KR100252011B1 - Data transmission method of tdd dmt system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 DMT 시스템에 관한 것으로서, 특히 TDD 방식에서 비대칭서비스와 대칭서비스가 동일 케이블내에 같이 존재할 때 발생하는 NEXT(Near End Cross Talk)의 영향을 최소화하는 TDD(Time Division Duplexing) 방식 이산다중톤(DMT) 시스템의 데이터전송방법에 관한 것이다.The present invention relates to a DMT system, and in particular, in the TDD scheme, a time division duplexing (TDD) scheme for minimizing the effects of NEXT (Near End Cross Talk) occurring when asymmetric services and symmetric services exist together in the same cable. DMT) system data transmission method.
초고속비트율디지털가입자선(Very high bit rate Digital Subscriber Lines:이하 VDSL이라 함)은 비대칭디지털가입자선(Asymmetric Digital Subscriber Lines:이하 ADSL이라 함)의 경우보다 가까운 거리(300 - 1500m)의 전화선에 약 10Mbps - 50Mbps 이상의 고속 데이터를 전송하는 기술이다. 업스트림(Upstream)과 다운스트림(downstream )을 duplexing 할 때 주파수분할이중화(Frequency Division Duplexing :이하 FDD라 함) 방식을 사용하는 ADSL의 경우와는 달리, VDSL에서는 시간분할이중화(Time Division Duplexing :이하 TDD라 함) 방식을 사용하자는 의견이 강하게 제기되고 있다. VDSL에 관련된 표준화 작업을 진행중인 미국의 T1E1.4에서는 라인코드(Line code)로서 CAP(Carrierless Amplitude and Phase Modulation)와 DMT(Discrete MultiTone) 방식 등이 검토되고 있으며, DMT 방식을 주장하는 사람들은 TDD를, CAP 방식을 주장하는 사람들은 FDD 방식을 선호한다.Very high bit rate Digital Subscriber Lines (hereinafter referred to as VDSL) are approximately 10 Mbps over telephone lines with a shorter distance (300-1500m) than for asymmetric Digital Subscriber Lines (hereinafter referred to as ADSL). -This technology transmits high speed data over 50Mbps. Unlike ADSL, which uses frequency division duplexing (hereinafter referred to as FDD) when duplexing upstream and downstream, time division duplexing (hereinafter referred to as TDD) in VDSL. It is strongly suggested that the method be used. In the U.S. T1E1.4, which is working on VDSL standardization, Carrierless Amplitude and Phase Modulation (CAP) and Discrete MultiTone (DMT) methods are reviewed as line codes. In other words, those advocating the CAP method prefer the FDD method.
DMT 시스템은 채널효율의 극대화를 위해 여러 개의 반송파(부채널)를 이용하여 데이타를 전송하는 방식이다. 즉, 다중반송파를 이용하는 전송신호는 각 부채널의 중심주파수가
VDSL용 DMT 시스템에서 TDD를 사용할 때 무엇보다도 선행되어야 할 것은 SDMT(Synchronized DMT)인데, SDMT란 모든 원격지 송신기의 클럭을 ONU(Optical Network Unit) 클럭에 맞추고 동일한 케이블 내의 모든 프레임을 동기화시키는 형태를 말한다. 도 1은 TDD 방식 SDMT의 수퍼프레임(superframe) 구조를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이 수퍼프레임은 20개의 프레임으로 구성되어 있으며, 각 프레임은 FFT(Fast Fourier Transform)의 수행단위인 DMT 심볼로 구성된다. Mds는 ONU에서 원격터미널(remote terminal)로 하향전송되는 다운스트림(downstream) 프레임 갯수를, Mus는 원격터미널에서 ONU로의 상향전송되는 업스트림(upstream ) 프레임의 갯수를 나타내고, S는 선로교체(line-turnaround) 기간으로서 아무 신호도 전송되지 않는 침묵기간이다. 이러한 SDMT는 다음과 같은 장점을 갖는다.When using TDD in a VDSL DMT system, the first thing to do is Synchronized DMT (SDMT), which synchronizes all remote transmitter clocks with ONU (Optical Network Unit) clocks and synchronizes all frames within the same cable. . 1 illustrates a superframe structure of a TDD type SDMT. As shown in FIG. 1, a superframe is composed of 20 frames, and each frame is composed of a DMT symbol which is an execution unit of fast fourier transform (FFT). Mds represents the number of downstream frames transmitted downstream from the ONU to the remote terminal, Mus represents the number of upstream frames transmitted upstream from the remote terminal to the ONU, and S represents the line-over. turnaround) is a silent period in which no signal is transmitted. This SDMT has the following advantages.
1. 아날로그 회로에는 송신단의 평활화(Smoothing)와 수신단의 안티에일리어싱(anti-aliasing)만을 위한 최소한 필터링만이 필요하다.1. The analog circuit requires only minimal filtering for smoothing at the transmit end and anti-aliasing at the receive end.
2. 송수신단에서는 한개의 FFT 처리기를 사용하여 변조 및 복조를 모두 행할 수 있다. 즉 FDD이나 EC(Echo cancelling)방식에서는 송,수신단에 각각 2개의 FFT 처리기가 필요하다.2. The transceiver can perform both modulation and demodulation using one FFT processor. That is, in FDD or EC canceling (Echo canceling) method, two FFT processors are required at the transmitting and receiving end.
3. 다운스트림과 업스트림 프레임의 갯수(Mds, Mus)를 소프트웨어로 조절함으로써, 손쉽게 데이터 전송율에 변화를 줄 수 있다.3. You can easily change the data rate by adjusting the number of downstream and upstream frames (Mds, Mus) with software.
4. 신호의 전송이 없는 침묵기간(S)은 RFI를 측정하여 이를 제거하는데 사용할 수 있다.4. The silent period (S) without signal transmission can be used to measure and eliminate RFI.
SDMT에서 모든 수퍼프레임의 동기화가 이루어지면 Mds=16, S=1, Mus=2, S=1로 하여 최고 약 52Mbps 다운스트림과 6.4Mbps 업스트림의 비대칭서비스(Asymmetric service)가 가능해진다. 이 경우 동일한 케이블내에서는 다운스트림과 업스트림이 같은 시간대에서 이루어지므로 NEXT(Near End Cross Talk) 잡음이 발생하지 않는다. 그러나 최근 쌍방향으로의 26Mbps 또는 13Mbps의 대칭(Symmetric) 전송이 필요하다는 의견에 따라 Mds=9, S=1, Mus=9, S=1로 이루어지는 수퍼프레임이 동일한 케이블내에 존재할 수도 있게 되었다. 이러한 경우 20개의 수퍼프레임 중 몇개의 프레임은 NEXT의 영향을 받게된다. 도 2는 비대칭서비스 및 대칭서비스를 위한 수퍼프레임 구조를 도시하고 있다. 상기 비대칭서비스를 위한 수퍼프레임 구조는 16-1-2-1 이며, 상기 대칭서비스를 위한 수퍼프레임 구조는 9-1-9-1 이다.When all superframes are synchronized in SDMT, Mds = 16, S = 1, Mus = 2, and S = 1 enables asymmetric services up to about 52 Mbps downstream and 6.4 Mbps upstream. In this case, there is no NEXT (Near End Cross Talk) noise because downstream and upstream occur in the same time zone within the same cable. However, according to the recent opinion that symmetric transmission of 26 Mbps or 13 Mbps in both directions is required, superframes consisting of Mds = 9, S = 1, Mus = 9, and S = 1 may exist in the same cable. In this case, some of the 20 superframes will be affected by NEXT. 2 illustrates a superframe structure for asymmetric service and symmetric service. The superframe structure for the asymmetric service is 16-1-2-1, and the superframe structure for the symmetric service is 9-1-9-1.
ONU에서 생각할 때 NEXT는 16-1-2-1 비대칭서비스의 다운스트림과 9-1-9-1 대칭서비스의 업스트림이 동일 시간대에 전송될 때 9-1-9-1이 전송되는 라인에서 발생하며, 도 2를 보면 1,2,14,15,16번째 프레임에서 NEXT가 존재함을 알 수 있다. 즉 1,2,14,15,16번째 프레임은 도 2의 (a)에서는 다운스트림이지만 도 2의 (b)에선는 업스트림이다. 그리고 도 2의 (b)에서 업스트림 두 개를 먼저 보내는 이유는 NEXT가 발생하는 프레임수를 줄이기 위해서이다.Thinking in ONU, NEXT occurs on the line where 9-1-9-1 is sent when downstream of 16-1-2-1 asymmetric service and upstream of 9-1-9-1 symmetric service are transmitted in the same time zone. 2, it can be seen that NEXT exists in the 1, 2, 14, 15, and 16th frames. That is, the 1,2,14,15,16th frames are downstream in FIG. 2A but upstream in FIG. 2B. The reason why two upstreams are first sent in FIG. 2B is to reduce the number of frames generated by NEXT.
일반적으로 DMT 시스템은 데이터 전송전에 항상 초기화(initialization)과정을 거치는데, 이 때 주로 타이밍복구(timing recovery), 각종 등화(equalization) training 을 한다. 또한 DMT 시스템은 각 부채널의 신호대잡음비(Signal to Noise Ratio:SNR)을 측정하여 각각에 맞는 비트수를 할당하여 전송하는데, SNR이 좋은 부채널에는 많은 수의 비트를 할당하고 SNR이 나쁜 부채널에는 적은 수의 비트를 할당하거나 할당하지 않는다.In general, the DMT system always undergoes an initialization process before data transmission, and mainly performs timing recovery and various equalization training. In addition, the DMT system measures the signal-to-noise ratio (SNR) of each subchannel, and allocates and transmits a number of bits suitable for each subchannel. A subchannel having a high SNR is allocated a large number of bits and a subchannel having a bad SNR. Does not allocate or allocate a small number of bits.
그리고 ADSL에 비해 거리가 짧고 사용 주파수대역이 넓은 VDSL의 경우는 NEXT가 매우 치명적이다. 초기화 과정중에 NEXT가 없다가 데이터 전송 도중에 NEXT가 발생하면 비트테이블을 한 개 사용하는 방식으로는 전체 프레임의 효율이 매우 떨어져 다시 초기화를 한 후 낮은 data rate을 기준으로 전송할 수 밖에 없다. 왜냐하면 전체 프레임에 대한 비트테이블 값은 NEXT가 존재하는 프레임을 기준으로 해야 하기 때문이다. 또한 NEXT가 발생하는 프레임을 사용하지 않는 다면, 대칭서비스의 경우 9개의 업스트림 가운데 4개의 프레임(17,18,19,20)만 사용할 수 있으므로 전체적으로 데이터 전송율이 4/9 밖에 안된다.In the case of VDSL, which has a shorter distance and wider frequency band than ADSL, NEXT is very fatal. If there is no NEXT during the initialization process and NEXT occurs during data transmission, one bit table is used, so the efficiency of the entire frame is very low. This is because the bit table value for the entire frame should be based on the frame in which NEXT exists. In addition, if the frame does not use NEXT, symmetric service can use only four frames (17, 18, 19, 20) out of nine upstream, the data rate is only 4/9 overall.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적과제는 NEXT가 발생될 수 있는 프레임과 그 외 프레임의 SNR을 따로 측정하여 각각의 비트테이블을 만든 후 그에 맞게 전송하여 데이터 전송효율을 높이는, TDD 방식 이산다중톤 시스템의 데이터 전송방법을 제공하는 것이다.The present invention was created to solve the above-described problems, and the technical problem to be achieved by the present invention is to measure the SNR of the frame and other frames where the NEXT can be generated separately to make each bit table and transmit accordingly The present invention provides a data transmission method of a TDD-type discrete multi-tone system for improving data transmission efficiency.
도 1은 TDD 방식 SDMT의 수퍼프레임(superframe) 구조를 도시한 것이다.1 illustrates a superframe structure of a TDD type SDMT.
도 2는 비대칭서비스 및 대칭서비스를 위한 수퍼프레임 구조를 도시하고 있다.2 illustrates a superframe structure for asymmetric service and symmetric service.
도 3은 ADSL용 DMT 시스템의 초기화 및 데이터 전송 과정을 흐름도로 도시한 것이다.3 is a flowchart illustrating an initialization and data transmission process of the DMT system for ADSL.
도 4는 채널분석과정의 보다 상세한 동작을 흐름도로 도시한 것이다.4 is a flowchart illustrating a more detailed operation of the channel analysis process.
도 5는 본 발명에서 사용한 비트스와핑의 동작을 흐름도로 도시한 것이다.5 is a flowchart illustrating the operation of bit swapping used in the present invention.
도 6 (a) 및 (b)는 NEXT가 데이터 전송율에 미치는 영향에 대한 시뮬레이션 그래프(simulation graph)를 도시하고 있다.6 (a) and (b) show a simulation graph of the effect of NEXT on the data rate.
상기의 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명에 의한, 채널을 통해 데이터를 전송하는 송신부와 송신되는 데이터를 수신하는 수신부를 구비하는 VDSL용 TDD DMT 시스템에서 상기 채널을 통해 데이터를 전송하는 방법은, 송수신단 간의 신호전송 준비를 체크하고 신호의 송수신시 적용할 타이밍복구 및 각종 등화기를 준비하는 단계; 상기 DMT 시스템의 채널별로 비트로딩(bit loading)을 하도록 비트로딩 정보를 생성하는 채널분석단계; 상기 채널분석단계에서 분석된 채널에 관한 정보를 송수신단에서 공유하기위해 서로 채널에 관한 정보를 전송하는 채널정보교환단계; 및 상기 채널정보교환단계를 통해 공유하고 있는 비트로딩 정보에 따라 채널별로 비트로딩을 하여 데이터를 전송하는 데이터전송단계를 포함함을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, according to the present invention, a method for transmitting data through the channel in a TDD DMT system for a VDSL having a transmitter for transmitting data through a channel and a receiver for receiving the transmitted data, Checking the preparation of signal transmission between stages and preparing timing recovery and various equalizers to be applied when transmitting and receiving signals; A channel analysis step of generating bit loading information to perform bit loading for each channel of the DMT system; A channel information exchange step of transmitting information on channels to each other in order to share information on the channel analyzed in the channel analysis step at a transmitting and receiving end; And a data transmission step of transmitting data by performing bit loading for each channel according to the bit loading information shared through the channel information exchange step.
상기 채널분석단계는, 수퍼프레임 중 NEXT(Near End Cross Talk)의 영향을 받을 수 있는 프레임과 그렇지 않은 프레임을 분리하는 제1단계; 상기 제1단계에서 분리된 NEXT의 영향을 받을 수 있는 프레임과 그렇지 않는 프레임 각각에 대해 채널 파워스펙트럼밀도(PSD)와 잡음 PSD를 각각 측정하는 제2단계; 상기 제2단계에서 측정한 채널 PSD와 잡음 PSD로부터 부채널별로 신호대잡음비를 측정하는 제3단계; 및 상기 NEXT의 영향을 받을 수 있는 프레임과 그렇지 않는 프레임에 대해, 상기 제3단계에서 측정된 신호대잡음비에 따라 부채널별 비트로딩 정보를 갖는 비트테이블(제1, 제2비트테이블)을 각각 생성하는 제4단계를 구비한다.The channel analysis step may include a first step of separating a frame that may be affected by a near end cross talk (NEXT) and a frame that is not; A second step of measuring channel power spectral density (PSD) and noise PSD for each of the frames that may be affected by the NEXT separated in the first step and those that are not; A third step of measuring a signal-to-noise ratio for each subchannel from the channel PSD and the noise PSD measured in the second step; And generating bit tables (first and second bit tables) having bit loading information for each subchannel according to the signal-to-noise ratio measured in the third step, for frames that may be affected by the NEXT and frames that are not. It is provided with a fourth step.
그리고 상기 수퍼프레임은 20개의 프레임으로 구성되고, 비대칭서비스의 수퍼프레임은 16개의 다운스트림과 2개의 업스트림 및 2개의 침묵프레임을 구비하고, 대칭서비스의 수퍼프레임은 9개의 다운스트림과 9개의 업스트림 및 2개의 침묵프레임을 구비한다.The superframe consists of 20 frames, and the superframe of the asymmetric service has 16 downstream, two upstream, and two silence frames, and the superframe of the symmetric service has nine downstream, nine upstream, and It has two silence frames.
한편, 상기 데이터전송단계에서 데이터를 전송하다가 채널상황이 변하면, 신호대잡음비가 나빠진 부채널의 비트를 신호대잡음비가 좋아진 부채널로 옮기는 비트스와핑단계를 더 구비한다.On the other hand, if the channel status changes while transmitting data in the data transmission step, a bit swapping step of transferring the bits of the sub-channel having a bad signal-to-noise ratio to a sub-channel having a good signal-to-noise ratio.
그리고상기 비트스와핑단계를 수행한 후, 상기 NEXT의 영향을 받을 수 있는 프레임에 대한 비트테이블(제1비트테이블)의 비트수 합이 원하는 소정의 값을 만족하는지 검사하는 단계; 및 상기 검사단계에서 만족을 하면 상기 데이터전송단계를 수행하고, 만일 만족을 하지 않으면 상기 제1비트테이블과 상기 제2비트테이블 간의 비트스와핑을 수행한 후 상기 데이터전송단계를 수행하는 단계를 더 구비한다.And after performing the bit swapping step, checking whether a sum of bits of a bit table (first bit table) for a frame that may be affected by the NEXT satisfies a desired predetermined value; And performing the data transfer step if satisfied in the checking step, and performing the data transfer step after performing bit swapping between the first bit table and the second bit table if not satisfied. do.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도 3은 ADSL용 DMT 시스템의 초기화(initialization) 및 데이터 전송 과정을 흐름도로 도시한 것이다. 상기 도 3에 도시된 바와 같이 참조번호 300단계는 기동 및 확인(Activation and acknowledgement)단계로서, 송수신단간에 신호를 전송할 준비가 되어있는지를 알아보는 기간이고, 참조번호 310단계는 송수신기 트레이닝(Transceiver training) 단계로서, 타이밍복구(timing recovery) 및 각종 등화기 트레이닝(equalizer training)을 한다. 참조번호 320단계는 채널분석(Channel analysis)단계로서, 각 부채널마다의 신호대잡음비(SNR)를 측정하여 각각에 맞는 비트로딩(bit loading) 정보를 갖는 비트테이블을 생성하며, 보다 상세한 것은 도 4를 참조하여 설명하기로 한다. 참조번호 330은 채널정보 교환(Exchange)을 하는 단계로서, 상기 과정에서 결정된 각종 파라미터를 송,수신단 간에 교환하는 기간이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 3 is a flowchart illustrating an initialization and data transmission process of a DMT system for ADSL. As shown in FIG. 3,
상기 300단계 내지 330단계를 초기화 과정(360)이라 하며, 상기 초기화과정을 을 마친 후 데이터 전송이 시작된다.(340단계) 이때 미리 정해진 비트로딩 정보를 가지고 있는 비트테이블에 의해 부채널마다 각각의 SNR에 맞는 비트들을 전송하는데, 데이터 전송 도중 여러 요인에 의해 채널의 특성이 변할 수 있다. 이 때 상기 변화에 따라 비트테이블을 바꾸기 위해 비트스와핑(bit swapping)을 수행한다. 상기 비트스와핑은 SNR이 나빠진 부채널의 비트들을 줄여서 SNR이 좋아진 부채널에 첨가시키는 역할을 한다.
FDD 방식을 사용하는 ADSL용 DMT 시스템에서는 Central office 에서 보낸 트레이닝신호(training signal)를 기초로 remote쪽에서 각 부채널마다의 SNR을 측정하고 이에 맞는 비트로딩을 한 후, 채널정보교환 기간 중에 이 정보를 Central office 쪽으로 전송해서 최적화된 데이터 전송이 이루어지도록 한다.In the DMT system for ADSL using the FDD method, the SNR of each subchannel is measured at the remote side based on a training signal sent from the central office, bit-loaded accordingly, and the information is transmitted during the channel information exchange. Transfer to the central office for optimized data transfer.
반면 TDD 방식을 선호하는 VDSL에서는, 특히 비대칭(16-1-2-1) 전송과 대칭(9-1-9-1) 전송이 동일한 케이블 내에서 이루어질때에는, 상술한 바와 같이 5개의 프레임(1,2,14,15,16)이 NEXT의 영향을 받는다. 그러므로 ONU에서는 채널분석시 NEXT의 영향을 받는 프레임과 NEXT의 영향을 받지 않는 프레임 각각에 대해 따로 SNR을 측정하여 두개의 비트테이블을 만들고 이를 송수신단에서 공유하여 각각에 맞는 비트를 전송한다.On the other hand, in the VDSL, which prefers the TDD scheme, five frames (1) as described above, particularly when asymmetric (16-1-2-1) transmission and symmetric (9-1-9-1) transmission are performed in the same cable. , 2,14,15,16) are affected by NEXT. Therefore, ONU makes two bit tables by measuring SNR separately for NEXT-affected frame and NEXT-affected frame, and then transmits the bit corresponding to each bit table.
이러한 초기화과정이 끝나면 정상상태에서 실제 데이터 전송이 이루어진다. 만약 시스템 초기 동작시 동일케이블내에 Asymmetric (또는 Symmetric) 서비스만 존재하여 NEXT가 없는 상태에서 비트로딩이 이루어 진 후 정상상태로 동작하다가 중간에 Symmetric(또는 Asymmetric) 서비스가 시작되어 NEXT가 발생하면, 이 때는 비트스와핑 알고리즘에 의한 비트교환으로 비트테이블을 변환시킨다.After this initialization process, the actual data is transmitted in the normal state. If the initial operation of the system has only asymmetric (or symmetric) service in the same cable and bitloading is performed in the absence of NEXT, then it operates in a normal state and then starts a symmetric (or asymmetric) service in the middle. In this case, the bit table is converted by bit swapping by a bit swapping algorithm.
FDD를 사용하는 ADSL(bit table이 한개)에서는 비트스와핑이 동일 프레임 내에서 이루어 지지만, TDD를 사용하는 VDSL(비트테이블이 두개)에서는 동일 프레임내의 비트스와핑 외에 두 비트테이블 간의 비트스와핑도 할 수 있다.In ADSL (one bit table) using FDD, bit swapping is performed within the same frame. In VDSL (two bit tables) using TDD, bit swapping between two bit tables can be performed in addition to bit swapping in the same frame. .
한편 도 4는 상기 채널분석과정(320)의 보다 상세한 동작을 흐름도로 도시한 것으로서, 도 4를 참조하여 채널분석에 의한 비트로딩을 보다 상세히 설명하고자 한다. 초기화과정의 송수신기트레이닝(transceiver training) 과정(310)을 거친 후 채널분석과정(320)을 수행하게 되는데, 이 과정 중에는 ONU에서 remote 방향으로 트레이닝 시퀀스(training sequence )가 전송된다. 본 발명에서는 remote 에서 ONU 방향으로의 training sequence 의 전송도 필요하다. 수신기(ONU 또는 remote의 수신단)에서는 우선 전송되어온 프레임이 수퍼프레임을 구성하고 있는 20개의 프레임 중 어느 프레임인지를 판단하고, 이중 NEXT가 발생 할 소지가 있는 1,2,14,15,16번째 프레임과 나머지 프레임을 분리한다.(400단계) 여기서 상기 1,2,14,15,16번째 프레임들은 수퍼프레임의 구조에 따라 변할 수도 있으며, 이로 인해 본 발명이 한정되지 않는다.Meanwhile, FIG. 4 is a flowchart illustrating a more detailed operation of the
다음에는 각각에 대해 채널 파워스펙트럼밀도(Power Spectral Density : 이하 PSD라 함)와 잡음 PSD를 측정한다.(410단계 내지 440단계) 여기서 상기 채널 PSD 측정을 위해서는 DLS방법을 사용하고, 상기 잡음 PSD 측정을 위해서는 WALSH 방법을 사용함이 바람직하다.Next, the channel power spectral density (hereinafter referred to as PSD) and noise PSD are measured for each of them (
상기 400내지 440단계를 수퍼프레임이 K번 반복될때 까지 계속한다.(450단계) 여기서 K번 반복하는 이유는 정확한 신호대잡음비(SNR) 계산을 위해 필요하며, 상기 K 값은 보통 50 - 150정도이다. 여기서 상기 K값이 클수록 정확한 SNR을 계산할 수 있는 반면에 시간이 오래 걸리는 단점이 있다.The
수퍼프레임이 K번 반복된 후에는 각각 측정한 채널 PSD와 잡음 PSD로부터 부채널별로 SNR을 계산하여(460, 480단계), 제1비트테이블(1,2,14,15,16번째 프레임으로 부터)과 제2비트테이블(나머지 프레임으로 부터)를 구하면 체널분석과정(330)이 끝나게 되고(470, 490단계), 다음과정인 채널정보교환단계(330)를 수행한다.After the superframe is repeated K times, the SNR is calculated for each subchannel from the measured channel PSD and the noise PSD (
여기서 상기 제1, 제2 비트테이블을 정할 때 또 하나 고려해야할 사항이 있다. 예를 들어 12.96Mbps 의 대칭전송(9-1-9-1)을 하기를 원하면, 도 2에 도시된 바와 같이 9개의 수퍼프레임 중 1,2,14,15,16번째 프레임이 NEXT의 영향을 받을 소지가 있다. 한 프레임의 전송속도가 25us(40KHz)이므로 한 프레임당 전송해야 할 비트는 12.96Mbps/40KHz(per frame)*20/9 = 720 bits/frame 이다. 그러므로 이 경우 NEXT의 영향을 받는 1,2,14,15,16번째 프레임과 NEXT의 영향을 받지않는 17,18,19,20번째 프레임의 평균 비트수가 720 bits/frame 이 되어야 하고 결과적으로 제1비트테이블에는 720-4*n bits/frame, 제2비트테이블에는 720 + 5*n bits/frame (여기서 n=1,2,3....)이 할당되어야 함을 알 수 있다.Here, there is another matter to consider when determining the first and second bit tables. For example, if you want to perform symmetrical transmission (9-1-9-1) of 12.96Mbps, the 1, 2, 14, 15, 16th frame out of the nine superframes as shown in FIG. There is a possibility to receive. Since the transmission rate of one frame is 25us (40KHz), the bits to be transmitted per frame are 12.96Mbps / 40KHz (per frame) * 20/9 = 720 bits / frame. Therefore, in this case, the average number of bits of the 1,2,14,15,16th frame affected by NEXT and the 17,18,19,20th frame not affected by NEXT should be 720 bits / frame. It can be seen that 720-4 * n bits / frame is allocated to the bit table and 720 + 5 * n bits / frame (where n = 1,2,3 ...) are allocated to the second bit table.
도 6 (a) 및 (b)는 이에 대한 시뮬레이션 그래프(simulation graph)를 도시하고 있으며, 시뮬레이션 조건은 다음과 같다. 26 gauge 및 24 gauge 선로, 부채널의 최대 비트수는 11 bits, 고려한 잡음은 AWGN(Additive White Gaussian Noise), 12개의 FEXT(Far End Cross Talk), RFI(Radio Frequency Interference)이며, 6dB의 잡음마진(noise margin)을 가정하여 NEXT수가 0 - 12개 일 때의 전송가능한 data rate을 거리의 함수로 나타내었다. 도 6에서 알 수 있듯이 거리가 증가할수록, 또 NEXT의 수가 많아질 수록 전송가능한 data rate이 감소하며, NEXT가 없을 경우에는 1Km 이상, NEXT가 존재할 경우 약 700 - 800m까지의 거리에 12.96Mbps의 data 전송이 가능함을 알 수 있다.6 (a) and 6 (b) show a simulation graph for this, and simulation conditions are as follows. 26 gauge and 24 gauge lines, the maximum number of bits of the subchannel is 11 bits, the noise considered is AWGN (Additive White Gaussian Noise), 12 FEXT (Far End Cross Talk), RFI (Radio Frequency Interference), 6dB noise margin On the assumption of (noise margin), the transmittable data rate when NEXT number is 0-12 is expressed as a function of distance. As can be seen in FIG. 6, as the distance increases and the number of NEXTs increases, the data rate that can be transmitted decreases, and when there is no NEXT, data of 12.96 Mbps at a distance of 1Km or more and N700 in the presence of NEXT is about 700-800m. It can be seen that transmission is possible.
한편, 도 5는 본 발명에서 사용한 비트스와핑의 동작을 흐름도로 도시한 것이다. 초기화(initialization)과정(500)을 거친 후 데이터 전송이 이루어지는 도중에 여러 요인에 의해 채널 상황이 변하면 각 부채널의 SNR 값도 변하여 처음에 정한 비트테이블이 최적이 아닐 수도 있다. 그러므로 이러한 경우 SNR이 나빠진 부채널의 비트를 SNR이 좋아진 부채널로 한 비트씩 옮기는 것을 비트스와핑이라 한다. FDD를 사용하는 ADSL에서는 비트테이블이 하나이므로 그 안에서 비트스와핑을 하면 된다.5 is a flowchart illustrating the operation of bit swapping used in the present invention. If the channel condition changes due to various factors during the data transmission after the
그러나 TDD를 사용하는 VDSL의 경우는 다르다. 데이터 전송을 하다가(510단계), 어떤 요인에 의해 부채널의 상황이 바뀌면, 먼저 프레임내에서 비트스와핑을 한다.(520단계) 그러나 NEXT가 있을 때와 없을때의 데이터 전송율은 도 6에 도시된 바와 같이 매우 크다. 초기화 중에 NEXT가 없다가 데이터 전송 도중 NEXT가 생기면, 제1비트테이블의 비트수 합이 원하는 소정의 값을 만족하지 못하는 경우가 있다.(530단계) 즉 제1비트테이블(1,2,14,15,16 프레임에 대한 비트테이블) 내에서 아무리 비트스와핑을 해도 평균 720bits/frame 을 맞출 수가 없는 경우가 있다. 이 경우, 제1비트테이블의 비트를 빼서 제2비트테이블에 더해주면 된다.(540단계) 앞 예의 대칭전송(9-1-9-1)의 경우를 보면, 9개의 업스트림(1,2,14,15,16,17,18, 19,20) 중 NEXT의 영향을 받는 프레임은 5개이고, NEXT의 영향을 받지 않는 프레임은 4개이다. 그러므로 제1비트테이블에서 4*n개 단위로 bit을 빼서 제2비트테이블에 5*n개씩 더해주어야 전체 data rate이 맞게된다(여기서 n=1,2,3,...).However, the case of VDSL using TDD is different. If the subchannel condition is changed due to a factor during data transmission (step 510), bit swapping is performed first within the frame (step 520). However, the data rate with and without NEXT is shown in FIG. As very large. If there is no NEXT during initialization and a NEXT occurs during data transmission, the sum of the number of bits of the first bit table may not satisfy a desired predetermined value (step 530), that is, the first bit table (1, 2, 14). No matter how bit swapping occurs within the 15,16 bit table), the average 720bits / frame cannot be matched. In this case, the bit of the first bit table may be subtracted and added to the second bit table (step 540). In the case of the symmetric transmission (9-1-9-1) of the previous example, nine upstreams (1, 2, Among 14, 15, 16, 17, 18, 19, and 20, five frames are affected by NEXT, and four frames are not affected by NEXT. Therefore, the total data rate is matched by subtracting bits in 4 * n units from the first bit table and adding 5 * n bits to the second bit table (where n = 1,2,3, ...).
본 발명에 의하면, NEXT의 영향을 받는 프레임과 NEXT의 영향을 받지 않는 프레임의 비트테이블이 각각의 상황에 맞게 만들어진다.According to the present invention, a bit table of a frame affected by NEXT and a frame not affected by NEXT is made for each situation.
또한 NEXT의 영향을 받는 프레임에서 보낼 수 없는 bit을 NEXT영향을 받지 않는 프레임에서 보내주는 비트스와핑을 할 수 있으므로 전체적인 효율면에서는 많은 이득을 볼 수 있다.In addition, since the bit swapping that sends a bit that cannot be sent in the NEXT-affected frame in a frame that is not affected by NEXT can be performed, there is much gain in overall efficiency.
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