CN110476361B

CN110476361B - 从发送器装置向接收器装置发送数据的方法、装置、介质

Info

Publication number: CN110476361B
Application number: CN201880022847.6A
Authority: CN
Inventors: A·阿尔·拉维; I·霍斯利
Original assignee: British Telecommunications PLC
Current assignee: British Telecommunications PLC
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2021-06-08
Anticipated expiration: 2038-03-28
Also published as: EP3577775A1; EP3577775B1; CN110476361A; US11082087B2; WO2018178182A1; US20210111754A1

Abstract

公开了从发送器装置向接收器装置发送数据的方法、装置、介质。各个接收器装置经由相应导线连接而连接至发送器装置，发送器装置在工作上能够通过不同信道将信号发送到导线连接上，所述方法包括针对各个信道：确定第一函数的值，第一函数是通过所述信道发送数据的功率屏蔽的函数；确定第二函数的值，第二函数是所述信道的信道容量的上限的函数；确定第三函数的值，第三函数是第一函数的值与第二函数的值的函数；使用第三函数的确定的值，确定该信道的发送功率；以及由发送器装置通过该信道按照针对该信道确定的发送功率发送数据。

Description

从发送器装置向接收器装置发送数据的方法、装置、介质

技术领域

本发明涉及从发送器装置向多个接收器装置发送数据的方法和设备，特别是涉及通过导线对发送和接收数据信号的方法和设备。这样的方法包括如各种国际电信联盟(ITU)标准中规定的并且如目前在ITU中进一步开发的所有各种数字用户线路(DSL)方法。典型地讲，每个这样的导线对都包括世界各地的电话接入网络内常见的金属双绞线(通常为铜)。

背景技术

DSL技术采用了这样的事实的优点：尽管传统的金属双绞线(其最初安装为仅提供普通旧式电话服务(POTS)电话连接)可能仅能用于在高达几千赫兹的频率下使用差分模式来承载信号，但事实上，这样的线路通常可以以更高的频率可靠地承载信号。而且，线路越短，可以可靠地传送信号的频率范围就越大(尤其是利用诸如离散多音调(tone)(DMT)等的技术)。因此，随着接入网络的演进，电信网络提供商将其光纤基础设施向外延伸到接入网络的边缘，使得至终端用户订户的每个连接的最终部分长度(其通常仍由金属双绞线提供)越来越短，从而导致日益更短的金属双绞线连接上的对应越来越大的带宽潜力，而不必承担向每个订户安装新的光纤连接的费用。

在独立的无线通信领域，由于给定的无线信道的频率响应变化迅速，因此平坦的发送功率谱密度(PSD)趋于变得越来越低效，例如，因为每赫兹的功率密度不完全补偿给定的频率下的关联信道损耗。随后，这降低了系统能量的效率以及信道容量的效率。作为解决方案，Claude Shannon在1949年首次提出了所谓的“注水(water-filling/pouring)”解决方案。从那时起，已经有很多研究试图获得各种无线信道的最优解决方案。

发明内容

本发明人已经认识到，随着DSL系统的带宽不断扩展，所遇到的损耗趋于变得比更早几代DSL更陡峭。因此，平坦的PSD将趋于变得非常低效。这可能是由于例如对某些频率的非最优功率分配。本发明的各方面提供了一种趋于克服该问题的快速收敛的分析注水算法。

本发明人还认识到，与慢速/快速时变无线信道不同，金属双绞线(TMP)信道趋于为半静态的。因此，TMP信道的频率响应随时间的可变性趋于可忽略不计。然而，本发明人进一步认识到，对于TMP信道，与无线信道相比，系统带宽上的损耗趋于更加陡峭，结果是，可以避免针对TMP信道的信道频率响应的过分(aggressive)信号整形。本发明人已经认识到，这可以用于最小化任何注水解决方案的复杂性。

在第一方面，本发明提供了一种从发送器装置向一个或更多个接收器装置发送数据的方法，所述一个或更多个接收器装置中的各个接收器装置经由相应的导线连接而连接至所述发送器装置，所述发送器装置在工作上能够通过一个或更多个不同信道将信号发送到所述导线连接上。所述方法包括针对所述一个或更多个不同信道中的各个信道：确定第一函数的值，所述第一函数是通过所述一个或更多个不同信道发送数据的功率屏蔽的函数；确定第二函数的值，所述第二函数是所述一个或更多个信道的信道容量的上限的函数；确定第三函数的值，所述第三函数是所述第一函数的值与所述第二函数的值的函数；使用所述第三函数的确定的值，确定沿该信道发送数据的发送功率；以及由所述发送器装置通过该信道将数据发送到所述接收器装置中的一个或更多个接收器装置，所述数据是按照针对该信道确定的发送功率发送的。

所述第一函数还可以是所述一个或更多个信道的增益的函数，信道的增益是该信道上的功率耦合系数与噪声级之比。所述第一函数可以是

其中：

其中：j是信道索引；p_m是通过所述一个或更多个不同信道发送数据的功率屏蔽；并且

是第j个信道的增益。

所述第二函数还可以是所述一个或更多个信道的增益的函数，信道的增益是该信道上的功率耦合系数与噪声级之比。所述第二函数可以是

其中：

其中：j是信道索引；b_max是所述一个或更多个信道的信道容量的上限；并且

是第j个信道的增益。

所述第三函数

可以是从由

以及

组成的函数组选择的函数，其中，

是所述第一函数，并且

是所述第二函数。

确定通过信道发送数据的发送功率的步骤可以包括：将所述发送功率确定为所述第三函数的值与所述一个或更多个信道的增益的函数，信道的增益是该信道上的功率耦合系数与噪声级之比。

可以使用下式确定发送功率

其中：j是信道索引；

是所述第三函数；并且

是第j个信道的增益。

所述一个或更多个信道可以包括从以下项组成的信道组选择的一个或更多个信道：直接信道、间接信道、由一对导线连接之间的电位差随时间的变化而提供的信道、幻像信道、共模信道。

通过所述一个或更多个信道发送所述数据的可用频谱可以包括多个音调。确定第一函数的值的步骤、确定第二函数的值的步骤、确定第三函数的值以及确定发送功率的步骤可以针对各个音调执行，从而针对各个音调并针对所述信道中的一个或更多个信道中的各个信道确定发送功率。发送步骤可以包括：针对所述多个音调中的一个或更多个音调并且针对所述信道中的一个或更多个信道，由所述发送器装置在该音调上通过该信道向所述接收器装置中的一个或更多个接收器装置发送数据，所述数据是按照针对该信道和该音调确定的发送功率发送的。

所述方法还可以包括：迭代地执行步骤(i)至步骤(iii)，直到在步骤(iii)确定满足一个或更多个标准，从而针对所述一个或更多个不同信道中的各个信道确定通过该信道发送数据的新发送功率，其中：步骤(i)包括确定第四函数的值，所述第四函数是通过所述一个或更多个不同信道发送所述数据的最大功率的函数；步骤(ii)包括使用所述第四函数的确定的值，针对所述一个或更多个不同信道中的各个信道来确定沿该信道发送数据的相应的新发送功率；以及步骤(iii)包括确定一个或更多个确定的新发送功率是否满足一个或更多个标准；以及针对所述一个或更多个信道中的各个信道，将按照针对该信道确定的发送功率通过该信道发送数据切换成按照针对该信道确定的新发送功率通过该信道来发送数据。

针对步骤(i)至步骤(iii)的第二次迭代和后续迭代，所述第四函数可以在步骤(i)通过修改前一次迭代的所述第四函数的值来确定。

在另一方面，本发明提供了一种向一个或更多个接收器装置发送数据的发送装置，所述一个或更多个接收器装置中的各个接收器装置经由相应的导线连接而连接至该发送器装置，所述发送器装置在工作上能够通过一个或更多个不同信道将信号发送到所述导线连接上。所述发送装置被配置成针对所述一个或更多个不同信道中的各个信道：确定第一函数的值，所述第一函数为通过所述一个或更多个不同信道发送数据的功率屏蔽的函数；确定第二函数的值，所述第二函数是所述一个或更多个信道的信道容量的上限的函数；确定第三函数的值，所述第三函数是所述第一函数的值与所述第二函数的值的函数；使用所述第三函数的确定的值，确定沿该信道发送数据的发送功率；以及通过该信道将数据发送到所述接收器装置中的一个或更多个接收器装置，所述数据是按照针对该信道确定的发送功率发送的。

在另一方面，本发明提供了一个或多个程序，所述一个或多个程序被设置成，使得在通过计算机系统或者一个或更多个处理器执行时，所述一个或多个程序使所述计算机系统或者所述一个或更多个处理器根据任何前述方面所述的方法来工作。

在另一方面，本发明提供了一种存储根据前述方面所述的程序或者所述多个程序中的至少一个程序的机器可读存储介质。

附图说明

为了可以更好理解本发明，现在将参照附图对其实施方式进行描述，其中：

图1是示例宽带部署的示意性例示图(未按比例绘制)；

图2是示出宽带部署的进一步的具体细节的示意性例示图(未按比例绘制)；

图3是示出第一比特和功率分配处理的某些步骤的处理流程图；

图4是示出第二比特和功率分配处理的某些步骤的处理流程图；以及

图5是示出第三比特和功率分配处理的某些步骤的处理流程图。

具体实施方式

在下面的描述中，对通信的模式进行说明。在此，术语“模式”被用于指示在发送器与接收器之间传送信号的方式的性质。具体来说，如本领域技术人员应当清楚的，有这样三种主要通信模式：差分模式、幻像模式以及公共模式。在这三种模式中，信号作为两个电压之间的(或等于一个“活(live)”电压与一个“基准”电压之间)的(变化)电位差(电压差)而被发送(激励)和接收(观察)。在差分模式下，信号作为两条导线之间(通常在金属双绞线的两条导线之间)的电位差而被发送/观察。在幻像模式中，所述电压中的至少一个电压是一个导线对的平均电压(注意，这样的平均值可以在不影响横跨同一个导线对的差分模式下承载的信号的情况下改变-在这个意义上，幻像模式如果仔细选择，则可以与差分模式下承载的信号正交)；术语纯幻像模式可以用于指定彼此比较的两个电压是平均电压，每个平均电压是至少一个导线对的平均或公共电压。通过使用两个或更多个平均电压的平均电压作为要比较的电压之一等等，也可以获取第二和更高阶幻像模式。最后，公共模式是指被比较的电压之一是“地电压(Earth)”或接地基准电压(或者用于电信目的大致类似的事物)。自然地，各种混合模式也可以被用于承载信号。例如，一个基准电压可以是公共地，而另一个可以是金属双绞线中的两条导线的电压之间的平均值(以生成幻像模式和公共模式的混合模式)。然而，一般来说，本说明书中引用的差分模式用于表示纯差分模式，即，其不包括任何幻像或公共模式分量，因此包括单个导线上的电压与两条其它导线的电压之间的平均电压之间的比较的模式可以被称为不纯粹幻像模式，而不是混合幻像和差分模式等。

幻像信道可以由不同的TMP组合构成。例如，在信道方向性方面，第一和第二TMP可以一起产生具有与跨每对形成的每个直接耦合差分模式信道相似的行为的单个独特幻象信道。然而，幻像模式如早先所述是由于所述对的平均电压的变化。对于超过两个的耦合对来说，这些对可以以各种正交和非正交方式按幻像模式彼此耦合，例如，可以利用共享一个公共对的两个独特(但非正交)幻像模式信道。本发明的优选实施方式仅选择和构造正交幻像信道。

贯穿下面的描述还说明了直接耦合和间接耦合以及直接信道和间接信道。直接信道是将相同物理介质和相同传送模式用于信号传送和信号接收这两者的信道。因此，跨从发送器到接收器的单个TMP的常规差分模式传送将构成该发送器与接收器之间的直接(差分模式)信道。相比之下，发送器以差分模式在第二TMP上传送信号但所述信号由接收器以差分模式从第一TMP接收到的信道(该信号跨从第二对到第一对“串扰”)是间接信道的例子，就像这样的情况，即，信号通过发送器在跨第一TMP和第二TMP中的每一个中的导线的平均电压的幻像模式发送并且由仅连接至第一TMP的接收器以差分模式接收(已经“串扰/模式”转换)。

此外，在具有按在发送器与多个接收器之间形成多个直接信道和间接信道的这种方式从单个发送器(例如，接入节点(AN)或数字用户线路接入复用器(DSLAM)等)发源出的多个TMP的情况下，金属双绞线信道对及其衍生信道(直接和间接以及各种不同模式)的集合可以被视为形成一个“统一的”动态共享或复合信道，多个虚拟信道可以重叠于该动态共享或复合信道上(即，虚拟信道重叠在底层公共共享信道上)。在该上下文中，虚拟信道可以被视为重叠信道，通过该信道，即使单个公共底层信号被传送到底层公共信道上，数据也可以被引导至各个接收器；这可以例如通过借助于合适的多址技术来实现，诸如频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)或简单地使用合适的加密技术等。

现在参照附图，图1是示例宽带部署的示意性例示图(未按比例绘制)，其中可以采用数据发送方法的实施方式。

在该示例中，所述部署包括分配点单元(DPU)10，分配点单元10经由相应的金属双绞线(TMP)连接21、22、23连接至三个用户处所31、32、33(其在该示例中为单个房屋30内的平面)，金属双绞线连接经由相应用户处所31、32内的相应网络终端点41、42连接在DPU 10内的接入节点(AN)16(其例如可以是DSLAM)与相应客户处所设备(CPE)调制解调器51、52之间。DPU 10另外包括：光网络终端(ONT)装置14，其经由诸如无源光纤网络(PON)的光纤连接提供从DPU 10至本地交换建筑的回程连接；以及控制器12，其协调AN 16与ONT 14之间的通信，并且可以执行一些管理功能，如与远程持久性管理代理(PMA)通信。

如本领域技术人员应当清楚的，涉及从分配点起的光纤回程连接和从分配点到“客户”处所的金属双绞线连接的所示部署是旨在适用G.FAST标准的部署类别。在这种情况下，TMP连接可能短至几百米或更短，例如可能只有几十米，因此，趋向于可以使用非常高频的信号(例如，高达几百兆赫兹)以通过短TMP进行通信，因为高频信号的衰减因信道短而不足以阻止它们携带有用的信息。然而，在这样的高频下，串扰可能成为显著的问题。这往往是如下情况：其中，串扰信道针对它们的一部分范围彼此一起行进(如在图1所示情况下)；然而，即使在信道仅针对其总范围的非常小的一部分(例如，刚好在离开DPU 10时)彼此靠近定位的情况下，串扰在高频(例如，超过80MHz)下也往往是一个问题。G.FAST提出在其中存在串扰信道的所有频率上简单地使用矢量化技术，以便减轻串扰效应。

在一些实施方式中，通过在DPU 10(例如，在AN 16)处接入幻像信道，可以利用发送到幻像信道上的信号，所述信号将“串扰”到与每个终端用户接收器(端接点和CPE调制解调器组合41/51、42/52、43/53)相关联的常规差分模式信道上，并且改变所接收的信号(与不按这种方式利用幻像信道的常规情况相比)。因为有三个TMP连接21-23，所以存在可以按这种方式使用的3种可能(第一阶，纯)幻像信道，其使用以下项之间的差分电压信号形成：TMP 21的平均电压和TMP 22的平均电压；TMP 21的平均电压和TMP 23的平均电压；以及TMP22的平均电压和TMP 23的平均电压。然而，因为不可能存在这些可能(第一阶，纯)的幻像信道中的、不包括至少一个公共TMP的两个可能幻像信道的集合，所以这些中只有一个可以被同时使用，而不同时使用非正交(因此复杂干扰的)幻像信道。因此，本实施方式包括幻像信道-多优化问题装置(PC-MOP)，其如下更详细说明的，行动以选择出这三个可能幻像信道中的单个幻像信道来使用-执行该选择，如尝试实现两个(或更多个)目标的特定集合(例如，尝试获取三个接收器中的两个接收器的最大益处)。

图2是示出根据下述实施方式的允许数据传送的AN 16和CPE调制解调器51、52、53的进一步细节的示意性例示图(未按比例绘制)。

AN 16包括：第一、第二以及第三数据源、数据编码器以及串并转换器(DSDESP)模块1611、1612和1613。这些基本上是DSL调制解调器内的常规功能，并且在这里将不再进一步描述，除了指出每个的输出是数据值的集合d₁-d_M，其中每个数据值都可以映射至一个或更多个比特的集合，并且映射至与要在其上发送数据值的相应音调相关联的调制信号星座内的点。例如，如果确定音调t₁能够携带3比特数据，则对应数据值将被设定成2³＝8个不同值(例如，0与7之间的十进制数)之一，其中每一个都对应于具有8个不同星座点的关联信号星座内的不同星座点。针对单个符号的数据值可以被视为形成数据值的矢量(针对每个数据携带音调为一个)，并且一起携带要发送到与相应终端用户调制解调器51、52、53相关联的终端用户的用户数据，连同任何系统开销数据(例如，前向纠错数据等)。

然后，把离开每个DSDESP模块1611、1612、1613的数据值(以恰当次序)传递至相应的多位电平正交幅度调制(M-QAM)调制器1621、1622、1623，M-QAM调制器将每个输入数据值转换成相应的复数

到

到

以及

到

其中每个复数表示复数星座图内的复数点。例如，数据值

(＝二进制的111)可能被M-QAM调制器1621映射至音调1的复数1-i，其中音调1已经被确定(通过所述调制解调器51)能够每个携带3比特数据。

这些复数

到

到

以及

到

中的每一个接着被输入到矢量化预编码器模块1630(其在本实施方式中是单个公共矢量化预编码器模块1630)中，该矢量化预编码器模块执行大量常规矢量化操作，以便使用预定矢量化系数和关于要以一种本领域技术人员所公知的方式传送到相关矢量组内的其它信道上的信号的信息的组合来对要发送的传送进行预编码，以补偿来自矢量组中其它信道的预期串扰影响。

在一些实施方式中，该矢量化预编码器模块1630能操作以另外按这样的方式对传送进行预编码，以使它们不仅被预补偿由按直接差分模式(按照标准矢量化)操作的邻近信道产生的预期串扰影响，而且还被预补偿来自正在传送到一个或更多个幻像信道(或者不是直接差分模式信道的其它信道)上的任何信号的串扰影响。为了做到这一点，矢量化预编码器模块1630可以接收关于对相应幻像信道(或者不是直接差分模式信道的其它信道)的信道估计的信息，并且还接收关于被用于组合要在幻像信道(或者不是直接差分模式信道的其它信道)上传送的信号的任何加权值的信息。

矢量化预编码器模块1630接收可以用于执行预编码功能的加权值和信道估计值的能力在图2中由PC-MOP&MICOP&MRC&管理实体模块1690(其除了执行下面更详细描述的特定功能之外还执行一般管理功能，并且为简洁起见，在下文可以称为“管理实体”或者“PC-MOP模块”)与矢量化预编码器模块1630之间的线例示。在这个实施方式中，PC-MOP模块1690针对矢量化预编码器模块1630和MICOP&MRC预编码器模块1640所需的信道估计和加权值来计算恰当的值。要做到这一点，PC-MOP模块1690可以使用从终端用户调制解调器51、52、53向其报告的数据。除了注意用于实现这一点的处理和过程可以利用从用户调制解调器51、52、53到AN 16的反向路径以外，它们在很大程度上是常规的并且是本领域技术人员公知的，因此在这里不再更详细讨论它们。这可以在实践中实现，因为用户调制解调器51、52、53是能够通过TMP 21、22、23接收和发送信号的收发器(就像AN 16那样)。AN 16的接收器部分和用户调制解调器51、52、53的发送器部分已经从附图中简单地省略，以避免将所述图不必要复杂化，因为这些部分全部是常规的并且与本发明不直接相关。此外，用户调制解调器51、52、53中的每一个可以另外包含负责执行各种处理和通信功能的管理实体。可以采用多种合适技术中的任何一种来获取在生成信道估计方面有用的数据。例如，在专门的训练过程期间，AN 16可以将已知训练信号发送到所选信道上，并且可以将用户调制解调器51、52、53检测这些已知训练信号的结果以常规方式发送回AN 16。另外，可以在包括多个符号的“帧”内的预定“位置”处(例如，在每个新帧的开头处)发送专用同步符号，穿插有携带用户数据的符号，并且还可以将尝试检测这些同步符号的结果发送回AN 16以生成信道估计值。如本领域技术人员已知的，可以同时和/或在不同时间等在不同信道上发送不同的同步信号/符号，使得不同的信道估计(包括重要的间接信道和间接信道)可以被瞄准和评估等。

在这个实施方式中，来自矢量化预编码器模块1630的输出是被进一步修改的复数的集合

到

到

以及

到

然后将这些复数传递至混合整数凸优化问题和最大比组合器(MICOP和MRC)预编码器模块1640(在下文称为MICOP和MRC预编码器模块1640)，在本实施方式中，MICOP和MRC预编码器模块1640使用由PC-MOP模块1690提供给它的加权值连同信道估计值，以根据从矢量化预编码器模块1640接收的经修改的复数(以及来自PC-MOP模块1690的加权值和信道估计值)来计算针对要被传递至IFFT 1651-1652的复数的进一步修改(或进一步预失真)的值。因此，MICOP和MRC预编码器模块1640修改所接收的复数

到

到

以及

到

以生成对应的进一步修改的复数

到

到

以及

到

这些进一步修改的复数(最终)形成要以直接差分模式在驱动相应的TMP 21、22、23中使用的信号。而且，MICOP和MRC预编码器模块1640可以另外生成复数

到

的新集合，该新集合(最终)形成要被用于驱动经由下述MPAD模块接入的(单端)幻像模式信道的信号。可以执行任何恰当的方式来完成这一点。例如，可以实现在WO 2016/139156 A1中描述的以差分模式和幻像模式发送数据的方法，其全部内容并入于此。一旦通过MICOP和MRC预编码器1640计算出这些值，就将它们传递至相应的IFFT模块1651-1654，其中，上标1值进入IFFT 1651、上标2值进入IFFT 1652等等。该处理的接下来的两个步骤是常规的且与本发明不相关。因此，在正交频分复用(OFDM)/DMT系统中，按常规方式，通过相应的IFFT模块将生成的值的每个集合(例如，

到

)形成为正交时域信号。然后，所述时域信号由合适的模拟前端(AFE)模块1661至1664再次按包括任何通常的常规方式的任何合适的这种方式来处理。在通过AFE模块1650处理之后，将得到的模拟信号传递给多幻像接入装置(MPAD)模块1670。概述而言，MPAD模块1670提供对任何TMP的中心抽头的可切换接入，以使与所连接的信道相关联的可能幻像信道中的任一个可以由从AFE 1664抵达的以及从AFE 1661-1663直接传递至TMP21–23的传入信号来驱动，以按常规直接差分模式进行驱动。

在通过TMP连接21、22、23的传送期间，将根据信道的信道响应并且因影响到所述连接的外部噪声而以常规方式修改信号。具体来说，通常在三个直接信道(这些直接信道是从发送器16起经由TMP 21-23到调制解调器41-43的信道中的一个)与幻像信道之间存在串扰(例如包括远端串扰)。然而，预编码的效果在很大程度上预先补偿了串扰的影响。另外，目标接收器可以受益于经由串扰从幻像信道抵达的前往该目标接收器的接收信号的增加SNR。

在通过TMP连接21、22、23传递之后，调制解调器41-43在执行通常的模拟前端处理的相应模拟前端(AFE)模块5150、5250、5350处接收所述信号。然后将这样处理的信号各自传递至相应的快速傅里叶变换(FFT)模块5140、5240、5340，所述FFT模块对所接收的信号执行从时域到频域的通常转换。然后，在本实施方式中，离开FFT模块5140、5240、5340的信号

到

到

以及

到

各自传递至相应的频域均衡器(FEQ)模块5130、5230、5330。这种频域均衡器模块5130、5230、5330的操作在本领域中是公知的，因此这里不再进一步描述。然而，应注意到，可以在这里执行任何类型的均衡，如使用简单的时域线性均衡器，判决反馈均衡器等。对于有关OFDM系统中的均衡化的更多信息，读者参考："Zero-ForcingFrequency-Domain Equalization for Generalized DMT Transceivers withInsufficient Guard Interval,"by Tanja Karp,Steffen Trautmann,NorbertJ.Fliege,EURASIP Journal on Applied Signal Processing 2004:10,1446-1459。

一旦所接收的信号通过了AFE模块、FFT模块以及FEQ模块，所得信号

到

到

以及

到

趋于类似于由M-QAM调制器(1621-1623)原始输出的复数

到

到

以及

到

除了可能存在由信道的不完美均衡化而产生的某种程度的错误以及在AN 16与调制解调器51、52、53之间传送信号期间施加到所述信道上的外部噪声的影响之外。该错误通常在接收调制解调器之间是不同的。这可以在数学上表达为

等。然而，倘若该错误足够小，该信号在通过M-QAM解调器模块5120-5320处理之后，应当能以常规方式恢复，其中，根据其值为每个值

选择对应星座点(例如，通过选择最接近由值

表示的点的星座点，除非使用网格编码等)。所得到的值

至

至

以及

至

应该主要对应于最初分别进入AN 16内的对应的M-QAM模块1621、1622、1623的数据值

至

至

以及

至

然后将这些值输入到相应的解码器(和接收数据处理)模块5110、5210以及5230中，这些模块重新组合检测到的数据并执行任何必需的前向纠错等，然后将恢复的用户数据按常规方式呈现给任何一个针对它的服务，从而完成该数据的成功传送。

现在跟随上面图2的概述，提供了对图2所示的并且在上面简要描述的实施方式内的非常规部件的更详细说明。

MPAD 1670是这样的组件，即，该组件被配置成针对TMP 21、22、23中的每一个并且针对TMP 21、22、23上发送数据的每个音调，确定用于发送数据信号的比特和功率分配。特别地，MPAD 1670被配置成确定比特和功率分配，使得大致实现信道的最大容量(即，最大发送比特率)。

用于实现上述排布结构并且执行稍后在下面要描述的方法步骤的包括MPAD 1670的设备可以通过配置或适配任何合适的设备(例如一个或更多个计算机或其它处理设备或处理器)和/或提供附加模块来提供。该设备可以包括用于执行指令和使用数据的计算机、计算机网络或者一个或更多个处理器，所述指令和数据包括存储在诸如计算机存储器、计算机磁盘、ROM、PROM等或这些的任何组合的机器可读存储介质或者其它存储介质中或之上的采用计算机程序或多个计算机程序的形式的指令和数据。

以下是对上述系统的某些部件的功能的数学解释。该数学解释对于理解确定用于在TMP 21、22、23上发送信号的发送功率的方法的实施方式是有用的，稍后在下面参照图3至图5更详细地描述那些实施方式。

考虑包括一束k个TMP和/或幻像信道的系统，信道的单个频率的完整发送特性可以表示为：

其中，h_i,j指示信道传递函数，信道传递函数的值取决于从第j个TMP/幻像信道到第i个TMP/幻像信道的串扰发送。换句话说，h_i,j是第j个信道与第i个信道的电磁耦合的量度。例如，h_i,j可以指示第j个信道与第i个信道之间的耦合程度。h_i,j的值可以取决于由第j个信道所造成的第i个信道上的信号的幅度的衰减。h_i,j的值可以取决于由第j个信道所造成的第i个信道上的信号的相位的延迟和/或相移。

在这个实施方式中，信道传递矩阵H是已知的，即，被测量的。例如，可以使用已知的信道估计技术来确定信道传递矩阵H。

例如，可以由MPAD 1670使用测试信号来测量h_i,j的值。h_i,j值的测量可以包括或者被视为等同于测量从由以下项组成的参数组中选择的一个或多个参数：在第j个信道(例如，仅第j个信道)正在将串扰干扰发送到第i个信道的条件下的第i个信道的信道响应；在第j个信道(例如，仅第j个信道)正在将串扰干扰发送到第i个信道的条件下的第i个信道的脉冲响应；以及在第j个信道(例如，仅第j个信道)正在将串扰干扰发送到第i个信道的条件下的第i个信道的频率响应。

该束k个TMP和/或幻像信道可以包含在公共包裹(binder)中。

在该示例中，例如作为上述矢量化处理的结果，在不同的TMP/幻像信道之间几乎没有交互。因此，H的非对角元素与H的对角线元素相比相对较小，由此可以假设为零。

如上提到，在操作中，MPAD 1670确定TMP/幻像信道的比特和功率分配以尝试实现最大信道容量。

信道的最大容量(也可以称为香农(Shannon)容量限制)表达为：

其中：C是给定信道的信道最大容量(以比特/秒为单位)；B是信道的带宽(以赫兹为单位)；S是信号功率(以瓦特为单位)；并且N是噪声功率(以瓦特为单位)。比率S/N称为信噪比(SNR)。

因此，通过MPAD 1670求解的比特和功率分配问题为：针对j个TMP/幻像信道中的每一个来最大化以下目标函数的问题：

其中：j是不同的TMP/幻像信道的索引，j＝1、…、K；

m是M个不同的音调的频率索引，m＝1、…、M；

是二进制分配因子，其中，如果针对第m个音调向第j个TMP/幻像信道分配发送功率，则

而如果没有针对第m个音调向第j个TMP/幻像信道分配发送功率，则

是在第j个TMP/幻像信道和第m个音调上发送的功率水平；以及

是针对第m个音调的第j个TMP/幻像信道的信道增益，

是功率耦合系数与噪声级的比率，即，

其中，n_j,j是针对给定音调m的第j个TMP/幻像信道上的噪声级。信道增益

还可以包括其它因子，例如从由以下项组成的因子组中选择的一个或更多个因子：编码增益、容限、间隙值以及确定性的噪声信号。

在这个实施方式中，上述目标函数(方程(1))被针对以下约束优化：

其中：P_T是该束k个TMP和/或幻像信道所准许的最大发送功率(也称为聚合发送功率(ATP))；

p_m是音调m的发送功率屏蔽。在这个实施方式中，该功率屏蔽是用于按音调m进行信号发送的功率的上限阈值，高于该功率值发送是不被准许的。发送功率屏蔽可以例如由官方监管机构来设定；

b_min是信道容量的下限。在这个实施方式中，b_min被设定成零(0)。然而，在其它实施方式中，b_min可以具有不同的恰当值；

b_max是信道容量的上限。在这个实施方式中，b_max是TMP和/或幻像信道的比特限制。

b_min和/或b_max这两者的值可以由硬件限制产生。

上述目标函数(方程(1))是凹目标函数，其将受到方程(2)-方程(5)中的约束而最大化。由于目标函数(方程(1))是凹的，因此它的优化是易处理的。目标函数(方程(1))的优化以拉格朗日(Lagrangian)进行如下：

其中，Ω_j,j、

和

是拉格朗日乘数。

为了求解6并示出其最优性，在该实施方式中，满足Karush Kuhn Tucker(KKT)条件。这些条件如下：

1.主要约束的可行性以及乘数，即，Ω_j,j、

和

2.拉格朗日(方程(6))相对于s的梯度，和拉格朗日(方程(6))相对于ρ的梯度均变为零。

相对于s区分拉格朗日(方程(6))，即，

并且针对s的重新排列给出最优功率公式：

相对于ρ区分拉格朗日(方程(6))，即，

并且针对μ的重新排列给出：

现在将参照图3描述的是确定TMP/幻像信道的比特和功率分配的实施方式，该比特和功率分配趋于实现基本上最大的信道容量。在这个实施方式中，该方法是由MPAD 1670执行的。然而，在其它实施方式中，代替或除了MPAD 1670之外，比特和功率分配由不同的实体来执行。

图3是示出比特和功率分配处理的实施方式的某些步骤的处理流程图。

在这个实施方式中，b_min＝0。因此，同样，

然而，在一些实施方式中，b_min可以具有不同的非零值。而且，在一些实施方式中，

可以具有不同的非零值。

图3中示出的并且在下面更详细描述的处理是被描述为针对第j个TMP/幻像信道来执行的。然而，本领域技术人员应当清楚，图3中示出的并且稍后在下面更详细描述的处理在实践中是针对不同的TMP/幻像信道j＝1、…、k中的超过一个(并且优选为每个)幻像信道来执行的，使得趋于实现k个捆束的TMP上的最大信道容量。而且，可以并行地、部分并行地或者串行地执行图3中示出的并且在下面针对不同的TMP/幻像信道j中的每一个更详细描述的处理。

在步骤s2，对于每个音调m，将

和

初始化成零，并且将

初始化成一。即：

在步骤s4，对于第j个信道，计算Ω_j,j的值。在这个实施方式中，使用方程(7)和方程(2)，利用如在步骤s2中初始化的参数来计算Ω_j,j。特别地，将方程(7)插入方程(2)中以给出：

其中：M不同的音调的数量；并且

Δ_f是相邻的音调之间的频率间隔。

在这个实施方式中，使用h_j,j的测量值来计算Ω_j,j的值。

在步骤s6，对于每个音调m，计算η_m的值。在这个实施方式中，通过使用方程(7)和在步骤s4计算的Ω的值来计算η_m。特别地，将方程(7)设定成等于p_m(即，音调m的发送功率屏蔽)，并且针对η_m重新排列以给出：

在步骤s8，对于每个音调m，计算

的值。在这个实施方式中，使用方程(7)和方程

来计算

特别地，将方程(7)插入

中并且针对

重新排列以给出：

在步骤s10，对于每个音调m，计算

的值。在这个实施方式中，通过使用方程(4)和分别在步骤s4、步骤s6以及步骤s8计算的Ω_j,j、

以及

这三者的值来计算

在步骤s12，对于每个音调m，确定该音调m的

的计算值是否满足第一标准。在这个实施方式中，第一标准是：

在步骤s14，对于

满足第一标准(即，在本实施方式中满足

)的每个音调m，保持该音调的

和

这两者的值。

在步骤s15，对于

无法满足第一标准(即，在这个实施方式中，

(并且在实践中＝0))的每个音调m，将该音调的

和

这两者的值归零。就是说，步骤s15包括针对

的每个音调m设定

在步骤s16，对于

满足第一标准(即，在本实施方式中满足

)的每个音调m，确定该音调m的

的计算值是否满足第二标准。在这个实施方式中，第二标准是：

在步骤s16，如果确定满足第一标准(方程(12))的所有

值也满足第二标准(方程(13))，则该方法进行至步骤s22。稍后在下面，在描述了方法步骤s18至s20之后，对步骤s22进行更详细描述。

然而，在步骤s16，如果确定满足第一标准(方程(12))的

值并不全部也满足第二标准(方程(13))，则该方法进行至步骤s18。

在步骤s18，确定

的当前值是否满足第三标准。在这个实施方式中，第三标准是：

在步骤s18，如果确定满足第三标准(方程(14))，则该方法进行至步骤s22。稍后在下面，在描述了方法步骤s20之后，对步骤s22进行更详细描述。

在一些实施方式中，如果

处于P_T的预定容差范围内(例如处于P_T的10^-3或10^-4之内)，则认为满足方程(14)。

在步骤s18，如果确定不满足第三标准(方程(14))(即，相反地确定

)，则该方法进行至步骤s20。

在步骤s20，对于每个音调m，增加Ω的值。在一些实施方式中，对于音调m中的一个或更多个，将Ω增加f(Ω)。举例来说，f(Ω)可以等于约Ω/20、Ω/10、或Ω/5。在一些实施方式中，将Ω增加预定值。在一些实施方式中，对于每个音调m，减少而不是增加Ω的值。

在步骤s20之后，该方法返回至步骤s6，此时更新

的值，进而导致

和

的修改/更新值。因此，图3的处理是迭代处理，其迭代直到：1)在步骤s16确定满足第一标准的每个音调m也满足第二标准；或者2)在步骤s18确定满足第三标准。

现在返回所述情况，其中，1)在步骤s16确定满足第一标准(方程(12))的每个音调m也满足第二标准(方程(13))；或者2)在步骤s18确定满足第三标准(方程(14))，该方法进行至步骤s22。

在步骤s22，停止步骤s6到步骤s20的迭代处理。而且，第j个TMP/幻像信道的每个音调m(m＝1、…、M)被分配了其相应的当前功率值

值得注意的是，一些音调可能没有被分配任何功率，即，那些音调的

和

已经被设定成零。

在步骤s24，AN 16根据在步骤s22分配的功率值发送信号。例如，对于每个音调m，AN 16可以沿着第j个TMP/幻像信道以音调m发送具有发送功率

的信号。

如上更早提到，图3中所示的并且在上面更详细描述的处理在实践中可以针对不同信道j＝1、…、k中的每一个来执行。因此，在步骤s24，对于音调m中的一个或更多个，并且对于j个TMP和/或幻像信道中的一个或更多个，AN 16可以沿着第j个信道以音调m发送具有发送功率

的信号。例如，在步骤s24，对于每个音调m(m＝1、…、M)，并且对于每个信道j(j＝1、…、k)，AN 16可以沿着该信道以该音调m发送具有发送功率

的信号。

因此，提供了比特和功率分配处理的实施方式。

有利地，图3中所示的并且在上面更详细描述的方法趋于确保AN 16与CPE调制解调器51、52、53之间的多个路径被联合优化。因此，总体信道容量趋于优化。

由图3中所示的并且在上面更详细描述的方法所提供的另一优点是，与常规的“注水”算法相比，收敛至目标函数(方程(1))的最优解趋于更快。例如，与常规的技术相比，使用上述针对Ω的方程(9)趋于提供迭代优化处理的起点开始更接近解。在一些实施方式中，Ω可以被平分(bi-sectioned)，这往往会确保不违反总功率约束。例如，

可以通过可变步长来进行平分，以确保所述算法沿一个方向迭代(填充约束而不是减少)。为了确保这一点，可以将<1的缩放因子乘以

然后可以例如使用平分法、回溯法(backtracking)或线搜索法迭代地增加

直到发生收敛。因此，寻找最优比特和功率分配所花费的时间趋于减少。

现在将参照图4描述的是可以结合图3中所示的并且早前在上面更详细描述的实施方式(例如，并行地、部分平行地或者串行地)使用的处理。

图4中所示的并稍后在下面更详细描述的处理可以被用于初始化AN 16与CPE调制解调器51、52、53之间的信号的传送，例如，在执行图3的处理的时候。图4中所示的并且稍后在后面更详细描述的处理趋于生成目标函数(方程(1))的次优解，但往往在比图3中所示的并且在上面描述的处理短的时间内提供解。因此，在一些实施方式中，在一旦使用图3的实施方式计算出最佳值，就切换成所计算出的那些最优值之前，在AN 16与CPE调制解调器51、52、53之间的信号的传送可以最初使用这样的值来执行，即，所述值是使用图4中所示的并且在下面更详细描述的处理来计算的。

图4是示出比特和功率分配处理的另一实施方式的某些步骤的处理流程图。

在这个实施方式中，b_min＝0。因此，同样，

可以具有不同的非零值。例如，如果b＜b_min，则

并且

从而强制功率分配变为零。图4中所示的并且在下面更详细描述的处理是被描述为针对第j个TMP/幻像信道来执行的。然而，本领域技术人员应当清楚，图4中所示的并且稍后在下面更详细描述的处理在实践中是针对不同的TMP/幻像信道j＝1、…、k中的超过一个(并且优选为每个)幻像信道执行的。在针对多个不同的TMP/幻像信道j中的每一个来执行图4中所示的处理的情况下，可以并行地、部分并行地或者串行地执行那些处理。

在步骤s30，将音调索引m初始化成1，即，m＝1。

在步骤s32，对于音调m，将

和

初始化成零，并且将

初始化成一。即：

在步骤s34，对于音调m，计算第一函数

的值。在这个实施方式中，第一函数为：

在这个实施方式中，使用方程(7)，利用如在步骤s32中初始化的参数并且利用设定成p_m的

来计算

特别是，利用如在步骤s32中初始化的参数并且利用设定成等于p_m的

将方程(7)针对Ω重新排列以给出：

在步骤s36，对于音调m，计算第二函数

的值。在这个实施方式中，第二函数为：

的计算值可以被视为参数Ω的第二估计。在这个实施方式中，使用方程(7)和方程(13)，利用如在步骤s32中初始化的参数来计算

特别是，利用如在步骤s32中初始化的参数，将方程(7)插入方程(13)中，并且针对Ω重新排列以给出：

在步骤s38，对于音调m，计算第三函数

的值。在这个实施方式中，第三函数为：

然而，在其它实施方式中，第三函数是差异函数(different function)，例如，第一函数

和第二函数

的差异函数。例如，第三函数

可以是

或

在步骤s40，对于音调m，计算

的值。在这个实施方式中，

计算如下：

在步骤s42，确定是否已经针对每个音调m＝1、…、M计算出

的值。

如果在步骤s42，确定尚未针对每个音调m＝1、…、M计算

的值，则该方法进行至步骤s44。

然而，在步骤s42，如果确定已经针对每个音调m＝1、…、M计算出

的值，则该方法进行至步骤s46。

在步骤s44，将音调索引m递增1，即，m＝m+1。

在步骤s44之后，方法返回至步骤s32，从而针对更新的音调值确定

的值。

现在，返回到这样的情况，即，在步骤s42，确定已经针对每个音调m＝1、…、M计算出

的值，则在步骤s46，确定针对

m＝1、…、M所确定的值是否满足第三标准(即，方程14)，该第三标准稍早在上面参照图3的步骤s18进行了更详细描述。

在这个实施方式中，在步骤s46，如果确定满足第三标准(方程(14))，则该方法进行至步骤s52。稍后在下面，在描述了方法步骤s48和s50之后，对步骤s52进行更详细描述。

然而，在步骤s46，如果确定不满足第三标准(方程(14))(即，相反地确定

)，则该方法进行至步骤s48。

在步骤s48，确定给出下式的m的值

m的该确定值被指示

换句话说，确定对应于最小信噪比(SNR)的音调

在步骤s50，对应于所确定的音调

的功率分配因子被设定成等于零和/或分配给所确定的音调

的功率被设定成等于零。换句话说，

和/或

在步骤s50之后，该方法返回至步骤s46，在那里重新测试第三标准(方程14)。

现在，返回到这样的情况，即，在步骤s48，确定满足第三标准(方程(14))，则在步骤s52，第j个TMP/幻像信道的每个音调m(m＝1、…、M)被分配了其相应的当前功率值

在步骤s54，AN 16根据在步骤s52分配的功率值发送信号。例如，对于每个音调m，AN 16可以沿着第j个TMP/幻像信道以音调m发送具有发送功率

的信号。

如上更早提到，图4中所示的并且在上面更详细描述的处理在实践中可以针对不同的TMP/幻像信道j＝1、…、k中的每一个来执行。因此，在步骤s54，对于音调m中的一个或更多个，并且对于j个TMP和/或幻像信道中的一个或更多个，AN 16可以沿着第j个TMP/幻像信道以音调m发送具有发送功率

的信号。例如，在步骤s54，对于每个音调m(m＝1、…、M)，并且对于每个TMP和/或幻像信道j(j＝1、…、k)，AN 16可以沿着第j个TMP/幻像信道以音调m发送具有发送功率

的信号。

因此，提供了另一比特和功率分配处理的实施方式。

有利地，图4中所示的并且在上面更详细描述的方法趋于提供AN 16与CPE调制解调器51、52、53之间的信号传送的快速初始化。虽然在一些情况下，与通过图3所示的处理确定的信号功率相比，使用图4的处理确定的信号功率可能是次优的，但由于图4的处理往往能在相对较短的时间内执行，因而图4的处理仍然是有益的。因此，在执行图3的迭代处理的同时，可以实现使用图4的处理确定的比特和功率分配来进行信号传送，以允许AN 16与CPE调制解调器51、52、53之间的信号传送更早开始。

而且，相对于常规的“注水”算法，图4中所示的并且在上面更详细描述的方法趋于在更短时间内提供目标函数(方程(1))的解。

在图4中所示的并且在上面更详细描述的方法中，通过逐渐减少分配的音调的数量来执行带宽调整以确保满足ATP。

现在将参照图5描述的是可以结合图3和图4中所示的并且早前在上面更详细描述的实施方式(例如，并行地、部分平行地或者串行地)使用的处理。在一些实施方式中，稍后在下面参照图5更详细描述的处理可以结合图4中所示的并且早前在上面更详细描述的处理(例如，并行地、部分平行地或者串行地)来使用。

图5中所示的并稍后在下面更详细描述的处理可以被用于初始化AN 16与CPE调制解调器51、52、53之间的信号的传送，例如，当正在执行图3的处理的时候。图5中所示的并且稍后在后面更详细描述的处理趋于生成目标函数(方程(1))的次优解，但往往在比图3中的实施方式更短的时间内提供解。因此，在一些实施方式中，在一旦使用图3的实施方式计算出最佳值，就切换成所计算出的那些最优值之前，在AN 16与CPE调制解调器51、52、53之间的信号的传送可以最初使用这样的值来执行，即，所述值是使用图5中所示的并且在下面更详细描述的处理来计算的。

图5是示出比特和功率分配处理的另一实施方式的某些步骤的处理流程图。

图5中所示的并且在下面更详细描述的处理是被描述为针对第j个TMP/幻像信道来执行的。然而，本领域技术人员应当清楚，图5中所示的并且稍后在下面更详细描述的处理在实践中是针对不同的TMP/幻像信道j＝1、…、k中的超过一个(并且优选为每个)幻像信道来执行的。在针对多个不同的TMP/幻像信道j中的每一个来执行图5中所示的处理的情况下，可以并行地、部分并行地或者串行地执行那些处理。

在步骤s60，将音调索引m初始化成1，即，m＝1。

在步骤s62，对于音调m，计算幂函数

的值。在这个实施方式中，幂函数

是基于方程(13)来确定的。特别地，将方程(13)中的

设定成等于

并且然后针对

重新排列以给出：

在步骤s64，对于每个音调m，计算

的值。在这个实施方式中，

计算如下：

在步骤s66，确定是否已经针对每个音调m＝1、…、M计算出

的值。

在步骤s66，如果确定尚未针对每个音调m＝1、…、M计算

的值，则该方法进行至步骤S68。

然而，在步骤s66，如果确定已经针对每个音调m＝1、…、M计算出

的值，则该方法进行至步骤S70。

在步骤s68，将音调索引m递增1，即，m＝m+1。

在步骤s68之后，该方法返回至步骤s62，从而针对更新的音调值确定

的值。

现在，返回到这样的情况，即，在步骤s66，确定已经针对每个音调m＝1、…、M计算出

的值，则在步骤s70，确定针对

在这个实施方式中，在步骤s70，如果确定满足第三标准(方程(14))，则该方法进行至步骤s76。稍后在下面，在描述了方法步骤s72和s74之后，对步骤s76进行更详细描述。

然而，在步骤s70，如果确定不满足第三标准(方程(14))(即，相反地确定

)，则该方法进行至步骤s72。

在步骤s72，确定给出下式的m的值

m的该确定值被指示为

换句话说，确定对应于最小信噪比(SNR)的音调

在步骤s74，对应于所确定的音调

的功率分配因子被设定成等于零，和/或分配给所确定的音调

的功率被设定成等于零。换句话说，

和/或

在步骤s74之后，该方法返回至步骤s70，在那里重新测试第三标准(方程14)。

现在，返回到这样的情况，即，在步骤s70，确定满足第三标准(方程(14))，则在步骤s76，第j个TMP/幻像信道的每个音调m(m＝-1、…、M)被分配了其相应的当前功率值

在步骤s78，AN 16根据在步骤s76分配的功率值发送信号。例如，对于每个音调m，AN 16可以沿着第j个TMP/幻像信道以音调m发送具有发送功率

的信号。

如以上更早提到的，图5中所示的并且在上面更详细描述的处理在实践中可以针对不同的TMP/幻像信道j＝1、…、k中的每一个来执行。因此，在步骤s78，对于音调m中的一个或更多个，并且对于j个TMP和/或幻像信道中的一个或更多个，AN 16可以沿着第j个TMP/幻像信道以音调m发送具有发送功率

的信号。例如，在步骤s78，对于每个音调m(m＝1、…、M)，并且对于每个TMP和/或幻像信道j(j＝1、…、k)，AN 16可以沿着第j个TMP/幻像信道以音调m发送具有发送功率

的信号。

因此，提供了比特和功率分配处理的另一实施方式。

有利地，图5中所示的并且在上面更详细描述的方法趋于提供AN 16与CPE调制解调器51、52、53之间的信号传送的快速初始化。虽然在一些情况下，与通过图3所示的处理和/或图4所示的处理确定的信号功率相比，使用图5的处理确定的信号功率可能是次优的，但由于图5的处理往往能在相对较短的时间内执行，因而图5的处理仍然是有益的。因此，在执行图3的处理(和/或图4的处理)的同时，可以实现使用图5的处理确定的比特和功率分配来进行信号传送，以允许AN 16与CPE调制解调器51、52、53之间的信号传送更早开始。

而且，相对于常规的“注水”算法，图5中所示的并且在上面更详细描述的方法趋于在更短时间内提供目标函数(方程(1))的解。

在图5中所示的并且在上面更详细描述的方法中，通过逐渐减少分配的音调的数量来执行带宽调整以确保满足ATP。

上述方法和设备有利地趋于提供快速收敛的“注水”算法，用于在通信信道上执行均衡。有利地，由上述算法提供的解趋于根据信道响应对发送的信号进行整形，以改善数据传送，例如，最大化递送的数据。而且，上述方法和设备趋于考虑收发器设计中的最大可用功率和硬件限制。

上述方法和设备有利地趋于提供功率预算的改进使用，并且还将该功率预算与信道行为相匹配。

有利地，趋于可以调谐更优解(由上面参照图3描述的处理提供)与相对次优解(由上面参照图4和图5描述的处理提供)之间的间隙，以满足指定的性能并考虑系统复杂性设计。

有利地，趋于可以在所有频率上实现用于G.fast和XG.fast的上述方法和设备。

有利地，在本发明的某些优选实施方式中，用于实现本发明的某些优选实施方式的任何复杂功能可以仅驻留于接入网络(例如，AN或DSLAM等处)，而不需要任何特殊的客户处所设备(CPE)。

应注意，可以省略图3至图5的流程图中描述的和在上面描述的某些处理步骤，或者可以按与上面呈现的以及在图3至图5中所示的次序不同的次序来执行这样的处理步骤。而且，尽管所有的处理步骤为了方便和易于理解而被描述为离散的时间顺序步骤，但一些处理步骤实际上仍然可以同时执行或至少在某种程度上在时间上交叠。

应注意，所述实施方式是仅按照数据的下游方向(即，从接入节点/DSLAM到客户处所设备(CPE)装置))来进行表达的。然而，在实际的实现中，上述实施方式的“发送器”(例如，接入节点)当然也充任来自各种CPE装置的上游传送的接收器(因此其实际上也是作为收发器而不仅仅是接收器来工作)。本发明的实施方式可以按上游方向以完全常规的方式工作。

在上述实施方式中，DPU经由相应的TMP连接而连接至三个用户处所，所述TMP连接在DPU内的AN与相应用户处所内的相应CPE调制解调器之间。然而，在其它实施方式中，DPU经由相应的一个或更多个TMP连接而连接至不同数量的用户处所(例如，超过三个)。在一些实施方式中，DPU经由相应的一个或更多个TMP连接而连接至不同数量的CPE调制解调器。在一些实施方式中，一个或更多个用户处所包括多个CPE调制解调器。

在上述实施方式中，第一标准是：

然而，在其它实施方式中，第一标准是不同的标准，或者是以不同方式表达的等同标准。举例来说，替代的第一标准是：

其中，ε₁可以是非零的。例如，ε₁可以是正值，例如，一个小的值，诸如小于或等于10^-2、小于或等于10^-3，或者小于或等于10^-4。在一些实施方式中，ε₁是常数值。在一些实施方式中，ε₁是可以依赖于宽带部署的一个或多个参数的变量。

在上述实施方式中，第二标准是：

然而，在其它实施方式中，第二标准是不同的标准，或者是以不同方式表达的等同标准。举例来说，替代的第二标准是：

其中，ε₂可以是非零的。例如，ε₂可以是正值，例如，一个小的值，诸如小于或等于10^-2、小于或等于10^-3，或者小于或等于10^-4。在一些实施方式中，ε₂是常数值。在一些实施方式中，ε₂是可以依赖于宽带部署的一个或多个参数的变量。

在上述实施方式中，第三标准是：

然而，在其它实施方式中，第三标准是不同的标准，或者是以不同方式表达的等同标准。举例来说，替代的第三标准是：

其中，ε₃可以是非零的。例如，ε₃可以是正值，例如，一个小的值，诸如小于或等于10^-2、小于或等于10^-3，或者小于或等于10^-4。在一些实施方式中，ε₃是常数值。在一些实施方式中，ε₃是可以依赖于宽带部署的一个或多个参数的变量。

Claims

1.一种从发送器装置向一个或更多个接收器装置发送数据的方法，所述一个或更多个接收器装置中的各个接收器装置经由相应的导线连接而连接至所述发送器装置，所述发送器装置在工作上能够通过一个或更多个不同信道将信号发送到所述导线连接上，所述方法包括：针对所述一个或更多个不同信道中的各个信道，

确定第一函数的值，所述第一函数是通过所述一个或更多个不同信道发送所述数据的功率屏蔽的函数；

确定第二函数的值，所述第二函数是所述一个或更多个信道的信道容量的上限的函数；

确定第三函数的值，所述第三函数是所述第一函数的值与所述第二函数的值的函数；

使用所述第三函数的确定的值，确定沿该信道发送数据的发送功率，其中，使用下式确定发送功率

其中：j是信道索引；

m是音调索引；

是所述第三函数；并且

是第j个信道的增益；以及

由所述发送器装置通过该信道将数据发送到所述接收器装置中的一个或更多个接收器装置，所述数据是按照针对该信道确定的发送功率发送的。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一函数另外是所述一个或更多个信道的增益的函数，信道的增益是该信道上的功率耦合系数与噪声级之比。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一函数是

其中：

其中，p_m是通过所述一个或更多个不同信道发送数据的功率屏蔽。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二函数另外是所述一个或更多个信道的增益的函数，信道的增益是该信道上的功率耦合系数与噪声级之比。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第二函数是

其中：

其中，b_max是所述一个或更多个信道的信道容量的上限。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述第三函数

是从由

以及

组成的函数组选择的函数，其中，

是所述第一函数，并且

是所述第二函数。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，确定通过信道发送数据的发送功率的步骤包括：将所述发送功率确定为所述第三函数的值与所述一个或更多个信道的增益的函数，信道的增益是该信道上的功率耦合系数与噪声级之比。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述一个或更多个信道包括从以下项组成的信道组选择的一个或更多个信道：直接信道、间接信道、由一对导线连接之间的电位差随时间的变化而提供的信道、幻像信道、共模信道。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中：

通过所述一个或更多个信道发送所述数据的可用频谱包括多个音调；

确定第一函数的值的步骤、确定第二函数的值的步骤、确定第三函数的值的步骤以及确定发送功率的步骤是针对各个音调执行的，从而针对各个音调并针对所述信道中的一个或更多个信道中的各个信道确定发送功率；并且

发送的步骤包括：针对所述多个音调中的一个或更多个音调并且针对所述信道中的一个或更多个信道，由所述发送器装置在该音调上通过该信道向所述接收器装置中的一个或更多个接收器装置发送数据，所述数据是按照针对该信道和该音调确定的发送功率发送的。

10.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，所述方法还包括：

迭代地执行步骤(i)至步骤(iii)，直到在步骤(iii)确定满足一个或更多个标准，从而针对所述一个或更多个不同信道中的各个信道确定通过该信道发送数据的新发送功率，其中：

步骤(i)包括确定第四函数的值，所述第四函数是通过所述一个或更多个不同信道发送所述数据的最大功率的函数；

步骤(ii)包括使用所述第四函数的确定的值，针对所述一个或更多个不同信道中的各个信道来确定沿该信道发送数据的相应的新发送功率；以及

步骤(iii)包括确定一个或更多个确定的新发送功率是否满足一个或更多个标准；以及

针对所述一个或更多个信道中的各个信道，将按照针对该信道确定的发送功率通过该信道发送数据切换成按照针对该信道确定的新发送功率通过该信道来发送数据。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，针对步骤(i)至步骤(iii)的第二次迭代和后续迭代，所述第四函数是在步骤(i)通过修改前一次迭代的所述第四函数的值确定的。

12.一种向一个或更多个接收器装置发送数据的发送器装置，所述一个或更多个接收器装置中的各个接收器装置经由相应的导线连接而连接至所述发送器装置，所述发送器装置在工作上能够通过一个或更多个不同信道将信号发送到所述导线连接上，所述发送器装置被配置成针对所述一个或更多个不同信道中的各个信道执行权利要求1至11中的任一项所述的方法。

13.一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有一个或更多个程序，当所述一个或更多个程序由计算机系统或者一个或更多个处理器执行时，使得所述计算机系统或所述一个或更多个处理器根据权利要求1至11中的任一项所述的方法来操作。