CN106068615A - 具有串扰稳定性的用于电话线接入的通信系统 - Google Patents

Abstract

本公开包括与诸如捆绑电话电缆中的电话线的有线通信信道有关的系统和技术。在一些实现中，一种系统包括：捆绑在一起的电话线；在第一位置处的电子设备，所述电子设备包括用于所述电话线中的每一根电话线的第一收发机设备，其中在所述第一位置处的每一个第一收发机设备被配置为协调与所述第一收发机设备耦合的相应电话线上的发送；以及第二收发机设备，所述第二收发机设备分别与所述第二位置处的所述电话线耦合，使得每一个第二收发机设备分别与所述第一位置处的第一收发机设备配对；每一对所述第一收发机设备和所述第二收发机设备被配置为：当另一对所述第一收发机设备和所述第二收发机设备估计连接所述另一对的所述电话线上的信噪比时，在连接该对的对应电话线上强制传输。

Description

具有串扰稳定性的用于电话线接入的通信系统

相关申请的交叉引用

本公开要求2014年1月28日递交的标题为“MODIFICATIONS TO THE G.HNSTANDARD FOR DSL-LIKE PHONE LINE ACCESS APPLICATIONS:FEXT STABILITY”的美国临时申请序列号No.61/932,599的优先权，其全部内容通过引用并入本文。此外，本公开涉及2014年1月28日递交的标题为“NEXT MITIGATION TECHNIQUE FOR G.HN TECHNOLOGY USEDFOR DSL-LIKE PHONE LINE ACCESS APPLICATIONS”的美国临时申请序列号No.61/932,585的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

本公开描述了与诸如捆绑电话电缆中的电话线的有线通信信道有关的系统和技术。

G.hn是由ITU(国际电信联盟)开发的家庭联网标准。G.hn标准描述共享信道(电力线、电话线或同轴电缆)的多节点网络(类似于WiFi网络)。在该标准中，网络被称为“域”。域被称为域主机(DM)的单个节点控制。域主机负责协调网络中所有节点的发送以避免信道中的冲突，并保证域中传送的业务的所需服务质量(QoS)等级。每一个节点可以与域的其他节点中的任意一个进行通信(多点到多点通信)。

另一方面，DSL(数字订户线)电话线接入应用的架构不同。DSL的架构基于相互通信的一对节点：一个节点被置于客户端侧，被称为CPE(客户场所设备)；并且另一节点是一般连同DSLAM(DSL接入复用器)中的其他运营商节点被置于电话公司侧的运营商节点。因为若干运营商节点一般在DSLAM处并置一处，运营商节点具有相互干扰的可能，因为电话线从DSLAM到客户场所中的每一个客户场所一起运行并可能在电话线之间遭受串扰。存在两种干扰源：从一个运营商节点到另一个运营商节点的NEXT(近端串扰)干扰和从一个运营商节点到其他线路的CPE的FEXT(远端串扰)干扰(或另一方向；从一个CPE到其他线路的运营商节点的干扰)。DSL标准已经开发了克服该干扰的不同方式。此外，已经提出使DSL增加其速度的改进；这些提议通常被称为VDSL。

发明内容

本公开包括与诸如捆绑电话电缆中的电话线的有线通信信道有关的系统和技术。G.hn技术被视为下一代VDSL的备选。然而，G.hn的网络架构已经被设计用作家庭网络，该家庭网络使用家庭中可用电缆中的任意电缆(通过AC(交流)电力线、电话线或同轴电缆)来连接若干设备。如本文所述，G.hn技术可以是类似DSL的通信系统中的修改的改进公共设施。

根据所描述的系统和技术的一个方面，一种系统包括：电话线，所述电话线覆盖从第一位置到第二位置处的多个分离的点的距离，其中对于所述距离中的至少一部分距离所述电话线在相同电话电缆中被捆绑在一起；电子设备位于所述第一位置，所述电子设备包括用于所述电话线中的每一根电话线的第一收发机设备，其中所述第一位置处的每一个第一收发机设备被配置为协调与所述第一收发机设备耦合的相应电话线上的发送；以及第二收发机设备，所述第二收发机设备分别与所述第二位置处的所述电话线耦合，使得每一个第二收发机设备分别与在所述第一位置处的第一收发机设备配对；其中每一对所述第一收发机设备和所述第二收发机设备被配置为：在另一对所述第一收发机设备和所述第二收发机设备估计连接该另一对的所述电话线上的信噪比时，在连接该对的对应电话线上强制传输。

所述收发机设备中的每一个收发机设备可以被配置为根据被设计用于家庭电气布线上的多点到多点通信的规范进行操作，并且强制传输可以包括缺乏信息内容的一个或者多个符号。该规范可以是G.hn规范，并且缺乏信息内容的所述一个或者多个符号可以包括装载有来自线性反馈移位寄存器的比特的子载波。此外，强制传输可以包括探测帧，并且所述收发机设备中的每一个收发机设备可以具有用于所述探测帧的有效载荷的第一符号的第一子载波的初始种子，所述初始种子在所述收发机设备中是唯一的。

每一对所述第一收发机设备和所述第二收发机设备可以被配置为：在另一对所述第一收发机设备和所述第二收发机设备估计信噪比时，在没有要在其电话线上发送的数据时，在其电话线上强制传输。当共享所述相同电话电缆的另一对第一收发机设备和第二收发机设备估计信噪比时，两对或更多对第一收发机设备和第二收发机设备可以具有强制的传输，并且所述强制的传输可以彼此不相关。每一对第一收发机设备和第二收发机设备的收发机设备可以被配置为：通过使用利用初始种子生成的伪随机序列来调制所述强制传输的子载波，来生成其不相关的强制传输，该初始种子与共享相同电话电缆的其他对的第一收发机设备和第二收发机设备所使用的其他初始种子不同。此外，由共享相同电话电缆的收发机设备中的每一个收发机设备所使用的初始种子可以与由共享相同电话电缆的所有其他收发机设备所使用的所有其他初始种子不同。

根据所描述的系统和技术的一个方面，一种收发机包括：耦合电路，被配置为与电话线相连，该电话线与电话电缆中的附加电话线被捆绑在一起；模拟前端，与所述耦合电路相耦合；以及控制器，与所述模拟前端耦合并被配置为：当与所述电话电缆中的所述附加电话线中的一根电话线耦合的另一收发机设备估计所述附加电话线中的所述一根电话线上的信噪比时，在所述电话线上强制传输。

所述耦合电路、所述模拟前端和所述控制器可以被配置为：根据被设计用于家庭电线上的多点到多点通信的规范进行操作，并且强制传输可以包括缺乏信息内容的一个或者多个符号。该规范可以是G.hn规范，并且缺乏信息内容的所述一个或者多个符号可以包括装载有来自线性反馈移位寄存器的比特的子载波。此外，强制传输可以包括探测帧，并且所述收发机设备可以具有用于探测帧的有效载荷的第一符号的第一子载波的初始种子，该初始种子在与所述电话电缆中的附加电话线缆耦合的收发机设备中是唯一的。

所述控制器可以包括：基带数字信号处理器，被编程为当在另一收发机设备估计信噪比时在电话线上没有要发送的数据时，在所述电话线上强制传输。所述控制器可以被配置为：当另一收发机设备估计信噪比时，生成具有有效载荷的强制传输，该有效荷载与第三收发机设备进行的强制传输的另一有效载荷不相关，该第三收发机设备与电话电缆中的附加电话线中的另一个电话线耦合。所述控制器可以被配置为：通过使用利用初始种子生成的伪随机序列来调制所述强制传输的子载波，来生成有效载荷，该初始种子与电话电缆中的附加电话线耦合的其他收发机设备所使用的其他初始种子不同。

此外，由收发机设备使用的初始种子可以与共享电话电缆的所有其他收发机设备所使用的所有其他初始种子不同。

根据所描述的系统和技术的一个方面，一种方法包括：在与第一电话线耦合的第一收发机设备处接收与第二电话线耦合的第二收发机设备要在所述第二电话线上估计信噪比的指示，其中所述第二电话线与电话电缆中的第一电话线分离但与第一电话线捆绑在一起；响应于所述指示，检查在所述第二收发机设备在所述第二电话线上进行信噪比估计期间所述第一收发机设备是否要在所述第一电话线上发送数据；当所述数据可用时，在所述第二收发机设备在所述第二电话线上进行信噪比估计期间在所述第一电话线上发送数据；以及当所述数据不可用于发送时，在所述第二收发机设备在所述第二电话线上进行信噪比估计期间在所述第一电话线上发送备选信号。

发送所述数据信号可以包括：根据被设计用于家庭电气布线上的多点到多点通信的规范来发送所述数据信号，并且发送所述备选信号可以包括发送以下信号，该信号与替代电话电缆中的另一电话线上的另一数据信号所发送的另一备选信号不相关。发送与另一备选信号不相关的信号可以包括：通过使用利用初始种子所生成的伪随机序列来调制子载波，该初始种子与用于另一备选信号的另一初始种子不同，该另一备选信号代替电话电缆中的另一电话线上的另一数据信号被发送。所述伪随机序列可通过装载有初始种子的线性反馈移位寄存器生成，该初始种子在与电话电缆中的电话线耦合的收发机设备所使用的初始种子中是唯一的。

所描述的系统和技术可以以电子电路、计算机硬件、固件、软件、或其组合来实现，诸如在本说明书中公开的结构装置及其结构等价物。其可以包括至少一个计算机可读介质，其体现可操作用于促使一个或者多个数据处理装置(例如包括可编程处理器的信号处理设备)执行方法操作的程序。因此，程序实现可以根据所公开的方法、系统或装置来实现，并且装置实现可以根据所公开的系统、计算机可读介质或方法来实现。类似地，方法实现可以根据所公开的系统、计算机可读介质或装置来实现，并且系统实现可以根据所公开的方法、计算机可读介质或装置来实现。

所描述的系统和技术可以导致用于以考虑干扰的方式使用收发机的电话线接入的通信系统。可以通过即使当共享捆绑电话电缆的其他电话线上的其他节点没有要发送的数据时也强制该其他节点进行发送，来减少在针对捆绑电话电缆中的电话线的所确定的信噪比(SNR)中的不稳定性。例如，当一个G.hn域参与信道估计处理时，共享电话电缆中的电话线上的其他G.hn域可以发送探测传输，即使不需要信道估计并且在那些电话线上不需要发送数据。否则取决于在相邻线路中是否存在同时发生的传输而可能产生的可变SNR因此可以被减少或避免。具有更稳定的SNR确定可以减少否则在进行信道自适应(诸如确定每一个子载波要使用的比特的数量或比特分配表(BAT))时可能在接收机中看到的问题。

因此，在(1)测量信道SNR并导出BAT，对比(2)在数据传输期间使用所估计的BAT时发生的干扰条件之间的差异可以减少。这可以提供信道估计期间的更现实的且稳定的SNR确定，并且因此提供误块率(BLER)的改进。这种改进与诸如在2013年1月28日递交的美国临时申请序列号No.61/932,585中所描述的并还在下文中详细描述的、用于通过对上游发送和下游发送同步来减少NEXT干扰的系统和技术结合可以是有益的。此外，具有稳定的FEXT还可以允许在接收数据的同时监视SNR(盲SNR估计/监视)。该监视可以允许检测信道/噪声改变(包括加入和离开DSLAM中的线路)以触发新BAT估计以快速地自适应于新信道条件，最小化当前BAT不是最优的时间段。应当注意，具有受控的低BLER可以减少抖动和延迟。

在附图和以下说明书中阐述了一个或者多个实现的细节。根据说明书和附图以及根据权利要求书，其他特征和优点可以是明显的。

附图说明

图1A和1B分别示出了捆绑电话电缆和使用该捆绑电话电缆的通信系统。

图2A示出了收发机设备的一个示例。

图2B示出了通信系统的一个示例，该通信系统具有针对在共享公共电缆的分离的电线上的通信而同步的收发机设备。

图2C示出了图2B的通信系统中对于预定义的时隙在下游通信和上游通信之间的不平衡分布的一个示例。

图3示出了用于在具有多个电话线的捆绑电话电缆的电话线上的通信的处理的一个示例。

图4示出了处理的一个示例，该处理用于增加在具有多个电话线的捆绑电话电缆的电话线上的信噪比估计的稳定性。

图5示出了通信系统的一个示例，该通信系统具有收发机设备的不同的同时操作，该收发机设备与共享公共电缆的分离的电线耦合。

各种附图中的类似的参考符号指示类似的单元。

具体实施方式

图1A示出了捆绑电话电缆100，该捆绑电话电缆100是现有安装的电话系统的基础结构中使用的普通类型的电话电缆。捆绑电话电缆100包括在电话电缆100中分组在一起的多个分离的电话线110，其中电话线110从诸如本地承载端办公室(carrier end office)的中心位置到分离的客户场所。每一根电话线110可以是双绞线或非双绞线的绞线，其中每一根电线具有实心铜导线112和外部绝缘体114。

捆绑电话电缆100可以包括许多电话线110，诸如七十五、一百、一百五十或三百对铜电线110。在其他情况下，存在较少对电线(例如10、20、25等)。在与其他电线对一起分组在保护套中之前，每一双绞铜电线对可以被包在屏蔽套中。然而，由于电线的靠近，一个电线对上的信号可以对捆绑电话电缆中的另一电线对引起干扰。这种干扰包括NEXT干扰，其中正在一个电线对上从捆绑电话电缆的第一端发送的信号与捆绑电话电缆中的另一电线对上正在相同第一端处接收的信号相干扰。这种干扰还包括FEXT干扰，其中正在一个电线对上从捆绑电话电缆的第一端发送的信号与正在捆绑电话电缆中的另一电线对上在捆绑电话电缆的第二端处接收的信号相干扰。

图1B示出了使用根据图1A的捆绑电话电缆100的通信系统。捆绑电话电缆100包括将在第一位置(例如中心办公室125或本地承载端办公室)处的电子设备120连接到在分离的客户处所(例如房屋135)处的分离的收发机设备130的多个电话线110。电子设备120包括多个收发机设备，一个收发机设备用于在电话线110的另一端处的分离收发机设备130中的每一个。电子设备120可以是一机架的分离的设备或具有多个调制解调器的单个设备。因此，设备120的多个收发机设备可以是单个集成电路芯片上的分离的电路设备、单个电路板上的分离的IC芯片或分离的电子设备。在一些实现中，电子设备120的多个收发机设备可以安装在用于提供DSL服务的现有DSLAM设备中。在一些实现中，电子设备120的多个收发机设备可以代替用于提供DSL服务的现有DSLAM设备。

在一些实现中，电子设备120可以将时分复用(TDM)与半双工通信组合，使得一对通信设备不同时进行发送和接收。通过从电子设备120向分离的收发机设备130同时进行传输，并同样地在电子设备120处从分离的收发机设备130同时接收传输，可以避免NEXT干扰。即使在使用相同的频带时，这也是真实的。应当注意，尽管特定公共频带不是关键的，但所使用的频带一般是由0-4kHz的模拟电话服务所使用的频带之上的公共服务频带，并还通过保护频带与该电话服务频带分离。应当注意，所使用的频带可以来自2MHz到100MHz，并且对于短距离电缆可以扩展到200MHz。相同电话电缆中的所有电话线对(即潜在干扰电话线)应当使用本文所述的技术来使用相同频带，以同步方式将时间划分为下游传输和上游传输。

此外，电子设备120中的收发机设备中的每一个收发机设备和分离的收发机设备130可以是被设计用于在各种类型的布线上的多点到多点通信的G.hn收发机，但这里被变换用途用于电话线上的单点到单点(或到多点)通信。例如，电子设备120中的收发机设备和分离的收发机设备130可以是被设计用于根据G.hn规范进行操作的收发机。因此，可以用G.hn域构建类DSL接入网。

图2A示出了收发机设备200的一个示例，其包括耦合电路(Cpl)205、模拟前端(AFE)210和控制器(Cntrl)215。耦合电路205可以是用于电话线电缆和电话线信号的耦合器，该耦合器被阻抗匹配用于优化功率转移并最小化串扰。耦合电路205可以包括滤波器电路和/或可以与诸如一个或者多个高通滤波器的滤波器电路耦合，并且AFE210可以包括偏置电路和用于将模拟信号转换为由控制器215使用的数字信号的数模转换器(DAC)。

控制器215可以与一个或者多个网络接口(Net Intrf)设备230耦合，或直接连接到交换机或分组处理单元，该网络接口设备诸如具有多端口的吉比特以太网收发机和磁的或无线(例如WiFi)接入点(AP)。此外，控制器215可以是具有(多个)嵌入式微处理器(μ)220以及相关联的存储器225的基带数字信号处理器(DSP)，存储器225可以包括非易失性存储器，该非易失性存储器存储控制DSP215的操作的指令(例如固件)。在一些实现中，控制器215可以包括模数(AD)转换器和数模(DA)转换器。收发机设备200可以代表客户处所的设备和位于电话公司的设施处的设备两者，其可以如下文结合图4和图5所述地协调它们针对共享电缆的电话线中的信噪比估计的动作。此外，在一些实现中，这些收发机可以如下文结合图2B、2C和3进一步描述的使它们在共享电缆中的电话线上的通信同步。

图2B示出了针对共享诸如捆绑电话电缆(未示出)的公共电缆的分离电线上的通信而同步的收发机设备240的一个示例。在该示例中，每一个收发机设备240用作发射机(Tx)和接收机(Rx)两者，并且每一个收发机设备240是充当域主机(DM)的G.hn设备，域主机协调其相应的域上的传输(例如，将收发机设备240连接到其对应的G.hn CPE收发机(Tx/Rx)260的电话线)。DM使它们相应的媒体访问控制(MAC)周期相互同步，并且每一个DM将其MAC周期250分割为用于从DM到CPE的下游通信(DW)和从CPE到DM的上游通信(UP)的预定义的时隙255。

如图2B所示，同步DM使它们的MAC周期250对于电话线上的所有通信对齐。在一些实现中，可以使用现有硬件容易地完成同步。对于每一个收发机设备240的外部MAC同步信号(例如过零信号)输入242(例如输入到IC芯片的过零检测器输入)可以连接到公共参考时钟(Clk)245以对收发机设备240进行同步。该电路用于G.hn中以将G.hn域中的所有节点与公共模式进行同步，并在这里用于对一个或者多个DSLAM中的所有域进行同步。因此，相同时钟信号(例如50Hz或60Hz时钟信号)可以连接到潜在干扰G.hn网络的所有DM的信号输入242，以完成精确时间同步。因此，不使用电力线通信(PLC)系统的AC线来同步MAC周期，而使用外部源来对连接到不同线对的收发机的多个MAC周期进行同步。使用相同时钟可以避免由时钟偏移产生的潜在问题。参考时钟频率是灵活的，并且25Hz或50Hz的时钟频率可以用于最小化G.hn系统中所需的潜在订制。应当注意，该参考时钟可以在相同电话电缆中传输的并遭受NEXT的所有DSLAM之间共享，并且因此系统是容易扩展的。在一些实现中，可以基于IEEE(电气与电子工程师协会)1588精确时间协议(PTP)从网络分组导出同步信号。

因此，可以用G.hn域构建类DSL接入网。可以对每一根线提供具有一对G.hn设备240、260的一个域，其中用于相应电话线的每一个域具有不同域标识符。每一个DM 240可以被置于在电话公司设施处的DSLAM处，并且每一个相应的CPE 260可以被置于分离的客户处所。应当注意，在一些实现中，多于一个CPE 260可以被附接到在客户场所处的相同电话线。

通过在时间上对可能干扰的G.hn域的所有DM(例如存在于相同DSLAM中的那些DM、或将信号注入相同多对电话电缆中的那些DM)进行同步并将MAX周期分割为用于下游(DW)和上游(UP)的预先固定的时隙，可以利用G.hn MAC的同步特性来避免NEXT干扰。MAC可以根据此规则来指派时隙，因此每一个DM 240可以仅在DW时隙中传输，并且每一个CPE 260可以仅在UP时隙中传输。因此，传输方案是固定的并在所有G.hn域中是同步的，因此所有下游业务(从DM到CPE)同时发生，并且同样地所有上游业务(从CPE到DM)同时发生，避免NEXT干扰。

时钟参考定义了G.hn MAC周期，并且MAC周期分割为短时隙(对于14ms的MAC周期，为每一个时隙是0.875ms的十六个时隙)，其中每一个时隙被指派给固定的传输方向。该分割允许下游和上游中的均衡，但相同的分布必须被配置在相互具有NEXT干扰的所有DM中。在图2B中所示的示例中，DW时隙和UP时隙均匀地分布在同步MAC周期中(上游中50％并且下游中50％)。因此，对于在本示例中是十六个时隙的MAC周期的整个长度，预定义的时隙255在DW时隙和UP时隙之间交替。

然而，在其他实施例中，预定义的时隙在下游通信和上游通信之间具有非均衡分布。图2C示出了对于图2B的通信系统中的预定义的时隙在下游通信和上游通信之间的非均衡分布的一个示例。在所示示例中，非均衡分布对下游通信有利(70％的下游和30％的上游)，因为在CPE站点处的下载一般将比上载更普遍。不利的时隙(在本示例中是上游)可以以减小可能以其他方式发生的延迟的方式分布。下游和上游之间的分割的选择(例如从50/50到80/20)是灵活的，并且可以是定义的并且在安装之前被固定，这使系统简化。然而，在一些情况下，使用外部实体来以同步方式向所有不同域通知每一个时隙的类型(下游/上游)，下游/上游时隙的动态和灵活的分布是可能的。

可以使用用于分布不利时隙的各种方案。在所示示例中，每一个MAC周期包括十六个时隙，并且每十个时隙中的七个被指派用于下游(DW)通信，而每十个时隙中的三个被指派用于上游(UP)通信，并且三个UP时隙被分布以减少延迟。因此，每一个十个时隙的集合280、282、284、286、288、290、292、294被分割为以下DW/UP模式：DW、DW、UP、DW、DW、UP、DW、DW、UP、DW。八十是被十和十六两者整除的第一个整数，因此十个时隙280,282,284,286,288,290,292,294被分布在五(八十/十六)个MAC周期270,272,274,276,278中，如图2C所示(应当注意，图2C中的分离部分示出翻转的通常调度，并且不是对于相同捆绑中的不同电话线有不同调度)。其他分布也是可能的。例如，对于需要形成更大重复模式的多个MAC周期，可以在MAC周期上重复时隙模式(例如DW、DW、UP)(例如在每一个MAC周期有十六个时隙的三个MAC周期上，十六次重复DW、DW、UP模式)。

尽管在多个收发机上同步MAC周期并对齐DW和UP时隙解决了NEXT干扰，但FEXT干扰仍可能是一个问题。例如，在G.hn实现中，一个双绞线对上的接收机可以与另一双绞线对上的发射机同步，因此降低系统的效率。为了解决该问题，可以在每一个收发机控制器(例如G.hn DM)中使用不同的正交前导码，以将干扰信号变换为对于其他线路(例如其他G.hn域)的噪声。正交前导码可以与传统G.hn中定义的正交前导码类似，但提供了比标准前导码更多且不同的针对家庭布线电话线特性(profile)指定的前导码，如本文所描述。

以下表1示出了根据本文所描述的系统和技术、用于生成针对电话特性的前导码的伪随机序列的三百个不同种子。种子以十六进制形式示出，并已经被设计以在所生成的不同前导码之间提供良好的隔离；应当注意，不是所有的前导码都具有相同的特性。此外，提供三百个不同的前导码可以有利于具有捆绑电话电缆的设备的使用，该捆绑电话电缆具有不同数量的双绞线对，因为不管捆绑电话电缆具有十根、二十根、二十五根、五十根、七十五根、一百根、一百五十根或三百根双绞线，都将有足够的前导码可用。

表1-用于电话特性(profile)的正交前导码的种子

图3示出了用于在具有多根电话线的捆绑电话电缆的电话线上进行通信的处理的示例。在300处，从可用前导码的集合中选择正交前导码用于在与捆绑电话电缆中的附加电话线一起分组的电话线上使用。在一些实现中，使得三百个不同的前导码可用。此外，选择可用基于线数量。例如，在捆绑电话电缆中的线的序号和选择用于该线的前导码之间可以存在固定关系。这可以简化设备安装。

在310处，MAC周期与分别与被分组在捆绑电话电缆中的附加电话线相连的附加收发机设备的MAC周期同步。例如，MAC周期中的每一个可以与在G.hn实现中的信号输入(例如，过零信号输入)上提供的公共时钟参考信号同步。在320处，MAC周期被分割为预定义的时隙，该预定义的时隙跨多个附加收发机设备在附加电话线上进行的通信对齐。预定义的时隙包括用于下游通信的时隙和用于上游通信的时隙，并且可以相对于MAC周期更短(例如MAC周期可以分为十六个时隙)。

在330处，可以作出关于是进行下游时隙和上游时隙的均衡分布还是非均衡分布的决定。例如，在安装时(或在重设操作时)，可以提供指示要使用的时隙分布的类型的输入，并且可以处理该输入以确定要起作用的分布的类型。如果要使用均衡分布，则在360处这样完成。如果要使用非均衡分布，则这可以是预定义的非均衡分布，或可以采用处理以基于各种因素(包括潜在的用户输入)来定义非均衡分布。

在340处，可以向下游通信指派比上游通信更多的时隙。在一些实现中，可以相反进行，但在一般实现中，将存在比上游通信多的下游通信。例如，指派可以涉及将每十个时隙中的七个时隙指派给下游通信，并将每十个时隙中的三个时隙指派给上游通信。其他比例也是可能的。此外，在350处，可以分布指派给上游通信的时隙(或在下游通信被给予较少时隙的情况下，分布指派给下游通信的时隙)，以减少延迟。这可以涉及在多个MAC周期上分布时隙，例如上述。

在370处，使用所选择的正交前导码在电话线上的下游时隙中发送通信信号。应当注意，前导码是在线路上发送的第一个信号，并可以用于将发射机与接收机同步。在380处，在电话线上的上游时隙中接收到通信信号。如将理解，发送和接收是正在进行的处理，即使在附图中被示出为顺序操作。

此外，在数据信号的全速通信可以在电话线上开始之前，一般需要在该电话线上的信噪比(SNR)的估计。尽管可以如上所述通过对上游传输和下游传输进行同步来减少NEXT(近端串扰)，并且还可以使用正交前导码至少部分地解决FEXT(远端串扰)，但仍可能存在与FEXT有关的问题，产生取决于相邻线路中是否存在同时传输的可变的SNR。

SNR中的这种不稳定性可以在进行信道自适应时在接收机中产生问题，信道自适应确定要使用的每一个子载波的比特的数量或比特分配表(BAT)。问题的根本原因是当测量信道SNR并导出BAT时干扰信号的量可以与在数据传输期间使用所估计的BAT时不同。如果数据传输期间的SNR低于BAT估计期间的SNR，BLER(误块率)可能太高。

图4示出了用于增加具有多根电话线的捆绑电话电缆的电话线上的SNR估计的稳定性的处理的一个示例。在400处，在与第一电话线耦合的第一收发机设备处接收到指示。该指示标识与第二电话线耦合的第二收发机设备将估计第二电话线上的SNR，其中第二电话线关于可能的FEXT与第一电话线分离但与第一电话线被分组在一起。

SNR估计可以在初始时完成并且周期性进行或通过触发器(例如BLER改变)来完成。DSLAM可以具有用于管理设备的中央处理单元(CPU)。该CPU具有与所有DM的管理接口。如果DM需要估计SNR(或其附接的CPE)，则DM可以使用与该CPU的管理接口来发信号对此通知，并且CPU可以使用管理接口将该请求广播到DM中的其余DM。该接口可以通过以太网链接上的协议来实现。此外，MAC周期同步允许在SNR估计周期开始和结束时具有公共时间基点。

在410处，响应于指示，进行关于在第二收发机设备在第二电话线上进行SNR估计期间，数据是否要由第一收发机设备在第一电话线上传输的检查。数据分组存储在队列中，等待MAC中的能够被发送的时隙。因此，如果时隙到达且队列为空，则不存在要发送的数据。可以在每一个传输机会之前监视队列。在时隙中，可以发送若干被称为帧的传输。这些传输由被称为IFG(帧间间隔)的小空闲时间隔开。在仅存在用于SNR估计时间的一部分的数据的情况下，剩余的时间通过传输PROBE帧(SNR估计帧，装载有来自LFSR或PR序列的数据)完成。因此，在SNR估计时间期间，数据帧可以紧跟有PROBE帧。应当注意，因为在持续时间期间IFG空闲时间非常短，IFG空闲时间不影响SNR估计。

如果在420处数据可用于传输，则在430处在第二收发机设备在第二电话线上的SNR估计期间在第一电话线上发送数据信号。另一方面，如果在420处数据不可用于发送，则在440处在由第二收发机设备在第二电话线上的SNR估计期间在第一电话线上传输备选信号。应当注意，这与传统G.hn规范相反，在传统G.hn规范中，当节点没有要发送的数据时节点保持静默。此外，尽管结合图4所描述的示例性处理涉及仅当另一收发机设备将要估计SNR时强制传输备选信号的信令协议，在一些实现中，备选信号的强制传输可以在每当收发机设备没有要发送的数据时发生。相反，一旦信道已经被估计，结合图4所描述的信令协议允许节点在没有数据要发送的情况下保持缄默，因为最坏的情况已经被测量，因此省电。

在440处，各种选项可用于备选信号的传输。在一些实现中，传输备选信号涉及在442处生成不相关的伪随机(PR)序列，以及在444处利用所生成的PR序列调制该传输(例如探测帧的有效载荷)的子载波。通过使用不同的伪随机函数发生器或通过对相同的伪随机函数发生器使用不同的初始种子，可以使PR序列(以及因此的传输)与电话电缆中的其他电话线上的其他PR序列(以及因此的其他传输)不相关。在一些实现中，可以在与组内的电话线耦合的所有收发机设备中使用相同的伪随机函数发生器，并且对于耦合到相同电话线的每一对收发机设备(DM和一个或者多个CPE)，初始种子可以不同，或者每一个收发机设备可以具有其自己的、唯一的初始种子。可以选择这些种子，以便于生成具有所生成的正交频分复用(OFDM)符号的峰均比(PAR)低于阈值的非相关PR序列，以避免裁剪(clippings)。在一些实现中，可以使用以上表1的种子。可以向DM指派种子值，并且DM可以将该种子值传送给其CPE。

图5示出了具有与共享公共电缆的分离电线耦合的收发机设备的不同同时操作的通信系统500的一个示例。附图中的电线中的每一个被示出为双绞铜线对，但其他类型的电话线以及其他电线配置(例如电力线或同轴电缆)也是可能的。系统500仅示出了在电话线的一侧的收发机设备，但以下描述同样适用于两侧，因此所示出的侧可以是DM侧或CPE侧。此外，将理解，尽管本说明书的重要部分参考G.hn规范，但其他实现也是可能的。

系统500示出了四个收发机设备，但更少或更多收发机设备也是可能的。一些实现将在电话线每一侧上包括七十五、一百、一百五十或三百个收发机设备，并且在CPE侧潜在地包括更多，因为每一个客户位置可以具有与相同电话线耦合的多于一个收发机。此外，图5示出了当收发机设备之一正在估计SNR、收发机设备中的两个收发机设备正在发送非相关PR信号、并且收发机设备之一正在发送已编码的数据信号时的特定时间点，但将理解，收发机设备中的每一个收发机设备可以在不同时间进行这些不同操作中的每一个操作。关键点是：为了避免SNR估计中的不稳定性，即使当给定收发机设备(或系统500中的节点)不具有要传输的数据时，该收发机设备也被迫(总是或选择性地)传输。

第一收发机设备510生成并传输SNR估计信号512。这可以涉及信道估计和自适应。在一些实现中，确定了要使用的每一个子载波的比特的数量，并构建比特分配表(BAT)。在一些实现中，这可以根据G.hn规范完成。在一些实现中，信道估计探测帧被传输，其中包括有效载荷的探测符号是所有信道估计探测符号。这些信道估计探测符号可以由线性反馈移位寄存器(LFSR)514生成，该线性反馈移位寄存器(LFSR)514针对有效载荷的第一符号的第一子载波的初始种子516是接收侧处已知的缺省值(根据G.hn规范其可以是固定的)。因此，在接收侧可以使用已知序列，以估计信道上的信噪比。

与SNR估计信号512的传输同时发生地，均与和第一收发机设备510的第一电话线一起分组的分离的电话线相连的第二收发机设备520和第三收发机设备530传输相应的非相关PR信号522和532。这些信号522和532是通常不会发生的强制传输，因为此时收发机设备520和530没有要发送的数据。但通过与第一收发机设备510进行的SNR估计同时发生地在这些其他电话线上的强制传输，相对收发机设备510在电话线的另一侧上的接收机可以得到在正常操作期间可能看到的SNR的更精确的评估。

应当注意，同样被设计用于提供强制传输的第四收发机设备540在系统时间不具有强制传输，因为第四收发机设备540在其电话线上具有要发送的已编码的数据信号542。此外，如上所述，每当不存在要发送的数据时都可以进行强制传输(即总是进行强制传输)、或每当没有要发送的数据且一个或者多个其他收发机设备正在估计SNR这两者时，可以进行强制传输。在任一情况下，提供进行这种强制传输的系统允许系统中的接收机估计更稳定的SNR，因为干扰是稳定的，因此潜在地消除误差、延迟和抖动。在某种意义上说，系统可被看做在更稳定的“最差情况”场景中工作。

在一些实现中，强制传输522和532可以是探测帧，诸如G.hn中用于信道估计的那些探测帧。因此，当设备具有被指派用于传输的时隙并且设备没有要发送的数据时，设备可以制定探测帧传输的计划，使得相邻链路遭受稳定的干扰。在来自相应的设备520和530的探测帧中，子载波可以加载有来自相应的LFSR 524和534的比特。但可能不期望使不同节点生成具有在相同有效载荷符号的子载波中调制有相同的比特序列的探测帧，这可能对类DSL电话接入应用有负面作用，因为若干接点可能在发送具有相同内容的已同步的探测帧。在这种情况下，来自于其他线路(域)的干扰可能相干地叠加，产生与非相关传输的情况(当信号非相干叠加时传输数据的通常情况)相比更高的干扰等级(或如果干扰是消极性的(destructive)则产生更低的干扰等级)，妨碍了良好的精确的SNR估计。

为了解决该问题，相应的LFSR 524和534可以将不同的初始种子值用于它们的伪随机序列生成：备选的初始种子A 526和备选的初始种子B 536。应当注意，尽管图5中设备540被示出为具有根据输入信息546生成已编码的数据信号542的编码器544，设备540还具有LFSR和其自身的不同种子值，用于当设备540不具有要发送的数据同时另一设备正在进行SNR估计时使用。同样地，设备510具有其自身的不同种子值，用于当设备510不具有要发送的数据同时另一设备正在进行SNR估计时使用，并且设备510、520和530中的每一个设备具有用于数据发送的编码器，用于当设备510、520和530具有要在它们相应的电话线上发送的信息时使用。

在一些实现中，可以逐域(一个线路中的节点对)地提供不同的初始种子。每一个相应LFSR可以生成给定的固定的伪随机序列，其中初始种子确定该序列中的偏移，以生成需要对第一有效载荷符号的第一子载波进行调制的比特。在一些实现中，假如不同收发机在不同电话线上所使用的偏移不同，则序列中的特定偏移不重要，因为所生成的符号旨在简单地随机并因此缺乏信息内容。通过选择对于每一个域所生成的序列的不同初始偏移(不同的初始种子)，由其他域所生成的探测帧将不同。这避免来自不同域的探测帧相干地叠加。

以上已经详细描述了若干实施例，并且各种修改是可能的。所公开的主题，包括在本说明书中描述的功能操作，可以以电子电路、计算机硬件、固件、软件、或其组合来实现，诸如在本说明书中公开的结构装置以及其结构等价物，潜在地包括可操作用于使一个或者多个数据处理装置执行所描述的操作的程序(诸如编码在计算机可读介质中的程序，该计算机可读介质可以是存储器设备、存储设备、机器可读存储基片、或其它物理的、机器可读介质、或它们中的一个或者多个的组合)。

术语“数据处理装置”涵盖用于处理数据的所有装置、设备和机器，包括例如可编程处理器、计算机、或多个处理器或计算机。除了硬件之外，该装置可包括为所考虑的计算机程序创建执行环境的代码，例如构成处理器固件、协议栈、数据库管理系统、操作系统、或它们中的一个或者多个的组合的代码。

虽然本公开包含许多细节，但这些不应被解释为对可以要求保护的范围的限制，而是作为可能特定于具体实施例的特征的描述。例如，提供了关于G.hn实现的细节。然而，本文所描述的系统和技术还可以在使用如IEEE(电气和电子工程师协会)标准1901或ITUG.Fast的时分多址(TDMA)的系统中被使用。

在本说明书中在分开的实施例的上下文中描述的某些特征还可以在单个实施例中组合地实现。相反地，在单个实施例的上下文中描述的各种特征也可以在多个实施例中、单独地实现或以任何适当的子组合实现。此外，虽然特征在上文中可以被描述为以某些组合工作，并且甚至最初如此主张，但是来自要求保护的组合的一个或者多个特征可以在某些情况下从该组合中剥离，并且要求保护的组合可以指向子组合或子组合的变体。

类似地，虽然操作在附图中以特定的顺序描绘，但这不应该被理解为要求这些操作以所示的特定顺序或以连续顺序执行，或者所有示出的操作均被执行，以达到期望的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，在上述实施例中各种系统组件的分离不应被理解为在所有实施例要求这样的分离。

其它实施例落入下面的权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种系统，包括：

电话线，所述电话线覆盖从第一位置到第二位置处的分离的点的距离，其中所述电话线对于所述距离的至少一部分在相同电话电缆中被捆绑在一起；

位于所述第一位置处的电子设备，所述电子设备包括用于所述电话线中的每一根电话线的第一收发机设备，其中在所述第一位置处的每一个第一收发机设备被配置为协调在与所述第一收发机设备耦合的相应电话线上的传输；以及

第二收发机设备，所述第二收发机设备分别与在所述第二位置处的所述电话线耦合，使得每一个第二收发机设备分别与所述第一位置处的第一收发机设备配对；

其中每一对所述第一收发机设备和所述第二收发机设备被配置为：当另一对所述第一收发机设备和所述第二收发机设备估计连接所述另一对的所述电话线上的信噪比时，在连接所述对的对应电话线上强制传输。

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述收发机设备中的每一个收发机设备被配置为：根据针对家庭电气布线上的多点到多点通信设计的规范进行操作，并且所述强制传输包括缺乏信息内容的一个或者多个符号。

3.根据权利要求2所述的系统，其中所述规范是G.hn规范，并且所述缺乏信息内容的所述一个或者多个符号包括装载有来自线性反馈移位寄存器的比特的子载波。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述强制传输包括探测帧，并且所述收发机设备中的每一个收发机设备具有用于所述探测帧的有效载荷的第一符号的第一子载波的初始种子，所述初始种子在所述收发机设备中是唯一的。

5.根据权利要求1所述的系统，其中在所述另一对所述第一收发机设备和所述第二收发机设备估计所述信噪比时，每一对所述第一收发机设备和所述第二收发机设备被配置为：在没有数据要在其电话线上发送时，在其电话线上强制传输。

6.根据权利要求1所述的系统，其中当共享相同电话电缆的所述另一对所述第一收发机设备和所述第二收发机设备估计所述信噪比时，两对或更多对所述第一收发机设备和所述第二收发机设备具有强制的传输，并且所述强制的传输彼此不相关。

7.根据权利要求6所述的系统，其中每一对所述第一收发机设备和所述第二收发机设备中的收发机设备被配置为：通过使用利用初始种子生成的伪随机序列调制所述强制传输的子载波来生成其不相关的强制传输，所述初始种子与共享所述相同电话电缆的其他对的所述第一收发机设备和所述第二收发机设备所使用的其他初始种子不同。

8.根据权利要求7所述的系统，其中由共享所述相同电话电缆的所述收发机设备中的每一个收发机设备所使用的所述初始种子与共享所述相同电话电缆的所有其他收发机设备所使用的所有其他初始种子不同。

9.一种收发机设备，包括：

耦合电路，被配置为与电话电缆中的与附加电话线捆绑的电话线相连；

模拟前端，所述模拟前端与所述耦合电路相耦合；以及

控制器，所述控制器与所述模拟前端耦合并被配置为：当与所述电话电缆中的所述附加电话线中的一根电话线耦合的另一收发机设备估计所述附加电话线中的所述一根电话线上的信噪比时，在所述电话线上强制传输。

10.根据权利要求9所述的收发机设备，其中所述耦合电路、所述模拟前端和所述控制器被配置为：根据针对家庭电气布线上的多点到多点通信设计的规范进行操作，并且强制的传输包括缺乏信息内容的一个或者多个符号。

11.根据权利要求10所述的收发机设备，其中所述规范是G.hn规范，并且所述缺乏信息内容的所述一个或者多个符号包括装载有来自线性反馈移位寄存器的比特的子载波。

12.根据权利要求11所述的收发机设备，其中所述强制的传输包括探测帧，并且所述收发机设备具有用于所述探测帧的有效载荷的第一符号的第一子载波的初始种子，所述初始种子在与所述电话电缆中的所述附加电话线耦合的收发机设备中是唯一的。

13.根据权利要求9所述的收发机设备，其中所述控制器包括：基带数字信号处理器，被编程为：在所述另一收发机设备估计所述信噪比时，在没有数据要在所述电话线上发送时，在所述电话线上强制传输。

14.根据权利要求9所述的收发机设备，其中所述控制器被配置为：在所述另一收发机设备估计所述信噪比时，生成具有有效载荷的强制传输，所述有效载荷与第三收发机设备进行的强制传输的另一有效载荷不相关，所述第三收发机设备与所述电话电缆中的所述附加电话线中的另一根电话线耦合。

15.根据权利要求14所述的收发机设备，其中所述控制器被配置为：通过使用利用初始种子生成的伪随机序列调制所述强制传输的子载波来生成所述有效载荷，所述初始种子不同于在所述电话电缆中与所述附加电话线耦合的其他收发机设备所使用的其他初始种子。

16.根据权利要求15所述的收发机设备，其中所述收发机设备使用的所述初始种子与共享所述电话电缆的所有其他收发机设备所使用的所有其他初始种子不同。

17.一种方法，包括：

在与第一电话线耦合的第一收发机设备处接收与第二电话线耦合的第二收发机设备要估计所述第二电话线上的信噪比的指示，其中所述第二电话线与电话电缆中的所述第一电话线分离但与所述第一电话线捆绑在一起；

响应于所述指示，检查在所述第二收发机设备在所述第二电话线上进行所述信噪比的估计期间，所述第一收发机设备是否要在所述第一电话线上传输数据；

在所述数据可用时，在所述第二收发机设备在所述第二电话线上进行所述信噪比的估计期间，在所述第一电话线上传输数据信号；以及

在所述数据不可用于传输时，在所述第二收发机设备在所述第二电话线上进行所述信噪比的估计期间，在所述第一电话线上传输备选信号。

18.根据权利要求17所述的方法，其中传输所述数据信号包括：根据被设计用于家庭电气布线上的多点到多点通信的规范来传输所述数据信号，并且传输所述备选信号包括：传输与替代所述电话电缆中的另一电话线上的另一数据信号而传输的另一备选信号不相关的信号。

19.根据权利要求18所述的方法，其中传输与所述另一备选信号不相关的所述信号包括：使用利用初始种子所生成的伪随机序列来调制子载波，所述初始种子与用于替代所述电话电缆中的所述另一电话线上的所述另一数据信号而传输的所述另一备选信号的另一初始种子不同。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述伪随机序列通过装载有初始种子的线性反馈移位寄存器生成，所述初始种子在与所述电话电缆中的电话线耦合的收发机设备所使用的初始种子中是唯一的。