CN1801675A - 用于受干扰器限制的通信信道的功率谱控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种确定耦合到引起干扰的收发机(n)的通信信道(Ln)上至少一个音频(k)的至少一个工作传输功率S_k ⁿ的方法，包括以下步骤：提供至少一个参考受害通信信道(L_ref)，用于代表所有由于被所述通信信道(L_n)串话干扰而被降级的受害通信信道的至少一个参考受害者；以及在所述通信信道(L_n)上的数据速率达到目标速率 (R_target ⁿ)而没有超过功率约束(P_max ⁿ)的约束下，最大化所述至少一个参考受害通信信道(L_ref)上的数据速率(R_ref)。

Description

用于受干扰器限制的通信信道的功率谱控制方法及装置

技术领域

本发明涉及一种用于对至少一个音频确定耦合到引起干扰的收发机的通信信道上的至少一个工作传输功率Skn的方法，所述通信信道由于串话干扰而降级一个或多个受害通信信道。

背景技术

这样的方法在现有技术中是已知的，并例如在尚未公开的欧洲专利申请032911559.7中记载。在该申请中，提出了一种用于远程配置的DSL通信服务的功率谱控制方法。该方法通常也称最优频谱均衡，旨在通过包括所有通信信道的联合加权成本函数，对每个单独的通信信道同时计算每个音频的传输功率。应当注意，对于该现有技术文件以及本发明，术语“音频”不仅被解释为与“频率”等同，而且被解释为表示短频带的“频率槽(frequency bin)”。然而，该最优方法导致在数字上难处理的问题，该问题不能在本发明的时期以合理的处理能力在合理的时间内解决，如在该文件中也提到的。该文件还描述了通过假定一些简化可以得到接近最优的解，并且该方法甚至可以通过受保护的服务(最坏情况受害者(victim))的定义按自治实现处理，该受保护的服务通常是一个DSL受害信道。但是，该自治实现在该现有技术文件中没有进一步地详细解释。

发明内容

本发明的目的是确定一种上述已知类型的用于对至少一个音频确定耦合到引起干扰的收发机的通信信道上的至少一个工作传输功率的方法，其可按照自治实现处理，使得该自治实现可在合理的时间内由在本发明的时期的处理装置解决，并且对该方法进行更详细的描述，以便本领域的技术人员可以理解并实施。

根据本发明，该目的可通过下述方法实现。

一种用于对至少一个音频确定耦合到引起干扰的收发机的通信信道上的至少一个工作传输功率的方法，所述方法包括以下步骤：

提供至少一个参考受害通信信道，用于代表所有由于被所述通信信道串话干扰而被降级的受害通信信道的至少一个参考受害者；

在所述通信信道上的数据速率达到目标速率而没有超过功率约束的约束下，最大化所述至少一个参考受害通信信道上的数据速率。

这样，选择代表所有由于来自所述通信信道的串话干扰而被降级的受害通信信道的至少一个参考的至少一个参考受害通信信道可在所述通信信道上的数据速率达到目标速率而没有超过总功率约束的约束下，通过最大化所述至少一个参考受害通信信道上的数据速率完成。

因此，本方法构成与背景技术中提出的不同的解决方案，因为目前对至少一个参考受害信道的数据速率进行最大化考虑了一些关于耦合到引起干扰的收发机单独的通信信道上的数据速率和功率的约束。将要显示出，该最优化问题不仅会导致至少一个参考受害信道上的最大数据速率，而且同时还获得耦合到引起干扰的收发机的单独的通信信道上的接近最优的功率谱。

本发明的另一个特征是：耦合到引起干扰的收发机的通信信道是多个耦合到多个引起干扰的收发机的通信信道的一部分；至少一个参考受害通信信道被公用于所述多个通信信道的所有通信信道。

根据耦合到引起干扰的收发机的通信信道是多个与多个引起干扰的收发机相关的通信信道的一部分并且至少一个参考受害信道被公用于该多个通信信道的所有通信信道的事实，可以获得所有这些通信信道的接近最优的解，这也是最优方法的目的。

本发明的再一个特征是：多个通信信道对应于捆绑在普通汇集器中的导线。

这允许计算采用捆绑在普通汇集器(binder)中的导线形式的所有通信信道的功率谱密度。这特别适用于DSL配置的信道，这些信道通常是捆绑在普通汇集器中的铜线。在本例中，受害信道通常对应于耦合到中心局收发机的信道，而引起干扰的收发机通常是远程配置的DSL收发机。然而，这种情况并不代表限制；也可以是干扰器对应于CO收发机，而受害者是远程配置的收发机。

本方面的另一个特征是：考虑所述约束最大化至少一个参考受害信道上的数据速率的步骤通过最大化下列关于S_k ⁿ的函数J(S_k ⁿ)得到：

$J\left(S_k^n\right)={\log }_2(1+\frac{h_k^{\mathrm{ref}}{s}_k^{\mathrm{ref}}}{{\mathrm{\Γ}}_k^{\mathrm{ref}}(x_k^{\mathrm{ref},n}{s}_k^n+{\mathrm{\σ}}_k^{\mathrm{ref}})})+w_n{\log }_2(1+\frac{h_k^n{s}_k^n}{{\mathrm{\Γ}}_k^n{\mathrm{\σ}}_k^n})-{\mathrm{\λ}}_n{s}_k^n$

其中，S_k ⁿ代表耦合到引起干扰的收发机n的通信信道n上的音频k的功率谱密度；S_k ^ref代表所述至少一个参考受害信道上的音频k的功率谱密度；h_k ⁿ代表通信信道n的信道特征；h_k ^ref代表所述至少一个参考受害信道的信道特征；σ_k ⁿ代表通信信道n上的总噪音；σ_k ^ref代表所述至少一个参考受害信道上的背景噪音；x_k ^ref，n代表音频k的在通信信道n与所述至少一个参考受害信道之间的实际或最坏情况串扰传递函数的实际值或者近似值；w_n代表线路n的第一优化变量；λ_n代表线路n的第二优化变量；Γ_k ^ref代表音频k的至少一个参考受害通信信道达到预定比特误码率的SNR间隙；Γ_k ⁿ代表音频k的引起干扰的收发机n达到预定比特误码率的SNR间隙。

该等式允许在耦合到干扰器收发机的通信信道上的数据速率达到其目标速率而没有超过功率约束的约束下，最大化至少一个参考受害信道的数据速率。该等式可以以封闭形式(closed form)求解，因为该函数对单独的功率谱密度S_k ⁿ的偏导导致存在封闭形式表达式的具有三个根的三次多项式。每个根必须被代入总成本函数中以选择最优的根。最大化总成本函数的(三个可能的解)的值将导致对该音频和该用户最优的解。

本发明的再一个特征是：优化关于干扰器线路n上音频k的功率谱密度S_k ⁿ的等式的步骤对所有音频k执行。

对于所有音频k最优化上述提到的函数允许根据公式：

$R^n=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{\log }_2(1+\frac{h_k^n{s}_k^n}{{\mathrm{\Γ}}_k^n{\mathrm{\σ}}_k^n})\≥R_{t\arg \mathrm{et}}^n$

计算通信信道n上的总数据速率。该总数据速率可以在下一步骤与目标速率进行比较，导致第一优化变量的可能修正。该修正可以很容易地例如通过标准平分或者梯度下降算法实现。类似地，通信信道n上的总功率可以通过将每个单独的音频的单独功率求和得到，其随后与该信道的总功率预算进行比较。具体是，优化步骤在修正所述第二优化变量λ_n之后，使得所述通信信道(L_n)上的总功率(Pⁿ)通过下列等式符合所述功率约束(P^m _axn)：

$P^n=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{s}_k^n\≤P_{\max }^n$

同样，该比较允许立刻修正第二优化变量，这也可以很容易地通过标准平分或者梯度下降算法进行。

作为本发明的再一个特征，本方法是迭代方法，即对于选择两个优化变量的值和对相应等式求解进行多次尝试，直到达到最后收敛。

作为本发明的再一个特征，对于汇集器中的每个干扰器线路求解等式，并且重复直到收敛。典型地，在所有用户上的两到三次迭代足够达到收敛。

作为本发明的再一个特征，考虑附加的功率谱约束执行考虑如权利要求1所述的两个约束的所述至少一个参考受害信道上的数据速率的最大化。当应用了这样的功率谱约束S_k，max ⁿ时，前面提到的三个根与谱约束的值一起被代入总成本函数中，该函数是前面提到的关于S_k ⁿ的函数J(S_k ⁿ)。最大化总成本函数的(现在四个可能的解)的值会导致对该音频和该用户最优的解。

本发明还涉及执行上述方法的装置。

应当注意，在权利要求中使用的术语“耦合”不应被解释为仅仅限于直接连接。因此，表述“耦合到设备B的设备A”的范围不应限于设备A的输出直接连接到设备B的输入的设备或系统。它是指在设备A的输出与设备B的输入之间存在路径，其可以是包括其他设备或装置的路径。

应当注意，在权利要求中使用的术语“包括”不应被解释为限于其后所列出的装置。因此，表述“包括装置A和B的设备”的范围不应局限于只包括部件A和B的设备。它是指关于本发明，设备最相关的部件是A和B。

附图说明

结合附图并参照实施例，本发明的上述和其他目的和特征变得更加明显，并且本发明将更好地被理解，其中：

图1描述了包括耦合到各个通信信道L₁-L_n的远程配置的收发机1-n的引起干扰的收发机以及包括耦合到各个通信信道的中心配置的收发机的受害者的典型结构，其中所有通信信道被捆绑在一个普通汇集器B中；

图2显示了在执行根据本发明的用于确定干扰器通信线路的传输功率谱的方法的过程中遵循的步骤的流程图；

图3比较2个现有技术的用于计算DSL干扰器的功率谱密度的方法与本发明的方法；

图4示意性地描述了用于执行根据本发明的方法的装置A。

具体实施方式

本发明涉及被称为一组用于多用户功率分配的方法的动态频谱管理方法。其特别适合于DSL应用，但是也可以用于其他的通信领域，诸如无线通信。一般而言，本发明适用于所有受到串话干扰影响的通信或传输系统。

众所周知，串扰严重限制了通信信道的传输容量。随着经由DSL线路或无线接口大量配置宽带通信信道，串扰经由这些宽带信道对传输质量的影响甚至变得更加明显。当串扰可以通过应用昂贵的屏蔽方法避免时，另一种减小其对传输质量的影响的方法是应用频谱管理方法。这些方法的目的是考虑所有可能的干扰和噪音计算每条线路的最优功率分配。

传统的频谱管理方法包括使用每个用户的频谱掩码，导致每个通信信道的平坦的功率谱。在ADSL中，这典型的是-40dBm/Hz。同时，这是简单的解决方案，使用平坦的PSD没有利用串扰耦合明显随着频率变化的事实。而且，这是静态的方法，其基于最坏情况信道和串扰模型以保证广泛的配置。该结果是过度保守的设计，其导致在服务范围和可达到的数据速率方面的性能很差。已经开发动态频谱管理方法以克服这些与静态频谱管理方法有关的问题。在这些动态频谱管理方法中，反复迭代(iterativewaterfilling)和最优频谱管理在文献以及未公开的欧洲专利申请032911559.7中讨论。虽然提到最优频谱管理通过最大化所有彼此交互的收发机的数据速率的确达到了最优的性能，但是发现在将被优化的收发机的数量上有指数复杂性。对于超过5个信道的情况，该复杂性变成阻碍，产生的算法需要几天通过本专利申请时期的传统PC计算最优频谱。因为只要串扰信道明显变化，例如由于温度变化，该计算就必须重新进行，所以，该算法的适用性明显受到限制。

此外，最优频谱管理算法需要知道将被优化的信道(诸如属于DSL应用中的一个汇集器的这些信道)的所有串扰信道和背景噪音。这要求在目前配置的DSL中不存在的多输入多输出信道识别过程。由于收发机之间需要的高级协调与必需的相关硬件的变化，因此，MIMO信道识别可能在几年内不能实现。这又限制了最优频谱管理算法的适用性。

根据本发明的方法旨在提供一种接近最优的解，其仍在计算上可解。本方法被称为自治频谱均衡，下面结合附图进行详细说明。

在本方法中使用的关键步骤是提供至少一个参考受害信道，用于代表所有由于来自最优功率分配将被计算的信道的串话干扰而被降级的受害通信信道的至少一个参考受害者。在典型的DSL结构中，诸如如图1所示的，受害通信信道包括耦合到位于中心局CO的标记为受害者1和受害者2的收发机的DSL线路。引起干扰的收发机被标记为干扰器1-干扰器n，并且分别耦合到功率分配将被计算的信道，这些信道被标记为L₁-L_n。在典型的DSL结构中，引起干扰的收发机位于远程终端，其通常经由标记为OF的光纤耦合到该中心局CO。然而，该结构并不意味着是限制性的，本方法也可以适用于其他结构，即在中心局的干扰器和远程配置的受害者，或者干扰器和受害者均位于同一侧。

一般而言，受害者对应于性能严重受到来自特定干扰器的干扰限制的收发机。

因此，与诸如最优频谱管理方法中进行的联合处理所有受害者相反，一个或多个代表性的受害者被选择或者确定，并最后按此提供，采用至少一个参考受害通信信道的形式，图1中标记为L_ref。在图1中，描述了具有标记为L_ref的一个参考受害者的实施例。参考受害收发机，标记为“Ref受害者”，可以是如图1描述的现有受害收发机或传统的受害收发机的一个。然而，在本方法的其他实施例中，可以选择多个参考信道。

功率分配将被确定的通信信道在图1中标记为L_n，将对该信道确定的每频率槽或音频的功率被标记为S_k ⁿ。

在对于该音频k确定或选择并最后提供了标记为h_k ^ref的参考信道的相关信道特征之后，选择参考受害信道。该确定可以基于参考线路长度。此外，该音频的相关参考背景噪音σ_k ^ref也将被确定或者选择。而且，假定该参考受害者正在所有音频上以已知PSD传输。

对于该音频k，还将提供在该信道L_n与参考受害信道L_ref之间的串扰x_k ^ref，n。该串扰在图1中示意性地用细的弯曲箭头在通信信道L_n与参考受害者L_ref之间标识。对于DSL和/或无线结构，对本方法提供的串扰可以例如基于经验串扰模型和在参考受害收发机与功率分配将被确定的收发机n之间的假定距离。对于无线通信信道，还将干扰器收发机与基站之间的距离例如可以与参考收发机与基站之间的距离进行比较，根据该比较可以产生这样的串扰确定和提供。该串扰可以是最坏情况串扰，或者是参考受害者和干扰器信道之间的当前串扰的实际假定值。

对于音频k，其他将被提供的数据是直接信道特征h_k ⁿ以及由干扰器信道n知道的总噪音σ_k ⁿ。而且，还将提供代表至少一个参考受害信道达到预定比特误码率的SNR间隙的Γ_k ^ref，以及代表信道n达到预定比特误码率的SNR间隙Γ_k ⁿ。SNR间隙是预定比特误码率和线路代码的函数，其例如是DSL中的正交调幅。间隙指示传输方法相对于通信信道的最好可能性能的效率。具有间隙等于1的最优线路代码达到信道的最大吞吐量，即所谓的信道容量。对于DSL系统，间隙通常在10dB到15dB的范围内。

接下来，干扰器信道n上音频k的功率谱密度S_k ⁿ通过找出下列关于该功率谱密度S_k ⁿ的函数J(S_k ⁿ)的最大值确定：

$J\left(S_k^n\right)={\log }_2(1+\frac{h_k^{\mathrm{ref}}{s}_k^{\mathrm{ref}}}{{\mathrm{\Γ}}_k^{\mathrm{ref}}(x_k^{\mathrm{ref},n}{s}_k^n+{\mathrm{\σ}}_k^{\mathrm{ref}})})+w_n{\log }_2(1+\frac{h_k^n{s}_k^n}{{\mathrm{\Γ}}_k^n{\mathrm{\σ}}_k^n})-{\mathrm{\λ}}_n{s}_k^n---\left(1\right)$

该函数包含三个项，可被解释如下：第一项表示基于香农-哈特雷(Shannon-Hartley)理论并考虑传输效率吞吐量分配给至少一个参考受害信道的音频k的比特数，第二项与分配给干扰器的音频k的比特数有关，第三项与干扰器被允许传输的总功率上的约束有关。等式(1)中的第二项是根据Shannon-Hartley理论并考虑传输效率Γ_k ⁿ，与构成第一优化变量的某一权值w_n相乘。等式(1)中的第三项代表分配给音频k的功率，与第二权值或优化变量λ_n相乘。

因此，优化函数J(S_k ⁿ)分解成在两个约束下最大化参考受害信道上的数据速率R_ref：第一个与干扰器信道本身上的目标数据速率有关，第二个与该干扰器信道上的功率有关。

众所周知，关于变量的函数的最大值可以通过使该函数关于该变量的偏导数为零获得。这可以在数学上通过对(1)关于S_k ⁿ求偏导得出，获得具有三个根的三次多项式，对于该多项式，封闭形式表达式作为解存在。

一旦对于音频k，作为该表达式的三个根或者解的最优值S_k ⁿ已经确定，就对所有的音频重复上述步骤。接下来，将确定3组中的哪一个对于每个音频都是最优的。因此，干扰器n的总数据速率如下确定：

$R^n=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{\log }_2(1+\frac{h_k^n{s}_k^n}{{\mathrm{\Γ}}_k^n{\mathrm{\σ}}_k^n})---\left(2\right)$

其必须大于或等于目标值R_target ⁿ。

为了这个目的，修正第一优化变量w_n，使得只要Rⁿ小于其目标值，就增加w_n，而只要Rⁿ大于目标值，就减小w_n。w_n的这种修正可以很容易通过例如最陡下降或者标准平分算法进行。

接着，第二优化变量λ_n通过第二个约束修正，即标记为Pⁿ的RT线路n的全部总功率必须小于与可分配给该信道的总功率预算对应的标记为P_max ⁿ的最大值。这可以通过下面的等式在数学上表示：

$P^n=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{s}_k^n\≤P_{\max }^n---\left(3\right)$

λ_n的修正是使得只要Pⁿ小于总功率预算，就减小λ_n，而只要Pⁿ大于总功率预算，就增加λ_n。同样的，该修正可以很容易通过标准平分或者梯度下降算法进行。

应当注意，第二优化变量可以在第一优化变量之前修正。

然后，w_n和λ_n的这些修正被代入等式(1)，之后再次重复所有前面提到的步骤，直到对所有频率找到S_k ⁿ、w_n和λ_n的值，这些值对等式(1)达到最大值并符合等式(2)和(3)的约束。

然后，对功率分配S_k ⁿ将被确定的每个干扰器线路n重复所有这些步骤。对于DSL，这通常构成被捆绑到汇集器中的所有干扰器远程线路。

如果选择多个参考信道，则与该参考信道有关的附加项必须加入等式(1)。该附加项完全类似于第一项，其中使用在考虑中的特定参考受害者的数据。然后，最优功率谱密度可以通过最大化该包括每个参考受害者的附加项的修正后的成本函数得到。

需要注意，附加的约束可用于对等式求解。该第三个约束涉及在考虑中的干扰器线路的功率谱约束 $S_k^n\≤S_{k,\max }^n,$ 并且它保证如果最大化函数J(S_k ⁿ)找到的解的成本低于如果将S_k，maz ⁿ代入等式(1)找到的解的成本，则将后面的S_k，maz ⁿ用作解。

在图2中描述如果选择一个参考受害信道时遵循的完整的步骤。需要注意，其中显示了本方法的变形，首先第一优化变量在第二优化变量修正之后进行修正。如已在前一段中所述的，这个顺序也可以颠倒。图2还显示了与附加功率谱密度约束S_k，maz ⁿ有关的第三个约束，作为一个可选项。

正如从不同的等式中可以看出，每个RT线路n仅需要知道自己的被测信道、自己的被测背景噪音、公共参考线路的设置以及通常基于公共CO-RT距离的对参考线路的串扰耦合模型。因此，与最优频谱管理不同，本方法是自治的。由于等式(1)的封闭形式解，本方法在计算上比最优频谱管理方法所要求的穷举搜索过程简单。因为对于DSL实施例，最坏情况参考受害者的保护也保护同一汇集器中的所有其他DSL受害者，因此功率分配导致接近最优的性能。

因为功率分配仍然基于远程配置的DSL干扰器知道的信道和中心局(参考)到远程干扰器的距离，所以这个解不是过度保守的。

取决于最优性对复杂性的权衡，当考虑更多的假设时可以得到本方法的另一个变形。当假定对于干扰器为高信噪比(简写为SNR)和假定对于参考受害者为高远端串扰并假定w_n＝1时，可以发现本方法显示了对在高频区域中加载干扰器的传输功率的优先。因为这些假定在众多配置场景中，例如对于DSL，是有效的，所以性能保持接近最优。在这个例子中，本方法被标记为高频反复迭代。

在图3中，将所提出的方案与现有技术的方法(反复迭代和最优频谱均衡)进行比较。图中很清楚的，自治频谱均衡方法很近似最优方法。反复迭代方法明显地导致次优性能。

如前所述，本方法具有无线传输和DSL的应用，更具体地，CO配置的ADSL、RT配置的ADSL以及当遗留ADSL系统必须被保护时的RT配置的VDSL/ADSL+。在后一种情况下，本方法可以比传统的静态频谱管理产生更显著的利益，在传统的静态频谱管理中，RT配置的VDSL被禁止在ADSL频带中传输。

结果是简单的自治频谱均衡方法适用于CO和RT配置的DSL。本方案本质上是动态的、高度灵活的，并且比静态频谱管理和反复迭代产生更显著的利益：根据图3，CO ADSL、RT ADSL上的1Mbps服务通过反复迭代达到3.2Mbps，通过最优频谱均衡和所提出的方案都达到7.3Mbps。

在图4中描述了适合于执行上述方法的装置A。它包括装置S，用于提供必要的起始数据，诸如S_k ^ref、h_k ⁿ、h_k ^ref、σ_k ⁿ、σ_k ^ref、x_k ^ref，n、R_target ⁿ、P_max ⁿ、L_{ref，L1，...，Ln}、Γ_k ^ref、Γ_k ⁿ，这些数据可以通过标记为IF1的接口从操作员或者经由类似的接口从其它诸如中心网络控制器的设备中直接接收并加入S。如果所有数据均例如由操作员提供，则S仅仅作为到计算装置C的接口。然而，在其他实施例中，S还适合于根据诸如所有收发机和信道的位置和/或它们之间的距离、应用的噪音和串扰模型等的较高级别网络拓扑信息计算特定组的受害者和关联数据，其中网络拓扑信息是经由IF1从中心网络控制器或者操作员接收的。在图4中被标记为“起始数据”的这些数据由S提供给计算装置C，其随后执行干扰器信道的功率谱密度的计算。在图4描述的实施例中，存储器M设置在S与C之间，但是存储器也可以合并到计算装置C或者S中。然后，计算装置C适合于根据前面所述的方法确定被分配给每个干扰收发机的功率。C将再次经由第二接口IF2向网络提供这些功率谱密度结果S_k ⁿ，例如向不同的收发机或者向中心网络管理设备提供，其随后向单独的收发机的提供结果。

因此，这样的装置A可以作为中心局收发机的一部分，被实现为在处理器芯片上运行的软件的一部分或者在服务器上的独立软件。然而，该装置也可以作为用户端的收发机的一部分，以硬件或软件实现。可选择地，装置A也可以作为用于一边与操作员或者中心网络管理设备通信、一边与不同的收发机通信的独立设备的一部分。同样地，也可以以硬件和软件实现。

尽管本发明的原则已在上面结合特定装置进行了描述，但是应清楚地理解，本说明仅仅是作为例子，并不是本发明范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求确定。

Claims (20)

1、一种用于对至少一个音频(k)确定耦合到引起干扰的收发机(n)的通信信道(L_n)上的至少一个工作传输功率S_k ⁿ的方法，所述方法包括以下步骤：

提供至少一个参考受害通信信道(L_ref)，用于代表所有由于被所述通信信道(L_n)串话干扰而被降级的受害通信信道的至少一个参考受害者；

在所述通信信道(L_n)上的数据速率达到目标速率(R_target ⁿ)而没有超过功率约束(P_max ⁿ)的约束下，最大化所述至少一个参考受害通信信道(L_ref)上的数据速率(R^ref)。

2、根据权利要求1所述的方法，其中，耦合到所述引起干扰的收发机(n)的所述通信信道(L_n)是多个耦合到多个引起干扰的收发机(1，...，n)的通信信道(L₁，...，L_n)的一部分；所述至少一个参考受害通信信道(L_ref)被公用于所述多个通信信道的所有通信信道。

3、根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个通信信道对应于捆绑在普通汇集器(B)中的导线。

4、根据权利要求1所述的方法，其中，所述考虑所述约束而最大化所述至少一个参考受害信道(L_ref)上的数据速率(R^ref)的步骤通过最大化下列关于S_k ⁿ的函数J(S_k ⁿ)得到：

$J\left(S_k^n\right)={\log }_2(1+\frac{h_k^{\mathrm{ref}}{s}_k^{\mathrm{ref}}}{{\mathrm{\Γ}}_k^{\mathrm{ref}}(x_k^{\mathrm{ref},n}{s}_k^n+{\mathrm{\σ}}_k^{\mathrm{ref}})})+w_n{\log }_2(1+\frac{h_k^n{s}_k^n}{{\mathrm{\Γ}}_k^n{\mathrm{\σ}}_k^n})-{\mathrm{\λ}}_n{s}_k^n$

其中，

S_k ⁿ代表耦合到引起干扰的收发机n的通信信道n上的音频k的功率谱密度，

S_k ^ref代表所述至少一个参考受害信道上的音频k的功率谱密度，

h_k ⁿ代表通信信道n的信道特征，

h_k ^ref代表所述至少一个参考受害信道的信道特征，

σ_k ⁿ代表通信信道n上的总噪音，

σ_k ^ref代表所述至少一个参考受害信道上的背景噪音，

x_k ^ref，n代表音频k的在通信信道n与所述至少一个参考受害信道之间的实际或最坏情况串扰传递函数的实际值或者近似值，

w_n代表线路n的第一优化变量，

λ_n代表线路n的第二优化变量，

Γ_k ^ref代表音频k的至少一个参考受害通信信道达到预定比特误码率的SNR间隙，

Γ_k ⁿ代表音频k的引起干扰的收发机n达到预定比特误码率的SNR间隙。

5、根据权利要求4所述的方法，其中，所述优化所述关于干扰器线路n上音频k的功率谱密度S_k ⁿ的等式的步骤对所有音频k执行。

6、根据权利要求5所述的方法，其中，所述优化步骤在修正所述第一优化变量w_n之后，使得所述通信信道(L_n)上的数据速率(Rⁿ)达到目标速率(R_target ⁿ)的约束通过下列等式获得：

$R^n=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{\log }_2(1+\frac{h_k^n{s}_k^n}{{\mathrm{\Γ}}_k^n{\mathrm{\σ}}_k^n})\≥R_{t\arg \mathrm{et}}^n.$

7、根据权利要求5所述的方法，其中，所述优化步骤在修正所述第二优化变量λ_n之后，使得所述通信信道(L_n)上的总功率(Pⁿ)通过下列等式符合所述功率约束(P_max ⁿ)：

$P^n=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{s}_k^n\≤P_{\max }^n.$

8、根据权利要求5至7任意一项所述的方法，其中，重复权利要求5至7所述的步骤，直到达到收敛。

9、根据权利要求2至8任意一项所述的方法，其中，在所述多个通信信道(L₁-L_n)的所有通信信道上迭代如权利要求4至8所述的步骤，直到达到收敛。

10、根据权利要求1至9任意一项所述的方法，其中，考虑附加功率谱约束(S_k，max ⁿ)最大化所述至少一个参考受害通信信道(L_ref)上的数据速率(R^ref)。

11、一种用于对至少一个音频(k)确定耦合到引起干扰的收发机(n)的通信信道(L_n)上的至少一个工作传输功率S_k ⁿ的装置(A)，所述装置包括：

装置(S)，用于提供代表所有由于来自所述通信信道(L_n)的串话干扰而被降级的受害通信信道的至少一个参考受害者的至少一个参考受害通信信道(L_ref)；以及

计算装置(C)，用于在所述通信信道(L_n)上的数据速率达到目标速率(R_target ⁿ)而没有超过功率约束(P_max ⁿ)的约束下，最大化所述至少一个参考受害通信信道(L_ref)上的数据速率(R^ref)。

12、根据权利要求11所述的装置(A)，其中，耦合到所述引起干扰的收发机(n)的所述通信信道(L_n)是多个耦合到多个引起干扰的收发机(1，...，n)的通信信道(L₁，...，L_n)的一部分；所述至少一个参考受害通信信道(L_ref)被公用于所述多个通信信道的所有通信信道。

13、根据权利要求11所述的装置(A)，其中，所述多个通信信道对应于捆绑在普通汇集器(B)中的导线。

14、根据权利要求11所述的装置(A)，其中，所述计算装置(C)还适合于考虑所述约束、通过最大化下列关于S_k ⁿ的函数J(S_k ⁿ)最大化所述至少一个参考受害通信信道(L_ref)的数据速率(R^ref)：

$J\left(S_k^n\right)={\log }_2(1+\frac{h_k^{\mathrm{ref}}{s}_k^{\mathrm{ref}}}{{\mathrm{\Γ}}_k^{\mathrm{ref}}(x_k^{\mathrm{ref},n}{s}_k^n+{\mathrm{\σ}}_k^{\mathrm{ref}})})+w_n{\log }_2(1+\frac{h_k^n{s}_k^n}{{\mathrm{\Γ}}_k^n{\mathrm{\σ}}_k^n})-{\mathrm{\λ}}_n{s}_k^n$

其中，

S_k ⁿ代表耦合到引起干扰的收发机n的通信信道n上的音频k的功率谱密度，

S_k ^ref代表所述至少一个参考受害信道上的音频k的功率谱密度，

h_k ⁿ代表通信信道n的信道特征，

h_k ^ref代表所述至少一个参考受害信道的信道特征，

σ_k ⁿ代表通信信道n上的总噪音，

σ_k ^ref代表所述至少一个参考受害信道上的背景噪音，

x_k ^ref，n代表音频k的在通信信道n与所述至少一个参考受害信道之间的实际或最坏情况串扰传递函数的实际值或者近似值，

w_n代表线路n的第一优化变量，

λ_n代表线路n的第二优化变量，

Γ_k ^ref代表音频k的至少一个参考受害通信信道达到预定比特误码率的SNR间隙，

Γ_k ⁿ代表音频k的引起干扰的收发机达到预定比特误码率的SNR间隙。

15、根据权利要求14所述的装置(A)，其中，所述计算装置(C)还适合于对所有音频k优化所述等式。

16、根据权利要求15所述的装置(A)，其中，所述计算装置(C)还适合于修正所述第一优化变量w_n，使得所述通信信道(L_n)上的数据速率(Rⁿ)达到目标速率(R_target ⁿ)的约束通过下列等式获得：

$R^n=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{\log }_2(1+\frac{h_k^n{s}_k^n}{{\mathrm{\Γ}}_k^n{\mathrm{\σ}}_k^n})\≥R_{t\arg \mathrm{et}}^n.$

17、根据权利要求15所述的装置(A)，其中，所述计算装置(C)还适合于修正所述第二优化变量λ_n，使得所述通信信道(L_n)上的总功率(Pⁿ)通过下列等式符合所述功率约束(P_max ⁿ)：

$P^n=\underset{k}{\mathrm{\Σ}}{s}_k^n\≤P_{\max }^n.$

18、根据权利要求15至17任意一项所述的装置(A)，其中，所述计算装置(C)还适合于重复所述优化和所述修正，直到达到收敛。

19、根据权利要求12至18任意一项所述的装置(A)，其中，所述计算装置(C)还适合于对于所述多个通信信道(L₁-L_n)的所有通信信道迭代地执行如权利要求14至18所述的优化和修正，直到达到收敛。

20、根据权利要求11至19任意一项所述的装置(A)，其中，所述计算装置(C)还适合于考虑附加功率谱约束(S_k，max ⁿ)最大化所述至少一个参考受害通信信道(L_ref)上的数据速率(R^ref)。

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