CN105191272B - 使用准备加入群组来训练经向量化系统中的多个线路的优化 - Google Patents

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Abstract

本发明描述一种新颖过程，其提供用于在部分地登记多个CPE装置(缩写为：CPEs)的多个能力的训练期间初始化所述多个CPEs的群组的方法，其中至少一CPE在所述训练后期登记且因此无法登记。根据本文中所描述的实例，所述方法包括：在所述训练的加入阶段期间确定所述多个CPEs的能力，其中判断CPE装置是否能够采用向量化。所述方法进一步包括通过使耦合到晚些登记的所述至少一CPE的线路保持有效而将所述至少一CPE置于保持状态。在所述加入阶段之后提供另一加入阶段以便登记晚些登记的所述至少一CPE。

Description

使用准备加入群组来训练经向量化系统中的多个线路的优化
相关申请的交叉参考
本申请主张2013年5月5日提出申请的第61/819,578号美国临时申请的权益。
技术领域
本发明涉及极高位率数字订户线路(Very-high-bit-rate digital subscriberline；VDSL)技术，具体而言，涉及对VDSL数据传输系统内的客户驻地装备(customerpremise equipment；CPE)(装置)群组进行初始化。
背景技术
最近几年，响应于对高速因特网接入的需求，已开发出数字订户线路(xDSL)技术。xDSL技术利用现有电话系统的通信媒体。因此，简易老式电话系统(plain old telephonesystem；POTS)及xDSL系统两者共享xDSL兼容客户驻地的共用线路。类似地，例如时间压缩多路复用(time compression multiplexing；TCM)综合服务数字网络(integratedservices digital network；ISDN)的其它服务也可与xDSL及POTS共享共用线路。
线对(wire pairs)根据服务请求在电话电缆内的分配通常导致线利用的随机分布，对实际配置很少有精确记录。由于捆扎电缆的物理接近性(由于绞对、电缆分支、电缆拼接等)，由相邻线路之间的电磁干扰导致的串扰(crosstalk)常常成为传输环境中的主要噪声源。另外，由于其中发生电缆分支及拼接的电缆中的绞对，线对可接近于横跨其长度的不同部分的许多不同对。在电话中心局(central office；CO)，接近的对可携载使用各种调制方案的众多类型的服务，尤其对于长度显著不同的对，信号电平(及接收器灵敏度)差异显著。
通常，存在两种类型的串扰机制，其特征在于：一种类型为远端串扰(far-endcrosstalk；FEXT)且另一类型为近端串扰(near-end crosstalk；NEXT)。FEXT是指受侵扰对上的接收器位于通信线路的与侵扰对的发射器相距较远的一端时发生的电磁耦合。自诱发远端串扰(self-FEXT)通常是指由经提供用于相同类型服务的相邻线路(如受影响线路或“受扰线路”)导致的干扰。与此相反，NEXT由连接在线对一端的侵扰源引起，所述侵扰源在与侵扰源相同的端处导致消息信道中的干扰。
串扰(或信道间干扰)为对多输入多输出(Multiple Input Multiple Output；MIMO)通信系统(例如，数字订户线路(DSL)通信系统)的信道损害的主要来源。随着对较高数据速率的需求增加，DSL系统正朝向较高频带演化，其中相邻传输线路(也就是说，电缆捆扎器中的极靠近的传输线路，例如，铜双绞线对)之间的串扰更显著(频率越高，耦合越大)。可通过以下线性模型来描述MIMO系统：
Y(f)＝H(f)X(f)+Z(f)， (1)
其中N分量复向量X(或者Y)表示经由N个信道发射或者从N个信道接收的符号的离散频率表示，其中N×N复矩阵H称为信道矩阵：信道矩阵H的第(i,j)分量描述通信系统如何响应于发射到第j信道输入的符号而在第i信道输出上产生信号。信道矩阵的对角元素描述直接信道耦合，且所述信道矩阵的非对角元素描述信道间耦合(也称为串扰系数)，且其中N-分量复向量Z表示N个信道上存在的额外噪声，例如，外来干扰、热噪声及射频干扰(RadioFrequency Interference；RFI)。
已开发出不同策略来减轻串扰并最大化有效吞吐量、到达及线路稳定性。这些技术正逐渐从静态或动态频谱管理技术演化到多用户信号协调(或向量化)。
一种用于减少信道间干扰的技术是联合信号预编码：发射数据符号在经由相应通信信道发射之前联合地通过预编码矩阵。预编码矩阵使得预编码器与通信信道的串接在接收器处导致较少干扰或不导致干扰。这是通过向原始信号添加反相信号来实现的，所述反相信号是聚合串扰信号的估计的反相。
用于减少信道间干扰的另一技术是联合信号后处理：所接收数据符号在被检测之前联合地通过串扰消除矩阵。串扰消除矩阵使得通信信道在接收器处导致较少干扰或不导致干扰。这是通过从所接收信号减去聚合串扰信号的估计来实现的。
信号向量化通常在流量聚合点处执行，在所述流量聚合点处，可获得将同时发射及/或接收的所有数据符号。信号预编码特别适合于下游通信，而串扰消除特别适合于上游通信。
向量化群组(也就是说，通信线路的集合，其信号将被联合地加以处理)的选择对于实现良好串扰消除性能相当关键。在所述群组内，每一通信线路被视为在群组的其它通信线路中诱发串扰的侵扰线路，且同一通信线路被视为从群组的其它通信线路接收串扰的受扰线路。来自不属于向量化群组的线的串扰被视作外来噪声且不被消除。
理想地，向量化群组应匹配在物理上且明显地彼此交互的整个通信线路集合。但是，有限向量化能力及/或特定网络拓扑可防止此穷举方法，在此情形下，向量化群组将仅包含所有在物理上交互线路的子集，从而产生有限串扰消除性能。
信号预编码及串扰消除的性能严重地分别取决于预编码及消除矩阵的分量值，所述分量值将根据相应通信信道之间的实际(及变化的)串扰耦合函数来计算及更新。
一种用于估计串扰系数的已知方法包括以下步骤：
·经由多个侵扰信道中的相应者同时发射具有长度L的多个互正交串扰导频序列，
·在正发射导频序列的同时测量受扰信道上所诱发的误差，
·使误差测量与所述多个串扰导频序列中的相应者相关，从而产生多个相关的误差测量，
·基于所述多个相关的误差测量中的相应者来估计从多个侵扰信道到受扰信道中的串扰系数。
亦即，收发器单元发送互正交下游及/或上游导频信号。将测量受扰信道上的干扰及噪声两者的误差样本反馈到向量化控制实体(VCE)。误差样本含有在每音调基础上或在每音调群组基础上的振幅及相位信息两者。使误差样本与给定导频序列相关，以便获得来自特定线路的串扰贡献。为拒绝来自其它线路的串扰贡献，即，为满足正交性要求，应收集并处理L个误差样本的倍数。串扰估计用于更新预编码及/或消除矩阵。可视需要重复所述过程以获得越来越多的准确估计。
正交性要求进一步暗指导频序列的长度L的下限由向量化群组的大小限定：信道越多，导频序列越长，串扰系数的估计越长。
此已知方法已由国际电信联盟(International Telecommunication Union；ITU)采用来与VDSL2收发器搭配使用，且描述在标题为“供与VDSL2收发器搭配使用的self-FEXT消除(向量化)(Self-FEXT Cancellation(vectoring)For Use with VDSL2Transceivers)”的建议中，参考G.993.5(2010年4月)。在此建议中，当前设想导频信号将在所谓同步(SYNC)符号上发送，所述同步符号在每隔256个数据(DATA)符号之后周期性地发生。
在给定侵扰线路上，同步符号的有效载波(或音调)的代表性子集是通过来自给定导频序列的相同导频数字(+1或-1)来进行4-QAM调制的，且因此均发射两个复星座图点中的一个，对应于“+1”的“1+j”或对应于“-1”的“-1-j”。同步符号的剩余载波继续携载用于EOC消息确认的典型SYNC-FLAG。在给定受扰线路上，针对特定同步符号测量误差样本并报告给VCE以用于进一步串扰估计。在建议G.993.5中，进一步假设，接入节点在经向量化线路上同步地发射及接收同步符号(超帧对准)，只要导频信号传输及误差测量同时发生即可。
如果线路投入运行(例如，在订户驻地处调制解调器启动之后)，那么首先需要估计从新加入线路到已有效线路中的串扰系数，且在新加入线路可在数据符号上全功率发射之前预编码器及/或串扰消除器被相应地更新，否则升高的干扰可导致对几个有效线路的线路再训练(如果新诱发的干扰超出所配置噪声容限)。类似地，首先需要估计从已有效线路到加入线路中的串扰系数，且在新加入线路开始确定相应载波位加载及增益之前预编码器及/或串扰消除器被相应地更新以便从向量化增益充分获利。
G.993.5定义在VDSL2初始化过程期间用于获取从新加入线路到有效线路中(反之亦然)的串扰系数的新串扰获取阶段。
在握手(HANDSHAKE)阶段、及信道发现(CHANNEL DISCOVERY)阶段之后进行第一串扰获取阶段，通过所述握手阶段对等收发器单元确认其相互存在，交换其各自的能力且就共用操作模式达成一致，且在所述信道发现期间对等收发器单元经由SOC信道交换基本通信参数，同时在所指派通信频带内进行全功率发射。第一串扰获取阶段分别针对下游及上游通信被称作O-P-VECTOR 1及R-P-VECTOR 1，且目的在于估计从初始化线路到已有效线路中的下游及上游串扰系数。O-P-VECTOR 1及R-P-VECTOR 1信号仅包括同步符号，所述同步符号与有效线路的同步符号对准且因此不损害有效线路上的通信。O-P-VECTOR 1后面是O-P-VECTOR 1-1；R-P-VECTOR 1后面是R-P-VECTOR 1-1及R-P-VECTOR1-2。
在信道训练(CHANNEL TRAINING)阶段发生之后(也就是说在已调整时间均衡器及/或回波消除器之后)且在信道分析及交换(CHANNEL ANALYSIS AND EXCHANGE)阶段之前(也就是说在测量信号对噪声及干扰比(signal to Noise and Interference Ratio；SNIR)且针对各载波确定对应位加载及增益值之前)进行第二串扰获取阶段。第二串扰获取阶段分别针对下游及上游通信被称作O-P-VECTOR 2-1及R-P-VECTOR 2，且目的在于估计从已有效线路到初始化线路中的串扰系数。
G.993.5ITU建议的§10.3条款阐明“如果同时初始化数个线路，那么这些线路的初始化过程必须在时间上对准，使得所有线路同时通过向量化相关阶段(参见条款10.3.3.6及10.4.3.9)”。另外，在前面引用的§10.3.3.6中，在初始化多个线路的情形中提及以下其它技术细节：“应通过在估计期间确保在所有初始化线路上发送O-P-VECTOR 1信号来同时估计从向量群组的初始化线路到有效线路中的下游串扰信道。此可通过在每一线路中控制O-P-VECTOR 1的结束及开始来完成”；且进一步：“应通过在估计期间确保在所有初始化线路上发送R-P-VECTOR 1信号来同时估计向量群组的初始化线路与有效线路之间的上游串扰信道。此可通过在每一线路中控制R-P-VECTOR 1与O-P-SYNCHRO V1信号的结束来完成”。
一种选择是要求向量化群组中的线路始终依序激活。然而，此可导致拒绝为在正初始化单线路之后想加入的任何其它线路服务。
综上所述，FEXT(远端串扰)是基于离散多音调传输(discrete multitonetransmissio；DMT)的传输系统(例如根据VDSL2标准(参见G.993.2，“极高速数字订户线路收发器2(VDSL2)”)运作的系统)中的侵扰的主要原因。为减轻FEXT，已在VDSL2标准(参见G.993.5，“用于与VDSL2收发器搭配使用的self-FEXT消除(向量化)”)中对向量化进行了标准化。建议G.993.5涵盖在下游及上游方向上的self-FEXT消除。此建议定义了self-FEXT消除的单一方法，其中消除由近端收发器群组产生且与同一群组的远端收发器干扰的FEXT。ITU建议G993.2及G.993.5以引用方式全文并入本文中。
根据建议G.993.5，通过估计电缆捆扎器的所有线路之间的上游串扰传送函数的权重由中心局(CO)在方向CPE到CO(上游方向)上消除FEXT。对于任何线路(以下称为上游受扰线路)，从由上游受扰线路接收的数据中减去电缆捆扎器内由其上游串扰传送函数加权的每个其它线路(以下称为上游侵扰线路)的接收数据。在相反方向(下游)上，含有下游FEXT的误差由CPE装置的接收器估计且发射回CO，在CO处，使用这些误差来估计电缆捆扎器的所有线路之间的下游串扰传送函数的权重。为减轻下游FEXT，通过电缆捆扎器内由其下游串扰传送函数加权的每个其它线路(以下称为下游侵扰线路)的发射数据来使任何线路(以下称为下游受扰线路)的发射数据预失真。下游信号的预失真使得FEXT及预失真在CPE装置的接收器处被抵消。
在针对FEXT估计被明确预见且不携载任何用户数据的那些符号中估计权重。这些符号称为“同步符号”。这些同步符号中携载的数据在线路间必须是正交的。此正交性不应在训练(训练阶段)的当正使所接收及发射数据与适宜误差信号相关时的这些周期中被毁坏。为确保所添加的连接不侵扰已交换用户数据的连接(表演时间线路)，待训练的连接仅在不交换用户数据时的时刻发送同步符号。这些同步符号用来估计从加入线路到表演时间线路的串扰传送函数的权重。
串扰传送函数的所估计权重用于训练的其余部分。根据建议G.995.3，所有加入线路必须完全平行地或一个接一个地接受训练。亦即，在另一训练尚在进行中时不应开始新的训练。
存在对用于在部分地登记CPE装置的能力的训练期间初始化所述CPE装置的群组的改进方法的一般需要。
发明内容
描述一种新颖过程，其提供一种用于在部分地登记多个客户驻地装备装置(缩写为：CPEs)的多个能力的训练期间初始化所述多个CPEs的群组的方法，其中至少一CPE在所述训练后期登记且因此无法被登记。根据本文中描述的实例，所述方法包括：在所述训练的加入阶段期间确定所述多个CPEs的所述多个能力，其中判断CPE装置是否能够采用向量化。所述方法进一步包括通过使耦合到晚些登记的所述至少一CPE的线路保持有效而将所述至少一CPE置于保持状态。在所述加入阶段之后提供另一加入阶段以便登记晚些登记的所述至少一CPE。
此外，描述一种用以在部分地登记多个CPEs的多个能力的训练期间初始化所述多个CPEs的群组的设备，其中至少一CPE在所述训练后期登记且因此无法被登记，且其中所述多个CPEs的所述多个能力是在所述训练的判断CPE装置是否能够采用向量化的加入阶段期间确定的。根据本发明的一个实例，所述设备包括通过使耦合到所述至少个CPE的线路保持有效而将所述至少一CPE置于晚些登记的保持状态的向量引擎，其中所述向量引擎在所述加入阶段之后提供另一加入阶段以登记晚些登记的所述至少一CPE。
附图说明
参照以下图式及描述可更好地理解所述系统。各图中的组件未必按比例绘制，而是将重点放在例示本发明的原理。而且，在各图中，相同参考编号指代不同视图中的对应部件。
图1例示通常在DSL系统中经历的各种类型的串扰；
图2为给出ITU-T G.993.5初始化过程的概况的流程图；
图3为例示负责错过加入阶段的CPE的机制的流程图；
图4为例示根据本发明的一个实例的一种经改进初始化方法的流程图，及所述方法在包含向量化的标准化VDSL2训练中的嵌入；
图5例示在包括多个线路的具备向量化能力的VDSL2系统的启动期间多个加入阶段的典型序列；以及
图6表示根据本发明的实例性VDSL2通信系统。
具体实施方式
图1例示通常在DSL系统中经历的各种类型的串扰。简单来讲，中心局(CO)110包括两个收发器102、106，其在到两组客户驻地装备(CPE)装置104、108的两个订户线路上通信。收发器102与CPE装置104通信，且收发器106与CPE装置108通信。作为例示性实例，描述从CO收发器106及CPE装置108到CO收发器102或CPE装置104的串扰。然而，应理解，干扰也可发生在上游及下游路径中同一订户线路上的发射器与接收器之间，其为发射信号的近端回波。
术语“远端”是指干扰源远离接收侧的情景，而术语“近端”是指干扰源接近接收侧的情景。举例来说，由箭头112显示的干扰例示由耦合到下游通信中的收发器106产生且由CPE装置104接收的噪声。术语“受扰用户”的“受扰”是指被针对串扰进行检验的线路或电路，而术语“侵扰”描述串扰源。由于噪声是远离接收侧产生的，因此称为下游远端串扰(FEXT)。同样，由箭头114显示的干扰例示上游近端串扰(NEXT)。由箭头116显示的干扰例示上游FEXT，而由箭头118显示的干扰例示下游NEXT。具体而言，FEXT为VDSL中普遍存在的噪声源。因此，业界存在解决上述缺点及不足的各种需要，例如减轻FEXT。
向量化是一种采用线路信号的协调来减少串扰电平并改进性能的传输方法。改进的程度取决于信道特性。向量化可为单个用户或多个用户带来益处。
ITU建议G.993.5涵盖在下游及上游方向上的self-FEXT(远端串扰)消除。其定义self-FEXT消除的单一方法，其中消除了由近端收发器群组产生且与同一群组的远端收发器干扰的FEXT。此消除发生在未必具有同一配置的VDSL2收发器之间。建议G.933.5意欲结合ITU-T G.993.2来实施。多对数字订户线路(DSL)绑定(参见b-ITU-T G.998.1、b-ITU-TG.998.2及b-ITU-T G.998.3)可结合向量化来实施。
在建议G.993.5中所描述的技术提供减少在多对电缆或电路捆扎器中由收发器产生的self-FEXT的手段。self-FEXT消除技术对短电缆长度(<1km)及有限近端串扰(NEXT)、背景噪声以及来自并非经向量化群组的一部分的系统的FEXT(外来噪声)尤其有益。相对于self-FEXT源的电平的非self-FEXT噪声源的电平确定self-FEXT减少可改进性能的程度。另一重要因素是self-FEXT消除系统接达电缆的侵扰对的程度。在self-FEXT消除系统接达携载宽带信号的电缆的所有对时实现最大增益。对于多捆扎器电缆，当self-FEXT消除系统接达捆扎器群组的所有对时可能获得显著增益，self-FEXT消除系统部署在捆扎器群组中且能够消除捆扎器内至少大部分主要self-FEXT侵扰者。
当在无捆扎器管理的情况下在多捆扎器电缆中部署多个self-FEXT消除系统时，可显著降低增益。
图2取自描述对支持向量化的连接进行初始化的建议G.993.5。图2中描述的初始化过程基于具有用于FEXT信道估计的额外步骤的ITU-T G.993.2初始化。在ITU-T G.994.1初始化阶段期间确定经向量化操作的最终模式(即，下游及上游向量化或仅下游向量化)。图2提供用于上游及下游方向两者的初始化过程的概况。对于建议G.933.5，采用ITU-TG.993.2初始化阶段，其中对SOC消息进行了一些修改并添加了用于FEXT信道估计的初始化信号。在图2中用粗线来突出显示添加到ITU-T G.993.2信道发现阶段及训练阶段的初始化信号。
如果同时初始化数个线路，那么这些线路的初始化过程必须在时间上对准，使得所有线路同时通过向量化相关阶段，如建议G.933.5的条款10.3.3.6及10.4.3.9中所描述。
在下游方向上，在信道发现阶段的开始，初始化线路的VTU-O发射O-P-VECTOR 1信号，其仅包括由导频序列调制且与经向量化线路的同步符号对准的同步符号。O-P-VECTOR1信号允许VCE(也参见图6)估计从初始化线路到经向量化线路中的FEXT信道。VCE基于来自经向量化线路的VTU-Rs的所报告经剪辑误差样本来估计这些FEXT信道，且使得能够在初始化线路的初始化的剩余部分期间在这些经向量化线路的VTU-Os中进行预编码以消除从初始化线路到这些经向量化线路中的FEXT。
在训练阶段的开始，初始化VTU-O将发射O-P-VECTOR 1-1信号(其与O-P-VECTOR 1相同)，且在过渡到ITU-T G.993.2训练阶段之前允许VCE更新从初始化线路到经向量化线路的下游FEXT信道估计。
在ITU-T G.993.2训练阶段之后，VTU-O发射O-P-VECTOR 2信号、然后发射O-P-VECTOR 2-1信号，所述两个信号均包括由导频序列调制的同步符号及携载SOC的规则符号。在O-P-VECTOR 2-1的传输期间，VCE估计从所有经向量化线路到每一初始化线路中(反之亦然)的FEXT信道。最后，在O-P-VECTOR2-1的传输结束时，由VCE来估计整个FEXT信道矩阵，所述FEXT信道矩阵包含从初始化线路到经向量化线路中的FEXT系数以及从经向量化线路到每一初始化线路中的FEXT系数。此时，初始化过程完成，且初始化线路可包含于预编码操作中。在O-P-VECTOR 2-1传输完成之后，初始化线路的VTU-O进入信道分析及交换阶段，用于估计SNR及确定将在表演时间期间使用的位加载。
在上游方向上，为了避免过量FEXT进入经向量化线路中，在信道发现阶段中检测到O-SIGNATURE消息之后，初始化线路的VTU-R开始发射R-P-VECTOR1信号，其具有与O-P-VECTOR 1相同的格式。在R-P-VECTOR 1的传输期间，VCE估计从初始化线路到所有经向量化线路中的FEXT信道，且使得经向量化线路的VTU-O能够在初始化线路的初始化的剩余部分期间消除来自初始化线路的FEXT。上游同步符号的时间位置及上游导频序列由VCE指派且在O-SIGNATURE消息中指示给VTU-R，并通过特殊标记来添加到O-P-CHANNEL DISCOVERY V1信号。
此外，可向O-P-SIGNATURE消息添加其它任选参数，用于减少初始上游阶段(R-P-VECTOR 1)期间的上游发射功率。上游发射功率减少可用于减少R-P-VECTOR 1信号对在同一捆扎器中操作的非经向量化线路的串扰，且除如ITU-T G.993.2中定义的标准上游功率回退(back-off)外还提供R-P-VECTOR1的上游发射PSD的平坦衰减。
在训练阶段的开始，初始化VTU-R将发射R-P-VECTOR 1-1信号(其与R-P-VECTOR 1相同)，且在过渡到ITU-T G.993.2训练阶段之前允许VCE更新从初始化线路到经向量化线路中的上游FEXT信道估计。VTU-O发射O-P-VECTOR 1-1信号作为时间填充信号，而VTU-R发射R-P-VECTOR 1-1。
基于对线路长度的临时了解，由VTU-O指派时序提前量的初始值并在O-SIGNATURE中传递。如果在训练阶段期间进一步重新调整时序提前量，那么将在训练阶段结束时更新在上游方向上的FEXT信道估计，以解释FEXT信道中的任何所得改变(图2中的信号R-P-VECTOR 1-2)。VTU-O发射O-P-VECTOR 2信号作为时间填充信号，而VTU-R发射R-P-VECTOR1-2。
在训练阶段结束时，VTU-R发射R-P-VECTOR 2，其包括由导频序列调制的同步符号以及携载SOC的规则符号。在R-P-VECTOR 2的传输期间，VCE估计从所有经向量化线路到初始化线路中的FEXT信道，反之亦然。最后，在R-P-VECTOR 2传输结束时，由VCE估计整个FEXT信道矩阵，所述FEXT信道矩阵包含从初始化线路到经向量化线路中的FEXT系数及从经向量化线路到初始化线路中的FEXT系数。此时，初始化过程完成，且初始化线路变为经向量化群组的有效成员。在R-P-VECTOR 2传输完成之后，VTU-R进入信道分析及交换阶段，用于估计SNR及确定将在表演时间期间使用的位加载。
在R-P-VECTOR 2的传输期间，可设定SOC参数以提供较高速SOC，这是将经剪辑误差样本从VTU-R输送到VTU-O所必要的。由于VTU-O及VTU-R两者已通过训练阶段，因此可减少SOC中的重复次数(类似于信道分析及交换阶段期间的ITU-T G.993.2)。这将提供快速估计从经向量化线路到初始化线路中的FEXT信道所必要的快速反向信道。
如在介绍部分中所提及，在同步符号中估计上游及下游串扰传送函数的权重。这些同步符号中携载的数据在线路间必须是正交的。同步符号的此正交性不应在进行中的训练的某些阶段中被在刚完成握手之后便试图设置连接的线路毁坏。为避免在向量化训练已在进行中(加入阶段)时毁坏同步符号中的正交性，CO停止向一完成握手便试图设置连接的那些CPE装置发送任何音调(静默阶段)，因此这些CPE装置中断其连接尝试且因此必须在未定义时间之后开始另一训练尝试。
图3中描绘的上述行为在多个线路想加入向量化系统的情况下导致长且不可预测的训练时间，即，如果多个CPE装置开始以稍微不同的开始时间来建立连接。图3描述在向量化训练已在进行中(加入群组)同时额外CPE装置已开始连接(错过加入阶段)的情况下的系统行为。
根据本发明的一个实例，试图在加入过程已在进行中时设置连接(且因此不可考虑用于当前加入阶段)的线路(即，CPE经由那些线路连接到CO)被收集在用于在进行中加入阶段之后的加入阶段的“准备加入”群组中。收集在“准备加入”群组中将CPE装置置于保持状态。根据向量化引擎(即，向量化控制实体VCE，参见图6)的能力，一旦进行中的加入阶段完成，便将“准备加入”群组中的一个成员、多个成员或甚至所有成员转移到加入群组。视需要，可从现在起将其它线路再次收集在用于下一加入阶段的“准备加入”群组中。
为使连接保持有效，CO向收集在“准备加入”群组中的那些CPE装置发送“O-P-Pre-VECTOR 1”信号。“O-P-Pre-VECTOR 1”信号既不应毁坏同步符号的正交序列也不应毁坏数据符号的用户数据。
为了能够在开始时并行训练尽可能多的线路，也可将O-P-Pre-VECTOR 1阶段应用于系统启动之后的仅仅第一加入阶段。在此过程之后，可显著减少多线路加入情况下的训练时间，而不会影响已在表演时间中的那些VDSL2连接的性能。对在加入阶段已在进行中时试图设置连接的线路的训练不再必须中断，且因此不再需要包含握手的重新开始(参见G.994.1)，此在多线路加入的情况下另外导致更稳健且可复制的训练。当CO代表中心局时，其可表示中心局装备的任何组件，例如数字订户线路接入多路复用器(DigitalSubscriber Line Access Multiplexer；DSLAM)或DSLAM的线卡。实际上，向量化控制实体可布置在DSLAM中使用的线卡上或服务一个以上线卡的DSLAM的模块中。
加入阶段可包含握手过程，其符合ITU-T G.994.1标准。所提及的训练(即，训练阶段)是依从ITU-T G.992.3及993.5标准实现的。通过使耦合到“准备加入”群组的CPE装置的线路保持有效而将相应CPE装置置于保持状态。使线路保持有效是通过向每一CPE装置发送信号来实现的，其中所述信号既不影响加入线路也不影响表演时间线路(CPE装置)。举例来说，所述信号仅在其同步符号中包含旗标音调，例如，当所有导频音调用于串扰适应时。然而，在并非所有导频音调都用于串扰适应的情况下，替代或除旗标音调外，还可使用未使用的导频音调。
图4中描绘此过程嵌入在包含向量化的标准化VDSL2训练中。与现有标准相比，提出向量化训练的以下扩展：(1)“准备加入”群组的定义；(2)状态0-P-QUIET与O-P-VECTOR-1之间的新状态(O-P-Pre-VECTOR 1)的定义；及(3)从CO到CPE(s)的O-P-Pre-VECTOR 1信号(仅旗标音调)的定义。
因此，本文中描述的经改进过程提供一种用于在部分地登记多个CPE装置(缩写为：CPEs)的多个能力的训练期间初始化所述多个CPE装置的群组的方法，其中至少一CPE在所述训练后期登记且因此出于上述原因而无法被登记。根据本文所描述的实例，所述方法包括：在所述训练的加入阶段期间确定所述多个CPEs的多个能力，其中判断CPE装置是否能够采用向量化。所述方法进一步包括通过使耦合到晚些登记的至少一CPE的线路保持有效而将所述至少一CPE置于保持状态(即，指派到“准备加入”群组)。在所述加入阶段之后提供另一加入阶段以便登记晚些登记的所述至少一CPE。置于保持状态的步骤可通过向至少一CPE发送指示所述至少一CPE将在稍后时间登记的信号而将所述线路维持为有效。
上述方法可在一种设备中实施，所述设备包含向量引擎，所述向量引擎用以通过使耦合到晚些登记的至少一CPE的线路保持有效而将所述至少一CPE置于保持状态(即，指派到“准备加入”群组)。所述向量引擎在所述加入阶段之后提供另一加入阶段以登记晚些登记的所述至少一CPE。
图5描绘在包括多个线路的具备向量化能力的VDSL2系统的启动期间多个加入阶段的典型序列。接受窗口n对应于在刚复位之后的可配置时间间隔。在此时间间隔中，针对第一加入阶段收集已开始设置连接的所有线路(线路1到线路k)。开启接受窗口n+1以针对第二加入阶段收集在正训练线路1到线路k时已开始设置连接的那些线路(线路k+1到线路k+m)。在此实例中，最后一个线路(线路k+m+1)试图在正训练第二加入群组时设置连接(接受窗口n+2)。图5所勾画的时序用于控制接受窗口的大小。
在图5的时序图中，TDmin为O-P-Pre-VECTOR-1的最小时间。此可配置时间间隔随着接受窗口n中发布的每个“GHS_COMPLETE”消息而重新开始。TDmax表示O-P-Pre-VECTOR-1的最大时间。针对当前加入阶段忽略在此可配置时间间隔之后完成G.hs的线路。针对当前加入阶段(接受窗口n)接受在前一线路已到达O-P-Pre-VECTOR-1之后的TDmax内且在当前加入阶段的第一线路已到达O-P-Pre-VECTOR-1之后的TDmax内终止G.hs的线路。时间TSAmin为xTalk表演时间适应的最小时间。此时间间隔硬编码在固件中。TSAplus为xTalk表演时间适应的额外时间。此可配置时间间隔用于进一步微调xTalk系数。针对下一加入阶段(接受窗口n+1)接受在接受窗口n的线路已到达表演时间之后的TSAmin+TSAplus内终止G.hs的线路。
图6例示数字订户线路接入多路复用器(DSLAM)100，其位于中心局(CO)处或靠近订户驻地的远端位置处，且包括G.993.5依从收发器单元101(或VTUC1)、102(或VTUC2)及103(或VTUC3)、线路初始化控制器111(或CTRL)以及上述向量化引擎或向量化控制实体112(或VCE)。线路初始化控制器111以及向量化控制实体112均耦合到收发器单元101、102及103。无论DLSAM的实际位置如何，其均被视为中心局装备(COE)的一部分。
DSLAM 100经由非屏蔽绞线对(Unshielded Twisted Pair；UTP)，例如CAT3电缆耦合到CPE装置。第一收发器单元101经由第一订户线路L1耦合到第一远程收发器单元201(或VTUR1)；第二收发器单元102经由第二订户线路L2耦合到第二远程收发器单元202(或VTUR2)，且第三收发器单元103经由第三订户线路L3耦合到第三远程收发器单元203(或VTUR3)。远程收发器单元201、202及203形成例如调制解调器、网关、路由器、机顶盒、膝上型计算机等的一部分。
订户线路L1、L2及L3与其它订户线路一起捆扎在电缆捆扎器301中，且在所述订户线路在其整个长度或部分长度上靠近时彼此诱发串扰。在基于DMT的DSL系统中，串扰多半减少为FEXT(远端串扰)；由收发器单元(侵扰者)发射的某一大量的信号耦合到相邻线路中，且损害在远程收发器单元(受扰者)处在所述相邻线路上发射的直接信号的接收。例如，由VTUC 101在线路L1上发射的下游信号耦合到线路L2中且由VTUR 202检测为噪声。而且，由VTUR 203在线路L3上发射的上游信号耦合到线路L1中且由VTUC 101检测为噪声。
DSLAM 100进一步包含用以减轻下游方向上的FEXT的预编码器及/或用以减轻上游方向上的FEXT的FEXT消除器。当前，订户线路L1、L2及L3形成可包括其它订户线路的同一向量化群组的一部分，且预编码器及/或FEXT消除器用以减轻向量化群组的线路之间的下游及/或上游串扰。
通常，每一订户线路的每一下游数据符号的频率样本由收发器单元转发到预编码器，且串扰补偿样本由预编码器传回到收发器单元用于逆离散傅里叶变换(InverseDiscrete Fourier Transform；IDFT)、数/模转换(Digital to Analog Conversion；DAC)且在订户线路上进一步传输。类似地，每一所接收上游数据符号的频率样本由每一收发器单元转发到串扰消除器，且(几乎)无串扰样本由串扰消除器传回到每一收发器单元用于检测及解调。
基本上，收发器单元101、102及103用以分别终止订户线路L1、L2及L3并分别初始化及操作DSL通信信道CH1、CH2及CH3。远程收发器单元201、202及203也是如此。
收发器单元101、102及103进一步用以代表中心局处的收发器单元或客户驻地处的收发器单元通知线路初始化控制器111新线路正在启动(加入线路)，且在来自线路初始化控制器111的批准之后进一步执行DSL初始化过程。
通信信道CH1、CH2及CH3包括使用不同下游及上游频带(频分多路复用)的下游数据通信路径及上游数据通信路径。在线路初始化期间确定并认同用于下游及上游载波的各位加载及增益，从而产生总下游数据速率及总上游数据速率。
DSL初始化过程包括握手阶段、多个串扰获取阶段、信道发现阶段、信道训练阶段以及信道分析及交换阶段。
握手阶段描述于G.994.1中，且取决于所支持的建议的一个或多个特定附件而使用一个或多个预定义载波集合(所谓信令家族)。那些预定义载波集合仅包括极少载波(通常为2个或3个)，从而在相邻线路上导致少的干扰。
握手过程包括：第一子阶段A，在此期间对等收发器单元通过交换包括载波集合的探测信号来确认其相互存在并获取探测信号的时钟同步；第二子阶段B，在此期间对等收发器单元交换其各自的能力并就用于训练及操作的共用模式达成一致。握手阶段的成功完成将产生第一串扰获取阶段O-P-VECTOR 1。
握手阶段中的所有消息与一个或多个有限载波集合一起发送。使用差分相移键控(Differential Phase Shift Keying；DPSK)以相同数据位来同时调制一载波集合及所有载波集合内的所有载波频率。如果发射位是1，那么将发射点从前一点旋转180°，且如果发射位是0，那么不对所述发射点进行改变。
最初，VTUR处于状态R-SILENT0发射静寂，且VTUC处于状态C-SILENT1发射静寂。
对于双工操作模式，且倘若VTUR发起初始化过程，则第一握手子阶段A以VTUR从其信令家族中的一个或两个发射R-TONES-REQ信号而开始，其中每隔16ms相位反转。当由VTUC检测到此情况时，VTUC应通过从其信令家族中的一个或两个发射C-TONES信号来做出响应。当由VTUR检测到此情况时，VTUR应发射静寂(R-SILENT1)达50到500ms且应接着从仅一个信令家族发射R-TONE1信号。当VTUC已检测到R-TONE1信号时，其应通过在经调制载波(C-GALF1)上发射GALF(0×81＝0×7E的一个补码)来做出响应。当VTUR已检测到GALF时，其应通过在经调制载波(R-FLAG1)上发射FLAGs(0×7E)来做出响应。当VTUC已检测到FLAGS时，其应通过发射FLAGs(C-FLAG1)来做出响应。当VTUR已检测到FLAGS时，其应通过发起第一消息事务来进入子阶段B。
倘若VTUC发起初始化过程，则第一握手子阶段A以VTUC直接发射C-TONES而开始且如上所述继续。
针对半双工操作模式定义稍微不同的时序及信号。
第二握手子阶段B以VTUR发送输送VTUR的能力的CAPABILITY LIST REQUEST CLR消息(也就是说，可能操作模式的列表)而开始，且借此VTUR进一步请求VTUC能力。VTUC以输送VTUC能力的CAPABILITY LIST CL消息来答复。VTUR通过返回ACK(1)确认来确认CL消息的良好接收。
子阶段B通过VTUR或VTUC根据所公告的能力来选择共用操作模式而继续。这是通过发布输送所选操作模式的MODE SELECT MS消息且通过传回ACK(1)确认来实现的。通常，VTUR立即选择最适宜的操作模式并发布MS消息。然而，VTUR可通过发布MODE REQUEST MR消息而请求VTUC选择特定操作模式，或可通过发布MODE PROPOSAL MP消息来建议特定操作模式，同时将最终决策权留给VTUC。一旦确认了特定操作模式，VTUC及VTUR便分别进入O-P-VECTOR1及R-P-VECTOR 1串扰获取阶段。
G.994.1定义用于通过以下方式重复迭代穿过子阶段B的规定：允许VTUC以REQUEST-CAPABILITY LIST REQUEST REQ-CLR消息对MS消息做出响应，从而请求VTUR再次以CLR/CL/ACK(1)消息交换且进一步以MS/MR/MP/ACK(1)消息交换继续进行而不返回到初始事务状态(R-SILENT0)。
线路初始化控制器111进一步用以控制每一订户线路上的DSL初始化过程，且更具体而言向VTUC 101、102及103供以进行第二握手子阶段B的n次迭代以及用于答复在子阶段B期间需要来自VTUC的特定响应或确认的任何消息(例如，CLR或MS或MR或MP消息)的额外延迟D。
VTUC 101、102及103进一步用以分别测量第一握手子阶段A及第二握手子阶段B的执行时间TA及TB(不包含所配置的额外延迟D，如果有的话)，且将所测量的执行时间报告给线路初始化控制器111。通过如此操作，考虑了来自不同CPE制造商及/或实施方案的执行时间。
虽然将初始化控制器111描绘为接入节点100内的中心单元，但其可部分或整体地跨越VTUC 101、102及103而分布。
本文中论述的实例性实施方案可具有并置的各种组件；然而，应了解，构造的各种组件可位于分布式网络(例如，通信网络及/或因特网)的远隔部分处，或位于专用的安全、非安全及/或经加密构造内。因此，应了解，可将构造的组件组合到一个或多个设备(例如，调制解调器)中或并置在分布式网络(例如，电信网络)的特定节点上。而且，应理解，所描述的构造的组件可布置在分布式网络内的任何位置处而不影响所述构造的操作。举例来说，各种组件可位于中心局调制解调器(CO、ATU-C、VTU-0)、客户驻地调制解调器(CPE、ATU-R、VTU-R)、xDSL管理装置或其某一组合中。类似地，构造的一个或多个功能部分可分布在调制解调器与相关联计算装置之间。
上述构造、设备及方法可实施于软件模块、软件及/或硬件测试模块、电信测试装置、DSL调制解调器、ADSL调制解调器、xDSL调制解调器、VDSL调制解调器、线卡、G.hn收发器、收发器、Homeplug收发器、电力线调制解调器、有线或无线调制解调器、测试装备、多载波收发器、有线及/或无线广域/局域网络系统、卫星通信系统、基于网络的通信系统(例如，IP、以太网或ATM系统)、配备有诊断能力的调制解调器等中，或实施于具有通信装置或结合以下通信协议中的任意者的单独经编程通用计算机上：CDSL、ADSL2、ADSL2+、VDSL1、VDSL2、HDSL、DSL Lite、IDSL、RADSL、SDSL、UDSL、MoCA、G.hh、Homeplug等。
另外，所描述实施方案的构造、过程及协议可实施于专用计算机、经编程微处理器或微控制器及外围集成电路元件、ASIC或其它集成电路、数字信号处理器、可闪存装置、硬连线电子或逻辑电路(例如，离散元件电路)、可编程逻辑装置(例如PLD、PLA、FPGA、PAL)、调制解调器、发射器/接收器、任何类似装置等上。通常，可使用能够实施状态机(其又能够实施本文中描述及例示的方法)的任何设备来实施根据实施方案的各种通信方法、协议及技术。
此外，所揭示过程可容易地在使用对象或面向对象的软件开发环境的软件中实施，所述开发环境提供可在众多计算机或工作站平台上使用的便携式源代码。或者，所揭示的构造可部分或完全地在使用标准逻辑电路或VLSI设计的硬件中实施。本文中描述及例示的通信构造、过程及协议可由所属领域的技术人员依据本文中提供的功能描述且利用计算机及电信领域的一般基础知识使用已知或后期开发的系统或结构、装置及/或软件而容易地在硬件及/或软件中实施。
而且，所揭示的过程可易于在软件中实施，所述软件可存储在计算机可读存储媒体上，在与控制器及存储器协作的经编程通用计算机、专用计算机、微处理器等上执行。在这些实例中，所描述的实施方案的构造及过程可实施为嵌入在个人计算机上的程序(例如，applet、或CGI脚本)，实施为驻留在服务器或计算机工作站上的资源，实施为嵌入在专用通信构造或构造组件中的例程，等等。也可通过将构造及/或过程物理地并入到软件及/或硬件系统(例如，测试/建模装置的硬件及软件系统)中来实施所述构造。
本文中的实施方案被描述为实例性实施例。然而，应了解，可单独地主张所述实施方案的个别方面，且可组合各种实施例的特征中的一者或多者。

Claims (19)

1.一种用于在部分地登记多个客户驻地装备装置CPE的多个能力的一训练期间初始化所述CPE的群组的方法，其中至少一CPE在所述训练后期登记且无法登记，所述方法包括：
在所述训练的一加入阶段期间确定所述多个CPE的所述多个能力，其中判断所述CPE装置是否能够采用向量化；
通过使耦合到晚些登记的所述至少一CPE的线路保持有效而将所述至少一CPE置于保持状态；及
在所述加入阶段之后提供一另一加入阶段以登记晚些登记的所述至少一CPE；
进一步其中所述置于保持状态的步骤通过向所述至少一CPE发送信号指示所述至少一CPE将在稍后时间登记而将所述线路维持为有效。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述加入阶段包含符合ITU-T G.994.1标准的握手过程。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述训练包含符合ITU-T G.992.3及993.5标准的训练阶段。
4.如权利要求1所述的方法，其中确定能力包含：判断所述至少一CPE是否支持置于保持状态。
5.如权利要求1所述的方法，其中使耦合到所述至少一CPE的线路保持有效包含：向所述CPE发送既不影响加入线路也不影响表演时间线路的信号。
6.如权利要求5所述的方法，其中既不影响所述加入线路也不影响所述表演时间线路的所述信号仅包含旗标音调。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述另一加入阶段是直接在所述加入阶段之后提供的。
8.如权利要求1所述的方法，其中将确定的能力包含如在ITU-T建议G.992.1中所定义的能力。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述能力包含至少回波消除能力。
10.一种用于在部分地登记多个客户驻地装备装置CPE的多个能力的一训练期间初始化所述CPE的群组的设备，其中至少一CPE在所述训练后期登记且无法登记，其中所述多个CPE的所述多个能力是在所述训练的一加入阶段期间被确定，以判断所述CPE装置是否能够采用向量化，所述设备包括：
一向量引擎，其通过使耦合到所述至少一CPE的线路保持有效而将所述至少一CPE置于晚些登记的保持状态；且
其中所述向量引擎在所述加入阶段之后提供一另一加入阶段以登记晚些登记的所述至少一CPE；
其中所述向量引擎通过向所述至少一CPE发送指示所述至少一CPE将在稍后时间登记的信号将所述线路维持为有效而将所述至少一CPE置于保持状态。
11.如权利要求10所述的设备，其中所述向量引擎为位于数字订户线路接入多路复用器DLSAM的接入节点内的向量化控制实体VCE。
12.如权利要求10所述的设备，其中所述加入阶段包含根据ITU-T G.994.1标准的握手过程。
13.如权利要求10所述的设备，其中所述所确定能力包含所述至少一CPE将被置于保持状态的能力。
14.如权利要求10所述的设备，其中将确定的能力包含如在ITU-T建议G.992.1中所定义的能力。
15.如权利要求14所述的设备，其中所述能力包含至少回波消除能力。
16.如权利要求10所述的设备，其中使线路保持有效包含：向所述CPE发送既不影响加入线路也不影响表演时间线路的信号。
17.如权利要求16所述的设备，其中既不影响所述加入线路也不影响所述表演时间线路的所述信号仅包含旗标音调。
18.如权利要求10所述的设备，其中所述另一加入阶段是直接在所述加入阶段之后提供的。
19.一种供在DSLAM中使用且用以在登记多个客户驻地装备装置CPE的多个能力的一训练阶段期间初始化所述多个CPE的群组的线卡，
其中至少一CPE在所述训练后期登记且无法登记，
其中所述多个CPE的所述多个能力是在所述训练阶段的判断所述CPE装置是否能够采用向量化的加入阶段期间确定的，所述线卡包括：
一向量引擎，其用以通过使耦合到晚些登记的所述至少一CPE的线路保持有效而将所述至少一CPE置于保持状态；且
其中所述向量引擎在所述加入阶段之后提供一另一加入阶段以登记晚些登记的所述至少一CPE；
其中所述向量引擎通过向所述至少一CPE发送指示所述至少一CPE将在稍后时间登记的信号将所述线路维持为有效而将所述至少一CPE置于保持状态。
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