CN111446982A - 用于选择扩频码的方法、局端设备和计算机可读介质 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例提供了一种通信方法、局端设备和计算机可读介质。在该通信方法中，局端设备获得用于与第一数目的终端设备通信的码本，码本包括第二数目的扩频码，每个扩频码用于局端设备与一个终端设备之间的通信，第一数目小于或等于第二数目。基于与每个扩频码相关联的编码信号频谱受到信道频率响应的不利影响的水平，确定第二数目的扩频码将被使用的优先级。基于优先级，从码本中选择第一数目的扩频码用于与第一数目的终端设备通信。本公开的实施例能够从扩频码的码本中选出使系统性能优化的扩频码组合。

Description

用于选择扩频码的方法、局端设备和计算机可读介质

技术领域

本公开的实施例一般地涉及通信领域，并且更特别地涉及一种用于选择扩频码的方法、局端设备和计算机可读介质。

背景技术

归因于用户之间的低干扰、高功率预算裕度和安全的物理层等有吸引力的特征，码分多址(CDMA)技术被认为是满足下一代无源光网络(NG-PON)要求的潜在解决方案。在相关文献中，CDMA技术已经用来复用开关键控(OOK)信号和传输正交频分复用(OFDM)信号。后一种方案在学术界和产业界仍然处于积极的研究中，因为其可以容易地以低成本和复杂性来融合已经部署的数字订户线路(DSL)系统和光纤接入系统。基于CDMA技术的该系统结构可以称为“CDMA-PON+DSL”系统。

在这样的系统中，来自最终用户的DSL信号在终端设备(诸如，光网络单元ONU)处使用CDMA扩频码被编码或解码，并且光模拟的OFDM-CDMA信号通过局端设备(诸如，光线路终端OLT)与ONU之间的光纤被传输。为了获得编码增益，CDMA码本中的全部扩频码在一个系统中并不同时被使用。此外，PON系统中的ONU在任意时刻不总是全部在线。因此，在CDMA-PON系统中有必要从包括所有扩频码的码本中选择部分扩频码用于通信。然而，迄今为止尚不存在有效的方法在CDMA-PON系统中合理地选择扩频码。

发明内容

本公开的实施例涉及一种用于选择扩频码的解决方案。

在本公开的第一方面，提供了一种通信方法。该方法包括：在局端设备处，获得用于与第一数目的终端设备通信的码本，码本包括第二数目的扩频码，每个扩频码用于局端设备与一个终端设备之间的通信，第一数目小于或等于第二数目。该方法还包括：基于与每个扩频码相关联的编码信号频谱受到信道频率响应的不利影响的水平，确定第二数目的扩频码将被使用的优先级。该方法进一步包括：基于优先级，从码本中选择第一数目的扩频码用于与第一数目的终端设备通信。

在本公开的第二方面，提供了一种局端设备。该局端设备包括至少一个处理器和包括计算机程序指令的至少一个存储器。至少一个存储器和计算机程序指令被配置为，与至少一个处理器一起，使得局端设备：获得用于与第一数目的终端设备通信的码本，码本包括第二数目的扩频码，每个扩频码用于局端设备与一个终端设备之间的通信，第一数目小于或等于第二数目。至少一个存储器和计算机程序指令还被配置为，与至少一个处理器一起，使得局端设备：基于与每个扩频码相关联的编码信号频谱受到信道频率响应的不利影响的水平，确定第二数目的扩频码将被使用的优先级。至少一个存储器和计算机程序指令进一步被配置为，与至少一个处理器一起，使得局端设备：基于优先级，从码本中选择第一数目的扩频码用于与第一数目的终端设备通信。

在本公开的第三方面，提供了一种计算机可读介质。该计算机可读介质包括机器可执行指令，机器可执行指令在被执行时使机器执行根据第一方面的方法。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其他特征通过以下的描述将变得容易理解。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开的实施例的上述以及其他目的、特征和优点将变得容易理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施例，其中：

图1示出了本公开的实施例可以在其中实现的通信系统的示意图。

图2示出了根据本公开的实施例的通信方法的流程图。

图3A-图3H分别示出了序号为1-8的32位沃尔什-哈达玛扩频码的编码信号频谱的示意图。

图4A-图4H分别示出了序号为9-16的32位沃尔什-哈达玛扩频码的编码信号频谱的示意图。

图5A-图5H分别示出了序号为17-24的32位沃尔什-哈达玛扩频码的编码信号频谱的示意图。

图6A-图6H分别示出了序号为25-32的32位沃尔什-哈达玛扩频码的编码信号频谱的示意图。

图7示出了具有陷波区域的信道频率响应的示意图。

图8示出了根据本公开的实施例的局端设备与终端设备之间的示例通信的流程图。

图9示出了根据本公开的实施例的用于优化扩频码组合的选择的示例流程的流程图。

图10示出了根据本公开的实施例的用于仿真的CDMA-PON系统的示例框图。

图11A和图11B分别示出了根据本公开的实施例的针对20千米和30千米光纤传输的性能仿真结果图。

图12A和图12B分别示出了根据本公开的实施例的针对20千米和30千米光纤传输的扩频码组合迭代优化的仿真结果图。

图13示出了适合实现本公开的实施例的设备的简化框图。

贯穿所有附图，相同或者相似的参考标号被用来表示相同或者相似的组件。

具体实施方式

下面将参考附图中所示出的若干示例性实施例来描述本公开的原理和精神。应当理解，描述这些具体的实施例仅是为了使本领域的技术人员能够更好地理解并实现本公开，而并非以任何方式限制本公开的范围。

如本文所使用的，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

如本文所使用的，术语“确定”涵盖各种各样的动作。例如，“确定”可以包括运算、计算、处理、导出、调查、查找(例如，在表格、数据库或另一数据结构中查找)、查明等。此外，“确定”可以包括接收(例如，接收信息)、访问(例如，访问存储器中的数据)等。此外，“确定”可以包括解析、选择、选取、建立等。

本文使用的术语“电路”是指以下的一项或多项：(a)仅硬件电路实现方式(诸如仅模拟和/或数字电路的实现方式)；以及(b)硬件电路和软件的组合，诸如(如果适用)：(i)模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合，以及(ii)硬件处理器的任意部分与软件(包括一起工作以使得诸如OLT或其他计算设备等装置执行各种功能的数字信号处理器、软件和存储器)；以及(c)硬件电路和/或处理器，诸如微处理器或者微处理器的一部分，其要求软件(例如固件)用于操作，但是在不需要软件用于操作时可以没有软件。

电路的定义适用于此术语在本申请中(包括任意权利要求中)的所有使用场景。作为另一示例，在此使用的术语“电路”也覆盖仅硬件电路或处理器(或多个处理器)、或者硬件电路或处理器的一部分、或者其随附软件或固件的实现方式。例如，如果适用于特定权利要求元素，术语“电路”还覆盖基带集成电路或处理器集成电路或者OLT或其他计算设备中的类似的集成电路。

图1示出了本公开的实施例可以在其中实现的通信系统100的示意图。如图1所示，通信系统100包括局端设备110，其通过通信链路115连接到至少一个终端设备120-1至120-3(后文中可以统称为终端设备120)并且向它们提供接入服务。进一步地，终端设备120-1至120-3通过相应的通信链路125-1至125-3连接到各自的用户驻地设备(CPE)130-1至130-3(后文中可以统称为用户驻地设备130)，例如，以向最终用户提供服务。

在一些实施例中，通信系统100可以是基于无源光网络(PON)的系统。在这种情况下，局端设备110可以包括光线路终端(OLT)等设备，终端设备120可以包括光网络单元(ONU)等设备，而通信链路115可以包括光纤等传输介质。在一些实施例中，通信系统100可以支持数字订户线路(DSL)技术。因此，DSL用户可以使用用户驻地设备130来传输DSL信号，而且通信链路125可以包括铜制双绞线等传输介质。在其他实施例中，通信系统100可以包括任何适用于本公开的实施例的有线或无线通信系统。

应当理解，尽管图1描绘了通信网络100具有特定数目的局端设备110、终端设备120和用户驻地设备130，并且它们以特定的通信链路115或125进行通信，但是这仅是示例性的，无意以任何方式限制本公开的范围。在其他实施例中，通信网络100可以具有任何适当数目的局端设备、终端设备、用户驻地设备和其他未示出的设备，它们可以按照任何适当方式使用任何适当通信链路进行通信。

在一些实施例中，局端设备110可以使用CDMA技术来与多个终端设备120进行通信，也即，局端设备110使用不同的扩频码来区分与不同终端设备120之间传输的数据。在这种情况下，通信系统100也可以称为CDMA-PON系统。如上文提到的，在CDMA-PON系统中，例如由于可用扩频码的数目大于在线终端设备的数目，所以有必要在包括所有扩频码的码本中选择部分扩频码用于实现局端设备110与终端设备120之间的通信。

不失一般性，在下文中将主要以沃尔什-哈达玛(Walsh-Hadamard)码(也简称为沃尔什码或哈达玛码)为例来描述本公开的各个实施例。然而，将理解，本公开的实施例可以等同地适用于任何可用于CDMA-PON系统的扩频码，或者更一般地适用于任何可用于CDMA技术的扩频码。

如本领域中已知的，哈达玛码的生成可以通过矩阵的形式描述为：

等等，其中矩阵A为2×2矩阵，矩阵B为4×4矩阵，矩阵C为8×8矩阵，矩阵D为16×16矩阵，矩阵E为32×32矩阵，以此类推。相应矩阵中的每个行即为一个扩频码。在一些情况下，矩阵A也可以是

不失一般性，下文将主要以32×32的E矩阵为例来描述本公开的实施例，但是将理解，本公开的实施例等同地适用于任何用于生成哈达玛码的矩阵。为了便于描述，在本文中使用扩频码在相应矩阵中的行序号为其序号。也就是说，以E矩阵为例，其每1行为一个32为的扩频码，其行号即为该扩频码的序号。

在码本包括32个32位沃尔什-哈达玛码的基础上，考虑一个局端设备110与8个终端设备120通信的场景。在该场景中，局端设备110需要从码本中选择8个扩频码分别分配给8个终端设备120。为了分析扩频码组合的选择对于通信系统性能的影响，可以随机地从码本中选择十种扩频码组合，并且在支持DSL最终用户的20千米CDMA-PON系统中评价该十种组合的传输性能。也即，每种扩频码组合包括8个扩频码，随机选出并且进行性能分析的扩频码组合中包括的扩频码的码序号在下面的表1中给出。

表1

根据上面表1中显示的仿真结果，可以发现不同扩频码组合的用于表征调制质量的平均误差矢量幅度(EVM)值在相当大的范围内波动，该范围为大约6.79％至大约9.31％。也就是说，扩频码的选择在很大程度上影响CDMA-PON的系统性能。

另一方面，可能的码组合的数目是巨大的。例如，从32个扩频码中选出8个扩频码具有大约1000万种组合。这意味着遍历所有可能的扩频码组合来比较它们的性能几乎是不可能的。因此，需要提供一种扩频码选择的方法用于优化CDMA-PON的系统性能。

鉴于传统方案中存在的上述问题以及其他潜在的问题，本公开的实施例提供了一种用于选择扩频码的解决方案，其基本思想是根据与扩频码相关联的编码信号频谱和信道频率响应来执行扩频码选择。通过本公开的实施例，可以从扩频码码本中选择出使系统性能优化的扩频码组合。下文将参考附图详细描述本公开的示例实施例。

图2示出了根据本公开的实施例的通信方法200的流程图。在一些实施例中，方法200可以由通信网络100中的局端设备110来实现，例如可以由局端设备110的处理器或处理单元来实现。在其他实施例中，方法200也可以由独立于局端设备110的计算设备来实现，或者可以由通信网络100中的其他单元来实现。为了便于讨论，将结合图1来讨论方法200。

在210处，局端设备110获得用于与第一数目的终端设备120通信的码本，该码本包括第二数目的扩频码(例如，全部的扩频码)，每个扩频码用于局端设备110与终端设备120中的一个终端设备之间的通信，第一数目小于或等于第二数目。例如，在上文描述的示例中，终端设备120的第一数目可以为8，而扩频码的第二数目可以为32。尽管本文中可能使用特定数目的终端设备和特定数目的扩频码来描述实施例，但是这仅是示例性的，无意以任何方式限制本公开的范围。将理解，终端设备120的第一数目可以是任何适当的数目，全部扩频码的第二数目可以是大于或等于第一数目的任何适当数目，以确保每个终端设备120使用不同的扩频码与局端设备110进行通信。

在220处，局端设备110基于与每个扩频码相关联的编码信号频谱受到信道频率响应的不利影响的水平，确定第二数目的扩频码将被使用的优先级。发明人经研究发现，相同的信号经过不同的扩频码编码后将具有不同的编码信号频谱，而不同的编码信号频谱将受到信道频率响应的不同程度的影响。为了更好地阐明这种现象，下面仍然以32位的哈达玛码为例结合图3-图6来进行说明。

图3至图6分别描绘了32个32位哈达玛码对相同的开关键控(OOK)信号编码后的编码信号频谱，其中图3A-图3H分别示出了序号为1-8的32位沃尔什-哈达玛扩频码的编码信号频谱的示意图，图4A-图4H分别示出了序号为9-16的32位沃尔什-哈达玛扩频码的编码信号频谱的示意图，图5A-图5H分别示出了序号为17-24的32位沃尔什-哈达玛扩频码的编码信号频谱的示意图，图6A-图6H分别示出了序号为25-32的32位沃尔什-哈达玛扩频码的编码信号频谱的示意图。

在图3至图6的频谱图中，横轴表示以千兆赫兹(GHz)为单位的频率，其中零频率位于横轴的中心，而纵轴表示频率成分的相对幅度。从图3至图6可以看出，32个编码信号的频谱占据不同的频带。例如，与序号为17和25的扩频码相关联的编码信号占据较低的频带，而与序号为2和18的扩频码相关联的编码信号占据较高的频带。尽管这里采用哈达玛码作为示例进行说明，但是将理解，任何扩频码均可以进行类似的频谱分析。

一般而言，不同频率成分的频谱将受到信道频率响应的不同影响，因为现实中的信道不是理想的，其频率响应对于每个频率不是均匀的。例如，PON系统中的信道包括发射器、光纤和接收器等，其通常展现低通滤波器的频率响应。因此，较高频带中的信号相比于较低频带中的信号将会遭受相对更高的损耗。

归因于与低通滤波器类似的信道频率响应，在一些实施例中，如果第一扩频码与包括较多低频成分的编码信号频谱相关联，而第二扩频码与包括较多高频成分的编码信号频谱相关联，则局端设备110可以确定第一扩频码将比第二扩频码优先使用。通过这样的方式，第二数目的扩频码被使用的优先级将良好地适应于具有低通滤波信道频率响应的信道环境。

将理解，低通滤波的频率响应仅是信道频率响应的一种示例，在其他实施例中，信道完全可能具有其他特点的频率响应，比如带通滤波响应、高通滤波响应，等等。在这种情况下，局端设备110可以相应地确定具有对应频率成分的编码信号的扩频码将优先使用。

作为示例，在信道具有低通滤波频率响应的情况下，局端设备110可以构建如下面的表2所示的针对沃尔什码的优先级表，以便于引导在CDMA-PON中的扩频码选择。

表2

优先级	扩频码序号
		1	17、25、9、13
2	29、21、5、7
		3	23、31、15、11
4	27、19、3、4
		5	20、28、12、16
6	32、24、8、6
		7	22、30、14、10
8	26、18、2

在上面的表2中，具有较低优先级值的扩频码可以比具有较高优先级值的扩频码优先被使用。例如，具有优先级值3的扩频码31可以比具有优先级值6的扩频码24优先使用。在同一优先级内，靠前的扩频码将优先被使用。例如，在优先级值1内，扩频码25可以比扩频码9优先使用。将理解，将扩频码分为8个优先级仅为一种示例，无意以任何方式限制本公开的范围。在其他实施例中，局端设备110也可以将32个扩频码分成任何适合数目的优先级，例如4个、16个、32个，等等。此外，注意到表2中未包括序号为1的扩频码，这是因为扩频码1为全1的基频扩频码，在实践中容易受基带噪声影响，较少使用。

将理解，上面以哈达玛扩频码和低通的信道频率响应为例说明了与编码信号频谱受到信道频率响应的不利影响，但是将理解，本公开的实施例可以等同地适用于任何扩频码和任何信道频率响应。换言之，局端设备110可以基于不同的扩频码和信道频率响应，在码本中优先选用受信道频率响应的不利影响较小的扩频码。

除了上文指出的低通滤波效应之外，在具有超高数据速率和长光纤传输的实际系统中，由光纤色散和功率衰落造成的信道频率响应中的“陷波区域”也可能显著地影响扩频码的编码信号频谱。下面结合图7来说明这样的陷波效应。

图7示出了具有陷波区域720的信道频率响应710的示意图。在图7中，横轴表示频率，纵轴表示以dB为单位的正向传输系数，即增益。如图7所示，信道频率响应曲线710在陷波区域720中的增益低于-3dB，这意味着信号功率的衰减大于一半，信号在陷波区域720中的传输性能显著变差。因此，局端设备110在第二数目的扩频码中选择将被使用的扩频码时应当避开陷波区域720。

具体而言，如果某个扩频码的编码信号频谱的主要频率成分位于信道频率响应710的陷波区域720中，则局端设备110可以不使用该扩频码在光信道中传输信号。也就是说，在这样的实施例中，局端设备110可以排除使用此类扩频码。通过这样的方式，被陷波区域“破坏”的扩频码将不会被用于局端设备与终端设备的通信，从而避免了系统性能的恶化。

此外，由于不同的终端设备120到局端设备110的信道可能是不同的(例如，具有不同的光纤距离和数据速率)，所以对于不同的终端设备120，陷波区域可能位于不同的频率处。因此，在一些实施例中，针对第一数目的终端设备120中的例如终端设备120-1，局端设备110可以获得终端设备120-1的信道长度(诸如，光纤距离)和所要求的数据速率。然后，局端设备110可以基于信道长度和数据速率来确定与终端设备120-1相关联的陷波区域。以此方式，局端设备110可以确定特定于每个终端设备的陷波区域的频谱位置，从而更精确有效地使扩频码的选择“避开”陷波区域。

返回参考图2，在230处，局端设备110基于第二数目的扩频码将被使用的优先级，从码本中选择第一数目的扩频码用于与第一数目的终端设备120通信。由于第一数目的扩频码是受到信道频率响应不利影响相对较小的扩频码，所以局端设备110可以通过该第一数目的扩频码实现与第一数目的终端设备的较好通信性能。

在一些实施例中，在第一数目的终端设备之一例如连接到局端设备110时，局端设备110可以从该终端设备接收到用于分配扩频码的请求。响应于该请求，局端设备110可以将第二数目的扩频码中尚未使用的具有最高优先级的扩频码分配给终端设备。例如，尚未使用的扩频码不包括已经被其他终端设备使用的扩频码以及编码信号频谱被信道的“陷波区域”破坏的扩频码。通过该方式，局端设备110可以确保具有较高优先级的扩频码优先被使用。

下面结合图8来描述局端设备110与终端设备120之间关于扩频码选择的交互过程，图8示出了根据本公开的实施例的局端设备110与终端设备120中的一个终端设备(例如，120-1)之间的示例通信800的流程图。当终端设备120-1从离线或睡眠状态启动时，它向局端设备110发送810启动消息以请求CDMA扩频码。在检测到新到来的终端设备120-1之后，局端设备110收集820其信息。例如，该信息可以包括光纤距离和所要求的数据速率，等等。

接着，在排除不可用的扩频码(诸如已经被其他终端设备使用的扩频码和被“陷波区域”破坏的扩频码)之后，局端设备110找出830具有最高优先级的扩频码。然后，局端设备110将找出的扩频码分配840给终端设备120-1。在利用所分配的扩频码编码其数据之后，终端设备120-1向局端设备110发送850编码得到的CDMA信号。在结束数据传输之后，终端设备120-1向局端设备110释放860占用的扩频码，从而局端设备110可以将该扩频码分配给其他终端设备。

值得注意的是，通过上文讨论的设置优先级的方式，所选择的扩频码组合(例如，根据表2选出的扩频码组合[17,25,9,13,29,21,5,7])可能还不是使得CDMA-PON系统的EVM性能最优化的最佳组合。为了得到最优化的组合，局端设备110可以基于平均调制质量来进一步调整扩频码的组合。在一些实施例中，局端设备110可以采用迭代的方式来提高扩频码组合的优化效率。在每次迭代中，局端设备110可以删除所选扩频码组合中具有最差EVM的至少一个(例如，两个)扩频码，并且从码本中添加相应数目的随机扩频码。在足够的迭代次数之后，就可以找出实现最佳EVM性能的扩频码组合。

也就是说，在一些实施例中，局端设备110可以基于第一数目的扩频码用于与第一数目的终端设备通信的平均调制质量，来优化第一数目的扩频码的选择。例如，局端设备110可以计算第一数目的扩频码的当前第一组合和候选第二组合的平均调制质量，其中第二组合通过将第一组合中调制质量较低的至少一个扩频码替换为第二数目的扩频中尚未使用的扩频码来获得。如果第二组合的平均调制质量高于第一组合的平均调制质量，则局端设备110可以将第一组合的扩频码更新为第二组合的扩频码。下面结合图9来描述这样的实施例。

图9示出了根据本公开的实施例的用于优化扩频码组合的选择的示例流程900的流程图。图9中示出的该进一步优化的过程可以用来使系统性能最大化，代价是具有更大的复杂度。如图9所示，该示例流程900由OLT 902和ONU 904来实施。OLT 902可以是上面描述的局端设备110的实施例，而ONU 904可以是上面描述的终端设备120之一的实施例。

在905处，OLT 902收集工作ONU的信息，根据上面描述的扩频码的优先级来选择第一扩频码组合，并且设置最大的迭代次数。与此相应，在945处，ONU 904向OLT 902发送启动消息，以促使OLT902收集其信息。在910处，OLT 902将所选择的扩频码分配给每个ONU。与此对应，在950处，ONU 904利用分配的扩频码编码传输数据，并且向OLT 902发送编码信号。在915处，OLT 902计算每个ONU的EVM和所有ONU的平均EVM。

在920处，OLT 902判断迭代是否结束。如果迭代没有结束，则在940处，OLT 902在扩频码组合中删除具有最差EVM性能的两个扩频码，并且从码本中添加两个随机扩频码，以进一步检测扩频码组合的性能。如果迭代结束，则在935处，OLT 902得到最佳扩频码组合，将它们分配给ONU。此外，在925处，OLT 902确定是否得到更优的平均EVM。如果是，则在930处，OLT 902保存扩频码组合和新的更优EVM。

在一些实施例中，能够执行方法200的装置(例如，局端设备110)可以包括用于执行方法200各个步骤的相应部件。这些部件可以任意适当方式实现。例如，可以通过电路或者软件模块来实现。

在一些实施例中，该装置包括：用于获得用于与第一数目的终端设备通信的码本的部件，码本包括第二数目的扩频码，每个扩频码用于局端设备与一个终端设备之间的通信，第一数目小于或等于第二数目；用于基于与每个扩频码相关联的编码信号频谱受到信道频率响应的不利影响的水平来确定第二数目的扩频码将被使用的优先级的部件；以及用于基于优先级从码本中选择第一数目的扩频码用于与第一数目的终端设备通信的部件。

在一些实施例中，用于确定第二数目的扩频码将被使用的优先级的部件包括：用于确定第一扩频码将比第二扩频码优先使用的部件，其中第一扩频码与包括较多低频成分的编码信号频谱相关联，第二扩频码与包括较多高频成分的编码信号频谱相关联。

在一些实施例中，用于确定第二数目的扩频码将被使用的优先级的部件包括：用于排除使用第三扩频码的部件，其中与第三扩频码相关联的编码信号频谱的主要成分位于信道频率响应的陷波区域中。

在一些实施例中，该装置进一步包括：针对第一数目的终端设备中的终端设备，用于获得终端设备的信道长度和所要求的数据速率的部件；以及用于基于信道长度和数据速率来确定陷波区域的部件。

在一些实施例中，用于从码本中选择扩频码用于与终端设备通信的部件包括：用于响应于从第一数目的终端设备之一接收到用于分配扩频码的请求，将第二数目的扩频码中尚未使用的具有最高优先级的扩频码分配给终端设备的部件。

在一些实施例中，该装置进一步包括：用于基于第一数目的扩频码用于与第一数目的终端设备通信的平均调制质量，来优化第一数目的扩频码的选择的部件。

在一些实施例中，用于优化第一数目的扩频码的选择的部件包括：用于计算第一数目的扩频码的当前第一组合和候选第二组合的平均调制质量的部件，第二组合通过将第一组合中调制质量较低的至少一个扩频码替换为第二数目的扩频中尚未使用的扩频码来获得；以及用于响应于第二组合的平均调制质量高于第一组合的平均调制质量，将第一组合更新为第二组合的部件。

通过本公开的实施例，能够从扩频码的码本中选出使系统性能优化的扩频码组合，其有益技术效果已经通过仿真得到验证。下面结合图10-图12来介绍根据本公开的实施例的用于仿真的示例系统和得到的仿真结果。

图10示出了根据本公开的实施例的用于仿真的CDMA-PON系统1000的示例框图。具体地，图10描绘了本公开的实施例使用在服务于DSL用户的光CDMA接入系统中，其中支持八个DSL用户并且馈线光纤长度为20千米。此外，在仿真中使用32位的哈达玛码本。

如图10所示，在左侧描绘的局端设备(OLT)处，根据本公开的实施例从码本中选择八个扩频码，它们的序号可以分别为17、25、9、13、29、21、5、7。例如，第一个被选用的扩频码是码本中的序号为17的扩频码，其是[1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1]。

具有离散多音调(DMT)格式的八个250MHz DSL基带数据-1至数据-8被馈送到局端设备中，并且在对应的编码器1010-1至1010-8中通过所选择的扩频码被编码。8个编码信号然后在时域中由复用器1020复用(相加)在一起以构造电CDMA信号，其具有16-G样本/秒的采样率和16GHz的总带宽。电域至光域(E/O)转换器1130(例如，直接调制激光器DML)用来将复用的CDMA信号转换到光域。在E/O转换后，光CDMA信号被发射到20千米馈线光纤1035中。

在接收器侧，光检测器(PD)和电放大器1040用来接收光CDMA信号。电分路器1050将CDMA信号定向到不同的ONU 1060-1至1060-8的解码器，其中CDMA信号通过各自的扩频码被解码。在解码之后，DSL基带信号通过双绞铜线被递送给最终用户，并且馈送到用户驻地设备(CPE)1070-1至1070-8。系统性能通过8个DSL信号的平均EVM值来评估。

图11A和图11B分别示出了根据本公开的实施例的针对20千米和30千米光纤传输的性能仿真结果图。在图11A和图11B中，横轴表示仿真的扩频码组合索引，纵轴表示仿真的平均EVM值，以百分比表示。如图11A所示，线1110示出使用根据本公开的实施例选出的扩频码组合的EVM值。另外，其他1000个扩频码组合也通过随机方式被选择。仿真结果呈现在图11A中，其中点1120表示1000个随机扩频码组合的EVM值，1000个扩频码组合的平均EVM值为7.8251％，比线1110高大约2％。类似地，图11B示出了在30千米CDMA-PON系统中仿真的通过本公开的实施例选择的扩频码组合的EVM值1130和1000个随机扩频码组的EVM值1140，其中可以明显地观察到本公开实施例的性能优势。

图12A和图12B分别示出了根据本公开的实施例的针对20千米和30千米光纤传输的扩频码组合迭代优化的仿真结果图。在图12A和图12B中，横轴表示仿真的执行扩频码组合优化的迭代次数，纵轴表示仿真的最佳平均EVM值，以百分比表示。如图12A和图12B所示，在2000次迭代之后，对于20千米和30千米CDMA-PON系统，分别获得大约5.58％和8.56％的最佳EVM性能。由此可见，根据本公开的实施例的扩频码组合优化方法进一步提升了系统性能。

图13示出了适合实现本公开的实施例的设备1300的简化框图。在一些实施例中，设备1300可以用来实现局端设备，例如图1中示出的局端设备110。

如图13中示出的，设备1300包括控制器1310。控制器1310控制设备1300的操作和功能。例如，在某些实施例中，控制器1310可以借助于与其耦合的存储器1320中所存储的指令1330来执行各种操作。

存储器1320可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以利用任何合适的数据存储技术来实现，包括但不限于基于半导体的存储器件、磁存储器件和系统、光存储器件和系统。应当理解，尽管图13中仅示出了一个存储器1320，但是在设备1300中可以存在多个物理不同的存储器单元。

控制器1310可以是适用于本地技术环境的任何合适的类型，并且可以包括但不限于通用计算机、专用计算机、微控制器、数字信号控制器(DSP)、以及基于控制器的多核控制器架构中的一个或多个。设备1300也可以包括多个控制器1310。控制器1310与收发器1340耦合，收发器1340可以借助于一个或多个天线1350和/或其他部件来实现信息的接收和发送。

当设备1300充当局端设备110时，控制器1310、存储器1320、指令1330和收发器1340可以配合操作，以实现上文参考图2所描述的方法200。上文参考图2至图10所描述的所有特征均适用于设备1300，此处不再赘述。

应当注意，本公开的实施例可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。

作为示例，本公开的实施例可以在机器可执行指令的上下文中被描述，机器可执行指令诸如包括在目标的真实或者虚拟处理器上的器件中执行的程序模块中。一般而言，程序模块包括例程、程序、库、对象、类、组件、数据结构等，其执行特定的任务或者实现特定的抽象数据结构。在各实施例中，程序模块的功能可以在所描述的程序模块之间合并或者分割。用于程序模块的机器可执行指令可以在本地或者分布式设备内执行。在分布式设备中，程序模块可以位于本地和远程存储介质二者中。

用于实现本公开的方法的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言编写。这些计算机程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程的数据处理装置的处理器，使得程序代码在被计算机或其他可编程的数据处理装置执行的时候，引起在流程图和/或框图中规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在计算机上、部分在计算机上、作为独立的软件包、部分在计算机上且部分在远程计算机上或完全在远程计算机或服务器上执行。

在本公开的上下文中，计算机程序代码或者相关数据可以由任意适当载体承载，以使得设备、装置或者处理器能够执行上文描述的各种处理和操作。载体的示例包括信号、计算机可读介质、等等。信号的示例可以包括电、光、无线电、声音或其它形式的传播信号，诸如载波、红外信号等。

计算机可读介质可以是包含或存储用于或有关于指令执行系统、装置或设备的程序的任何有形介质。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读介质可以包括但不限于电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的或半导体系统、装置或设备，或其任意合适的组合。计算机可读存储介质的更详细示例包括带有一根或多根导线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存储存取器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光存储设备、磁存储设备，或其任意合适的组合。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开的方法的操作，但是这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤组合为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。还应当注意，根据本公开的两个或更多装置的特征和功能可以在一个装置中具体化。反之，上文描述的一个装置的特征和功能可以进一步划分为由多个装置来具体化。

虽然已经参考若干具体实施例描述了本公开，但是应当理解，本公开不限于所公开的具体实施例。本公开旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等效布置。

Claims (15)

1.一种通信方法，包括：

在局端设备处，获得用于与第一数目的终端设备通信的码本，所述码本包括第二数目的扩频码，每个扩频码用于所述局端设备与一个终端设备之间的通信，所述第一数目小于或等于所述第二数目；

基于与每个扩频码相关联的编码信号频谱受到信道频率响应的不利影响的水平，确定所述第二数目的扩频码将被使用的优先级；以及

基于所述优先级，从所述码本中选择所述第一数目的扩频码用于与所述第一数目的终端设备通信。

2.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述第二数目的扩频码将被使用的优先级包括：

确定第一扩频码将比第二扩频码优先使用，其中第一扩频码与包括较多低频成分的编码信号频谱相关联，第二扩频码与包括较多高频成分的编码信号频谱相关联。

3.根据权利要求1所述的方法，其中确定所述第二数目的扩频码将被使用的优先级包括：

排除使用第三扩频码，其中与所述第三扩频码相关联的编码信号频谱的主要成分位于所述信道频率响应的陷波区域中。

4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括：

针对所述第一数目的终端设备中的终端设备，

获得所述终端设备的信道长度和所要求的数据速率；以及

基于所述信道长度和所述数据速率来确定所述陷波区域。

5.根据权利要求1所述的方法，其中从所述码本中选择扩频码用于与终端设备通信包括：

响应于从所述第一数目的终端设备之一接收到用于分配扩频码的请求，将所述第二数目的扩频码中尚未使用的具有最高优先级的扩频码分配给所述终端设备。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

基于所述第一数目的扩频码用于与所述第一数目的终端设备通信的平均调制质量，来优化所述第一数目的扩频码的选择。

7.根据权利要求6所述的方法，其中优化所述第一数目的扩频码的选择包括：

计算所述第一数目的扩频码的当前第一组合和候选第二组合的平均调制质量，所述第二组合通过将所述第一组合中调制质量较低的至少一个扩频码替换为所述第二数目的扩频中尚未使用的扩频码来获得；以及

响应于所述第二组合的平均调制质量高于所述第一组合的平均调制质量，将所述第一组合更新为所述第二组合。

8.一种局端设备，包括：

至少一个处理器；以及

包括计算机程序指令的至少一个存储器，所述至少一个存储器和所述计算机程序指令被配置为，与所述至少一个处理器一起，使得所述局端设备：

获得用于与第一数目的终端设备通信的码本，所述码本包括第二数目的扩频码，每个扩频码用于所述局端设备与一个终端设备之间的通信，所述第一数目小于或等于所述第二数目；

基于与每个扩频码相关联的编码信号频谱受到信道频率响应的不利影响的水平，确定所述第二数目的扩频码将被使用的优先级；以及

基于所述优先级，从所述码本中选择所述第一数目的扩频码用于与所述第一数目的终端设备通信。

9.根据权利要求8所述的局端设备，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序指令进一步被配置为，与所述至少一个处理器一起，使得所述局端设备：

确定第一扩频码将比第二扩频码优先使用，其中第一扩频码与包括较多低频成分的编码信号频谱相关联，第二扩频码与包括较多高频成分的编码信号频谱相关联。

10.根据权利要求8所述的局端设备，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序指令进一步被配置为，与所述至少一个处理器一起，使得所述局端设备：

排除使用第三扩频码，其中与所述第三扩频码相关联的编码信号频谱的主要成分位于所述信道频率响应的陷波区域中。

11.根据权利要求10所述的局端设备，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序指令进一步被配置为，与所述至少一个处理器一起，使得所述局端设备：

针对所述第一数目的终端设备中的终端设备，

获得所述终端设备的信道长度和所要求的数据速率；以及

基于所述信道长度和所述数据速率来确定所述陷波区域。

12.根据权利要求8所述的局端设备，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序指令进一步被配置为，与所述至少一个处理器一起，使得所述局端设备：

响应于从所述第一数目的终端设备之一接收到用于分配扩频码的请求，将所述第二数目的扩频码中尚未使用的具有最高优先级的扩频码分配给所述终端设备。

13.根据权利要求8所述的局端设备，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序指令进一步被配置为，与所述至少一个处理器一起，使得所述局端设备：

基于所述第一数目的扩频码用于与所述第一数目的终端设备通信的平均调制质量，来优化所述第一数目的扩频码的选择。

14.根据权利要求13所述的局端设备，其中所述至少一个存储器和所述计算机程序指令进一步被配置为，与所述至少一个处理器一起，使得所述局端设备：

计算所述第一数目的扩频码的当前第一组合和候选第二组合的平均调制质量，所述第二组合通过将所述第一组合中调制质量较低的至少一个扩频码替换为所述第二数目的扩频中尚未使用的扩频码来获得；以及

响应于所述第二组合的平均调制质量高于所述第一组合的平均调制质量，将所述第一组合更新为所述第二组合。

15.一种计算机可读介质，所述计算机可读介质包括机器可执行指令，所述机器可执行指令在被执行时使机器执行根据权利要求1-7中任一项所述的方法。

Images