CN107979551B - 一种信道误差获取方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种信道误差获取方法及装置，用以解决现有技术中信道误差采用占据带宽资源和存储资源较大的问题，获取上行信道和下行信道的Hlog测量参数；计算上行信道和下行信道的Hlog测量参数之间的误差；如果误差小于预设值，则在预先获得了下行信道的线对间串扰系数的情况下，将下行信道的线对间串扰系数作为上行信道的线对间串扰系数，得到上行信道的线对间串扰系数，在预先获得了上行信道的线对间串扰系数的情况下，将上行信道的线对间串扰系数作为下行信道的线对间串扰系数，得到下行信道的线对间串扰系数，该方案避免了VFC的巨大开销。

Description

一种信道误差获取方法及装置
技术领域
本发明涉及数字用户线路技术领域，特别是涉及一种信道误差获取方法及装置。
背景技术
根据G.9701协议，误差采样(error sample)的计算如图1所示，矢量反馈(VF，Vectoring Feedback)的开销如图2所示：
图1中C矢量的位置是预期的导频符号在星座图的位置(基于四象限扰码器输入)，Z矢量的位置是导频符号经过信道后的接收信号在星座图的位置(接收的复数归一化样本)；E是复数归一化无差样本，e_x是(Z-X)矢量的实部，e_y是(Z-X)矢量的虚部。
图2是把e_x和e_y用有限位宽的bit来表示，位宽长度等于B_M-B_L+1，将所有的子载波分成F_block个组；B_M是bit高位，B_L是bit低位，B_M、B_L、F_block是根据协议灵活配置的参数，再加上帧头的4bit开销，矢量反馈信道的总开销需要(4+F_block*2*(B_M-B_L+1))bit。
通过下行信道估计获得图1的导频符号的误差采样(error sample)，再将此信道信息按照图2的格式进行反馈，将占据很大的带宽资源和存储资源。
图3是对下行信道估计过程的描述：局端设备FTU-O(fast transmit unit-optical，快速收发单元-光纤)通过在物理层传输导频符号或者同步符号到CPE(CustomerPremise Equipment，客户终端设备)；CPE根据计算获得误差采样，并通过上行信道的矢量反馈信道(VFC)帧格式反馈到FTU-O，这样完成一次下行信道估计的环路过程，这样也导致了较大的VFC开销。
发明内容
本发明提供一种信道误差获取方法及装置，用以解决现有技术中信道误差采用占据带宽资源和存储资源较大的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种信道误差获取方法，包括：获取上行信道和下行信道的Hlog测量参数；
计算上行信道和下行信道的Hlog测量参数之间的误差；如果该误差小于预设值，则在预先获得了下行信道的线对间串扰系数的情况下，将下行信道的线对间串扰系数作为上行信道的线对间串扰系数，得到上行信道的线对间串扰系数，在预先获得了上行信道的线对间串扰系数的情况下，将上行信道的线对间串扰系数作为下行信道的线对间串扰系数，得到下行信道的线对间串扰系数。
其中，计算上行信道和下行信道的Hlog测量参数之间的误差，包括：计算下行信道的Hlog测量参数在各频率的累积偏差；计算将累积偏差与上行信道的Hlog测量参数在各个频率点的累积偏差的比值，将该比值作为上行信道和下行信道的Hlog测量参数之间的误差。
其中，获取上行信道和下行信道的Hlog测量参数，包括：在通信信道建立之前，通信信道处于初始化的状态下，获取上行信道和下行信道的Hlog测量参数。
其中，下行信道的Hlog测量参数携带在信道发现阶段的O-PRM-LD消息字段中，上行信号的Hlog测量参数携带在信道发现阶段的P-PRM-LD消息字段中。
其中，上述预设值为10％。
根据本发明的第二个方面，提供了一种信道误差获取装置，包括：获取模块，用于获取上行信道和下行信道的Hlog测量参数；计算模块，用于计算上行信道和下行信道的Hlog测量参数之间的误差；确定模块，用于如果误差小于预设值，则在预先获得了下行信道的线对间串扰系数的情况下，将下行信道的线对间串扰系数作为上行信道的线对间串扰系数，得到上行信道的线对间串扰系数，在预先获得上行信道的线对间串扰系数的情况下，将上行信道的线对间串扰系数作为下行信道的线对间串扰系数，得到下行信道的线对间串扰系数。
其中，上述计算模块，包括：第一计算单元，用于计算下行信道的Hlog测量参数在各频率的累积偏差；第二计算单元，用于计算将累积偏差与上行信道的Hlog测量参数在各个频率点的累积偏差的比值，将该比值作为上行信道和下行信道的Hlog测量参数之间的误差。
其中，获取模块具体用于：在通信信道建立之前，通信信道处于初始化的状态下，获取上行信道和下行信道的Hlog测量参数。
其中，下行信道的Hlog测量参数携带在信道发现阶段的O-PRM-LD消息字段中，上行信号的Hlog测量参数携带在信道发现阶段的P-PRM-LD消息字段中。
其中，上述预设值为10％。
本发明有益效果如下：
本发明实施例提供的方案，在确定上行信道Hlog测量参数与下行信道Hlog测量参数之间的误差未超过预设值的情况下，确定上行信道线对间串扰系数可以互用，使得在获取了上行信道或下行信道的线对间串扰系数中的一个，即可以获知另一个，避免了VFC的巨大开销。
附图说明
图1是相关技术中的误差采样计算示意图；
图2是相关技术中矢量反馈的开销的示意图；
图3是相关技术中对下行信道估计过程的示意图；
图4是本发明第一实施例中信道误差获取方法的流程图；
图5是本发明第二实施例中FTU-O与CPE之间交换HLog信道信息的过程示意图；
图6是本发明第二实施例中FTU-O通过上行链路的导频符号或同步符号获得上行信道的矩阵信息的示意图；
图7是本发明第三实施例信道误差获取装置的结构框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据时分双工(TDD)信道的互易性原理，下行链路的信道信息(channel stateinformation，CSI)与上行链路的信道信息有很强的相似性；而信道估计是通过导频符号获得的，因此根据上行链路的导频符号，局端设备(FTU-O)可以估计出上行链路的误差采样(error sample)，用以替换下行链路的误差采样，这样终端则不再需要向局端设备反馈误差采样，将节省矢量反馈信道的开销，同样，根据下行链路的导频符号，终端可以估计出下行链路的误差采样，用该误差采样可以替换上行链路的误差采样。本发明即是根据该思想提出了信道误差获取的方案，以下通过实施例来对本发明提出的方案进行说明。
第一实施例
本实施例提供了一种信道误差获取方法，图4是该方法的流程图，如图4所示，该方法包括如下处理：
步骤401：获取上行信道和下行信道的Hlog测量参数；
获取上行信道和下行信道的Hlog测量参数，包括：在通信信道建立之前，通信信道处于初始化的状态下，获取上行信道和下行信道的Hlog测量参数；其中，下行信道的Hlog测量参数携带在信道发现阶段的O-PRM-LD消息字段中，上行信号的Hlog测量参数携带在信道发现阶段的P-PRM-LD消息字段中。
步骤402：计算上行信道和下行信道的Hlog测量参数之间的误差；
其中，计算上行信道和下行信道的Hlog测量参数之间的误差，具体可以包括：
计算下行信道的Hlog测量参数在各频率的累积偏差；计算将累积偏差与上行信道的Hlog测量参数在各个频率点的累积偏差的比值，将该比值作为上行信道和下行信道的Hlog测量参数之间的误差。
步骤403：如果误差小于预设值，优选的，在本实施例中，该预设值设置包括但不限于10％，则在预先获得了下行信道的线对间串扰系数的情况下，将下行信道的线对间串扰系数作为上行信道的线对间串扰系数，得到上行信道的线对间串扰系数，在预先获得了上行信道的线对间串扰系数的情况下，将上行信道的线对间串扰系数作为下行信道的线对间串扰系数，得到下行信道的线对间串扰系数。
需要特殊说明的是，在本实施例中，上述步骤401至步骤403可以是由CPE来执行，也可以是由局端设备FTU-O来执行，即，可以先获取下行信道的线对间串扰系数，在判断上行信道与下行信道的Hlog测量参数之间的误差小于预设值的情况下，则确定上行信道的线对间串扰系数与下行信道的线对间串扰系数相同；或，可以先获取上行信道的线对间串扰系数，在判断上行信道与下行信道的Hlog测量参数之间的误差小于预设值的情况下，则确定下行信道的线对间串扰系数与上行信道的线对间串扰系数相同。
第二实施例
在上述第一实施例对本发明提供的信道误差获取方法进行说明的基础上，本实施例提供了另一种信道误差获取方法，该方法包括信道误差获取的整个流程所执行的操作，该方法包括如下处理：
1、线对间串扰系数的计算：
链路在建立连接前，先进入初始化状态。初始化状态的第一个阶段是handshakephase(握手阶段)。在handshake phase之后，FTU-O设备向CPE设备发送一个O-P-VECTOR1信令，告知CPE设备开始估计下行信道的线对间串扰系数；下行信道估计完成后，CPE设备向FTU-O设备发送一个R-P-VECTOR1信令，告知FTU-O开始估计上行信道的线对间串扰系数；上行信道估计完后，进入初始状态的第二个阶段Channel Discovery phase。
2、上行HLog测量参数以及下行HLog测量参数的互换：
HLog测量参数被包含在信道发现阶段(Channel Discovery phase)的O-PRM-LD和R-PRM-LD消息字段中，其中，O-PRM-LD消息中的HLog参数表示下行信道的信息，R-PRM-LD消息中的HLog参数表示上行信道的信息；分别读取上行信道和下行信道和HLog信息，如果上行链路和下行链路的信道衰落情况完全一致，则根据HLog得到的传递函数曲线只相差一个常数值C。这个常数值C等于FTU-O的发射功率谱密度-CPE的底噪减去CPE的发射功率谱密度-FTU-O的底噪；通常CPE的底噪和FTU-O的底噪都在-140dBm/Hz左右，所以将C简化为FTU-O的发射功率谱密度减去CPE的发射功率谱密度。
FTU-O与CPE之间交换HLog信道信息的过程如图5所示，优选的，在本实施例中，HLog数据可以通过PMD_MGMT接口进行传递。
需要说明的是，HLog的测量数据只在初始化状态进行交换，一旦进入showtime正常通信状态，FTU-O与CPE之间不再交换HLog测量参数。
3、上行HLog测量参数以及下行HLog测量参数之间的误差：
因为串扰的存在和上下行链路的阻抗不匹配，上行信道和下行信道的HLog测量参数不可能完全一致，会存在一定的偏差。通过式(1)的相对均方误差值来统计下行链路的HLog在各个频率点的累积偏差，再与上行链路的HLog测量参数相除。如果得到的相对值小于某个门限值，比如10％，则可以认为上、下行链路的信道信息相似度很高，可以彼此互易。
Figure BDA0001139408540000061
上式(1)中，N表示所有子载波的数目，i表示某个子载波的数目，fi表示某个频率点，HUL表示该频率点对应的上行链路传递函数的幅度值，HDL表示该频率点对应的下行链路传递函数的幅度值，E表示均方误差的相对值。
上述以先将下行信道的线对间串扰系数作为上行信道的线对间串扰系数为例对本实施例提供的信道误差获取方法进行了说明，与上述实施例1相同的是，本实施例中同样支持将上行信道的线对间串扰系数作为下行信道的线对间串扰系数，基于此，需要先获得上行信道的线对间串扰系数。
FTU-O通过上行链路的导频符号或同步符号可以直接获得上行信道的矩阵信息，如图6所示，通过图6各个线对的导频符号或同步符号，可以独立计算得到上行链路的信道矩阵；因为这个信道矩阵和下行链路具有很强的相似度，所以根据这个信道矩阵作预处理或者矩阵求逆计算，可以得到下行的预编码处理矩阵，避免了VFC的巨大开销。
第三实施例
本实施例提供了一种信道误差获取装置，图7是该装置的结构框图，如图7所示，该装置70包括如下组成部分：
获取模块71，用于获取上行信道和下行信道的Hlog测量参数；
计算模块72，用于计算上行信道和下行信道的Hlog测量参数之间的误差；
确定模块73，用于如果误差小于预设值，该预设值优选的可以为10％。
，则在预先获得了下行信道的线对间串扰系数的情况下，将下行信道的线对间串扰系数作为上行信道的线对间串扰系数，得到上行信道的线对间串扰系数，在预先获得上行信道的线对间串扰系数的情况下，将上行信道的线对间串扰系数作为下行信道的线对间串扰系数，得到下行信道的线对间串扰系数。
其中，上述计算模块72具体可以包括：第一计算单元，用于计算下行信道的Hlog测量参数在各频率的累积偏差；第二计算单元，用于计算将累积偏差与上行信道的Hlog测量参数在各个频率点的累积偏差的比值，将该比值作为上行信道和下行信道的Hlog测量参数之间的误差。
其中，上述获取模块71具体可以用于：在通信信道建立之前，通信信道处于初始化的状态下，获取上行信道和下行信道的Hlog测量参数。
其中，下行信道的Hlog测量参数携带在信道发现阶段的O-PRM-LD消息字段中，上行信号的Hlog测量参数携带在信道发现阶段的P-PRM-LD消息字段中。
尽管为示例目的，已经公开了本发明的优选实施例，本领域的技术人员将意识到各种改进、增加和取代也是可能的，因此，本发明的范围应当不限于上述实施例。

Claims (8)

1.一种信道误差获取方法，其特征在于，包括：
获取上行信道和下行信道的Hlog测量参数，其中，所述下行信道的Hlog测量参数携带在信道发现阶段的O-PRM-LD消息字段中，所述上行信道的Hlog测量参数携带在信道发现阶段的P-PRM-LD消息字段中；
计算所述上行信道和所述下行信道的Hlog测量参数之间的误差；
如果所述误差小于预设值，则在预先获得了下行信道的线对间串扰系数的情况下，将下行信道的线对间串扰系数作为上行信道的线对间串扰系数，得到上行信道的线对间串扰系数，在预先获得了上行信道的线对间串扰系数的情况下，将上行信道的线对间串扰系数作为下行信道的线对间串扰系数，得到下行信道的线对间串扰系数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述上行信道和所述下行信道的Hlog测量参数之间的误差，包括：
计算所述下行信道的Hlog测量参数在各频率的累积偏差；
计算将所述累积偏差与所述上行信道的Hlog测量参数在各个频率点的累积偏差的比值，将该比值作为所述上行信道和所述下行信道的Hlog测量参数之间的误差。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取上行信道和下行信道的Hlog测量参数，包括：
在通信信道建立之前，所述通信信道处于初始化的状态下，获取上行信道和下行信道的Hlog测量参数。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的方法，其特征在于，所述预设值为10％。
5.一种信道误差获取装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取上行信道和下行信道的Hlog测量参数，其中，所述下行信道的Hlog测量参数携带在信道发现阶段的O-PRM-LD消息字段中，所述上行信道的Hlog测量参数携带在信道发现阶段的P-PRM-LD消息字段中；
计算模块，用于计算所述上行信道和所述下行信道的Hlog测量参数之间的误差；
确定模块，用于如果所述误差小于预设值，则在预先获得了下行信道的线对间串扰系数的情况下，将下行信道的线对间串扰系数作为上行信道的线对间串扰系数，得到上行信道的线对间串扰系数，在预先获得上行信道的线对间串扰系数的情况下，将上行信道的线对间串扰系数作为下行信道的线对间串扰系数，得到下行信道的线对间串扰系数。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述计算模块，包括：
第一计算单元，用于计算所述下行信道的Hlog测量参数在各频率的累积偏差；
第二计算单元，用于计算将所述累积偏差与所述上行信道的Hlog测量参数在各个频率点的累积偏差的比值，将该比值作为所述上行信道和所述下行信道的Hlog测量参数之间的误差。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取模块具体用于：
在通信信道建立之前，所述通信信道处于初始化的状态下，获取上行信道和下行信道的Hlog测量参数。
8.根据权利要求5至7任意一项所述的装置，其特征在于，所述预设值为10％。
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