頻譜管理的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了各種方法、技術(shù)和設(shè)備，其通過考慮如串擾預(yù)補償?shù)拇當_降低的屬性和改變來優(yōu)化輸出功率頻譜密度?？梢岳缭谕ㄐ畔到y(tǒng)的分布點（32A、32B）中采用所公開的技術(shù)。
【專利說明】頻譜管理
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及用于通信系統(tǒng)的頻譜管理。
【背景技術(shù)】
[0002]如IPTV (即，經(jīng)由例如因特網(wǎng)或相似網(wǎng)絡(luò)接收的電視服務(wù))的新服務(wù)和云計算要求在接入網(wǎng)絡(luò)中增加帶寬。為了經(jīng)由銅線提供lGb/S左右的數(shù)據(jù)速率，應(yīng)當有效地使用可得的帶寬，并因此要求用于未來接入網(wǎng)絡(luò)的快速頻譜管理。
[0003]在這方面的頻譜管理例如涉及向不同通信連接(例如，有線線路連接)分配發(fā)射功率和/或在單個通信連接上使用的各個載波(即，發(fā)射頻率)之間分布發(fā)射功率。
[0004]如VDSL的現(xiàn)有數(shù)字用戶線路技術(shù)的靜態(tài)操作可能因此對于一些應(yīng)用是不足的。用于VDSL (超高速比特率數(shù)字用戶線路)的如SRA (無縫速率自適應(yīng))的現(xiàn)有的連續(xù)自適應(yīng)方案太僵硬而使系統(tǒng)不適應(yīng)于改變用戶的數(shù)據(jù)速率要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一些實施例中，考慮到所采用的串擾降低來使用頻譜管理技術(shù)。在一些實施例中，用于串擾降低的預(yù)編碼器的輸出發(fā)射功率被最大化。在其它實施例中，將頻譜管理與自適應(yīng)串擾預(yù)編碼組合。在一些實施例中，可以改善信道估計。
[0006]以上的總結(jié)僅僅意在給出在一些實施例的一些特征上的簡要概述，并且不以任何方式被看作窮舉的。上文所識別的特征在其它實施例中可以被省略，使得上文所識別的特征不被解釋為要素。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1示出了根據(jù)實施例的通信系統(tǒng)的示意框圖。
[0008]圖2示出了圖示了根據(jù)實施例的方法的流程圖。
[0009]圖3是根據(jù)實施例的通信系統(tǒng)的更詳細的框圖。
[0010]圖4A是圖示了在一些實施例中的串擾預(yù)補償和信道估計的示意圖。
[0011]圖4B是圖示了根據(jù)一些實施例的用于包含高噪聲的情況的信道估計的示意圖。
【具體實施方式】
[0012]在下文中，將詳細地描述實施例。應(yīng)當注意的是，這些實施例不被解釋為限制，而僅僅作為實施示例而給出。例如，盡管可以將實施例描述為包括多個特定的特征，在其它實施例中，這些特征中的一些可以被省略，或者可以由替換的特征替代。在另外其它的實施例中，可以存在額外的或替換的附加特征。
[0013]在下文描述的一些實施例涉及用來調(diào)整用于包含多個通信連接(例如，有線線路連接)的通信系統(tǒng)的功率頻譜密度(PSD)的頻譜管理。在一些實施例中，使用如離散多音調(diào)制(DMT)的多載波通信，并且頻譜管理用來對向多載波系統(tǒng)的不同載波(有時被稱作音調(diào)或子載波)分配發(fā)射功率進行調(diào)整。
[0014]在下文描述的一些實施例額外地包含信道估計，所述信道估計可以例如用來確定如有線線路連接、無線連接或在這樣的連接上的特定載波的通信信道之間的遠端串擾(FEXT)0基于這些確定，可以通過用于不同連接或在不同連接上的信號的共同處理來執(zhí)行串擾降低,所述共同處理有時(例如在DSL的上下文中)也被稱作向量化。
[0015]在一些實施例中，頻譜管理，即功率頻譜密度(PSD)的調(diào)整考慮了串擾降低，因為在一些情況下，串擾降低自身可以影響功率頻譜密度。
[0016]為了圖示這個，在圖1中，示意性地示出了根據(jù)實施例的通信系統(tǒng)。在圖1的通信系統(tǒng)中，通信設(shè)備10通過多個通信連接12A-12D與多個通信設(shè)備13A-13D進行通信，所述通信設(shè)備10可以是中心局(CO)裝備的一部分或分布點(DP)的一部分,但也可以用于其它目的或在其它環(huán)境中。通信設(shè)備13A-13D將被全體地稱作通信設(shè)備13。通信連接12A-12D將被全體地稱作通信連接12。在實施例中的通信連接12可以例如是如銅線的有線線路連接或者可以是無線連接。在一些實施例中，通信連接12可以是雙絞銅線。在一些實施例中，通信設(shè)備10和13可以是經(jīng)由基于導(dǎo)線的通信連接12進行通信的通信設(shè)備，所述基于導(dǎo)線的通信連接12使用如xDSL技術(shù)(ADSL、ADSL2、VDSL等等)的離散多音調(diào)制(DMT)技術(shù)或者其它基于DMT的技術(shù)。然而，也可以使用其它技術(shù)和調(diào)制方案。在實施例中，可以集中處理在通信設(shè)備10與通信設(shè)備13之間的信號交換以便在串擾降低布置11中進行串擾降低，所述串擾降低布置11可以在通信設(shè)備10中以硬件，軟件或者兩者的組合來實施。其它的實施方式也是可能的。
[0017]在本申請的上下文中，如本領(lǐng)域常見的，從如中心局裝備或分布點的由服務(wù)提供者提供的裝備朝向終端用戶的通信方向?qū)⒈环Q作下游方向，而相反的通信方向?qū)⒈环Q作上游方向。可以針對下游方向和針對上游方向兩者都采用本文中公開的技術(shù)，除非專門另外注釋。例如，在圖1的實施例中，下游方向?qū)?yīng)于從通信設(shè)備10到通信設(shè)備13的通信，而上游方向?qū)?yīng)于從通信設(shè)備13到通信設(shè)備10的通信。
[0018]此外，在圖1的實施例中，通信設(shè)備10包括功率頻譜密度(PSD)優(yōu)化布置14，其例如可以以硬件、軟件、固件或任何其組合實施。在一些實施例中，PSD優(yōu)化布置14可以與串擾降低布置11 一起實施。一般地，盡管各種塊可以在附圖中描繪，但這不被解釋為指示所述塊必須被實施為單獨的物理單元，因為它們也可以在共同的物理單元、電路或設(shè)備中實施。
[0019]在實施例中，PSD優(yōu)化布置14用來調(diào)整經(jīng)由通信連接12發(fā)送的信號的功率頻譜。例如，在一些實施例中，可以通過考慮串擾降低布置11可能進行(have on)的發(fā)射功率頻譜，來優(yōu)化通信設(shè)備10的輸出發(fā)射功率。例如，輸出發(fā)射功率可以被最大化，或者不改善強通信連接或強載波(有時候也被稱作音調(diào))的性能的功率可以用來增強更弱的通信連接或音調(diào)。這樣的情況例如可以當已經(jīng)達到最大傳輸速率(例如可以在特定載波上發(fā)射的最大數(shù)量的每符號比特)時發(fā)生。此外，在一些實施例中，在一些通信連接或其載波上，例如因為噪聲而可能沒有加載比特，或者因為其它原因可能沒有發(fā)射數(shù)據(jù)，并接著可以禁用這樣的連接或載波，并且以前向這樣的連接或載波分配的發(fā)射功率可以用來增強其它連接或載波。為了優(yōu)化，如下文將進一步解釋的，可以使用線性程序。也考慮頻譜管理和串擾降低的組合，下文將進一步給出進一步的解釋。[0020]接下來，將簡要討論串擾降低在串擾降低布置11中可以怎樣發(fā)生。也可以采用其它技術(shù)。
[0021]為了執(zhí)行在下游方向的信道估計，可以例如經(jīng)由通信連接12從通信設(shè)備10向通信設(shè)備13發(fā)送測試信號序列，在該上下文中也被稱作信道估計序列。通信設(shè)備13可以將已知的所接收測試序列與標稱值(即，原始測試序列)進行比較并將誤差值報告回給通信設(shè)備10。通信設(shè)備10可以基于所接收信息例如確定均衡器系數(shù)，所述均衡器系數(shù)可以用來更新所使用的均衡器(未示出)。可替換地或額外地，所接收信息可以用來確定描述例如遠端串擾(FEXT)的串擾系數(shù)，并且因此更新串擾降低布置11。在操作中，然后，串擾降低布置11共同處理要經(jīng)由通信連接12發(fā)送的信號以降低串擾。因為在串擾實際發(fā)生之前為了串擾降低而處理信號，所以在下游方向上的該共同處理也被稱作串擾預(yù)補償。
[0022]相反地，對于上游方向，通信設(shè)備13可以發(fā)送已知的測試序列到通信設(shè)備10。然后，通信設(shè)備可以將所接收測試序列與期望的或標稱的測試序列進行比較，并且計算誤差值，所述誤差值可以再次被用于信道估計并因此例如用于確定均衡器系數(shù)或用于確定FEXT系數(shù)。這樣的FEXT系數(shù)可以用來更新串擾降低布置11。因為在信號在例如經(jīng)由通信連接12被發(fā)射的同時已經(jīng)經(jīng)歷串擾之后發(fā)生用于串擾降低的共同處理，所以在上游方向上的串擾降低也被稱作串擾消除。
[0023]在一些實施例中，例如，由-1和+1的值組成的沃爾什一哈達瑪(Walsh —Hadamard)序列有時用于信道估計。然而，在其它實施例中，采用以下測試序列，其中該測試序列的每個元素具有三個可能的值(例如，+1、0或-1)中的一個。在實施例中，如將在下文中進一步更詳細描述的，與如沃爾什一哈達瑪(Walsh — Hadamard)序列的常規(guī)序列相比，這樣的測試序列提供了額外的可能性。用于的不同通信連接(如通信連接12中的不同通信連接)的測試序列在一些實施例中可以彼此正交。
[0024]應(yīng)當注意的是，四個通信設(shè)備13的數(shù)量僅僅用作示例，并且可以采用任何數(shù)量的通信設(shè)備。也可以采用其它種類的系統(tǒng)配置，其中的一些將在下文中進一步更詳細地進行描述。
[0025]現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，示出了根據(jù)實施例的方法。圖2的方法可以以硬件，軟件，固件或其組合來實施，例如，以與通信系統(tǒng)或設(shè)備相關(guān)的硬件，軟件或固件來實施。例如，圖2的方法可以在如上文針對圖1描述的或如下文參考圖3和4進一步描述的設(shè)備和系統(tǒng)中實施，但不限于此。
[0026]在20處，優(yōu)化功率頻譜密度(PSD)，即，發(fā)射信號的功率頻譜。在實施例中，通過考慮例如串擾預(yù)補償?shù)拇當_降低的效果來執(zhí)行該優(yōu)化。將在下文中進一步更詳細地討論關(guān)于串擾降低的這樣的優(yōu)化的示例。
[0027]在21處，可選地，監(jiān)視關(guān)于串擾降低的改變。換句話說，例如檢測用于串擾降低的串擾系數(shù)是否改變，其轉(zhuǎn)而可以影響功率頻譜密度。在這種情況下，在22處，在一些實施例中，可以基于該改變來修改功率頻譜密度，以便例如防止載波或連接超過所允許的最大發(fā)射功率，或者以便甚至在改變的串擾條件下也保持發(fā)射功率的優(yōu)化分布。
[0028]在圖3中，示出了根據(jù)實施例的通信系統(tǒng)的更詳細示意圖，在所述實施例中，可以采用本文中公開的技術(shù)。在圖示了用于接入網(wǎng)絡(luò)拓撲的示例的圖1的系統(tǒng)中，中心局30經(jīng)由光纖連接為分布點32A、32B (全體地被稱作分布點32)服務(wù)。為了實現(xiàn)這個，分別地，中心局30包括光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU) 31A、31B，并且分布點32包括光網(wǎng)絡(luò)單元33A、33B。分布點通常位于要服務(wù)的消費者場所附近，并可以例如被安裝在街道櫥柜等等中。本文中公開的技術(shù)可以例如在分布點中實施。中心局30可以包括中央優(yōu)化器，其優(yōu)化并協(xié)調(diào)至不同分布點的傳輸，且即是，其可以在系統(tǒng)級上分配傳輸功率。每個分布點32為若干遠程終端收發(fā)器36A至36D服務(wù)并可以采用如上文概述或如下文進一步解釋的PSD優(yōu)化技術(shù)。在示出的簡單示例中，分布點32為遠程終端收發(fā)器36A、36B服務(wù)，并且分布點32B為遠程終端收發(fā)器36C、36D服務(wù)。對于每個分布點，兩個收發(fā)器36的數(shù)量僅僅用作示例并已經(jīng)被選定以以便容易表示，并且可以服務(wù)更多的收發(fā)器，例如通常在一個終端與二十個終端之間，盡管該數(shù)量不受特別的限制，并且可以由不同的分布點服務(wù)不同數(shù)量的收發(fā)器。
[0029]在分布點32與收發(fā)器36之間的通信連接通常是銅線或其它基于有線線路的通信連接，盡管不限于這方面，并且可以例如采用多載波調(diào)制技術(shù)，例如，寬帶技術(shù)。如由圖3中的37指示的，分配給一個分布點的通信連接有如遠端串擾(FEXT)的串擾的傾向。如由圖3中的34指示的，例如，如果它們位于相同的結(jié)合器中，則分配給不同分布點的通信連接也可以經(jīng)由如FEXT的串擾彼此影響，盡管分配給不同分布點的通信連接之間的串擾在許多情況下將比分配給相同分布點的通信連接之間的串擾更弱，因為分配給相同分布點的連接通常物理地彼此更接近，這使得它們更傾向于串擾。然而，在所有的場景中，這必然是該情況。
[0030]如已經(jīng)提及的，下游方向的串擾降低也被稱作串擾預(yù)補償?，F(xiàn)在將參考圖4A更詳細地解釋用于包含串擾預(yù)補償?shù)脑谙掠畏较蛏线M行操作的系統(tǒng)的更詳細的示意圖，在所述串擾預(yù)補償中可以采用用于頻譜優(yōu)化的技術(shù)。然而，值得注意的是，也可以將本文中公開的技術(shù)應(yīng)用于上游方向。
[0031]為了進一步圖示這個，在圖4A中示出了在下游方向上的系統(tǒng)的稍微更詳細的示意圖。在圖4A中，發(fā)射信號向量u包含作為它的元件的將在多個通信線路上被發(fā)射的發(fā)射信號，在圖4A中示意性地示出了所述發(fā)射信號中的三個。與第一示出傳輸線路有關(guān)的元件在附圖標記后添加有A，與第二傳輸線路有關(guān)的元件添加有B，并且與第三傳輸線路有關(guān)的元件添加有C。然而，值得注意的是，示出的三個傳輸線路的數(shù)量僅僅用作示例，并且可以存在任何數(shù)量的傳輸線路，例如在兩個傳輸線路與數(shù)百個傳輸線路之間。
[0032]在不同的傳輸線路中存在的類似元件可以由它們的沒有字母的附圖標記來全體地指代。例如，元件40A、40B和40C將通過使用附圖標記40來全體地指代。
[0033]在帶有三個通信連接的圖4A的示例中，向量u可以具有三個分量，一個針對每個連接。在其它實施例中，在每個通信連接上，可以例如針對DMT調(diào)制技術(shù)使用多個載波，也被稱作音調(diào)。在這種情況下，u可以具有針對每個通信連接的每個載波的分量，盡管不需要是該情況。
[0034]在按比例放大元件40中，發(fā)射信號向量u的分量按比例因子進行按比例放大，其可以通過將向量u與對角矩陣s相乘來表示，并且其可以構(gòu)成增益調(diào)整或功率頻譜密度(PSD)的調(diào)整。如下文概述的可以確定矩陣S的元素。此后，執(zhí)行串擾預(yù)補償，其耦合發(fā)射器側(cè)的信道，并且在一些實施中，其可以通過與在串擾預(yù)補償器43中的預(yù)編碼器矩陣P相乘來表示。這可以在一些情況下改變待發(fā)射的信號的PSD。
[0035]在傳輸期間，如由43指示的，發(fā)射信號可能遭受如遠端串擾(FEXT)的串擾，其可以通過與信道矩陣H相乘來表示，所述信道矩陣H例如表征在非對角元素中的串擾耦合。通過信道估計，實質(zhì)上該矩陣H可以至少被近似地確定，并且用于P的計算，使得串擾被降低或除去，即，使得該P基本上補償了 H的效應(yīng)。
[0036]此外，如由加法器44表示的，所發(fā)射的信號可能遭受加入的噪聲，所述噪聲可以由噪聲向量η表示。在接收器側(cè)，所接收信號可以在放大器45中以相應(yīng)的增益因子進行放大，所述增益因子可以由對角矩陣G表示。噪聲也被放大。所以，所接收信號向量?在該系統(tǒng)模型中可以被寫為
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 確定串擾預(yù)補償器的預(yù)編碼系數(shù)，以及 優(yōu)化在所述串擾預(yù)補償器的輸出處的功率頻譜。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述優(yōu)化包括最大化輸出發(fā)射功率或在多個通信連接上的數(shù)據(jù)速率的總和中的至少一個。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述優(yōu)化是取決于由硬件限制和規(guī)則中的至少一個定義的上限而執(zhí)行的。
4.權(quán)利要求1所述的方法，還包括從強通信連接或通信連接的載波向其它通信連接或載波重新分配功率，該重新分配功率不改善數(shù)據(jù)承載容量。
5.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述優(yōu)化包括: 禁用其上由于低信噪比而不能發(fā)射數(shù)據(jù)的通信連接或載波，并且從禁用的通信連接或載波向其它通信連接或載波分配發(fā)射功率。
6.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述優(yōu)化包括使用線性程序。
7.權(quán)利要求1所述的方法，其中為了所述優(yōu)化而固定串擾預(yù)補償。
8.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述優(yōu)化包括調(diào)整在所述預(yù)補償器的輸入處的增益系數(shù)。
9.權(quán)利要求1所述的方法，還包括監(jiān)視所述串擾預(yù)補償?shù)母淖儯⑶翼憫?yīng)于所檢測的改變而調(diào)整所述功率頻譜`密度。
10.權(quán)利要求9所述的方法，其中所述監(jiān)視包括監(jiān)視所述預(yù)補償器的輸出頻譜。
11.權(quán)利要求9所述的方法，還包括當違反在預(yù)補償器的輸出處的約束時通過反向投影來修改預(yù)補償器的輸入頻譜。
12.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述優(yōu)化包括: 將通信連接或載波分派為多個組，所述多個組的第一個包括具有非零發(fā)射功率的通信連接或載波，所述多個組的第二組包括具有實質(zhì)上零發(fā)射功率的通信連接或載波，以及所述多個組的第三個包括由噪聲支配的通信連接或載波，更新用于與所述多個組的所述第一個相關(guān)聯(lián)的通信連接或載波的預(yù)補償器系數(shù)。
13.權(quán)利要求12所述的方法，還包括排除與所述多個組的所述第三組相關(guān)聯(lián)的通信連接或載波。
14.權(quán)利要求12所述的方法，還包括通過旁路串擾補償來連續(xù)地估計用于與所述第二組相關(guān)聯(lián)的通信連接或載波的信道。
15.一種設(shè)備，包括: 串擾降低布置，被配置為通過共同處理來降低在多個通信連接上的串擾，以及 功率頻譜優(yōu)化器，被配置為優(yōu)化所述串擾降低布置的輸出功率頻譜。
16.權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述功率頻譜優(yōu)化器被配置為優(yōu)化輸出發(fā)射功率的最大化。
17.權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述功率頻譜優(yōu)化器被配置為從強通信連接或通信連接的載波向其它通信連接或載波重新分配功率，所述重新分配功率不改善數(shù)據(jù)承載容量。
18.權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述功率頻譜優(yōu)化器被配置為:禁用其上由于低信噪比而不能發(fā)射數(shù)據(jù)的通信連接或載波，并且從禁用的通信連接或載波向其它通信連接或載波分配發(fā)射功率。
19.權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述功率頻譜優(yōu)化器還被配置為監(jiān)視所述串擾預(yù)補償?shù)母淖?，并? 響應(yīng)于所檢測的改變而調(diào)整所述功率頻譜密度。
20.權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其中所述功率頻譜優(yōu)化器被配置為: 將通信連接或載波分派為多個組，所述多個組的第一個包括具有非零發(fā)射功率的通信連接或載波，所述多個組的第二組包括具有實質(zhì)上零發(fā)射功率的通信連接或載波，以及所述多個組的第三個包括由噪聲支配的通信連接或載波，以及 其中所述串擾降低布置被配置為更新用于與所述多個組的所述第一個相關(guān)聯(lián)的通信連接或載波的預(yù)補償器 系數(shù)。
【文檔編號】H04M11/06GK103795439SQ201310523130
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月30日
【發(fā)明者】R.施特羅貝爾, V.奧卡斯曼 申請人:領(lǐng)特德國有限公司