CN1866884A - 多用户通讯线路串扰测试方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多用户通讯线路串扰测试方法及装置。本发明的核心包括：首先，在选定的一条线路上发送测试信号；之后，在待测试的线路上进行信号接收处理，并对接收到的信号依据发送的测试信号进行计算处理；这样，便可以根据计算结果确定待测试线路与选定的一条线路之间是否存在串扰，以及当存在串扰时的串扰值。

Description

多用户通讯线路串扰测试方法及装置

技术领域

本发明涉及网络通信技术领域，尤其涉及针对多用户通讯线路的串扰测试技术领域。

背景技术

ADSL(非对称数字用户线)技术经过多年的发展，相应的技术不断地更新换代，并已经从第一代的ADSL发展到现在的第二代的ADSL2、ADSL2+以及更新的VDSL2，而且，各技术使用的频带逐渐增加，相应的带宽也在逐渐增加。其中，ADSL和ADSL2下行使用1.1MHz以下的频谱能够提供最大8Mbps的下行速率，ADSL2+则将下行带宽扩展到2.2MHz，能够提供最大24Mbps的下行速率，而VDSL2的下行带宽甚至可以使用高达30MHz的频谱，其能够提供最高上下行对称100Mbps的速率。

但是，随着xDSL技术使用的频带的提高，串扰(crosstalk)尤其是高频段的串扰问题表现得日益突出。所述的串扰包括近端串扰和远端串扰，如图1和图2所示，其中，近端串扰(NEXT)对系统的性能不会产生太大的危害，但是所述的远端串扰(FEXT)却会严重影响线路的传输性能。

例如，当一捆电缆内有多路用户均要求开通xDSL业务时，则可能会因为远端串扰的存在使得一些线路传输速率降低、传输性能不稳定、甚至不能开通XDSL业务等，这样必然会最终导致DSLAM(数字用户线接入复用器)的出线率比较低。

针对串扰问题，目前在简单的情况下、一些运营商采用了制定自己的频谱应用管理规范的方式，来避免各种位置设备之间串扰的互相干扰问题。

为有效改善多用户之间的串扰问题，首先需要对多用户之间存在的串扰进行定量测量，之后，才可以针对测量到的串扰量采取相应的抑制串扰的手段。然而，目前还无法提供多线路间串扰的定量测试。因此，目前只能从串扰的某些统计特性来优化DSL线路或是系统的性能，在这种情况下，相应的DSL线路优化程度显然无法令人满意。

发明内容

本发明的目的是提供一种多用户通讯线路串扰测试方法及装置，以准确地测量出DSL线路之间是否存在串扰，并可以定量存在的串扰大小，从而针对测量获得的串扰情况采用合理的抑制串扰的策略对DSL线路进行处理，以获得令人满意的DSL传输性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种多用户通讯线路串扰测试方法，包括：

A、在选定的一条线路上发送测试信号；

B、在待测试的线路上进行信号接收处理，并对接收到的信号依据发送的测试信号进行计算处理；

C、根据计算结果确定待测试线路与选定的一条线路之间是否存在串扰，以及当存在串扰时的串扰值。

所述的步骤A包括：

在持续的第一预定时间段内通过选定的一条线路循环发送测试信号。

所述的测试信号为自相关性符合预定要求的信号。

所述的步骤B包括：

在待测试的线路上进行信号接收处理，并将接收到的信号与在选定的一条线路上发送的所述测试信号进行相关运算，获得运算结果。

所述的步骤B包括：

当在选定的一条线路上发送测试信号并经过预定的一段稳定时间后，在待测试线路上进行持续第二预定时间的信号接收处理。

所述的步骤B包括：

B1、根据发送的测试信号的计算其在第一预定时间段内的信号序列；

B2、根据第一预定时间和第二预定时间的比值对所述的信号进行处理，获得相应的首尾相接的信号序列；

B3、将获得的首尾相接的信号序列与在第二预定时间内接收到的信号进行相关运算，并获得运算结果。

所述的步骤B2包括：

计算调整参数值，所述的调整参数值为第一预定时间和第二预定时间的比值，且当所述比值为整数时，则该调整参数值为所述比值加1；

将调整参数值组的第一预定时间段内的信号序列首尾相接组成一个首尾相接的信号序列。

所述的步骤C包括：

从获得的相关运算结果的绝对值中获取最大值和次最大值；

根据最大值和次最大值之间的相对大小确定是否存在串扰，若存在串扰则确定串扰强度值为所述的最大值。

本发明还提供了一种多用户通讯线路串扰测试装置，包括：

测试信号接收模块：用于在待测试线路上接收通过选定的一条线路发送的测试信号对该线路产生的串扰信号，并将接收的信号传送给接收信号处理模块；

接收信号处理模块：用于将接收的信号与所述发送的测试信号进行相关运算处理，并将运算结果输出给串扰测试处理模块；

串扰测试处理模块：根据所述运算结果计算确定是否存在串扰，并确定当存在串扰时相应的串扰值。

该装置还包括：

测试信号发送模块，用于在选定的一条线路上选用预定时间长度的相关性符合预定的要求的信号作为测试信号进行发送。

所述的接收信号处理模块包括：

信号序列生成模块：用于根据发送的信号序列，以及接收信号持续时间长与发送测试信号持续时间长之间的比值生成首尾相接的信号序列；

相关运算处理模块：用于将信号序列生成模块生成的首尾相接的信号序列与所述的接收信号进行相关运算处理，并将运算结果输出给串扰测试处理模块。

所述的串扰测试处理模块包括：

判断模块：用于根据运算结果中的最大值和次最大值之间的相对大小确定是否存在串扰，并将判断结果通知串扰测试结果输出模块；

串扰测试结果输出模块：当确定存在串扰时，则将所述最大值作为串扰值输出，当不存在串扰时，则输出结果为不存在串扰。

由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明可以准确测出两条线路之间串扰的平均大小，从而为DSM等降低串扰等处理提供相应的原始依据，以便于采用合理的降低串扰的技术手段减少DSL线路之间的串扰，保证DSL线路的良好的传输性能，提高DSL业务的开通率。

附图说明

图1为在DSL线路中的近端串扰示意图；

图2为在DSL线路中的远端串扰示意图；

图3为多条DSL线路传输的串扰模型示意图；

图4为本发明所述方法的具体实现过程示意图；

图5为中采用的测试用发射信号示意图；

图6为DSL线路i的采样信号示意图；

图7为信号序列D[n]示意图；

图8为根据D[n]计算获得的C[n]的示意图一；

图9为根据D[n]计算获得的C[n]的示意图二；

图10为本发明所述装置的具体实现结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种快速的检测同一电缆中存在串扰的线对的实现方案，本发明能够测出两条DSL线路间串扰的平均大小，从而为DSM(动态频谱管理)等降低串扰的技术提供原始数据。

为对本发明有进一步的理解，下面将结合附图对本发明所述的方法进行详细的说明。

为便于对本发明具体实现方式的描述，首先对描述过程中涉及的函数及变量等进行定义解释。如图3所示，定义φi，j为编号为j的线路对编号为i的线路产生的串扰，则第i线路受到的总串扰能量为

其中φ_i，j＝0(i＝j)，M为线路的数目。

通常，一条线路的总串扰能量可以在线路静默期作一个粗略测量。利用测量获得的总串扰能量数据可以用来对线路性能做评估，但却不能用来做整体线路的优化。

如果希望实现针对整体线路的优化，则需要获得整个系统各条线路之间的两两串扰情况，即整个系统中各个线路的φi，j，i＝1...M，j＝1...M。本发明提供的方法便可以实现针对各条线路之间的两两串扰的量化测量。

当同一时间内，整个系统中其他的所有线路均对某一条线路产生干扰。如图2所示，1、2、3和j路线路均对第i路线路产生串扰。则需要获得在第i路中，1、2、3和j路线路在同一时间内各自对线路i产生的干扰。

本发明中主要是采用线性调频等自相关性较强的信号作为测试信号实现。这样，就可以将总的串扰信号分解成各个线路的串扰和。

下面将结合附图对本发明的具体实现方式进行描述，具体以测量图3所示的应用环境中的第i路线路受到第1路线路的串扰情况为例，相应的实现过程如图4所示，具体包括以下步骤：

步骤41：在第1路线路中循环发送测试信号；

具体可以选用一定时间长度的自相关性较强的线性调频信号作为测试的发送信号，即在持续的预定时间段内循环发送相应的线性调频信号，所述的线性调频信号如图5所示，该信号的表达式为：

$x\left(t\right)=\sin (2\mathrm{\π}(f_l+\frac{f_h}{T}\·t)\·t)---\left(1\right)$

其中，f_l为信号的最低频率，f_h为信号的最高频率，T为信号的持续时间值，称为第一预定时间；

所述的循环发送是指当图3所示的信号发送完毕后，立即重新发送直到到达持续发送时间T时止；

在该步骤中也可以选用其他自相关性符合预定的要求的信号作为在第1路线路中发送的测试信号，如伪随机序列等。

步骤42：当在第1路线路中开始发送测试信号时起等待一定的稳定时间τ后，在第i线路上进行信号的接收处理，并在按预定时间进行的信号接收处理完毕后，立即停止在第1路线路的测试信号的发送；

具体为：当第一步中线路开始发送测试信号后，第i路等待一段时间τ(τ＝1ms)后，在第i号线路上以采样频率F_s采样接收时间长度为t_sample的信号序列S[n]，其中要求t_sample≥T，此时，信号序列S[n]的样点数为F_s×t_sample个，其中，t_sample称为第二预定时间；

在该步骤中采样接收的信号如图6所示，图6中横轴表示信号序列的样点，纵轴表示离散信号的大小。图6中包含了通过线路藕合的x(t)信号和线路本身的噪声信号。

步骤43：对从第i路线路接收到的信号序列进行处理，即将接收到的信号序列与在第1路线路上发送的测试信号序列进行相关运算，获得运算结果；

该步骤具体包括以下处理步骤：

步骤431：利用公式(1)用采样频率为Fs计算出时间长度为T的信号序列d[n]，样点数为F_s×T个，具体的计算方式如下：

$d\left[n\right]=\sin (2\mathrm{\π}(f_l+\frac{f_h}{T}\·\frac{k}{F_s})\·\frac{k}{F_s}),k=\mathrm{0,1},...,F_{s}T-1;$

步骤432：用a组d[n]首尾相接组成一个首尾相接的信号序列D[n]；

其中，

步骤433：将D[n]和S[n]进行相关运算，结果为 $C\left[n\right]=\underset{k=0}{\overset{F_{s}T}{\∑}}D(n+k)S\left(k\right),$ n＝0…aF_sT-F_st_sample-1。

步骤44：根据所述的相关运算结果确定第1路线路对第i路线路是否存在干扰，如果存在，还需要进一步确定具体的串扰量化值；

步骤43计算出的相关运算结果可以为图8所示的情况，也可以为图9所示的情况，图中的横轴表示信号序列的样点，纵轴表示离散信号的大小。

其中，图8中所示运算结果C[n]表示第i路线路与第1路线路之间存在串扰，图9所示运算结果C[n]则表示第i路线路与第1路线路之间不存在串扰；

步骤44的具体实现过程包括以下步骤：

步骤441：在|C[n]|序列(|·|表示取绝对值操作)中按值的大小搜索出最大值C_max和次最大值C_smax；

步骤442：判断最大值C_max和次最大值C_smax之间的关系是否符合r·C_max＞C_smax，其中，r＝0.7，r也可以选择其他小于1且大于0的小数数值，如果r·C_max＞C_smax，则执行步骤443，否则，执行步骤444；

步骤443：确定第i路线路与第1路线路之间存在串扰，且C_max即为平均的串扰强度。

步骤444：确定第i路线路与第1路线路之间不存在串扰或者是存在的串扰非常小而不至于对第i路线路造成影响。

至此，本发明提供的实施例实现了针对两两线路之间的串扰实现了准确的量化测量，实现了本发明的目的。

如图3所示，在图中除i号线路外，针对余下的任一条线路均可以通过重复执行上述步骤41到步骤44计算得到每条线路与第i条线路的平均串扰强度，因而，针对各线路串扰的具体计算过程就不再一一详述。

本发明还提供了一种多用户通讯线路串扰测试装置，所述装置的具体实现结构如图10所示，包括以下各功能模块：

(1)测试信号发送模块

用于在选定的一条线路上选用预定时间长度的相关性符合预定的要求的信号作为测试信号进行发送，例如，可以发送持续第一预定时间的线性调频信号，等等，该发的测试信号的发送将可能使得待测试线路上的测试信号接收模块会接收到由测试信号产生的串扰信号。

(2)测试信号接收模块

用于在待测试线路上接收通过选定的一条线路发送的测试信号对该线路产生的串扰信号，并将接收的信号传送给接收信号处理模块。

(3)接收信号处理模块

用于将接收的信号与所述发送的测试信号进行相关运算处理，并将运算结果输出给串扰测试处理模块，；

所述的接收信号处理模块具体包括：

信号序列生成模块：用于根据发送的信号序列，以及接收信号持续时间长与发送测试信号持续时间长之间的比值生成首尾相接的信号序列，具体的获得所述首尾相接的信号序列的方法前面已经描述，此处不再详述；

相关运算处理模块：用于将信号序列生成模块生成的首尾相接的信号序列与所述的接收信号进行相关运算处理，并将运算结果输出给串扰测试处理模块。

(4)串扰测试处理模块

根据所述运算结果计算确定是否存在串扰，并确定当存在串扰时相应的串扰值，具体为根据相关运算结果中的最大值是否明显大于次最大值；

所述的串扰测试处理模块具体包括：

判断模块：用于根据运算结果中的最大值和次最大值之间的相对大小确定是否存在串扰，并将判断结果通知串扰测试结果输出模块；

串扰测试结果输出模块：当确定存在串扰时，则将所述最大值作为串扰值输出，当不存在串扰时，则输出结果为不存在串扰。

综上所述，本发明能够准确测量出两条线路间存在的串扰的平均大小。从面为DSM等降低串扰的技术提供原始数据，以便于采用合理的降低串扰的技术手段减少DSL线路之间的串扰，保证DSL线路的良好的传输性能，提高DSL业务的开通率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1、一种多用户通讯线路串扰测试方法，其特征在于，包括：

A、在选定的一条线路上发送测试信号；

B、在待测试的线路上进行信号接收处理，并对接收到的信号依据发送的测试信号进行计算处理；

C、根据计算结果确定待测试线路与选定的一条线路之间是否存在串扰，以及当存在串扰时的串扰值。

2、根据权利要求1所述的多用户通讯线路串扰测试方法，其特征在于，所述的步骤A包括：

在持续的第一预定时间段内通过选定的一条线路循环发送测试信号。

3、根据权利要求2所述的多用户通讯线路串扰测试方法，其特征在于，所述的测试信号为自相关性符合预定要求的信号。

4、根据权利要求1、2或3所述的多用户通讯线路串扰测试方法，其特征在于，所述的步骤B包括：

在待测试的线路上进行信号接收处理，并将接收到的信号与在选定的一条线路上发送的所述测试信号进行相关运算，获得运算结果。

5、根据权利要求4所述的多用户通讯线路串扰测试方法，其特征在于，所述的步骤B包括：

当在选定的一条线路上发送测试信号并经过预定的一段稳定时间后，在待测试线路上进行持续第二预定时间的信号接收处理。

6、根据权利要求5所述的多用户通讯线路串扰测试方法，其特征在于，所述的步骤B包括：

B1、根据发送的测试信号的计算其在第一预定时间段内的信号序列；

B2、根据第一预定时间和第二预定时间的比值对所述的信号进行处理，获得相应的首尾相接的信号序列；

B3、将获得的首尾相接的信号序列与在第二预定时间内接收到的信号进行相关运算，并获得运算结果。

7、根据权利要求6所述的多用户通讯线路串扰测试方法，其特征在于，所述的步骤B2包括：

计算调整参数值，所述的调整参数值为第一预定时间和第二预定时间的比值，且当所述比值为整数时，则该调整参数值为所述比值加1；

将调整参数值组的第一预定时间段内的信号序列首尾相接组成一个首尾相接的信号序列。

8、根据权利要求6所述的多用户通讯线路串扰测试方法，其特征在于，所述的步骤C包括：

从获得的相关运算结果的绝对值中获取最大值和次最大值；

根据最大值和次最大值之间的相对大小确定是否存在串扰，若存在串扰则确定串扰强度值为所述的最大值。

9、一种多用户通讯线路串扰测试装置，其特征在于，包括：

测试信号接收模块：用于在待测试线路上接收通过选定的一条线路发送的测试信号对该线路产生的串扰信号，并将接收的信号传送给接收信号处理模块；

接收信号处理模块：用于将接收的信号与所述发送的测试信号进行相关运算处理，并将运算结果输出给串扰测试处理模块；

串扰测试处理模块：根据所述运算结果计算确定是否存在串扰，并确定当存在串扰时相应的串扰值。

10、根据权利要求9所述的多用户通讯线路串扰测试装置，其特征在于，该装置还包括：

测试信号发送模块，用于在选定的一条线路上选用预定时间长度的相关性符合预定的要求的信号作为测试信号进行发送。

11、根据权利要求9所述的多用户通讯线路串扰测试装置，其特征在于，所述的接收信号处理模块包括：

信号序列生成模块：用于根据发送的信号序列，以及接收信号持续时间长与发送测试信号持续时间长之间的比值生成首尾相接的信号序列；

相关运算处理模块：用于将信号序列生成模块生成的首尾相接的信号序列与所述的接收信号进行相关运算处理，并将运算结果输出给串扰测试处理模块。

12、根据权利要求9、10或11所述的多用户通讯线路串扰测试装置，其特征在于，所述的串扰测试处理模块包括：

判断模块：用于根据运算结果中的最大值和次最大值之间的相对大小确定是否存在串扰，并将判断结果通知串扰测试结果输出模块；

串扰测试结果输出模块：当确定存在串扰时，则将所述最大值作为串扰值输出，当不存在串扰时，则输出结果为不存在串扰。

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