CN1655470A - 一种解决数字用户线路远端串扰的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种解决数字用户线路远端串扰的方法，通过将局端信噪比仅保持在稳定建链所需的大小，从而将用户端设备的发送功率控制在合理的范围内，包括：读取已建链的数字用户线路链路的线路编码方式，确定稳定建链所需的建链信噪比和该建链信噪比的允许范围；计算该链路此时的局端信噪比；计算该局端信噪比与该建链信噪比的信噪比差值，并通过对应该信噪比差值相应调整用户端设备的发送功率，使该局端信噪比调整到该建链信噪比的允许范围内。本发明能在各种用户线路情况下将发送功率控制在合理范围，解决了使长线路的性能严重恶化的远端串扰问题。

Description

一种解决数字用户线路远端串扰的方法

技术领域

本发明涉及电子技术领域的一种解决数字用户线路(DSL：DigitalSubscriber Line)远端串扰的方法，尤其涉及一种解决甚高比特率数字用户线路(VDSL：Very high-speed Digital Subscriber Line)远端串扰的方法。

背景技术

VDSL是用于在较短距离的超高速DSL技术，可在短双绞铜线上传送比非对称数字用户线(ADSL：Asymmetric Digital Subscriber Line)更高速的数据。VDSL提供了13Mbit/s到52Mbit/s的下行速率和1.5Mbit/s到26Mbit/s的上行速率。VDSL成为超越ADSL的下一个发展方向，越来越受到人们的关注。目前，VDSL技术已经在很多国家得到了应用。

VDSL技术线路编码主要采用正交幅度调制技术(QAM：QuadratureAmplitude Modulation)和离散多音频技术(DMT：Discrete Multiple Tone)等几种编码方式。与ADSL相比，VDSL传输带宽更高，使用的载频更高，衰减和线间串扰对线路的性能影响也更严重。VDSL技术采用频分复用技术实现数据全双工传输，上行信道使用较高频段，下行信道使用相对低的频段，因此上行信道的信号相对下行信号衰减和辐射更严重，更容易干扰和受到相邻线路的干扰，即VDSL技术的远端串扰远大于近端串扰。在VDSL设备的开发中，必然会遇到远端串扰的问题，特别是存在不同距离的数字用户环路时，短线路对长线路的远端串扰就更为明显。远端串扰干扰用户线路上行信号使线路的性能下降，达不到预定的传输距离和传输速率，使数字用户线路不能稳定工作，甚至不能建链，降低了用户线的出线率。这样，能否降低线路的远端串扰，提高线路的上行信号的信噪比就成了设计VDSL设备的一个关键技术。因此必须选用合理的方法降低用户线间的相互干扰，解决远端串扰问题。

目前，VDSL芯片厂商生产VDSL套片大都使用功率反压(PBO：PowerBack Off)机制来控制发送功率，该方法只使用了一种简单的发送功率模板作为参考确定用户端(CPE：Customer Premise Equipment)调制解调器发送功率，因此不能在各种用户线路情况下，将上行信号的发送功率控制在合理范围，致使短线路的发送功率过大，对长线路产生严重的干扰，即远端串扰，使长线路的性能严重恶化。如：同时存在100m和1000m链路时，100m链路在对称12.5Mbps模式下建链后，1000m链路无法在对称12.5Mbps模式建链，只能在上行1Mbps/下行4Mbps的模式建链，线路的性能大大降低。这一缺点降低了VDSL设备使用的链路距离，使VDSL设备的商用严重受限，设备的故障率和维护费用大大增加，无法体现出VDSL技术对ADSL技术的优势。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种解决数字用户线路远端串扰的方法，解决现有技术不能在各种用户线路情况下将发送功率控制在合理范围，致使短线路的发送功率过大，对长线路产生严重的干扰，即远端串扰，使长线路的性能严重恶化的问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种解决数字用户线路远端串扰的方法，包括如下步骤：

步骤一，读取已建链的数字用户线路链路的线路编码方式，确定稳定建链所需的建链信噪比和该建链信噪比的允许范围；

步骤二，计算该链路此时的局端信噪比；

步骤三，计算该局端信噪比与该建链信噪比的信噪比差值，并通过对应该信噪比差值相应调整用户端设备的发送功率，使该局端信噪比调整到该建链信噪比的允许范围内。

上述的方法，其特点在于，该允许范围是该建链信噪比±1分贝。

上述的方法，其特点在于，该步骤三进一步包括如下步骤：

步骤310，判断该局端信噪比是否在该允许范围内，如果不是则执行步骤320，如果是则执行步骤370；

步骤320，判断该局端信噪比是否低于该允许范围的下限，如果是低于则执行步骤330，否则执行步骤340；

步骤330，判断该用户端设备是否达到了最大的发送功率，如果是则执行步骤370，否则执行步骤340；

步骤340，计算该信噪比差值，该信噪比差值＝局端信噪比-稳定建链信噪比；

步骤350，根据该信噪比差值确定该用户端设备的需要发送功率；

步骤360，跳到步骤二；

步骤370，结束调整。

上述的方法，其特点在于，所述步骤350中进一步包括：

步骤351，根据该信噪比差值和具体线路状况及应用要求确定发送功率的功率差值；

步骤352，读取当前发送功率；

步骤353，确定该用户端设备的需要发送功率，该需要发送功率＝当前发送功率-功率差值；

步骤354，查找该需要发送功率对应的发送功率控制寄存器值；

步骤355，将该寄存器值写入该用户端设备的发送功率控制寄存器中。

上述的方法，其特点在于，在所述步骤一之前还包括判断链路是否已建链的步骤，包括：

步骤10，设定要查询的链路号n；

步骤11，判断链路n是否建链，如果未建链，跳到步骤12执行，如果已经建链，跳到步骤一执行；

步骤12，判断n是否是要查询的最后一路，如果是，跳到步骤370执行，如果不是，链路号n＝n+1，回到步骤11执行。

上述的方法，其特点在于，在该数字用户线路的传输速率是对称12.5Mbps时，该建链信噪比取值为27分贝。

本发明的技术效果在于：

本发明提供的解决数字用户线路远端串扰的方法，通过将局端信噪比仅保持在稳定建链所需的大小，从而将用户端设备的发送功率控制在合理的范围内，用这种简单易行的方法控制了CPE的发送功率，使数字用户线路间的远端串扰降低到不对相邻用户线路性能产生明显的影响，又能保证数字用户线路稳定工作。特别是本发明的方法降低了短数字用户线路对长用户线路的远端串扰，克服了现有技术中DSL设备远端串扰严重，致使数字用户线路性能严重下降，线路工作不稳定等缺陷。在不增加任何费用的情况下，提高DSL线路的性能和出线率。使用该技术不影响DSL设备的兼容性和其它指标。

下面结合附图进一步详细说明本发明的具体实施例。

附图说明

图1是本发明的方法的流程图；

图2是VDSL用户线路工作原理示意图；

图3是VDSL线路短线路对长线路产生远端串扰的原理示意图；

图4是本发明实施例的流程图；

图5是信噪比与距离关系对比曲线；

图6是发送功率与距离的关系对比曲线。

具体实施方式

信噪比对VDSL链路是一个至关重要的指标，VDSL线路要稳定工作必须保证一定的信噪比，因此，计算数字用户线路的信噪比可以判断出该数字用户线是否能稳定工作。只有在保证一定的线路信噪比时，VDSL数字用户线路才能建链。要使该链路能稳定工作，丢包率低于规范所要求10-7，该链路的信噪比必须在建链信噪比基础上保证6dB的裕量。VDSL链路的发送功率必须符合VDSL设备的规范，平均发送功率必须低于规范规定的上限值14.5dBm，考虑到对业余无线电频段的干扰，实际发送功率不大于11.5dBm。在VDSL数字用户线路比较长时，发送功率已经达到最大时，链路也可以在不保证6dB裕量的情况下建链。数字用户线传输速率、线路的编码方式也对数字用户线路信噪比有影响，在计算线路信噪比时必须予以考虑。数字用户线路传输速率越高，同样线路情况下线路的信噪比越低。QAM调制的星座图越密，即每个信元所承载的比特数越多，线路稳定工作所需要的信噪比越高。影响线路信噪比的因素除了线路的长度、数字用户线路传输速率和线路编码方式外，数字用户线路发送功率是一个至关重要的因素。在在噪声环境不变的情况下，信号发送功率越高信噪比越大。相应地，加大发送功率必然会增大对相邻用户线产生的远端串扰，致使相邻的VDSL线路性能下降。因此，在确定数字用户线路发送功率时必须在该路用户线路信噪比提高与对相邻用户线远端串扰间进行均衡，即要保证该路用户线路稳定工作，也要保证相邻用户线路能在较高的性能下稳定工作。

图1是本发明的方法的流程图，包括如下步骤：

步骤100，读取已建链的数字用户线路链路的线路编码方式，确定稳定建链所需的建链信噪比和该建链信噪比的允许范围；

步骤200，计算该链路此时的局端信噪比；

步骤310，判断该局端信噪比是否在该允许范围内，如果不是则执行步骤320，如果是则执行步骤370；

步骤320，判断该局端信噪比是否低于该允许范围的下限，如果是低于则执行步骤330，否则执行步骤340；

步骤330，判断该用户端设备是否达到了最大的发送功率，如果是则执行步骤370，否则执行步骤340；

步骤340，计算该信噪比差值，该信噪比差值＝局端信噪比-稳定建链信噪比；

步骤351，根据该信噪比差值和具体线路状况及应用要求确定发送功率的功率差值；

步骤352，读取当前发送功率；

步骤353，确定该用户端设备的需要发送功率，该需要发送功率＝当前发送功率-功率差值；

步骤354，查找该需要发送功率对应的发送功率控制寄存器值；

步骤355，将该寄存器值写入该用户端设备的发送功率控制寄存器中；

步骤360，跳到步骤200；

步骤370，结束调整。

为了将本方法阐述清楚，下面对VDSL链路信号如何发送、传输和产生线间串扰进行分析。VDSL数字用户线路分为两部分，一部分位于电信的汇接局，称为局端。另一部分是位于用户处的调制解调器，称为用户端。这两部分通过一对非屏蔽的双绞线(UTP：unshielded twist pairs)连接，形成一条VDSL数字用户线路。局端和用户端结构相似，都是由发送电路、接收电路和2:4变换电路组成。局端发送低频段下行信号，从局端的发送电路发出，经过局端的2:4变换电路和非屏蔽双绞线传输到用户端，经过用户端2:4变换电路为用户端的接收电路所接收。用户端发送高频段上行信号，从用户端的发送电路发出，经过用户端的2:4变换电路和非屏蔽双绞线传输到局端，经过局端2:4变换电路为局端的接收电路所接收。图2对其工作原理进行了图示。可见，局端接收到信号强度由用户端发送电路发送功率和非屏蔽双绞线的衰减决定，局端发送功率越大，用户端接收信号功率越大；而用户端接收到信号强度由局端发送电路发送功率和非屏蔽双绞线的衰减决定，用户端发送功率越大，局端端接收信号功率越大。在实际应用中，VDSL线路的局端比较集中，发送功率大小相近，不容易产生串扰。用户端比较分散，与局端的距离相差很大，是通过在同一捆非屏蔽双绞线中的不同线对与局端连接，这种应用环境使VDSL线路在上行方向很容易出现远端串扰。特别是有比较短的用户线路(如100m用户)与比较长的用户(如1000m用户)相邻时，短用户线必然对长用户线产生远端串扰。长线路上行信号经过较长的非屏蔽双绞线衰减后信号已经比较弱，而短线路的上行信号此时仍然比较强，串扰到长线路上的干扰信号功率比较大，严重影响了长线路上的信号，从而使长线路的信噪比大大下降。图3对短线路对长线路产生串扰的原理进行了图示。

根据以上阐述的远端串扰产生的机理，我们利用局端用户汇接板上的CPU读取每一路建链的VDSL数字用户线路局端的接收信噪比，并读取该线路的线路编码方式确定线路稳定建链所需的信噪比SNRstablelink(建链信噪比)，并调整VDSL用户端发送功率使局端的信噪比保持在一定值，即能使VDSL线路稳定建链，又不对相邻链路产生明显的远端串扰。

按照以上方法实施，线路的性能显著提高。在为使用本方法以前，在有500m以下的短线路存在时，1000m的长线路只能在1Mbps上行/4Mbps下行的模式下建链，达不到所期望的对称12.5Mbps的速率。在使用本方法后，在有短线路存在时，1000m的长线路的性能基本不受影响，可以在对称12.5Mbps速率建链，信噪比超过稳定工作所需要25dB，达到了28dB。在以前的测试中，发现多路建链时，总有因干扰不能建链的线路。使用本方法后，该现象也消除了，提高了出线率。体现出了VDSL技术对ADSL技术的优势。

本发明针对标准VDSL设备，实现了VDSL设备远端串扰最小化，可与其他VDSL设备兼容，本发明具有简单易行，不附加任何成本等优点，具有广泛的适用范围。

下面以0.4mm线径非屏蔽双绞线，在对称12.5Mbps传输速率下建链的VDSL数字用户线路为例对该技术加以阐述。

如图4所示，实施例的方法步骤如下：

步骤410，设定要查询的链路号n；

步骤411，判断链路n是否建链，如果未建链，跳到步骤412执行，如果已经建链，跳到步骤413执行；

步骤412，判断n是否是要查询的最后一路，如果是，跳到步骤424执行，如果不是，链路号n＝n+1，回到步骤411的开始执行；

步骤413，读取链路n的线路编码方式，确定该路稳定建链的信噪比SNRstablelink，该实施例中根据线路的具体情况，在对称12.5Mbps的传输速率时，取SNRstablelink＝27dB；

步骤414，读取链路n的局端的信噪比寄存器的值，计算信噪比SNRlink(局端信噪比)；

步骤415，读取CPE的发送功率寄存器，查表1确定发送功率Plink；

步骤416，判断SNRlink是否在27dB±1dB的范围内，如果是，跳到步骤412执行，如果不是，跳到步骤417执行；

步骤417，判断SNRlink是否小于26dB，如果是，跳到步骤418执行，如果不是跳到步骤419执行；

步骤418，判断是否最大发送功率，如果是，跳到步骤412执行，如果不是，跳到步骤419执行；

步骤419，计算SNRdifference＝SNRlink-27dB；

步骤420，计算需要减小的发送功率Pdifference＝1.1×SNRdifference；

步骤421，计算发送功率Ptransmit＝Plink-Pdifference，查表获得功率控制寄存器应该写入的值Pcontrol；

步骤422，将Pcontrol写入CPE发送功率控制寄存器；

步骤423，跳到步骤414执行；

步骤424，结束。

图4是以上实施例的流程图，该实施例中的发送功率与寄存器的对应关系参见表1。在表1中左边一栏是CPE端的发送功率，即Ptransmit，右边一栏是CPE端发送功率对应的发送功率寄存器的值，即Pcontrol，左边一栏与右边一栏是一一对应的关系。如，-92dBm/Hz对应00 21h，-72dBm/Hz对应01 4Fh。

表1发送功率与发送功率寄存器值的对应关系

发送功率PtransmitdBm/Hz	发送功率寄存器的值Pcontrol
		-92	21h
-90	2Ah
		-88	35h
-86	42h
		-84	54h
-82	6Ah
		-80	85h
-78	A8h
		-76	D3h
-74	10Ah
		-72	14Fh
-70	1A6h
		-68	214h
-67	255h
		-58	3B2h

在未控制信噪比的情况下，由于CPE的发送功率远远超出了线路稳定工作所需的功率，信噪比也远大于线路稳定建链所需的信噪比。而在此时线路稳定工作的信噪比是25dB。本例中考虑到在其他线路建链时对已建链线路的影响，将信噪比定位于27dB，只要线路的信噪比在27dB±1dB即认为线路满足要求。经过实际测定绘出了控制信噪比后线路信噪比与未控制信噪比情况下信噪比和发送功率的对比曲线。此时对线路进行测定，发现线路不仅可以稳定工作，还可以使因受干扰不能在12.5bps/12.Mbps模式下建链的1000m链路能够稳定工作在该模式。经过以上方法控制后，在100-1000m的距离范围内，线路信噪比基本保持在27dB左右，而为控制前信噪比波动较大，参见图5；发送功率较未控制时明显减小，参见图6。

上述举例并非穷举，当需要设计其他数字用户线设备时，可根据需要改变相应参数值，达到降低远端串扰，提高线路性能和数字用户线设备的出现率的目的，上述不同具体量值的方法显然都在本发明的权利要求的保护范围之内。

以上所述仅为本发明其中的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围；凡按照本发明权利要求所作的均等变化与修饰，均为本发明权利要求所涵盖。

Claims (6)

1、一种解决数字用户线路远端串扰的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，读取已建链的数字用户线路链路的线路编码方式，确定稳定建链所需的建链信噪比和该建链信噪比的允许范围；

步骤二，计算该链路此时的局端信噪比；

步骤三，计算该局端信噪比与该建链信噪比的信噪比差值，并通过对应该信噪比差值相应调整用户端设备的发送功率，使该局端信噪比调整到该建链信噪比的允许范围内。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该允许范围是该建链信噪比±1分贝。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该步骤三进一步包括如下步骤：

步骤310，判断该局端信噪比是否在该允许范围内，如果不是则执行步骤320，如果是则执行步骤370；

步骤320，判断该局端信噪比是否低于该允许范围的下限，如果是低于则执行步骤330，否则执行步骤340；

步骤330，判断该用户端设备是否达到了最大的发送功率，如果是则执行步骤370，否则执行步骤340；

步骤340，计算该信噪比差值，该信噪比差值＝局端信噪比-建链信噪比；

步骤350，根据该信噪比差值确定该用户端设备的需要发送功率；

步骤360，跳到步骤二；

步骤370，结束调整。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤350中进一步包括：

步骤351，根据该信噪比差值和具体线路状况及应用要求确定发送功率的功率差值；

步骤352，读取当前发送功率；

步骤353，确定该用户端设备的需要发送功率，该需要发送功率＝当前发送功率-功率差值；

步骤354，查找该需要发送功率对应的发送功率控制寄存器值；

步骤355，将该寄存器值写入该用户端设备的发送功率控制寄存器中。

5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤一之前还包括判断链路是否已建链的步骤，包括：

步骤10，设定要查询的链路号n；

步骤11，判断链路n是否建链，如果未建链，跳到步骤12执行，如果已经建链，跳到步骤一执行；

步骤12，判断n是否是要查询的最后一路，如果是，跳到步骤370执行，如果不是，链路号n＝n+1，回到步骤11执行。

6、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在该数字用户线路的传输速率是对称12.5Mbps时，该建链信噪比取值为27分贝。

Images