專利名稱：跨接多個線路終端卡的聯合信號處理的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于進行串擾補償的聯合信號處理，更特別地涉及一種通過用戶線以連接用戶設備的線路終端卡，用于補償其所引起的串擾。
背景技術：
對于多輸入多輸出(MMO)通信系統，例如數字用戶線(DSL)通信系統，串擾(或信道間干擾)是造成信道損害的主要來源。由于對高數據速率的需求不斷增長，DSL系統正在向更高頻帶化發展，其中，相鄰傳輸線(這里是指，相互緊鄰的傳輸線，例如在一個線纜捆扎中的雙絞銅線)之間的串擾將更加顯著(更高的頻率，更強的耦合)。MIMO系統可以通過下述線型模型進行描述Y(f) = H(f)X(f)+Z(f) (I)其中，具有N個元素的復向量X和Y分別表示從N個信道分別發送和接收的離散頻率形式的符號。具有N個元素的復向量Z表示在N個信道上出現的附加噪聲，例如外部干擾，熱噪聲和射頻干擾(RFI)，其中的NXN階復數矩陣H被稱為信道矩陣。所述信道矩陣H的第(i，j)個元素描述了通信系統如何響應于發送給第j個信道輸入的符號而在第i個信道輸出上產生信號。信道矩陣的對角元素描述了直接信道耦合，而非對角元素描述的信道間耦合。為了減輕串擾，以及最大化有效吞吐率、范圍和線路穩定性而開發了不同的策略。這些技術逐步從靜態或動態的譜管理技術發展為多用戶信號協調技術。聯合信號預編碼是減少信道間干擾的技術之一。利用預編碼技術，信號在通過各自的通信信道發射之前，首先一起經過一預編碼矩陣。所述預編碼矩陣相當于預編碼器和通信信道的串聯，從而使得接收端無干擾或干擾較小。然而，典型的DSL部署習慣是隨機選擇終端端口或先到現服務方式。在大多數情況下，共享在同一線纜捆扎的多個用戶線不一定端接在相同的用戶終端卡上。這就使得串擾補償操作復雜，效率低下，甚至無法實現。解決上述問題的已知方案是重新排列用戶線。兩個已知的方案包括(I)在現場重新手動排列(或梳理)用戶線，如此使得共享在同一線纜捆扎的所有用戶線都適當地端接在相同的用戶終端卡上；(2)在用戶線和線路終端端口之間使用復雜的交叉連接設備，從而適當地管理用戶線到終端端口的映射。方案(I)包括派遣技術人員到現場重新配置走線。這種上門服務不僅是一項代價很高的工作，而且還需要花費相當多的時間去完成該操作。方案(2)需要高質量的交叉連接設備。這項技術截至今日仍然是不成熟的，要么是設備過于昂貴，要么就是使用設備會引入更多的信號失真，從而限制甚至消除了串擾補償的預期增益
發明內容
本發明的目的是在所選擇的用戶線組中有效地并且廉價地執行串擾補償，所述用戶線端接在不同的用戶終端卡上。依照本發明的第一實施例，一種用于經由用戶線連接用戶設備的線路終端卡包括-數據輸出端，用于輸出數據序列，-向量化實體，用于根據載波承載參數將所述數據序列解析和編碼為頻率采樣，根據載波縮放參數將所述頻率采樣縮放為縮放后的頻率采樣，并且處理所述縮放后的頻率采樣以進行串擾補償，-控制器，用于調整所述載波承載參數和所述載波縮放參數，-耦合于所述數據輸出端和所述控制器的轉發器，用于向另外的線路終端卡轉發
所述數據序列、所述載波承載參數和所述載波縮放參數。依照本發明的另一個實施例，所述向量化實體進一步用于根據另外的載波承載參數將另外的數據序列解析和編碼為另外的頻率采樣，根據另外的載波縮放參數將所述另外的頻率采樣縮放為另外的縮放后的頻率采樣，并且處理所述另外的縮放后的頻率采樣以進行串擾補償，線路終端卡還包括耦合于所述向量化實體的另外的轉發器，用于從所述另外的線路終端卡接收所述另外的數據序列、所述另外的載波承載參數和所述另外的載波縮放參數。將映射器和預編碼器合并為單一實體，在此命名為向量化實體(VE)，并且每個線路終端卡的向量化實體VE的數目和在該線路終端卡上的要被聯合處理的信號組(或串擾補償組，或向量化組，或預編碼組)的數目一樣多。根據數據序列所屬的串擾補償組的成員，將未映射的數據序列饋送給各自的VE。所述數據輸出端經由轉發器耦合于VE。轉發器有選擇地復制數據序列并將所述數據序列發送到線路終端卡的集合，線路終端卡的集合對在相同串擾補償組中的線路信號執行聯合信號處理。只要數據序列被正確地映射至頻率域以用于精確的串擾補償，所述載波承載和縮放參數也要進行轉發。這種創新的構架將大大減少線路終端卡之間所必需的通信吞吐量(舉例來說，如果在映射器輸出的復數值經過足夠數目的比特值進行量化后，提供給中央預編碼器進行進一步的預編碼；這一方式仍然可能有一部分量化損失)，使得該解決方案接近最佳。這一方案通過將映射器和預編碼器聚合成一個單獨實體來完成，并向該實體輸入本地可用數據序列以及來自另外的數據終端卡的數據序列。相同的向量化實體(換句話說，使用相同的預編碼矩陣或涉及相同的串擾補償組)在多個線路終端卡上被復制，數據序列和相關映射信息僅僅需要轉發一次(舉例來說，在預編碼之前和之后，一個中央預編碼器不得不來回進行復數值交換)。進一步地，所述方案優點還在于-它簡化了線路管理，使得線路管理完全自動化。-它改善了系統性能，通過允許更寬的串擾選擇，不僅限于在一個單一線路卡內。-它不需要在現場附加設備，因此也不會出現單點故障。-它不需要根據用戶訂閱變化而進行上門服務，顯著減少OPEC并提高客戶滿意度。-它在網絡部署中提供額外的靈活性，一旦網絡失敗還可以簡化重配置。數據輸出端輸出的數據序列可能涉及例如在VDSL2參考模型中δ參考點處的物理媒體特定-傳輸匯聚(PMD-TC)層輸出的幀數據，其被描述在G. 993. 2建議中，名為“Very High Speed Digital Subscriber Line Transceivers 2 (VDSL2) ”，國際電訊聯盟(ITU) 2006年2月出版。如果只在音調子集中執行串擾補償(舉例來說，只在較高頻帶)，那么就轉發映射了音調的那部分數據序列，其余部分則不需要轉發。載波承載參數可能涉及如比特承載信息，例如對用戶線上的數據通信路徑進行初始化或操作期間，基于已測量的信號噪聲比(SNR)而確定的比特承載信息，或者可能涉及
載波(或音調)順序列表，其中根據所測量的噪聲和/或另外的標準將載波進行分類整理以用于映射。載波縮放參數可能涉及如相關載波增益，例如對用戶線上的數據通信路徑進行初始化和操作期間，基于已測量的信號噪聲比(SNR)所確定的相關載波增益，或者可能涉及被看作為配置在用戶線上的發射功率譜掩碼。依照本發明的另一實施例，對所述數據序列(或者其中的部分)，基于其所屬的串擾補償組的成員進行多播。串擾補償組和多播組是一對一的關系，而且線路終端卡通過預定適當的多播組，以使得其獲得與本地有效數據序列進行聯合處理的所有數據序列。可選地，向適當的線路終端卡進行數據序列單播，或者對所有線路終端卡進行數據序列廣播。相關的載波承載和縮放參數可以作為相同的多播或廣播流的一部分，與數據序列一起被公告，或者經由專用信道分開發送。線路終端卡可以構成接入節點的一部分，例如數字用戶線接入復用器(DSLAM)，被放置在中心位置或者靠近用戶端的遠程位置。本發明還涉及一種經由用戶線連接用戶設備的方法。依照本發明的第一實施例，本方法通過線路終端卡執行以下步驟-輸出數據序列，-根據載波承載參數將所述數據序列解析和編碼為頻率采樣，-根據載波縮放參數將所述頻率采樣縮放為縮放后的頻率采樣，-處理所述縮放后的頻率采樣以進行串擾補償，-調整所述載波承載參數和所述載波縮放參數，-向另外的線路終端卡轉發所述數據序列、所述載波承載參數和所述載波縮放參數。依照本發明的方法實施例與依照本發明的線路終端卡的實施例是一致的。


通過參考下述實施例的描述并結合附圖的理解，將更加明白本發明的上述的以及其它的目標和特征，同時將最好的了解發明自身。其中
-圖I描繪了本發明的示例性實施例中的線路終端卡，重點在于流向另外的線路終端卡流出的數據流，-圖2描繪了線路終端卡，重點在于來自另外的線路終端卡的進入數據流，-圖3描繪了在線路終端卡與另外的線路終端卡之間的數據流的總覽。
具體實施例方式在附圖I和2中，可以看到線路終端卡1，并分別重點強調了流出數據流和進入數據流。輸入端用實心三角形繪出，而輸出端用空心三角形繪出。此處的端是指用于從一個硬件或軟件實體向其它硬件或軟件實體傳遞信息或信號的裝置，可以是一個或多個硬件引腳、一個函數調用或過程調用、一個應用程序接口(API)、一個遠程過程調用(RPC)，等
坐寸ο在本發明的一個優選實施例中，線路終端卡I可操作地端接VDSL2用戶線，并構成DSLAM的一部分。線路終端卡I包括多個功能模塊，其中最需要注意的是-數據輸出端10用于輸出數據序列，-VE20包括N個輸入端I1至IN，以及N個輸出端O1至0N，-控制器30，-第一轉發器40，-第二轉發器50。一個或多個數據輸出端10依賴其組成員耦合于VE20的輸入端。一個或多個數據輸出端10還耦合于第一轉發器40的輸入端，用于向一個或多個另外的數據終端卡輸出數據序列。第二轉發器50的一個或多個輸出端耦合于VE20的輸入端，用于從一個或多個另外的線路終端卡向VE20輸入數據序列。最后，控制器30耦合于VE20和第一轉發器40。VE20進一步包括-N個映射器2L至21n，以及-預編碼器22。輸入端I1至In分別耦合于映射器至21n的輸入端之一，映射器2^至21N的輸出端分別耦合于預編碼器22的N個輸入端之一，預編碼器22的N個輸出端分別耦合于輸
出端O1至On之一。控制器30的一個或多個控制輸出端稱合于映射器21的控制輸入端,還稱合于第一轉發器40的輸入端。第二轉發器50的一個或多個輸出端稱合于映射器21的控制輸入端。控制器30的控制輸出端進一步還耦合于預編碼器22的控制輸入端。數據輸出端10與映射器21輸入端之間的I禹合,控制器30的控制輸出端與映射器21的控制輸入端之間的耦合，數據輸出端10與第一轉發器40的輸入端之間的耦合，控制器30的控制輸出端與第一轉發器40的輸入端之間的I禹合,第二轉發器50的輸出端與映射器21的輸入端和控制輸入端之間的耦合，均依賴于各自的串擾補償組的成員，這將在說明書中進一步進行闡述。數據輸入端10適用于輸出準備映射至頻率域的數據序列。此處的數據序列涉及在VDSL2參考模型中δ參考點處的PMD-TC層輸出的幀數據。所述數據序列的每一個數據幀與一個DMT符號相對應。映射器21包含一下功能-音調排序，-可選地，網格編碼，-星座映射，-星座點縮放。映射器21將輸入比特流分為多個較小的比特組，其中的每個比特組被分配與DMT符號的特定載波進行調制。每個比特組進一步可選地由網格編碼器進行編碼，并且最終被
映射為星座柵格中的星座點。在初始化期間，接收PMD功能根據所測量的載波的SNR和特定的系統配置設定，來計算比特數目(或比特承載)bk以及應用于混雜集(MEDLEY set)中每一個載波k的相關增益gk。接收PMD功能還進一步確定音調順序列表，也就是說，列表中的載波順序就是所分配的比特值。在DSL路徑初始化的信道分析和交換階段，所計算的比特值、增益和音調順序列表被返回給發射PMD功能。星座點通過縮放使其平均功率規范化，以實現頻率相關的發射PSD，并且均衡正在使用的載波上的SNR容限。平均功率規范化所需要進行的縮放僅依賴于星座的尺寸。并通過因數X(bk)來表示。增益調節因素gk被用于均衡正在使用的載波上的SNR容限。PSD整形機制則是基于所謂的tssk系數。對于混雜集中的載波來說，對應于在星座映射器輸出處的復數值Xk+jYk的每個星座點(xk，Yk)的縮放通過功率規范化因數x(bk)、增益調節因素gk和頻域譜整形系數tssk進行，并得到結果復數值zk，所述Zk被定義為Zk = gkXtsskXX(bk) X (Xk+jYk)(2)預編碼器22適用于在下行方向執行聯合信號處理(例如，從中心局向用戶端)。信號預編碼通過聯合處理頻域發射符號來完成，從而使得信道間干擾得到補償。下行信道矩陣可以被表示為
~H H …O … θ Γθ H … H
11W 111211 \n11W www 111211 \n
jj= H21 H22· _ 0 H22· + H21 0·
:H:0 :H
11 n \nw·11 n In
H ··· H HQ … Q H H ··· H 0
J1 n\11Tm I jjWi」LL Inn I wH = D+C = D (I+D—1C)(3)其中，D指示的對角矩陣包含了下行直接信道傳遞函數，C指示的非對角矩陣包含了下行串擾信道傳遞函數，I是單位矩陣如下
權利要求
1.一種線路終端卡(I)，用于經由用戶線連接用戶設備，包括 -數據輸出端(IO1 ;IOm)，用于輸出數據序列(SuSm,), -向量化實體(20)，用于根據載波承載參數(CL1 ；CLm)將所述數據序列解析和編碼為頻率采樣，根據載波縮放參數(CS1 ；CSM)將所述頻率采樣縮放為縮放后的頻率采樣(Zu.uZm,t,k)，并且處理所述縮放后的頻率采樣以進行串擾補償， -控制器(30)，用于調整所述載波承載參數和所述載波縮放參數， -耦合于所述數據輸出端和所述控制器的轉發器(40)，用于向另外的線路終端卡(I')轉發所述數據序列、所述載波承載參數和所述載波縮放參數。
2.根據權利要求I所述的線路終端卡(I)，其中所述向量化實體進一步用于根據另外的載波承載參數(CLm)將另外的數據序列(Sm,t)解析和編碼為另外的頻率采樣，根據另外的載波縮放參數(CSffl)將所述另外的頻率采樣縮放為另外的縮放后的頻率采樣(Zm’t’k)，并且處理所述另外的縮放后的頻率采樣以進行串擾補償， 并且其中所述線路終端卡還包括耦合于所述向量化實體的另外的轉發器，用于從所述另外的線路終端卡接收所述另外的數據序列、所述另外的載波承載參數和所述另外的載波縮放參數。
3.根據前述任一項權利要求所述的線路終端卡(I)，其中，基于其串擾補償組的成員對所述數據序列進行多播。
4.根據前述任一項權利要求所述的線路終端卡(I)，其中，所述載波承載參數涉及載波比特承載，所述載波比特承載是在對用戶線上的數據通信路徑進行初始化或進行操作期間所確定的。
5.根據前述任一項權利要求所述的線路終端卡(I)，其中，所述載波承載參數涉及載波順序列表，所述載波順序列表是在對用戶線上的數據通信路徑進行初始化或進行操作期間所確定的。
6.根據前述任一項權利要求所述的線路終端卡(I)，其中，所述載波縮放參數涉及相關載波增益，所述相關載波增益是在對用戶線上的數據通信路徑進行初始化或進行操作期間所確定的。
7.根據前述任一項權利要求所述的線路終端卡(I)，其中，所述載波縮放參數涉及配置在用戶線上的發射功率譜掩碼。
8.一種接入節點包括根據前述任一項權利要求所述的線路終端卡(I)。
9.根據權利要求8所述的接入節點，其中所述接入節點是數字用戶線接入復用器或DSLAM。
10.一種用于通過線路終端卡(I)經由用戶線連接用戶設備的方法，所述方法包括以下步驟 -輸出數據序列(sut ;SM,t)， -根據載波承載參數(CL1 ；CLm)將所述數據序列解析和編碼為頻率采樣(Z1Ik5Z^k), -根據載波縮放參數(CS1 ；CSM)將所述頻率采樣縮放為縮放后的頻率采樣k)， -處理所述縮放后的頻率采樣以進行串擾補償， -調整所述載波承載參數和所述載波縮放參數，-向另 外的線路終端卡(I')轉發所述數據序列、所述載波承載參數和所述載波縮放參數。
全文摘要
本發明涉及一種用于經由用戶線連接用戶設備的線路終端卡。根據本發明的第一實施例，線路終端卡包括-數據輸出端(101；10M)，用于輸出數據序列(S1，t；SM，t)，-向量化實體(20)，用于根據載波承載參數(CL1；CLM)將所述數據序列解析和編碼為頻率采樣，根據載波縮放參數(CS1；CSM)將所述頻率采樣縮放為縮放后的頻率采樣(Z1，t，k；ZM，t，k)，并且處理所述縮放后的頻率采樣以進行串擾補償，-控制器(30)，用于調整所述載波承載參數和所述載波縮放參數，-耦合于所述數據輸出端和所述控制器的轉發器(40)，用于向另外的線路終端卡(1′)轉發所述數據序列。所述載波承載參數和所述載波縮放參數。本發明還涉及一種包含該線路終端卡的接入節點，以及一種用于經由用戶線連接用戶設備的方法。
文檔編號H04M11/06GK102804671SQ201080027589
公開日2012年11月28日 申請日期2010年6月10日 優先權日2009年6月24日
發明者H·喬, A·德林德萬韋恩加登, M·佩特斯, D·范德爾黑根 申請人:阿爾卡特朗訊公司