CN1910891A - 用于提供和维护dsl的单端环路测试的方法和装置 - Google Patents

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CN1910891A CNA2005800025173A CN200580002517A CN1910891A CN 1910891 A CN1910891 A CN 1910891A CN A2005800025173 A CNA2005800025173 A CN A2005800025173A CN 200580002517 A CN200580002517 A CN 200580002517A CN 1910891 A CN1910891 A CN 1910891A
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Abstract

一种用于提供和维护DSL的单端环路测试的方法和装置，其使用数字技术提供DSL环路测试，以去除强背景并加强所需信号用于峰值检测，所述数字技术包括频率补偿(820)、匹配滤波和中值滤波(830)。单端环路测试(SELT)系统允许DSL提供者在交换局(CO)从反射的测量值提取环路消息，从而确定支持不同DSL服务的环路能力。通过利用几种数字信号处理技术(包括频率)，以高度的准确性为24AWG的长达12kft(千英尺)的环路和26AWG的长达9kft的环路提供检测环路长度(845)和终端类型的过程，所述方法和装置获得淹没在相关的背景噪声(近端回波)(815)中的所需信号(远端回波)。

Description

用于提供和维护DSL的单端环路测试的方法和装置
相关申请的交叉参考
【0001】本申请主张2004年1月14日提交的题为“System andMethod For Single End Loop Testing For DSL Provisioning andMaintenance”的共同待审的美国临时专利申请第60/536,255号的优先权，该申请的全部内容在此通过引用并入。
技术领域
【0002】本发明一般涉及电子通信系统，更具体地涉及提取发送环境(也就是“环路或回路”)信息，例如环路长度和环路终端的方法和系统，用于提供和维护数字用户线路(DSL)环路。
背景技术
【0003】当今流行的高带宽技术使用简易老式电话系统(POTS)通信所配置的现有铜线基础设施。随着互联网和其他高带宽电子通信网络和系统的出现及消费者对信息需求的增长，例如互动游戏和如视频点播这样的电子娱乐，已经存在对便于在服务提供者和它们的客户之间的数据传输的可靠且买得起的高带宽介质的极大需求。和这个需求相关的现有铜线电话系统基础设施被用于发送宽带服务。
【0004】一种这样的宽带技术是数字用户线路(DSL)，其有多个变体比如ADSL、HDSL、IDSL、SDSL、RADSL和VDSL(总称为“xDSL”)。非对称数字用户线路(ADSL)提供的下行数据率(也就是到客户)高于上行的数据率(也就是到服务提供者)。
【0005】对于服务提供者，为了以较低成本的方式有效供应新的客户，就必须在提供服务之前获得关于现有线路的信息。作为提供xDSL服务先决条件之一的关键任务是确定环路长度，该任务必须完成以使环路有资格用于DSL服务。环路连接判定也使得可能提供给特定客户的服务类型具备资格。此外，负载线圈(沿着环路在特定间隔插入以增强和重建呼叫质量)、桥接抽头、(在本地环路之内的通信线路上的未终止缆线，用于接入线路中)，以及其他线路特征的存在，影响了环路支持DSL的能力，并且在提供DSL服务时必须考虑到它们。安装在用户环路上的其他设备也可能使环路不适合于提供DSL服务。
【0006】在DSL应用中，给定任何给定环路的实际线路条件，能够确定可实现率是有用的。这便于提供和维护服务，例如DSL服务。使这个任务困难的一件事是对环路特征测量的进行必须接入仅仅环路的一端，典型是交换局(Central Office，CO)。这种测试和预置(provisioning)被称为单端环路测试或单端线路测试(SELT)。可根据环路衰减和出现的噪声计算可实现的数据率。噪声能够被直接测量。如果环路长度和组成已知，就可计算环路衰减。
【0007】在实际的应用中，希望将DSL调制解调器和SELT测量服务相结合。它们共享相同的发送和接收器电路，以及数字处理单元。虽然在成本和易于使用上的好处是明显的，但是这种安排给SELT测量方法的设计带来了主要的复杂性，如下面解释的。
【0008】在SELT测量中，接收的信号包含两个组成部分：远端回波(FE)和近端回波(NE)。远端回波包含远端的环路终端和环路长度的信息。近端回波主要是由测量装置的环路接口电路来确定，并且在确定SELT测量中的环路长度时不是必要的。但是，由于环路衰减，所以远端回波信号比近端回波弱得多。因此，为了进行准确的SELT测量，有必要隔离来自远端回波信号的贡献。在DSL调制解调器中，远端回波和近端回波组成部分在空间和时间上重叠。分隔单个远端回波和近端回波组成部分以及假象(artifact)和残余信号的能力是成功的SELT测量中的主要挑战。
【0009】能够确定待确定的用户环路的物理和电学特征的测试方法和装置是众所周知的。这种方法和装置例如在以下文献中讲授：授予Bothof等人的美国专利第4,105,995号、授予Fuller等人的美国专利第4,870,675号、授予Zhang的美国专利第5,881,130号。授予Liu等人的美国专利第6,266,395号中公开的用于xDSL服务的客户的单端质量鉴定。传统上，在公共交换电话网络(PSTN)中的服务提供者向已经表现出对xDSL服务感兴趣的客户驻地(customer premise)分派一个技术人员。该技术人员和另一技术人员在服务提供者的交换局(CO)协调测试。这个劳动密集型过程增加了操作开销，并且延迟了服务提供。为了全面测试，需要全宽带测试接入。
【0010】单端环路测试(SELT)可用于从反射的测量值提取关于DSL系统中传输环境或环路的信息。提取的信息可包括由传输介质(例如有线线路)所引入的特征或者影响、传输介质工作的噪声环境、传输介质上的DSL装置引入的特征或者效应等等。关于转换环境的信息可包括，例如环路长度、环路终端类型等等。例如，单端环路测试可包括在交换局(CO)在处于测试的环路中插入信号，以确定环路支持不同类型的DSL服务的能力。典型地，在环路测试中只涉及交换局，并且SELT被用于从测量值提取反射的信号信息(通常称为远端回波)。即使在近端回波的尾部或拖尾，近端回波也比远端回波强得多，这导致远端回波在相关的背景噪声中被完全遮蔽。人们已经做出努力来解决这个SELT问题，并且在G.selt项目下，由ITU所进行的标准化当前正在进行中。迄今为止，ITU文献(contribution)已经集中在校准过程，该过程将发射器、接收器和环路之间的信号路径作为三端口线性时不变(LTI)网络处理。该过程通过一个端口散射参数计算输入阻抗。
【0011】因此，需要使用单端线路测试有效提供DSL服务，该测试使得能够鲁棒且准确地测量环路长度和环路终端类型。
发明内容
【0012】以下将阐述与本发明的各种实施例范围相当的某些方面。应该理解的是，呈现这些方面仅仅是向读者提供本发明可能采用的某些形式的简要概述，而这些方面并不打算限定本发明的范围。实际上，本发明可包括下面没有阐述的多个方面。
【0013】传统上，单端环路测试是使用时域反射计(TDR)进行的。时域反射计在环路内插入非常短的脉冲或电流中的急剧上升沿，接着测量电压中的环路响应。接口电路是简单直接的，具有准瞬时响应。这样，近端回波(NE)和远端回波(FE)在时域中被分隔开。远端回波可以通过设置时间窗口而被隔离。
【0014】如果单端环路测试测量和DSL调制解调器相结合，环路接口电路就必须更复杂，引起了近端回波中的更长响应时间。典型的DSL调制解调器接口电路包括模拟滤波器、后向匹配(back-matching)电路、混合块和耦合转换器。因此，近端回波和远端回波在时间上重叠。
【0015】将远端回波从近端回波分隔的一个方法是通过基于校准来预测近端回波。这种方法是ITU中当前的SELT提案的基础。根据这些提案，接口电路被建模为具有三个参数的线性网络。在实际的环路被三个已知负载替换时，所述参数是由三个测量值确定的。虽然理论上是合理的，但是这种方法具有某些应用问题。首先，因为远端回波和近端回波信号之间强度上的巨大差异，所要求的精确度就非常高。另一方面，在校准过程中涉及的计算对于测量和计算精确度极限在数字上是敏感的。第二，校准过程对于硬件平台要求额外的组件，因此有附加的成本。
【0016】通过专注于两个信号的不同特征，所提议的方法实现了近端回波和远端回波之间的分隔。近端回波被定性地而非定量地建模。通过这个方法，它在应用中是简单而具有鲁棒性的。
【0017】在一个实施例中，本发明包括以下内容。带通Tx滤波器被用于减少近端回波。由于在高频的环路衰减非常高，因此抑制高频传输信号减少了近端回波，而远端回波不受影响。抑制低频传输信号减少了在时域中传播的近端回波，其由在非常低频率的转换器和其他组件的响应引起。响应：Tx和Rx之间的互相关。时间连续信号被发送，并且依赖于时间或时间相关的回波响应是从所述相关测量的。比较TDR使用的短脉冲，这个方法增加了平均信号功率而不增加峰值信号电平，因此实现了更好的信噪比。匹配的响应：响应和远回波模板之间的互相关。通过这种互相关(相当于匹配滤波)，远端回波相对于近端回波被增强。缩放比例或改变比例的回波：匹配的响应乘以依赖于时间的增益，以补偿环路衰减。背景：通过中值滤波器的缩放比例的回波。中值滤波器输出匹配光滑的背景，同时把峰值排除在外。这提供了对近端回波建模的简单方法。远端回波：缩放比例的回波减去背景。剩下的峰值表示远端回波。以相对简单的决策树，考虑了正负峰值的位置和大小，由峰值的位置来确定环路的长度。
【0018】在其他情况之中，本发明提供一种从所测量的回波响应来计算环路长度的方法。
【0019】在另一实施例中，本发明提供单端线路测试(SELT)的方法，以提供xDSL服务。所述方法包括产生源于时间连续信号的模拟测试信号，并且发送模拟测试信号通过待测试的环路，接着接收依赖于时间的回波响应信号。所述方法包括应用带通滤波来减少时域中的近端回波，以及使发送的模拟测试信号和接收的回波响应信号互相关，以获得回波响应函数。所述方法包括对回波响应函数应用扰动补偿滤波(bump compensation filtering)以及匹配滤波回波响应信号函数和远端回波模板。所述方法包括对匹配的回波响应进行依赖于时间的成比例缩放，以补偿环路衰减，对成比例缩放的回波响应进行中值滤波，以除去背景噪声和增强用于检测的峰值；以及至少部分基于峰值的位置来确定环路的长度。
【0020】根据本发明实施例的另一特征，提供一种在提供xDSL服务时确定环路长度的方法。所述方法包括：通过使回波响应和远端回波峰值模板相关，获得远端回波峰值；比较正峰值位置、正峰值高度、负峰值位置和负峰值高度中的至少两个；比较正峰值位置和时间范围；比较正峰值高度和负峰值高度；比较负峰值位置和正峰值位置；以及至少部分基于所述比较确定环路长度。
【0021】本发明实施例的另一特征包括一种用于单端线路测试(SELT)的装置，以提供xDSL服务。所述装置包括适于产生时间连续信号的处理单元。所述处理单元也可执行所述装置的附加功能。发射器将时间连续信号转换成模拟测试信号，并且穿过待测试的环路发送该模拟测试信号。接收器接收由模拟测试信号的传输引起的回波响应信号。带通滤波器减少了时域中的近端回波。相关器使发送的模拟测试信号和接收的回波响应信号相关，并且产生回波响应函数。扰动补偿滤波器施加于回波响应函数，以减轻不希望的扰动，而且匹配滤波器应用于回波响应信号和远端回波模板，以获得匹配的回波响应。依赖于时间的缩放器(scaler)适于缩放匹配的回波响应，以补偿环路衰减，以及中值滤波器，其施加到缩放比例的回波响应，以减少背景噪声并增强要检测的峰值。处理单元至少部分基于峰值的位置计算环路的长度。
附图说明
【0022】被认为新颖的本发明的特征具体在所附的权利要求中阐述。但是本发明本身(关于操作的组织和方法，以及其另外的目标和优点)可参考以下结合附图的描述被最佳地理解，在附图中同样的编号表示同样的组件，其中：
【0023】图1是根据本发明实施例的单端线路测试的方框图表示；
【0024】图2(a)是源自本发明的SELT实施例的频域混合响应的图示；
【0025】图2(b)是源自本发明的SELT实施例的时域混合响应的图示；
【0026】图3(a)是源自本发明的SELT实施例的补偿的频域混合响应的图示；
【0027】图3(b)是源自本发明的SELT实施例的补偿的时域混合响应的图示；
【0028】图4是在本发明的SELT实施例中使用的在距离3千英尺、6千英尺和9千英尺(Kft)的一系列远端回波模板的图示；
【0029】图5(a)是根据本发明实施例的、使用大线圈(big spool)模拟器的估计的环路长度分配的图示。
【0030】图5(b)是根据本发明实施例的、使用大线圈模拟器的环路长度的图示。
【0031】图6(a)是根据本发明实施例的、使用DLS90环路模拟器的估计的环路长度分配的图示。
【0032】图6(b)是根据本发明实施例的、使用DLS90环路模拟器的环路长度的图示。
【0033】图7(a)是根据本发明实施例的、使用大线圈环路模拟器的24AWG的SELT性能的图示。
【0034】图7(b)是根据本发明实施例的、使用DLS90环路模拟器响应的24AWG的SELT性能的图示。
【0035】图8是根据本发明实施例的环路长度确定步骤的流程图。
【0036】图9是根据本发明实施例的环路长度确定步骤的流程图。
【0037】图10是根据本发明实施例的来自具有不同长度的环路的成比例缩放的回波的图示。
【0038】图11是根据本发明实施例的说明正负远端回波峰值的图示。
【0039】图12(a)是根据本发明实施例的用于闭合终端环路的峰值位置与环路长度的线性关系图。
【0040】图12(b)是根据本发明实施例的用于开放终端环路的峰值位置与环路长度的线性关系图。
具体实施方式
【0041】通过提供本发明的多个特定实施例和包括新颖装置的结构和操作的细节，以下描述是为了传达对本发明的全面理解。但是，应该理解本发明不限于这些特定的实施例和细节，它们仅仅是为了示例说明的目的而提供的。还应该理解，本领域的普通技术人员根据公知的装置和方法，就可在任意数量的替代性实施例中使用本发明来达到其所希望的目的和利益，这取决于特定的设计和其他需求。
【0042】根据本发明的实施例，并且参考图1，环路测试由处理单元105启动，比如在交换局的处理单元，其产生伪随机数字信号106，并将其提供给发射器110，发射器110将信号106转换成模拟测试信号。模拟测试信号被传送给环路耦合电路120，该电路120包含，例如混合的转换器和其它电路，其它电路用于调节模拟信号以穿过处于测试的环路125传输。从耦合电路120，测试信号可被现有的环路终端装置比如桥接抽头(导致阻抗不匹配)和负载线圈(其充当低通滤波器)衰减，这可防止使用用于发送DSL信号的更高频率。信号最终被发送给远程终端装置130，例如电话、POTS/PSTN终端盒等等，并且穿过处于测试的环路125，作为回波响应信号124反射回来，并到达环路耦合电路120。接收器115接收反射的或弹回的回波响应信号，并且将它传送到处理单元105用于处理，以确定DSL环路的环路长度和环路终端情况。在确定环路长度时至关重要的是远端回波响应。因为环路耦合电路120导致近端回波残留在回波响应信号124中，如接收器115看到的，必须施加滤波和/或其他调节，以除去这个近端回波响应的模糊的影响(obscuring effect)。滤波和除去近端回波的目的是增强对远端回波响应峰值的检测。
【0043】在本发明的一个实施例中，并且参考图2(a)和2(b)的曲线，借助对与混合响应紧密相关的近端回波的行为的知识，例如由处理器105提供的扰动补偿滤波器被实现以除去强背景噪声。图2(a)表示64个频域混合响应230，并且表明该频域混合响应具有出现在大约25kHz的扰动210，扰动210是造成时域中的振荡220的原因，如图2(b)的曲线所示。因为由振荡所引起的近端回波的扩展尾部可能阻止所希望的远端回波被检测到，通常更好的做法是在进行检测之前是除去或减少扰动。扰动补偿滤波器(BCF)可被引入，或者通过处理器105数字地被引入或者以模拟方式引入，用于除去这一扰动。
【0044】在这个例子中，对于18千英尺(kft)开环，在从与在耦合电路120中继续的混合装置(例如Texas，Austin的Legerity，Inc.公司制造的装置)关联的8个DSL硬件平台装置中的每个装置的8个端口收集的数据上计算64个混合响应。虽然混合向应因不同的硬件平台装置而变化，但是变化不剧烈，而且所有的响应是类似的：它们的扰动210出现在大约相同的位置。因此，可能不需要每个电路板一个补偿滤波器，而可基于多个测量值的平均值来使用单个滤波器。在本发明的此实施例中，实现了扰动补偿滤波器的线性相位最小二乘判据。如图3(a)所表明的，对于补偿的频域响应，以及图3(b)，对于补偿的时域响应，补偿的频率响应310在大约25kHz被显示为相对平坦。在时域响应的尾部，振荡320也较小。此外，扰动补偿滤波器在时域中引入了大约0.088ms的延迟，其可能影响图3(b)中的两条曲线330和340之间的相对对齐。在这个示例实施例中，延迟被施加到近端回波和远端回波，从而不影响环路检测。
【0045】如图2(a)所示，近端回波响应230典型地因装置不同而变化，尽管响应的基本特征(也就是形状、峰值位置)保持相同。为了获得要在处于测试的所有环路中使用的基线近端回波，在一个实施例中，本发明将多个测量值平均，并且极大地除去平均背景，因此，相对于增强峰值检测的其他信号增强了远端回波信号。
【0046】因为相对弱的远端回波被淹没在近端回波的强背景中，所以希望在进一步的信号处理之前除去这个背景。此外，因为信号强度随着其通过有线线路而衰减，所以从更长的环路接收的信号更以近端回波占具优势。如果环路的长度足够长(例如18kft)，接收的测量值就可被认为是近端回波的复制物。
【0047】在本发明的另一个实施例中，并且参考图4，通过除去自近端回波(selfnear-end echo)背景，远端回波模板可从一组测量值提取，然后和除去背景之后的信号互相关，从而提供峰值，该峰值表示出现了所希望的响应。使用远端回波模板背后的基本原理是匹配滤波的概念。所希望的信号然后相对于其他的背景变体被增强。通过除去自近端回波背景，可从一组测量值来获得远端回波模板。参考图4，本发明的方法和装置利用三个模板410、420和430，分别对应于3000、6000和9000英尺的环路长度，产生类似的响应形状，和近似相同的环路估计性能，允许固定的模板，或者换句话说匹配的模板应用在所有处于测试的环路上。
【0048】甚至在模板匹配之后，仍然存在某些背景，在这些背景上重叠有所希望的远端回波，因此有必要除去这个残留的背景，以便于正确的检测。在本发明的一个实施例中，中值滤波器被实现，用于除去任何残留的背景噪声。标准的非线性滤波技术，中值滤波器具有有效除去峰值(也就是斜率的变号)而留下其他部分、更低的速率、完整的变化的属性。在一个实施例中，中值滤波器的输出被从原始信号减去，从而仅仅留下峰值。当有小的峰值重叠在平缓但是高幅度背景变量上时，这种方法在峰值增强中特别有效。中值滤波器的阶数(滤波窗口尺寸)对决定要增强的峰值类型是至关重要的。更高的阶数(更大的窗口尺寸)包括更宽的峰值在增强的特征中。另一方面，更低的阶数(更小的窗口尺寸)仅仅增强峰值的尖端。在本发明中，已经确定21阶中值滤波器是最佳的，虽然根据本发明也可使用其他阶数。
【0049】图5(a)-7涉及使用在此描述的SELT发明执行的示例模拟，并且将在下面详细。
【0050】参考图8，公开了一个示例的用于确定环路长度和终端效应的SELT进程。在步骤810中，获得了发送的模拟测试和接收的回波响应信号之间的互相关。从相关性可获得依赖于时间的回波响应。增加回波响应的平均信号功率而不增加峰值信号电平，以增强信噪比。发送的测试信号和接收的回波响应信号之间的互相关可以是时域响应。时间线是基于公知的采样率建立的。在步骤815，通过将多个18千英尺的开环测量值取平均来获得近端回波，以除去背景噪声。
【0051】从补偿的响应中除去平均基线，并且在步骤820中，将扰动补偿滤波器施加到相关函数，以减少出现在频域混合响应中的大约25KHz频率的扰动，该扰动也是时域中的振荡的原因。扰动补偿滤波器是基于在多个测量值之上平均的基线近端回波来设计的，并且对于处于检查的环路是固定的。在步骤825，对应于诸如6000英尺环路长度的远端峰值模板在所有环路的测试中被实现。通过相对于近端回波增强远端回波，可执行回波响应和实现的远端峰值模板之间的互相关，以获得和/或增强用于检测的峰值。然后调整建立的时间线，以至于对于6000英尺环路响应，0时间可被平移到远端回波和远端峰值模板的最佳对齐。在步骤830，中值滤波被施加到相关的响应，以增强峰值，其中原始信号和中值滤波器输出之间的差基本组成了峰值。考虑到信号强度随着环路长度增加而衰减，而且峰值出现得越晚，环路长度越长。使用依赖于时间的缩放比例10αt(α＞0)，以计入远端回波峰值强度。以这种方式，独立于环路长度的固定阈值可在步骤835获得，以增强峰值检测。
【0052】在步骤840中，缩放比例的数据被分成相同符号的区域(正或负)，而且每个区域中的最大绝对值被标识为具有相应峰值位置的峰值。超过阈值的第一个(也就是最早的时间)峰值被用作远回波峰值。峰值极性表示环路终端情况，也就是开放或闭合。最后在步骤845，使用来自已知环路的测量数据的最小二乘拟合计算线性系数来估计环路长度。远端回波峰值的位置(时间上)是线性依赖于环路长度的。这些系数随后被用于从峰值位置确定环路长度。
【0053】参考图9，根据本发明的SELT进程，可使用四个线性方程之一来确定环路长度。图9确定环路长度的示例性方法始于步骤905，在此正负峰值位置(tp和tn)以及正负峰值高度(hp和np)被用于确定环路长度。在步骤910，以秒记录的正峰值位置tp与-0.05秒和0.013秒之间的范围进行比较。如果确定tp在这个范围内(是)，那么该方法就移到步骤930，在步骤930确定环路是短长度环路或中长度环路。如果tp不在这个范围内(否)，那么方法就移到比较步骤915。如果tp少于-0.05秒(是)，那么环路就是短环路，而且长度估计过程就在步骤925停止。如果tp大于-0.05秒，就确定环路是步骤920中的长环路，并且该方法在步骤935检查tp是否小于0.025秒。如果tp小于0.025秒(是)，那么就在步骤950假设它为不明确的范围。在步骤980，正负峰值高度被加在一起，并且被比较以确定结果是否小于预定的或可限定的阈值。如果结果小于阈值(是)，那么环路就是开环，并使用在步骤990示出的函数确定环路长度。如果结果不小于阈值(否)，那么环路就是闭环，而且使用在步骤985示出的函数确定环路长度。
【0054】如果步骤935的答案被确定为否，也就是tp不小于0.025秒，那么环路就被确定为在步骤945的非常长的环路。该过程然后继续到步骤985，在这里环路被确定为闭合的，并使用步骤985示出的函数确定环路长度。
【0055】从环路被确定为短长度或中长度的步骤930，在步骤940中比较负峰值位置tn和正峰值位置tp。如果位置tn不大于位置tp(否)，那么环路就确定为步骤955中的短的或闭合的。该方法在步骤965比较正峰值hp是否大于负峰值np。如果hp大于np(是)，就确定环路是闭环，并且使用步骤975示出的函数确定环路长度。如果hp不大于np(否)，那么它就是开环，并且使用步骤970示出的函数确定环路长度。
【0056】如果对步骤940的比较的回答是“是”，也就是tn大于tp，那么就确定环路是开环，并使用步骤960示出的函数确定环路长度。
【0057】图12(a)和12(b)是闭合和开放的终端环路的峰值位置与环路长度的线性关系图，其从所述函数获得，如上所述。用于从正负峰值位置(毫秒)计算环路长度(千英尺)的公式是从以下得来的：
ti＝kil+bi其中i表示p或n，用于正或负峰值
其中
ti——是毫秒的峰值位置；
ki——是线性方程的斜率；以及
bi——是线性方程的截距。
【0058】根据上面的方程，计算终端环路的环路长度的四个线性函数被计算如下：
lpo＝(t+0.0230)/0.0040
lno＝(t+0.0196)/0.0042
lpc＝(t+0.0184)/0.0041
lnc＝(t+0.0242)/0.0041
【0059】下面的表1总结了参数、描述、判定和依赖性(dependence)。
                                 表1
  参数  描述   判定   依赖性
  Tx序列  Tx信号，比特序列   通过设计，4095比特的PN序列   DSP代码
  背景  平均的近回波响应   从大量的硬件单元测量   HW平台
  补偿滤波器  用于补偿混合响应的滤波器   根据测量的数据设计   HW平台
  模板  用于增强远回波峰值的模板滤波器   来自测量的数据   可能地环路类型
  时间-缩放比例  在缩放比例10αt中的α   来自测量数据以平衡远回波   环路类型
  时间-距离系数  确定峰值位置和环路长度之间的线性关系的两个系数   来自已知环路长度的测量数据   环路类型
  阈值  用于拒绝小幅度峰值   在研究过程中折衷达到   环路类型，HW平台
  滤波器阶数  中值滤波器阶数   在研究过程中折衷达到
【0060】在另一示例性模拟中，本发明的SELT过程被施加于两个26美国线规(AWG)环路模拟器：大线圈(big spool)模拟器(图5(a)和图5(b))和Spirent DLS90环路模拟器(图6(a)和图6(b))。对于大线圈环路模拟器，从8个DSL硬件平台装置收集数据，所述装置例如由Texas，Austin的Legerity，Inc.公司制造的装置。从8个DSL硬件平台装置的8个端口获得64个18kft开环测量值。这些测量值充当基线，而且每个装置的24个变化环路长度(从1kft到12kft，以1kft递增)测量值(开放和闭合终端)被用于验证该算法。使用图6(a)和图6(b)的DLS90环路模拟器执行类似的测试，只是在验证中包括5个DSL装置。获得了以下观察结果：1)大线圈和DLS90环路模拟器的性能非常类似；2)在两种情况下，获得长达9000英尺的环路，其可在所有处于检查的DSL装置上工作；以及3)对于两个环路模拟器，在10000英尺获得90％的正确决定，并且在11000英尺超过一半的环路被正确估计。
【0061】在另一模拟中，SELT过程被应用于两个24AWG环路模拟器、大线圈和DLS90。因为24AWG线的直径大于26AWG线，所以24AWG线的反射信号更强。因此，预计和26AWG估计相比，更容易估计24AWG环路长度，并且这同样被模拟所证实。对于每个模拟，为开放和闭合终端的、从1000英尺到12000英尺范围的环路从两个DSL硬件平台装置获得48个测量值。在这个模拟中，来自相对的26AWG环路模拟的测量值的背景近端回波部分被再次使用，而且26AWG的补偿滤波器也被再次使用。但是，与环路长度的峰值位置相关联的系数是被重新计算的。图7示出了对于两个环路模拟，为长达11000英尺的环路获得了高度准确估计。对超过11000英尺到12000英尺的环路的正确检测的平均百分比高于75％。
【0062】扰动补偿滤波器(BCF)也可匹配混合电路的相位响应(也就是线性均衡)，因此允许更多地抑制振荡。其他示例性变体(未示出)表明相位响应在不同的DSL装置之间也是非常类似的，因此本发明的扰动补偿滤波器可用作相位匹配滤波器。
【0063】虽然前面的描述包括许多细节和特征，但是应该理解已经包含的这些仅仅是用于解释的目的，而并不能解释为对本发明的限定。可对上述的实施例进行许多改进，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (25)

1.一种用于单端线路测试以提供xDSL服务的方法，所述方法包括：
产生来自于时间连续信号的模拟测试信号，并穿过待测试的环路发送所述模拟测试信号；
接收依赖于时间的回波响应信号；
应用带通滤波，以减少时域中的近端回波；
使所述发送的模拟测试信号和所述接收的回波响应信号互相关，以获得回波响应函数；
施加扰动补偿滤波到所述回波响应函数；
对所述回波响应信号函数和远端回波模板进行匹配滤波；
依赖于时间成比例缩放所述匹配的回波响应，以补偿环路衰减；
对所述成比例缩放的回波响应进行中值滤波，以除去背景噪声并增强用于检测的峰值；以及
至少部分基于所述峰值的位置，来确定所述环路的长度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述带通滤波抑制高频发送的模拟测试信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述扰动补偿滤波至少部分地通过一个处理器来完成。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述匹配滤波允许检测所述回波响应的峰值。
5.根据权利要求1所述的方法，其中匹配滤波通过一个处理器完成。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述远端回波的所述依赖于时间成比例缩放具有10αt的形式，其中α＞0。
7.根据权利要求1所述的方法，其中中值滤波提供了所述回波响应的建模。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述成比例缩放的回波响应被从所述背景减去，留下表示所述回波响应的峰值。
9.根据权利要求1所述的方法，其中环路长度是由正负峰值的位置共同确定的。
10.一种在提供xDSL服务时确定环路长度的方法，所述方法包括：
通过使回波响应和远端回波峰值模板相关来获得远端回波峰值；
比较正峰值位置、正峰值高度、负峰值位置和负峰值高度中的至少两个；
比较正峰值位置和时间范围；
比较正峰值高度和负峰值高度；
比较负峰值位置和正峰值位置；以及
至少部分基于所述的比较来确定所述环路长度。
11.根据权利要求10所述的方法，其中当所述正峰值位置小于-0.05秒时，所述环路是短长度或中长度环路。
12.根据权利要求10所述的方法，其中当所述正峰值位置在所述时间范围之内时，所述环路是长环路。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述时间范围在0.013和-0.05秒之间。
14.根据权利要求10所述的方法，其中当所述负峰值位置小于所述正峰值位置时，所述环路是短环路或闭环。
15.根据权利要求10所述的方法，其中当所述负峰值位置大于所述正峰值位置时，所述环路是开环。
16.根据权利要求10所述的方法，其中当所述负峰值位置大于所述正峰值位置时，所述环路是短的开环。
17.一种用于单端线路测试以提供xDSL服务的装置，所述装置包括：
处理单元，其适于产生时间连续信号；
发射器，其适于将所述时间连续信号转换成模拟测试信号，并且将所述模拟测试信号穿过要测试的环路发送；
接收器，其具有一个输入端来接收回波响应信号，该回波响应信号产生于所述模拟测试信号的所述发送。
带通滤波器，其减少时域中的近端回波；
相关器，其使所述发送的模拟测试信号和所述接收的回波响应信号相关，并且产生回波响应函数；
扰动补偿滤波器，其施加于所述回波响应函数以减轻不希望的扰动；
匹配滤波器，其施加于所述回波响应信号和远端回波模板，以获得匹配的回波响应；
依赖于时间的缩放器，其适于成比例缩放所述匹配的回波响应，以补偿环路衰减；以及
中值滤波器，其施加于所述成比例缩放的回波响应，以减轻背景噪声和增强用于检测的峰值；
其中至少部分基于所述峰值的位置，所述处理单元计算所述环路的长度。
18.根据权利要求17所述的装置，其中所述带通滤波抑制高频发送的模拟测试信号。
19.根据权利要求17所述的装置，其中所述处理单元包括所述扰动补偿滤波器。
20.根据权利要求17所述的装置，其中所述处理单元包括所述匹配滤波器。
21.根据权利要求17所述的装置，其中依赖于时间的回波是从所述发送和接收的信号之间的所述互相关来测量的。
22.根据权利要求17所述的装置，其中所述匹配的回波响应的依赖于时间的缩放比例具有10αt的形式，其中α＞0。
23.根据权利要求17所述的装置，其中中值滤波提供了对所述远端回波的建模。
24.根据权利要求17所述的装置，其中所述成比例缩放的远端回波被从所述背景减去，留下表示所述远端回波的峰值。
25.根据权利要求17所述的装置，其中所述环路长度是由正负峰值的位置共同确定的。
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