TWI622277B - 鎖定之長方調節 - Google Patents

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卡爾 紐茲曼
約亨 美斯
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阿爾卡特朗訊公司
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Abstract

本發明關於用以組構向量化處理器(120)之向量化控制器(130)，其共同地處理根據向量化矩陣(Pk；Qk)透過複數個N個用戶線路(L1..LN)而待被傳送、或從複數個N個用戶線路(L1..LN)被接收之DMT通訊訊號(u1..uN；y1..yN)。根據本發明之實施例，該向量化控制器對於複數個音調中之給定一者(k)係被調適以透過該等複數個N個用戶線路中之第一組N-Mk個鎖定線路(Ak)來致能該給定音調以用於直接資料通訊，及透過該等複數個N個用戶線路中之第二互斥組Mk個支援線路(Bk)來去能該給定音調以用於直接資料通訊，Mk表示非空正整數。該向量化控制器係進一步被調適以組構該向量化矩陣透過該第二組Mk個支援線路於該給定音調使用可用的傳送或接收功率以供資料訊號增益透過該第一組N-Mk個鎖定線路於該給定音調之進一步加強。本發明亦有關用於組構向量化處理器之方法。

Description

鎖定之長方調節
本發明有關在有線通訊系統內之串訊減輕。
串訊(Crosstalk)(或通道間干擾)是對於多輸入多輸出(MIMO)有線通訊系統(例如數位用戶線路(DSL)通訊系統)的通道損害之主要來源。
隨著較高資料率之需求的增加，系統正朝較高頻帶發展，其中鄰近的傳送線路(亦即，緊鄰其長度之部份或全部的傳送線路，例如整線器(cable binder)中之雙絞銅線(twisted copper pairs))之間的串訊更為顯著。
已發展不同策略來減輕串訊及將有效通過量(effective throughput)、達到及線路穩定度最大化。這些技術從靜態或動態頻譜管理技術逐漸地發展至多使用者訊號協調(後文中稱為向量化(vectoring))。
用於降低通道間干擾之一項技術為聯合訊號預編碼：傳送資料符號係在通過個別的通訊通道被傳送之前透過預編碼器被共同地傳遞。預編碼器係使得預編碼器與通訊通 道之併置導致在接收器處小小的或沒有通道間干擾。
用於降低通道間干擾之另一技術為聯合訊號事後編碼(或後處理)：接收資料符號係在被偵測之前透過事後編碼器被共同地傳遞。事後編碼器係使得通訊通道與事後編碼器之併置導致在偵測器處小小的或沒有通道間干擾。事後編碼器亦有時稱為串訊消除過濾器。
訊號向量化係典型地在流量聚集點處被執行，向量化主要暗示透過向量化的線路並存地傳送(或從其接收)之資料符號係一起透過預編碼器或事後編碼器被集束(bunched)且同時地傳遞。例如，訊號向量化係有利地被執行於被配置在中央局(Central Office；CO)處、或作為接近用戶建築(街道室(street cabinet)、桿室(pole cabinet)、建築物室(building cabinet)等等)的光纖饋送遠端單元之數位用戶線路存取多工器(Digital Subscriber Line Access Multiplexer；DSLAM)內。此遠端單元亦可被稱為遠端DSLAM、或作為分配點單元(Distribution Point Unit；DPU)。訊號預編碼係尤其適合用於下行通訊(朝顧客建築)，而訊號事後編碼係尤其適合用於上行通訊(從顧客建築)。
向量化群組的選擇(亦即通訊線路組，其訊號係被聯合地處理)對於達成良好的串訊減輕效能頗為關鍵。於向量化群組內，各通訊線路係被考量為產生串訊至群組之另一通訊線路內的分配線路，且相同的通訊線路係被考量為從群組之另一通訊線路引起串訊的受擾線路(victim line)。來自不屬於向量化群組的線路之串訊係被視為外來雜訊且不被消除。
理想上，向量化群組應匹配實體地及顯著地干擾彼此之整組通訊線路。然而，市話迴路細分化(local loop unbundling)因國家規章政策及/或受限的向量化能力可避免此消耗方案，於其中向量化群組將僅包括干擾線路之次組，從而產生受限的向量化增益。
更正式地，NxN MIMO系統可藉由以下線性模型來說明：yk=HkXk+Zk (1),其中，N組件複數向量xk(個別地，yk)為經過N個向量化通道所傳送(個別地，從其接收)的符號之離散頻率表示法(作為頻率/載波/音調指數k的函數)，其中NxN複數矩陣Hk為通道矩陣：通道矩陣Hk之第(i,j)個組件Hij說明通訊系統如何因應被饋送至第j個通道輸入之訊號而於第i個通道輸出產生訊號；通道矩陣之對角線元件說明直接通道耦合、且通道矩陣之非對角線元件(亦稱為串訊係數)說明通道間耦合，且其中N組件複數向量zk表示通過N通道之附加的雜訊(例如射頻干擾(Radio Frequency Interference；RFI)或熱雜訊)。
線性訊號預編碼與事後編碼係有利地藉由矩陣積而被執行。
於下行中，線性預編碼器在經過個別的用戶線路而實際傳送之前於頻域中執行傳送向量uk與預編碼矩陣Pk的 矩陣積，亦即實際傳送向量為方程式(1)中之xk=Pkuk，預編碼矩陣Pk為使得整個通道矩陣HkPk被對角化(diagonalized)，意指整個通道HkPk之非對角線係數，且因此通道間干擾大部份被降低為零。
事實上，且作為第一階近似，預編碼器經過受擾線路疊加(superimpose)反相串訊預補償訊號連同在接收器處從個別的分配線路破壞地干擾實際串訊訊號之直接訊號。
於上行中，線性事後編碼器於頻域中執行接收向量yk與事後編碼矩陣Qk的矩陣積，以恢復傳送向量uk(在通道等化與功率正規化之後)，亦即偵測係被執行於y'k=Qkyk，事後編碼矩陣Qk為使得整個通道矩陣QkHk被對角化(diagonalized)，意指整個通道QkHk之非對角線係數，且因此通道間干擾大部份被降低為零。
訊號向量化之效能關鍵地根據預編碼與事後編碼矩陣之組件值，其組件值係根據實際與改變通道耦合而被計算及更新。
各種通道耦合係基於透過個別的通道來傳送之引示(或探測)訊號藉由向量化控制器而被估計。引示訊號係典型地在專屬時間期間及/或透過專屬音調被傳送。
例如，在標題為「Self-FEXT Cancellation(Vectoring)For Use with VDSL2 Transceivers」(ref.G.993.5)(後文中稱為向量化的VDSL2)且由國際電信聯盟(International Telecommunication Union；ITU)於2010年4月所採用之建議案中，收發器單元發送引示訊號於所 謂的SYNC符號。SYNC符號在每個超級訊框(super frame)之後週期地發生且係透過所有向量化的線路被同步地傳送(超級訊框校正)。類似的技術已被採用於G.9701 ITU建議案(後文中稱為G.fast)中。
於給定分配線路上，SYNC符號之音調的子集(後文中稱為引示音調)為藉由來自給定引示序列之相同引示位元所調變的全4-QAM，且傳送兩個複數叢集點(complex constellation point)之其中一者，「1+j」對應至「+1」或「-1-j」對應至「-1」(向量化的VDSL2)；或傳送三個複數叢集點之其中一者，「1+j」對應至「+1」或「-1-j」對應至「-1」或「0+0j」對應至「0」(G.fast)。
於給定受擾線路上，所接收的頻率取樣之實數與虛數部份在等化(G.fast)(或經正規化的切片器錯誤(slicer error)，其為在被接收及被適當地等化的頻率取樣與此頻率取樣係被解映射(demapped)(向量化VDSL2與G.fast)於其上之叢集點之間的差向量)之前兩者皆以依每個引示音調基礎而被測量且被報告至向量化控制器以用於各種通道耦合之估計。
透過給定受擾線路所收集的連續錯誤取樣係接著與透過給定分配線路所使用之引示序列相關聯，以獲得從給定分配線路至給定受擾線路內之通道耦合的估計。為了從其他分配線路拒絕串訊作用，透過個別的分配線路所使用之引示序列係彼此正交(例如華須-哈德瑪序列(Walsh-Hadamard sequences))。
串訊估計係最後被使用以初始化或更新預編碼或事後編碼矩陣之係數，典型地藉由通道矩陣之第一或較高階矩陣轉換(例如逼零預編碼器)或藉由反覆更新(例如LMS預編碼器)。
隨著新的銅存取技術之來臨及甚至較寬頻譜(達100MHz或超過)的使用，串訊耦合實質地增加。因此，於受擾線路上的串訊預補償訊號之疊加會造成傳送功率頻譜密度(Power Spectral Density；PSD)遮罩之違反，其界定對於個別使用者的訊號功率之允許的量(作為頻率的函數)，且亦可導致在數位至類比轉換器(DAC)內造成嚴重訊號失真的訊號裁切(signal clipping)。
第一個辦法是按比例縮小(scale down)直接訊號(及因此對應的預補償訊號)的增益，使得傳送訊號(包括直接與預補償訊號兩者)仍在允許的傳送功率界限內。PSD減少(PSD reduction)為線路與頻率相關的(line and frequency dependent)，且可隨時間改變，例如當線路加入或離開向量化群組時。於直接訊號增益中之改變必須被通訊至個別的接收器，以供適當的通道等化。
第二個辦法是非線性預編碼(Non-Linear Precoding；NLP)之使用，其應用模運算(modulo arithmetic)操作以在叢集界限內利用過度的功率收回(excessive power back)來偏移傳送叢集點。在接收器處，相同的模操作將使該訊號偏移回其原始位置。NLP係明顯地較線性預編碼計算地複雜。舉例來說，NLP典型地 需要矩陣分解(例如QR矩陣分解)、及各種替代線性與非線性操作。
此寬頻譜的使用之進一步與重要的結果為通道矩陣在許多音調處之不良地調節(ill-conditioning)，亦即通道矩陣為奇異的(singular)或幾乎奇異的，且用以達成逼零調節之矩陣轉換產生大的預編碼器/事後編碼器係數。因此，明顯的按比例縮小需要被應用至通訊訊號以供線性預編碼，導致極差的向量化增益。
此通道奇異(singularities)亦造成預編碼器/事後編碼器係數在頻率中極大的波動，意指需要更多記憶體以數字地表示係數，其直接地轉變成對於向量化處理器之較高的成本。
最後，通道不良調節在用戶迴路中產生大分佈的資料率與聚集傳送功率。即使有相等的迴路長度，吾人可見的是：在線路與線路間之資料率分佈可改變大於50%。其對典型對傳送一般保證資料率(於服務類別中)給終端使用者有興趣之營運商是有問題的。
已知為音調抑制之技術可規避通道不良調節：若(於特定音調上)N個使用者系統之NxN通道矩陣為被不良調節的(亦即，具有大的調節數)，則尋找N-M個使用者之子集，使得對應的(N-M)x(N-M)個減少的通道矩陣為被良好調節的(well-conditioned)(亦即具有小的調節數)。M個抑制的線路不透過此音調攜帶任何直接通訊訊號(亦即傳送增益與位元載入皆被設定為零)。(N- M)x(N-M)個預編碼器/事後編碼器接著被使用以消除N-M個剩餘使用者之間的串訊。音調抑制以M個抑制的使用者的代價而允許N-M個使用者仍得到良好的資料率。抑制的線路集與抑制的線路之數量M可在跨越音調中為不同的。藉由適當地選擇那個線路來抑制那個音調，整個資料率可關於使用全部NxN反預編碼/事後編碼之系統在每個音調被改善。
本發明之目的係進一步改善在通訊通道被不良地調節的事件中之向量化增益。
根據本發明之第一態樣，對於共同地處理根據向量化矩陣透過複數個N個用戶線路而待被傳送、或從複數個N個用戶線路被接收之離散多音調(DMT)通訊訊號的組構向量化處理器之向量化控制器對於複數個音調中之給定一者係被調適以透過該等複數個N個用戶線路中之第一組N-Mk個鎖定線路來致能該給定音調以用於直接資料通訊，及透過該等複數個N個用戶線路中之第二互斥組Mk個支援線路來去能該給定音調以用於直接資料通訊，Mk表示非空正整數。該向量化控制器係進一步被調適以組構該向量化矩陣透過該第二組Mk個支援線路於該給定音調使用可用的傳送或接收功率以供資料訊號增益透過該第一組N-Mk個鎖定線路於該給定音調之進一步加強。
於一實施例中，對於對應至該第二組Mk個支援線路 的M矩陣列，該經組構的向量化矩陣為具有至少一非空非對角線預編碼係數之長方Nx(N-Mk)預編碼矩陣。
於本發明進一步實施例中，該經組構的長方向量化矩陣為包含從該等複數個N個用戶線路至該第一組N-Mk個鎖定線路中的遠端耦合係數之(N-Mk)xN減少通道矩陣之廣義逆矩陣。
於本發明進一步實施例中，該廣義逆矩陣為(N-Mk)xN減少通道矩陣之慕爾潘羅斯偽逆(Moore-Penrose pseudo-inverse)。
於本發明之一實施例中，對於對應至該第二組Mk個支援線路的M矩陣列，該經組構的向量化矩陣為具有至少一非空非對角線預編碼係數之長方(N-Mk)xN預編碼矩陣。
於本發明進一步實施例中，該經組構的長方向量化矩陣為包含從該第一組N-Mk個鎖定線路至該等複數個N個用戶線路中的遠端耦合係數之Nx(N-Mk)減少通道矩陣之廣義逆矩陣。
於本發明進一步實施例中，該廣義逆矩陣為Nx(N-Mk)減少通道矩陣之慕爾潘羅斯偽逆。
於本發明之一實施例中，該向量化控制器係被進一步調適以根據每個音調的方式(per tone basis)來決定該第一與第二組線路。
於本發明之一實施例中，該等複數個音調包含被不良地調節的音調。
於本發明之一實施例中，該向量化控制器係被進一步調適以當重複透過該等複數個音調時，透過該等複數個N個用戶線路而被目前地達成來更新個別的線路矩陣而給定被如此致能的與被如此去能的音調及被如此組構的向量化矩陣，及基於被如此更新的線路矩陣來決定該第一與第二組線路。
於進一步實施例中，該向量化控制器係被進一步調適以對於至少一後來的音調重複，指派該等複數個N個用戶線路中之至該第二組Mk個支援線路，該至少一用戶線路所更新的線路矩陣超過給定線路矩陣目標。
替代地，該向量化控制器係被進一步調適以對於至少一後來的音調重複，指派該等複數個N個用戶線路中之至少一用戶線路至該第二組Mk個支援線路，該至少一用戶線路所更新的線路矩陣超過該等複數個N個用戶線路的至少一更進一步的用戶線路之至少一更新的線路矩陣之給定界限。
給定被如此致能的與被如此去能的音調及被如此組構的向量化矩陣，該等線路矩陣可參照個別的總額資料率及/或目前透過複數個N個用戶線路而達成的聚集傳送功率。
此向量化控制器典型地形成透過銅設施提供寬頻通訊服務至用戶的存取節點之部份且被且配置於CO處或於遠端位置較靠近用戶建築處，例如DSLAM或DPU。
根據本發明之另一態樣，對於共同地處理根據向量化 矩陣透過複數個N個用戶線路而待被傳送、或從複數個N個用戶線路被接收之DMT通訊訊號的組構向量化處理器之方法對於複數個音調中之給定一者包含透過該等複數個N個用戶線路中之第一組N-Mk個鎖定線路來致能該給定音調以用於直接資料通訊，及透過該等複數個N個用戶線路中之第二互斥組Mk個支援線路來去能該給定音調以用於直接資料通訊，Mk表示非空正整數。該方法進一步包含組構該向量化矩陣透過該第二組Mk支援線路於該給定音調使用可用的傳送或接收功率以供資料訊號增益透過該第一組N-Mk個鎖定線路於該給定音調之進一步加強。
根據本發明之方法的實施例對應根據本發明之向量化控制器的實施例。
本發明提出用以在給定音調透過N-Mk個鎖定線路(亦即對於直接資料通訊鎖定)藉由使用透過Mk支援線路(亦即支援資料通訊至鎖定組)已被做成可用的之傳送功率(預編碼)或接收功率(事後編碼)來爆增資料訊號增益，因為沒有直接資料訊號通訊透過Mk支援線路在給定音調發生。
依此方式，吾人改善通道調節，藉由消除通道矩陣之特定列(預編碼)或特定行(事後編碼)，而不用消除列與行兩者。其導致長方(N-Mk)xN(預編碼)或Nx(N-Mk)(事後編碼)減少的通道矩陣，相較於已知方形(N-Mk)x(N-Mk)減少的通道矩陣(當被抑制的線路被完全忽略時)。實際上，其表示即使當使用者提供資料之 數量小於N(亦即N-Mk)，預編碼器仍產生被傳送於所有N個向量化的線路之N個輸出訊號，且同樣的，事後編碼器仍依賴從所有N個向量化的線路接收之N個輸入訊號。
例如，假設吾人具有被不良調節的系統，當線路10沒對於直接資料通訊被鎖定時，N=10線路係被較佳地調節。
當預編碼全部系統時，於線路10所輸出的訊號使用其中之一些功率預算來有意對於接收器10發送資料，而使用其中之一些功率預算來消除從線路1至9來的串訊。利用已知方形音調抑制，沒有訊號完全被發送於線路10。接收器10沒有得到資料，但線路1至9係被減輕必須使用任何其功率預算來從線路10消除串訊。利用提出的長方調節，線路10之全部功率預算係被專屬用以發送意欲用於線路1至9之資料。線路1至9係被減輕必須消除來自線路10之串訊，且再者其受益於使用於其利用中之此額外的傳送功率。
當對全部系統進行事後編碼時，於線路10上所接收的訊號係被使用以從線路1至9上之所接收的訊號來移除源自線路10之串訊。依此，線路10上之一些接收的雜訊係被導入線路1至9內。利用已知方形音調抑制，沒有訊號被發送於線路10。接收器10沒有得到資料，但線路1至9係被減輕必須從線路10移除串訊，且因此沒有被於線路10上所接收的雜訊影響。利用提出的長方調節，於 線路10上所接收的訊號(其包含從線路1至9所接收之串訊訊號)可被應用以幫助來線路1至9的資料之接收。線路1至9係被減輕必須消除來自線路10之串訊，且再者其受益於使用於其利用中之來自線路10之額外的接收功率。
為了利用此長方通道，吾人使用已良好設計的直方Nx(N-Mk)預編碼器或(N-Mk)xN事後編碼器以用於在N-Mk接收器(預編碼)或耦接至N-Mk鎖定線路之偵測器(事後編碼)透過不同傳播路徑(包括直接與間接傳播路徑)移動N-Mk資料通訊訊號之一致結合。由於此一致結合，有用的接收訊號(亦即資料訊號)之功率係透過N-Mk鎖定線路在訊號偵測之前被實質地增加，其訊號雜訊比(SNR)及因此其可達成的資料率也一樣。
1‧‧‧存取設施
10‧‧‧網路單元
20‧‧‧存取節點
21‧‧‧向量化處理器
301‧‧‧顧客端設備
302‧‧‧顧客端設備
303‧‧‧顧客端設備
304‧‧‧顧客端設備
40‧‧‧共同存取段
501‧‧‧專屬迴路段
502‧‧‧專屬迴路段
503‧‧‧專屬迴路段
504‧‧‧專屬迴路段
100‧‧‧存取節點
110i‧‧‧收發器
111i‧‧‧數位訊號處理器
112i‧‧‧類比前端
120‧‧‧向量化處理單元
130‧‧‧向量化控制單元
200i‧‧‧顧客端設備
210i‧‧‧收發器
211i‧‧‧數位訊號處理器
212i‧‧‧類比前端
S00‧‧‧步驟
S01‧‧‧步驟
S02‧‧‧步驟
S03‧‧‧步驟
S04‧‧‧步驟
S05‧‧‧步驟
S06‧‧‧步驟
S07‧‧‧步驟
S08‧‧‧步驟
S09‧‧‧步驟
501‧‧‧圖式
502‧‧‧圖式
503‧‧‧圖式
511‧‧‧圖式
512‧‧‧圖式
513‧‧‧圖式
521‧‧‧圖式
本發明以上與其他目的及特徵將變得顯而易見且本發明本身將被最佳地了解。藉由參照配合後附圖式之實施例的以下說明，其中：第1圖表示存取設施之概觀；第2圖表示有關存取節點之進一步詳述；第3圖表示根據本發明之長方預編碼的概觀；第4圖表示根據本發明之長方事後編碼的概觀；第5圖表示用以決定對於連續音調的該組鎖定與支援線路之方法流程圖；及 第6A、6B、6C圖表示對於長方調節對已知技術(全逆及方形音調抑制)之各種效能圖式。
後文中用語旁之方括號被認為是選項的，且因此例如「[正規化的(normalized)]通道矩陣」的表示應被解釋為「通道矩陣」或「經正規化的通道矩陣」。
於第1圖中所示，存取設施1包含：網路單元10在CO處；經由一或多個光纖耦接至網路單元10及經由銅設施(copper plant)在許多用戶位置處進一步耦接至顧客端設備(Customer Premises Equipment；CPE)30之存取節點20。銅設施之傳送媒體係典型地由銅質無遮蔽雙絞線(Unshielded Twisted Pairs；UTP)組成。
於一例示範例中，銅設施包含共用共同存取段(common access segment)40之四個用戶線路L1至L4，且接著透過專屬迴路段(dedicated loop segment)50而分別前往最終連接至CPE 301至304。
在共同存取段40內，用戶線路L1至L4係在接近地鄰近且因此產生串訊至彼此中(見在個別的用戶線路之間的第1圖中之箭頭)。
存取節點20包含向量化處理器21(或VPU)，用以透過銅設施被傳送(或自其接收)而聯合地處理資料符號以減輕串訊及增加可達成的資料率。
於第2圖中可見有關存取節點100與個別的CPE 200 之進一步詳述。
存取節點100包含：-收發器110；-向量化處理單元(VPU)120；及-向量化控制單元(VCU)130，用以控制VPU 120之操作。
收發器110係被個別地耦接至VPU 120及至VCU 130。VCU 130係被進一步耦接至VPU 120。
收發器110個別地包含：-數位訊號處理器(DSP)111；及-類比前端(AFE)112。
收發器110係透過個別的用戶線路L1至LN而耦接至CPE 200內之個別的收發器210(其係被假設以形成部份之相同向量化群組)。
收發器210個別地包含：-數位訊號處理器(DSP)211；及-類比前端(AFE)212。
AFE 112與212個別地包含數位至類比轉換器(DAC)及類比至數位轉換器(ADC)、用以限制訊號能量在適當的通訊頻帶內且同時拒絕頻帶外干擾之傳送過濾器及接收過濾器、用以放大傳送訊號及用以驅動傳送線路之線路驅動器、及用以在儘可能小的雜訊之情況下將接收訊號放大之低雜訊放大器(LNA)。
在頻分雙工(Frequency Division Duplexing；FDD) 操作的情形中(於其中下行與上行通訊透過相同傳送媒體在不同及不重複頻帶中同時地操作)，AFE 112與212進一步包含用以將傳送器輸出耦合至傳送媒體及將傳送媒體耦合至接收器輸入同時達成低傳送器-接收器耦合率(transmitter-receiver coupling ratio)之混合。AFE可進一步提供回音消除過濾器以減少耦合率在進一步程度以內。
在時分雙工(Time Duplexing Division；TDD)操作的情況中(於其中下行與上行通訊透過相同頻帶但在不同及不重複時間槽(time slot)中操作)，該混合可被有利地省略如傳送器與接收器操作於另一模式：接收電路被切換為OFF(或接收訊號被丟棄)而傳送電路為活動的，或相反地，傳送電路被切換為OFF而接收電路為活動的)。
AFE 112與212進一步包含：用以調適傳送媒體之特性阻抗的阻抗匹配電路、用以裁切透過傳送媒體而發生的任何電壓或電流激增之裁切電路、及用以從傳送媒體DC隔離(DC-isolating)收發器之隔離電路(典型為轉換器(transformer))。
DSP 111與211係經組構以操作下行與上行通訊通道，以透過用戶線路L1至LN來傳送使用者流量。
DSP 111與211係進一步經組構以操作被使用以傳送控制流量(例如診斷、管理或線上重組態(On-Line Reconfiguration；OLR)命令與回應)之下行與上行控制 通道。控制流量係與使用者流量透過傳送媒體進行多工處理。
更具體言之，DSP 111與211係用以編碼與調變使用者與控制資料成DMT符號、及用以從DMT符號解調變與解碼使用者與控制資料。
以下傳送步驟係典型地在DSP 111與211內被執行：-資料編碼，例如資料多工、定框(framing)、拌碼(scrambling)、錯誤改正編碼及交錯(interleaving)；-訊號調變，包含根據音調排序表將音調排序、根據所排序音調之個別位元載入將所編碼的位元流剖析(parsing)、及將各位元塊(chunk of bits)映射(mapping)至適當傳送叢集點(利用個別的載波振幅與相位)上(可能利用格子編碼(Trellis coding))之步驟；-訊號按比例縮放(scaling)，例如功率正規化、傳送PSD成形(shaping)及傳送增益按比例縮放；-反快速傅立葉轉換(IFFT)；-循環前置(Cyclic Prefix；CP)插入；及-時間開視窗(time-windowing)。
以下接收步驟係典型地在DSP 111與211內被執行：-時間開視窗與CP移除；-快速傅立葉轉換(FFT)；-頻域均衡(Frequency EQualization；FEQ)； -訊號解調變與偵測，包含將各及每個經等化的頻率取樣應用至適當的叢集柵格(其圖樣基於個別的位元載入)、偵測所期望的傳送叢集點與對應的傳送位元序列(可能利用格子解碼(Trellis decoding))、及根據音調排序表將所有所偵測的位元塊再排序之步驟；及-資料解碼，例如資料解交錯、錯誤改正解碼、解拌碼、訊框描述(frame delineation)及解多工。
基於所使用之正確數位通訊技術，這些傳送或接收步驟之其中一些可被省略、或一些額外的步驟可被呈現。
DSP 111係被進一步組構以在反快速傅立葉轉換(IFFT)之前供應傳送頻率取樣uk至VPU 120以用於聯合訊號預編碼、及在快速傅立葉轉換(FFT)之後供應接收頻率取樣yk至VPU 120以用於聯合訊號事後編碼。
DSP 111係被進一步組構以從VPU 120接收預補償的傳送取樣xk以供進一步傳送、及從VPU 120接收事後補償的接收取樣y'k以供進一步偵測。替代地，DSP 111可接收改正取樣以在進一步傳送或偵測之前增加至最初頻率取樣。
VPU 120係經組構以減輕透過用戶線路所產生的串訊。VPU 120包含經組構以將傳送頻率取樣之向量uk乘上預編碼矩陣Pk以預補償預期的串訊之估計的線性預編碼器，及經組構以將接收頻率取樣之向量yk乘上串訊消除矩陣Qk以事後補償發生的串訊之估計的線性事後編碼器。
於矩陣Pk或Qk中，列i係與特定受擾線路Li相關聯，而行j係與特定分配線路Lj相關聯。
VCU 130係基本上用於控制VPU 120之操作，且更具體言之，用以估計向量化群組的用戶線路之間的串訊係數、及用以從如此估計的串訊係數中初始化及更新預編碼矩陣Pk與串訊消除矩陣Qk之係數。
VCU 130首先藉由組構收發器110及210與個別的引示序列以使用於引示符號(SYNC符號)之引示音調的調變來開始。引示序列包含使用{+1,-1}或{+1,0,-1}作為字母之T引示數位。在引示符號位置t期間透過線路Li來調變給定音調k之引示數位係被以表示。目前，引示符號未透過VPU 120來處理，因其需要先特性化通道矩陣本身。
當引示符號被傳送時，VCU 130接著收集藉由收發器110與210所測量的測量取樣。透過受擾線路Li在音調k處藉由收發器110i或210i所測量的測量取樣在引示符號位置t期間係被以表示。
VCU 130將如在完全取得循環(complete acquisition cycle)期間透過給定受擾線路Li所測量的T測量取樣與透過給定分配線路Lj所傳送的引示序列之T引示數位相關聯，以從分配線路Lj至受擾線路Li內於頻率指數K處獲得串訊估計。當引示序列係彼此正交時，來自另一分配線路之作用在此相關聯步驟之後減少至零。
通道矩陣及/或經正規化的通道矩陣係基於這些相關聯結果來決定。名義上的通道矩陣係在等化之前從原始接收訊號之測量中導出，而經正規化的通道矩陣係在通道等化之後從切片器錯誤之測量中導出。
如此決定的通道矩陣會在特定音調處展現不良調節，亦即對亦正一或多個用戶線路的通道矩陣之一或多個列及/或行可被表示為(或接近)其他列或行之線性結合，其使通道矩陣變為奇異的或幾乎奇異的，且於逼零向量化產生極大的向量化係數。
典型地，矩陣奇異性係藉由調節數被量化，且當調節數超過某些給定臨界值時矩陣被稱為被不良地調節的。例如，通道矩陣之最大與最小奇異值之間的比率為對於不良調節之良好指示符且可被使用作為調節數。
VCU 130係被進一步組構以在個別的音調處特性化如此決定的通道矩陣之不良調節，且若通道矩陣係被特性化為在給定音調處為被不良地調節的，則VCU 130係被進一步組構以對於直接資料通訊透過這些線路來選擇一或多個線路及去能給定音調，使得對應的減少的通道矩陣為被良好地調節的。給定音調被保持為對於直接資料通訊為活動的該組線路係被稱為鎖定組，而給定音調對於直接資料通訊被去能的該組線路係被稱為支援組。
VCU 130分配鎖定及支援角色至不同音調間之各種用戶線路L1至LN。確實，其為可能的，因為當一個矩陣列或行是例如兩個其他矩陣列或行之[幾乎]線性組合時，則 對應至這三個矩陣列或行之任何的這三個用戶線路可被選擇用於支援組，以「再正交化(re-orthogonalize)」通道矩陣且使其不再奇異。由於通道之頻率一致性，相同的三個線路有可能再次在相同線性關係中於鄰近音調，且VCU 130可依次選擇這三個線路中之各者。VCU 130因此對於在線路中平衡鎖定與支援角色及達成某種類型的公正具有某種程度的自由，如其將進一步於實施方式中說明者。
同樣地，值得注意的是，藉由TDD，該組鎖定與支援線路在上行與下行中對於給定音調可為不同的。
對於每個線路Li，經去能的音調之組STi係被決定且發送至個別的收發器110i(見第2圖中之「STi={k1,...}」)、或至管理收發器110與210之通訊參數之中央通訊控制器。因此，收發器110i將位元載入bi,k及傳送增益ri,k皆組構至零，以用於該組STi中之所有音調k。新位元載入與傳送增益值係被通訊至個別的同級收發器210i(見第2圖中之「bi,k1=0」與「ri,k1=0」)。
值得注意的是，引示訊號保持透過這些經去能的音調被傳送，儘管其傳送增益與位元載入皆已被設定至零。藉此，完全[經正規化的]通道矩陣仍可於每個音調被估計。
令k為此被不良地調節的音調：於音調k處之直接資料通訊係透過一或多個用戶線路被去能，以獲得於音調k處之被良好地調節的降低的通道矩陣。
令L={L1,...,LN}表示所有向量化的線路組。令Ak表 示於音調k之該組鎖定線路，亦即音調k被保持致能以用於直接資料通訊之該組線路(亦即，對應的位元載入與傳送增益皆與零不同)，且令Bk表示於音調k之該組支援線路，亦即音調k被去能以用於直接資料通訊之該組線路(亦即，對應的位元載入與傳送增益皆被設定為零)。
得到：
令Mk表示該組Bk之大小，由於該組方程式(2)，即暗示N-Mk為該組Ak之大小。需要從鎖定組被移除的線路之數量Mk係主要藉由在個別的音調處[經正規化的]通道矩陣的調節來決定(但亦可基於進一步基準)。
令Hk表示於音調k處之NxN[經正規化的]通道矩陣，且將[經正規化的]通道矩陣設置為，其中HAk表示包含對應至該組鎖定線路Ak及所有N行之N-Mk列的[經正規化的]通道矩陣Hk之減少的(N-Mk)xN[經正規化的]通道矩陣，且HBk表示包含對應至該組支援線路Bk及所有N行之[經正規化的]通道矩陣Hk的Mk列之減少的MkxN[經正規化的]通道矩陣。換句話說，[經正規化的]通道矩陣Hk之列已被再配置以供支援線路Bk佔據最後的Mk列。列與行之此再配置係簡化說明的符號，且實際上不需要，其對於所屬技術領域中具有通常知識者應為明顯的。
令Pk=[PAkPBk]表示被使用於音調k處之預編碼矩陣，而PAk表示包含對應至該組鎖定線路Ak與所有N列之預 編碼矩陣Pk的N-Mk列之減少的Nx(N-Mk)預編碼矩陣，及PBk表示包含對應至該組支援線路Bk與所有N列之預編碼矩陣Pk的Mk列之減少的Nx Mk預編碼矩陣。
藉由逼零預編碼及當鎖定所有線時，吾人可得Pk=Hk -1。
令為於音調k處用於與傳送PSD遮罩與總聚 集功率一致之傳送增益縮放比例對角線矩陣，而SAk與SBk為分別對應至該組鎖定線路Ak與該組支援線路Bk之對角線矩陣。對角線矩陣SBk之對角線係數係被設為零，因在音調k處沒有資料通訊訊號透過支援線路Bk傳送。
藉由記住此表示，對於被使用於下行通訊之不良地調節的音調之個別一者，VCU 130係被進一步組構：- 以決定鎖定線路之組Ak及對應的支援線路之組Bk，以獲得被良好地調節的減少的[經正規化的]通道矩陣HAk；及- 以對於鎖定線路Ak計算或再計算長方預編碼矩陣，於其中以下三個調節有效：
a)對應至支援線路Bk之列沒被強迫變成零，且因此預補償訊號係透過支援線路Bk被傳送。
b)對應至鎖定線路Ak之列與完全預編碼矩陣Pk之對應列不相同(亦即，當所有線路被鎖定時)。其強調不僅採用完全[經正規化的]通道矩陣之逆矩陣Pk=Hk -1的列。
c)經(再)計算的向量化矩陣具有逼零設計且透過鎖定線路Ak而將整個通道對角線化： DAk表示對角線矩陣，且X表示「不在乎(don't care)」。預編碼矩陣PBk之係數係藉由將對角線矩陣SBk之所有增益設定為零而被安排為不相關的。這些係數可被保持不變、或亦可被重置為零。
一個可能的具體預編碼器計算係使用減少的[經正規化的]通道矩陣HAk之慕爾潘羅斯偽逆(Moore-Penrose pseudo-inverse)如下：
然而，其並非唯一選擇，廣義逆矩陣之整個家族可作為預編碼器。例如，以下廣義逆矩陣亦可被使用作為逼零預編碼器： 其中W表示具有實數對角線係數之NxN對角線矩陣。
通常，Nx(N-Mk)預編碼器具有N(N-Mk)自由度(degrees of freedom)，其(N-Mk)2應被使用以確保所有串訊係被教除(DA為對角線的)，且剩下的(N-Mk)Mk自由度對於嘗試在N-Mk鎖定線路上將接收通訊訊號之功率最大化為可用的，亦即使對角線矩陣DAk之對角線值僅可能的大同時滿足各種功率限制。
一些說明有關對於預編碼矩陣的計算之通道矩陣或經正規化的通道矩陣之使用。
通道矩陣與經正規化的通道矩陣僅不同於與包含Hk之對角線元件的逆矩陣之對角線矩陣Fk的左乘(left-multiplication)：Gk=FkHk(5)，其中Hk與Gk分別表示現差分的(now-differentiated)通道矩陣與經正規化的通道矩陣。
藉由方程式(4)或(5)，對應的預編碼矩陣將僅不同於與對角線矩陣之右乘(right-multiplication)： 其中經正規化的通道矩陣Gk已根據通道矩陣Hk被分解成GAk與GBk，且其中FAk表示包含對應至N-Mk鎖定線路的對角線矩陣Fk之對角線係數的對角線矩陣。
然而，在傳送側需要透過與按比例縮放矩陣SAk之預乘(pre-multiplication)的一些功率正規化，以達成所需傳送功率，且因此名義上的或經正規化的通道矩陣對於預編碼矩陣之計算將最終產生相同的有效預編碼矩陣。
長方預編碼係顯示於第3圖中。
於網路側之N個收發器TU-C1至TU-CN對於每個傳送DMT符號期間藉由N個個別的收發器TU-R1至TU-RN於用戶側供應下行傳送向量uk以供進一步預編碼、傳送、接收與偵測。傳送向量uk(包含在叢集映射與按比例縮放之後個別的傳送頻率取樣u1,k至uN,k)係連同預編碼矩陣Pk被輸入至預編碼器以產生經預編碼的訊號xk=[x1,k...xN,k]T=Pkuk以供透過個別的用戶線路L1至LN之進一步傳送。
為了方便起見，可假設於音調k，一線路係從鎖定組 Ak被移動至支援組Bk(亦即Mk=1)，以獲得被良好地調節的減少的通道矩陣，及進一步假設此支援線路為線路LN。因此，沒有下行資料係透過線路LN於音調k被傳送，或等同地uN,k=0(見傳送向量uk中以交叉線作出陰影的區域)，且對應的傳送增益與位元載入皆被設為零。因此，預編碼矩陣Pk之對應的第N行是不相關的，因其在訊號預編碼(見預編碼矩陣Pk中以交叉線作出陰影的區域)中沒有扮演任何角色。對應的預編碼係數P1N至PNN係較佳地(但非必須)被設定為零。
然而，預編碼矩陣Pk之第N列的一或多個非對角線係數係被設為不同於0之值(見預編碼矩陣Pk中粗體係數)，意指串訊預補償訊號保持透過線路LN於音調k被傳送，不管音調k被去能用於直接資料通訊透過線路LN(亦即，xN,k≠0不管uN,k=0)。有效預編碼矩陣因此具有長方形形狀。
接著，經預編碼的向量xk經歷通道矩陣Hk，從而產生接收向量yk=[y1,k...yN,k]T以供藉由收發器TU-R1至TU-RN之接收與偵測。因為對於線路LN沒有通訊透過音調k發生，收發器TU-RN丟棄接收頻率取樣yN,k且通道矩陣Hk之對應的第N列為不相關的(見通道矩陣Hk與向量yk中以交叉線作出陰影的區域)。
新的長方形Nx(N-1)預編碼矩陣係被計算及強迫執行至對應至鎖定線路Ak的預編碼矩陣Pk之行內。新的長方形預編碼矩陣作出可用的傳送功率透過支援線路 LN(由於沒有資料通訊訊號於該線路上被發送)之機會的使用以透過該線路插入被適當地按比例縮放及N-1通訊訊號ui,i≠N之旋轉的複製(或其部份)，及進一步對於在收發器TU-Ri,i≠N透過各種傳播路徑移動的這些N-1通訊訊號之一致結合，其接著經歷其接收訊號功率相較於完全預編碼(在可觀的訊號按比例縮減的情況下所有線路被鎖定)之實質增加或方形音調抑制(square tone suppression)(一或多個線路被抑制而沒有任何訊號透過被抑制的線路傳送)。
透過線路Li於音調k之資料訊號增益αi,k係藉由以下方程式給定： 且因為長方調節，現包含額外的項HiN,kPNi,k。此項將加強有用的訊號ui,k之功率(或大小)，提供預編碼係數PNi,k被適當地選擇。
事後編碼使用情形係非常類似預編碼使用情形。
將NxN[經正規化的]通道矩陣如Hk=[HAkHBk]般設置，其中HAk現在表示包含對應至該組鎖定線路Ak及所有N行之N-Mk行的[經正規化的]通道矩陣Hk之減少的Nx(N-Mk)[經正規化的]通道矩陣，且HBk現在表示包含對應至該組支援線路Bk及所有N列之[經正規化的]通道矩陣Hk的Mk行之減少的Nx Mk[經正規化的]通道矩陣。換句話說，[經正規化的]通道矩陣Hk之行已被再配置以供支援線路Bk佔據最後的Mk行。
令表示被使用於音調k處之事後編碼矩陣， 而QAk表示包含對應至該組鎖定線路Ak與所有N行之事後編碼矩陣Qk的N-Mk列之減少的(N-Mk)xN事後編碼矩陣，及QBk表示包含對應至該組支援線路Bk與所有N行之事後編碼矩陣Qk的Mk列之減少的Mk xN事後編碼矩陣。
利用逼零事後編碼且當所有線路被鎖定時，仍可具有Qk=Hk -1。
仍表示傳送增益按比例縮放矩陣。對角線矩 陣SBk之對角線係數係被設為零，因在音調k處沒有通訊訊號透過支援線路Bk傳送。
對於被使用於上行通訊之被不良地調節的音調之個別一者，VCU 130係被進一步組構：- 以決定鎖定線路之組Ak及對應的支援線路之組Bk，以獲得被良好地調節的減少的[經正規化的]通道矩陣HAk；及- 以對於鎖定線路Ak計算或再計算長方事後編碼矩陣QAk，於其中以下三個調節有效：
a)對應至支援線路Bk之的行沒被強迫變成零，且因此漏至支援線路Bk之訊號係被利用以供資料訊號增益透過鎖定線路Ak之進一步改善。
b)對應至鎖定線路Ak之行與完全事後編碼矩陣Qk之對應行不相同(亦即，當所有線路被鎖定時)。其強調不僅採用完全矩陣之逆矩陣Qk=Hk -1 的行。
c)經(再)計算的向量化矩陣QAk具有逼零設計且透過鎖定線路Ak而將整個通道對角線化： DAk表示對角線矩陣。事後編碼矩陣QBk之係數為不相關的，因為支援線路Bk未被使用於直接資料通訊。這些係數可被保持不變、或可被重置為零。
一個可能的具體事後編碼器計算係使用減少的通道HAk之慕爾潘羅斯偽逆(Moore-Penrose pseudo-inverse)如下：
其他廣義逆矩陣亦可作為事後編碼器，例如： 其中W表示具有實數對角線係數之NxN對角線矩陣。
對於根據方程式(9)或(10)的事後編碼矩陣之計算，關於通道矩陣或經正規化的通道矩陣之模糊的使用適用相同道理：對應的事後編碼矩陣現將僅差別於與對角線矩陣之左乘，其對角線矩陣藉由頻率等化在接收器處至少被補償，其將在偵測之前再正規化(re-normalize)接收取樣之功率。
長方事後編碼係顯示於第4圖中。
於用戶側處之N個收發器TU-R1至TU-RN透過個別的用戶線路L1至LN傳送個別的傳送頻率取樣u1,k至uN,k以供在網路側處藉由N個個別的收發器TU-C1至 TU-CN之進一步傳送、接收、事後編碼與偵測。這些傳送取樣形成傳送向量uk=[u1,k...uN,k]T。
為了方便起見，可再次假設於音調k，一線路係從鎖定組Ak被移動至支援組Bk(亦即Mk=1)，以獲得被良好地調節的減少的通道矩陣，及進一步再次假設此支援線路為線路LN。因此，沒有上行資料係透過線路LN於音調k被傳送，或等同地uN,k=0(見傳送向量uk中以交叉線作出陰影的區域)，且對應的傳送增益與位元載入皆被設為零。因此，通道矩陣Hk之對應的第N行為不相關的(見通道矩陣Hk中以交叉線作出陰影的區域)。
接收向量yk=[y1,k...yN,k]T=Hk uk經歷事後編碼矩陣Qk以產生經事後編碼的向量y'k=[y'1,k...y'N,k]T=Qkyk。事後編碼矩陣Qk之第N行的一或多個非對角線係數係被設為不同於0之值(見事後編碼矩陣Qk中粗體係數)，意指從支援線路LN接收的訊號(其包含來自線路L1至LN-1已被漏至線路LN內之所有串訊訊號)保持透過線路L1至LN-1於音調k被處理以供資料訊號增益之進一步改善。有效事後編碼矩陣因此具有長方形形狀。
新的長方形(N-1)xN事後編碼矩陣係被計算及強迫執行至對應至鎖定線路的事後編碼矩陣Qk之列內。新的長方形事後編碼矩陣作出可用的接收功率透過支援線路LN(由於沒有資料通訊訊號於該線路上被發送)之機會的使用藉由適當地按比例縮放及旋轉N-1串訊訊號HNiui,i≠N(或其部份)，及進一步對於這些N-1通訊訊號 HNiui,i≠N在收發器TU-Ci,1≠N之一致結合，其接著經歷SNR相較於完全事後編碼(當在雜訊功率可觀的增加之情況下所有線路被鎖定，因為通道不良調節)之實質增加或方形音調抑制(square tone suppression)(一或多個線路被抑制而沒有來自被抑制的線路之任何接收訊號被利用)。
透過線路Li於音調k之資料訊號增益αi,k係藉由以下方程式給定： 且因為長方調節，現包含額外的項QiN,kHNi,k。此項將加強資料訊號ui,k之強度，提供事後編碼係數QiN,k被適當地選擇。
因為對於線路LN沒有通訊透過音調k發生(見向量y'k中以交叉線作出陰影的區域)，收發器TU-CN丟棄接收頻率取樣y'N,k且事後編碼矩陣Qk之對應的第N列為不相關的(見事後編碼矩陣Qk中以交叉線作出陰影的區域)。
所提出的長方調節對已知向量化方案之效能係顯示於第6A與6B圖。
第6A圖表示基於所提出的長方調節利用之預編碼(圖式501)對基於方形音調抑制的預編碼(圖式502)對當系統中所有線路被鎖定時基於完全通道逆矩陣之預編碼(圖式503)之可達成的資料率之比較。目前，向量化群組包含48個線路。線路係根據其個別的資料率來排序，且利用個別的預編碼方式來達成之資料率係繪製前 20個線路。由圖可見，長方預編碼明顯地勝過其他兩個預編碼方案。
於第6B圖中，對於三個考量之預編碼方案的預編碼係數之實數部份已對頻率被繪製。又，對於長方調節(圖式511)之頻率一致係明顯高於方形音調抑制(圖式512)與完全通道逆矩陣(圖式513)。預編碼器係數在頻率中的較平滑變化使其較容易壓縮，導致硬體上較低的成本。
要注意的是，所提出的長方調節不需要僅被限制於被不良地調節的，而可進一步被使用於在其中完全通道矩陣係被良好地調節的音調，例如以在經鎖定的執行不良線路中改善資料率。
第5圖表示用以決定對於連續音調的該組鎖定與支援線路之方法流程圖。
當於給定音調上將線路從鎖定組Ak移動至支援組Bk時，剩餘經鎖定的線路Ak之整體資料率係在支援線路Bk的代價下被增加。藉由選擇不同音調的子集，有利的權衡可在線路間被作出以將期望的目標最佳化。舉例來說，一個目的可為確保所有線路達成指定的鎖定率。
於此，該目標係用以調適鎖定組以引導線路資料率朝指定的目標資料率。這些目標率可為對於所有線路之共同最小目標資料率，或其在特定線路對於額外服務得到爆增的目標資料率的情形中可在彼此中區別。
於步驟S00，滿足線路LS組係被初始化為空集合 (Ls=)。對於所有音調k，鎖定線路Ak之組係被初始化至組L(亦即，所有經向量化的線路)，且支援線路Bk之組係被初始化至空集合(亦即，Mk=0)。第一音調索引k=k1係被選擇，且方法開始。
於步驟S01，鎖定線路Ak之組係被更新至組L\LS(亦即，尚未滿足其目標率之線路)，且支援線路Bk之組係被初始化至組LS。
於下個步驟S02，VCU 130對於減少的通道矩陣HAk計算調節數ICNk。
於步驟S03，VCU 130決定是否[經減少的]通道矩陣HAk係藉由將調節數ICNk對一些臨界值作比較被不良地調節。
若調節數ICNk大於臨界值，則[經減少的]通道矩陣HAk係被預期為被不良地調節，且一或多個用戶線路對於該音調應從鎖定組Ak被移除。因此，於步驟S04，線路係被選擇及從該組鎖定線路Ak移動至該組支援線路Bk，且VCU 130再重複步驟S02與S03，直到[減少的]通道矩陣HAk不再被不良地調節。此程序保證在Ak變空前停止，因為由單列或行所組成之減少的通道矩陣總是被良好地調節。
當調節數ICNk小於給定臨界值時，則[經減少的]通道矩陣HAk係非或不再被不良地調節，且沒有用戶線路需要從鎖定組Ak被移除。
VCU 130前進至下個步驟S05，且根據本發明來組構 新的長方向量化矩陣或。
於步驟S06，基於經組構的鎖定線路Ak及支援線路Bk組、及經組構的向量化矩陣或，VCU 130對於所有線路L1至LN更新個別的線路矩陣LMn。線路矩陣可例如參照在目前已被組構之所有音調中之聚集可達成的資料率或聚集傳送功率。
對於聚集可達成的資料率之計算，對於個別的音調之可達成的位元載入之估計需要被執行。此估計可基於在新向量化矩陣或已被強迫執行之後在接收器處之實際錯誤測量，或可基於基於所組構的向量化矩陣的資料訊號增益之估計及通道矩陣H之估計。位元載入計算係典型地基於向農容量(Shannon capacity)公式，且包括給定SNR差距以說明被使用的特定編碼及調變方案、及可能地給定SNR界限以吸收雜訊變動(若有的話)。
於步驟S07，各經更新的線路矩陣係針對個別的目標矩陣被測試。若對於特定線路Ln之目前的線路矩陣LMn係大於透過該線路而達成之個別的目標矩陣LMTn，則於步驟S08，該線路Ln係被加入至該組滿足線路LS。其表示Ln將被預先指定至該組支援線路Bk以用於後來的k，從而對於下個音調重複給予先後次序至尚未達成其個別的目標矩陣之線路。
若個別的目標矩陣符合所有線路L1至LN，則此預先指定不再需要，且該組LS可被再初始化至空集合。
最後，於步驟S09，新的音調索引k係被選擇，且來 自步驟S01之一個再重複(re-iterate)與新選擇的音調索引k向前直到所有音調已被處理。音調可依決定的次序被處理，例如增加或減少音調索引，或可依隨機或擬隨機(pseudo-random)次序。
鎖定組與支援組可偶爾(例如每第200個音調)被再初始化，例如用以避免對於所有後續音調於給定音調產生不良調節之線路被移除。
第6C圖表示透過向量化線路之群組的個別一者而達成的資料率之圖式。線路4為具有不良接觸(造成低直接增益與高串訊)之線路。圖式521對應至當所有線路被鎖定時利用完全通道逆矩陣之預編碼。於此情形中，線路4獲得極低資料率。圖式522對應至利用對於所有線路以1Gbps來組構之目標率之所提出的方法。由此可見的是，所提出的方案對於所有線路(包括具有不良接觸之線路)達成目標率。
於替代實施例中，在預先指定一線路至該組支援線路以用於後來的音調重複之前，VCU 130並不等待矩陣目標被符合。取代的是，總額資料率係透過連續的音調重複而被追蹤，且若一些線路係被分配較其他多許多之資料率，則其係對於一或多個後續音調重複從該組鎖定線路被移除，直到資料率再次被適當地平衡。
例如，線路可根據其個別的資料率而被排序，且最大與最小之間的比率或差可被計算及與一些給定臨界值做比較，以決定是否具有最大資料率之線路應對於一或多個後 續音調重複被預先指定至該組支援線路。
此實施例係更有利的於：資料率被連續地再平衡同時透過該方法的步驟重複。
一旦給定線路達成其矩陣目標，則第一演算法可開始且該線路可被預先指定至該組支援線路以用於後續音調重複。
要注意的是，用語「包含(comprising)」不應被解釋為受限於後文中所列出的意思。因此，詞語「包含手段A與B之裝置」之範疇不應被限制於僅由組件A與B所組成的裝置。關於本發明其係指：該裝置之相關組件為A與B。
要進一步注意的是，用語「耦接(coupled)」不應被解釋為受限於僅直接連接。因此，詞語「耦接至裝置B之裝置A」之範疇不應被限制於其中裝置A之輸出係直接地連接至裝置B之輸入(及/或反之亦然)之裝置或系統。其係指：A之輸出與B之輸入之間存在一路徑(及/或反之亦然)，其可為包括其他裝置或手段之路徑。
說明與圖式僅闡明本發明之原理。因此，雖然未於此明確地說明或顯示，所屬技術領域中具有通常知識者將能設計具體化本發明之原理的各種配置。再者，於此敘述的所有範例係主要有意清楚地僅教學目的以幫助讀者了解本發明之原理及發明人所貢獻的概念，以促進本領域，且係被解釋為非限制於此特定地敘述的範例與狀況。再者，此處敘述本發明之原理、態樣、及實施例的所有陳述以及其 特定範例係意欲包含其等效。
圖式中所示的各種元件之功能可透過專屬硬體以及能夠執行與適當軟體有關之軟體的硬體之使用而被提供。當由處理器所提供時，功能可藉由單一專屬處理器、藉由單一共用處理器、或藉由複數個個別的處理器(其中之一些可為共用的)而被提供。再者，處理器不應被解釋以專有地參照至能夠執行軟體之硬體，且可暗示地包括(沒有限制)數位訊號處理器(DSP)硬體、網路處理器、應用特定積體電路(ASIC)、場效可程式化閘極陣列(FPGA)、等等。其他(傳統及/或習慣的)硬體亦可被包括，例如唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、及非揮發性儲存器。

Claims (14)

  1. 一種用以組構向量化處理器(120)之向量化控制器(130)，其共同地處理予以根據向量化矩陣(Pk；Qk)透過複數個N個用戶線路(L1..LN)傳送、個別從該等複數個N個用戶線路(L1..LN)接收之離散多音調DMT通訊訊號(u1..uN；y1..yN)，且對於複數個音調中之給定音調(k)，調適以進行下列動作：用以透過該等複數個N個用戶線路中之第一組N-Mk個鎖定線路(Ak)來致能該給定音調之直接資料通訊，及用以透過該等複數個N個用戶線路中之第二互斥組Mk個支援線路(Bk)來去能該給定音調之直接資料通訊，Mk表示非空正整數，用以組構該向量化矩陣透過該第二組Mk個支援線路使用於該給定音調之可用的傳送功率、個別可用的接收功率，以加強透過該第一組N-Mk個鎖定線路之於該給定音調之資料訊號增益，其中該等複數個音調包含其NxN通道矩陣(Hk)包含該等複數個N個用戶線路之間的遠端耦合係數之已被表徵為不良地調節的音調，以及其中該向量化控制器係被進一步調適以決定該第一與第二組線路，以使包含來自該等複數個N個用戶線路至該第一組N-Mk個鎖定線路中的遠端耦合係數的(N-Mk)xN減少通道矩陣(HAk)、包含來自該第一組N-Mk個鎖定線路至該等複數個N個用戶線路中的遠端耦合係數的Nx (N-Mk)減少通道矩陣(HAk)被個別良好地調節。
  2. 如申請專利範圍第1項之向量化控制器(130)，其中當依序重複多個音調時，該向量化控制器係被進一步調適以透過該等複數個N個用戶線路來平衡鎖定與支援角色。
  3. 如申請專利範圍第1項之向量化控制器(130)，其中對於對應至該第二組Mk個支援線路的個別Mk矩陣列，該經組構的向量化矩陣為具有至少一非空非對角線預編碼係數(PN1,PNi)之長方Nx(N-Mk)預編碼矩陣()。
  4. 如申請專利範圍第3項之向量化控制器(130)，其中該經組構的長方向量化矩陣為該(N-Mk)xN減少通道矩陣之廣義逆矩陣。
  5. 如申請專利範圍第4項之向量化控制器(130)，其中該廣義逆矩陣為(N-Mk)xN減少通道矩陣之慕爾潘羅斯偽逆(Moore-Penrose pseudo-inverse)。
  6. 如申請專利範圍第1項之向量化控制器(130)，其中對於對應至該第二組Mk個支援線路的個別Mk矩陣列，該經組構的向量化矩陣為具有至少一非空非對角線後編碼係數(Q1N,QiN)之長方(N-Mk)xN後編碼矩陣()。
  7. 如申請專利範圍第6項之向量化控制器(130)，其中該經組構的長方向量化矩陣為該Nx(N-Mk)減少通道矩陣之廣義逆矩陣。
  8. 如申請專利範圍第7項之向量化控制器(130)，其中該廣義逆矩陣為Nx(N-Mk)減少通道矩陣之慕爾潘羅斯偽逆。
  9. 如申請專利範圍第1項之向量化控制器(130)，其中該向量化控制器係被進一步調適以依序重複該等複數個音調，並且在每次音調重複中用以透過該等複數個N個用戶線路而更新所達成之個別的線路矩陣(LMn)而給定該致能的與該去能的音調及到目前為止組構的該向量化矩陣，及基於該更新的線路矩陣來決定該第一與第二組線路。
  10. 如申請專利範圍第9項之向量化控制器(130)，其中該向量化控制器係被進一步調適以對於至少一後來的音調重複，指派該等複數個N個用戶線路中之至少一用戶線路至該第二組Mk個支援線路，該至少一用戶線路所更新的線路矩陣超過給定線路矩陣目標(LMTn)。
  11. 如申請專利範圍第9項之向量化控制器(130)，其中該向量化控制器係被進一步調適以對於至少一後來的音調重複，指派該等複數個N個用戶線路中之至少一用戶線路至該第二組Mk個支援線路，該至少一用戶線路所更新的線路矩陣超過該等複數個N個用戶線路的至少一更進一步的用戶線路之至少一更新的線路矩陣之給定界限。
  12. 如申請專利範圍第9至11項中任一項之向量化控制器(130)，其中該等線矩陣為資料率(aggregate data rate)。
  13. 一種用以提供寬頻通訊服務至用戶、且包含如申請專利範圍第1至12項中任一項的向量化控制器(130)之存取節點(100)。
  14. 一種用以組構向量化處理器(120)之方法，其共同地處理予以根據向量化矩陣(Pk；Qk)透過複數個N個用戶線路(L1..LN)傳送、個別從該等複數個N個用戶線路(L1..LN)接收之離散多音調DMT通訊訊號(u1..uN；y1..yN)，且對於複數個音調中之給定音調(k)，包含：透過該等複數個N個用戶線路中之第一組N-Mk個鎖定線路(Ak)來致能該給定音調之直接資料通訊，及透過該等複數個N個用戶線路中之第二互斥組Mk個支援線路(Bk)來去能該給定音調之直接資料通訊，Mk表示非空正整數，組構該向量化矩陣透過該第二組Mk支援線路使用於該給定音調之可用的傳送功率、個別可用的接收功率，以加強透過該第一組N-Mk個鎖定線路之於該給定音調之資料訊號增益，其中該等複數個音調包含其NxN通道矩陣(Hk)包含該等複數個N個用戶線路之間的遠端耦合係數之已被表徵為不良地調節的音調，以及其中該方法進一步包含決定該第一與第二組線路，以使包含來自該等複數個N個用戶線路至該第一組N-Mk個鎖定線路中的遠端耦合係數的(N-Mk)xN減少通道矩陣 (HAk)、包含來自該第一組N-Mk個鎖定線路至該等複數個N個用戶線路中的遠端耦合係數的Nx(N-Mk)減少通道矩陣(HAk)被個別良好地調節。
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