CN106130934B - 通信装置及其信道估计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供通信装置及其信道估计方法。该方法包括在第一信道上接收符号(201‑1～201‑3、202‑1～202‑14)序列(200)。估计给定同步符号(201‑2)的噪声成分；估计至少一个其他符号(201‑1、201‑3、202‑1～202‑14)的参考噪声成分。基于所述噪声成分并进一步基于所述参考噪声成分，在确定所述第一信道与第二信道之间的串扰耦合系数时选择性地考虑所述给定同步符号(201‑2)。

Description

通信装置及其信道估计方法
技术领域
根据各种实施例，视符号序列中的同步符号的噪声成分及至少一个其他符号的参考噪声成分而定，在确定两个信道之间的串扰耦合系数时选择性地将所述给定同步符号考虑在内。具体来说，各种实施例涉及通过将同步符号的可靠性值考虑在内而在向量化通信系统中以选择性方式执行信道估计。
背景技术
数字订户线路(Digital Subscriber Line，DSL)技术(例如，包括ADSL、ADSL2、(S)HDSL、VDSL、VDSL2，直至即将推出的G.fast)在其全部历史期间一直尝试提高位速率，旨在向客户递送更多的宽带服务。很遗憾，从中央局(Central Office，CO)至客户驻地(Customer Premises Equipment，CPE)所部署的铜环路是相当长的且不容许以大于几Mb/s的位速率来传送数据。因此，为提高客户可用位速率，现代的访问网络使用街道机柜、MDU机柜及类似构造(这些构造一般也被称作分配点(Distribution Points，DP))：所述机柜或其他DP通过例如千兆位无源光学网络(Gigabit Passive Optical Network，GPON)等高速光纤通信线路而连接至CO且是靠近客户驻地而安装。例如极高位速率DSL(VDSL)等高速DSL系统能提供从这些机柜至CPE的连接。当前所部署的VDSL系统(ITU-T建议书G.993.2)具有约1km的范围，从而提供处于数十Mb/s范围的位速率。为提高从机柜部署的VDSL系统的位速率，最近的ITU-T建议书G.993.5定义了向量化传输，其能够将上游位速率及下游位速率提高至最大100Mb/s及以上。在即将推出的G.fast中也将使用向量化。
DSL系统的一个重要组成部分或阶段是进行初始化(或训练)。在初始化期间，加入至向量化群组的信道会提供使现有的工作信道适应来自新信道的串扰的能力、会提供使加入的信道适应来自工作信道及其他加入信道的串扰的能力，且最终会给加入的信道提供恰当的传送功率及位加载。
本申请尤其解决向量化信道的初始化及调适问题。关于向量化信道的一个严重问题是，尤其在使用极高频率(例如5MHz及更高)时，串扰会很高。在初始化及训练期间，当在包括多个线路的缆线绑带中的各线路上所建立的信道之间的远端串扰(Far-endCrosstalk，FEXT)未被减少或消除时，在各信道上所传送的信号在所有其他信道中均是“可见”的。FEXT可能是数据传输的主要干扰源。一般来说，可在CO侧处通过向量化来消除FEXT。
通常，在下游方向上，可通过对在信道上发送的传送信号进行预编码来消除FEXT。在上游方向上，可通过对在信道上接收的信号进行后处理来消除FEXT。在两种情况下，通常均需要使向量化处理器(Vectoring Processor，VP)能够访问缆线绑带中所有信道的信号。消除通常是通过以下方式以频域完成：分别在下游方向及上游方向上通过所谓的消除矩阵对所有信道的传送符号及接收符号加权。因此，所述消除矩阵描述缆线绑带各线路的任两个信道之间的FEXT。
例如在初始化期间，可通过根据信道估计所获得的参数来计算消除矩阵。一般来说，可使VP直接对信道进行估计并基于所述信道估计来计算消除矩阵，或者可使VP使用由中央局及CPE所提供的值来计算或调适消除矩阵。通常，在初始化已完成之后在演播时间期间例如通过自适应性算法来调适串扰参数。接着，相应地更新/调适消除矩阵。
通常，为进行信道估计，会将同步符号包含在经由信道传送的符号流或符号序列中。有时，可能会出现如下情形：信道上存在的非FEXT噪声(例如，背景噪声或脉冲噪声)会显著地影响一个或多个同步符号。在此种情景中，如果使用同步符号来确定/调适消除矩阵，则此可能会使得进行FEXT减少的准确度降低。具体来说，信道上存在的脉冲噪声对确定消除矩阵时的准确度可能具有显著影响。
为在某种程度上解决此问题，已知会在由CPE用以报告误差向量的消息中提供所谓的可靠性位，参见ITU-T建议书G.993.5的第7.2.3.1章节。所述可靠性位旨在指示所报告的误差值是否可靠。然而，所使用的此种可靠性位可能是不准确的，且可靠性位是否被准确地确定可能是值得怀疑的。此外，可靠性位的产生是由CPE来承担，这可增加控制传讯且提高确定可靠性位时的不准确度。
此外，已知会基于所报告的反馈误差值来估计脉冲噪声，参见US 2012/0106605A1。然而，此类方法对于背景噪声、特别是脉冲噪声也是相当敏感的。
发明内容
因此，需要用于确定不同信道之间的串扰耦合系数的先进技术。具体来说，需要用于确定在向量化技术中所使用的消除矩阵的耦合系数且能减轻DSL技术中的FEXT的先进技术。此外，需要能提供与用于确定耦合系数的所报告参数(特别是同步符号)的可靠性有关的信息的技术。
此种需要可通过本申请的技术方案的特征来满足。本申请的技术方案界定各实施例。
根据一个方面，提供一种装置。所述装置包括接口，所述接口用以在第一信道上接收符号序列。所述装置进一步包括至少一个处理器，所述至少一个处理器用以估计所述符号序列中的给定同步符号的噪声成分。所述至少一个处理器进一步用以估计所述符号序列中的至少一个其他符号的参考噪声成分。所述至少一个处理器用以基于所述给定同步符号的所述噪声成分并基于所述至少一个其他符号的所述参考噪声成分而在确定所述第一信道与第二信道之间的串扰耦合系数时选择性地考虑所述给定同步符号。
根据一个方面，提供一种方法。所述方法包括在第一信道上接收符号序列。所述方法进一步包括估计所述符号序列中的给定同步符号的噪声成分。所述方法进一步包括估计所述符号序列中的至少一个其他符号的参考噪声成分。所述方法进一步包括基于所述给定同步符号的所述噪声成分并基于所述至少一个其他符号的所述参考噪声成分而在确定所述第一信道与第二信道之间的串扰耦合系数时选择性地考虑所述给定同步符号。
所述给定同步符号的所述噪声成分可基于所述符号序列中与所述给定同步符号相邻的多个数据符号而估计。
所述至少一个其他符号可包括所述符号序列中与所述给定同步符号相连的至少一个其他同步符号。
所述至少一个其他符号可包括所述符号序列中与所述给定同步符号相邻排列的多个数据符号、优选地1至300个数据符号、更优选地100至256个数据符号。
所述至少一个其他符号的所述参考噪声成分可基于所述多个数据符号的噪声成分平均值而确定。
所述至少一个其他符号的所述参考噪声成分及所述给定同步符号的所述噪声成分中的至少一个可基于维特比解码器(Viterbi decoder)的解码可靠性而估计。
所述至少一个其他符号的所述参考噪声成分及所述给定同步符号的所述噪声成分中的至少一个可基于所述相应符号的至少一个音调的误差值而估计。
所述方法可进一步包括：确定所述给定同步符号的所述噪声成分与所述至少一个其他符号的所述参考噪声成分的偏差；以及在所述偏差与预定义阈值之间执行阈值比较。所述在确定所述耦合系数时选择性地考虑所述给定同步符号的步骤可基于所执行的所述阈值比较。
应理解，上文所提及的特征及下文将解释的特征不仅可以所示的相应组合方式使用，而且可以其他组合方式或以单独方式使用，此并不背离本发明的范围。
附图说明
当结合附图阅读以下详细说明时，本发明的前述以及额外特征及效果将变得显而易见，在附图中，相同参考编号指代相同元件。
图1例示可实施根据各种实施例的技术的DSL通信系统，所述DSL通信系统包括提供商设备及多个CPE，所述多个CPE经由对应于缆线绑带中各线路的相应信道而与所述提供商设备耦合；
图2例示经由第一信道在上行链路方向上传送且包括数据符号及同步符号的符号序列；
图3例示包括多个音调的同步符号；
图4例示符号序列中的给定同步符号的噪声成分与符号序列中的至少一个其他符号的参考噪声成分间的关系；以及
图5是例示根据各种实施例的方法的流程图。
主要元件标记说明
100：提供商设备
101：处理器
111：向量化处理器(VP)
121-1～121-3：收发器
170-1～170-3：通信信道
180-1～180-3：客户驻地设备(CPE)
200：序列
201：符号
201-1～201-3：符号
202-1～202-14：符号
301：音调
302：音调
401：噪声成分
402：噪声成分
450：偏差
A1～A5：步骤
具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细地描述本发明的实施例。应理解，以下对各实施例的说明不应被视为具有限制性意义。本发明的范围并非旨在由下文所述实施例或由附图限制，所述实施例或附图仅应被视为例示性。
附图应被视为示意性表示，且附图中所例示的元件未必是按比例显示。而是，对各种元件的表示是为了使所属领域的技术人员将明了所述元件的功能及一般用途起见。附图中所示或本文中所述的各功能块、装置、构件、或者其他物理或功能单元之间的任何连接或耦合也可通过间接连接或耦合来实施。也可经由无线连接来建立各构件之间的耦合。可以硬件、固件、软件或其组合来实施各功能块。
下文中，将描述能够以相当高的准确度确定第一信道与第二信道之间的串扰耦合系数的技术。具体来说，对所述耦合系数的确定可以是相当可靠的，即，所述确定所述耦合系数所基于的给定同步符号可被可靠地检测为受干扰或不受干扰。此可被表达为与所述同步符号相关联的可靠性值。此类技术使VP能够在确定例如向量化DSL通信系统的消除矩阵的系数时选择性地考虑所述同步符号。
举例来说，如果发现第一同步符号不受非FEXT噪声干扰，则VP在确定耦合系数时可使用第一同步符号。另一方面，如果发现第二同步符号受非FEXT噪声干扰，则VP在确定耦合系数时可将第二同步符号排除在外。通常，包括同步符号的训练序列在时间上是周期性的，使得在某一时间周期之后，可从在随后的时间点传送的另一同步符号来导出受干扰同步符号的信息。因为CPE不必传送符号序列，所以此种方法可特别适用于下游方向上。
有利地，本文所述技术在VP处并不需要显著的存储器及/或计算能力。
在各种实施例中，并非单独地基于给定同步符号来评估所述给定同步符号的噪声成分；而是，所述噪声成分是相对于至少一个其他符号的参考噪声成分来设定。由此，可在判断某一同步符号是受干扰还是不受干扰时获得参考值，所述参考值也取决于符号序列。所述参考值是系统的当前噪声环境所特有的，且可例如以某一定制等待时间来适应噪声环境的变化。因此，并非是以绝对方式来确定给定同步符号的噪声成分，而是可相对地确定给定同步符号的噪声成分。这能够在估计给定同步符号是否受干扰时实现较高的可靠性。
因此，一般来说，可估计符号序列中的给定同步符号的噪声成分并进一步估计符号序列中的至少一个其他符号的参考噪声成分。接着，可基于给定同步符号的噪声成分并基于至少一个其他符号的参考噪声成分而在确定第一信道与第二信道之间的串扰耦合系数时选择性地考虑所述给定同步符号。
举例来说，所述至少一个其他符号可包括已在所述同步符号之前在信道上传送的及/或将在所述同步符号之后在信道上传送的多个符号。举例来说，可确定所述多个符号的平均误差值，例如移动平均值及/或加权平均值。通过此类技术，确保了在适当时间内(例如，在已传送几个同步符号之后)将信道上传输环境的突然变化反映在参考值中。因此，从上文可看出，可以某一等待时间来调适参考值；如果等待时间长于上面出现脉冲噪声的典型时标，则一方面可以可靠地检测到脉冲噪声，而另一方面可以适应传输环境的变化。具体来说，考虑125μs或250μs(例如，这是根据ITU-T建议书G.993.2在VDSL2中出现的情况)或通常大约21μs(这是根据ITU-T建议书G.9701在G.fast中出现的情况)的典型符号持续时间，单一噪声事件影响到大量相连符号(例如，多于10个或多于50个符号)的可能性相当小，而单一噪声事件影响到一个符号或几个相连符号(例如，少于10个或少于5个符号)的可能性很大；因此，较佳在确定可能被完全干扰的给定同步符号的噪声成分时基于至少一个其他符号来提供参考值。优选地使传送给定同步符号与传送至少一个其他符号中的至少一些之间的时间差大于预期会在信道上出现的脉冲噪声的平均持续时间，例如，大于相当于10或50个符号的时间。
现在转至各图，图1中显示根据实施例的通信系统。图1所示系统包括提供商设备100，提供商设备100与多个CPE单元180-1～180-3进行通信。尽管图1中显示了三个CPE单元180-1～180-3，但此仅用作实例，且可提供任一数目的CPE单元180-1～180-3。提供商设备100可以是CO设备、位于分配点(DP)中的设备、或在提供商侧上使用的任一其他设备。倘若提供商设备100是DP的一部分，则其可例如经由光纤连接而从网络接收并向网络发送数据。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100包括多个收发器121-1～121-3，以经由相应通信信道170-1～170-3与CPE单元180-1～180-3进行通信。举例来说，通信信道170-1～170-3可在铜线(例如，双绞铜线)上实施。图1中所例示的线路均处于单一缆线绑带内，且因此，邻近线路之间的FEXT是显著的。经由信道170-1～170-3进行的通信可基于如离散多音调制(Discrete Multitone Modulation，DMT)及/或正交频分多路复用(OrthogonalFrequency Division Multiplexing，OFDM)等多载波调制，例如xDSL通信(如ADSL、VDSL、VDSL2、G.Fast等)，即，其中在多个载波(也被称作音调)上调制数据的通信。从提供商设备100至CPE单元180-1～180-3的通信方向也被称作下游方向，而从CPE单元180-1～180-3至提供商设备100的通信方向也被称作上游方向。下游方向上的向量化也被称作串扰预补偿，而上上游方向上的向量化也被称作串扰消除或串扰均衡。提供商设备100及/或CPE单元180-1～180-3可包括通信系统中传统上所采用的其他通信电路(图中未显示)，例如用于调制、位加载、傅里叶变换等的电路。
在一些实施例中，通信系统可使用向量化来减轻FEXT。在图1中，向量化功能是由VP 111来实施。向量化包括对将要发送及/或接收的信号进行联合处理以减少FEXT。
如果新信道170-1～170-3加入向量化群组，则VP 111计算从加入的信道170-1～170-3对所有工作信道170-1～170-3及从工作信道170-1～170-3对加入的信道170-1～170-3的串扰耦合系数。如果数个信道170-1～170-3并行加入，则将另外计算各加入的信道170-1～170-3之间的串扰耦合系数。当所有信道170-1～170-3均处于演播时间中时，VP111通常会不时地重新确定(更新)串扰耦合系数，以便追踪噪声环境的变化。
串扰耦合系数(有时也被称作消除矩阵的串扰消除系数)通常是基于来自信道估计的结果或基于相关参数而计算。根据G.VECTOR标准及G.FAST标准，可在星座图(Constellation)大小相当小(例如，4-正交振幅调制(Quadrature AmplitudeModulation，QAM))的同步符号期间计算这些参数。传送器通常以专用序列来调制这些同步符号的数个或所有音调；就此而言，根据G.VECTOR标准，在专用序列中采用值-1及+1，而根据G.FAST标准，是采用值-1、0及+1来进行调制。接收器知晓调制序列，或者接收器是基于所接收信号来估计所传送序列。在G.VECTOR标准中，同步符号的大多数音调是通过供应商自由决定的序列来调制。这些音调通常被称为探测音调。其余音调被称为旗标音调。这些音调用于如位交换等信号变化，但通常是在信道估计期间以恒定序列来调制。
根据参考实施方案，在下游方向上，信道估计通常是基于由CPE报告至CO的决策误差来完成。在上游方向上，信道估计可基于决策误差及/或基于所接收信号来计算。根据参考实施方案，在下游方向上，CPE 180-1～180-3通常在同步符号期间向VP 111提供决策误差的信息；在上游方向上，提供商设备100(例如，CO)向VP 111提供关于决策误差或所接收符号的信息。此信息可用于确定串扰耦合系数。
为估计串扰耦合系数，VP 111通常在专用周期性训练符号序列的一个周期内将所有信道170-1～170-3的所报告参数收集至某一矩阵中；接着，将此矩阵与另一矩阵相乘，所述另一矩阵是由所传送序列的逆序列形成。如果所传送序列是正交的，则可显著地简化此计算，因为在此种情况下，VP 111可通过使所报告误差值与对应正交序列相关来执行信道估计算法的核心。
此上述参考实施方案的一个缺点是，所得结果对干扰、特别是对击中序列中的一个符号或几个相连符号的脉冲噪声相当敏感。此由以下实例来例示：假设给定信道170-1～170-3与所有其他信道170-1～170-3的耦合FEXT可以忽略(例如，因为对应线路被布线在单独的缆线绑带中)，则预期给定信道170-1～170-3的所报告误差值是相当小的。如果用于信道估计的同步符号中的一个受到强脉冲噪声事件的干扰，则对应误差值将相当高。此处，通常不可能确定误差的哪一部分是由FEXT或背景噪声产生且哪一部分是由脉冲噪声事件产生。因此，由于脉冲噪声事件，此给定信道170-1～170-3的所有干扰源的消除系数将是非零，使得在此种情况下，VP会引入人工噪声。可以看出，在此种情景中，难以区别FEXT与脉冲噪声；此在确定串扰耦合系数时可能会引起误差。
为缓解此问题，在下文中将解释使VP 111能够访问关于所报告参数可靠性、特别是关于同步符号(可靠性值)的信息的技术。在以高准确度(低准确度)发现同步符号是受干扰的情况下，可在确定串扰耦合系数时选择性地将所述同步符号排除在外(包含在内)。
图2中更详细地例示经由通信信道170-1～170-3进行的数据传输。在一些实施例中，经由通信信道170-1～170-3进行的通信是基于帧的通信。多个帧可形成超帧(图2中未显示帧及超帧)。在图2中，例示符号201-1～201-3、202-1～202-14序列200。序列200包括数据符号202-1～202-14及同步符号201-1～201-3。同步符号201-1～201-3在序列200中的密度可有所变化。例如，在相连同步符号201-1～201-3中间可存在256个数据符号202-1～202-14。通常，数据符号202-1～202-14由用于对格码(Trellis code)进行解码的维特比解码器进行保护。一般来说，同步符号201-1～201-3并不需要也由维特比码(例如，通过基于格码进行编码)进行保护。同步符号201-1～201-3携载的信息能够确定缆线绑带中各线路的相应信道170-1～170-3与其他信道170-1～170-3之间的串扰耦合系数。数据符号202-1～202-14携载有效负载数据。
如上所述，视所采用的通信技术而定，符号201-1～201-3、202-1～202-14中任一个的持续时间可例如在20μs与250μs之间变化。
下文中，将关于给定同步符号201-2来描述各种实施例。在确定耦合系数时，会选择性地考虑给定同步符号201-2。可基于如下两者来判断是否要考虑给定同步符号201-2：(i)给定同步符号201-2的噪声成分、及(ii)多个相邻数据符号202-1～202-14及/或相邻同步符号201-1、201-3的参考噪声成分。因此，所述参考噪声成分用作参考值。例如，是否考虑给定同步符号201-2可取决于能够被隐式或显式确定的相应可靠性值。
多个数据符号202-1～202-14与给定同步符号201-2相邻可指代：多个数据符号202-1～202-14在序列200内被排列在给定同步符号201-2的附近。即，多个数据符号202-1～202-14可被排列在给定同步符号201-2与位于给定同步符号201-2之前及之后的两个紧邻同步符号201-1、202-3中间。
根据各种实施例，基于给定同步符号201-2的至少一个音调301、302的决策误差而确定给定同步符号201-2的噪声成分(参见图3)。例如，至少一个音调301、302可以是旗标音调302。通常，旗标音调302是在每一同步符号201-1～201-3期间被相同地调制。这使得能够以高准确度来确定同步符号201-1～201-3的决策误差。一般来说，在估计给定同步符号201-2的噪声成分时所考虑的音调301、302的数目N越大，可实现的准确度就越高。
一般来说，探测音调301是由传送器以信道相关的序列来调制。因此，单一探测音调301的误差值可显示出显著的时间相关性：在其中FEXT是主要噪声来源的情景中，探测音调301上的噪声主要由数个干扰源的FEXT之和组成；因为这些干扰源是以信道特有的序列调制所传送同步符号201-1、201-2、201-3，因此这些个别噪声成分之和可在各同步符号201-1、201-2、201-3间显著地变化。如上所述，较佳在确定噪声成分时考虑旗标音调301、302。这是因为，在此种情景中，数个同步符号201-1～201-3的噪声成分之差主要取决于外部非FEXT噪声。这是基于如下假设：在对上述数个同步符号201-1～201-3的传输之间，串扰环境保持不变，即，无信道加入及离开，且对应的串扰耦合系数保持不变。
可设想出其中旗标音调302也被调制的情景。例如，对旗标音调302的调制可能是为了指示重新配置程序。接着，通常由对应的传送器同时将给定同步符号201-1～201-3的所有旗标音调302进行正负号反转。因此，可希望在VP 111采用本文中所解释的技术来执行信道估计时使信道170-1～170-3不能被重新配置。
在此种情景中，给定同步符号201-2的噪声成分X1(k)可被表达为：
其中索引j的范围涉及给定同步符号201-2的被考虑音调301、302，且e(j)表示音调j301、302的决策误差。视需要，X1(k)可被正规化至N或者可以另一种方式被正规化。可将例如绝对值的平方等其他函数而非方程式(1)的绝对值考虑在内。
一般来说，确定给定同步符号201-2的噪声成分可能并非唯一地基于给定同步符号201-2(例如，如上所解释，基于给定同步符号201-2的音调301、302)。例如，作为对此种方法的替代或补充，在确定给定同步符号201-2的噪声成分时可将与给定同步符号201-2相邻的数据符号202-1～202-14考虑在内。在图2所示情景中，假设在估计给定同步符号201-2的噪声成分时，将相邻数据符号202-6～202-9(在图2中由棋盘状图案所例示)的性质考虑在内。此处，考虑的是紧邻数据符号202-6～202-9；也可考虑更远的数据符号202-1～202-14。在任一情况下，均可基于维特比解码器在对已用以编码出数据符号202-6～202-9的格码进行解码时的解码可靠性来估计给定同步符号201-2的噪声成分。例如，此可涉及将对应于可靠性最高的解码路径的解码度量与对应于可靠性第二高的另一解码路径的解码度量进行比较；两个度量之差越大(越小)则所对应的可靠性越小(越大)。例如，参见H.K.西姆(H.K.Sim)及D.G.M.克鲁克香克(D.G.M.Cruickshank)的“具有折叠状态转变格预选阶段的次优MLSE检测器(A sub-optimum MLSE detector with a folded state-transitiontrellis preselection stage)”(3G移动通信技术(2000)，第271页-第275页)。
在图2中，在确定给定同步符号201-2的噪声成分时被考虑在内的数据符号202-6～202-9在序列200中是紧接在给定同步符号201-2之前及之后。这能确保击中序列200的对应部分的脉冲噪声影响如下两者：给定同步符号201-2、以及在估计给定同步符号202-2的噪声成分时被考虑在内的相邻数据符号202-6～202-9。
一般来说，在确定给定同步符号201-2的噪声成分时被考虑在内的相邻数据符号202-1～202-14的数目可有所变化；优选地，被考虑在内的数据符号202-1～202-14的数目对应于上面通常出现脉冲噪声的持续时间。脉冲噪声通常可在介于0.5ms与10ms之间的时标或甚至更长的持续时间上出现。对应地，可将介于1个与100个之间的相邻数据符号、优选地介于1个与8个之间的相邻数据符号、更优选地介于2个与4个之间的相邻数据符号考虑在内。
考虑将维特比解码器在对符号k进行解码时的决策误差表示为V(k)：给定同步符号201-2的噪声成分X2(k)可表达为
其中索引i的范围涉及序列中的数据符号，k用于连续地标引序列200中的所有符号201-1～201-3、202-1～202-14，且V(k)表示数据符号k的维特比解码可靠性(维特比度量)。
采用维特比可靠性具有如下优点：可在每一数据符号201-1～202-14期间相当快速且无需大量计算工作地确定维特比度量。此外，维特比度量通常不受加入的信道170-1～170-3的早期训练状态影响，因为在此类早期训练状态期间，加入的信道170-1～170-3通常仅传送同步符号且在数据符号201-1～202-14的传输期间是静默的。
上文已显示了估计给定同步符号201-2的噪声成分401的两种情景(参考图4)。根据各种实施例，可将噪声成分401与一个或多个其他符号201-1、201-3、202-1～202-14的参考噪声成分402设定成某一关系。由此，在为给定同步符号201-2确定可靠性值时可提供相对基线，从而使所述技术能更稳健地抵御传输环境或噪声背景中的漂移或变化。
下文中，将解释能够提供所述相对基线(即，能够确立一个或多个其他符号201-1、201-3、202-1～202-14的参考噪声成分402)的技术。
一般来说，在序列200中，优选使一个或多个其他符号201-1、201-3、202-1～202-14与给定同步符号201-2相邻；由此，确保了在为给定同步符号201-2估计可靠性值时考虑最新的参考值。并不需要使一个或多个其他符号201-1、201-3、202-1～202-14紧邻给定同步符号201-2。
此外，视确立给定同步符号201-2的噪声成分401时的特定度量而定，可需要对应地确立至少一个其他符号201-1、201-3、202-1～202-14的参考噪声成分402。
例如，如果给定同步符号201-2的噪声成分401是基于给定同步符号201-2的音调301、302的决策误差而确立，则也可基于序列200中与给定同步符号201-2相连的至少一个其他同步符号201-1、201-3(即，序列200内中间仅存在数据符号202-1～202-14的两个紧邻同步符号201中的至少一个)的音调301、302的决策误差来确立参考噪声成分402。优选地，考虑序列200中与给定同步符号201-2相连的多个其他同步符号201-1、201-3。
考虑方程式(1)，可如下来确定至少一个其他同步符号X1ref的参考噪声成分402：
X1ref(k)＝aX1ref(k-1)+(1-a)X1(k) (3)
其中k表示同步符号201-1、201-3，例如，位于给定同步符号201-2之前的紧邻同步符号201-1，且a是介于0与1之间的参数。方程式(3)对应于移动平均值。然而，应理解，在确定X1ref时，可以不是根据方程式(3)得出移动平均值而是考虑不同种类的平均值。举例来说，可将大量的相连同步符号201-1、201-3(即，次紧邻者等)考虑在内。
接着，通过考虑至少一个其他同步符号的参考噪声成分402与给定同步符号201-2的噪声成分401之间的偏差450，即，通过下式，可获得可靠性值Y1
Y1(k)＝X1(k)-X1ref(k-1) (4a)
另一选择为或另外，还可通过下式来确定Y1(k)
Y1(k)＝X1(k)-X1ref(k) (4b)
当判断在确定串扰耦合系数时是否应考虑给定同步符号201-2时，可在阈值比较中将可靠性值Y1与预定义阈值进行比较且阈值比较的结果可决定是否要考虑给定同步符号201-2。
从上文可看出，仅基于给定同步符号201-2及一个或多个其他同步符号201-1、201-3便可确定可靠性值。然而，如上关于方程式(2)所解释，在确定给定同步符号201-2的噪声成分401时还可将相邻数据符号202-6～202-9考虑在内；同样地，在确定至少一个其他符号201-1、201-3、202-1～202-14的参考噪声成分402时还可将序列200中与给定同步符号201-2相邻排列的数据符号202-1～202-14考虑在内。一般来说，可使在确定给定同步符号201-2的噪声成分401时被考虑在内的相邻数据符号202-6～202-9的数目小于在确定多个其他数据符号202-1～202-14的参考噪声成分402时被考虑在内的相邻数据符号202-1～202-14的数目。
关于方程式(3)，考虑以下情况：在序列200的传输期间，新信道170-1～170-3加入。因此，所接收FEXT会突然改变。例如，FEXT可能会突然增加。因为参考噪声成分402是基于平均值而确定的，因此其在某一等待时间后遵循现在已变化的FEXT环境。接着，有可能会使少量的同步符号201-1～201-3被标记为不可靠且在确定串扰耦合系数时不予考虑。通过调整方程式(3)的参数a，可根据人们的需要来调整所提及的等待时间。
举例来说，在确定参考噪声成分402时，可将相当大量的相邻数据符号201-1～202-14考虑在内。例如，可将介于1个与300个之间的数据符号、优选地100至256个数据符号、更优选地序列200中排列在给定同步符号201-2与位于给定同步符号201-2之前的紧邻同步符号201-1中间的所有数据符号考虑在内。另一选择为或另外，在确定参考噪声成分402时，还可将序列200中位于给定同步符号201-2之后的所有紧邻数据符号202-8～202-14均考虑在内。接着，基于多个数据符号202-1～202-14的噪声成分平均值来确定多个数据符号202-1～202-14的参考噪声成分402。
例如，从数学角度来说，可将多个数据符号202-1～202-14的参考噪声成分402相对于给定同步符号201-2表达为
其中优选地N＝256，M＝0，i的范围涉及序列200中的所有数据符号202-1～202-14，且k表示给定同步符号201-2的位置。
作为对方程式(5)的方法的替代或补充，也可考虑移动平均值。
接着，通过考虑至少一个其他同步符号的参考噪声成分402与给定同步符号201-2的噪声成分401之间的偏差450，即通过下式，可获得可靠性值Y2
Y2(k)＝X2(k)-X2ref(k) (6)
当判断在确定串扰耦合系数时是否应考虑给定同步符号201-1，可在阈值比较中方式将可靠性值Y2与预定义阈值进行比较。
一般来说，可单独地或以组合方式(例如，通过加权平均值等)来使用Y1(k)及Y2(k)，例如，通过下式使用
W＝bY1(k)+cY2(k) (7)
其中W是最终可靠性值，且b、c是一些参数。其中Y1(k)及Y2(k)是以例如方程式(7)所定义的组合方式使用，优选地可使对Y1(k)及Y2(k)的计算基于至少部分不同的符号201-1～201-3、202-1～202-14；就此而言，在确定参考噪声成分402时可将在确定给定同步符号的噪声成分401时被考虑的数据符号202-6～202-9排除在外，及/或反之亦然。实际上，此可对应于将标示如下数据符号202-1～202-14的i的那些值排除在方程式(5)中的和之外：已在方程式(2)中通过相应索引i加以考虑的数据符号202-1～202-14。
因此，一般来说，可基于维特比解码器的解码可靠性而估计至少一个其他符号201-1、201-3、202-1～202-14的第一参考噪声成分402及给定同步符号201-2的第一噪声成分401，且此外，可基于至少一个其他符号201-1、201-3、202-1～202-14及给定同步符号201-1中相应符号的至少一个音调301、302的误差值而估计至少一个其他符号201-1、201-3、202-1～202-14的第二参考噪声成分402及给定同步符号201-1的第二噪声成分401。
因此，在各种实施例中，当判断是否应考虑给定同步符号201-2时，可考虑两种准则(即，维特比可靠性及绝对决策误差)的加权和。此能够通过进一步将符号序列中的相邻符号考虑在内而更准确地估计给定同步符号的噪声成分。
图5是根据各种实施例的方法的流程图。
在A1处，接收符号201-1～201-3、202-1～202-14序列200，例如，由提供商设备100(例如CO)经由给定信道170-1～170-3接收。
在A2处，估计给定同步符号201-2的噪声成分401。此可单独地基于同步符号201-2(例如，基于旗标音调302的绝对误差值)来完成；另一选择为或另外，此可基于相邻数据符号202-6～202-9来完成。例如，可将介于2个与10个之间的数据符号202-6～202-9考虑在内。此处，来自维特比解码器在对受格码保护的数据符号202-6～202-9进行解码时的可靠性信息可用作用以确定噪声成分401的度量。
将给定同步符号201-2的噪声成分401设定成与参考值(即，至少一个其他符号的参考噪声成分402)相关。在一些实施例中，可仅基于前一紧邻同步符号201-1来估计参考噪声成分402。可将更大量的同步符号201-1、201-3考虑在内。同样，可使用旗标音调302的绝对误差值。还可考虑多个数据符号202-1～202-14，例如，介于前一紧邻同步符号201-1与给定同步符号201-2之间的所有数据符号202-1～202-7；此处，可考虑维特比解码器的解码可靠性。
在A4处，判断在确定/更新信道矩阵时是否应考虑给定同步符号201-2。例如，可确定A2的噪声成分401与A3的噪声成分402之间的偏差450；如果所述偏差的绝对值大于(小于)预定义阈值，则在A5处确定耦合系数时可不(可以)考虑给定同步符号201-2。
如果在确定/更新信道矩阵时不考虑给定同步符号201-2的误差值，则可能需要等待序列200的下一迭代中的对应误差值。此可能会增加训练时间；然而，训练的准确度会得以提高。
作为概述，上文已例示了能够为同步符号准确地确定可靠性值的技术。此使得能够在确定串扰耦合系数时选择性地考虑同步符号。本发明技术能够关于何时将某一同步符号视为不可靠而建立明确的准则。此外，可在提供商设备的完全控制下采用本发明技术，这使得能够以高准确度对可靠性进行准确估计。控制传讯得以减少。此外，因为所述技术可对旧的训练序列起作用，因此不需要额外训练时间。实施此类技术的存储器要求是低的。
在根据参考实施方案考虑其中由CPE确定可靠性位的情况时，各种实施例的优点会变得显而易见。此处，首先，CPE可能难以准确地并以一种有意义的方式来确定可靠性位。例如，如果在CPE侧处数个音调连续地受射频干扰源干扰，则专门在这些音调上计算的误差本质上不可能是准确及可靠的；此可能会导致如下情景：即使所有误差向量能够很好地用于确定串扰耦合系数，也可能会将这些误差向量标记为不可靠。如果新信道加入向量化群组，则可能会出现另一个问题。在此种情况下，当新信道正因新的FEXT环境而进行训练时，作为向量化群组一部分的接收器可能会在同步符号期间即刻遭受更高振幅的误差。因此，在此种情况下，即使所有误差值能够很好地用于确定串扰耦合系数，也可能会将这些误差值标记为不可靠。如此类实例所示，根据参考实施方案的可靠性位与上文所提供的技术相比可能具有受限的值。
例如，在与US 2012/0106605 A1中所提供的技术相比时，各种实施例会提供其他优点。根据US 2012/0106605 A1，采用了长度大于工作信道加上加入信道的数目的正交序列。此处，VP可通过使所报告误差值与正交于由工作传送器所应用序列的序列相关而得到关于噪声环境的额外信息。这样一来，VP可估计已受脉冲噪声干扰源干扰的所报告误差值。此类技术的一个缺点是，其仅依靠所报告误差值，且假设即使出现脉冲噪声，由CPE所进行的所有计算也是正确的。此外，此类技术在VP处需要显著的额外存储器，以用以保持必须另外计算出的相关和。如果应从所接收误差报告减去脉冲噪声，则所需存储器会进一步显著地增加。另一缺点是，所应用正交序列在任一情况下均是冗长的，以致会增加初始训练时间。
虽然已参考某些优选实施例显示并描述了本发明，但所属领域的其他技术人员在阅读并理解本说明书后将会想到等同内容及修改。本发明包括所有此类等同内容及修改。

Claims (20)

1.一种通信装置（100），其特征在于，包括：
接口（121-1～121-3），用以在第一信道（170-1～170-3）上接收符号（201-1～201-3、202-1～202-14）序列（200）；
至少一个处理器（101），用以估计所述符号（201-1～201-3、202-1～202-14）序列（200）中的给定同步符号（201-1～201-3）的噪声成分（401）且进一步估计所述符号（201-1～201-3、202-1～202-14）序列（200）中的至少一个其他符号（201-1～201-3、202-1～202-14）的参考噪声成分（402）；
其中所述至少一个处理器（101）用以基于所述给定同步符号（201-1～201-3）的所述噪声成分（401）并基于所述至少一个其他符号（201-1～201-3、202-1～202-14）的所述参考噪声成分（402）而在确定所述第一信道（170-1～170-3）与第二信道（170-1～170-3）之间的串扰耦合系数时选择性地考虑所述给定同步符号（201-1～201-3）。
2.如权利要求1所述的通信装置（100），其特征在于，所述至少一个处理器（101）用以基于所述符号（201-1～201-3、202-1～202-14）序列（200）中与所述给定同步符号（201-1～201-3）相邻的多个数据符号（202-1～202-14）而估计所述给定同步符号（201-1～201-3）的所述噪声成分（401）。
3.如权利要求2所述的通信装置（100），其特征在于，在所述符号（201-1～201-3、202-1～202-14）序列（200）中，所述多个数据符号（202-1～202-14）中的至少一个位于所述给定同步符号（201-1～201-3）之后。
4.如权利要求2所述的通信装置（100），其特征在于，所述多个数据符号（202-1～202-14）包括1至100个数据符号（202-1～202-14）。
5.如权利要求1所述的通信装置（100），其特征在于，所述至少一个其他符号（201-1～201-3、202-1～202-14）包括所述符号（201-1～201-3、202-1～202-14）序列（200）中与所述给定同步符号（201-1～201-3）相连的至少一个其他同步符号（201-1～201-3）。
6.如权利要求1所述的通信装置（100），其特征在于，所述至少一个其他符号（201-1～201-3、202-1～202-14）包括所述符号（201-1～201-3、202-1～202-14）序列（200）中与所述给定同步符号（201-1～201-3）相邻排列的多个数据符号（202-1～202-14）。
7.如权利要求6所述的通信装置（100），其特征在于，所述至少一个处理器（101）用以基于所述多个数据符号（202-1～202-14）的噪声成分平均值而确定所述至少一个其他符号（201-1～201-3、202-1～202-14）的所述参考噪声成分（402）。
8.如权利要求1所述的通信装置（100），其特征在于，所述至少一个处理器（101）用以基于维特比解码器的解码可靠性而估计所述至少一个其他符号（201-1～201-3、202-1～202-14）的所述参考噪声成分（402）及所述给定同步符号（201-1～201-3）的所述噪声成分（401）中的至少一个。
9.如权利要求1所述的通信装置（100），其特征在于，所述至少一个处理器（101）用以基于相应符号（201-1～201-3、202-1～202-14）的至少一个音调（301、302）的误差值而估计所述至少一个其他符号（201-1～201-3、202-1～202-14）的所述参考噪声成分（402）及所述给定同步符号（201-1～201-3）的所述噪声成分（401）中的至少一个。
10.如权利要求9所述的通信装置（100），其特征在于，所述至少一个处理器（101）用以基于所述给定同步符号（201-1～201-3）的至少一个旗标音调（302）的误差值而估计所述给定同步符号（201-1～201-3）的所述噪声成分（401）。
11.如权利要求9所述的通信装置（100），其特征在于：
其中所述至少一个处理器（101）用以基于维特比解码器的解码可靠性而估计所述至少一个其他符号（201-1～201-3、202-1～202-14）的所述参考噪声成分（402）及所述给定同步符号（201-1～201-3）的所述噪声成分（401）中的至少一个；
其中所述至少一个处理器（101）用以基于所述维特比解码器的所述解码可靠性而估计所述至少一个其他符号（201-1～201-3、202-1～202-14）的第一参考噪声成分（402）及所述给定同步符号201-1～201-3）的第一噪声成分（401）；
其中所述至少一个处理器（101）用以基于相应符号的所述至少一个音调（301、302）的所述误差值而估计所述至少一个其他符号（201-1～201-3、202-1～202-14）的第二参考噪声成分（402）及所述给定同步符号（201-1～201-3）的第二噪声成分（401）。
12.如权利要求1所述的通信装置（100），其特征在于：
其中所述至少一个处理器（101）用以确定所述给定同步符号（201-1～201-3）的所述噪声成分（401）与所述至少一个其他符号（201-1～201-3、202-1～202-14）的所述参考噪声成分（402）的偏差（450）；
其中所述至少一个处理器（101）用以在所述偏差（450）与预定义阈值之间执行阈值比较；
其中所述至少一个处理器（101）用以基于所执行的所述阈值比较而在确定所述耦合系数时选择性地考虑所述给定同步符号（201-1～201-3）。
13.如权利要求1所述的通信装置（100），其特征在于，所述至少一个处理器（101）进一步用以在向量化数字订户线路系统中在演播时间期间基于所确定的所述串扰耦合系数而消除所述第一信道（170-1～170-3）上的远端串扰。
14.如权利要求2所述的通信装置（100），其特征在于，所述多个数据符号（202-1～202-14）包括 1至8个数据符号（202-1～202-14）。
15.如权利要求2所述的通信装置（100），其特征在于，所述多个数据符号（202-1～202-14）包括2至4个数据符号（202-1～202-14）。
16.如权利要求1所述的通信装置（100），其特征在于，所述至少一个其他符号（201-1～201-3、202-1～202-14）包括所述符号（201-1～201-3、202-1～202-14）序列（200）中与所述给定同步符号（201-1～201-3）相邻排列的1至300个数据符号（202-1～202-14）。
17.如权利要求1所述的通信装置（100），其特征在于，所述至少一个其他符号（201-1～201-3、202-1～202-14）包括所述符号（201-1～201-3、202-1～202-14）序列（200）中与所述给定同步符号（201-1～201-3）相邻排列的100至256个数据符号（202-1～202-14）。
18.一种信道估计方法，其特征在于，包括：
在第一信道（170-1～170-3）上接收符号（201-1～201-3、202-1～202-14）序列（200）；
估计所述符号（201-1～201-3、202-1～202-14）序列（200）中的给定同步符号（201-1～201-3）的噪声成分（401）且进一步估计所述符号（201-1～201-3、202-1～202-14）序列（200）中的至少一个其他符号（201-1～201-3、202-1～202-14）的参考噪声成分（402）；
基于所述给定同步符号（201-1～201-3）的所述噪声成分（401）并基于所述至少一个其他符号（201-1～201-3、202-1～202-14）的所述参考噪声成分（402）而在确定所述第一信道（170-1～170-3）与第二信道（170-1～170-3）之间的串扰耦合系数时选择性地考虑所述给定同步符号（201-1～201-3）。
19.一种用于信道估计方法的设备，其特征在于，包括：
用于在第一信道（170-1～170-3）上接收符号（201-1～201-3、202-1～202-14）序列（200）的部件；
用于估计所述符号（201-1～201-3、202-1～202-14）序列（200）中的给定同步符号（201-1～201-3）的噪声成分（401）且进一步估计所述符号（201-1～201-3、202-1～202-14）序列（200）中的至少一个其他符号（201-1～201-3、202-1～202-14）的参考噪声成分（402）的部件；
用于基于所述给定同步符号（201-1～201-3）的所述噪声成分（401）并基于所述至少一个其他符号（201-1～201-3、202-1～202-14）的所述参考噪声成分（402）而在确定所述第一信道（170-1～170-3）与第二信道（170-1～170-3）之间的串扰耦合系数时选择性地考虑所述给定同步符号（201-1～201-3）的部件。
20.一种计算机可读介质，其上存储有指令，所述指令在被执行时使计算机执行如权利要求18所述的方法。
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