TW202327384A - 基於協商發射器的功率回退之最佳化數位用戶線之性能的系統及其方法 - Google Patents

Abstract

對於數位用戶線而言，整個系統需要處理同一電纜束中相鄰纜線對的串擾問題。本案提供動態頻譜管理的機制，透過縮減一些用戶線上不必要的功率譜密度，以最佳化許多用戶線的整體性能，從而減少用戶線之間的串擾。該縮減（或是功率回退）的決策一般是基於中央局與用戶設備之間的迴路距離。當迴路距離愈短時，功率愈低。然而，此並未考慮每一用戶線的品質，即其背景雜訊及外部干擾。收發器可以接收此些訊息，如背景雜訊及外部干擾。協商程序包含此些訊息，以調整功率削減，以使削減不會降低此些用戶線的潛在最佳性能。

Description

基於協商發射器的功率回退之最佳化數位用戶線之性能的系統及其方法

本案是關於使用多個訊號副載波（subcarrier）的高速同步資料傳輸系統，例如在數位用戶線（Digital Subscriber Line，DSL）上運作的系統。更具體地來說，本案涉及數位用戶線系統的全域（global）及本地（local）的性能最佳化，尤其是高位元率數位用戶線（Very High-Bit-Rate Digital Subscriber Line，VDSL）及未來變體（future variant），其在整個系統中較易受到串擾（crosstalk）影響。

自從非對稱數位用戶線（Asymmetric Digital Subscriber Lines，ADSL）在1999年被發明且被標準化，數位用戶線一直非常受歡迎。數位用戶線是語音頻帶數據機（voice band modem）的一個重大的技術躍進，其中語音頻帶數據機僅使用4千赫茲（KHz）的語音頻帶。在世界上的許多國家中，隨著電話線的廣泛部屬，數位用戶線已被普及化以提供家庭中的寬頻網路（broadband internet）。寬頻速度更從語音頻帶數據機的每秒僅50千位元數（Kbps）提升到具有1百萬赫茲（MHz）頻寬（bandwidth）的非對稱數位用戶線的每秒8百萬位元數（Mbps）。多年來，數位用戶線技術不斷進步。隨著技術的進步，更多且更高的頻寬被用來提高可達速率（attainable speed）。基頻頻寬分布於1MHz至2MHz（ADSL2+）、8MHz/17MHz/35MHz（VDSL2）至106MHz/212MHz（光纖轉銅纜（GFAST））之間。頻寬將被一組具有正交頻率的副載波來平均使用，此種技術被稱為離散多音（Discrete MultiTone，DMT）。隨著技術的進步，人們發現，當使用頻寬愈高時，同一電纜束中的電話線之間的串擾問題愈加嚴重。為了達到整體最佳化的系統性能，後續發明了一種稱為向量化的技術，以消除同一數位用戶線技術中的大部分的串擾。串擾可以在同一頻寬下的副載波頻率位準上進行評估。透過對串擾的良好估計，常駐於中央局（central office，CO）的數位用戶線存取多工器（Digital Subscriber Line Access Multiplexer，DSLAM）之終端可以很好地消除大部分不期望的串擾。但隨著新的技術出現，所涉及的頻寬會愈來愈高，串擾問題也會愈加嚴重，因此如何消除串擾變得愈來愈重要。

為了處理整個數位用戶線系統中不斷增加的串擾干擾，人們提出並實施一些想法。例如，主要是由史丹佛（Stanford）大學的教授「John Cioffi」及其團隊所貢獻的動態頻譜管理（Dynamic Spectrum Management，DSM）。動態頻譜管理的技術被分類為多個協調級別（level of coordination）。在第0級中，不具有協調機制，每一使用者將其他使用者的訊號視為雜訊，並尋求以分散式（distributed manner）來最大化自己的資料速率。此即稱為疊代注水法（Iterative Water-filling，IWF）。接著，在第1級中，由於無需達到接近中央局的短距離使用者的服務速率（service rate），因此數位用戶線存取多工器之終端的頻譜管理中心（Spectrum Management Center，SMC）可以協調短距離使用者的一些功率回退（power back-off），從而減少對其他需要全功率來達到其服務速率的長距離使用者的串擾。之後，在第2級中，頻譜管理中心可以集中協調所有數據機的頻譜，其可使用最佳化頻譜平衡（Optimal Spectrum Balancing，OSB）機制以使所有使用者的速率的加權總和最大化。頻譜管理中心可以決定上行（Upstream）及下行（downstream）的功率譜密度（power spectrum density，PSD）來實現前述目標（即，使所有使用者的速率的加權總和最大化）。在動態頻譜管理的第3級中，在所有的數據機皆終止於同一數位用戶線存取多工器時，完成協調或是向量化，並產生多輸入多輸出（MIMO）通道。

在非對稱數位用戶線（ADSL或是G.DMT）的應用領域中，只考慮了下行功率的削減/禮貌性（politeness）。此可以被視為動態頻譜管理的第0級，因其僅是為了避免最短迴路長度的訊號飽和。第二代的非對稱數位用戶線（ADSL2及ADSL2+）考慮有動態頻譜管理的第1級，其同時提供上行及下行的電源削減，並可以由中央局之終端及用戶端設備（customer premises equipment，CPE）之終端共同決定。然而，第二代的非對稱數位用戶線僅具有單向協商，意味著若某一終端（中央局之終端或是用戶端設備之終端）選擇較大的功率削減，則此即為最終決策。

在第二代的高位元率數位用戶線（VDSL2）的應用領域中，其可以被認為是動態頻譜管理的第2級。上行及下行的詳細功率譜的形態（shape）可以由中央局之終端決定，並由中央局及用戶端設備共同協商。隨著向量化標準的出現，第二代的高位元率數位用戶線也實現了動態頻譜管理的第3級。常駐在中央局之終端的向量化控制實體（Vectoring Control Entity，VCE）控制所有連接的用戶端設備，以使符號界線對齊，從而使期望訊號與串擾正交，並透過矩陣運算消除串擾。透過此些動態頻譜管理技術，所有使用者的整體速率皆得到了明顯的改善。透過消除大部分串擾的向量化技術，以使使用者之間遭受到串擾影響的高頻帶得到了很大的改善。這使得整體的平均使用者資料速率至少達到無串擾干擾的情形下之資料速率的95%。相比之下，若沒有此些技術應用，整體的平均使用者資料速率可能因為其之間的相互串擾而衰退30~50%。

儘管有這些先前技術的教示，然而仍有一些領域未被考慮。動態頻譜管理的第2級嚴格按照電氣長度（electrical length）（中央局與用戶端設備之間的估計的迴路距離），來考慮功率回退或是功率譜密度的形態。對於較短的迴路距離而言，由於僅需要較少的功率來達到服務需求，因此功率譜密度或是功率將趨於降低。由於功率與功率譜密度的縮減對於其他使用者的串擾也會減少，因此功率與功率譜密度的縮減也有助於整個系統。功率/功率譜密度的最終決策由中央局之終端所做出，而用戶端設備僅能協商並建議比中央局之終端更低的功率。若線路條件較差時（例如，線路上有一些靜態環境雜訊或射頻干擾時），則被縮減的功率/功率譜密度可能使線路無法達到其期望的最佳化速率。線路甚至可能無法達到其服務速率。

鑒於上述，本案提供了一種改良的系統及其方法。由於較短距離及考量了雜訊基底（noise floor），因此本案可以維持具有平衡的功率及功率譜密度縮減的最佳化的速率。

在一些實施例中，本案提供了一種改良的初始化交換協定。透過考慮電氣長度及雜訊剖面（noise profile），來簡化功率及功率譜密度位準的最終決策。

在一些實施例中，本案提供了一種改良的系統及方法，以平衡整體系統的遠端串擾（far-end crosstalk，FEXT）及每一雜訊特徵。

在一些實施例中，本案是將前述方法實施於任一高速數位用戶線系統，且高速數位用戶線系統可能需要縮減功率的控制以實現系統的遠端串擾性能，同時還能達到單一數位用戶線的最佳化性能。

在一些實施例中，本案的系統透過參考中央局之終端與用戶端設備之終端之間的估計的電氣長度，消除僅靠縮減功率的決策所產生的可能的次佳化速率。在較佳的實施例中，訊號根據已知的協定及標準來攜帶資訊。首先，系統包含一訓練協定，該協定用以識別單一系統的特徵，例如迴路距離、靜態環境雜訊、及射頻干擾等等。在整個數位用戶線系統中，自我串擾變得愈來愈重要，但慶幸的是其可以透過先進的數位用戶線技術來大幅地被降低。有一重要的技術即是減少具有中央局之終端與用戶端設備之終端之間的較短距離的線路之傳輸功率或是功率譜密度位準。此技術是用於遠近問題（Near-far problem）的串擾緩和，較短的距離是指用戶端設備靠近中央局，且中央局對較遠的用戶端設備產生較強的串擾。由於線路的訊號衰減較少，因此這些線路無需以全功率或是功率譜密度位準來達到線路的服務速率。在估計的迴路距離或是電氣長度已知時，本文所述的功率回退可以由該二終端（如中央局之終端及用戶端設備之終端）的發射器實現。此種功率回退技術可以有效地減少從此些較短的線路至其他較長的線路的高強度的串擾（自我遠端串擾）。中央局之終端及用戶端設備之終端皆測量其接收到的訊號，在知曉同級點（peer）傳輸的功率譜密度位準時，中央局之終端及用戶端設備之終端還進一步消除訊號衰減及迴路距離。中央局之終端及用戶端設備之終端還測量其雜訊或是訊號雜訊比（Signal to-Noise-Ratio，SNR），以決定功率回退是否會使其無法達到目標服務速率。

若沒有本發明，僅透過迴路距離決定的功率回退可能造成功率譜密度過低，在此種情形下，相較於雜訊位準，縮減的訊號位準並不足以提供足夠的訊號雜訊比來符合其服務速率。由於短迴路的品質需要非常充足，因此這情形並非吾人所期望的。一旦得知所產生的訊號雜訊比可能無法支持其服務速率時，則需要一種機制以調整功率譜密度或是功率回退，以使新的傳輸訊號具有所需訊號雜訊比的期望位準。

在一實施例中，增加一額外的交換階段，一旦接收者收集了雜訊資訊及訊號雜訊比，即可以在需要時調整同級點的發射器的功率譜密度位準。在高位元率數位用戶線的標準中，功率譜密度/功率回退的決策的協議是在通道探索階段中完成，該通道探索階段是初始化的第一個階段。訊號測量及雜訊測量可在此階段中執行。然而，在當前的協定中，此階段存在有自我遠端串擾，將可能誤導雜訊測量。在第二階段（即訓練與分析階段）中，自我遠端串擾可被測量及消除。之後，實際的雜訊測量及其產生的訊號雜訊比對於最終服務而言始具有意義。因此，在一實施例中，可以包含一重新調校（retrain）機制以重新啟動一個新的初始化程序，以使功率譜密度/功率回退的決策將雜訊納入考量。若在當前的功率回退下，測量到的雜訊不會影響其目標服務速率時，則此程序是可選的。

在通道探索階段中，多個訊息在中央局之終端及用戶端設備之終端之間進行交換。「O-Signature訊息」是此階段中的第一訊息。該第一訊息傳遞了中央局的關於功率譜密度的遮罩（mask）、上行功率回退參數及許多其他的設定。用戶端設備可開始測量「O-Signature訊息」中的訊號；透過在此訊息內包含的中央局所發送的實際功率譜密度資訊，用戶端設備可推導出通道的衰減，從而推導出迴路距離/電氣長度。通道的衰減或是迴路的衰減所指的是發射器的功率譜密度位準與接收器的功率譜密度位準之間的訊號間隔。實體迴路距離或是電氣長度是單一值「kl0」，表示跨越使用頻寬的迴路衰減。功率回退係由預定規則決定，該預定規則涉及上行功率回退參數「a」與「b」、電氣長度「kl0」及副載波頻率。接著，用戶端設備開始發送其第一訊息（即「R-MSG1訊息」，其具有實際的功率譜密度/上行功率回退）。之後，中央局測量訊號，並連同「R-MSG1訊息」中的功率譜密度資訊而推導出通道衰減及迴路距離（或是電氣長度）。用戶端設備還將其估計的電氣長度傳遞至中央局之終端，且中央局將在下一訊息（即「O-UPDATE訊息」）中產生電氣長度的最終決策。中央局可以指定一功率譜密度界限（ceiling）以進一步限制上行功率譜密度。上行功率回退係由最終電氣長度最終化（finalized），並可以由用戶端設備之終端在訓練階段的起始時段實施。下行功率回退是在收到「R-UPDATE訊息」之後最終化，其中用戶端設備可以請求一下行功率譜密度界限，並也可以由用戶端設備之終端在訓練階段的起始時段實施。同樣地，在「O-PRM訊息」中，中央局傳遞功率譜密度/下行功率回退的最終決策至用戶端設備之終端。在「R-PRM訊息」中，用戶端設備傳遞功率譜密度/上行功率回退的最終決策至中央局之終端。

如上所述，該二終端（中央局之終端及用戶端設備之終端）皆需測量訊號之外的雜訊。為了在自我遠端串擾被消除後，能更好的測量實際的雜訊，此程序可以在第二階段（訓練與分析階段）進行。中央局之終端將協調其所連接的所有線路，並嘗試以最佳方式消除遠端串擾。接著，該二終端測量實際的殘餘雜訊，並決定訊號雜訊比是否足以支持其目標服務速率。在此可以有兩種可能性：第一種，訊號雜訊比是足夠的，因此功率回退/功率譜密度位準是合適的，並進入最終階段；或是第二種，訊號雜訊比不足，因此功率回退/功率譜密度位準需要調整。在該第二種情形下，由於功率譜密度位準是在訓練與分析階段中的起始時段被最終化的，因此可能需要重新調校以進行調整。在重新調校中，此調整可以在「R-UPDATE訊息」及「O-PRM訊息」實現。「R-UPDATE訊息」傳遞了下行功率回退的功率譜密度的上移（DPBO PSD upshift）的請求，以增加其接收的訊號位準，從而提高訊號雜訊比。「O-PRM訊息」傳遞了上行功率回退的功率譜密度的上移（UPBO PSD upshift）的請求，以在上行方向上達到與下行方向上相同的效果。該二終端決定最終的功率譜密度及功率回退，並如前所述的應用於訓練階段的起始時段。

儘管下文的說明書是描述了本案之涉及高位元率數位用戶線收發器的較佳實施例。但對於本領域具有通常知識者而言可知，本案可以有助於許多因功率回退而造成速率不足的情形。

參照圖1。圖1繪示有本案一實施例之系統100。系統100為典型的數位用戶線系統，其由一中央處理器101、一記憶體102、一數位特定應用積體電路（Application-Specific-Integrated-Circuit，ASIC）103、一數位前端104及一類比前端105組成。中央處理器101用以實施智能性工作，包含協定的實現、數位特定應用積體電路103及類比特定應用積體電路之設計的控制、及執行重要演算法。由於相較於乙太網或是光纖而言，電話電路具有較差的品質，因此透過許多創新的演算法來達到此種媒體的理論能力極限是重要的。如此，協定本身也比其他技術複雜。中央處理器101可包含負責執行演算法及協定的邏輯單元。本案的協商功率譜密度位準或是功率回退位準的演算法是儲存於中央處理器101的邏輯及其關聯的記憶體102中。從特定設計積體電路（數位特定應用積體電路103）產生的數位用戶線訊號經由數位及類比訊號處理單元（數位前端104及類比前端105）而被傳輸至電話線，即如圖1之路徑110所示。在另一端，一個類似的系統的實施例表示同級的數位用戶線數據機（即，同級系統120）。

參照圖2，係為本案之一較佳實施例的系統201。系統201用以執行標準「ITU-T G.993.2」定義的高位元率數位用戶線協定。方塊202係表示所有數位用戶線之相關標準的共同交換協定（於後稱方塊202為交換協定202）。此共同交換協定202被稱為「G.944.1」、「G.hs」、或「G.handshaking」。資料交換的雙方皆使用此協定來識別對方所支持的能力。一旦該雙方對於高位元率數位用戶線的能力達成一致，則繼續進行高位元率數位用戶線協定。階段203（於後稱為通道探索階段203）係為高位元數位用戶線的第一階段。在此階段（即通道探索階段203）中，中央局及用戶端設備發送其第一訊號，並測量其接收到的訊號。首先，中央局及用戶端設備在一預定時段中發送無效資料訊號或是靜音訊號，以供同級點準備偵測第一有效資料訊號或是第一非靜音訊號。當該預定時段過去之後，中央局及用戶端設備發送具有一第一預定態樣（pattern）的訊號，以供同級點進行偵測及分析。此些訊號偵測及訊號分析是在訊號處理時域中或是於訊號處理頻域中對訊號實施快速傅立葉變換（fast Fourier transform，FFT）而執行。中央局及用戶端設備將根據此些在頻域上具有重複態樣的訊號計算平均值及變異數。中央局及用戶端設備分析此些訊號的態樣以探索通道特徵，該通道特徵包含電氣長度。接著，進一步的進行訊息交換以最終地決定電氣長度，從而決定功率譜密度位準。新的功率譜密度位準包含功率回退（上行功率回退/下行功率回退），並被實施於下一階段的起始時段。階段204（於後稱為訓練與分析階段204）係為高位元率數位用戶線協定的第二階段。在此階段（即訓練與分析階段204）中，中央局及用戶端設備進一步訓練及微調（fine-tune）其接收器（例如等化器）及增益控制。中央局還將訓練其串擾消除器（其被稱為前置編碼器及後置編碼器）。位於中央局的向量化控制實體在上行方向的前置編碼器上執行矩陣運算，並在下行方向的後置編碼器上執行矩陣運算。在此高位元率數位用戶線協定的訓練與分析的串擾消除階段之後，實際的殘餘訊號雜訊比及雜訊基底可以被測量。

本案在此引進對於訊號雜訊比的新的檢驗，以確保其目標服務速率不會受到功率回退的影響。方塊210（即重新調校以設定新的功率譜密度，於後稱為重新調校階段210）係為當功率回退不適當時所額外執行的階段，之後回到通道探索階段203以再次協商功率回退。詳細的協商流程容後於圖4說明。若功率回退被檢驗出對其服務是適當的，則此額外的階段（即重新調校階段210）可以是非必要的，並可以直接進行下一階段。

方塊205（於後稱為交換階段205）係為第三階段。該雙方將最終化剩餘參數的決定，並準備進入表演時間（Showtime）程序。該雙方還將交換此些參數，以使同級點可以同時準備其發射器。若一切順利，則該雙方進入階段206（於後稱為表演時間階段206）。此時，訓練及初始化即完成，且資料的傳輸及服務可以開始。在此實施例中，通道探索階段203、訓練與分析階段204、及交換階段205中之任一個可以是系統100所執行的高位元率數位用戶線的一初始化階段。

參照圖3，係為圖2之通道探索階段203中的訊息交換的詳細流程示意圖。步驟301包含此階段（即通道探索階段203）中的中央局發送給用戶端設備的第一訊息（即「O-SIGNATURE訊息」）的步驟。該第一訊息（即「O-SIGNATURE訊息」）也是從中央局到用戶端設備的第一訊號，以進行初始化鎖定及測量。中央局在訊息（即「O-SIGNATURE訊息」）中嵌入一些資訊，以向用戶端設備通知其發送的功率譜密度位準。如此，用戶端設備可以估計訊號衰減及迴路衰減，並進一步推導出電氣長度及發射器的上行功率回退的功率譜密度（UPBO PSD）。步驟302包含用戶端設備發送給中央局之終端的第一訊息（即「R-MSG1訊息」）的步驟。如此，允許中央局執行初始化鎖定及測量。「R-MSG1訊息」還嵌入有關於用戶端設備所發出之上行功率回退的功率譜密度位準（UPBO PSD level）。中央局可估計訊號衰減與迴路衰減以推導出電氣長度。在「R-MSG1訊息」中，用戶端設備還將傳遞其估計的電氣長度，以使中央局可對於電氣長度的準確性作出最終決定。接著，在步驟303中，中央局發送第二訊息（「O-UPDATE訊息」），中央局的第二訊息（「O-UPDATE訊息」）指定用戶端設備所遵循的最終電氣長度，並指定上行功率回退的功率譜密度位準（UPBO PSD level）的界限，該界限提供用以限制上行功率回退的功率譜密度的上限。在步驟304中，用戶端設備轉而發送其「R-UPDATE訊息」，其提供下行功率回退的功率譜密度位準的界線。最終，在步驟305及步驟306中，該雙方（即中央局及用戶端設備）皆向另一方傳遞關於自身的最終功率回退的功率譜密度（PBO PSD）的形態的訊息（即「O-PRM」及「R-PRM」），以將電氣長度及界線納入考量。如此得知高位元率數位用戶線標準定義的發射器功率及功率譜密度位準的決策流程。

參照圖4，係為通道探索階段203中的訊息交換的流程示意圖。步驟401、402、403與步驟301、302、303相同，在此不再重複贅述。在步驟404中，「R-UPDATE訊息」具有新的訊息欄位，以供用戶端設備提供下行功率回退的功率譜密度的上移（DPBO PSD upshift）。此上移是本案的實施例，若用戶端設備測量到其雜訊基底且接收到的下行功率回退無法支持其最佳化的速率，則用戶端設備可以提供在功率譜密度位準上的一非零值上移（nonzero upshift）。中央局可以在其最終的下行功率回退的功率譜密度考量該上移。接著，在步驟405中，即在「O-PRM訊息」中，中央局傳遞其最終決定的下行功率回退的功率譜密度的形態（DPBO PSD shape），且中央局同樣可以在測量到其雜訊基底之後，選擇提供上行功率回退的功率譜密度位準上的一非零值上移。最終，相較於步驟306的「R-PRM訊息」而言，步驟406的「R-PRM訊息」並沒有變化（也就是說，步驟406與步驟306相同，在此不再重複贅述）。

參照圖5，係為本案所涉及的演算法的流程示意圖。步驟500包含了所使用的演算法。步驟501係為協定的起始點，其中在高位元率數位用戶線中，此起始點即為通道探索階段203。步驟502係為訊號及雜訊測量，其中訊號及雜訊可分別在不同的適當時點來進行測量。步驟503係為訊號雜訊比估計及位元負載分配（bit-load allocation）演算法。訊號雜訊比可以簡單地由前述獲得的每副載波之訊號與雜訊之間的差異值推導出，或是由其他更先進的技術來獲得。簡單的每副載波的位元負載分配可以正比於副載波的訊號雜訊比。一旦每副載波的位元負載分配被決定，則可以透過將一組副載波中每副載波的資料位元進行加總，以獲得估計的潛在資料速率（步驟504）。資料位元之總和表示一符號的總資料位元數量，且透過將符號率（每秒的符號數量）及每符號的總位元數量進行相乘並減去負擔分框與編碼（framing and coding overhead），而獲得可達資料速率。接著，在步驟505（即決策塊）中，將該獲得的可達資料速率與目標服務率進行比較，並產生出兩種不同的流程路徑（執行步驟510或是步驟506）。在本案的實施例中，實現了通往步驟510的流程路徑，即重新調校以實施新的功率譜密度的協商。具體來說，在該獲得的可達資料速率無法支持目標服務率時，執行步驟510。反之（在該獲得的可達資料速率可以支持目標服務率時），則執行步驟506，以繼續進行剩餘的協定階段（其是與先前技術相同的）。一旦最終階段完成，則進入步驟507中的表演時間階段。

在理想的通道探索階段203中，所有的資訊，包含訊號、雜訊、衰減、發送者的功率譜密度位準等皆可以被收集。然而，在此階段中所測量到的雜訊並非最終結果；數位用戶線系統中的高強度的串擾將在下一個階段的訓練與分析中進行處理。一旦前置編碼器及後置編碼器針對串擾進行訓練，則一般即不期望再次調整功率譜密度位準。因此，在標準中並不允許在此時起進行任何功率譜密度的改變。在大部分的串擾被消除之後，實際的雜訊基底可以被使用，以估計最終的可達速率。當其判斷並做出功率譜密度位準是否過低（不足夠）或是足夠之決策後，則可以依據決策結果執行後續的步驟。若功率譜密度位準過低，則可以觸發一重新調校，以返回通道探索階段203。此時，可為了達到較高的速率而提出功率譜密度的上移。而若決策出功率譜密度位準足夠支持目標服務速率，則可繼續執行最終階段及表演時間。

儘管本案已以較佳的實施例進行描述，然而對於本領域具有通常知識者而言可得知，在保留本案的教示之同時，可以對實施例進行許多修改及變化。例如，雖然上述說明是以高位元率數位用戶線來作為例子，然而依據本案的教示，也可以應用於其他的數位用戶線技術，例如G.fast及一般稱為xDSL技術的各種家族成員技術。需注意的是，一般來說，重新調校階段210中的重新調校動作可以發生在晚於步驟304之後的階段中或是在步驟304之中。關於功率/功率譜密度位準的決策流程，被交換的訊息欄位的補充有可能被附加至其他的訊息中，或是被附加至「R-UPDATE」（步驟404）及「O-PRM訊息」（步驟405）中。因此，本案的範圍不應僅參照上述描述界定，而是應參照所附請求項及其均等範圍作界定。

100:系統 101:中央處理器 102:記憶體 103:數位特定應用積體電路 104:數位前端 105:類比前端 110:路徑 120:同級系統 201:系統 202:交換協定 203:通道探索階段 204:訓練與分析階段 205:交換階段 206:表演時間階段 210:重新調校階段 301~306:步驟 401~406:步驟 500~510:步驟

[圖1]係為本案一實施例之典型的數位用戶線系統與電路及其與同級系統與電路的連接的示意圖。 [圖2]係為本案一實施例之高位元率數位用戶線協議階段的示意圖，且可以根據標準來實施。 [圖3]係為標準中定義的功率/功率譜密度的決策的一般流程的流程示意圖。 [圖4]係為本案之功率/功率譜密度的決策與建議補充的流程示意圖。 [圖5]係為本案涉及的演算法的流程示意圖。

500~510:步驟

Claims (10)

1. 一種最佳化可達速率的系統，適於當基於迴路距離的一功率譜密度縮減受到雜訊基底的影響，其中該最佳化可達速率的系統的交換協定包含額外的資訊欄用以重新調校並設定功率譜密度位準，該最佳化可達速率的系統包含一處理器及一記憶體，以執行一程式，該程式包含： 用以在一串擾消除的階段之後執行一雜訊測量演算法的一邏輯； 用以執行一訊號測量演算法的一邏輯，其中該訊號測量演算法是與一發射器端的一已知的功率譜密度位準進行比較； 一訊號雜訊比與資料速率的估計演算法，包含： 根據副載波的訊號雜訊比，計算一組副載波的其中之一的一估計的資料位元負載分配； 將該組副載波的各該估計的資料位元負載分配進行加總；及 透過每符號的總位元數量及每秒的符號數量，決定一估計的資料速率；及 一決策塊，將該估計的資料速率與一目標服務速率進行比較，並用以： 在符合該目標服務速率時，繼續一訓練階段；或 重新調校以設定新的參數，並協商功率譜密度位準或是功率回退位準，以符合該目標服務速率。
2. 如請求項1所述之最佳化可達速率的系統，其中，該最佳化可達速率的系統在中央局之終端及用戶端設備之終端之間實現一初始化協定，以準備由包含發射器及接收器的一數位用戶線收發器來進行資料傳輸服務。
3. 如請求項2所述之最佳化可達速率的系統，其中，該初始化協定包含一通道探索階段、一訓練與分析階段、及一交換階段中的至少一者。
4. 如請求項1所述之最佳化可達速率的系統，其中，該功率譜密度縮減是遠近問題（Near-far problem）的串擾緩和的技術，該功率譜密度縮減是基於迴路距離作出，以使收發器在較短的迴路距離時具有一功率回退，而收發器在較長的迴路距離時不具有該功率回退。
5. 如請求項4所述之最佳化可達速率的系統，其中，該功率回退係由收發器、同級（peer）發射器的功率譜密度位準及測量到的接收訊號來決定，以使收發器及同級發射器推導出訊號衰減及迴路衰減。
6. 如請求項1所述之最佳化可達速率的系統，其中，該串擾消除是將鄰近的數位用戶線進行對齊，以數學化地將主訊號及串擾留至正交項，並以一矩陣運算來消除串擾的技術。
7. 如請求項6所述之最佳化可達速率的系統，其中，在一上行方向上涉及的該矩陣運算是在中央局之終端實現的後置編碼器（post-coder），在一下行方向上涉及的該矩陣運算是在中央局之終端實現的前置編碼器（pre-coder），且該矩陣運算係由中央局之終端的一向量化控制實體模組操作。
8. 一種適於數位用戶線通訊系統的方法，包含： （a）接收一同級點（peer）發送的一數位用戶線訊號； （b）發送一數位用戶線訊號至該同級點； （c）處理被接收的該數位用戶線訊號的資料； （d）在一無效資料期間經過後（expire），偵測一有效資料態樣； （e）在一預定時段中，測量該數位用戶線訊號的該有效資料態樣； （f）透過分析被測量的該數位用戶線訊號的該有效資料態樣，決定一訊號功率； （g）透過該訊號功率及一發射器的功率譜密度位準的接收資訊，估計一訊號衰減，並決定一電氣長度； （h）根據與該電氣長度相關的一預定規則，以功率回退調整該發射器的功率譜密度位準； （i）在一估計的資料速率與一目標服務速率進行比較時，協商一新的功率回退的功率譜密度位準的偏移；及 （j）從步驟（a）~（i）重新調校，以開始一新的訊息交換，從而設定功率回退。
9. 如請求項8所述之適於數位用戶線通訊系統的方法，其中，在步驟（g）中的該電氣長度係由一預定公式及一評估值所定義，該預定公式表示一數位用戶線系統與一同級（peer）數位用戶線系統之間的一實體迴路距離，該評估值係跨越使用頻寬（utilized frequency bandwidth）的訊號衰減。
10. 如請求項8所述之適於數位用戶線通訊系統的方法，其中，在步驟（i）中的該估計的資料速率更包含： 在可用頻寬上，對頻率副載波的訊號雜訊比進行一最終測量； 根據單一副載波的訊號雜訊比的位元負載分配的演算法，獲得一符號的一整體位元負載；及 進行符號率、編碼及負擔分框（framing overhead）之可達到的資料率的一最終計算。