相关以检测丢失的微滤波器。如果还可以获得电话呼叫时间记录，则可以将该电话呼叫时间记录与代码违例(CV)或误码秒(ES)的发生时段进行相关。该方法也应用于任何在SHOWTIME期间使用无缝速率自适应或动态速率划分的DSL系统。
也可以在挂机和摘机期间测量从DSL调制解调器所见的阻抗或回声，并将其与已知具有微滤波器的线路的相同参数和/或性能进行比较。如果操作者等可以(例如，通过DSM中心、动态频谱管理器等)获得该信息，则可以检测丢失的微滤波器。当该信息不可获得时，可以监视比特分布、噪声频谱、SNR等中的变化来检测丢失微滤波器。
在某些情况下，可以利用最大似然性(ML)方法确定所估计的系统配置。在这种为本领域技术人员所公知，并且在参考本公开内容之后容易适合于与本发明实施例一起使用的ML方法中，特定的比较结构和其它数据可能权值更高，取决于一种配置相对于另一种的似然性。这种似然性可以取决于已知特性、或者从电话公司记录、在以前使用线路时收集的以前的数据推断的环路的可能特性、或者从随时间在大批这些系统中收集的大量数据所推断的一般实践。可以与最大似然性途径一起使用或代替最大似然性途径的其它方法对于本领域技术人员也是众所周知的。
最大似然性定义了对接近程度的量度标准，尝试在假定模型集合中找到与所收集的数据的差别最小，或等同地最可能的系统配置的模型。若干接近性的测量结果，与若干参数化的信道模型集合可以随着过程的继续进行而被定义和使用，并且将更多地了解工作得最好的信道模型。这取决于服务提供者的实践、捆扎制造者、在不同地区的噪声等。
例如，可以以至少所报告的最大速率、比特表格、当前速率、在该速率下的容限，以及在该领域中来自最低程度报告当前DSL系统的衰减为基础，进行预测或估计。这种信息可以由估计器处理，并与对若干假定的线路长度、具有或没有桥接抽头和各种环路故障进行的估计相比较，该估计通常符合所报告的下游和上游衰减。这些估计可以与所报告的值进行比较以了解它们针对所报告的数据重现当前速率、容限和最大速率的接近性。特别重要的是，对当前比特分布形状的近似可能对估计器评定最佳的或合理的参数化模型很有帮助(例如，有空洞的比特分布可能指示桥接抽头和/或窄带无线电噪声的存在)。
在该过程期间，可以对每个潜在模型的准确性的似然性进行评估。可以选择一种以上最符合所收集运行数据和任何其他外围证据的模型来作为用于考虑对系统的改进和/或其它任何改变的一个(或多个)模型。再次，模型准确性的似然性可以基于系统性能的各种指示符，例如：
--所观测运行数据，示出以正常的运行信号为基础的运行性能(通过使用者对系统的“正常”使用来生成)；和/或
--测试数据，示出运行性能(通过在系统上进行的正常测试来生成)；和/或
--即时运行数据，示出基于激励信号的运行性能(通过激励xDSL系统来生成)
这些模型可以持续或周期性地更新和修正，取决于所搜集和评估的数据(或非周期地更新和/或以提示为基础进行更新)。
在某些情况下，控制器(诸如动态频谱管理器)可以利用所收集和/或所报告的值或参数来识别调制解调器的类型和制造商。例如，控制器可以知道各种报告值的某种组合只针对给定制造商或特定类型的调制解调器而出现。随着时间的流逝，控制器可以以累积的测量结果了解到特定的调制解调器具有特定类型的报告，并且因此可以更准确地预测该报告属于哪个调制解调器。这尤其适合于所估计的高噪声音调，在所述音调处，噪声剧烈变化(或被观测到剧烈变化)，或噪声在FEC误码分布的若干连续报告中改变。
一般来说，本发明的实施例采用的各种过程涉及存储在一个以上计算机系统中或通过一个以上计算机系统传输的数据。本发明的实施例也涉及用于进行这些操作的硬件设备或其它装置。该装置可以按照需要而特别地构造，或者它也可以是由存储在计算机中的计算机程序和/或数据结构选择性地激活或选择性地重新配置的通用计算机。这里所展现的过程并不固有地涉及任何特定的计算机或其它装置。特别地，各种通用机器可以与根据这里的启示所编写的程序一起使用，或者可以更方便地构造更专用的设备来执行所需的方法步骤。基于以下给出的描述，用于多种此类机器的特定结构对本领域的技术人员来说是清楚的。
上述本发明的实施例采用的各种过程步骤涉及存储在计算机中的数据。这些步骤需要对物理量进行物理操作。通常，尽管不是必要的，这些量采用能够被存储、传输、组合、比较或以其他方式操作的电信号或磁信号的形式。有时候，主要是为了通用的原因，将这些信号称为比特、比特流、数据信号、控制信号、值、元素、变量、字符、数据结构等是方便的。不过，应该记住的是，所有这些术语以及相似的术语都与适当的物理量相关，并且仅仅是应用于这些物理量的方便标签。
进一步地，所执行的操作经常在措辞上被称为例如识别、匹配或比较。在此处所描述的形成本发明一部分的任何操作中，这些操作都是机器操作。用于执行本发明实施例的操作的有用机器包括通用数字计算机或其它类似设备。在所有的情况下，应该记住操作计算机的操作方法与计算方法本身之间的不同。本发明的实施例涉及的方法步骤用于在处理电信号或其它物理信号以生成其它所需物理信号时对计算机进行操作。
本发明的实施例也涉及用于执行这些操作的装置。该装置可以为了所需的目的而特别构造，或者可以是由存储在计算机中的计算机程序选择性激活或重新配置的通用计算机。这里所展现的过程并不固有地涉及任何特定的计算机或其它装置。特别地，各种通用机器可以与根据这里的启示所编写的程序一起使用，或者可以更方便地构造更专用的设备来执行所需的方法步骤。各种此类机器所需的结构可以从以上给出的描述中获得。
此外，本发明的实施例进一步涉及计算机可读介质，所述介质包括用于执行各种由计算机实现的操作的程序指令。介质和程序指令可以是为了本发明的目的而特别设计和构造的，或者它们可以是计算机软件领域技术人员所公知并可获得的类型。计算机可读介质的示例包括但不限于，诸如硬盘、软盘和磁带的磁介质；诸如CD-ROM盘的光介质；诸如可光读盘的磁-光介质；和特别配置为存储和执行程序指令的硬件设备，例如只读存储器设备(ROM)和随机访问存储器设备(RAM)。程序指令的示例既包括例如由编译器生成的机器代码，也包括含有更高级代码的文件，所述高级代码可以由使用解释程序的计算机执行。
图14图示了根据本发明一个以上实施例的、可以由使用者和/或控制器使用的典型计算机系统。计算机系统1400包括任意数目的处理器1402(也称为中央处理单元，或者CPU)，其连接到包括主存储区1406(通常是随机访问存储器，或RAM)和主存储区1404(通常是只读存储器，或ROM)的存储设备。如同本领域所公知的那样，主存储区1404用作向CPU单向传递数据和指令，而主存储区1406通常用于以双向的方式传递数据和指令。这些主存储设备都可以包括任何合适的上述计算机可读介质。大容量存储设备1408也双向连接到CPU1402，并提供额外的数据存储容量，并且可以包括任何上述计算机可读介质。大容量存储设备1408可以用于存储程序、数据等，并且通常为诸如硬盘的从存储介质，其速度慢于主存储区。可以理解，在恰当的情况下，保留在大容量存储设备1408中的信息可以以标准方式并入，作为主存储区1406的一部分，从而成为虚拟存储器。特定的大容量存储设备，例如CD-ROM 1414，也可能向CPU单向传送数据。
CPU 1402还可以连接到包括一个以上输入/输出设备的接口1410，所述输入/输出设备例如视频监视器、轨迹球、鼠标、键盘、麦克风、触摸屏、变换读卡器、磁带或者纸带读取器、书写板、手写笔、声音或笔迹识别器或者其它公知的输入设备，当然还例如其它计算机。最后，CPU 1402可选地利用由1412一般性地示出的网络连接来连接到计算机或者电信网络。采用这样的网络连接，可以预期，在执行上述方法步骤期间，CPU可以从网络接收信息，或者可以向网络输出信息。计算机硬件和软件领域的技术人员将熟悉上述设备和材料。上述硬件元件可以限定多个软件模块，以执行本发明的操作。例如，运行码字组合控制器的指令可以存储在大容量存储设备1408或1414上，并且在CPU 1402连同主存储区1406上执行。在优选实施例中，控制器被划分为若干软件子模块。
本发明的许多特征和优点从所写出的描述中变得清晰，因此，所附权利要求书意在涵盖本发明的所有这些特征和优点。进一步，由于本领域技术人员易于进行多种改造和改变，因此本发明并不限于如图示和描述的确切构造和操作。因此，所描述的实施例应该被认为是示意性而非限制性的，并且本发明不应限于在此给出的具体内容，而应该由权利要求书及其等价方式的全部范围所限定，无论这些范围在现在或将来是可预期的还是不可预期的。

Claims (23)

1.一种用于估计DSL系统测试环路配置的方法，该方法包括：
从DSL系统测试环路收集运行数据，其中该运行数据是第一收发机与第二收发机之间的传输的结果；
从所述DSL系统的测试环路产生测试环路参数矢量，其中所述测试环路参数矢量包括一个或多个环路相关参数值；
选择一对应于基准环路配置的基准参数矢量，其中该基准参数矢量包括表征所述DSL系统测试环路的条件的存在或缺乏的基准数据，该条件是桥接抽头或坏接头；
比较所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量；
根据所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量的比较结果，检测所述DSL系统测试环路上的条件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述测试环路参数矢量包括以下参数中的至少一种：
每音调信道衰减；
一组音调的平均信道衰减；
环路衰减(LATN)；
信号衰减(SATN)；
所估计的上游功率补偿电长度(UPBOKLE)；
传输信道在频率上的信道衰减(Hlog[n])；或
在假设每音调信道衰减对应于没有桥接抽头的环路的情况下所估计的每音调接收机噪声。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
选择与一没有桥接抽头的基准环路相对应的基准环路配置；
在所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差中对峰值进行定位；
估计任何所定位的峰值的大小；并且
基于任何所定位的峰值的位置及所估计的大小，宣告所述DSL系统测试环路上桥接抽头的存在。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括基于所述峰值的位置来估计所述桥接抽头的长度。
5.根据权利要求3所述的方法，其中识别桥接抽头的存在包括：
当所检测的峰值大小大于正峰值大小门限时，宣告正峰值；
当所检测的峰值大小小于负峰值大小门限时，宣告负峰值；
对所宣告的正峰值的个数进行计数；
对所宣告的负峰值的个数进行计数；
在以下情况下，宣告桥接抽头的存在：
所宣告的正峰值的个数超过正峰值计数门限；并且
所宣告的负峰值的个数超过负峰值计数门限。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括调整下列至少一种：
所述正峰值大小门限；
所述负峰值大小门限；
所述正峰值计数门限；或
所述负峰值计数门限。
7.根据权利要求4所述的方法，其中估计所述桥接抽头的长度包括下列至少一项：
估计与所检测的至少一个正峰值的位置相对应的桥接抽头的长度；或
估计与所检测的至少一个负峰值的位置相对应的桥接抽头的长度。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述测试环路参数矢量包括从运行数据获取的测试环路回声相关参数矢量，所述运行数据是从所述测试环路收集的；
进一步，所述基准环路配置包括没有桥接抽头的基准环路配置；
进一步，所述基准参数矢量包括与没有桥接抽头的所述基准环路配置相对应的基准回声相关参数矢量；
进一步，所述方法进一步包括：
计算所述测试环路回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差；
所述方法包括根据所计算的所述测试环路回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差来估计桥接抽头的位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述回声相关参数矢量包括下列至少一项：
回声响应；
环路阻抗；或
每音调接收机噪声。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述基准环路配置没有坏接头；
进一步，所述方法进一步包括：
计算所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差；并且
如果所计算的差大于第一门限，则宣告所述测试环路中坏接头的存在。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述基准环路配置没有坏接头；
进一步，所述方法进一步包括：
检测所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差大于第一门限的频率集合；并且
如果所检测的频率集合在第一频率范围内，则宣告坏接头的存在。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述测试环路参数矢量包括下列至少一项：
每音调信道衰减；
一组音调的平均信道衰减；
环路衰减(LATN)；
信号衰减(SATN)；
所估计的上游功率补偿电长度(UPBOKLE)；
传输信道在频率上的信道衰减(Hlog[n])；或
在假设环路没有坏接头的情况下估计的每音调接收机噪声。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述测试环路参数矢量包括以从所述DSL系统收集的运行数据为基础的回声相关参数矢量；
进一步，所述基准参数矢量包括与所述基准环路配置相对应的基准回声相关参数矢量；
进一步，所述方法包括：
计算所述回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差；并且
根据所计算的所述回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差来估计坏接头的位置。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述回声相关参数矢量包括下列至少一项：
回声响应；
环路阻抗；或
每音调接收机噪声。
15.一种机器可读介质，包含程序指令，所述程序指令指定一种用于估计DSL系统测试环路配置的方法，该方法包括：
从DSL系统测试环路收集运行数据，其中该运行数据是第一收发机与第二收发机之间的传输的结果；
从所述DSL系统的测试环路产生测试环路参数矢量，其中所述测试环路参数矢量包括一个或多个环路相关参数值；
选择一对应于基准环路配置的基准参数矢量，其中该基准参数矢量包括表征所述DSL系统测试环路的条件的存在或缺乏的基准数据，该条件是桥接抽头或坏接头；
比较所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量；以及
根据所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量的比较结果，检测所述DSL系统测试环路上的条件。
16.根据权利要求15所述的机器可读介质，该方法进一步包括：
选择与一没有桥接抽头的基准环路相对应的基准环路配置；
对表示所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差的峰值进行定位；
估计任何所定位的峰值的大小；并且
基于任何所定位的峰值的位置及所估计的大小，宣告所述DSL系统测试环路上桥接抽头的存在。
17.根据权利要求15所述的机器可读介质，其中所述测试环路参数矢量包括从运行数据获取的测试环路回声相关参数矢量，所述运行数据是从所述测试环路收集的；
进一步，所述基准环路配置包括没有桥接抽头的基准环路配置；
进一步，所述基准参数矢量包括与所述没有桥接抽头的基准环路配置相对应的基准回声相关参数矢量；
进一步，所述方法进一步包括：
计算所述测试环路回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差；并且
所述方法包括根据所计算的所述测试环路回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差来估计桥接抽头的位置。
18.根据权利要求15所述的机器可读介质，其中所述基准环路配置没有坏接头；
进一步，所述方法进一步包括：
计算所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差；并且
如果所计算的差大于第一门限，则宣告所述测试环路中坏接头的存在。
19.根据权利要求18所述的机器可读介质，其中所述测试环路参数矢量包括以从所述DSL系统收集的运行数据为基础的回声相关参数矢量；
进一步，所述基准参数矢量包括与所述基准环路配置相对应的基准回声相关参数矢量；
进一步，所述方法进一步包括：
计算所述回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差；并且
根据所计算的所述回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差来估计坏接头的位置。
20.一种控制器，包括：
连接到数据分析单元的数据收集单元和连接到所述数据分析单元的控制信号发生器，其中所述数据收集单元、所述数据分析单元和所述信号发生器被配置为：
从DSL系统测试环路收集运行数据，其中该运行数据是第一收发机与第二收发机之间的传输的结果；
从DSL系统的测试环路产生测试环路参数矢量，其中所述测试环路参数矢量包括一个或多个环路相关参数值；
选择一对应于基准环路配置的基准参数矢量，其中该基准参数矢量包括表征所述DSL系统测试环路的条件的存在或缺乏的基准数据，该条件是桥接抽头或坏接头；
比较所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量；以及
根据所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量的比较结果，检测所述DSL系统测试环路上的条件。
21.根据权利要求20所述的控制器，其中所述数据收集单元、所述数据分析单元和所述信号发生器进一步被配置为：
选择与一没有桥接抽头的基准环路相对应的基准环路配置；
在所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差中对峰值进行定位；
估计任何所定位的峰值的大小；并且
基于任何所定位的峰值的位置及所估计的大小，宣告所述DSL系统测试环路上桥接抽头的存在。
22.根据权利要求20所述的控制器，其中所述测试环路参数矢量包括从运行数据获取的测试环路回声相关参数矢量，所述运行数据是从所述测试环路收集的；
进一步，所述基准环路配置包括没有桥接抽头的基准环路配置；
进一步，所述基准参数矢量包括与所述没有桥接抽头的基准环路配置相对应的基准回声相关参数矢量；
进一步，所述数据收集单元，所述数据分析单元和所述信号发生器进一步被配置为：
计算所述测试环路回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差；
根据所计算的所述测试环路回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差来估计桥接抽头的位置。
23.根据权利要求20所述的控制器，其中所述基准环路配置没有坏接头；
进一步，所述数据收集单元、所述数据分析单元和所述信号发生器进一步被配置为：
计算所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差；并且
如果所计算的差大于第一门限，则宣告所述测试环路中坏接头的存在。
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