CN1703044A - 数据传输方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种用于传输数据的方法以及装置，其中，该数据在一第一操作模式时会于复数个第一频带之中进行传输，以及在一第二操作模式时会于复数个第二频带之中进行传输，并且，该等第一频带的数量在此情况会大于该等第二频带的数量，其中，若是具有大量待传输数据时，则会使用该第一操作模式，以及若是仅具有小量待传输数据时，则转换至该第二操作模式，藉此，即可以达成一功率节省，特别是，在一传输装置以及在一接收装置的数字部分之中。

Description

数据传输方法及装置

技术领域

本发明是相关于一种方法以及装置，以用于数据的传输，更特别地是，用于DSL(Digital Subscriber Line，数字用户回路)数据，例如，VDSL(Very High Bit Rate Digital Subscriber Line，超高速数字用户回路)数据，的传输。

背景技术

藉由网际网络不断的扩展，对商业上以及私人的使用者而言，所设置之DSL线路的数量亦会随之增加，因此，于该等线路之中、以及在相对应之传输及接收单元之中的功率消耗会变得更大，特别是，在许多如此之DSL线路所聚集的交换中心里，热量累积以及功率消耗将会大到需要节省能量的选择。

所谓的ADSL2(Asymmetric Digital Subscriber Line，异步数字用户回路)标准则是定义了一所谓的“低功率模式(low-powermode)”，亦即，一能量节省模式，而此模式会在侦测到仅有相对而言较少量之数据必须进行传输的时候才会加以使用，因此，在此状况下，一些可能的群集，亦即，在于不同之载频上使用一离散多音调调制(discrete multitone modulation)之情形中的可能相位角度，是会减少，并且，会使用仅需要一相对而言较小之信号噪声比的该些群集，藉此，即有可能降低一所使用之线路驱动器的一输出功率，并因此而节省能量。

如此之一原则是亦可以应用于除了ADSL之外的DSL系统，举例而言，VDSL系统，不过，在此状况下，该所叙述之方法会具有的缺点却是，仅有用于该传输的功率消耗，亦即，在一模拟部分中的部分，但不是在一相对应传输或接收装置之数字电路区段或数字部分之中的功率消耗会被减少，然而，由于在VDSL系统中实质上较高的数据率，因此，在此情形中，在该数字部分中的该功率消耗实质上会较在ADSL系统的情形中为高，再者，原则上，由于VDSL系统比起ADSL系统乃具有一较低的输出通率，因此，也为了这个理由，该功率消耗在该数字部分中会比在ADSL系统的情形中相对来说较大。

发明内容

因此，本发明的目的是在于同时提供一种用于传输数据的方法以及装置，而藉此，特别是，包括在一传输或接收装置的一数字部分之中，功率消耗乃可以被降低。

此目的是藉由，分别地，一种根据权利要求1所述之方法，以及一种根据权利要求16所述之装置而加以达成，至于附属权利要求则是用以，分别地，定义该方法以及装置之较具优势的或较佳的示范性实施例。

根据本发明，是提议一种用于传输数据的方法，其中，该数据在一第一操作模式时会于复数个第一频带、或载波之中进行传输，以及该数据在一第二操作模式时会于复数个第二频带、或载波之中进行传输，且该等第一频带的数量是会大于该等第二频带的数量，再者，取决于待传输数据的量，乃可以实现在该第一操作模式以及该第二操作模式之间的转换，其中，特别是在一较大量待传输数据的情形中，会利用该第一操作模式，以及在一较少量待传输数据的情形中，则是会利用该第二操作模式，而在该等操作模式之间的转换则是可以，举例而言，取决于一或多个临界数值而加以实现。

由于该频带数量自该第一数量至该第二数量的减少，其是有可能降低必须用于传输的该功率。

较佳地是，数据符号会在该第二操作模式中重复地进行传输，而此则可以使得该传输功率的一更进一步减少成为可能，因为，由于较少之功率所造成之一较大的噪声是可以藉由对于已重复传输之数据符号的平均而被平均掉(averaged out)。

此外，在此情形中，一用于在一相对应传输装置中之反相傅立叶转换(inverse Fourier transformation，IFFT)的装置是可以加以设计为，其仅会执行该等所需之计算一次，并且，会为了该等重复而利用该等已经执行的计算，相反地，在一相对应接收装置之中，一傅立叶转换(Fourier transformation，FFT)也仅需要执行一次，而较佳地是，紧接着平均该等已接收、已重复传输的数据符号，在此，由于用于傅立叶转换以及反相傅立叶主换的装置是为在，举例而言，VDSL之数字部分中需要最大功率的该些构件，因此，此方法即可以被用来实质地降低一传输、或接收装置之一数字部分的功率消耗。

该第二数量是可以藉由一因子N而小于该第一数量，且每一个数据符号会此情形中加以传输N次，而此数量的降低则是可以藉由，在每一个情形中，该第一数量频带之一些，举例而言，N个，频带是加以结合而形成该第二数量频带的一单一个频带而加以实现，此外，该等第一频带的N个频带是亦可以在每一个情形中群集在一起，以及，为了该等第二数量的频带，是可以选择每一个群集的个别的频带，其中，该频道乃可以自一个数据符号改变至另一个，以使得一更一致之频率分布，以及因此，一更平坦的频谱成为可能，而此则是可以藉由，举例而言，利用在该频率范围中之一个频带来移动一分别所使用之频带而加以实现。

附图说明

本发明是以一较佳示范性实施例以及所附的图式做为参考而于之后彻底地进行解释，其中：

图1：其是显示根据本发明之一种用于执行根据本发明之方法的装置的一方块图；

图2A以及图2B：其是显示用于一VDSL数据传输的频率范围，其中，图2A是描绘用于一下游传输的频率范围，以及图2B是描绘用于一下游传输的频率范围；

图3A以及图3B：其是显示根据本发明，图2A在一正常操作模式中(图3A)以及在一低功率模式中(图3B)之该等频率范围的区分；以及

图4A以及图4B：其是显示已传输数据符号的顺序，其中，图4A是显示在图3A之该正常操作模式中的顺序，以及图4B是显示在图3B之该低功率模式中的顺序。

具体实施方式

在图1中所示意描绘的是为一VDSL系统，而其乃加以设计以执行根据本发明之一传输数据的方法，在此情形中，一待传输之数据序列a会被供给至一传输装置之一数字部分5的一所谓的成帧装置(framingdevice)1，而该成帧装置1则是会将一输入传输数据流1分开成为所谓的帧，且该等帧的每一个是会包括一已定义数量的数据单元，再者，该等每一个皆可以包括复数个位的个别数据单元会于各个可获得的载频上，藉由，举例而言，编码而进行调制，此外，一校正单元2是可以加以提供，以，举例而言，藉由编码而执行一错误校正，其中，该校正单元所执行的该程序也可以称之为前向错误校正(FBC，forwarderror correction)，另外，藉由一第一转换装置3，一反向快速傅立叶转换(inverse fast Fourier transformation)是会被施加至该等帧，用于传输之一按照时间顺序排列的连续数据序列乃可以由该于不同载频上平行进行调制的数据而加以获得，然后，此序列会于一传输滤波器4之中进行过滤，以抑制任何的干扰，接着，因此而被产生于该传输装置之该数字部分5之中的该数字传输信号奶会被供给至一传输侧模拟部分33，其中，一数字模拟转换以及放大是藉由一线驱动器(line driver)而加以执行，以经由一传输连结6而传输该信号。

在一接收装置中，首先，该因而经由该传输连结6所进行传输的信号会藉由一接收侧模拟部分34而进行处理，而在该接收侧模拟部分之中，则是会执行，尤其是，不同的过滤操作以及一模拟数字转换，以将该已接收的信号传输至该接收装置的一数字部分7，在此，该信号是藉由一数字接收滤波器8而进行过滤，以及是在一单元9之中进行同步化，并且，若有需要的话，时域均衡(time-domain equalization)亦会在该单元9之中加以执行。

一第二转换装置10是会被用以执行一快速傅立叶转换(FFT)，以将可获得为一按时间顺序排列之数据序列的该信号转换成为频率表述，特别地是，以用于恢复该等个别的载频，再者，一均衡器11是会执行在频率表述中的一均衡，而在此之后，则是紧接着一用于校正传输错误的一装置12，再者，于一所谓的解帧单元(deframing unit)13之中，该已经由该等个别载频而进行传输的数据则是会进行调制，并且，是会被输出作为一已接收数据流b，而在该传输若是没有错误时，则该已接收的数据流b会对应于该传输数据流b。

有关在该等数字部分5以及7中所需要之乘法运算之数量的考量是显示，该第一转换装置3以及该第二转换装置10是该些于其中之该计算需求以及因此该功率消耗为最大的单元，而为了在该输入数据流a之一低数据率、或是一小量的待传输数据的状况下达成一功率节省，传输则是会因此而可以在以在该成帧单元1之中所使用之载频的数量会减少的事实作为基础的一低功率模式中加以实现，正如于之后之详细叙述中所解释的一样，另外，在此连接之中，其是必须要确定的是，该已传输之频谱所进行之改变将是尽可能的小，因为此将可能会影响对于其它系统之串音(crosstalk)，而根据本发明，此则是因为，特别是，该成帧单元1是加以设计为，正如在接下来于详细叙述中所解释的一样，复数个频带、或载波会加以结合以形成一单一的频带或载波而可加以达成。

若是该数据率、或是该待传输数据量下落到低于一第一临界值时，则此结合是可以加以实现，而若是该数据率、或是该待传输数据量是上升至高于一第二临界值时，则是相反，其中，为了避免一不稳定的行为，该第二临界值是可以大于该第一临界值。

为了对此进行更精确地解释，在根据该VSDL(Very High Bit RateDigital Subscriber Line，超高速数字用户回路)标准之传输中所使用的频率范围是加以描绘于图2A以及图2B之中，在此情形中，图2A是显示在一下游方向中所使用的频率范围，亦即，自一交换中心至一用户线路，以及图2B是显示在一上游方向中所使用的频率范围，亦即，自一用户线路至一交换中心，此外，正如在图2A中所示，在该下游方向中的传输会发生在一介于0.138MHz以及3.75MHZ之间的第一频率范围15，以及一介于5.2MHz以及8.5MHz之间的第二频率范围16，再者，该参考数字14是表示可以用于，举例而言，电话信号、或者亦可以用于该数据传输的一更进一步的、可选择的频带。

在该上游方向中，该数据传输是发生在一介于该第一频率范围15以及该第二频率范围16之间的第三频率范围17之中，以及发生在一高于该第二频率范围16、且自8.5MHz延伸至12MHz的第四范围之中，因此，透过根据本发明的应用，该传输功率是会于该频率范围15至18之中尽可能一致地加以降低，正如箭头A所指示的一样。

为了传输的目的，该15至18的频率范围，亦称之为频道，会加以分解成为次频道、或频带，而其每一个则是会于该VDSL标准的情形中具有一43.125kHz的宽度，接着，每一个次频道会对应于一已使用的载频，再者，于根据图1的该成帧装置1之中，该待传输数据会藉由离散多音调调制(discrete multitone modulation，DMT)而在这些频带上相对应地进行调制。

如此之成为频带的一次分割是于图3A中示意地用以表示该下游方向，其中，该等频率范围15以及16是分别地加以次分割成为频带19，而显示于此情形中之频带19的数量则仅是用于举例说明，并且，并不对应于频带实际存在之实质上较大的数量。

根据本发明，若是仅一小量的数据要进行传输时，则在每一个情形中，N个该等频带19现在会加以结合而形成一单一的频率、或是载波20，正如于图3B中所显示的一样，另外，在图3A以及图3B中所描绘的实例中，6个频带19是会于每一个情形中加以结合而形成一单一的频带20，接着，该数据传输则是利用数据仅会在一个新的、已结合的频带20的一分别之单一载频之上进行调制的方式而加以实现，并且，此是可以，举例而言，利用该相对应的数据会一个一个帧地在已经加以结合而形成该分别频带20的该等频带29的个别频带之上交替地进行调制的方式而加以实现，所以，此是达成了覆盖于该整个频率范围上之该现在已降低之传输功率的一一致分配，以及因此一平坦的频谱，是以，该传输行为，以及特别地，对于其它线路的串音，并不会于实质上有所改变。

正如于接下来所显示的，此根据本发明的方法是可以根据图1而在用于反相傅立叶转换的该第一转换装置3之中，以及在用于傅立叶转换的该第二转换装置10之中，加以使用以降低一计算需求，以及因此一功率消耗，而此将以图4A以及图4B作为参考而进行解释。图4A是为一所谓之已传输符号序列的一示意代表图，在此情形中，一第一符号22以及一第二符号25乃于图4A之中进行传输，其中，该措辞符号在此情形中是被了解为藉由根据图1之该第一转换装置3而自一帧所加以产生之在该时域中的该数据序列，在此状况下，而该数据序列的一部份则是在此情形中通常会加以重复(所谓的循环伸展)，以有利于该接收装置的设定，此外，在该符号22中之个别数据的数量是会于此情形中取决于该傅立叶转换、或是反相傅立叶转换的宽度，以及因此，取决于所使用之频带、或载波的数量。

一前缀(prefix)21是会在该第一数据符号22之前进行传输，以及一前缀24会于该第二数据符号25之前进行传输，据此，一后置(suffix)23会于该第一符号22之后进行传输，以及一后置26会于该第二符号25之后进行传输，其中，该前缀以及后置是分别地定义了一符号之传输的开始以及结尾。

若是正如在图3A以及图3B中所表示的，根据前面已经提及者，N个频带19此刻是加以结合而形成一单一的频带20时，亦即，总数较少的载频会被使用于一帧时，则在一符号中之数据的数量亦会藉由该因子N而加以减少，不过，由于在该模拟部分33之中的该数字模拟转换器会在一固定的取样率进行操作，因此，这将会造成该符号率藉由该因子N而加以增加，这将表示，在该符号22的一原先符号持续期间，N个傅立叶转换以及反相傅立叶转换是必须要利用一藉由该因子N而被降低的宽度而加以执行，而此将不会造成功率上的实际节省，再者，在此状况下，也不会造成该数据率的实质改变。

然而，根据本发明，每一个符号会重复N次，正如在图4B中所表示，而这些在图4B中表示为在一第二符号方块中之符号28的N个重复则是每一个都会被提供以，分别地，一共同的前缀27以及30，以及，分别地，一共同的后置29以及32，因此，根据图4A，如此的一方块会具有与一包含一前缀、符号、以及后置的一方块一样的长度。

对该等符号28以及31而言，仅有该分别的第一符号会藉由该第一转换装置3而加以产生，并且会藉由该第二转换装置10而被传输回该频域之中，而在图4B之中，这些第一符号的每一个则是显示为灰色，并且，对于该些另外的符号28以及31来说，该符号仅会利用在该第一转换装置3的一缓冲之外的相对应频率而加以读取，再者，为了往回传输的目的，在该第二转换装置10之中的计算不是仅藉由该等已接收符号的分别其中之一而加以执行，就是，正如之后会更详尽解释的，藉由透过平均所有该等已重复符号而加以获得的一平均符号来加以执行，因此，在该第一转换装置3以及第二转换装置10之中所需要之计算的数量会藉由该因子N而加以降低，而据此，在该等数字部分5以及7之其它部分中的该计算需求会被减少。

在此情形中，该等相同之符号的该等重复会造成该载波带宽藉由该因子N而被减少，因此，藉由此结构，该已传输的信号会对应于一已经藉由该原先之转换装置3利用该原先之宽度的一反相傅立叶转换而加以产生的信号，以及其中，仅每第N个载波会包含数据信息。

此是可以因为该频率范围均衡器11在此情形中并没有新的是数需要进行计算而被利用于该接收器之中，因为用于该已表示之低功率模式的是数会对应于位在该已结合之载频、或信道中间的是数，并且，该原先的帧结构亦会实质上获得维持，正如图4A以及图4B所显示的一样，再者，其是仅需要将一信号传输至该接收器，以指示该低功率模式自此开始的该符号，亦即，自该符号，其是有可能利用该相同符号之一已降低的宽度以及重复的输出而实现该所叙述的傅立叶转换。

一更进一步的功率降低是可以因为该已被传输之N个相同的符号28以及31会于该接收装置中进行平均而加以实现，而此则是会改善信号噪声比(SNR)，并且，在该模拟部分33之中之一线驱动器的一输出功率是可以据此而获得减少。

为了改善待传输数据量的适应，在图1中所表示的该装置是可以加以设计为，重复、或是已结合载波的数量N是根据待传输数据的该量而加以决定、或是会在复数个具有不同Ns之低功率模式之间进行切换，在此情形中，一较少量之待传输数据是会对应于一较大的数值N。

该所叙述的方法是不仅可以应用于VDSL系统，其是仅于此情形中被使用作为一实例，当然，其亦有可能将根据本发明之原则应用于任何的传输，只要该传输是实现于复数个随后可以根据本发明而加以结合之频带、或载频之上即可。

Claims (30)

1.一种用于传输数据的方法，

其中，该数据于一第一操作模式时，会在复数个第一频带之中进行传输；

其中，该数据于一第二操作模式时，会在复数个第二频带之中进行传输；

其中，该等第一频带的一数量是会大于该等第二频带的一数量；以及

在该第一操作模式以及该第二操作模式之间的转换是取决于待传输数据的量而实现。

2.根据权利要求1所述之方法，

其中，该等第二频带是分别地藉由结合一些第一频带而形成。

3.根据权利要求1所述之方法，

其中，于该第二操作模式中，该数据会于交替地位在该等第一频带的个别频带中的该等第二频带的每一个之中进行传输。

4.根据权利要求2所述之方法，

其中，该等加以结合而形成该等第二频带的个别频带的第一频带的数量是依据该待传输数据量而加以决定。

5.根据权利要求1所述之方法，

其中，若是该待传输数据的量是超过一第一临界数值时，则就会实现到达该第一操作模式的转换，以及若是该待传输数据的量是低于一少于、或等于该第一临界数值的第二临界数值时，则就会实现到达该第二操作模式的转换。

6.根据权利要求1所述之方法，

其中，该待传输数据会在该等第一频带以及该等第二频道之上进行调制，以及会藉由一反相傅立叶转换(inverse Fouriertransformation)而加以转变成为一按照时间顺序排列之待传输数据序列。

7.根据权利要求6所述之方法，

其中，该数据是利用离散多音调调制(discrete multitonemodulation)而于该等频带上进行调制。

8.根据权利要求1所述之方法，

其中，该数据会于该第二操作模式之中重复地进行传输。

9.根据权利要求8所述之方法，

其中，该等第二频带的数量是藉由一因子N而少于该等第一频带的数量；以及

其中，在该第二操作模式之中，该数据是以N次的重复而进行传输。

10.根据权利要求8所述之方法，

其中，该待传输数据会在该等第一频带以及该等第二频道之上进行调制，以及会藉由一反相傅立叶转换(inverse Fouriertransformation)而加以转变成为一按照时间顺序排列之待传输数据序列；以及

其中，为了达成重复该数据之该传输的目的，该反相傅立叶转换的结果会进行复数次地传输。

11.根据权利要求10所述之方法，

其中，为了达成接收该已传输数据的目的，一已分配之傅立叶转换是仅会与该数据之该等重复的其中之一一起执行。

12.根据权利要求8所述之方法，

其中，当该数据被接收时，会产生该已重复数据的一平均数值，以藉此改善一信号噪声比；以及

其中，一用于传输该数据的传输功率是根据该已改善之信号噪声比而获得减少。

13.根据权利要求1所述之方法，

其中，该数据是根据VDSL标准而进行传输。

14.根据权利要求8所述之方法，

其中，该数据是根据VDSL标准而进行传输；以及

其中，该已重复的数据会在已结合一前缀(prefix)以及一后置(suffix)的状况下进行传输。

15.根据权利要求1所述之方法，

其中，在一较大量待传输数据的情形中，该数据是利用该第一操作模式而进行传输，以及，在一较少量待传输数据的情形中，该数据会于该第二操作模式中进行传输。

16.一种用于传输数据的装置，

其中，该装置是具有用于在复数个第一频带之中传输处于一第一操作模式之数据的装置；

其中，该用于传输数据之装置是加以设计为，它们可以被转换至一第二操作模式，而在该第二操作模式之中，该数据则是会在复数个第二频带上进行传输；

其中，该等第一频带的一数量是会大于该等第二频带的一数量；以及

其中，该装置是加以设计为，其会取决于待传输数据的量而在该第一操作模式以及该第二操作模式之间进行转换。

17.根据权利要求16所述之装置，

其中，该等第二频带是分别地藉由结合一些第一频带而加以形成。

18.根据权利要求17所述之装置，

其中，于该第二操作模式中，该数据会于交替地位在该等第一频带的个别频带中的该等第二频带的每一个之中进行传输。

19.根据权利要求17所述之装置，

其中，该等加以结合而形成该等第二频带的个别频带的第一频带的数量是依据该待传输数据量而加以决定。

20.根据权利要求16所述之装置，

其中，若是该待传输数据的量是超过一第一临界数值时，则就会实现到达该第一操作模式的转换，以及若是该待传输数据的量是低于一少于、或等于该第一临界数值的第二临界数值时，则就会实现到达该第二操作模式的转换。

21.根据权利要求16所述之装置，

其中，该待传输数据会在该等第一频带以及该等第二频道之上进行调制，以及会藉由一反相傅立叶转换(inverse Fouriertransformation)而加以转变成为一按照时间顺序排列之待传输数据序列。

22.根据权利要求21所述之装置，

其中，该数据是利用离散多音调调制(discrete multitonemodulation)而于该等频带上进行调制。

23.根据权利要求16所述之装置，

其中，该数据会于该第二操作模式之中重复地进行传输。

24.根据权利要求23所述之装置，

其中，该等第二频带的数量是藉由一因子N而少于该等第一频带的数量；以及

其中，在该第二操作模式之中，该数据是以N次的重复而进行传输。

25.根据权利要求23所述之装置，

其中，该待传输数据会在该等第一频带以及该等第二频道之上进行调制，以及会藉由一反相傅立叶转换(inverse Fouriertransformation)而加以转变成为一按照时间顺序排列之待传输数据序列；以及

其中，为了达成重复该数据之该传输的目的，该反相傅立叶转换的结果会进行复数次地传输。

26.根据权利要求25所述之装置，

其中，为了达成接收该已传输数据的目的，一已分配之傅立叶转换是仅会与该数据之该等重复的其中之一一起执行。

27.根据权利要求23所述之装置，

其中，当该数据被接收时，会产生该已重复数据的一平均数值，以藉此改善一信号噪声比；以及

其中，一用于传输该数据的传输功率是根据该已改善之信号噪声比而获得减少。

28.根据权利要求16所述之装置，

其中，该数据是根据VDSL标准而进行传输。

29.根据权利要求23所述之装置，

其中，该数据是根据VDSL标准而进行传输；以及

其中，该已重复的数据会在已结合一前缀(prefix)以及一后置(suffix)的状况下进行传输。

30.根据权利要求16所述之装置，

其中，在一较大量待传输数据的情形中，该数据是利用该第一操作模式而进行传输，以及，在一较少量待传输数据的情形中，该数据会于该第二操作模式中进行传输。

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