CN1866937A - 对接入设备输出信号的频谱进行整形的方法和系统 - Google Patents
对接入设备输出信号的频谱进行整形的方法和系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种对接入设备输出信号的频谱进行整形的方法,其核心是:首先根据串扰目标线路的功率谱密度确定发送功率谱密度,得到发送功率谱密度整形系数Tssi;然后通过所述Tssi系数配置接入设备输出信号的发送功率谱密度,得到整形后的频谱。通过本发明,能够自动或者手动设置远端接入设备处的下行信号的频谱,从而使得远端模块的频谱利用率最大化,因而本发明具有良好的频谱兼容能力,灵活性更好,同时通过本发明能够获得尽可能高的传输性能。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,尤其涉及一种对接入设备输出信号的频谱进行整形的方法和系统。
背景技术
xDSL技术按上行(用户到交换局)和下行(交换局到用户)的速率是否相同可分为速率对称型和速率非对称型两种。非对称型的xDSL有ADSL(Asymmetric DSL)和VDSL(Very high bit rate DSL)等数种。因其下行速率很高,适用于下行数据量很大的Internet业务。
ADSL技术经过多年的发展,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,其使用的频带在逐渐增加,相应的带宽也在逐渐增加。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+将下行带宽扩展到2.2MHz,能够提供最大24Mbps的下行速率,而VDSL2甚至使用高达30MHz的频谱,能够提供最高上下行对称100的速率。
以前的XDSL接入设备一般位于局端(Central Office,CO)处,随着对带宽需求的增加,要求xDSL接入设备越来越靠近用户,这样位于远端的xDSL接入设备的应用模式也随着逐渐增加,特别是VDSL2将主要放置于小区、大楼、路边等很靠近用户的位置,这些相应模式的增加也带来一些频谱兼容的问题,主要是由于位于CO的xDSL接入设备的DS1信号经过衰减后其幅度已经很小,其信噪比会受到靠近用户终端的xDSL接入设备(如图1所示的远端DSLAM模块100的ADSL2+接入设备)的下行DS1信号对原来位于局端(Central Office,CO)的xDSL接入设备的下行DS2信号的串扰影响而导致性能降低。因此需要采用一些手段来降低这些串扰所带来的影响。针对这个问题,很多运营商制定了自己的频谱应用管理规范,用于规范各种应用情况下的频谱规划,以避免各种设备之间互相干扰而导致性能下降的情况。
与本发明有关的现有技术一是专利号为EP1370057的技术方案,其主要是根据远端模块的位置与需求,通过采用固定的频谱设置关闭一些相应频段的载波(tone disabling)来避免串扰。如图2所示,将位于远端的ADSL2的频段位于1MHz与2MHz间的DS信号与局端的ADSL的下行频段的DS信号的重叠部分(如图2中的点线所示)关闭,以降低对来自CO的ADSL下行干扰的目的。由于两者频谱不再重叠,因此远端模块的下行信号对于局端模块的下行信号的串扰得以避免。
由上述现有技术的技术方案可以看出,现有技术能够实现频谱兼容要求,但是远端DSLAM中只使用了1.1MHz以上的频段内的载波,而这一频段的载波随线路长度的衰减程度比1.1MHz以下的频段要大,因而载波性能随线路距离很快下降,从而远端XDSL接入设备的性能指标也受到很大限制。实际上即使是在重叠的频段内,由于电缆对串扰具有一定的抑制能力(定量描述电缆串扰抑制能力的参数叫做串扰防卫度),也可以以较低的功率谱密度发送,而不会对于CO的业务造成显著影响。
另外现有技术采用固定的频谱设置,而实际上线路中的频谱是动态变化的,因此采用固定的频谱设置不能根据线路中频谱的变化动态地适应,因此灵活性差,频谱利用率不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种对接入设备输出信号的频谱进行整形的方法和系统,通过本发明,解决了现有技术中由于远端DSLAM中只使用了1.1MHz以上的频段内的载波,而导致远端接入设备的性能指标受到很大限制的问题。而且,通过本发明,能够采用多种频谱设置,灵活性较好,且频谱利用率较高。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
本发明提供的一种对接入设备输出信号的频谱进行整形的方法,包括:
A、根据串扰目标线路的功率谱密度确定发送功率谱密度,得到发送功率谱密度整形系数Tssi;
B、通过所述Tssi系数配置接入设备输出信号的发送功率谱密度,得到整形后的频谱。
其中,所述步骤A具体包括:
A1、根据局端接入设备CO的功率谱密度确定远端发送功率谱密度,得到远端接入设备使用的信号与局端接入设备CO发出信号的频谱重叠部分的发送功率谱密度整形系数Tssi;
以及,
A2、确定远端接入设备使用的信号与局端接入设备CO发出信号的频谱重叠部分以外的信号的发送功率谱密度整形系数Tssi。
其中,所述步骤A1具体包括:
A11、计算局端接入设备CO发出的在远端的接入设备RT处的信号功率谱密度PSDCO-RT;
A12、根据远端接入设备RT发送的信号功率谱密度PSDRT与局端xDSL接入设备CO发出的在远端接入设备RT处的信号PSDCO-RT相同,计算并得到远端发送载波的发送功率谱密度整形系数Tssi。
其中,所述步骤A11具体包括:
A111、获取远端的接入设备RT与局端接入设备CO之间的距离,以及电缆的传递衰减函数与频率的关系;
A112、根据所述距离,以及所述电缆的传递衰减函数与频率的关系,得到局端发送的信号PSD经过衰减后在远端的接入设备RT处的PSDCO-RT。
其中,所述步骤A11具体包括:
A112、测试CO发出的信号在RT处对RT串扰信号的功率谱密度PSDxtalk;
A113、根据测试得到的串扰信号的功率谱密度PSDxtalk,以及线路串扰防卫度函数,计算并得到CO发送的信号在RT处的功率谱密度PSDCO-RT。
其中,所述步骤A113具体包括:
A1131、获取通信系统内的线路串扰防卫度函数;
A1132、根据测试得到的串扰信号的功率谱PSDxtalk,以及所述获取的线路串扰防卫度函数计算并得到CO发送的信号在RT处的功率谱密度PSDCO-RT。
其中,所述步骤A2具体包括:
确定远端接入设备使用的信号与局端接入设备CO发出信号的频谱重叠部分以外的信号的发送功率谱密度整形系数Tssi为1;
或,
确定远端接入设备使用的信号与局端接入设备CO发出信号的频谱重叠部分以外的信号的发送功率谱密度整形系数Tssi为设置值。
本发明提供的一种对远端接入设备输出信号的频谱进行整形的系统,包括远端接入设备和终端设备,在所述远端接入设备和终端设备间还设置有载波整形装置;所述载波整型装置用于确定远端接入设备发送信号的功率谱密度整形系数Tssi,并通过所述Tssi系数调整远端接入设备输出载波的发送功率谱密度。
其中,所述远端接入设备、终端设备或载波整形装置包括:ADSL2/2+和/或VDSL2设备。
由上述本发明提供的技术方案可以看出,本发明首先根据串扰目标线路的功率谱密度确定发送功率谱密度,得到发送功率谱密度整形系数Tssi(Transmitting Spectrum Shaping);然后通过所述Tssi系数配置接入设备输出信号的发送功率谱密度,得到整形后的频谱。通过本发明,能够自动或者手动设置CO的接入设备在远端接入设备处的下行信号的频谱,从而使得远端模块的频谱利用率最大化,因而本发明具有良好的频谱兼容能力,灵活性更好,同时通过本发明能够获得尽可能高的传输性能。
附图说明
图1为远端xDSL接入设备的信号对CO接入设备的信号产生串扰时的原理示意图;
图2为现有技术中避免远端xDSL接入设备的信号对CO接入设备的信号产生串扰的原理图;
图3为本发明的流程图;
图4为本发明提供系统的原理示意图。
具体实施方式
本发明考虑到双绞线的传输特性是衰减随着频率的增加成指数方式增加,也就是说随着线路长度的增加,信号会急剧衰减,而且信号的串扰会随着频率的增加而增加,因此高频段的串扰比低频段严重。因此本发明在重叠的频段内,利用电缆串扰防卫度的作用,对局端发送信号的功率谱密度进行整型,在远端的xDSL接入设备发送的信号的影响处以较低的功率谱密度发送,因而不会对于CO的业务造成显著影响。
本发明提供一种对接入设备输出信号的频谱进行整形的方法和系统,其核心是:首先根据串扰目标线路的功率谱密度确定发送功率谱密度,得到发送功率谱密度整形系数Tssi;然后通过所述Tssi系数配置接入设备输出信号的发送功率谱密度,得到整形后的频谱。
本发明的主要思路是,对于CO的xDSL接入设备与RT(远端的xDSL接入设备)发送信号的频谱重叠部分,只要在RT处,RT发送的信号PSD与CO从CO相连的电缆发出的在RT处的信号功率谱密度(PSD)(称为CO发出的在RT处的信号)相同(或大致相同),其串扰与CO位于其他端口对其的串扰一样,因而不会产生严重的影响,而对于RT处使用而CO处不用的频段则无需调整。
本发明的具体实施方案,如图3所示,包括:
步骤101、根据串扰目标线路的功率谱密度确定发送功率谱密度,得到发送功率谱密度整形系数Tssi。
所述步骤101具体包括:
当局端接入设备和远端接入设备共用电缆时,根据串扰目标线路(即CO线路)的功率谱密度确定远端发送功率谱密度,得到远端接入设备使用的信号与局端CO发出信号的频谱重叠部分的发送功率谱密度整形系数Tssi;以及,确定远端接入设备使用的信号与局端CO发出信号的频谱重叠部分以外的信号的发送功率谱密度整形系数Tssi。
其中,所述根据串扰目标线路的功率谱密度确定远端发送功率谱密度,得到远端接入设备使用的信号与局端CO发出信号的频谱重叠部分的发送功率谱密度整形系数Tssi的过程具体包括:
首先,计算局端CO发出的在远端接入设备RT处的信号功率谱密度PSDCO-RT;然后,根据远端接入设备RT发送的信号功率谱密度PSDRT与局端CO发出的在远端接入设备RT处的信号PSDCO-RT相同,确定远端发送载波的发送功率谱密度整形系数Tssi。
其中所述计算局端CO发出的在远端接入设备RT处的信号功率谱密度PSDCO-RT的过程包括两个方案。
其中方案一具体包括:
首先,获取远端接入设备RT与局端接入设备之间的距离,以及电缆的传递衰减函数与频率的关系;然后,根据所述距离以及所述电缆的传递衰减函数与频率的关系,手动计算或通过软件计算,得到局端接入设备发送的信号PSD经过衰减后在远端接入设备RT处的PSDCO-RT。
其中方案二具体包括:
首先,测试CO发出的信号在RT处串扰后的串扰信号的功率谱密度PSDxtalk;其次,获取通信系统内的线路串扰防卫度函数;最后,根据测试得到的串扰信号的功率谱密度PSDxtalk,以及所述获取的线路串扰防卫度函数计算并得到CO发送的信号在RT处的功率谱密度PSDCO-RT。
其中所述确定远端接入设备使用的信号与局端CO发出信号的频谱重叠部分以外的信号的发送功率谱密度整形系数Tssi的过程具体包括:
确定远端接入设备使用的信号与局端CO发出信号的频谱重叠部分以外的信号的发送功率谱密度整形系数Tssi为1;或,
确定远端接入设备使用的信号与局端CO发出信号的频谱重叠部分以外的信号的发送功率谱密度整形系数Tssi为其他预设置值。
步骤102、通过所述确定的Tssi系数配置远端输出载波的发送功率谱密度,得到整形后的频谱。
下面结合两个实施例对本发明的实施方案作详细的描述。
本发明提供的第一实施例,是根据远端xDSL接入设备Remote module(RT)与Co的xDSL接入设备之间的距离以及电缆的传递函数(衰减)与频率的关系,经过计算得到CO发送的信号PSDco经过衰减后在远端的Remotemodule处的PSDco-rt,使RT的发送功率谱密度PSDrt中与CO重叠的部分等于PSDco-rt,得到远端的xDSL接入设备Remote module与Co的xDSL接入设备发送信号的频谱重叠部分的Tss(i)系数,非重叠部分例外计算,然后根据得到的Tss(i)系数远端输出载波的发送功率谱密度,得到整形后的频谱。
具体实施过程包括:
通常发送器根据标准建议的模板以额定功率谱密度(nominal TX powerof tone(i))发送信号,为了进行频谱整形,标准引入发送频谱整形(Transmitting Spectrum Shaping)系数-Tss(i)参数,这样远端的xDSL接入设备发送的信号经过整形后的发送功率谱密度可由公式1计算得到:
psdrt(i)=TX power of tone(i)=nominal TX power of tone(i)×Tss(i)
公式1
将上述公式1两侧取对数,得到如公式2所示的整形后的发送功率谱密度:
PSDrt(i)=10lgTX power of tone(i)=10lg nominal TX power of tone(i)+10lg Tss(i)
公式2
假设线路的传递函数(衰减函数)为Attenu(i)(dB/km),CO与RT之间的距离是L,利用下述公式3,可得到CO的xDSL接入设备发出的信号在RT处的功率谱密度为:
PSDco-rt(i)=10log TX power of tone(i)-L×Attenu(i)
公式3
根据本发明的思路,就是要使PSDrt(i)=PSDco-rt(i),联立公式2、公式3,即可解出远端的xDSL接入设备与CO的xDSL接入设备发送信号的频谱重叠部分的Tss(i)系数,这样整个频段的Tss(i)为:
Tss(i)=联立公式2、公式3得到的结果.........远端的xDSL接入设备与CO的xDSL接入设备发送信号的频谱重叠部分的Tss(i)系数;
Tss(i)=1或者其他原因需要预设置的值......远端的xDSL接入设备使用的CO频谱以外的部分的Tss(i)系数。
将上述得到的不同频段的Tssi系数配置到端口,对远端接入设备输出载波的发送功率谱密度进行配置,仍然如公式1所示:
psdrt(i)=TX power of tone(i)=nominal TX power of tone(i)×Tss(i)
公式1
得到整形后的频谱,如图4中所示的频谱。
本发明提供的第二实施例,是利用ADSL2+和VDSL2的背景噪声测试功能,通过测试CO发出的信号在RT处的串扰信号的功率谱密度,以及查取的线路串扰防卫度函数来计算得到CO的xDSL接入设备发送信号的功率谱密度;使RT的发送功率谱密度PSDrt中与CO重叠的部分等于PSDco-rt,得到远端的xDSL接入设备Remote module与Co的xDSL接入设备发送信号的频谱重叠部分的Tss(i)系数,非重叠部分例外计算,然后根据得到的Tss(i)系数远端输出载波的发送功率谱密度,得到整形后的频谱。
具体实施过程以近端串扰为例,包括:
假设线路近端串扰防卫度(Cross-Talk Rejection Ratio)函数为CTRR(f),它是频率的函数,这样上述PSDco-rt对RT的串扰信号的功率谱如公式4所示:
PSDxtalk(i)=PSDco-rt(i)-CTRR(i)
公式4
其中i表示L长度时tone i的频率点的串扰防卫度。
根据上面介绍的思路,只要CO发送的信号在RT处的幅度PSDco-rt(i)和RT发送的信号PSDrt相同,就意味着PSDxtalk(i)对于PSDco(i)影响与CO其他端口对其的影响相当,也就是说此时远端模块对于CO模块的串扰的影响与CO自身的串扰相同,此时串扰的影响大大降低。也就是说RT的发送信号的功率谱密度为如下公式5计算得到的数据:
PSDrt(i)=PSDco-rt(i)=PSDxtalk(i)+CTRR(i)
公式5
其中,式中PSDxtalk(i)可以通过测试静态背景噪声得到,CTRR可以从线路手册中得到或者可以依据经验参数得到,因此联立第一实施例中的公式2和本实施例中的公式5即可解出远端的xDSL接入设备Remote module与Co的xDSL接入设备发送信号的频谱重叠部分的Tss(i)系数。
这样整个频段的Tss(i)为:
Tss(i)=联立公式2、公式5得到的结果.........远端的xDSL接入设备与CO的xDSL接入设备发送信号的频谱重叠部分的Tss(i)系数;
Tss(i)=1或者其他原因需要设置的值......远端的xDSL接入设备使用的CO频谱以外的部分的Tss(i)系数。
将上述得到的不同频段的Tssi系数配置到端口,对远端接入设备输出载波的发送功率谱密度进行配置,仍然如公式1所示:
psdrt(i)=TX power of tone(i)=nominal TX power of tone(i)×Tss(i)
公式1
得到经过整形后的频谱,如图4中所示的频谱。
综上所述,本发明提供的第一、第二实施例中能够通过自动或者手动设置优化远端接入设备的频谱,使得RT对于CO的业务影响与CO端其他端口对其的影响相同(因而不会造成新的业务质量下降),同时使得远端接入设备的频谱利用率最大化,获得尽可能高的传输性能。
第一实施例中需要知道线路长度以及线路传递函数,前者可以从线路数据库中查到,后者可以通过ADSL2+或者VDSL2的线路双端测试中得到,因此能够手动设置优化远端接入设备的频谱。
第二实施例中只需要知道线间的串扰防卫度,这个参数也可以从线路手册中得到,因此能够自动设置优化远端接入设备的频谱。
针对本发明提供的一种对远端接入设备输出信号的频谱进行整形的系统,本发明提供了另一实施例,如图4所示,包括:
局端接入设备110、远端接入设备120、用户端设备130和载波整形装置140;所述载波整形装置140设置在远端接入设备120和用户端设备130之间,用于确定远端接入设备120发送信号的发送功率谱密度整形系数Tssi,并通过所述Tssi系数配置远端输出载波的发送功率谱密度,得到整形后的频谱。
所述局端接入设备、远端接入设备、终端设备或载波整形装置包括:ADSL2/2+和/或VDSL2设备。
由上述本发明的具体实施方案可以看出,本发明首先根据串扰目标线路的功率谱密度确定发送功率谱密度,得到发送功率谱密度整形系数Tssi;然后通过所述Tssi系数配置远端接入设备输出信号的发送功率谱密度,得到整形后的频谱。通过本发明,能够自动或者手动设置CO接入设备在远端接入设备处的下行信号的频谱,从而使得远端模块的频谱利用率最大化,因而本发明具有良好的频谱兼容能力,灵活性更好,同时通过本发明能够获得尽可能高的传输性能。
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 (9)
1、一种对接入设备输出信号的频谱进行整形的方法,其特征在于,包括:
A、根据串扰目标线路的功率谱密度确定发送功率谱密度,得到发送功率谱密度整形系数Tssi;
B、通过所述Tssi系数配置接入设备输出信号的发送功率谱密度,得到整形后的频谱。
2、根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤A具体包括:
A1、根据局端接入设备CO的功率谱密度确定远端发送功率谱密度,得到远端接入设备使用的信号与局端接入设备CO发出信号的频谱重叠部分的发送功率谱密度整形系数Tssi;
以及,
A2、确定远端接入设备使用的信号与局端接入设备CO发出信号的频谱重叠部分以外的信号的发送功率谱密度整形系数Tssi。
3、根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤A1具体包括:
A11、计算局端接入设备CO发出的在远端的接入设备RT处的信号功率谱密度PSDCO-RT;
A12、根据远端接入设备RT发送的信号功率谱密度PSDRT与局端xDSL接入设备CO发出的在远端接入设备RT处的信号PSDCO-RT相同,计算并得到远端发送载波的发送功率谱密度整形系数Tssi。
4、根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤A11具体包括:
A111、获取远端的接入设备RT与局端接入设备CO之间的距离,以及电缆的传递衰减函数与频率的关系;
A112、根据所述距离,以及所述电缆的传递衰减函数与频率的关系,得到局端发送的信号PSD经过衰减后在远端的接入设备RT处的PSDCO-RT。
5、根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述步骤A11具体包括:
A112、测试CO发出的信号在RT处对RT串扰信号的功率谱密度PSDxtalk;
A113、根据测试得到的串扰信号的功率谱密度PSDxtalk,以及线路串扰防卫度函数,计算并得到CO发送的信号在RT处的功率谱密度PSDCO-RT。
6、根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤A113具体包括:
A1131、获取通信系统内的线路串扰防卫度函数;
A1132、根据测试得到的串扰信号的功率谱PSDxtalk,以及所述获取的线路串扰防卫度函数计算并得到CO发送的信号在RT处的功率谱密度PSDCO- RT。
7、根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述步骤A2具体包括:
确定远端接入设备使用的信号与局端接入设备CO发出信号的频谱重叠部分以外的信号的发送功率谱密度整形系数Tssi为1;
或,
确定远端接入设备使用的信号与局端接入设备CO发出信号的频谱重叠部分以外的信号的发送功率谱密度整形系数Tssi为设置值。
8、一种对远端接入设备输出信号的频谱进行整形的系统,包括远端接入设备和终端设备,其特征在于:
在所述远端接入设备和终端设备间设置有载波整形装置;用于确定远端接入设备发送信号的功率谱密度整形系数Tssi,并通过所述Tssi系数调整远端接入设备输出载波的发送功率谱密度。
9、根据权利要求8所述的系统,其特征在于,所述远端接入设备、终端设备或载波整形装置包括:
ADSL2/2+和/或VDSL2设备。
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