CN104995846B - 用于控制通过多个订户线路的通信的方法和通信控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制通过多个订户线路(L1…LN)的通信的方法，这些通信利用为了串扰预补偿而通过预编码器(120)联合处理的通信信号。根据本发明的一个实施例，该方法包括：检测更新事件，一经该更新事件预编码器就需要被更新；向远程地耦合到出自该多个订户线路中的一个订户线路(Li)的接收机(xTU‑Ri)发送信号调节信息，该信号调节信息指示将被应用到接收通信信号以补偿由所调度的预编码器更新引起的信道偏差的信号补偿因子(γi)；以及将预编码器更新与在接收机处对信号补偿因子的实施进行时间协调。本发明还涉及分别形成接入节点和订户设备的一部分的对应的第一和第二通信控制器。

Description

用于控制通过多个订户线路的通信的方法和通信控制器

技术领域

本发明涉及一种用于控制通过多个订户线路的通信的方法和装置，这些通信利用了为了串扰预补偿而经过预编码器加以联合处理的通信信号。

背景技术

对于诸如数字订户线路(DSL)通信系统的多输入多输出(MIMO)通信系统而言，串扰(或者信道间干扰)是信道减损的主要来源。

随着对于更高数据速率的需求增加，DSL系统正在朝向更高的频带演进，其中相邻传输线路(也就是说，在它们长度的一部分或者整个长度上处于紧邻的传输线路，诸如电缆结合件中的双绞铜线对)之间的串扰更加显著(频率越高，耦合越多)。

MIMO系统能够由以下的线性模型来描述：

Y(k)＝H(k)X(k)+Z(k) (1)，

其中N-分量的复数矢量X、Y分别标示从N个信道分别接收的、通过N个信道发射的符号的作为频率/载波/音调索引k的函数的离散频率表示；其中N×N的复数矩阵H被称为信道矩阵：信道矩阵H的第(i,j)个分量描述了通信系统如何响应于正被发射给第j个信道输入的信号而在第i个信道输出上产生信号；信道矩阵的对角元素描述了直接信道耦合，并且信道矩阵的非对角元素描述了信道间耦合(也称为串扰系数)；并且其中N-分量的复数矢量Z标示N个信道上的加性噪声，诸如射频干扰(RFI)或者热噪声。

已经发展出不同的策略来缓解串扰并且最大化有效吞吐量、范围以及线路稳定性。这些技术正在从静态或动态频谱管理技术逐渐地演进到多用户信号协调(或者矢量化(vectoring))。

用于减少信道间干扰的一种技术是联合信号预编码：发射数据符号在通过相应的通信信道被发射之前联合地经过预编码器。预编码器使得预编码器与通信信道的级联在接收机处导致很小的信道间干扰或者没有信道间干扰。例如，线性预编码器在频域中执行发射矢量X(k)与预编码矩阵P(k)的矩阵积，预编码矩阵P(k)使得结果信道矩阵H(k)P(k)是对角化的，意味着总信道H(k)P(k)的非对角系数(并且因此信道间干扰)大多减少为零。事实上，预编码器在受害线路(victim line)上连同直接信号一起叠加反相串扰预补偿信号，该反相串扰预补偿信号在接收机处与来自相应扰乱源线路(disturber line)的实际串扰信号相消地干扰。

用于减少信道间干扰的另一技术是联合信号后处理：接收数据符号在被检测之前联合地经过后编码器。后编码器使得通信信道与后编码器的级联在接收机处导致很小的信道间干扰或者没有信道间干扰。

对矢量化组(也就是说，其信号被联合处理的通信线路的集合)的选择，对于实现良好的串扰缓解性能而言是相当关键的。在矢量化组内，每个通信线路都被考虑为是引发进入到该组的其他通信线路中的串扰的扰乱源线路，并且相同的通信线路被考虑为是接收到来自该组的其他通信线路的串扰的受害线路。来自不属于矢量化组的线路的串扰被视为外来的噪声并且没有被消除。

理想地，矢量化组应当匹配于物理地且明显地彼此相互作用的通信线路的整个集合。但是，由于国家管制政策和/或有限的矢量化能力，本地环路开放(local loopunbundling)可能阻止了这样的穷尽方法，在该情况中，矢量化组将包括所有物理上相互作用的线路的仅子集，由此产生有限的矢量化增益。

通常在流量聚合点处执行信号矢量化，在流量聚合点处，通过矢量化组的所有订户线路并发地发射或者从矢量化组的所有订户线路接收的所有数据符号是可用的。例如，有利地在被部署于中心局(CO)处或者作为更接近于订户驻地(街道机柜、极点机柜等)的光纤馈送的远程单元的数字订户线路接入复用器(DSLAM)内执行信号矢量 化。信号预编码特别适合用于下游通信(朝向客户驻地)，而信号后处理特别适合用于上游通信(来自客户驻地)。

通常，信道矩阵是对角地主导的，意味着串扰增益相比于直接信道增益是可忽略的。并且预编码矩阵也是如此：叠加在受害线路上的串扰预补偿信号对总发射功率添加很小。

随着新接入技术的出现以及对更宽的发射频谱的使用，这个假设可能不再适用，意味着串扰增益相比于直接信道增益开始变得显著，并且信道矩阵和结果预编码矩阵不再是对角地主导的。如果这样的话，串扰预补偿信号在受害线路上的叠加可能妨碍可应用到该受害线路的发射功率谱密度(PSD)掩码。一个或多个通信信号在预编码步骤之前需要被缩小，以平衡这一过多的信号功率。

此外，叠加在受害线路上用于对来自给定扰乱源线路的串扰进行缓解的串扰预补偿信号耦合回到该扰乱源线路中，并且对所期望的或者有意义的信号作出贡献(二阶效应)。当预编码器被更新时，一个或多个接收机可能由于新叠加的串扰预补偿信号所引发的信道均衡偏差而脱离跟踪。确实，处于跟踪模式中的接收机不能应对直接信道增益上的突然改变，因为信道跟踪通常要求数百个样本来进行收敛并且实现所要求的精确度。因此，信号不再正确地被检测，因为星座点远离于它们的当前所预期的位置，由此引起解码错误，解码错误最终转化为线路重新调校(retrain)和/或低劣的用户体验。

发明内容

本发明的一个目的是改进矢量化系统在非对角主导的信道矩阵的情况中的鲁棒性和性能。

根据本发明的第一方面，提出了一种用于控制通过多个订户线路的通信的方法。这些通信利用为了串扰预补偿而通过预编码器联合处理的通信信号。该方法包括：检测更新事件，一经该更新事件预编码器就需要被更新；向远程地耦合到出自该多个订户线路中的一个订户线路的接收机发送信号调节信息，该信号调节信息指示将被应用到接 收通信信号以补偿由所调度的预编码器更新引起的信道偏差的信号补偿因子；以及将预编码器更新与在接收机处对信号补偿因子的实施进行时间协调。

在本发明的一个实施例中，预编码器更新包括：确定为了符合于在该订户线路上的发射PSD掩码而将被应用到发射通信信号的信号缩放因子，并且信号补偿因子补偿由对应的发射信号缩放引起的第一信道偏差。

在本发明的一个实施例中，预编码器更新包括：确定用于缓解从该订户线路到一个或多个受害线路中的串扰的、预编码器的一个或多个耦合系数，并且信号补偿因子进一步补偿由叠加在该一个或多个受害线路上的对应的串扰预补偿信号引起的第二信道偏差。

在本发明的一个实施例中，信号补偿因子是补偿信道幅度偏差的标量因子。

在本发明的一个实施例中，信号补偿因子是补偿信道幅度偏差和信道相位偏差两者的复数因子。

在本发明的一个实施例中，发送步骤和在接收机处的对应的信号调节以所调度的预编码器更新引起的信道偏差的量为条件。

在本发明的一个实施例中，按两个步骤来更新预编码器，具有部分预编码增益和有限信道偏差的第一预编码器更新，以及具有完全预编码增益的第二预编码器更新。发送步骤发生在第一预编码器更新与第二预编码器更新之间，并且第二预编码器更新与在接收机处对信号补偿因子的实施进行时间协调。

在本发明的一个实施例中，更新事件是新订户线路加入或者离开该多个订户线路。

在本发明的一个实施例中，更新事件是在重配置的订户线路上的发射功率上的大幅改变。

在本发明的一个实施例中，该方法进一步包括步骤：一经接收到增益调节信息，就向对应的发射机返回用于相应载波的经适配的比特加载值和/或经适配的精细增益调谐因子。

在本发明的一个实施例中，这些通信信号是多载波信号，并且基于每个载波来确定增益调节信息和对应的信号补偿因子。

在本发明的一个实施例中，信号缩放因子的幅度基于多用户公平准则。

根据本发明的另一方面，提出了一种用于控制通过多个订户线路的通信的第一通信控制器。这些通信利用为了串扰预补偿而通过预编码器联合处理的通信信号。该第一通信控制器被配置为：检测更新事件，一经该更新事件预编码器就需要被更新；向远程地耦合到出自该多个订户线路中的一个订户线路的接收机发送信号调节信息，该信号调节信息指示将被应用到接收通信信号以补偿由所调度的预编码器更新引起的信道偏差的信号补偿因子；以及将预编码器更新与在接收机处对信号补偿因子的实施进行时间协调。

该第一通信控制器可以形成接入节点(诸如DSLAM、以太网交换机、边缘路由器等)的一部分。

根据本发明的第一通信控制器的实施例与根据本发明的方法的相应实施例相对应。

根据本发明的又另一方面，提出了一种用于控制通过出自多个订户线路中的一个订户线路的通信的第二通信控制器。通过该多个订户线路的通信利用为了串扰预补偿而通过预编码器联合处理的通信信号。该第二通信控制器被配置为：从远程地耦合到该订户线路的发射机接收信号调节信息，该信号调节信息指示将被应用到接收通信信号以补偿由所调度的预编码器更新引起的信道偏差的信号补偿因子；以及实施信号补偿因子。

该第二通信控制器可以形成支持通过接入厂房(access plant)的有线通信的订户设备(诸如桌面计算机、膝上型计算机、调制解调器、网络网关、媒体网关等)的一部分。

根据本发明的第二通信控制器的实施例与根据本发明的方法的相应实施例相对应。

当预编码器需要被更新时，例如由于新订户线路加入矢量化组并 且对应的串扰预补偿信号被叠加在相应的受害线路上，或者再例如由于为了将一个或多个订户线路上的发射PSD约束在可应用的发射PSD掩码内而需要被应用到一个或多个通信信号的适当信号缩放，并且当该预编码器更新预期引起在一个或多个接收机处的大幅信道均衡偏差时，则提出了一种发射机控制的增益适配。信号调节信息被发送给相应的接收机，并且这些接收机导出信号补偿因子来补偿所引发的信道偏差。预编码器更新然后与信号补偿因子在接收机处的实施进行时间协调。这个额外级别的协调允许了预编码器的有效且透明的更新而接收机不会脱离跟踪，并且不论在接入厂房内所引发的串扰强度。

所提出的发射机控制的信号适配是除了已有的接收机控制的增益适配以及在信道均衡之前的已有的发射机控制的信号缩放之外而到来的，已有的接收机控制的增益适配诸如用以移除过多噪声余量的精细增益调谐(例如，DSL标准中所谓的gi系数)，已有的发射机控制的信号缩放诸如PSD整形(例如，DSL标准中所谓的tssi系数)。

信号补偿因子可以补偿由所调度的预编码器更新引起的幅度偏差和相位偏差两者，或者可以仅补偿幅度偏差。

该过程可以以由于预编码器更新而预期在接收机处引发的信道均衡偏差的量为条件。例如，可以将适当考虑到前述的二阶效应(意味着解释直接和间接信道增益)的在一侧的预编码器更新之后在接收机处的有用信号分量的所预期强度(其是所预期的幅度、功率或者能量)与在其上当前的信道均衡系数是基于另一侧的接收机处的信号分量的当前强度进行比较。如果这两个量以给定余量相区别，则适当的信号补偿因子需要连同预编码器更新一起被应用在接收机处。所选择的余量通常取决于在接收机引发的噪声的量：噪声越强，星座点就越远离，所选择的余量就越高。

作为信号增益调节的直接结果，接收机可以向发射机返回用于相应载波的经调节的比特加载值和/或经调节的精细增益调谐因子。

作为可能的改进，能够按两个步骤来更新预编码器：第一预编码器更新和第二最终预编码器更新，第一预编码器更新具有部分预编码 增益但是引起在接收机处的很小的信道均衡偏差并且因此不要求在接收机处的信号调节，第二最终预编码器更新具有完全的预编码增益以及在一个或多个接收机处的适当信号调节。通过这样做，部分串扰缓解能够立即开始，而无需等待增益调节过程完成。

附图说明

通过结合附图地参考以下对实施例的描述，本发明的上面的和其他的目标和特征将会变得更加明显并且本发明它自身将最好地被理解，在附图中：

-图1表示依据本发明的接入节点；

-图2表示依据本发明的订户设备；

-图3表示在预编码器更新期间在接入节点与远程订户设备之间的消息流程图；以及

-图4表示在预编码器更新期间的替换的消息流程图。

具体实施方式

在图1中看到包括以下功能块的依据本发明的接入节点100：

-N个收发机110；

-矢量化处理单元120(或者VPU)；以及

-用于控制VPU 120的操作的矢量化控制单元130(或者VCU)。

收发机110分别耦合到订户线路L1至LN，订户线路L1至LN被假设为形成相同矢量化组的一部分。收发机110还个体地耦合到VPU 120并且耦合到VCU 130。VCU 130进一步耦合到VPU 120。

收发机110中的每个收发机包括：

-数字信号处理器(DSP)111；

-模拟前端(AFE)112；以及

-线路适配单元(LAU)113。

N个DSP 111耦合到N个AFE单元112中的相应AFE单元。N个AFE 112进一步耦合到N个LAU 113中的相应LAU。N个LAU 113 进一步耦合到N个订户线路L1至LN中的相应订户线路。

AFE 112中的每个AFE包括：数模转换器(DAC)和模数转换器(ADC)、用于将信号能量局限在适当通信频带内同时抑制带外干扰的发射滤波器和接收滤波器、用于放大发射信号并且用于驱动传输线路的线路驱动器、以及用于以尽可能小的噪声来放大接收信号的低噪声放大器(LNA)。

LAU 113中的每个LAU包括：用于将发射机输出耦合到传输线路并且将传输线路耦合到接收机输入同时(例如，借助于回波消除技术)实现低发射机-接收机耦合率的混合器、用于滤除存在于POTS或者ISDN频带中的任何不想要的信号的另外的发射和接收高通滤波器、用于适配于传输线路的特性阻抗的阻抗匹配电路、以及隔离电路(通常是变换器)。

DSP 111中的每个DSP被布置为操作下游和上游多载波通信信道。

DSP 111中的每个DSP进一步被配置为，操作被用来运输对等收发机之间的控制流量(诸如诊断或者管理命令和响应)的下游和上游控制信道。控制流量在DSL信道上与用户流量复用。

更具体地，DSP 111中的每个DSP用于将用户和控制数据编码并且调制为数字数据符号，并且用于从数字数据符号解调并且解码用户和控制数据。

通常在DSP 111内执行以下的发射步骤：

-数据编码，诸如数据复用、成帧、加扰、纠错编码、以及交织；

-信号调制，包括如下的步骤：根据载波排序表格来对载波进行排序、根据经排序的载波的比特加载来解析经编码的比特流、以及将每个比特块映射到(具有相应的载波幅度和相位的)适当发射星座点上，这可能利用Trellis编码；

-信号缩放；

-快速傅里叶逆变换(IFFT)；

-循环前缀(CP)插入；以及可能还有

-加时间窗。

通常在DSP 111内执行以下的接收步骤：

-CP移除，以及可能还有加时间窗；

-快速傅里叶变换(FFT)；

-频率均衡(FEQ)；

-信号解调和检测，包括如下的步骤：向每个和每一经均衡的频率样本应用适当的星座网格，星座网格的图案取决于相应的载波比特加载；检测所预期的发射星座点和对应的发射比特序列，这可能利用Trellis编码；以及根据载波排序表格来重排序所有所检测的比特块；以及-数据解码，诸如数据解交织、RS解码(字节错误，如果有的话，在这个阶段被纠正)、解加扰、帧定界、以及解复用。

DSP 111中的每个DSP进一步被配置为，在快速傅里叶逆变换(IFFT)步骤之前将发射频率样本供应给VPU 120以用于联合信号预编码，并且在快速傅里叶变换(FFT)步骤之后将接收频率样本供应给VPU 120以用于联合信号后处理。

DSP 111中的每个DSP进一步被配置为，从VPU 120接收经纠正的频率样本以用于进一步的传输或者检测。替换地，DSP 111可以接收纠正样本以在进一步的传输或者检测之前添加到初始频率样本。

DSP 111中的每个DSP进一步被配置为，向VCU 130通知特定的事件(参见图1中的“更新_事件”)，诸如检测到新的初始化中的线路，或者何时在给定的订户线路上显著地调节发射功率。

VPU 120被配置为缓解在传输线路L1至LN上所引发的串扰。通过将发射频率样本的矢量X与预编码矩阵P相乘以便于利用对所预期的串扰的估计来进行预补偿(下游)，或者通过将接收频率样本的矢量Y与串扰消除矩阵G相乘以便于利用对所引发的串扰的估计来进行后补偿(上游)，来实现这一点。

令i和j标示范围从1至N的线路索引，k标示频率索引，并且l标示数据符号索引。在频分双工(FDD)传输的情况中，频率索引k取决于考虑下游通信还是上游通信而呈现不同且非交叠的范围值。在时分双工(TDD)的情况中，频率索引k对于下游通信和上游通信两 者可以呈现共同的范围值。

令和分别标示在VPU 121的串扰预补偿之前和之后在数据符号l期间通过线路Li发射的发射下游频率样本，并且令X^l(k)和X^*l(k)标示在串扰预补偿之前和之后的相应的发射矢量。

类似地，令和分别标示在串扰消除之前和之后在数据符号l期间从线路Li接收的接收上游频率样本，并且令Y^l(k)和Y^*l(k)标示在串扰预补偿之前和之后的相应的接收矢量。

我们有：

X*¹(k)＝P(k)·X¹(k)或者等效地是

以及

Y*¹(k)＝G(k)·Y¹(k)或者等效地是

在矩阵P或G中，行i表示特定的受害线路Li，而列j表示特定的扰乱源线路Lj。在交叉点处是耦合系数，该耦合系数应当被应用到对应的扰乱源发射或接收频率样本以用于在受害线路Li上缓解来自扰乱源线路Lj的串扰。并不是该矩阵的所有系数都需要被确定，例如，由于首先指配给最强串扰源的有限的矢量化能力，或者再例如归因于一些线路并不明显地彼此相互作用的事实。未确定的系数优选地被设置为0。

此外，值得注意的是，对于其而言矢量化操作不被支持或者没有被启用但是仍然明显地与其他通信线路相干扰的通信线路(诸如旧式线路)，仅被考虑为矢量化组内的扰乱源线路。矩阵P或G的对应行的非对角系数因此全部被设置为0。

VCU 130基本上用于控制VPU 120的操作，并且更具体地是用 于估计或者更新订户电路L1至LN之间的串扰系数，并且用于从如此估计的串扰系数来初始化或者更新预编码矩阵P和串扰消除矩阵G。

VCU 130首先通过配置将被使用在线路L1至LN上的相应下游和上游导频序列而开始。在给定的符号时段l期间在频率索引k处通过线路Li发射的导频数字被标示为导频序列包括将在L个符号时段中被发射的L个导频数字导频序列是相互正交的。

在用于下游通信的远程接收机以及用于上游通信的DSP 111对导频数字的检测期间，VCU 130收集所测量的相应的裁剪器错误(slicer errors)。在符号时段l期间在频率索引k处在受害线路Li上执行的经均衡的干扰测量标示为

接着，VCU 130将在受害线路Li上所测量的干扰测量与通过干扰源线路Lj所发射的相应导频数字进行相关，以得到在频率索引k处从线路Lj到线路Li中的经均衡的串扰系数的估计。因为导频序列是相互正交的，所以在这个相关步骤之后，来自其他扰乱源线路的贡献减少为零。

VCU 130现在能够继续进行根据如此确定的串扰系数对预编码矩阵P和串扰消除矩阵G的计算。VCU 130能够使用一阶矩阵求逆来计算预编码矩阵P和串扰消除矩阵G的系数，或者使用任何其他适合的方法。

令信道矩阵H被写为：

H(k)＝D(k).C(k) (4)，

其中D(k)标示如下的对角矩阵，该对角矩阵包括作为对角元素的直接信道增益D_i,i(k)＝H_i,i(k)、以及作为非对角元素的零系数D_i,j(k)＝0(i≠j)，并且其中C(k)标示如下的矩阵，该矩阵包括作为非对角元素的经均衡的串扰系数C_i,j(k)＝H_i,j(k)/H_i,i(k)(i≠j)、以及因此作为对角元素的单位(unity)系数C_i,i(k)＝1。

理想地，P应该朝向C^-1收敛而使得：

Y＝D^-1·D·C·C^-1·X+D^-1·N＝X+D^-1·Z (5)，

其中D^-1代表被应用在相应接收机处以补偿直接信道增益的FEQ系数。

事实上，预编码器使用近似于实际C的估计并且类似地，接收机使用近似于实际D的估计因此我们有：

令A(k)标示精细增益调谐矩阵，该精细增益调谐矩阵包括作为对角元素的精细增益调谐因子A_i,i(k)＝α_i(k)、以及作为非对角元素的零系数A_i,j(k)＝0(i≠j)。

精细增益调谐因子α_i(k)是由相应接收机确定的正标量因子。精细增益调谐因子α_i(k)在预编码之前被应用到相应的发射频率样本。

接收机必须补偿在发射侧的相应信号缩放。因为接收机具有在发射侧生效的精细增益调谐因子α_i(k)的确切知识，所以它们能够导出适当的精细增益调谐补偿因子，即α_i(k)^-1。

类似地，令B(k)标示信号缩放矩阵，该信号缩放矩阵包括作为对角元素的信号缩放因子B_i,i(k)＝β_i(k)、以及作为非对角元素的零系数B_i,j(k)＝0(i≠j)。

信号缩放因子β_i(k)是为了符合于发射PSD掩码(不同的发射PSD掩码可以根据相应订户线路的相应发射概况而应用到相应订户线路)并且根据所观测的相应串扰耦合而由VCU 130确定的实数或者复数因子。信号缩放因子β_i(k)在预编码之前被应用到相应的发射频率样本。

信号缩放因子β_i(k)应该使得以下的发射功率约束符合于：

其中E{.}标示期望算子，其中TXP_i标示订户线路Li上的平均发射功率，包括对于直接信号Xi以及对于串扰预补偿信号Xj的贡献，j≠i，其中TXM_i标示可应用到订户线路Li的发射PSD掩码，并且其中σi²＝E{Xi²}标示通信信号Xi的平均发射功率。

信号缩放因子β_i(k)的量值是基于在相应的订户线路之间的公平准则来确定的，可能包括另外的准则，诸如要遵从的服务水平协定(SLA)或者针对给定订户线路要保证的服务质量(QoS)。

一个这样的公平准则针对预编码器的输出处的每个通信信号Xi 而获得等同的相对发射功率。在预编码器的输出处的相对发射功率与成比例。它相对于可以是依赖于线路的任何其他的增益缩放，诸如所配置的PSD整形以及精细增益调谐。

令Γ(k)标示信号补偿矩阵，该信号补偿矩阵包括作为对角元素的信号补偿因子_i,i(k)＝γ_i(k)、以及作为非对角元素的零系数Γ_i,j(k)＝0(i≠j)。

信号补偿因子γ_i(k)是为了补偿由预编码矩阵P的更新和/或信号缩放矩阵B的更新在相应的接收机处所引发的信道偏差而由VCU130确定的实数或者复数因子。信号补偿因子γ_i(k)将被应用到相应的接收频率样本。

最后，令E(k)标示信号均衡矩阵，该信号均衡矩阵由接收机使用来均衡相应的通信信道，并且包括作为对角元素的由相应接收机实际使用的FEQ系数、以及作为非对角元素的零系数。

因此我们有：

Y＝A^-1·Γ·E·D·C·P·B·A·Z+A^-1·Γ·E·Z (8)。

等式(8)并不暗示特定的架构选择。因为对角矩阵彼此之间是可互换的，所以能够以不论哪种顺序来应用相应的缩放系数。例如，缩放系数βi(k)能够由相应的DSP 111提前应用，或者替换地，信号缩放矩阵B能够与预编码矩阵P合并为一个单一矩阵。在后一种情况中，信号缩放对应于预编码矩阵的一个或多个列方向(column-wise)的更新。再例如，能够在接收机处的适当信号补偿A^-1·Γ之后执行信道均衡，由此允许均衡器跟踪并且补偿(8)中的估计误差。再例如，矩阵积A^-1·Γ·E能够合并到包括用于相应接收机的单一均衡系数的一个单一对角矩阵中。

让我们现在介绍预编码器迭代索引m，并且让我们假设接收机在第m个预编码器更新之后已经恰当地均衡了它们的相应通信信道。

适当地考虑到直接和间接信道增益，经均衡的无噪声接收信号分量由下式给出：

如果接收信号Yi在迭代m之后正确地被均衡，则等式(9)预期朝向Xi收敛。通常，E_i,i对项进行补偿，由此产生

让我们进一步假设信道矩阵H在预编码器更新m与m+1之间没有变化，并且精细增益调谐因子α_i和FEQ系数E_i,i也不变化。

需要应用在相应的接收机处以补偿预编码器更新的新信号补偿因子由下式给出，预编码器更新是当新线路加入矢量化组时预编码矩阵P的更新(P^(m)→P^(m+1))和/或为了符合于发射PSD掩码而对信号缩放矩阵B的更新(B^(m)→B^(m+1))：

确实，在适当的信号调节之后，我们将有：

这是所期望的结果。

如果仅增益缩放矩阵B被更新，则等式(10)减少至：

类似地，如果在等式(9)中没有解释二阶效应，则依据等式(12)，信号补偿因子是相应的发射信号缩放因子的精确逆。

VCU 130进一步被配置为，将如此确定的信号补偿因子γ_i传递给收发机110以用于向相应接收机的通信。

在第一实施例中，VCU 130仅向收发机110发送信号补偿因子的幅度(标量值)以用于向相应接收机的通信，并且将信号补偿因子的相位局部地在发射侧应用到相应的发射频率样本Xi。

在第二替换实施例中，VCU 130将信号补偿因子的相位和 幅度两者(复数值)发送给收发机110以用于向相应接收机的通信。

VCU 130进一步被配置为，对所意图的预编码器更新的实施(也就是说将新预编码矩阵P^(m+1)和新信号缩放矩阵B^(m+1)推送到VPU 120中)与相应接收机对信号补偿因子的实施进行时间协调。在接入节点处以及在接收机处的实施不需要是严格同步的：如果由临时信道偏差所引起的检测错误能够被某种邻接的前向纠错(FEC)码(诸如Redd-Solomon等)纠正，则它们能够分开几个数据符号。

VCU 130在触发针对接收机的信号调节过程之前，可以进一步检查由在该接收机处所意图的预编码器更新所引起的均衡偏差的量。如果所预期的信道偏差的量相比于由接收机当前所引发的噪声水平而言为低，则不需要信号调节：接收机通常能够应对这种小的信道变化。否则，在接收机处连同对应的预编码器更新一起需要适当的信号调节。

作为一个示例性的实施例，VCU 130适当地考虑到直接和间接信道增益并且假设相位偏差在发射侧被补偿，而计算在给定接收机处所预期的接收信号功率：

当预编码器需要被更新时，VCU 130计算在第m+1个预编码器更新之后但是在接收机处没有任何增益调节的所预期的接收信号功率与当前的所预期的接收功率之间的比率R：

针对矢量化组的每个和每一激活的接收机并且针对每个和每一载波索引k执行该计算：如果比率R大于某个依赖于噪声的阈值，则大幅的信道均衡偏差被预期发生在相应的接收机处，并且因此信号需要连同预编码器更新一起在接收机处适当地被调节。最终的决定可能进一步取决于如此受影响的载波的数目和特性。

能够从被使用用于相应载波的比特加载值来导出该依赖于噪声的阈值，其指示由接收机当前在该载波频率处所引发的噪声水平(包括所配置的噪声余量)。VCU 130可以替换地使用从远程接收机获得 的噪声测量报告，诸如信号与噪声和干扰比(SNIR)测量。

VCU 130可以按两个步骤来更新预编码器。第一预编码器更新具有有限的预编码增益(即，有限的串扰缓解性能)，但是不要求在接收机处的任何增益调节(如果不是对于所有的载波的话则是对于大多数载波，比率R被预期保持在可允许的边界内)。第二预编码器更新具有完全的预编码增益，但是要求在一个或多个接收机处的某种增益调节。

此外，VCU 130可以按渐进的步骤来更新预编码器：针对给定的订户线路Li确定新增益缩放因子和新预编码系数向耦合到该订户线路Li的远程接收机发送对应的信号补偿以及将该新增益缩放因子和该新预编码系数的实施与在该远程接收机处对信号补偿因子的实施进行时间协调。VCU 130接着通过这个过程针对所有其他受影响的订户线路进行重新迭代，并且直到预编码器完全被更新。这个渐进的列方向的预编码器更新允许了在矢量化组的相应订户线路上对信号调节过程的解耦合。

在图2中看到依据本发明的订户设备200，包括以下的功能块：

-收发机210；以及

-用于控制收发机210的操作的通信控制器220(或者CTRL_R)。

收发机210耦合到形成给定矢量化组的一部分的订户线路Li，并且包括与上面所提到的相同的功能块。收发机210进一步耦合到通信控制器220。

控制器220被配置为，从耦合到订户线路Li的远程发射机接收用于相应载波的信号补偿因子γi(k)。借助于高优先级控制命令，诸如依据DSL标准的在线重配置(OLR)命令，来发送信号补偿因子γi(k)。通信控制器检查所请求的增益调节的有效性，并且通过指令收发机210发出确认信号(诸如依据DSL标准的SYNC旗标)回到发射机来对所请求的信号调节进行确认。信号补偿因子γi(k)被传递给收发机210以用于在发出确认信号之后(例如，在发出确认信号之后的下一TDD帧的开头)从某个数据符号索引向前实施，或者从由远程发射机 用信号明确通知的数据符号索引开始。

在图3中看到在依据接入节点100的接入节点AN与耦合到N个订户线路L1至LN中的相应订户线路的依据订户设备200的N个订户设备XTU-R1至XTU-RN之间的消息流程图。

在第一步骤301中，接入节点AN检测到要求预编码更新的特定事件，该预编码更新是预编码矩阵P的更新和/或信号缩放矩阵B的更新。

在第二步骤302中，接入节点AN计算新预编码矩阵P^(m+1)和/或包括新缩放系数的新信号缩放矩阵B^(m+1)。

在第三步骤303中，接入节点AN检查所意图的预编码器更新是否引起可能影响一个或多个远程接收机XTU-Ri的大幅信道均衡偏差。

在第四步骤304中，接入节点AN针对受影响的接收机XTU-Ri来确定适当的信号补偿因子

在第五步骤305中，接入节点立即向受影响的接收机(目前是XTU-R1和XTU-R2)发送信号补偿因子借助于高优先级控制命令来发送信号补偿因子(参见图3中的“RX_增益_缩放”)。

在第六步骤306中，订户设备XTU-Ri通过发出确认信号回到接入节点AN来确认对调节命令的正确接收(参见图3中的“Ack”)。订户设备XTU-Ri也可以返回经调节的比特加载值和/或经调节的精细增益调谐因子。替换地，该确认是隐含的并且不要求响应。

在第七且最后的步骤中，新预编码矩阵P^(m+1)、新信号缩放矩阵B^(m+1)、以及相应的信号补偿因子都立即实施在受影响的订户线路上。

在图4中看到替换的实施例，其中接入节点AN执行预编码器的渐进更新。

步骤401至404分别与步骤301至304是相同的。

然后，接入节点AN一次仅处置一个特定的订户线路Li。在步骤405中，接入节点AN向相应的接收机XTU-Ri发送信号补偿因子 在步骤406中，订户设备XTU-Ri向接入节点AN返回确认 信号。在步骤407中，接入节点仅更新预编码器矩阵P的第i列和信号缩放矩阵B的第i对角元素：和这个更新伴随着在接收机XTU-Ri处对信号补偿因子的实施。然后接入节点通过步骤405至407针对所有其他受影响的订户线路和相应的接收机进行重新迭代。当在相应订户线路上的信号调节彼此完全解耦合时，这个实施例是特别有利的，并且预编码器平滑地且渐进地朝向它的最终状态收敛。

将注意到，术语“包括”不应当解读为被局限于其后所列出的装置。因此，表达“包括装置A和B的设备”的范围不应当被限制于仅由组件A和B构成的设备。它意味着，关于本发明，该设备的相关组件是A和B。

将进一步注意到，术语“耦合”不应当解读为仅被局限于直接连接。因此，表达“耦合到设备B的设备A”的范围不应当被限制于如下的设备或者系统：其中设备A的输出直接连接到设备B的输入，和/或反之亦然。它意味着，存在A的输出与B的输入之间的路径，和/或反之亦然，其可以是包括其他设备或装置的路径。

本描述和附图仅说明了本发明的原理。因此将意识到，本领域的技术人员将能够设计出尽管本文没有明确描述或者示出但是体现了本发明的原理并且被包括在其范围内的各种布置。此外，本文所记载的所有示例主要明确地意图为仅用于教导的目的，以辅助读者理解本发明的原理以及由(多位)发明人为了促进本领域所贡献的概念，并且将被解释为不限制于这种具体记载的示例和条件。此外，记载本发明的原理、方面、以及实施例的本文所有的陈述，以及它们的具体示例，意图为涵盖它们的等价物。

可以通过使用专属硬件以及能够执行软件的硬件结合适当软件来提供附图中所示出的各种元件的功能。当由处理器提供时，这些功能可以由单个专属处理器、由单个共享处理器、或者由多个个体处理器(其中的一些可以是共享的)来提供。此外，处理器不应当被解释为排他地指代能够执行软件的硬件，并且可以隐含地不带限制地包括： 数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FGPA)，等等。其他常规的和/或定制的硬件，诸如只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、以及非易失性存贮器，也可以被包括。

Claims (15)

1.一种用于控制通过多个订户线路(L1…LN)的通信的方法，所述通信利用为了串扰预补偿而通过线性预编码器(120)联合处理的通信信号，

其中所述方法包括：检测更新事件，一经所述更新事件所述预编码器就需要被更新；确定为了在通过经更新的预编码器对所述通信信号的联合处理之后符合于发射功率谱密度PSD掩码而将被应用到发射通信信号的信号缩放因子；向远程地耦合到出自所述多个订户线路中的一个订户线路(Li)的接收机(xTU-Ri)发送信号调节信息，所述信号调节信息指示为了补偿由对应的发射信号缩放引起的在所述接收机处的信道均衡偏差而将被应用到接收通信信号的信号补偿因子(γi)；以及与在所述接收机处对所述信号补偿因子的实施伴随地更新所述预编码器并且应用所述信号缩放因子。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述预编码器更新包括：确定用于缓解从所述订户线路到一个或多个受害线路中的串扰的、所述预编码器的一个或多个耦合系数，

并且其中所述信号补偿因子进一步补偿由叠加在所述一个或多个受害线路上的对应的串扰预补偿信号在所述接收机处引起的另外的信道均衡偏差。

3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述信号补偿因子是补偿幅度偏差的标量因子。

4.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中所述信号补偿因子是补偿幅度偏差和相位偏差两者的复数因子。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述发送步骤和在所述接收机处的对应的信号调节以所调度的预编码器更新引起的信道均衡偏差的量为条件。

6.根据权利要求5所述的方法，其中按两个步骤来更新所述预编码器，具有部分预编码增益和有限信道均衡偏差的第一预编码器更新，以及具有完全预编码增益的第二预编码器更新，

并且其中所述发送步骤发生在所述第一预编码器更新与所述第二预编码器更新之间，并且所述第二预编码器更新与在所述接收机处对所述信号补偿因子的实施是相伴随的。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述更新事件是新订户线路加入或者离开所述多个订户线路。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述更新事件是在重配置的订户线路上的发射功率上的大幅改变。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法进一步包括步骤：一经接收到所述信号调节信息，就向对应的发射机返回用于相应载波的经适配的比特加载值和/或经适配的精细增益调谐因子。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述通信信号是多载波信号，并且其中基于每个载波来确定所述信号补偿因子。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述信号缩放因子的幅度基于多用户公平准则。

12.一种用于控制通过多个订户线路(L1…LN)的通信的通信控制器(130)，所述通信利用为了串扰预补偿而通过线性预编码器(120)联合处理的通信信号，

其中所述通信控制器被配置为：检测更新事件，一经所述更新事件所述预编码器就需要被更新；确定为了在通过经更新的预编码器对所述通信信号的联合处理之后符合于发射功率谱密度PSD掩码而将被应用到发射通信信号的信号缩放因子；向远程地耦合到出自所述多个订户线路中的一个订户线路(Li)的接收机(XTU-Ri)发送信号调节信息，所述信号调节信息指示为了补偿由对应的发射信号缩放引起的信道均衡偏差而将被应用到接收通信信号的信号补偿因子(γi)；以及与在所述接收机处对所述信号补偿因子的实施伴随地更新所述预编码器并且应用所述信号缩放因子。

13.一种接入节点(100)，包括根据权利要求12所述的通信控制器(130)。

14.一种用于控制通过出自多个订户线路(L1…LN)中的一个订户线路(Li)的通信的通信控制器(220)，通过所述多个订户线路的所述通信利用为了串扰预补偿而通过线性预编码器(120)联合处理的通信信号，

其中所述通信控制器被配置为：从远程地耦合到所述订户线路的发射机接收信号调节信息，所述信号调节信息指示为了补偿由对应的发射信号缩放引起的信道均衡偏差而将被应用到接收通信信号的信号补偿因子(γi)，一经预编码器更新，为了在通过经更新的预编码器对所述通信信号的联合处理之后符合于发射功率谱密度PSD掩码，所述对应的发射信号缩放在所述发射机处就将被应用到发射通信信号；以及与所述预编码器更新和所述对应的发射信号缩放伴随地应用所述信号补偿因子。

15.一种订户设备(200)，包括根据权利要求14所述的通信控制器(220)。