CN104838596B

CN104838596B - 用于在有线通信环境中感测噪声信号的方法和装置

Info

Publication number: CN104838596B
Application number: CN201380059162.6A
Authority: CN
Inventors: 劳伦特·弗朗西斯·艾洛因; 威廉·爱德华·基斯利尔; 劳伦特·皮埃吕格斯; 阿诺德·缪拉尔特
Original assignee: Yi Kanuosi Communication Common Carrier
Current assignee: Yi Kanuosi Communication Common Carrier
Priority date: 2012-10-17
Filing date: 2013-10-17
Publication date: 2017-08-25
Anticipated expiration: 2033-10-17
Also published as: US20140177694A1; WO2014062967A8; US9166651B2; CL2015000960A1; US20160043772A1; WO2014062967A1; EP2909948A1; EP2909948A4; US9413424B2; AU2013331143A1; CA2887491A1; BR112015008444A2; JP6235027B2; CN104838596A; JP2015537442A; US20160308580A1; US9660695B2; KR20150074046A

Abstract

本发明涉及用于在有线通信环境如DSL系统中的用户驻地环境中感测噪声源的方法和装置。在实施方案中，本发明包括附加传感器，其连接至DSL用户驻地环境中的电力干线，以在所述电力干线来源处表征耦合至DSL线路中的噪声，和/或减轻所述噪声对DSL线路的影响。一个目标与诊断相关联，所述诊断有助于更好地表征噪声信号本身并且获得从电力干线感测的信号与其在DSL线路上可能的投影的相关性。另一个目标利用这些电力线传感器信号来减轻或消除到达DSL线路上的电力线噪声。示例性实施方案进一步包括并且利用来自附加次级传感器的信号，所述附加次级传感器如次级共模、差模和幻像模式传感器。

Description

用于在有线通信环境中感测噪声信号的方法和装置

相关申请的交叉引用

本申请根据专利法要求2012年10月17日提交的在先共同申请的美国临时专利申请号61/715,198的优先权，所述申请的公开内容以全文引用方式并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及有线通信，并且更具体地说涉及用于表征和/或减轻DSL调制解调器中的噪声源的耦合至电力线的传感器。

背景技术

在DSL部署中，在住宅环境内产生固定和脉冲噪声，其影响传递如IPTV的网络服务的居家设备的WAN接口的可靠性。这类干扰的来源包括家用电器，如真空吸尘器、灯具或如水池泵、洗衣机等的设备。除了预期主要由DM至DM耦合产生的差模(DM)自动FEXT信号以外，在家庭环境中，DSL噪声源被认为是主要来源于由双绞线和电源干线在室内的接近性所引起的电容耦合，所述电源干线上产生了大多数家庭噪声源。

一些噪声源可外部直接辐射至双绞线，所述双绞线充当入射波的天线。这正是RFI干扰器的情况，所述RFI干扰器在分接电缆上产生共模(CM)信号并且使其转换成DM信号，所述DM信号不一定存在于电力干线上。但是预期大多数家庭噪声源由于干线网络与双绞线之间的电容耦合但非经由辐射而到达DSL线。

相关地，在图1和2示出的DSL调制解调器的传统电磁相容性(EMC)顺应性测试中，执行电快速瞬变(EFT)向测试设备(EUT)102中的注入，以便评估调制解调器针对表示场条件的干扰的抗扰性。EFT的猝发通常由电机开关、电动机和连接至配电网络的分配开关装置的操作引起。典型猝发由较高频率下较短时段内的大量反复脉冲组成。由于EFT固有地在室内的配电网络中行进，这些瞬变可经由至少两个可能路径到达其干扰的DSL端口：首先经由室内的电源线路与其紧邻的DSL电缆本身的电容或电感耦合；并且其次，通过EFT信号经由电源引线的漏泄，DSL调制解调器连接至所述电源引线以便接收其电力。由于可能的耦合路径的多重性，针对EFT的抗扰性测试传统上在电信端口(TP)和/或电源端口上执行。图1示出通过使用耦合夹具104将EFT信号直接耦合至DSL线本身。图2示出EFT信号经由DSL调制解调器的电源端口106的耦合。

EFT信号影响DM DSL信号的原理如下示出。图3示出在来自室内干线网络302的EFT信号与DSL双绞线304的电容耦合之后，经由回路不平衡的EFT信号转换。当EFT信号在电力干线室内网络上行进时，电压V_EFT相对于参考接地产生于室内网络的热/中性对上。在室内的一个特定耦合点或更多耦合点，归因于室内电力干线网络302与DSL双绞线304的接近性，这个V_EFT信号耦合至DSL线，并且自身投影为DSL双绞线的正极线和负极线(T&R)对308上的CM信号，即投影为电压V_EFT-CM。然后，双绞线上的CM信号转换成DM电压V_EFT-DM，这是由于双绞线相对于接地的不平衡。这个V_EFT-DM信号自身叠加至适用DSL信号上并且对它进行干扰。这种情况是在图1示出的测试程序中被捕获。

图4示出在室内干线网络404上行进的EFT信号可经由DSL调制解调器的电源单元402漏泄，并且自身转换成DSL调制解调器端口的T&R处的DM信号的原理。如所表示的，电压V_EFT相对于参考接地产生于室内网络404的热/中性对上。它存在于向DSL调制解调器提供电力的电源引线406上。即使电源单元为这个不必要信号提供高水平隔离，某些电压V_eft-cm可经由漏泄到达DSL前端，所述DSL前端相对于接地是电浮动的，从而诱导存在于调制解调器的DSL双绞线的T&R对408上的CM信号。然后，双绞线上的这个CM信号V_eft-dm转换成DM电压V_eft-dm，这是由于双绞线相对于接地的不平衡，如在注入点所见。这个V_eft-dm信号自身叠加至适用DSL信号中并且对它进行干扰。这种情况是在图2的测试程序中被捕获。

然而，在实际情况中，EFT信号的注入经由电容耦合和电源漏泄同时发生，因为预期EFT信号同时影响调制解调器的两个接口。这种情况仅说明以下事实：任何调制解调器(即DSL链路)可在任何其物理接口(例如，TP端口、电源端口、以太网端口、串行端口等)上易受环境干扰。在这个事件中，每当两个耦合路径一起存在于电力干线与DSL回路之间时，经由回路的电容耦合(图3)或经由电源的漏泄(图4)，DSL对上的所得DM噪声实际上是两个独立噪声的叠加，所述噪声在双绞线上耦合至CM模式，然后经由不同传递函数耦合至DM。图3和图4示出在回路上发生的信号的CM至DM转换将通过两个不同模式转换传递函数来确定，这些函数在两个情况下将由于电力干线噪声的耦合所导致的CM信号的确切注入点而有所不同。在物理上将为电缆上的两个不同点的这两个点处(例如，稍微远离调制解调器的一个点(图3)和接近调制解调器的一个点(图4))，如驱动由调制解调器感知的CM噪声至DM的转换的电缆的不平衡可能不同。

因此，如图5示出，事实上存在所感兴趣的两个耦合路径：通过电力干线在T&R的CM中的电容/电感耦合的信号转换路径502，然后所述CM在TP的不平衡点处转换成DM；以及从电力干线穿过电源块进入T&R中的噪声信号转换504，所述T&R由于T&R不平衡可局部地从CM转换至DM。

所感兴趣的那两个路径叠加。只要耦合至两个不平衡点的噪声源信号相同，所得噪声似乎归因于叠加原理、通过单一集合转换路径耦合。

在实践中，通过电源单元的耦合路径受主板设计者的控制。它应被最小化并减小至完全低于可存在于电力干线网络与沿着室内网络的DSL线之间的耦合路径的水平。在本篇论述中，噪声漏泄通过电源单元的表现是用来达到说明以下提出的要点的目的，即：存在通过电源连至电力干线噪声的连接路径。本发明人认识到如果受到控制，那么这种连接可有效地用于噪声源表征和进入DSL线中的噪声源的减轻。

噪声通过电源的耦合的情况不限于EFT噪声源；本发明人还在具有连接至与调制解调器相同电力线的HP-AV干扰器的受控实验室环境中观察到这一点。漏泄的HP-AV信号在T&R处产生可测量CM信号，即使调制解调器的T&R端口并未连接至电缆也是这样。每当调制解调器连接至电缆时，然后CM信号随即由于回路不平衡转换成T&R上的DM信号。这种情况是对实践中实际存在于电源干线上的噪声源可通过电源漏泄来到达DSL端口的说明。

在任何情况下，考虑到前述内容，希望能够表征由电力干线产生的CM噪声，所述CM噪声在所述电力干线的来源处耦合至DM DSL信号。

发明内容

本发明涉及用于在有线通信环境如DSL系统中的用户驻地环境中感测噪声源的方法和装置。在实施方案中，本发明包括附加传感器，所述传感器连接至DSL用户驻地环境中的电力干线，以在所述电力干线的来源处表征耦合至DSL线路中的噪声，和/或减轻所述噪声在DSL线路中的影响。一个目标与诊断相关联，所述诊断有助于更好表征噪声信号本身并且获得从电力干线感测的信号和其在DSL线路上可能的投影的相关性。另一个目标利用这些电力线传感器信号来减轻或消除到达DSL线路上的电力线噪声。示例性实施方案进一步包括并且利用来自附加次级传感器的信号，所述附加次级传感器如次级共模、差模和幻像模式传感器。

根据这些和其它方面，根据本发明实施方案的有线通信系统的用户驻地环境中的装置包括：初级传感器，其被耦合来接收有线通信系统的数据信号；以及电力线传感器，其被耦合来接收电力线信号，所述电力线信号对应于来源于用户驻地环境中的电力干线的噪声源干扰。

附图说明

对于本领域一般技术人员来说，在阅览下文结合附图对本发明具体实施方案所做的描述之后，本发明的这些和其它方面和特征将变得显而易见，其中：

图1是示出电信端口上的EFT注入的图，其表示室内电源线与DSL线路之间的耦合；

图2是示出电源端口上的EFT注入的图，其表示经由电源电缆至DSL线路上的耦合路径；

图3示出在室内干线网络与双绞线电容耦合之后，经由回路不平衡的信号转换；

图4示出在室内干线网络噪声经由电源单元(PSU)的漏泄之后，由于回路不平衡的信号转换；

图5示出耦合路径的叠加；

图6示出用于双重传感器接收器的旧式共模传感器；

图7示出根据本发明实施方案的双重传感器接收器中的示例性电力线传感器；

图8示出根据本发明的电力线传感器的一个示例性实行方案；

图9示出根据本发明的包括使用热&中性和中性&接地连接的双重传感器的电力线传感器的另一个实例；

图10示出包括根据本发明的双重“DM和CM”传感器的电力线传感器的另一个实例；

图11示出归因于不同加权集合噪声X和Y的耦合路径的简并；

图12进一步示出归因于不同加权集合噪声X和Y的耦合路径的简并；

图13示出根据本发明实施方案，在未使用对上同时使用电力线传感器与次级DM传感器；

图14示出根据本发明实施方案，使用未使用对，同时使用电力线传感器与次级DM和PM传感器的实例；

图15a和图15b是示出示例性CPE环境中的各种电力线噪声模式的图；

图16a和图16b是示出示例性CPE环境中的电力线噪声的各种投影的图；

图17a是示出根据本发明实施方案的测量PSD、计算相关性和消除噪声的各种投影的示例性架构的方框图；

图17b是示出在与DM信号重组之后，图17a示出的消除器的输出的示例性PSD的图；

图18是示出根据本发明实施方案的执行关联和消除的示例性多传感器接收器的方框图；

图19是示出使用本发明多传感器信号的示例性噪声监测和噪声探测模块的方框图；以及

图20是示出根据本发明实施方案的用于图19示出的模块的示例性噪声分析过程的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图详细地描述本发明，所述附图提供为本发明的说明性示例，以便使本领域技术人员能够实践本发明。明显地，下文的示图和示例并不意在将本发明的范围限制到单个实施方案，而是通过与所描述或所示出要素中的一些或全部进行互换的方式，其他实施方案也是可能的。此外，在本发明的某些要素可以使用已知部件来部分或完全实现的情况下，这类已知部件中只有对理解本发明来说是必要的那些部分才会加以描述，而这类已知部件的其他部分的详细描述则会省略，从而不至于使本发明模糊不清。描述为以软件实现的实施方案不应受其限制，而是可包括以硬件实现的实施方案，或软件和硬件的组合，并且反之亦然，如本领域技术人员显而易知，除非本文另外规定。在本说明书中，展示单个部件的实施方案不应认为具有限制性；实际上，本发明意欲包括包含多个相同部件的其它实施方案，并且反之亦然，除非在本文中另外说明明确。此外，申请人不希望说明书或权利要求书中的任何术语赋予罕见或特殊含义，除非明确阐明如此。另外，本发明涵盖本文中通过实例而提及的已知部件的目前和将来的等效物。

尤其来说，本发明人认识到如果住宅电力干线是其中大部分家庭噪声源在室内传播的主要集中点，那么在所述噪声源经由电容或电感耦合而耦合至双绞线CM或DM模式之前，会直接耦合至住宅电力干线(例如经由调制解调器电源端口)的传感器允许在其来源收集噪声。这类传感器可互补或替代在T&R对施加的CM噪声传感器，所述T&R对传统上被认为用于取消CM噪声转换为DM信号。

图15a示出存在于典型家居环境中的信号。跨越17MHz(所感兴趣的VDSL带宽)，显示三个PSD信号。双绞线上的CM信号PSD 1502，双绞线上的DM信号PSD 1504，和CPE调制解调器所连接的电源插座上具有30dB衰减的电源线热中性信号PSD 1506。所有三个曲线展示位于相同频率下的峰1508，从而示出三个噪声信号DM、CM和PL的高水平相关性。图15b提供在5.5MHz至7.7MHz的窗口上收集的频域样品的时域图，DM信号1510、CM信号1512和PL信号1514。再次可在所有三个信号上检测到噪声的类似时域结构，进一步证明检查这些信号以寻找相关性的益处。

图16a示出前8MHz带宽上的时间处的两个信号的标准化相关性结果。曲线1602在于CM与PL样品的相关性。曲线1604对应于CM与DM样品的相关性，同时曲线1606对应于DM与PL样品的相关性。应当注意到CM-PL相关性1602是最高的，同时DM-PL相关性1606是最低的。图16b进一步给出这些结果的见解，方法是将DM和PL样品的相关性结果与将CM与DM的相关性结果和PL与CM的相关性结果相乘所获得的结果进行比较。如先前解释的两组所得到曲线的相对匹配与以下观察结果一致：电力线噪声信号在两步过程中耦合至双绞线上的差模信号，所述过程由在双绞线上将PL噪声转换成CM噪声然后在双绞线上将CM噪声转换成DM噪声组成。

图17a示出从哪些输入信号获得关于图15和图16得到的PSD 1706和相关性1708的各种数量。图17a还示出存在两个消除器K_dm-cm 1702和K_dm-pl 1704，其分别对于DM和CM输入Yd和Yc，以及DM和PL输入Yd和Ypl操作以便从加法器1714各自产生输出Yd’和Yd”，其中来自CM传感器和PL传感器的相关联噪声分别通过消除器K_dm-cm和K_dm-pl移除。图17b示出在与DM信号重组之后，那些消除器输出的PSD。可了解对于每个消除器，相对于DM模式信号的PSD，噪声PSD输出减小，从而示出过程借以移除DM相关联噪声与传感器CM和PL中的每一个。值得注意的是作为CM(曲线1710)的双重传感器参考输入的PSD总体上低于作为PL(曲线1712)的双重传感器参考输入的PSD。这些结果与以下观察结果一致：如与CM传感器与DM传感器之间观察到的相关性相比，在PL传感器与DM传感器之间观察到更小相关性。在两种情况下，出于减轻DM线路中的相关联噪声目的，观察到两个传感器中的任何一个的明显改进，从而证明出于减轻影响DSL线路的外部噪声目的，使用PL传感器作为CM传感器的替代或补充传感器的价值。

如下所述，本发明的实施方案产生来自AC电源壁瘤的传感器信号，所述壁瘤通常在一个末端处包括用于连接至电力干线的壁装插座的两个或三个叉状插头，和在另一个末端处用于连接至DSL调制解调器的DC电源端口的插孔。附加传感器可用作其它次级传感器，如共模传感器的替代，或与其共同使用。功率传感器输出与DSL线路的初级传感器的组合可在频域和/或时域中执行，具有各种可能替代方案。本发明的优势是在产生AC功率噪声的介质——耦合至在室内使用的DSL线路的室内电力干线网络——中感测AC功率噪声。

根据另外的方面，本发明人还认识到使用耦合至DC电源输出的传感器的一些限制。举例来说，DC电源被设计成过滤不必要的AC噪声。因而应只可测量到显著衰减的噪声。然而，对于HP-AV噪声的观察表明，因为在未外部连接至电缆的DSL端口上测量到非轻微信号电平，所以在DC电源输出处应存在一些可用的信号电平。来自电源传感器的信号可不仅含有来自干线的所感兴趣的AC噪声，而且它还可含有由调制解调器内的主板上的设备产生的噪声。因此需要传感器与这些不必要的板噪声适当分离。

图6描绘用于双重传感器DSL收发器的旧式共模传感器。常规地，将CM噪声传感器施加于T&R对，并且其信号传统上被认为用于消除DM端口上的被转换CM噪声。如图6中示出，AFE和线路驱动器602的初级连接是感测差分DSL信号的T&R对的DM连接。附加传感器606在T&R变压器608的中点与参考点之间连接，以感测相对于参考接地存在于T&R上的CM信号的复本。图6进一步描绘调制解调器电源单元610，所述电源单元现在存在并且产生调制解调器操作的DC参考电压612。在这个配置中，双重传感器接收器由传统DM传感器602和CM传感器606组成，其可共同地用于表征从CM转换至DM的不必要的CM噪声源(表征)，或减轻CM噪声转换成DM DSL信号的影响(消除)。

图7描绘用于根据本发明的某些方面的DSL收发器的实施方案中的电力线传感器。如图7中示出，AFE和线路驱动器702的初级连接仍然是感测DM DSL信号的T&R 704的差模连接。附加传感器706经由变压器708连接至经由输入714从电源干线和参考点V_TBD得到的电压点之一，以便感测存在于电源干线上的噪声信号的复本。图7进一步描绘调制解调器电源单元710，其产生调制解调器操作的各种DC参考电压712，其可为可连接替代传感器706的点之一。在此示例性配置中，双重传感器接收器由传统DM传感器702和电力线传感器706组成，可用于共同地表征耦合至双绞线上的CM然后转换成DM的不必要的电力干线噪声源(表征)，或减轻来源于电力干线并且转换成DM，从而影响DSL信号的噪声源的影响(消除)。

现在描述将电力线传感器706耦合至图7的电力干线中的电压点的输入714的各种实行方案。

一种示例性实行方案在图8中示出。在图8中，电力线传感器804耦合至电力干线806中的电压点热和中性。图8进一步示出初级传感器802，其被耦合来感测双绞线808上的差模数据信号(例如DSL信号)。

虽然图8中的实例利用具有经由壁装插座连接至热和中性的两个插脚的典型壁瘤的特征，但是如果接地通路变得可能的话(例如通过壁瘤上的第三个插脚)，可得到两个传感器。这在图9中示出。如图9中示出，电力线传感器904包括耦合至热和中性的传感器906和耦合至中性和接地的传感器908。使用热、中性和接地的各种导线连接，两个传感器906和908可以不同的方式实现。噪声信号可在热与中性之间，或中性与接地之间，或热与接地之间感测。

另外或替代地，应注意AC信号，如电源线通信信号，如HP-AV，会在电力干线网络上在热与中性之间差异性传输，并且归因于电力干线网络的不平衡，可相对于接地转换成CM。因此，另一个可能实行方案在图10示出。如图10中示出，在那些DM信号耦合至双绞线的CM模式之前，可设计差模和共模电路，其连接至电源干线网络1006以便提供来自三线连接的两个独立输出。第一电力线传感器1002在热与中性导线之间连接，而第二电力线传感器1004连接于第一传感器的中点与接地线，以便感测存在于电源干线上的CM信号，并且此CM信号被认为耦合至双绞线的CM信号。

在来自电力干线的外部噪声进入DSL电缆的单一耦合点的情况下，认为T&R处的单一CM传感器足以帮助消除耦合至DM通道的多个噪声源，这归因于CM与DM之间的模式转换由单一传递函数确定的事实。此单一模式转换在图3中表示，即使在电力干线上存在多个噪声源。然而，如以上结合图5论述，在多个耦合点的情况下，仅在电源上的噪声源是唯一的或在DSL线路中的两个耦合点处至少是相同的时，叠加原理才适用。另外，在这种情况下，单一CM传感器可足以减轻投影噪声源，即使存在两个耦合路径。

然而，当存在多个噪声源和一个以上耦合路径时，叠加原理可不再适用。举例来说，引入简并，因此单一CM传感器可不足以减轻转换DM噪声。可预期简并，因为电力干线网络上的多个噪声源相对于漏泄点和与DSL线路的耦合点的物理距离可不同。

这种情况在图11中示出。如图11中示出，两个分离噪声信号S1和S2由电器#1和#2传输。如图11进一步示出，分别在两个耦合点1102(一部分双绞线与电力干线之间的电容耦合)和1104(经由耦合至壁装插座的电源)的集合噪声X和Y的实际组成和漏泄可不同。这归因于以下事实，例如，点1102更接近于电力干线上的电器#1，使得来自电器#1的噪声信号S1更占优势，而点1104更接近于电力干线上的电器#2。优势度的此差异在图11中分别展示为集合噪声X和Y中的不同组加权系数(C1，C2)和(C1’，C2’)。因为不同组加权系数，两个噪声信号S1和S2分别经由两个耦合点1102和1104和漏泄来以不同方式投影本身。在这类简并情况下，仅占优势的噪声源可使用单一CM传感器来完全地消除(S1或S2)，如果两个噪声源在频率上重叠。

类似地，如图12中示出，其中只表示一个耦合路径1202，功率传感器1204在点1206处感测用加权系数(C1’，C2’)加权的两个噪声信号(S1，S2)制成的集合噪声Y。这种情况受相同简并问题影响，如果在耦合点1202处由相同两个噪声信号(S1，S2)制成的集合噪声X用不同加权系数(C1，C2)加权。在这种情况下，简并的发生是因为两个信号S1和S2经由耦合点1202的投影不能变得与经由功率传感器1204感测的相同两个信号S1和S2的投影同时重合。

虽然电力线传感器可为次级CM传感器的替代，本发明的实施方案还同时使用次级CM传感器1106和一个或多个功率传感器1108，如图11示出。附加传感器给出提高DSL线路上的噪声投影的简并的额外自由度，只要不满足叠加原理的多个噪声源或多个耦合路径。

另外或替代地，如图13中示出，电力线传感器1306可同时使用的次级传感器可为耦合至“住宅内电缆”1304中的未使用对的差分传感器1302，因为操作人员的习惯作法是在居所内使用两对电缆。电缆1304也可为连接至外部设备分接电缆的分接电缆的另一个未使用双绞线，所述外部设备分接电缆可或可不连接至F2电缆(次级分配电缆)。

在另外或替代实施方案中，如图14中示出，根据本发明的电力线传感器1402可同时用于两个差分DSL对1406和1408之间的幻像模式(PM)传感器，不论是否两者用于接合环境中。

根据本发明的电力线传感器的示例性实行方案的一些考虑因素如下。

一个考虑因素是应提供关于来自外部“壁瘤”电源的低电压DC(在极少数实例中可能为AC)输入的差分信号。CPE设备如DSL调制解调器中的DC电源总体上被设计来滤出不必要的AC噪声。因此预期噪声源的显著衰减。因此，替代方案是获得“直接”(但是“分离”)来自AC电力干线的差分信号(即避免外部AC:DC电源中的AC:DC转换阶段的HF/RF衰减)。

电源传感器信号可不仅含有来自干线的所感兴趣的AC噪声，而且它还可含有由板上的设备产生的噪声。因此需要传感器与这些不必要的板噪声适当分离。

为了估计并消除在“初级”DM通道上干扰的可能噪声源，可使用“次级”传感器的以下可能源之一：(1)CM传感器；(2)未使用TP上的DM传感器；(3)两个差模双绞线之间的幻像传感器；或(4)电源引线(热、中性、接地)上的电力线传感器或一组传感器。或者，次级传感器可为上述个别传感器之一的组合，如上述(1)至(4)的线性加权和。

或者，一个以上次级传感器可用于估计并消除在“初级”通道上干扰的可能噪声源。举例来说，两个或更多个独立次级传感器可用于连接至上述(1)至(4)中的仅一个的每个传感器。或两个或更多个独立传感器可用于连接至上述(1)至(4)的线性加权和的每个传感器(没有交叉连接)。更进一步，两个或更多个独立传感器可用于连接至上述(1)至(4)的滤波型式的线性加权和的每个传感器(没有交叉连接)。

“初级”通道的输出信号和多个“次级”传感器的输出可在时域或频域中组合，以估计并消除在“初级”通道上干扰的可能噪声源。时域中的组合可通过多个传感器输入的初级和次级信号的适应性线性滤波来完成。在频域中，两个或更多个FFT输出载体(一个初级和一个或多个次级)可与频域均衡器(FEQ)样权重组线性组合以产生初级路径的改进SNR型式。

图18表示本发明的示例性实施方案，其中DM接收器1802与两个次级传感器，一个CM传感器1804和一个电力线传感器1806耦合。来自传感器1804、1806的样品从模拟转换并且由时域数字处理区块1808、1810处理，然后经由FFT运算器1812、1814转换至频域。CM传感器1804的频域样品通过DM-CM每音调消除器1816滤波并且通过每音调加法器1818添加至DM解映射器中的DM样品，然后通过FEQ均衡并且呈递至限幅器区块。类似地，PL传感器的频域样品通过DM-PL每音调消除器1820滤波并且借助于每音调加法器1818添加至DM解映射器中的DM样品。每音调加法器1818区块同时从一个或两个传感器获取输入。可适合用于本发明的图18中的部件的另外实行方案方面在共同申请中申请号________(12IK05)中更详细地描述，其内容全部通过引用并入本文。

频域组合的一个变化是保持两个或更多个组的次级权重对应于DM-CM每音调消除器1816和DM-PL每音调消除器1820并且以限幅器(在存在或不存在格状编码调制的情况下)使用每个试验权重载体和相应CM和PL输入信号执行试验二维限幅操作以便保持具有“最佳”SNR的试验结果。这个试验可基于每音调或，使用区间子集(例如小子集或大子集)来完成。这变化提供多路径简并问题的一些改进(即具有进入初级传感器和次级传感器通道的不同耦合路径的两个或更多个干扰源/干扰信号)。

另一个变化是利用时域“特征”(又称为“特性”)基于每个DMT框架来选择可能次级权重组之一以解决以下情况，在所述情况中多个干扰源/干扰信号干扰在频率上重叠，但是不在时间上重叠的初级通道。另一个变化是利用频域特征/特性基于每个DMT框架来选择可能“次级权重组”之一。

图18呈现的实施方案的另一个目的是使得能够表征室内的噪声环境。感测DM端口、CM端口和PL端口上的信号使得能够确定每个传感器上的噪声的相对PSD水平，如上结合图17a所述，并且确定传感器端口之间的交叉相关水平(使用图18中的方框1822、1824和1826)。虽然PSD水平给出相应介质双绞线和室内的电源线网络上的噪声度的指示，但是传感器端口之间的相关性水平和相关联消除器系数转变双绞线介质与电源线介质之间，或相同介质的传播模式之间的耦合水平。举例来说，双绞线的CM与DM端口之间的高水平相关性与双绞线的高水平不平衡相关联，从而更容易地将CM信号转换成DM噪声。类似地，双绞线的PL传感器与CM传感器之间的高水平相关性指示电源线与双绞线之间的强耦合，其可通过电源线网络与室内的双绞线的不寻常密切接近性来产生。因此，信号水平和相关性水平可用于表征室内的噪声环境。另外，相关性系数的比较有助于确定多个耦合路径的可能性和电力线噪声耦合至DM传感器中的简并水平。从信号水平与相关性系数的比较得到的信息有助于识别相对于传感器感测其相应信号处的干扰器的相对位置，以及每当观察到简并时，识别多重干扰器。举例来说，通过如图11示出的电力线传感器来感测的信号，如两个HPAV发送器S1和S2的相对功率有助于识别两个发送器中的哪一个最接近。通过在相关性系数中的任一个有效时比较所计算相关性系数来观察到的简并有助于确定电力线网络上的可能发送器的数目。

最后，同时处理DM、PL和CM传感器使得能够每当一些DM噪声在CM和DM传感器上可见并且在PL传感器上不可见时确定一些DM噪声未从电力线源上耦合。当噪声的耦合发生于室外时，这种情况可出现，如RFI耦合CM和DM模式的双绞线的分接电缆中的情况。在这种情况下，相同RFI噪声可能在电力线传感器上不可见。

最后，添加电力线传感器使得能够将来源的家用电器分类并识别为其可影响所感兴趣的DSL频带。在家居环境中，干扰源包括家用电器，如真空吸尘器、灯，或如水池泵、洗衣机的设备，其取决于其特性来影响DSL WAN接口，如是否其为窄带或宽带、在性质上是脉冲或连续、在时间上是持久或间歇。使用电力线传感器，各类设备基于其对于电力线传感器产生的噪声干扰的信号特性(带宽、振幅、持续时间等)来衍生。在后续步骤中，其对于DM DSL端口的影响通过衍生相关性量度和相关联消除器系数来评估，所述量度和系数表示电力线噪声投影至DM传感器上的程度。经由电力线传感器来获取那些信号特性使得能够较好检测其特征和那些噪声在DM DSL端口中的存在，从而提供个别地识别并且跟踪构成影响DSL通道的集合噪声环境并且来源于电力线网络的各种噪声源的较好工具。

图19示出根据本发明实施方案的示例性过程，其中信号在次级PL传感器上检测到并且与DM传感器相关联以便确定PL噪声投影至DM端口中的存在。这个实施方案可被认为是有效地检测并表征影响通信系统如DSL的噪声和其它事件的方法和装置的变化，如共同申请中申请号14/054,552中详述，其内容全部以引用方式并入本文。根据某些方面，共同申请中的申请描述嵌入用户驻地设备中的噪声分析引擎，其以为用户驻地内的变化噪声环境提供可见性和/或将此环境报告给远程实体的方式将噪声源根据其特定特性来分类并且以动态方式跟踪每个噪声源。出于以较好精确度来表征噪声环境的目的，本发明的实施方案扩展共同申请中的申请的方面来借助于附加传感器来操作。

图19是示出在根据本发明实施方案的CPE上实施噪声探测进程的示例性架构的方框图。它示出与噪声分析引擎相关联的状态机和过程以及尤其如何实施数据收集线程以适应使用如本发明描述的多端口传感器。此架构的各种元件如下更详细地描述。

基于符号的状态机1902。数据收集过程在针对两个端口通过FFT输出数据的可用性触发的基于符号的状态机上操作，一个端口实施DM接收器并且第二个端口实施电力线传感器或CM传感器端口。符号计数器使得能够处理同步符号和一个第二事件。

脉冲检测器1904：针对每个传感器端口基于时域或频域信息对于每个符号执行脉冲检测以帮助确定两个端口中的每一个上的脉冲噪声源的存在。

安静线路噪声(QLN)量度1906：QLN测量由1秒窗口上的每个端口的噪声的功率的每音调平均值组成以为线路噪声分析引擎提供基本数据单元。对于一个或多个脉冲检测器标志或标志有条件地完成平均值。产生三个PSD((a)没有脉冲-b)具有脉冲-c)只具有脉冲)以便在分析引擎1920中确定两个端口中的任何一个上的长持续时间脉冲噪声与短连续噪声之间的区别。

INM直方图1908：INM直方图可使用脉冲检测器标志作为输入来填充。如果多个检测器标志可获得(例如每个频带、每个次频带)，同样多相应直方图或替代时间基本数据单元阵列填充于一秒窗口上。

相关性区块1910：相关性信号处理(SP)在区块1910中，两个传感器输入中的每一个之间执行，提供每音调阵列如图16a呈现的每音调阵列。

双重传感器消除器(DSC)1912：双重传感器消除器区块获取两个传感器的输出以便预测并消除从电源线或共模传感器进入DM接收器的相关联噪声。在DSC区块的输出之后是脉冲检测器区块1914和QLN平均区块1916，其使用处理输出来检测区块1918中的直方图群的脉冲和馈送至噪声监测分析引擎1920的QLN基本数据单元。

根据本发明实施方案的实施噪声监测分析引擎1920的示例性过程在图20示出。

如图所示，根据本发明的实施方案的噪声监测分析引擎1920的处理通过采用来自附加传感器的输入信息来扩展共同申请中的申请的原则，所述附加传感器可为CM传感器或PL传感器中的一个或两个。噪声监测分析引擎1920的目标包括计数，之后识别和分类，各种类型噪声存在于DSL线路。三个或更多组基本数据单元输入此噪声监测分析过程；其对应于与DM、PL、CM端口中的每一个的脉冲直方图1908和QLN平均值1906相关联的基本数据单元以及与DM-CM、DM-PL消除器1914输出中的每一个的脉冲直方图1918和QLN平均值1916相关联的基本数据单元。在图20示出的线程0、1、2、3、4和5中执行的处理的详细资料描述于共同申请中的申请中，并且在通过本公开教导之后，本领域技术人员能够了解如何调适此处理用于本发明的多个传感器。

图20描绘的噪声检测、分类、特性估计和记录的过程通过与每个传感器和/或消除器输出相关联的基本数据单元来完成。此过程允许确定每个传感器上的特定类别噪声的存在，如共同申请中的申请中所描述。它还允许确定一个传感器上的噪声存在在何种程度上存在于其它传感器上，从而允许确定那些传感器连接的介质(双绞线、电源线)上的信号的传播模式之间的耦合机制。

对于在调制解调器未用于数据传输时所产生的基本数据单元，进行图20描绘的噪声检测、分类、特性估计和记录的过程，如图19示出。或者，每当调制解调器用于DSL数据传输时，此过程可对于每个传感器输出所产生的基本数据单元来发生。这些模式分别对应于在共同申请中的申请中描述的噪声探测和噪声监测诊断模式。

虽然本发明在本文中尤其结合常规电话线路上的DSL通信的尤其适用应用来描述，但是本发明不限于此应用。实际上，本发明的原则可扩展至各种类型的有线传输系统如同轴电缆系统，包括例如同轴电缆(COAX)多媒体(又称为MoCA)、HPNA(包括同轴电缆HPNA3.1)和ITU-T G.hn(包括双绞线、基带同轴电缆和RF同轴电缆)。对于这些通信系统，添加电力线传感器有助于表征或减轻电力线噪声的进入，所述电力线噪声以与其到达住宅内的双绞线类似的方式到达同轴电缆介质。

尽管已参考本发明的优选实施方案而对其详细地加以描述，但是对于本领域一般技术人员来说应该显而易见的是，可以在不背离本发明精神和范围的情况下做出形式和细节上的变化和更改。规定附加权利要求包括这类变化和更改。

Claims

1.一种有线通信系统的用户驻地环境中的装置，其包括：

初级传感器，其被耦合来接收所述有线通信系统的数据信号；以及

电力线传感器，其被耦合来接收对应于来源于所述用户驻地环境中的电力干线的噪声源干扰的电源线信号。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述有线通信系统是DSL系统。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述有线通信系统是同轴有线系统，所述同轴有线系统是同轴电缆多媒体、HPNA和ITU-T G.hn。

4.如权利要求1所述的装置，其进一步包括电源单元，其中所述电力线信号从所述电源单元得到。

5.如权利要求1所述的装置，其中所述电力线传感器包括耦合至所述电力干线的外部插脚。

6.如权利要求1所述的装置，其中所述电力线传感器与所述初级传感器一起使用，以在排除任何其它次级传感器的情况下表征所述噪声源干扰。

7.如权利要求1所述的装置，其中所述电力线传感器与所述初级传感器一起使用，以结合另一个次级传感器来表征所述噪声源干扰。

8.如权利要求7所述的装置，其中所述另一个次级传感器包括以下一个或多个：未被耦合来接收所述数据信号的共模传感器、幻像模式传感器和差分传感器。

9.如权利要求1所述的装置，其中所述电力线信号从以下一个或多个的组合得到：所述电力干线的热和中性导线、中性和接地导线以及热和接地导线。

10.如权利要求1所述的装置，其中所述电力线信号包括以下一个或多个：所述电力干线的热和中性导线之间的DM信号，和热和中性以及接地导线之间的CM信号。

11.如权利要求1所述的装置，其进一步包括消除器，其适于使用所述电力线信号来消除影响所述数据信号的噪声。

12.如权利要求11所述的装置，其中所述消除器包括数字信号处理器，其对于所述数据信号和电力线信号执行适应性线性滤波。

13.如权利要求11所述的装置，其中所述有线通信系统是多音调系统，并且其中所述消除器在频域中基于每音调来操作。

14.如权利要求11所述的装置，其中消除器操作来补充使用第三传感器来执行的另一个消除过程。

15.如权利要求14所述的装置，其进一步包括选择器，其有条件地选择所述消除器中的一个的输出。

16.如权利要求7所述的装置，其中消除过程是以线性加权和的方式使用所述电力线传感器、所述初级传感器和所述另一个次级传感器的组合输出来执行的。

17.如权利要求1所述的装置，其中所述电力线传感器结合其它传感器使用，以表征所述用户驻地环境中的噪声和其来源，以及它们对于所述有线通信系统的影响。

18.如权利要求17所述的装置，其中表征至少使用所述初级传感器、所述电力线传感器和次级共模传感器来执行。

19.如权利要求17所述的装置，其中表征包括确定所述初级传感器、所述电力线传感器和次级共模传感器中的至少两个之间的所述耦合。

20.如权利要求17所述的装置，其中所述表征通过评估所述传感器上的噪声源功率和跨所述传感器的噪声相关性来执行。

21.如权利要求20所述的装置，其中所述噪声源的数目和相对位置的确定是基于所述表征。

22.一种在有线通信系统的用户驻地环境中的装置，其包括：

初级传感器，其被耦合来接收所述有线通信系统的数据信号；

次级传感器，其未被耦合来接收所述数据信号并且被耦合来接收对应于影响所述数据信号的噪声的次级信号；以及

嵌入噪声分析引擎，其收集关于来自所述传感器的所接收信号的信息并且基于所述信息来执行所述噪声的分类。

23.如权利要求22所述的装置，其中所述次级传感器是共模传感器和电力线传感器中的一个。

24.如权利要求22所述的装置，其中当来往于使用所述有线通信系统的所述装置的传输未在使用中时，所述嵌入噪声分析引擎收集关于所述噪声的信息。

25.如权利要求22所述的装置，其中当来往于使用所述有线通信系统的所述装置的传输在使用中时，所述嵌入噪声分析引擎收集关于所述噪声的信息。