CN104254992A - 用于每频调恒定星座大小的可调码率 - Google Patents

用于每频调恒定星座大小的可调码率 Download PDF

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Abstract

至少一个示例实施例公开了一种控制系统的方法。该方法包括：确定针对多个频调中的每个频调的恒定比特数目，每个恒定比特数目是恒定的；从系统的用户获得单个参数，该单个参数是码率；以及基于单个参数在信道上向用户传输作为多个频调内的信息比特的数据，该多个频调中的每个频调包括恒定比特数目。

Description

用于每频调恒定星座大小的可调码率
背景技术
在数字用户线路(DSL)系统中，用于传输的可用频率可以被划分为频带，频带可被称为载波或者频调(tone)。该划分可通过离散多频调(DMT)调制完成。
在DSL系统中，每个频调被分配不同比特数目。例如，对于每个频调i，传输不同比特数目bi。每个频调的比特数目存储在比特分配表(Bit Allocation Table)中。对于频调i，使用的正交幅度调制(QAM)调制。因此，每个频调内的比特数目指示针对该频调的QAM星座的大小。
在频调上可以传输的数据量可以根据在与该频调相关联的频率范围内的信号质量而改变。
而且，每个频调内的比特数目可以通过比特交换或者无缝速率适配(SRA)重新分配。基于测量的频调的信号干扰噪声比(SINR)将比特相应地分配给频调。例如，如果第一频调的SINR在SINR容限之下，可以减少第一频调内的比特数目。为了弥补该减少，如果第二频调的SINR在SINR容限之上，可以增加第二频调内的比特数目。这要求基于变化的SINR持续地进行比特变化。
发明内容
示例实施例涉及在系统中分配资源的方法和/或实现该方法的系统。本发明人已经发现噪声容限的使用可以引入一些效率低下。噪声容限是从总SINR被减去的因子。这样做是为了保护线路免于由于开启的附加线路(以及其它因素)导致的SINR的降低。因此，在频调上SINR保持充分高以便将确保准确的(低错误)解调和正确的(低错误)解码。噪声容限持有预留资源对抗不良波动。因此，高噪声容限可以降低系统的吞吐量，而低噪声容限可以增加错误风险以及具体的掉线。
在一个示例实施例中，给每个频调分配恒定的比特数目。每个频调中的比特数目基于针对该频调的最大SINR或系统所允许的最大比特数目中的至少一项。因此，每个频调中的比特数目不基于针对该频调持续监测到的SINR。
而且，示例实施例公开了从接收机到发射机的单个参数反馈。
至少一个示例实施例公开了一种控制系统的方法。该方法包括：确定针对多个频调中的每个频调的恒定比特数目，每个恒定比特数目是恒定的；从系统的用户获得单个参数，该单个参数是码率；以及基于单个参数在信道上传输作为多个频调内的信息比特的数据，该多个频调中的每个频调包括恒定比特数目。
在一个示例实施例中，确定恒定比特数目包括：在传输之前确定针对每个频调的相关联的最大信号干扰噪声比(SINR)；以及基于相关联的最大SINR确定针对每个频调的恒定比特数目，在传输之后针对每个频调的恒定比特数目是恒定的。
在一个示例实施例中，传输包括：确定针对每个频调上的符号的调度传输；以及基于调度传输确定针对每个频调的相关联的实际信号干扰噪声比(SINR)。
在一个示例实施例中，基于相关联的最大SINR确定针对每个频调的恒定比特数目包括：确定系统所允许的最大比特数目；以及如果基于相关联的最大SINR的恒定比特数目超过系统所允许的最大比特数目，则选择系统所允许的最大比特数目作为恒定比特数目。
在一个示例实施例中，恒定比特数目是系统所允许的针对该频调的最大比特数目。在一个示例实施例中，该方法进一步包括基于码率将数据编码为信息比特。
在一个示例实施例中，码率是信息比特在码字内比特数目上的比率。
至少一个示例实施例公开了一种在系统上接收数据的方法。该方法包括：从提供者接收多个频调上的数据；基于多个频调上的互信息确定单个参数；向提供者传输单个参数；以及在基于单个参数的速率接收进一步的数据。
在一个示例实施例中，该方法进一步包括基于单个参数解码进一步的数据。
在一个示例实施例中，确定单个参数包括：确定多个频调中的每个频调上的互信息；以及确定多个频调上的互信息的总和以及多个频调上的比特数目的总和，单个参数基于所有频调上的互信息的总和及比特数目的总和。
在一个示例实施例中，每个频调内的比特数目与接收进一步的数据期间的该频调的相关联的信号干扰噪声比(SINR)无关。
在一个示例实施例中，每个频调内的比特数目是相同的。
在一个示例实施例中，每个相关联的频调内的比特数目是系统所允许的针对相关联的频调的最大比特数目。
在一个示例实施例中，每个频调内的比特数目是恒定的。
至少另一个示例实施例公开了一种在系统内的提供者。提供者包括：可调速率编码器，被配置为接收数据和单个参数，该单个参数是码率，可调速率编码器被进一步配置为基于码率将数据编码为已编码比特；调制器，被配置为将已编码比特调制在多个频调上，每个频调内的已编码比特的数目是恒定比特数目；以及传输器，被配置为在信道上传输该多个频调。
在一个示例实施例中，调制器被配置为使用针对每个频调的星座调制已编码比特，针对每个频调的星座大小是恒定的。
在一个示例实施例中，每个相关联的频调内的恒定比特数目基于针对相关联频调的最大信号干扰噪声比(SINR)。
在一个示例实施例中，每个相关联的频调内的恒定比特数目是系统所允许的针对相关联频调的最大比特数目。
至少另一个示例实施例公开了一种控制数字用户线路(DSL)系统的方法。该方法包括：由DSL系统的提供者获得数据；以及在DSL系统的信道上向用户传输作为多个相关联频调内的信息比特的数据，该相关联的多个频调中的每个频调包括DSL系统所允许的针对相关联频调的最大比特数目。
附图说明
从结合附图作出的以下详细描述中将更清楚地理解示例实施例。图1-图4表示本文所述的非限制性示例实施例。
图1示出了传统的DSL系统；
图2示出了根据一个示例实施例的DSL系统；
图3示出了根据一个示例实施例的控制系统的方法；以及
图4示出了根据一个示例实施例的在系统上接收数据的方法。
具体实施方式
现将参照其中示出一些示例实施例的附图更充分地描述各种示例实施例。
因此，尽管示例实施例能够有各种修改和备选形式，但其实施例被通过示例的方式示出在附图中并且将在本文详细描述。然而，应该理解的是，并不旨在将示例实施例限制为所公开的具体形式，而相反地，示例实施例将覆盖落入权利要求范围内的所有修改、等同方案以及替代方案。贯穿附图的描述，相同标号指代相同元素。
将被理解的是，尽管术语第一、第二等在本文可以用于描述各种元件，但这些元件不应该受这些术语的限制。这些术语只是用来区分不同的元件。例如，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件，并未背离示例实施例的范围。如本文所用的，术语“和/或”包括相关联的所列项中的一个或者多个的任一项及所有组合。
将被理解的是，当元件被称为“被连接”或者“被耦合”到另一元件时，其可以被直接连接或者被直接耦合到其他元件，或者可以存在中间元件。相反，当元件被称为“被直接连接”或者“被直接耦合”到另一元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其他词语应该以类似的方式解释(例如，“之间”与“直接在。。。。。。之间”，“相邻”与“直接相邻”，等等)。
本文所用的术语只是用于描述具体实施例的目的，并不旨在限制示例实施例。除非上下文另有明确指示，否则，如本文所用，单数形式“一”、“一个”和“该”也旨在包括复数形式。将被进一步理解的是，术语“包括”、“包含”、“含有”和/或“含”当在本文使用时指明所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除一个或者多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或添加。
也应该注意到的是，在一些替代实现中，所注释的功能/动作可以以不同于图中所注释的顺序出现。例如，根据所涉及的功能/动作，连续示出的两个图事实上可以基本同时执行或者有时可以以相反的顺序执行。
除非另有定义，否则本文所用的所有术语(包括技术术语和科学术语)与示例实施例所属领域的普通技术人员的公认理解具有相同的含义。将被进一步理解的是，术语，比如那些在常用词典中定义的，应该解释为具有与在相关领域的上下文中的含义一致的含义，不应该以理想化的或者过于正式的意义解释，除非本文明确地如此定义。
部分示例实施例及对应的详细描述依据软件、或者算法以及计算机存储器内的数据比特上的操作的符号表示被呈现。这些描述和表示是本领域普通技术人员用以向本领域其他普通技术人员有效传达其工作的实质内容的描述和表示。算法，如此处所用的该术语以及如通常所用的该术语那样，被构思为导致预期结果的步骤的自相一致的序列。这些步骤是需要物理量的物理操纵的步骤。通常，尽管不是必要的，但这些量采取能够被存储、被传递、被组合、被比较、以及以其他方式被操纵的光信号、电信号、或者磁信号的形式。主要是由于通用的原因，将这些信号称为比特、值、元件、符号、字符、术语、数字或者诸如此类有时已经被证明是方便的。
在如下描述中，将参照操作的动作和符号表示(例如，以流程图的形式)描述说明性的实施例，操作可以作为程序模块或者功能过程实现，程序模块或者功能过程包括执行具体任务或者实现具体的抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等，并且操作可以使用在现有网元或者控制节点处的现有硬件来实现。这种现有硬件可以包括一个或者多个中央处理单元(CPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路、现场可编程门阵列(FPGA)、计算机或者诸如此类。
除非另外特别声明，或者如从讨论中显而易见的，否则术语诸如“处理”或“计算”或“推算”或“确定”或“显示”或诸如此类指计算机系统或者类似的电子计算设备的动作和过程，计算机系统或类似电子计算设备将在计算机系统的寄存器和存储器内的表示为物理量、电子量的数据操纵并变换为类似地表示为在计算机系统存储器或寄存器或其他这种信息存储、传输或显示设备内的物理量的其他数据。
也要注意，示例实施例的软件实现方面由处理器执行，并且可以被编码在某形式的有形(或记录)存储介质上。有形存储介质可以是磁的(例如，软盘或硬盘驱动)或光的(例如，压缩盘只读存储器或““如，压缩盘只)，以及可以是只读的或随机存取的。示例实施例不受任一给定实现的这些方面限制。
术语“信道”可以理解为频带分配、时间分配和码分配的任一组合。包括VDSL2技术的DSL通信技术的各种实现是熟知的。VDSL2的使用在2006年2月在ITU G.993.2中被标准化，其整体内容通过引用被并入。
因此，为求简洁，参照有助于描述示例实施例的DSL的那些方面对示例实施例进行描述。尽管参照DSL系统对示例实施例进行讨论，但应该理解的是，示例实施例不应该限于DSL并且可以在其他通信系统中实现。例如，示例实施例可以在第一英里以太网、家庭数据网络(例如，WiFi)和汽车通信中实现。
传统的DSL系统
图1示出了VDSL2系统的示例实施例。如所示出的，系统100包括提供者110和客户端设备(CPE)150。提供者110在信道145上提供由CPE 150请求的数据。在系统100中，可以采用比特交换或者SRA。在比特交换中，比特加载值在频调之间交换，从而产生相同的总吞吐量。使用SRA比特加载，值从新的SINR测量被完全重新评估并被重新发送给发射机用于发射机与接收机的协调。比特交换和SRA可以称为比特负载变化操作。
如应该被理解的，信道145可以被划分为多个窄频带，也称为频调。
提供者110包括数据速率控制器120、编码器125、调制器130和反向快速傅立叶变换(IFFT)135。应该理解的是，数据速率控制器120、编码器125、调制器130和反向快速傅立叶变换(IFFT)135可以被实现为硬件、软件或者固件。在数据速率控制器120、编码器125、调制器130和反向快速傅立叶变换(IFFT)135的任一项是软件的情况下，应该理解的是，诸如数字信号处理器或微控制器的数据处理器被特别编程以执行该软件。
数据从运营商的网络的其余部分传递给提供者110，例如TV信道、互联网和用于家庭安全系统的命令。在用户(CPE 150的用户)的情况下，数据在家中起源并由设备发送给CPE 150。
数据速率控制器120基于针对每个频调所分配的比特数目和/或无缝速率适配(SRA)确定码长度，例如在码中所用的符号数目。SRA是公知的并且在VDSL2中被标准化。因此，为求简洁，将不对SRA进行描述。
由于是公知的，编码器125将信息比特映射到纠错码的已编码比特中。编码器125实现了各种长度的码。
调制器130使用可变大小的星座。更具体地，诸如系统100的传统DSL系统使用比特加载。在图1中，在变化点数的情况下，调制器130在每个频调上使用不同的符号星座。例如，6比特的比特加载被实现为26正交幅度调制(或者等同)。分配给具体频调的比特数目(星座大小)根据测量的SINR完成并且分配给具体频调的比特数目被存储在比特分配表中。在操作期间，分配给一些频调的比特数目可以被增加，而同时，在其他频调上的比特数目被减少。同时，通过精细功率调节(Gi)和其他机制对分配给每个频调的功率进行调节。
因此，针对每个频调i，调制器130基于针对频调i分配的比特数目bi调节星座大小。精细功率调节Gi冲击频调i的SINR，并且因此影响(在限制器160处)的解调错误概率。
IFFT 135从调制器130接收星座信号并将星座信号变换为在DSL信道145(例如，至少一根铜线)上向CPE 150传输的时域信号。IFFT 135的输出是真实值(矢量)。
CPE 150可以是被配置为与提供者110通信的调制解调器或任何其他通信设备。CPE 150通常可以称为用户。
CPE 150包括FFT 155、限制器160、解码器165、比特负载变化控制器170和信号干扰噪声比(SINR)估计器175。应该被理解的是，FFT155、限制器160和解码器165可以被实现为单个芯片上的硬件或实现为固件。比特负载变化控制器170和SINR估计器175可以被实现为硬件、软件或者固件。在比特负载变化控制器170和SINR估计器175的任一项是软件的情况下，应该理解的是，诸如数字信号处理器或微控制器的数据处理器被特别编程以执行该软件。
SINR估计器175针对在DSL信道145上传输的每个频调估计SINR，并向比特负载变化控制器170提供所估计的SINR。SINR估计器175使用任何公知方法估计SINR。
比特负载变化控制器170从SINR估计器175接收所估计的SINR。基于所估计的SINR和每频调的噪声容限，比特负载变化控制器170在多个频调之间分配比特。
如在图1中所示，基于所估计的SINR和噪声容限，比特负载变化控制器170针对频调i生成所分配的比特数目bi和相关联的精细功率调节Gi。
在当正在开始传输的时间，比特加载经由所测量的SINR被确定。噪声容限是从总SINR被减去的因子。这样做是为了保护线路免于由于开启的附加线路(以及其它因素)导致的SINR的降低。因此，在频调上SINR保持充分高以便将确保准确的(低错误)解调和正确的(低错误)解码。噪声容限持有预留资源对抗不良波动。噪声容限大小的选择通常由运营商(比如，提供者110)进行并且反映更高数据速率与更频繁掉线和其他形式的退化(例如音频信号/视频信号上的毛刺)的平衡。
例如，在VDSL2中，每频调的噪声容限可以是6dB。对于具有小于6dB的SINR的那些频调，比特负载变化控制器170减少分配给该频调的比特数目。对于具有大于6dB的SINR的那些频调，比特负载变化控制器170可以增加分配给该频调的比特数量。
对于每个频调，比特负载变化控制器170向限制器160和调制器130提供所分配的比特数目bi和相关联的精细功率调节Gi。而且，比特负载变化控制器170向数据速率控制器120提供所分配的比特数目bi。比特负载变化控制器175与提供者110之间的通信通过反馈信道。
FFT 155在DSL信道145上接收多个频调。如公知的，FFT 155将在时域中接收的频调变换为频域。
限制器160在频域中接收信号并将该信号解调为比特。如公知的，限制器160是硬判决解调器。
限制器160基于为频调i分配的比特数目bi和针对频调i的精细功率调节Gi解调每个频调。限制器160标识在星座信号集中与接收信号最近的点。这对于发送的每个频调内的比特数目给出了硬判决。
解码器165是网格解码器。更具体地，解码器165使用网格编码调制用于纠错。解码器165解码限制器160的输出以生成接收的数据。
然而，在图1中，SINR容限的使用影响系统100的性能。例如，高SINR容限可以降低网络吞吐量，而低SINR可以增加错误风险和具体DSL掉线。
而且，使用了许多控制机制，诸如比特负载变化和精细功率调节。在解码器165中，网格编码调制允许数据在不接近于理论极限(香农(Shannon)容量)的速率传输。限制器160不允许数据传输速率接近于香农容量。
图2示出了DSL系统的示例实施例。图2中所示的系统200针对每个频调使用恒定比特数目。
在图2中所示的示例实施例的描述中，“频调”是DMT频调。然而，应该理解的是，图2中所示的示例实施例不限于DMT频调的使用。
如所示，系统200包括提供者210和客户端设备(CPE)250。
通过该类型的系统所允许的每个频调的最大比特数目和针对该频调的最大可能SINR中的至少一项，提供者210确定每个频调中的比特数目。
该类型的系统所允许的每个频调的最大比特数目可以在针对该类型系统的标准中定义。因此，用于每个频调的最大比特数目是固定的。在另一实施例中，针对每个频调，网络所允许的最大比特数目可以由该网络的制造商/运营商(例如，在专用通信网络中，利用汽车通信的汽车的制造商)设置。
当没有干扰并且只存在热噪声时获得最大的可能SINR。
例如，在每个频调m上，SINR估计器275可以确定直接线路损耗幅度dm(dB)。参数Pm(dB/Hz)是针对频调m的最大传输功率谱并且N(dB/Hz)是噪声谱。因此，SINR估计器275确定最大的可能SINR(dB)为：
γm＝Pm-dm–N  (1)
在系统200的初始实现期间，最大的可能SINRγm被一次测量。在另一示例实施例中，最大的可能SINRγm的确定可以被预编程。在最大的可能SINRγm被预编程的情况下，可以基于线路的长度、线路的规格(gauge)、频率和其他附加参数，使用线路损耗的公知模型来确定最大的可能SINRγm。而且，最大的可能SINRγm可以被预编程到控制器215内并被从提供者210传送给CPE 250。在另一示例实施例中，最大的可能SINRγm的确定可以基于在系统200的初始化时从提供者210向CPE 250发送的导频信号。
如果基于最大的可能SINRγm的针对频调的比特数目超过系统200所允许的每个频调的最大比特数目，那么提供者210确定恒定比特数目为系统200所允许的最大比特数目。
针对每个频调的最大的可能SINRγm可以在安装系统200时确定。
在针对每个频调确定恒定比特数目之后，每个恒定比特数目保持固定。更具体地，即使在对应的频调内的当前SINR与最大的可能SINRγm不同，每个恒定比特数目也保持恒定。
例如，如果针对频调的恒定比特数目是VDSL2所允许的最大比特数目，针对该频调的恒定比特数目为15。
系统200通过从CPE 250接收单个参数，码率R，来维持针对每个频调的恒定比特数目。因此，系统200维持针对每个频调的恒定比特数目，而不是调节针对每个频调的比特数目和针对每个频调的功率。
也应该被理解的是，各种技术对于不同频调集提供不同的最大比特数目。因此，第一频调集可以分配第一恒定比特数目，并且第二频调集可以分配第二恒定比特数目。
因此，系统200针对每个频调使用恒定的星座大小，而不是可变大小的星座。在VDSL2中，如果每个频调分配了最大比特数目，不管频调的SINR值如何，系统都使用215QAM调制。通过维持针对每个频调的恒定比特数目，以及基于该类型的系统所允许的每频调的最大比特数目和针对该频调的最大的可能SINRγm中的至少一项确定该恒定比特数目，系统200提供更大的可能数据传输速率。
而且，系统200实现从CPE 250到提供者210的单个参数反馈，码率R。因此，分配给每个频调的比特数目可以维持在常数，并且在一个DMT中传输的信息比特数目不是恒定的并被设置为接近香农容量。
根据一些示例实施例，控制器215依据以下讨论确定针对每个频调的恒定比特数目，并且在其他示例实施例中提供者210的运营商可以确定针对每个频调的恒定比特数目。
提供者210在信道145上提供CPE 250所请求的数据。提供者210包括控制器215、数据速率控制器220、编码器225、调制器230和反向快速傅立叶变换(IFFT)235。应该被理解的是，数据速率控制器220、编码器225、调制器230和反向快速傅立叶变换(IFFT)235可以被实现为硬件、软件或者固件。在数据速率控制器220、编码器225、调制器230和反向快速傅立叶变换(IFFT)235中的任一项是软件的情况下，应该理解的是，诸如数字信号处理器或微控制器(例如，控制器215)的数据处理器被特别编程以执行该软件。
在一个示例实施例中，控制器215为编码器225和调制器230提供分配给每个频调的恒定比特数目。
数据速率控制器220基于码率R确定码长度，例如在码中所用的符号数目。
编码器225是可调速率编码器。例如，编码器225可以是具有可调节码率的低密度奇偶校验(LDPC)编码器或turbo码编码器。速率可调节的LDPC码也可以称为速率兼容LDPC码。应该被理解的是，编码器225可以使用其他高效速率兼容码，而不是LDPC码或者turbo码。
编码器225将来自数据速率控制器220的输出编码为在码率R的码。更具体地，编码器225对来自数据速率控制器220的数据进行编码作为码字中的信息比特。
码率R是信息比特在码字内总比特数目上的比率。码率R使用系统200内的所有频调上的总互信息获得。
如公知的，“互信息”是可能在信道上承载的信息的测量。对于真实信道，互信息可以依据由Thomas M.Cover和Joy A.Thomas的Elements of Information Theory(第一版)中的等式(10.20)定义为：
C = 1 2 log ( 1 + P N ) - - - ( 2 )
其中，P是传输功率并且N是噪声。
在系统200中，信道145在复杂的领域。因此，针对每个频调m的比特中的互信息I可以定义为：
Im＝log2(1+SINR)  (3)
等式(3)被称为用于加性高斯复杂信道上的互信息的香农公式。
下面参照CPE 250更详细地描述码率R及总互信息的确定。编码器225通过码字内的总比特数目乘以接收的码率R确定每个码字内的信息比特数目。
对于每个DMT符号，将在频调上传输的码字的长度是与该符号相关联的比特数目。然而，应该被理解的是，可以实现涉及多个符号和/或跨两个或者多个符号的码字的备用编码方案。
调制器230针对每个频调使用恒定大小的星座。更具体地，对于每个频调m，调制器230维持与该频调m相关联的恒定星座大小。
星座大小基于针对该频调的最大的可能SINRγm和/或系统200所允许的最大比特数目。频调可以全部具有相同的比特数目(例如，网络所允许的最大比特数目)、不同的比特数目或者其组合。如上所述，一旦其基于针对该频调的最大的可能SINR和/或系统200所允许的最大比特数目被设置，每个频调的恒定比特数目就保持恒定。因此，针对每个频调m的恒定大小星座可以是其中bm是针对频调m的恒定比特数目。
一旦其基于针对该频调的最大的可能SINRγm和/或系统200所允许的最大比特数目被确定，频调m的星座大小就变为恒定的。
IFFT 235从调制器230接收星座信号并将星座信号变换为在DSL信道145上向CPE 250传输的时域信号。
CPE 250可以是被配置为与提供者210通信的调制解调器或者任何其他通信设备。CPE 250通常可以被称为用户。
CPE 250包括FFT 255、解调器260、解码器265、互信息计算器270、信号干扰噪声比(SINR)估计器275和码率控制器280。应该被理解的是，FFT 255、解调器260和解码器265可以被实现为单个芯片上的硬件。互信息计算器270和SINR估计器275可以被实现为硬件、软件或固件。在互信息计算器270和SINR估计器275中的任何一个是软件的情况下，应该被理解的是，诸如数字信号处理器或微控制器的数据处理器被特别编程以执行该软件。
FFT 255在DSL信道145上接收多个频调。如公知的，FFT 255将在时域内接收的频调变换为频域。
解调器260可以是软判决解调器或硬判决解调器。在软解调器的情况下，解调器260从FFT 255接收频域内的信号并将该信号解调为对数似然比(LLR)(软比特)。例如，解调器260可以实现球面解调或基于Gibbs采样方法的解调。在2010年IEEE Trans.on Communications第58卷第423页-428页的、R.R.Chen等人的Approaching MIMO CapacityUsing Bitwise Markov Chain Monte Carlo Detection中描述了吉布斯(Gibbs)采样，其整体内容通过引用被并入。应该被理解的是，也可以使用任何其他等同方法估计LLR。
解调器260将每个频调解调为所分配的恒定比特数目，作为比特的LLR，并向解码器265提供比特的LLR。
SINR估计器275针对在DSL信道145上传输的每个频调估计SINR，并向互信息计算器270提供所估计的SINR。SINR估计器275使用任何公知方法估计SINR。
互信息计算器270使用等式(3)并且基于SINR估计器275提供的对应SINR来确定每个频调内的互信息。然后互信息计算器270基于每个频调内的互信息Im来确定频调上DSL信道145的总互信息Iagr。
更详细地，互信息计算器270确定总互信息Iagr如下：
Iagr＝(I1+算器调内的M)/(b1+b器调内M)  (4)
其中Im是频调m上的互信息，M是DMT频调的数目，以及bm是频调m中的比特数目。
互信息计算器向码率控制器280提供总互信息Iagr。基于总互信息Iagr，码率控制器280确定码率R。
更具体地，根据信息论的基本原理，码率R小于或等于总互信息，因此，
R≤Iag r  (5)
码率控制器280设置最大的可能码率为等于总互信息Iagr。
码率控制器280基于如下等式确定总互信息容限Imar：
Imar＝Iagr-margin  (6)
该容限由提供者210的运营商确定并且基于经验数据。该容限反映效率与可靠性之间的平衡。
码率控制器280设置码率R为等于等式(6)中所定义的总互信息容限Imar。而且，通过使码率R基于(跨所有频调的)总互信息Iagr而不是基于每个频调，减小了码率R的变化量。
码率控制器280确定码率R所在的速率基于系统200的实现。在一个示例实施例中，在全矢量化系统中，码率控制器280可以一次确定码率R。在调度系统中，在各种线路处于“开/关”状态的情况下，码率控制器280可以周期性地或者当检测到某种情况时(例如，一条线路离开(通信停止)或者一条线路加入(通信开始))确定码率R。
码率控制器280向解码器265提供码率R。码率控制器280也通过反馈信道向编码器225和数据速率控制器220提供码率R。反馈信道使用公知方法被建立。
解码器265是可调速率LDPC解码器、Turbo解码器或者任何其他速率兼容解码器。解码器265基于码率R对解调器260的输出进行解码以生成接收的数据。
因此，与改变分配给每个频调的比特数目和改变分配给每个频调的功率相反，系统200使用针对每个频调的恒定比特数目传输数据，并且被配置为基于单个参数——码率R控制从提供者210向CPE 250的数据传输。
应该被理解的是，系统200可以包括附加元件，并且不应该限于图2中所示的特征。图2中所示的特征被提供用于理解系统200，并不一定是系统200内仅有的特征。
此外，在一个示例实施例中，CPE 250被配置为基于来自SINR估计器275的对应SINR确定线路的SINR是否减小和/或解码器265是否失败。如果CPE 250确定SINR已经减小，那么CPE 250向提供者210信号通知重传可能失败。然后提供者210可以确定降低码率以便CPE 250可以成功接收数据。一旦CPE 250成功接收具有被降低的码率的数据，CPE 250就基于与成功接收的数据相关联的SINR确定码率R。在一个示例实施例中，假设码字是正确的并且解码是成功的，CPE 250通过使用接收信号与期望的接收信号之间的差异分别确定SINR。CPE 250也可以基于从提供者210向CPE 250传输的导频信号确定SINR。应该被理解的是，可以实现确定SINR的其他方法。
在另一示例实施例中，系统200可以没有串扰消除地在短长度线路(例如，小于200m的线路)上被实现。作为串扰消除的备选方案，系统200可以实现包括改变线路活性开与关的调度。调度的改变典型地将涉及所有频调上的SINR的改变。系统200可以确定SINR，并且因而预先确定针对每个DMT符号的平均互信息和码率R。因此，CPE 250可以仅基于根据调度的码率改变来解码接收信号。因此，系统200减小了复杂度及可以另外随之而来的潜在低效率。
图3示出了根据一个示例实施例控制系统的方法。包括提供者210的系统200被配置为实现图3的方法。然而，应该被理解的是，各种系统可以执行图3的方法并且图3所示的方法不应该限于提供者210。
在图3的方法中，提供者通过诸如DSL信道的信道与CPE通信。
在S310，提供者确定针对系统中的多个频调中的每个频调的恒定比特数目。通过该类型系统所允许的每频调最大比特数目和针对该频调的最大的可能SINR中的至少一项，提供者确定每个频调中的恒定比特数目。如果基于最大的可能SINR的针对频调的比特数目超过了系统所允许的最大数目，那么恒定比特数目是系统所允许的最大比特数目。
在S320，提供者通过反馈信道从CPE获得单个参数。该单个参数是码率，诸如参照图2所描述的码率R。
在S330，提供者基于单个参数向CPE传输数据作为信息比特。在传输期间，提供者维持针对每个频调的恒定比特数目。更具体地，即使在对应的频调内的当前SINR与最大的可能SINR不同，每个恒定比特数目也保持恒定。因此，系统维持针对每个频调的恒定比特数目，而不是调节针对每个频调的比特数目和每个频调内的功率。
此外，提供者可以基于码率将数据编码为信息比特。编码可以以与图2中所描述的方式相同的方式进行。因此，为求简洁，将不进一步详细描述编码。
图4示出了在系统上接收数据的方法。包括CPE 250的系统200被配置为实现图4的方法。然而应该被理解的是，各种系统可以执行图4的方法并且图4中所示的方法不应该限于CPE 250。
在图4的方法中，提供者在诸如DSL信道的信道上与CPE通信。
在S410，CPE接收系统内的多个频调上的数据。基于接收的数据，CPE确定针对每个频调的SINR、针对每个频调的互信息、以及针对所有频调的总互信息。基于针对所有频调的总互信息，在S420处CPE确定单个参数。该单个参数是诸如码率R的码率。
在S430，CPE向提供者传输单个参数。提供者基于码率调节数据速率控制及编码，并在S440向CPE传输进一步的数据。在每个频调内接收的比特数目保持恒定。因此，每个频调内的比特数目独立于相关联的该频调的SINR。每个相关联的频调内的比特数目可以是网络所允许的最大比特数目。每个频调内的比特数目可以是相同的。
如上所述，恒定比特数目被分配给每个频调。每个频调内的比特数目基于针对频调的最大的可能SINR或系统所允许的最大比特数目中的至少一项。因此，每个频调内的比特数目不基于针对该频调持续监测到的SINR。
通过维持针对每个频调的恒定比特数目以及基于该类型系统所允许的每频调的最大比特数目和针对该频调的最大的可能SINR确定该恒定比特数目，系统200提供更大的可能数据传输速率。
而且，示例实施例公开了从CPE向提供者的单个参数反馈，码率。因此，分配给每个频调的比特数目可以维持在常数并且在一个频调符号内传输的信息比特数目接近于香农容量。而且，单个参数的使用简化了系统的控制。
在如此描述了示例实施例之后，将显而易见的是，其可以以许多方式被改变。这种变型将不被认为背离示例实施例的精神和范围，并且旨在将对本领域技术人员将显而易见的所有这种修改包括在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种控制系统(200)的方法，所述方法包括：
确定针对多个频调中的每个频调的恒定比特数目，每个恒定比特数目是恒定的(S310)；
从所述系统的用户获得单个参数，所述单个参数是码率(S320)；以及
基于所述单个参数在信道上向所述用户传输作为所述多个频调内的信息比特的数据，所述多个频调中的每个频调包括所述恒定比特数目(S340)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定恒定比特数目(S310)包括，
在所述传输之前确定针对每个频调的相关联的最大信号干扰噪声比(SINR)，以及
基于所述相关联的最大SINR确定针对每个频调的所述恒定比特数目，在所述传输之后针对每个频调的所述恒定比特数目是恒定的。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述基于所述相关联的最大SINR确定针对每个频调的所述恒定比特数目包括，
确定所述系统允许的最大比特数目，以及
如果基于所述相关联的最大SINR的所述恒定比特数目超过所述系统允许的所述最大比特数目，则选择所述系统允许的所述最大比特数目作为所述恒定比特数目。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述传输(S340)包括，
确定针对每个频调上的符号的调度传输，以及
基于所述调度传输，确定针对每个频调的相关联的实际信号干扰噪声比(SINR)。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述恒定比特数目是所述系统允许的针对所述频调的最大比特数目。
6.一种在系统(200)上接收数据的方法，所述方法包括：
从提供者接收多个频调上的数据(S410)；
基于所述多个频调上的互信息确定单个参数(S420)；
向所述提供者传输所述单个参数(S430)；以及
以基于所述单个参数的速率接收进一步的数据(S440)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述确定单个参数(S420)包括，
确定所述多个频调中的每个频调上的互信息，以及
确定所述多个频调上的所述互信息的总和以及所述多个频调上的比特数目的总和，所述单个参数基于所有频调上的所述互信息的所述总和及所述比特数目的所述总和。
8.根据权利要求6所述的方法，其中每个相关联的频调内的比特数目是所述系统允许的针对所述相关联的频调的最大比特数目。
9.根据权利要求6所述的方法，其中每个频调内的所述比特数目是恒定的。
10.一种在系统(200)内的提供者(210)，所述提供者包括：
可调速率编码器(225)，被配置为接收数据和单个参数，所述单个参数是码率，所述可调速率编码器被进一步配置为基于所述码率将所述数据编码为已编码比特；
调制器(230)，被配置为将所述已编码比特调制在多个频调上，每个频调内的所述已编码比特的数目是恒定比特数目；以及
传输器(235)，被配置为在信道(145)上传输所述多个频调。
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