串擾評估的方法和裝置以及包括該裝置的通信系統的製作方法

2023-05-03 03:27:41 2

專利名稱：串擾評估的方法和裝置以及包括該裝置的通信系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及串擾評估的方法和裝置，並且涉及包括該裝置的通信系統。
背景技術：
DSL或xDSL是在本地電話網的線路上提供數字數據傳輸的一類技術。 非對稱數字用戶線路(ADSL)是DSL的一種形式，一種在銅電話線上實現了比常規
語音頻帶數據機能夠提供的數據傳輸更快的數據傳輸的數據通信技術。通過採用通常
不被語音電話呼叫所使用的頻率，特別是高於普通人類聽覺的頻率實現該快速傳輸。 VDSL(甚高速DSL)是在單根雙絞線上提供更快速的數據傳輸的xDSL技術。在大
約300米(1000英尺)的範圍內實現高比特率，其對於對稱接入允許26Mbit/s，或者對於非
對稱接入允許下行高達52Mbit/s-上行高達12Mbit/s。 當前，標準VDSL使用多達4個的不同頻帶，兩個用於上行(從客戶到電信服務提 供商)，兩個用於下行。適合的調製技術是QAM(正交幅度調製)或DMT(離散多音調製)。
根據其高帶寬，VDSL能夠在單個連接上支持像HDTV這樣的應用，以及電話業務 (例如，網絡電話)和一般網際網路接入。 VDSL2(甚高速數字用戶線路2)是利用原本用於普通老式電話業務(POTS)的現有 銅線基礎設施的接入技術。VDSL2可以從交換局部署、從優選位於用戶住宅附近的光纖饋送 箱部署，或者在建築內部署。 VDSL2被設計為支持三重播放業務的廣泛部署，三重播放業務諸如語音、視頻、數 據、高畫質電視(HDTV)、以及互動遊戲。VDSL2使得運營商能夠逐步地、靈活地並且低成本地 升級現有xDSL基礎設施。 ITU-TG. 993. 2 (VDSL2)是對G. 933. 1 (VDSL)的增強，其允許使用高達30MHz的帶寬
在雙絞線上傳輸高達200Mbit/s的非對稱和對稱(全雙工)合計數據速率。 xDSL寬帶調製方案在被引入到雙絞傳輸線並且被數據機接收的串擾幹擾方
面有問題。 當線路耦合時，特別是在用於分離信號傳輸的同一或相鄰線束的線路對之間，發 生串擾。由此，來自一個或多個源的數據信號可以疊加在數據信號上並汙染該數據信號。串 擾包括近端串擾(NEXT)和遠端串擾(FEXT)。 基於這種串擾，在相同和/或相鄰多芯纜線或線束中的一條或多條相鄰雙絞電話
線上產生的串擾幹擾可以很大程度地惡化在雙絞線上傳輸的數據信號。隨著傳輸速率增
加，該問題甚至將惡化，這會明顯地限制要經由單線傳輸的最大數據速率。 多輸入多輸出系統(文中稱為MIMO系統)在現代通信技術中非常重要。該MIMO
系統允許對電信系統的串擾幹擾進行建模。 在DSL環境中使用用於單端線路測試(SELT)的方法以確保該系統的操作。例如， 該SELT方法能夠辨認主分配單元中的線路故障(路徑或環路的中斷)而不需要附加的測
量設備。

發明內容
要解決的目標是將單端線路測試的原理轉移到MM0系統。 根據獨立權利要求的特徵解決了該問題。另外的實施例由從屬權利要求得到。
為了解決該問題，提供一種方法以用於信道的串擾評估，其中由連接第一網絡部 件與至少一個第二網絡部件的多輸入多輸出(MIMO)系統來表示信道和/或對信道建模。 MIMO系統包括與傳輸線相關聯的第一係數，該第一係數特別與串擾相關，其中所述串擾包 括近端串擾(NEXT)部分和遠端串擾(FEXT)部分。該方法包括步驟
-第一網絡部件向一個第二網絡部件發送信號；
-評估遠端串擾部分和近端串擾部分。 —實施例中，由第一網絡部件發送的信號是具有預定功率密度的信號，特別是具 有與特定線路或連接相關的最大功率密度。 因此，該方案允許通過使用串擾來執行單端線路測試，從而確定第一網絡部件與 第二網絡部件中的一個之間的特定線路是否故障。 在另一實施例中，在連接第一網絡部件與一個第二網絡部件的至少一條線路上測 量對第一網絡部件所發送的信號的響應。 根據該信號，串擾可以被引入到其它(相鄰)線路中的至少一條線路中。由於已 知該信號，可以評估該串擾以確定例如第一網絡部件的埠與特定第二網絡部件之間的線 路是否中斷。 又另一實施例中，評估基於具有預定功率密度的信號的脈衝響應。 另一實施例中，將遠端串擾部分與近端串擾部分相互分開。 由此，確定遠端串擾部分允許估定通向特定第二網絡部件的線路是否有效。 另一實施例中，根據下面的等式來評估近端串擾部分和遠端串擾部分 Heff, k, i = Hnext, k, i+ a i Hfext, k, i H工 其中 H皿t,u指的是近端串擾(NEXT)轉移函數；
Hm,u指的是遠端串擾(FEXT)轉移函數； a工 指的是不活動的用戶住宅設備(CPE)的復反射係數； & 指的是環路1的轉移函數。 可以根據下式來估定遠端串擾函數formula see original document page 5 另外，可以在時域中描述線性運算1\。^飢 Hrff,u的傅立葉變換)乘以矩形窗口函數Pt (t):
formula see original document page 5 其中
》，從而將時域衝激響應hrff, k,工(即，
《w,表示傅立葉變換(優選地通過FFT算法來處理)； pT (t)被選擇為使得包括比埠 1的群延遲小的群延遲的部分被設為0。 對於再一實施例，通過在時域和/或頻域中對擾動求平均，可以確定外來串擾(的
至少一部分)。 在下一實施例中，通過包括以下步驟的方法來評估外來串擾
_跨用於SELT評估的各埠使信噪比相關；以及
-在功率密度譜和/或在時間序列中識別擾動。 跨可用於SELT評估目的的第一網絡部件的若干埠處理信噪比(SNR)。隨後，可 以在功率密度譜和/或在時間序列內估定和/或識別由外來串擾導致的擾動。
在另一實施例中，以低功率模式運行第二網絡部件中的至少一個。該低功率模式 可以對應於根據xDSL規範的L2模式。 又另一實施例中，第一網絡部件是交換局(CO)或數字用戶線路接入復用器 (DSLAM)。 —實施例中，至少一個第二網絡部件各自是用戶住宅設備(CPE)。
在又另一實施例中，至少一個第二網絡部件關閉並/或斷開。 特別地，第二網絡部件中的一個可以關閉並/或斷開。在該情況下，第一網絡部件
與該第二網絡部件之間的連接(線路)可以用於評估從第一網絡部件(經由通向另一第二
網絡部件的另一線路)發送的信號所導致的串擾部分(NEXT和FEXT)。 對於再一實施例，遠端串擾超過預定閾值以便於評估。否則，其可不被認為是遠端串擾。 在下一實施例中，評估的串擾被用來識別MIMO系統的至少一條輔助路徑。 另外，評估的脈衝響應可以被用來識別第一網絡部件與一個第二網絡部件之間的
線路或連接的中斷。 在一實施例中，可以在xDSL環境以及乙太網環境中使用文中所提供的方法。
該方法還可以用於特別由第一網絡部件啟動的單端線路測試。
還通過包括處理器單元的用於評估串擾的裝置來解決上述問題，該裝置被布置和 /或裝配成使得可以在所述處理器上執行文中所述的方法。 —實施例中，所述裝置為通信裝置，特別是交換局(CO)或數字用戶線路接入復用 器(DSLAM)。 還通過包括文中所述裝置的通信系統來解決該問題。


在以下附圖中示出和說明了本發明的實施例。 圖1示出了對近端串擾(NEXT)和遠端串擾(FEXT)建模的多輸入多輸出(MIMO) 系統； 圖2示出了包括交換局(CO)的圖示，該交換局具有各自連接於用戶住宅設備 (CPE1、 CPE2、. . . 、 CPEn)的若干埠 (COl、 C02、. . . 、 C0n); 圖3示出了包括評估串擾以及經由該識別的串擾幹擾來執行單端線路測試的方 法的步驟的流程 圖4示出了包括通信網絡的方案，該方案允許特別是經由xDSL連接從伺服器向客 戶端發送數據。
具體實施例方式
圖1示出了對近端串擾(NEXT)和遠端串擾(FEXT)建模的多輸入多輸出(MIM0) 系統。環路設備模型LPM表示完整信道結構，該結構包括(但不限於)主分配框架、可選分 路器和各種串擾幹擾。 有利地，該環路設備模型LPM可以用於對經由各單獨埠的上行(從用戶住宅設 備CPE到交換局CO)流量和下行(從CO向CPE)流量建模。 另外，環路設備模型LPM包括脈衝響應的矩陣，該矩陣包括其對角線中的傳輸線 的脈衝響應，以及其對角線之外的串擾幹擾 formula see original document page 7
其中hk, k(t)與相應的傳輸線相關，從而表示所述傳輸線的脈衝響應，而hk, Jt) (k#l)表示矩陣對角線之外的串擾幹擾，即具有編號k的埠與具有編號l的另一埠之 間的串擾幹擾。 應當注意的是，符號*表示巻積操作。 因此， 一個實際埠包括兩個虛擬埠 ， 一個虛擬埠在上行方向而另一個虛擬 埠在下行方向。這允許以緊湊模型捕捉SELF-NEXT( S卩，同一物理埠的上行與下行之間 的單端線路測試近端串擾)。 文中所述的方法可以有利地用作對SELT測量原理的擴展。 應當注意，該SELT測量遵循ITU-T，研究組15。較早的課題"G. selt"轉移到課題 "G. lt"。從ITU研究組15的文檔NC-U09R1中可以獲得與SELT相關的細節。
因此，不僅識別MMO系統的主要路徑，而且識別輔助(對角線)路徑。這在以下 情況下是有利的 a)至少一個用戶住宅設備被切斷或不活動；以及
b)遠端串擾部分超過預定閾值。 在圖2中，示出了從交換局的埠 C01到用戶住宅設備CPE1的MIMO-SELT路徑、 從交換局的埠 C02到用戶住宅設備CPE2的空閒路徑，以及從交換局的埠 COn到用戶住 宅設備CPEn的SHOWTME(即"活動")路徑。 當埠C01與用戶住宅設備CPE1之間的連接活動時，交換局(經由其埠COl)啟 動一信號，優選地，一具有最大可容許功率密度的偽隨機信號。用戶住宅設備CPE2不活動， 例如，被關閉。交換局處的相關埠 C02被設定到監聽狀態。埠 COn與用戶住宅設備CPEn 之間的路徑n(也被稱為環路n)活動，經由該環路交換數據，兩個終端都處於SHOWTME狀 態。因此，在埠 COn處只可以確定有限的經由埠 C01啟動的信號所導致的改變。
可以在交換局處(特別是在交換局的收發機晶片組內)和/或在網絡管理系統處 離線地執行評估串擾的步驟，特別是為了確定MIMO系統的環路或路徑是否被中斷。
特別有利的是，所提供的方法滿足了經由埠 C01發送信號與在埠 C02處接收 之間的事件同步的實時要求。
發送埠 k與接收(監聽)埠 l之間的頻率轉移函數H^,u可以被描述為 Heff, k, i = Hnext, k, i+ a i Hfext, k, i H工 (2)， 其中 H皿t,u指的是近端串擾(NEXT)轉移函數； Hm,u指的是遠端串擾(FEXT)轉移函數； a工 指的是不活動的用戶住宅設備(CPE)的復反射係數； & 指的是環路1的轉移函數。 由常規SELT測試方法可以得到復反射係數a工以及環路1的轉移函數&。 此後，近端串擾部分和遠端串擾部分需要被相互分開。 這可以通過利用近端串擾部分由於其受限傳播而具有減少的運行時間的事實來 實現 "fexUc,/ =-^~~
(3) 其中可以在時域中描述線性運算T^g(Heff, k,》，從而將時域衝激響應heff, k, !(艮卩，
Hrff,u的傅立葉變換)乘以矩形窗口函數Pt (t):
(VlOTg(wefW》(/)蘭Ft一,(^(0/le狄,!(t))
(4) 其中 巧H/表示傅立葉變換(優選地通過FFT算法來處理)； pT (t)被選擇為使得包括比埠 1的群延遲小的群延遲的部分被設為0。 通過傅立葉變換可以從H中導出群延遲。 對於等式(3)的數值穩定性，應當注意的是，特別是對於長線路或環路，認為正則 化是有利的。這會遇到這樣的事實Hf^,u的評估準確度將隨著頻率增加而降低。
除了檢測基於在MMO系統內產生的信號的串擾(也稱為"外來串擾")，還有可能 識別基於來自MIMO系統外部的擾動例如基於電磁散布的擾動的串擾。
對於外來串擾的情況，特別是由於時域中DMT符號速率的小模式(small pattern)以及由於頻域中副載波間隔的小模式，在時域和/或頻域中執行該擾動的平均。
因此，跨(可用於SELT評估的)各埠使信噪比相關，可以在功率密度譜和/或 時間序列(開關特性)中識別外來擾動。 還有可能不僅在沒有連接(或關閉)用戶住宅設備的情況下執行SELT，而且還在 用戶住宅設備處於低功率模式(例如，根據特定xDSL規範的L2模式)的情況下執行SELT。
文中所述的方案可以應用於連接不同網絡部件或網絡元件的不同類型的網絡。該 連接可以為xDSL型和/或非xDSL型。其特別可以用於，例如，乙太網環境中的網絡部件之 間的多芯連接。 圖3示出了包括評估串擾以及經由該識別的串擾幹擾來執行單端線路測試的方 法的步驟的流程圖。
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在步驟301中，第一網絡部件經由特定線路或連接向一個第二網絡部件發送具有 預定功率密度的信號。優選地，第一網絡部件是包括若干埠的交換局，用戶住宅設備可以 連接於這些埠中的每一個(根據圖2的圖示)。 依據在步驟301中發送的信號，第一網絡部件在步驟302中對引入連接交換局的 另一埠與另一用戶住宅設備的另一線路的串擾響應進行監聽。優選地，連接於該線路的 用戶住宅設備不活動，或者特別地被關閉。 在步驟303中分開遠端串擾部分和近端串擾部分。可以例如在交換局內或者在網 絡管理實體內離線地執行該處理。 在步驟304中，基於經過處理和評估的串擾部分，可以檢查連接交換局的又一端 口與又一用戶住宅設備的又一線路的連通性。 因此，根據所提出的步驟，交換局(或數字用戶線路接入復用器)可以利用對相鄰 線路的串擾幹擾來執行這些相鄰線路的單端線路測試。 在圖4中示出了通信網絡的特定方案。經由網絡從伺服器向交換局或數字用戶線 路接入復用器CO/DSLAM傳送下行流量。CO/DSLAM還經由數字用戶線路xDSL連接於用戶住 宅設備CPE。具體地，數字用戶線路連接可以具有以下類型
-非對稱數字用戶線路八051^^051^2、八051^2+ ;
-高數據速率數字用戶線路HDSL;
-甚高速數字用戶線路VDSL、VDSL2。 用戶可以經由機頂盒和電視或經由個人計算機PC/TV連接於用戶住宅設備CPE。 從PC/TV送向伺服器的數據被稱為上行流量。 優選地，運營商或服務提供商想要通過用具有低串擾效應的高數據速率來高效率 地使用從CO/DSLAM到CPE的xDSL下行方向。
權利要求
一種信道串擾評估的方法，其中由連接第一網絡部件(CO)與至少一個第二網絡部件(CPE1、CPE2、...)的MIMO系統來表示信道，所述MIMO系統包括與傳輸線相關的第一係數，以及特別與串擾相關的第二係數，其中所述串擾包括遠端串擾部分和近端串擾部分，所述方法包括步驟-所述第一網絡部件向一個第二網絡部件發送特別具有預定功率密度的信號；-評估所述遠端串擾部分和所述近端串擾部分。
2. 如權利要求1所述的方法，其中在至少一條連接所述第一網絡部件與一個第二網絡 部件的線路上測量對所述第一網絡部件所發送的信號的響應。
3. 如前述權利要求中的任何一項所述的方法，其中評估基於所述信號的脈衝響應。
4. 如前述權利要求中的任何一項所述的方法，其中分開所述遠端串擾部分與所述近端 串擾部分。
5. 如前述權利要求中的任何一項所述的方法，其中評估所述近端串擾部分和所述遠端 串擾部分formula see original document page 2 其中 formula see original document page 2
6. 如權利要求5所述的方法，其中線性運算formula see original document page 2可以被參考為formula see original document page 2
7. 如前述權利要求中的任何一項所述的方法，其中通過在時域和/或頻域中對擾動求 平均來確定外來串擾。
8. 如權利要求7所述的方法，包括步驟-跨用於SELT評估的各埠使信噪比相關；以及 -在功率密度譜和/或在時間序列中識別擾動。
9 . 如前述權利要求中的任何一項所述的方法，其中至少一個第二網絡部件以低功率模 式運行。
10. 如權利要求9所述的方法，其中所述低功率模式對應於根據xDSL規範的L2模式。
11. 如前述權利要求中的任何一項所述的方法，其中所述第一網絡部件是交換局或數 字用戶線路接入復用器。
12. 如前述權利要求中的任何一項所述的方法，其中所述至少一個第二網絡部件是用 戶住宅設備。
13. 如前述權利要求中的任何一項所述的方法，其中至少一個第二網絡部件關閉並/ 或斷開。
14. 如前述權利要求中的任何一項所述的方法，其中所述遠端串擾超過預定閾值。
15. 如前述權利要求中的任何一項所述的方法，其中評估的串擾被用來識別所述MIMO 系統的至少一條輔助路徑。
16. 如前述權利要求中的任何一項所述的方法，其中評估的脈衝響應被用來識別線路 的中斷。
17. 如前述權利要求中的任何一項所述的方法，在xDSL和/或乙太網環境中使用。
18. 如前述權利要求中的任何一項所述的方法，用於特別由所述第一網絡部件啟動的 單端線路測試。
19. 一種用於串擾評估的包括處理器單元的裝置，所述裝置被布置成使得如前述權利 要求中的任何一項所述的方法可在所述處理器上執行。
20. 如權利要求19所述的裝置，其中所述裝置是通信裝置，特別是交換局或數字用戶 線路接入復用器。
21. 包括如權利要求19到20中的任何一項所述的裝置的通信系統。
全文摘要
提供了一種方法和裝置以用於信道的串擾評估，其中由連接第一網絡部件與至少一個第二網絡部件的多輸入多輸出(MIMO)系統來表示信道和/或對信道建模。MIMO系統包括與傳輸線相關的第一係數，該第一係數特別與串擾相關，其中所述串擾包括近端串擾(NEXT)部分和遠端串擾(FEXT)部分。該方法包括步驟第一網絡部件向一個第二網絡部件發送信號；評估遠端串擾部分和近端串擾部分。
文檔編號H04M3/30GK101772900SQ200880101220
公開日2010年7月7日 申請日期2008年5月15日 優先權日2007年5月29日
發明者J·穆克, W·科澤克 申請人:諾基亞西門子通信公司