在點(diǎn)到多點(diǎn)正交頻分復(fù)用通信系統(tǒng)中的上行導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利說(shuō)明】在點(diǎn)到多點(diǎn)正交頻分復(fù)用通信系統(tǒng)中的上行導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)案交叉申請(qǐng)
[0002]本發(fā)明要求2013年3月11日由張曉風(fēng)(Xiaofeng Zhang)等人遞交的發(fā)明名稱為“在點(diǎn)到多點(diǎn)正交頻分復(fù)用通信系統(tǒng)中的上行導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)(Upstream Pilot Structure InPoint To Multipoint Orthogonal Frequency Divis1n Multiplexing Communicat1nSystem) ”的第61/776，488號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)案的在先申請(qǐng)優(yōu)先權(quán)，該在先申請(qǐng)的內(nèi)容以引入的方式并入本文本中，如同全文復(fù)制一樣。
[0003]關(guān)于由聯(lián)邦政府贊助研究或開(kāi)發(fā)的聲明
[0004]不適用。
[0005]參考縮微膠片附錄
[0006]不適用。
技術(shù)領(lǐng)域
[0007]無(wú)
【背景技術(shù)】
[0008]無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(PON)是一種用于在最后一英里上提供網(wǎng)絡(luò)接入的系統(tǒng)。PON可以是具有定位在光分配網(wǎng)絡(luò)(ODN)中的無(wú)源分路器的點(diǎn)到多點(diǎn)(P2MP)網(wǎng)絡(luò)以使來(lái)自中心局的單一傳輸光纖能夠服務(wù)于多個(gè)用戶駐地。PON可以針對(duì)上行和下行傳輸采用不同波長(zhǎng)。以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(EPON)是由電氣電子工程師學(xué)會(huì)(IEEE)開(kāi)發(fā)并且在IEEE文件802.3ah和802.3av中指定的PON標(biāo)準(zhǔn)，所述兩個(gè)文件以引入的方式并入本文本中。采用EPON和其它網(wǎng)絡(luò)類型兩者的混合接入網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)吸引了越來(lái)越多的注意力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明包含中心接入網(wǎng)絡(luò)單元，其包括處理器，所述處理器用于從上行正交頻分復(fù)用(OFDM)符號(hào)向多個(gè)下行網(wǎng)絡(luò)單元指派多個(gè)上行訓(xùn)練塊，其中所述OFDM符號(hào)包括以預(yù)定時(shí)間間隔在上行射頻(RF)頻譜上等距離間隔開(kāi)的多個(gè)導(dǎo)頻子載波，并且其中每個(gè)上行訓(xùn)練塊包括非連續(xù)且位于所述上行RF頻譜上的導(dǎo)頻子載波的不同子集，且所述處理器用于產(chǎn)生包括上行訓(xùn)練塊的指派的一個(gè)或多個(gè)消息；以及發(fā)射器，耦合到處理器且用于通過(guò)網(wǎng)絡(luò)向多個(gè)下行網(wǎng)絡(luò)單元傳輸消息，其中所述消息指示多個(gè)下行網(wǎng)絡(luò)單元中的至少一個(gè)傳輸在與指派給下行網(wǎng)絡(luò)單元的上行訓(xùn)練塊相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)頻子載波處的經(jīng)調(diào)制預(yù)定序列。
[0010]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明包含通過(guò)電纜調(diào)制解調(diào)器終端系統(tǒng)(CMTS)實(shí)施的方法，其包括在探測(cè)幀內(nèi)分配探測(cè)符號(hào)，其中探測(cè)幀包括可變的K數(shù)目個(gè)連續(xù)探測(cè)符號(hào)，并且其中每個(gè)探測(cè)符號(hào)包括以預(yù)定時(shí)間間隔在有線數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)接口規(guī)范(DOCSIS)網(wǎng)絡(luò)的上行頻譜上等距離間隔開(kāi)的多個(gè)子載波；定義在經(jīng)分配探測(cè)符號(hào)中的探測(cè)模式，其中所述探測(cè)模式包括來(lái)自經(jīng)分配探測(cè)符號(hào)的經(jīng)散射子載波的導(dǎo)頻集；以及指示電纜調(diào)制解調(diào)器(CM)根據(jù)經(jīng)定義探測(cè)模式傳輸在經(jīng)分配探測(cè)符號(hào)中的探測(cè)序列。
[0011]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明包含通過(guò)同軸線終端(CLT)實(shí)施的方法，其包括在用于上行寬帶探測(cè)的探測(cè)幀內(nèi)向同軸網(wǎng)絡(luò)單元(CNU)分配專用探測(cè)符號(hào)，其中所述探測(cè)符號(hào)包括以預(yù)定時(shí)間間隔在基于同軸電纜的以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(EPoC)的上行頻譜上等距離間隔開(kāi)的多個(gè)導(dǎo)頻；向CNU分配在探測(cè)符號(hào)內(nèi)的經(jīng)散射導(dǎo)頻的子集；WCNU接收探測(cè)符號(hào)?’從所接收的探測(cè)符號(hào)執(zhí)行上行信道估計(jì)。
[0012]在又另一實(shí)施例中，本發(fā)明包含在同軸網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)單元，其包括接收器，所述接收器用于接收指示在上行OFDM符號(hào)中的經(jīng)指派上行訓(xùn)練塊的消息，所述OFDM符號(hào)包括以預(yù)定時(shí)間間隔在網(wǎng)絡(luò)單元的頻譜中等距離間隔開(kāi)的多個(gè)導(dǎo)頻子載波，其中上行訓(xùn)練塊包括非連續(xù)且位于所述頻譜上的導(dǎo)頻子載波的子集；處理器，耦合到接收器且用于通過(guò)將預(yù)定序列調(diào)制到上行訓(xùn)練塊的導(dǎo)頻子載波上來(lái)產(chǎn)生上行訓(xùn)練塊；以及發(fā)射器，耦合到處理器且用于通過(guò)同軸網(wǎng)絡(luò)發(fā)送上行訓(xùn)練塊。
[0013]從結(jié)合附圖以及權(quán)利要求書(shū)進(jìn)行的以下詳細(xì)描述中將更清楚地理解這些以及其它特征。
【附圖說(shuō)明】
[0014]為了更透徹地理解本發(fā)明，現(xiàn)參閱結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】而描述的以下簡(jiǎn)要說(shuō)明，其中的相同參考標(biāo)號(hào)表不相同部分。
[0015]圖1是統(tǒng)一的光學(xué)同軸網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施例的示意圖。
[0016]圖2是DOCSIS網(wǎng)絡(luò)的實(shí)施例的示意圖。
[0017]圖3是網(wǎng)元(NE)的實(shí)施例的示意圖，所述網(wǎng)元可以充當(dāng)EPoC網(wǎng)絡(luò)和/或DOCSIS網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)。
[0018]圖4是包括一個(gè)上行訓(xùn)練塊的探測(cè)符號(hào)的實(shí)施例的示意圖。
[0019]圖5是包括一個(gè)上行訓(xùn)練塊的探測(cè)符號(hào)的另一實(shí)施例的示意圖。
[0020]圖6是包括三個(gè)上行訓(xùn)練塊的探測(cè)符號(hào)的另一實(shí)施例的示意圖。
[0021]圖7是上行訓(xùn)練方法的實(shí)施例的流程圖。
[0022]圖8是上行訓(xùn)練方法的另一實(shí)施例的流程圖。
[0023]圖9是上行訓(xùn)練消息編碼的實(shí)施例的示意圖。
[0024]圖10圖示隨在單一探測(cè)符號(hào)中探測(cè)下行網(wǎng)絡(luò)單元的數(shù)目而變化的上行信噪比(SNR)損失的實(shí)施例的圖形。
【具體實(shí)施方式】
[0025]首先應(yīng)理解，盡管下文提供一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明性實(shí)施方案，但所公開(kāi)的系統(tǒng)和/或方法可以使用任何數(shù)目的技術(shù)來(lái)實(shí)施，無(wú)論該技術(shù)是當(dāng)前已知還是現(xiàn)有的。本發(fā)明決不應(yīng)限于下文所說(shuō)明的說(shuō)明性實(shí)施方案、附圖和技術(shù)，包含本文所說(shuō)明并描述的示例性設(shè)計(jì)和實(shí)施方案，而是可以在所附權(quán)利要求書(shū)的范圍以及其等效物的完整范圍內(nèi)修改。
[0026]一些混合接入網(wǎng)絡(luò)可以將光網(wǎng)絡(luò)與同軸(同軸電纜)網(wǎng)絡(luò)組合。同軸電纜以太網(wǎng)(EoC)可以是用于描述通過(guò)同軸網(wǎng)絡(luò)傳輸以太網(wǎng)幀的所有技術(shù)的通用名稱。EoC技術(shù)的實(shí)例可以包含EPoC、DOCSIS,同軸電纜多媒體聯(lián)盟(MoCA)、G.hn(根據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)開(kāi)發(fā)且通過(guò)家用網(wǎng)格論壇促進(jìn)的標(biāo)準(zhǔn)的家庭網(wǎng)絡(luò)技術(shù)族的通用名)、家庭電話線網(wǎng)絡(luò)聯(lián)盟(HPNA)以及家用插頭音頻/視頻(A/V)。EoC技術(shù)可能已經(jīng)適合于利用位于訂戶家中的連接的用戶駐地設(shè)備(CPE)執(zhí)行從光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)到EoC首端的戶外同軸電纜接入。在同軸網(wǎng)絡(luò)中，物理層傳輸可以采用OFDM來(lái)將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼到多個(gè)載波頻率上。OFDM傳輸?shù)囊恍﹥?yōu)點(diǎn)可以包含高頻譜效率和穩(wěn)固的傳輸(例如，在長(zhǎng)同軸導(dǎo)線、窄帶干擾源、頻率選擇性噪音等中以高頻率衰減)。
[0027]EPoC系統(tǒng)可以是采用光學(xué)技術(shù)和同軸技術(shù)這兩者的混合接入網(wǎng)絡(luò)。EPoC可以包括:光學(xué)段，其可以包括PON;以及同軸段，其可以包括同軸電纜網(wǎng)絡(luò)。在PON段中，OLT可以定位在本地交換局或中心局中，其中OLT可以將EPoC接入網(wǎng)絡(luò)連接到互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)、同步光纖網(wǎng)(SONET)和/或異步傳輸模式(ATM)骨干。在同軸段中，CNU可以定位在終端用戶位置處，且每個(gè)CNU可以服務(wù)于可以被稱為訂戶的多個(gè)(例如，三個(gè)到四個(gè))終端用戶。光纖同軸單元(FCU)可以將網(wǎng)絡(luò)的PON段與同軸段之間的接口合并。FCU可以是單一箱式單元，其可以位于ONU和CLT融合在一起處，例如，位于路緣處或位于公寓樓的地下室。CLT或FCU可以在物理層處采用OFDM傳輸來(lái)與CNU通信。
[0028]DOCSIS網(wǎng)絡(luò)可以在光纖同軸電纜混合(HFC)網(wǎng)絡(luò)上操作且可以在結(jié)構(gòu)上類似于EPoC網(wǎng)絡(luò)。DOCSIS網(wǎng)絡(luò)可以包括定位在本地交換局或中心局中的CMTS，其中CMTS可以將HFC網(wǎng)絡(luò)連接到骨干網(wǎng)。CMTS可以服務(wù)于定位在終端用戶位置處的多個(gè)CM。在一些實(shí)施例中，CMTS可以與P2MP OFDM通信功能性(例如信道估計(jì)、調(diào)度)集成。
[0029]在OFDM通信中，物理層信道可以在數(shù)據(jù)傳輸之前建立，例如，通過(guò)執(zhí)行信道訓(xùn)練和/或估計(jì)來(lái)建立。在實(shí)施例中，CLT可以指定用于上行信道測(cè)量(例如，上行探測(cè))的上行OFDM符號(hào)(例如探測(cè)符號(hào))。探測(cè)符號(hào)可以跨越時(shí)間和頻率，例如，探測(cè)符號(hào)可以包括以預(yù)定時(shí)間間隔(例如符號(hào)時(shí)間)在整個(gè)上行RF頻譜(例如，符號(hào)的信道帶寬)上等距離間隔開(kāi)的多個(gè)子載波(例如導(dǎo)頻子載波)。CNU可以通過(guò)采用在探測(cè)符號(hào)中的所有導(dǎo)頻子載波來(lái)傳輸探測(cè)符號(hào)中的預(yù)定寬帶序列(例如導(dǎo)頻序列或探測(cè)序列)。當(dāng)CLT接收探測(cè)符號(hào)時(shí)，CLT可以通過(guò)將所接收的信號(hào)與預(yù)定寬帶序列進(jìn)行比較來(lái)估計(jì)在導(dǎo)頻子載波中的每一者處在CNU和CLT之間的上行信道條件。為了區(qū)分不同CNU之間的上行傳輸，CLT可以為每個(gè)CNU指派單獨(dú)的探測(cè)符號(hào)。然而，用于上行探測(cè)的信道帶寬可以隨經(jīng)連接CNU的數(shù)目在網(wǎng)絡(luò)中增加而增加，且因此可能導(dǎo)致較低的帶寬效率。應(yīng)注意，在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“上行訓(xùn)練”和“探測(cè)”是等效的且可以互換地使用。另外，術(shù)語(yǔ)“rcu”和“CLT”是等效的且可以互換地使用。
[0030]本文中所公開(kāi)的是上行導(dǎo)頻方案，其可以通過(guò)P2MP OFDM通信系統(tǒng)(例如CLT或CMTS)在混合接入網(wǎng)絡(luò)(例如EPoC網(wǎng)絡(luò)或DOCSIS網(wǎng)絡(luò))中執(zhí)行。P2MP OFDM通信系統(tǒng)可以將上行OFDM符號(hào)指定為用于測(cè)量在多個(gè)下行網(wǎng)絡(luò)單元與P2MP OFDM通信系統(tǒng)之間的上行信道的探測(cè)符號(hào)。在實(shí)施例中，CLT或CMTS可以從探測(cè)符號(hào)分別向多個(gè)CNU或CM指派多個(gè)上行訓(xùn)練塊，其中每個(gè)上行訓(xùn)練塊可以包括非連續(xù)且跨越上行頻譜的導(dǎo)頻子載波的不同子集。CNU或CM可以在經(jīng)指派上行訓(xùn)練塊的導(dǎo)頻子載波處傳輸寬帶導(dǎo)頻序列。CNU或CM可以在未經(jīng)指派的導(dǎo)頻子載波(例如經(jīng)排除子載波)處插入頻率空值(例如零值)，因此CNU或CM可以不干擾在相同探測(cè)符號(hào)中以導(dǎo)頻子載波的不同集合傳輸?shù)钠渌麮NU或CM。由此，多個(gè)CNU或CM可以在探測(cè)符號(hào)的持續(xù)時(shí)間中同時(shí)在導(dǎo)頻子載波的不同集合處傳輸寬帶導(dǎo)頻序列的不同部分。在實(shí)施例中，上行訓(xùn)練塊可以在起始導(dǎo)頻子載波和子載波的固定數(shù)目方面被指定以在連續(xù)的經(jīng)指派導(dǎo)頻子載波之間跳過(guò)。所公開(kāi)的上行導(dǎo)頻方案可以通過(guò)允許多個(gè)CNU或CM在相同探測(cè)符號(hào)中同時(shí)傳輸來(lái)有效地利用上行帶寬，且可以提供與指定每CNU或CM —個(gè)探測(cè)符號(hào)的上行導(dǎo)頻方案相當(dāng)?shù)纳闲蠸NR性能。另外，所公開(kāi)的上行導(dǎo)頻方案可以通過(guò)采用僅OFDM符號(hào)的子載波的子集來(lái)允許CMTS或CLT成功地探測(cè)電力不足(例如長(zhǎng)距離和/或高衰減信道)的CNU或CM，其中，CNU或CM可能不具有足夠的電力來(lái)發(fā)送在OFDM符號(hào)的所有子載波上都具有足夠電力的探測(cè)序列。
[0031]圖1是包括光學(xué)部分150和同軸(電氣)部分152的統(tǒng)一光學(xué)同軸網(wǎng)絡(luò)100的實(shí)施例的示意圖。網(wǎng)絡(luò)100可以包含OLT 110、耦合到多個(gè)訂戶設(shè)備140的至少一個(gè)CNU 130以及位于OLT 110與CNU 130之間，例如，光學(xué)部分150與同軸部分152之間的CLT 120。OLT 110可以通過(guò)ODN 115耦合到CLT 120，且任選地耦合到一個(gè)或多個(gè)ONU 170或在光學(xué)部分150中的一個(gè)或多個(gè)HFC節(jié)點(diǎn)160。ODN 115可以包括光纖和光分路器117和/或?qū)LT 110耦合到CLT 120和任何ONU 170的I XM無(wú)源光分路器的級(jí)聯(lián)。EPoC中M的值，例如，CLT的數(shù)目，可以例如是4、8、16或其它值且可以取決于光功率預(yù)算等因素由運(yùn)營(yíng)商選擇。CLT 120可以通過(guò)配電網(wǎng)絡(luò)(EDN) 135耦合到CNU 130，所述配電網(wǎng)絡(luò)可以包括電纜分路器137、抽頭/分路器的級(jí)聯(lián)和