CN115086128A - 用于自动排除受损副载波的系统和方法 - Google Patents

用于自动排除受损副载波的系统和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115086128A
CN115086128A CN202110268991.1A CN202110268991A CN115086128A CN 115086128 A CN115086128 A CN 115086128A CN 202110268991 A CN202110268991 A CN 202110268991A CN 115086128 A CN115086128 A CN 115086128A
Authority
CN
China
Prior art keywords
subcarriers
cable modem
corrupted
subcarrier
cable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110268991.1A
Other languages
English (en)
Inventor
芦伟
肖静
陈学波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Arris Enterprises LLC
Original Assignee
Arris Enterprises LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Arris Enterprises LLC filed Critical Arris Enterprises LLC
Priority to CN202110268991.1A priority Critical patent/CN115086128A/zh
Publication of CN115086128A publication Critical patent/CN115086128A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L27/00—Modulated-carrier systems
    • H04L27/26—Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601—Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2602—Signal structure
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/16—Threshold monitoring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

公开了用于从头端装置与电缆调制解调器之间的通信自动排除受损副载波的系统和方法。在一些实施例中，电缆调制解调器可以使用频谱分析仪来测量副载波中的噪声电平并识别受损的副载波。电缆调制解调器和/或头端装置随后可以排除所识别的受损副载波。

Description

用于自动排除受损副载波的系统和方法
相关申请的交叉引用
无
背景技术
本申请的主题大体上涉及在DOCSIS传输架构中创建位加载配置文件并将其分配到电缆调制解调器。
在创建CableLabs DOCSIS 3.1规范期间，引入了正交频分复用(OFDM)技术作为电缆数据传输调制技术。OFDM/OFDMA技术的目的是通过优化用于射频带宽的每个副载波的QAM调制水平，来最大化整个电缆数据网络内数据传输的效率。尽管最初定义为直接用于下游方向，但OFDM技术适用于在上游方向使用的多址技术(正交频分多址—OFDMA)。在每个方向上，相对宽的信道被细分为许多小的副载波。在下游方向上，这些副载波中的每一个可以使用其自身的正交振幅调制(QAM)水平，其等同于每个副载波QAM符号的不同位容量。在上游方向上，将副载波组进行组合，并在进行时间复用时，创建被称为“微时隙”的上游带宽分配的原子单元。在上游方向上，微时隙的所有副载波被分配相同的QAM水平，因此微时隙的所有副载波的每个QAM符号具有相同的位容量。
DOCSIS3.1调制解调器支持用于下游和上游数据传输的OFDM/OFDMA信道，其中在下游方向上具有高达192MHz并且在上游方向上具有高达96MHz的宽信道带宽。但是，即使是在6MHz带宽内有几个副载波(甚至可能是一个副载波)受损的情况下，整个OFDM和OFDMA信道也会丢失。具体地说，调制解调器器具是OFDM/OFDMA信道中的机构，当信道中的码字错误率高于定义的阈值时，该机构将降低调制配置文件或考虑信道受损。
在这种情况下，下游/上游吞吐量将急剧下降。此外，不可能消除整个192MHz/96MHz信道内的所有噪声，并且如果OFDM/OFDMA信道频率中的任何地方都存在足够的噪声，则因此存在整个信道将掉线的风险。
因此，需要的是在OFDM/OFDMA信道的副载波内存在噪声的情况下提高调制解调器的吞吐量的系统和方法。
附图说明
为了更好地理解本发明，并且为了展示如何实施本发明，现在将以举例的方式参考附图，在附图中：
图1示出了正交频分复用技术。
图2示出了正交振幅调制技术。
图3示出了用于将内容递送到多个电缆调制解调器的DOCSIS网络传输架构，多个电缆调制解调器组织成组以便减少传输错误，且其中电缆调制解调器各自使用一个或多个位加载配置文件。
图4示出了用于在OFDM/OFDMA信道的副载波中存在噪声时提高电缆调制解调器的吞吐量的示范性系统。
图5示出了图4的电缆调制解调器使用的示范性方法。
图6示出了图4的CCAP使用的示范性方法。
具体实施方式
OFDM基于频分复用(FDM)这一众所周知的技术。在FDM中，不同的信息流被映射到单独的并行频率信道上。每个FDM信道由频率防护带与其他信道隔开，以减少相邻信道之间的干扰。
正交频分复用(OFDM)通过在每个信道内使用多个副载波来扩展FDM技术。OFDM并非利用单个副载波传输高速数据流，而是利用大量并行传输的紧密间隔的正交副载波。在低符号率下用常规数字调制方案(例如，QPSK、16QAM等)调制每个副载波。然而，许多副载波的组合使得数据速率能够类似于等价带宽内的常规单载波调制方案。
例如，参考图1，在频域中，相邻正交音调或副载波1和2可以各自独立地用复杂数据调制。尽管图1中仅标识了两个副载波，但本领域的普通技术人员将理解，典型的OFDM传输将包括大量正交副载波。如刚刚指出的，副载波1和2(以及所有其他副载波)彼此正交。具体地说，如图1中可见，副载波1具有频谱能量，所述频谱能量包括具有中心频率3的sinc函数，边带在规则间隔处具有峰值和零值。这些边带与副载波2的边带重叠，但副载波1的每个频谱峰值与副载波2的零值对齐。因此，频谱能量的重叠不会干扰系统恢复原始信号的能力；接收机将传入信号乘以(即，相关)已知正弦函数组，以恢复发送的原始位组。
在时域中，通过对频域中的各个副载波执行逆快速傅里叶变换(IFFT)，以相应符号间隔4组合所有频率副载波1、2等。防护带5可以优选地插入符号间隔4中的每一个符号间隔之间，以防止由无线电信道中的多路径延迟扩散引起的符号间干扰。以此方式，可以级联包含在相应副载波中的多个符号以产生最终的OFDM突发信号。为了在接收机处恢复信号，可以执行快速傅里叶变换(FFT)以恢复原始数据位。
还如先前所指出的，OFDM传输中的每个副载波可以用多个预定义振幅和相位中的复杂数据独立地调制。例如，图2示出了正交振幅调制(QAM)技术，其中可以在十六种不同相位/振幅组合(16QAM)中的选择性组合中调制副载波。因此，例如，图1的副载波1可以在第一符号间隔中通过具有25％的振幅和45°的相位来传输符号0000，并且在第二符号间隔中通过具有75％的振幅和135°的相位来传输符号1011。类似地，副载波2可以传输多个不同符号中的选定符号。
图2示出了16QAM调制技术，但现代DOCSIS传输架构允许高达16384QAM的调制。此外，图1中所示的副载波1、2等中的每一个可以用其自身的独立QAM调制运行，即，副载波1可以传输256QAM符号，而副载波2可以传输2048QAM符号。因此，为了使接收机和发射机正常通信，使用位加载配置文件，所述位加载配置文件是为每个副载波指定在符号间隔期间由副载波使用的调制阶数(16QAM、256QAM等)的向量。当前的DOCSIS 3.1规范允许每个电缆调制解调器在下游方向上被分配最多五个不同的位加载配置文件，并且在上游方向上被分配最多两个不同的位加载配置文件。在电缆调制解调器与头端之间传送用于给定符号间隔的位加载配置文件，使得可以正确解码传输的信息。
图3示出了使用QAM调制的OFDM/OFDMA信道在DOCSIS架构中传送数据的系统。具体地说，系统10可以包括通常见于视频内容和/或数据服务提供方的头端内的融合有线接入平台(CCAP)12中。本领域的普通技术人员将认识到，所公开的系统和方法可以与电缆调制解调器端接服务(CMTS)而不是CCAP一起使用，或与内容提供方的其它集中式设备一起使用，所述其它集中式设备充当源以通过居间分布网络向电缆调制解调器提供下游数据并从电缆调制解调器接收上游数据。这些集中式设备可以统称为“头端设备”。CCAP 12通过一个或多个节点14经由网络与其客户驻地的多个电缆调制解调器16通信。通常，网络可以是混合光纤同轴网络，其中除了客户驻地处的到电缆分接头的干线(未示出)以及从分接头到电缆调制解调器16的电缆之外，大部分传输距离包括为同轴电缆的光纤。然而，更近期的架构，例如光纤到驻地(FTTP)已经用光纤替代了从上游节点开始的整个线路。
如前所述，噪声通常存在于信道的一个或多个副载波中。噪声可能是环境施加于系统的乱真电磁干扰的结果，可能源自相邻副载波/信道的干扰(尽管有防护带)、上游信号在下游方向上的反射(反之亦然)，或许多其它噪声源。如果噪声足够高，即使位于少数副载波中，调制解调器也可能通过简单地断开整个信道来作出响应，这会导致吞吐量降低。
图4示出了系统30，CCAP 32通过该系统经由节点34与一个或多个电缆调制解调器36通信。本领域的普通技术人员将了解，尽管仅示出了一个电缆调制解调器36以例示本公开的系统和方法，但CCAP通常将与大量电缆调制解调器通信，所述电缆调制解调器中的每一个都可以受益于本文的公开。类似地，尽管示出了CCAP 32，但所公开的系统和方法同样适用于使用CMTS的架构、分布式架构(例如，远程PHY或远程MACPHY架构)等。
电缆调制解调器36优选地包括频谱分析仪38或其它类似装置，其能够分析传入信号以确定其接收的OFDM/OFDMA信道的各个副载波中的噪声的存在和量。关于下游OFDM信号，电缆调制解调器36可以计算并识别具有低信噪比(SNR)或高码字错误率的受损下游副载波。在一些实施例中，电缆调制解调器可以使用阈值识别受损副载波。在一些实施例中，阈值可以是固定值，或者它还可以采用相对阈值，所述相对阈值识别具有高于本底的噪声值的受损最大的一个或多个副载波。后一个实施例可能是有用的，例如，在仅可以排除有限数量的副载波的情况下。在一些实施例中，阈值(或本底，如果使用的话)可以具有能够由CCAP 32或其它头端装置配置的可变值。
电缆调制解调器36可以将关于受损副载波的数据报告给主动网络管理(Proactive Network Management)(PNM)服务器40，该服务器继而向CCAP 32发送命令，以将受损副载波从OFDM信道排除，同时保留其余副载波。CCAP包括处理装置33，其调整下游传输以补偿缺失的副载波。这将保留大部分带宽。还可以生成并记录事件日志，以报告受损副载波。
关于上游方向上的OFDMA信号，在一些实施例中，CCAP 32可以测量从电缆调制解调器36接收的上游信号中的噪声，并将噪声相关信息报告给电缆调制解调器36，以允许电缆调制解调器确定其在上游方向上使用的任何副载波上的SNR或码字速率是否不足。如果不足，电缆调制解调器36可以停止在受损副载波上传输数据，并将该信息报告给PNM服务器40或直接报告给头端装置。PNM服务器40可以接着向CCAP 32发送命令以将受损副载波从OFDMA信道排除并保留其余副载波，这将再次在具有受损副载波的信道中保留大部分带宽。CCAP 32的处理装置33可以通过在其余副载波之间重新布置数据/符号并将必要信息传送给电缆调制解调器36来补偿缺失的副载波。与下游方向一样，还可以生成并记录事件日志，以报告受损副载波。
本领域的普通技术人员将理解，尽管前述系统包括PPM服务器40，但替代实施例可以简单地使电缆调制解调器36直接向CCAP 32报告，其接着采取如上所述的任何适当动作。在任一情况下，在一些实施例中，可以生成并记录事件日志以报告数据(例如，噪声电平等)以及受损副载波的识别。
在一些实施例中，CCAP 32可以被配置成仅定义一个排除带。在这种情况下，可以在PNM 40和/或CCAP 32中定义两个管理信息库(MIB)参数：dsOfdmImpairedLowEdge、dsOfdmImpairedHighEdge，它们一起设定要排除的频带的边界，即这两个MIB值可以用于配置OFDM信道内的排除带。
图5示出了可以由图4中所示的电缆调制解调器36使用的示范性方法50。在步骤53处，电缆调制解调器可以对下游信号进行频谱测量和/或从CCAP接收关于上游信道噪声的报告信息。在步骤54，基于该信息，电缆调制解调器识别受损副载波。如果该信号是上游信号，则在步骤56，电缆调制解调器36可以停止以受损频率进行传输。在步骤58，电缆调制解调器58可以任选地使用如上文所公开的MIB值向CCAP 32报告受损频率。
图6示出了可以由图4中所示的CCAP 32或其它类似头端装置使用的示范性方法60。在步骤62，CCAP 32可以从电缆调制解调器接收指示一个或多个副载波受损的信息。在一些实施例中，该信息可以包括指定(一个或多个)受损副载波的排除带的MIB值。在步骤64，CCAP 32可以从由CCAP 32接收/发送的上游/下游信号排除受损副载波，并且在步骤66，CCAP可以补偿排除的(一个或多个)副载波。
应当理解，本发明不限于已经描述的特定实施例，并且可以在不脱离所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下在其中作出变化，本发明的范围如根据通行法律的原则，包括等同原则或将权利要求的可执行范围扩大到其字面范围之外的任何其他原则所解释的。除非上下文另外指示，否则权利要求中对元件的实例数目的引用(无论是对一个实例或多于一个实例的引用)都至少需要所述元件的指定实例数目，但并不意图从权利要求的范围中排除具有比所述元件的实例更多的实例的结构或方法。当用于权利要求中时，词语“包括”或其派生词以非排他性含义使用，所述非排他性含义不旨在排除所要求保护的结构或方法中其它元件或步骤的存在。

Claims (20)

1.一种电缆调制解调器，所述电缆调制解调器经由多个OFDM信号与头端装置通信，每个OFDM信号包括多个副载波，所述电缆调制解调器包括频谱分析仪，所述频谱分析仪被配置成逐个分析所述多个副载波并且识别所述副载波中的受损副载波，其中，所述电缆调制解调器还被配置成在上游方向上传送所述副载波中的受损副载波的身份。
2.根据权利要求1所述的电缆调制解调器，其中，所述多个OFDM信号包括上游信号，并且所述电缆调制解调器能够排除它所识别的所述副载波中的受损副载波。
3.根据权利要求1所述的电缆调制解调器，其中，所述多个OFDM信号包括下游信号，并且所述电缆调制解调器被配置成向所述头端装置和主动网络管理服务器中的至少一者报告所识别的受损副载波。
4.根据权利要求1所述的电缆调制解调器，其中，所述电缆调制解调器使用阈值识别受损副载波。
5.根据权利要求1所述的电缆调制解调器，其中，所述电缆调制解调器使用MIB在所述上游方向上传送至少一个受损副载波的身份。
6.一种由电缆调制解调器实施的方法，所述电缆调制解调器经由多个OFDM信号与头端装置通信，每个OFDM信号包括多个副载波，所述方法包括：
逐个分析所述多个副载波以确定所分析的各个副载波中的噪声的量值；
基于所述分析识别所述多个副载波中的受损副载波；以及
在上游方向上传送所述多个副载波中的受损副载波的身份。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述多个OFDM信号包括上游信号，并且所述方法包括所述电缆调制解调器排除它识别的所述副载波中的受损副载波的步骤。
8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述多个OFDM信号包括下游信号，并且所述方法包括所述电缆调制解调器向所述电缆调制解调器和主动网络管理服务器中的至少一者报告所识别的受损副载波的步骤。
9.根据权利要求6所述的方法，包括使用阈值识别受损副载波的步骤。
10.根据权利要求6所述的方法，包括使用MIB在所述上游方向上传送至少一个受损副载波的身份的步骤。
11.一种头端装置，所述头端装置在一频率范围内经由多个OFDM信号与电缆调制解调器通信，每个OFDM信号包括多个副载波，所述头端被配置成基于来自所述电缆调制解调器的通信从所述频率范围排除所述副载波中的一个或多个。
12.根据权利要求11所述的头端装置，其中，来自所述电缆调制解调器的通信通过主动网络管理服务器被间接接收。
13.根据权利要求11所述的头端装置，其中，从所述电缆调制解调器接收的通信包括至少一个MIB。
14.根据权利要求11所述的头端装置，其中，所述头端装置包括处理器，与所述电缆调制解调器的通信包括下游信号，并且所述头端装置调整下游传输以补偿缺失的副载波。
15.根据权利要求11所述的头端装置，包括CCAP和CMTS中的至少一者。
16.一种由头端装置实施的方法，所述头端装置在一频率范围内经由多个OFDM信号与电缆调制解调器通信，每个OFDM信号包括多个副载波，所述方法包括：
从所述电缆调制解调器接收至少一个受损副载波的标识；以及
基于所述标识从所述频率范围排除所识别的至少一个受损副载波。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，来自所述电缆调制解调器的通信通过主动网络管理服务器被间接接收。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，从所述电缆调制解调器接收的通信包括至少一个MIB，所述至少一个MIB用于从所述频率范围排除所述至少一个受损副载波。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，与所述电缆调制解调器的通信包括下游传输，并且所述方法包括调整所述下游传输以补偿缺失的副载波的步骤。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述头端装置包括CCAP和CMTS中的至少一者。
CN202110268991.1A 2021-03-12 2021-03-12 用于自动排除受损副载波的系统和方法 Pending CN115086128A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110268991.1A CN115086128A (zh) 2021-03-12 2021-03-12 用于自动排除受损副载波的系统和方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110268991.1A CN115086128A (zh) 2021-03-12 2021-03-12 用于自动排除受损副载波的系统和方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115086128A true CN115086128A (zh) 2022-09-20

Family

ID=83240944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110268991.1A Pending CN115086128A (zh) 2021-03-12 2021-03-12 用于自动排除受损副载波的系统和方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115086128A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9647786B2 (en) Determining bitloading profiles based on sNR measurements
US9647801B2 (en) Method for selecting modulation tiers for transmissions over an orthogonal frequency division multiplexed (OFDM) channel
US6570913B1 (en) Method and apparatus for selecting optimum frequency for upstream data transmission in a network system utilizing cable modems
CA2646967C (en) Ofdma based on cognitive radio
US11533151B2 (en) Determining one or more data modulation profiles for one or more devices
US7039120B1 (en) Device and method for the dynamic allocation of frequencies for multicarrier modulation systems
US8730798B2 (en) Transmitter channel throughput in an information network
CZ248797A3 (en) Bidirectional multipoint communication system
US20230239410A1 (en) Ofdm and ofdma profile assignments for cable modems
US11509557B2 (en) Management of bitloading profiles for network communications
US9553683B2 (en) Upstream (US) transient impairment localization and detection within communication systems
US20240291739A1 (en) Data aggregation for communications network optimization
US20230396460A1 (en) Bitrate optimized clustering for ofdm/ofdma profile generation
US12040929B2 (en) Double-sideband continuous wave test (CWT) tone signals for data over cable service interface specification (DOCSIS) full duplex (FDX) interference group discovery
CN115086128A (zh) 用于自动排除受损副载波的系统和方法
US20230124322A1 (en) Systems and methods for measuring mobile interference in ofdm data
WO2023164156A1 (en) Bit loading for robustness
US20230412326A1 (en) Systems and methods for ofdma power equalization

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20220920

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication