CN105247846A - 向量化系统中的专用操作通道 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种方法及装置，其中通过线路的标识来修改在专用操作通道上发送的信号。

Description

向量化系统中的专用操作通道

技术领域

本申请涉及一种可例如用于向量化系统的专用操作通道。

背景技术

数字用户线路(DigitalSubscriberLine；DSL)技术(包括例如ADSL、ADSL2、(S)HDSL、VDSL、VDSL2直到即将到来的G.fast)在其全部历史时期均试图增加位速率以向客户递送更多宽带服务。遗憾的是，从中心局(CentralOffice；CO)到客户端(customerpremises；CPE)部署的铜回路相当长且不允许以大于几Mb/s的位速率传送数据。因此，为增加客户可用位速率，现代存取网络使用街柜、MDU-柜、及类似布置(也被称为分布点(distributionpoint；DP))：所述柜或其他分布点通过高速光纤通信线路(例如，吉比特无源光网络(gigabitpassiveopticalnetwork；GPON))连接到中心局并靠近客户端安装。通过这些柜，高速数字用户线路系统(例如甚高位速率数字用户线路(Very-High-Bit-RateDSL，VDSL))提供通往客户端的连接。当前部署的甚高位速率数字用户线路系统(ITU-T建议G.993.2)具有约1km的范围，其提供处于几十Mb/s范围内的位速率。为增加从所述柜部署的甚高位速率数字用户线路系统的位速率，最近的ITU-T建议G.993.5定义了允许将上游及下游位速率增加到100Mb/s的向量化传送。向量化也将用于即将到来的G.fast中。

数字用户线路系统的一个重要组成部分或阶段是初始化(或训练)。在初始化期间，加入到向量化群组的线路使现有现用线路能够适应来自新线路的串扰，使加入的线路能够适应来自现用线路的串扰，并最终使加入的线路具有恰当的PSD以及通道设置及位加载(bitloading)。

本申请解决例如使用高频及甚高频的向量化线路的初始化中的问题。

传统上用于执行初始化的元件中的一种元件是在初始化期间在分布点调制解调器与客户端调制解调器之间建立的专用操作通道(specialoperationchannel；SOC)，用以在调制解调器之间传达支持初始化程序所需的消息并传递特殊训练信号及序列来训练收发器。专用操作通道通常以非常稳健的方式来构建，并仅在初始化期间工作。在当前数字用户线路中使用的专用操作通道的实例例如在ITU-T建议G.993.2、G.993.5中有所描述。

向量化线路的一个严重问题是高的串扰，尤其是在使用甚高频(例如100MHz及以上)时。在初始化及训练期间，当各条线路之间的远端串扰(far-endcrosstalk，FEXT)未被消除时，在线路上传送的信号在所有其他线路上是“可见的”。上述情形的一个问题是在一条线路上传送的初始化及训练信号及消息会在另一(其他)线路中被接收到，因而产生不准确的或甚至虚假(或虚幻)的训练，此可延长训练时间或甚至会损害在向量化群组及服务客户中工作的现用线路。在正在出现的新一代数字用户线路技术(例如，G.fast)中，来自相邻线路的远端串扰可能比直接信号更强，此可使得虚幻初始化及交叉线训练不仅是可能的而且可能性很大。其中一个典型问题是邻近的专用操作通道信号会扰乱直接通道估计过程，尤其对于需要在存在高串扰情况下工作的频域均衡器(frequencydomainequalizer；FEQ)及一些其他程序的训练。

附图说明

图1为例示根据实施例的通信系统的方框图。

图2为例示根据实施例的一种方法的流程图。

图3例示根据另一实施例的一种方法。

具体实施方式

以下将参照附图详细描述实施例。应注意，这些实施例仅用作例示性实例，而并非被视为限制性的。举例来讲，尽管实施例可被描述为具有诸多细节、特征或元件，但其他实施例中，这些细节、特征或元件中的一些可被省略及/或可被替换为替代特征或元件。在其他实施例中，另外或作为另外一种选择，除了明确描述的特征、细节或元件之外，也可提供其他特征、细节或元件。

以下所述通信连接可为直接连接或间接连接(即，既可存在也可不存在额外中间元件的连接)，只要维持所述连接的一般功能(例如用于传送某种信号的功能)即可。除非另外指出，否则连接既可为无线连接也可为有线连接。

一些实施例提出一种对在训练/初始化期间使用的消息及特殊信号的传送方法，所述方法能避免虚假初始化并提高训练的准确性。

一些实施例包括一种在专用操作通道上进行通信的方法，所述方法使得任何客户端均有机会从在线路(例如，位于同一绑线带中的线路)上传送并作为串扰(特别是远端串扰)而穿透的其他专用操作通道信号中识别出其自己的专用操作通道信号。在实施例中，所述方法是基于利用可由接收器识别的正交序列及低关联加扰多项式(low-correlationscramblingpolynomial)。在一些实施例中，还提供允许接收器在来自其他线路的极高串扰的存在下对SNR及其他参数(包括频域均衡器系数)执行更准确的测量。

现在转向图式，在图1中显示根据实施例的通信系统。图1所示系统包括与多个客户端单元14到16进行通信的提供商设备10。尽管在图1中显示了三个客户端单元14到16，但此仅用作实例，且可提供任何数量的客户端单元。提供商设备10可为中心局设备、分布点(DP)中的设备、或在提供商侧上使用的任何其他设备。如果提供商设备10是分布点的一部分，则其可例如经由光纤连接110而从网络接收数据及向网络发送数据。在其他实施例中，可使用其他种类的连接。

在图1所示实施例中，提供商设备10包括多个收发器11～13以经由相应通信连接17～19与客户端单元14～16进行通信。通信连接17～19可例如是铜线(例如，双绞铜线)。经由通信连接17～19的通信可为基于多载波调制(如离散多音调调制(discretemultitonemodulation；DMT)及/或正交频分多工(orthogonalfrequencydivisionmultiplexing；OFDM))的通信，例如ADSL、VDSL、VDSL2、G.Fast等xDSL通信，即在多个载波(也被称为音调)上对数据进行调制的通信。在一些实施例中，通信系统可利用如图1中方框111所表示的向量化。向量化包括对欲发送及/或接收的信号进行联合处理以减少串扰。

从提供商设备10至客户端单元14～16的通信方向也将被称为下游方向，而来自客户端单元14～16的通信方向也将被称为上游方向。下游方向上的向量化也被称为串扰预补偿，而上游方向上的向量化也被称为串扰消除或均衡。

提供商设备10及/或客户端单元14～16可包括传统上用于通信系统中的其他通信电路(未示出)，例如用于调制、位加载、傅里叶变换等的电路系统。

在一些实施例中，经由通信连接17～19的通信是基于帧的通信。多个帧可形成超帧。

在一些实施例中，在通信连接17～19(在一些实施例中其可包括铜线)上，可建立专用操作通道(SOC)。每一专用操作通道均可被指配标识(例如，标识多项式)，使得即使在强串扰的情况下，接收器(图1所示实例中的提供商设备10或客户端单元14～16)也可基于所述标识及来自专用操作通道的废报消息(disregardmessage)(接收器可经由来自其他线路的串扰而接收到所述废报消息)来辨识出其相关联专用操作通道。也可利用其他技术。

一些实施例涉及一种利用例如频分双工(例如VDSL2)或在现代分布点向量化收发器中使用的同步化时分双工(synchronizedtimedivisionduplexing；STDD)(例如G.fast)的系统。在利用同步化时分双工的情况下，每一条线路已对由保护时间分隔开的上游传送时隙及下游传送时隙(用于US及DS的传送时隙(transmissiontimeslot；TTS))指配了时间分配。此外，所有向量化线路的下游时隙对齐，且所有线路的上游时隙对齐。存在在上游传送与下游传送之间设定的保护时间。

在图2及图3中，例示了用于说明根据实施例的方法的流程图。尽管图2及图3所示方法被描述为一系列行为或事件，但这些行为或事件的描述次序不应被视为限制性的。相反，在其他实施例中，所述行为或事件可以不同次序来执行，及/或所述行为或事件中的一些可例如由系统中的不同装置或由电路中的不同部分来并行地执行。

在向量化群组的初始化期间，在图2中的20处，图2所示方法包括：当每一初始化线路的收发器加入到向量化群组时，在所述收发器之间建立专用操作通道(SOC)。就此而言，向量化群组是指参与向量化(即，串扰减少)的所有线路或通信连接。当在系统中例如新线路变为现用时，这一线路常常需要加入向量化群组并被称为正在加入的线路。此外在系统启动时，构建向量化群组可被视为将在开始时作为向量化群组的一部分的线路加入。当其他线路欲加入(即存在正在加入的线路)时已经处于向量化群组中的线路可被称为现用线路。初始化程序可包括若干阶段。初始化的初始阶段提供从正在加入的线路到现用线路的串扰消除及/或预补偿(以避免在现用线路上运行的服务发生失真)，例如图2中的22。然而，从现用线路进入正在加入的线路的串扰在后续阶段(例如图2中的23)被消除或得到预补偿，因为执行串扰消除需要在可执行消除或预补偿(可计算出预编码器系数或消除系数)之前在连接到每一条正在加入的线路的收发器之间进行相关参数(例如，误差样本)的集中交换。在这一交换期间及在初始化的较早期阶段，正在加入的线路之间的串扰并未通过消除或预补偿而得到降低，且因此此串扰会影响对等收发器(peertransceiver)之间的数据及训练信号(主要在但未必完全在专用操作通道上传递的数据及训练信号)的交换。

在传统系统中，可观察到两个问题：

-在一条正在加入的线路中在专用操作通道上传递的控制消息被其他正在加入的线路接收到，从而导致错误配置；

-在一条正在加入的线路上传送的训练信号干扰其他正在加入的线路中的训练信号或者可甚至抑制其他正在加入的线路中的训练信号，因而导致错误的频域均衡器训练，从而造成错误的测量或不完整的训练。

这些问题对如G.fast这样的系统而言可能特别有害，因为此种系统在极高频率(高达200MHz)下工作，在所述极高频率下远端串扰的功率常常超过所接收信号的功率。

为避免有害串扰的影响，实施例包括对分布点或其他提供商设备的每一条线路均指配标识，如标识多项式(identificationpolynomial；IDP)，例如在图2中的21处。由于例如可在每一条线路上建立专用操作通道，因而对线路指配标识多项式或其他标识也可被视为对专用操作通道指配标识。此外，在实施例中，使在通过控制或管理数据消息进行调制之前在线路上传送的专用操作通道信号乘以标识多项式或通过一些其他有用及相关的方式与标识多项式合并。以特定线路的接收器可从邻近信号中区分出其自己的专用操作通道信号的方式来指配标识多项式的特性。在实施例中，此通常可解决上述问题。举例而言，在实施例中，不同线路的标识多项式可彼此正交，使得在实施例中可进行清楚地识别。

在一个实施例中，专用操作通道是利用多载波调制来实施，且通过所传送消息的一个或多个位来调制、或者通过特定训练序列来调制每一个副载波。可在实施例中利用多个载波上的QPSK调制及重复来提高稳健性。在此种实施例中，使用标识多项式来旋转每一个副载波的星座。多项式的长度被选择成覆盖足够长的符号序列(例如帧或超帧)以实现时间分集(timediversity)。其中一个实施方案可利用同一生成多项式，而多项式的种子代表相应线路的标识。通过据此选择的种子，不同线路中的专用操作通道信号之间的关联性可被最小化。其他实施方案可利用具有经过仔细选择的特性的不同多项式来提供不同SOC通道或正交多项式(例如沃尔什-哈达玛序列(Walsh-Hadamardsequence))之间的低的关联性。

在一些实施例中，在下游方向上，客户端基于从提供商设备接收的已知训练信号来训练客户端的频域均衡器(FEQ)。在传统方法中，预定义训练信号，但在利用串扰消除的系统中这种训练通常不可行。

实际上，多条线路常常同时被训练，且因此所述多条线路同时传送训练信号。在传统方法中，对于具有强串扰的通道，此可导致对频域均衡器的错误训练，因为均衡器对直接通道与来自其他正在加入的线路的串扰之和进行训练，而不是仅对直接通道进行训练。如果串扰信号与直接信号相同或强烈关联，便会出现问题。

在一个实施例中，频域均衡器被实施为在使用SOC通道数据进行初始化期间进行连续更新的自适应滤波器。在多条正在加入的线路的训练期间，所有被训练的线路在长的时间周期内传送同一信号(在一些传统方法中被称为IDLE信号)。此造成以下问题：频域均衡器无法将来自直接通道的信号与来自其他线路的串扰通道区分开。

为将来自直接通道的信号与来自其他正在加入的线路的串扰区分开，需要正在加入的线路随时间发送无关联信号或正交信号。

在图3所示一个实施例中，在30处，利用双极性正交序列(例如沃尔什-哈达玛序列或具有元素+1、0及-1的三态序列)对SOC通道以及训练符号进行调制，所述双极性正交序列预先在中心局与客户端之间进行交换。对每一条正在加入的线路指配不同的序列，以使训练信号相互正交。在每一时刻，利用正交序列的不同元素对不同的正在加入的线路中的传送数据进行调制。时间的单位可例如为离散多音调调制符号或符号群组。

在一些实施例中，所述序列对于不同副载波而言可为不同的，但需要所述序列与由同一副载波载送的其他线路的序列相互正交。一种实施方案可在所有正在加入的线路中指配相同的若干副载波群组。对于同一线路的每一个群组，可应用相同或不同的序列，而被应用于同一群组的不同线路的序列应是正交的。可在一个符号期间或在连续符号群组期间应用序列的特定的位，或者对通过一些其他预定义规则选择的符号群组应用序列的特定位。在初始化的较早期阶段或由制造商或由安装程序来指配用于每一条线路的副载波及特定序列的分组。

在另一实施例中，在30处，利用针对每一条线路以不同方式选择的伪随机二进序列(pseudorandombinarysequence)对SOC通道以及训练符号进行调制。对每一条线路均指配不同的标识多项式。利用伪随机序列的不同元素对线路上的每一个副载波进行调制，且所述序列随着时间在后续符号的相关副载波上继续进行，以使正在加入的线路在时间及频率上无关联。在一些实施例中，通过伪随机序列进行的调制在超帧开始时重新开始，从而限制时间范围。这一时间范围被选择成在所考虑的最差情形条件下对于FEQ收敛而言足够。

在另一实施例中，在30处，通过在符号的开始处被重设的同一加扰多项式来旋转每一个专用操作通道符号的所有星座点(此与现有技术相同)，但进一步将所有星座点乘以可为-1、+1或0的位或正交(伪正交)序列。每一条正在加入的线路使用其自己的序列。在一些实施方案中，定义每一条线路有多于一个序列，且每一条线路中的同一音调群组与特定的一组正交序列相关联。在初始化的较早期阶段或由制造商或由安装程序指配各组正交序列及音调群组。

在另一实施例中，在30处，通过同一加扰多项式来旋转每一个专用操作通道符号的所有星座点(此与现有技术相同)，但不在每一个符号处而是在每一个超帧处重设加扰多项式，且加扰多项式从被选择成在不同线路之间提供更少关联性的特定种子开始。

在一些实施例中，在31处，使用如此调制的SOC通道及训练符号来进行频率均衡器训练。通过30所示的调制，在一些实施例中，接收器(例如客户端设备)可辨识出直接通道训练序列，并将所述直接通道训练序列与经由来自其他线路的串扰接收的训练序列区分开。

一些实施例引入特殊生成多项式及与应用所述特殊生成多项式的专用通道操作信号的传送及接收相关联的协议。一些实施例的方法可被并入作为新的G.fast标准的一部分。在一些情况下，支持隐藏节点的装置使用此种协议以符合所述标准。

在一些实施例中，可提供一种方法或设备，所述方法或设备对分布点调制解调器的每一条线路指配标识多项式(IDP)并在线路上传送专用操作通道信号，在通过控制或管理数据消息进行调制之前，所述专用操作通道信号被乘以标识多项式或与所述标识多项式合并。

上述实施例仅用作实例，而不应被视为限制性的。上述方法可在装置中使用硬件、软件、固件或其组合实施，例如在图1所示装置及系统中实施。举例而言，为实施本文所公开的方法，可对传统装置的固件进行更新以便能够利用本文所公开的技术。

Claims (28)

1.一种方法，包括：

对与提供商设备相关联的每一条线路指配标识，以及

在所述线路中的至少一者上传送专用操作通道(specialoperationchannel；SOC)信号，其中所述专用操作通道信号是通过所述标识来修改。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述标识包括标识多项式。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述修改包括将所述专用操作通道信号与所述标识多项式相乘或将所述专用操作通道信号与所述标识多项式合并中的至少一者。

4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述修改是在通过控制或管理数据消息对所述专用操作通道信号进行调制之前执行。

5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述标识是基于沃尔什-哈达玛序列(Walsh-Hadamardsequence)。

6.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述标识是基于三态序列。

7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，还包括：

在接收器处，基于所述标识而将经由直接通道接收的专用操作通道信号与经由串扰接收的专用操作通道信号区分开。

8.如权利要求7所述的方法，还包括基于经由所述直接通道接收的所述专用操作通道信号来执行向量化训练。

9.如权利要求7或8所述的方法，还包括基于经由所述直接通道接收的所述专用操作通道信号来执行频率均衡器训练。

10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，还包括利用正交序列对训练符号进行调制以及基于所述训练符号来执行训练。

11.一种装置，包括传送器，

所述传送器适于在所述线路中的至少一者上传送专用操作通道(SOC)信号，其中所述专用操作通道信号是通过所述相应线路的标识来修改，对与提供商设备相关联的每一条线路均指配标识。

12.如权利要求11所述的装置，其中所述标识是标识多项式。

13.如权利要求11或12所述的装置，其中对于所述修改而言，所述传送器适于将所述专用操作通道信号与所述标识多项式相乘或将所述专用操作通道信号与所述标识多项式合并中的至少一者。

14.如权利要求11至13中任一项所述的装置，其中所述传送器适于在通过控制或管理数据消息对所述专用操作通道信号进行调制之前执行所述修改。

15.如权利要求11至14中任一项所述的装置，其中所述标识是基于沃尔什-哈达玛序列。

16.如权利要求11至14中任一项所述的装置，其中所述标识是基于三态序列。

17.如权利要求11至16中任一项所述的装置，还适于利用正交序列对训练符号进行调制。

18.一种系统，包括：

如权利要求11至17中任一项所述的装置，以及

另一装置，所述另一装置包括接收器，所述接收器适于基于所述标识而将经由直接通道接收的专用操作通道信号与经由串扰接收的专用操作通道信号区分开。

19.如权利要求18所述的系统，还适于基于经由所述直接通道接收的所述专用操作通道信号来执行向量化训练。

20.如权利要求18或19所述的系统，还适于基于经由所述直接通道接收的所述专用操作通道信号来执行频率均衡器训练。

21.一种装置，包括接收器，

所述接收器适于在所述线路中的至少一者上接收专用操作通道(SOC)信号，其中所述专用操作通道信号是通过相应标识来修改，对与提供商设备相关联的每一条线路均指配标识，

所述装置适于基于所述标识而将经由直接通道接收的专用操作通道信号与经由串扰接收的专用操作通道信号区分开。

22.如权利要求21所述的装置，其中所述标识是标识多项式。

23.如权利要求21或22中任一项所述的装置，其中所述标识是基于尔什-哈达玛序列。

24.如权利要求21或22中任一项所述的装置，其中所述标识是基于三态序列。

25.如权利要求21至24中任一项所述的装置，还适于基于经由所述直接通道接收的所述专用操作通道信号来执行向量化训练。

26.如权利要求21至25中任一项所述的装置，还适于基于经由所述直接通道接收的所述专用操作通道信号来执行频率均衡器训练。

27.一种系统，包括：

提供商装置，所述提供商装置是如权利要求10至17中任一项所述的装置，以及

至少一个客户端设备装置，所述客户端设备装置是如权利要求20至26中任一项所述的装置，

所述提供商装置与所述客户端设备装置经由至少一个通信通道来进行通信。

28.如权利要求27所述的系统，其中所述提供商装置包含于分布点(distributionpoint)中，且其中所述通信通道包括铜线。