降低遠端串擾的離散多音系統的製作方法

2023-05-16 01:17:16 2

專利名稱：：降低遠端串擾的離散多音系統的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種消除在DMT(discretemulti-tone，離散多音)系統中產生的串擾的DMT系統。更具體地，本發明涉及一種消除FEXT(farendcrosstalk，遠端串擾)的DMT系統。
背景技術：
：對通過通信網絡的多媒體服務供應的需求近來已增加，並且開發了使用沒有放大器和中繼器的傳統銅電話電纜提供從數百kbps到數十Mbps的數據速率的xDSL(digitalsubscriberline，數字用戶線)方法，以滿足該需要。xDSL被發展到HDSL(high-data-rateDSL，高數據速率DSL)，SDSL(single-lineHDSL，單線HDSL)、ADSL(asymmetricDSL，非對稱DSL)、UADSL(universalADSL，通用ADSL)和VDsL(very-high-bit-rateDSL，甚高位速率DSL)以在300到1500m短範圍內進行快速數據傳輸。xDSL的調製解調方法包括分別使用SCM(single-carrermodulation，單載波調製)方法的CAP(carrierlessAM/PM，無載波AM/PM)方法和QAM(quadratureamplitudemodulation，正交調幅)方法；和使用MCM(multi-carriermodulation，多載波調製)方法的DMT方法。DMT方法將整個傳輸頻帶分成多個窄頻帶子信道，並且傳輸它們，從而按照子信道的數目增加每個子信道的傳輸周期，並且通過簡單的單一抽頭均衡器補償信道失真。另外，通過向DMT碼元(symbol)添加作為保護間隔的循環前綴，所述方法在各子信道之間保持正交，並除掉碼元之間的幹擾，從而在接收機方提供簡單的均衡器配置。而且，所述方法使用IFFT(inversefastFouriertransform，快速傅立葉逆變換)和FFT(fastFouriertransform，快速傅立葉變換)能夠實現高速調製和解調處理。在xDSL系統環境中衰減高速數據速率的主要因素包括傳輸線衰減，通過所述傳輸線衰減，信號沿著傳輸線傳播並因為各種因素而被衰減；和串擾，如接近的傳輸線之間發生的NEXT(nearendcrosstalk，近端串擾)，和FEXT(farendcrosstalk，遠端串擾)。由於同一電纜中的UTP(unshieldedtwistedpair，未屏蔽雙絞線)之間的電磁相互作用，各種遠發射機傳輸的不同電信號彼此影響時發生串擾。NEXT是在ONU(opticalnetworkunit，光學網絡單元)傳輸/接收單元和遠端傳輸/接收單元之一的相同側的相同段(section)內從發射機傳輸的信號形成的影響，而FEXT是從相反側的發射機傳輸的信號形成的影響。在它們當中，傳輸線引起的衰減被均衡器補償。在上行鏈路和下行鏈路信號使用相同的頻段時NEXT顯著地降低系統性能，因此，通過使用D對上行鏈路和下行鏈路信號分別使用不同的頻帶的FDD(frequencydivisionduplex，頻分雙工)能夠完全除掉NEXT。關於消除FEXT的技術，提出了能夠應用於單一載波系統的方法，但是，因為多載波系統的複雜性，尚未提出應用於多載波系統的FEXT消除方法。
發明內容本發明的優點是消除在DMT系統中從相鄰線產生的FEXT(farendcrosstalk，遠端串擾)，以提高系統性能。為了提高在遠端發射機的每個信號通過信道時由相鄰線產生的FEXT降低了的系統性能，提供了一種用於提供FEXT消除器的技術方法和更有效地消除FEXT的技術方法。在本發明的一個方面，一種DMT系統包括連接到來自遠端發射機的第一傳輸線的ONU接收機，用於接收結合了來自至少一個第二傳輸線的FEXT的數據信號，其中所述ONU接收機包括均衡器，用於使用所述均衡器的抽頭係數補償在結合了FEXT的數據信號中的傳輸線衰減；和FEXT消除器，用於使用所述FEXT消除器的抽頭係數和通過所述第二傳輸線傳輸的數據的判定值、計算FEXT引起的影響，並且其中通過從所述均衡器的輸出減去所述FEXT消除器的輸出以消除所述FEXT。在本發明另一方面，一種DMT系統包括至少一個第一ONU(opticalnetworkunit，光學網絡單元)接收機，它連接到來自至少一個遠端發射機的第一傳輸線；第二ONU接收機，它連接到與所述第一傳輸線不同的第二傳輸線，用於接收結合了來自第一傳輸線的FEXT的數據信號，其中所述第一ONU接收機包括第一均衡器，用於補償在通過第一信道接收的數據信號中的傳輸線衰減；和第一限幅器(slicer)，用於對所述第一均衡器的輸出做出判定以找到判定值，並且所述第二ONU接收機包括第二均衡器，用於使用所述第二係數的抽頭係數補償結合了FEXT的數據信號中的信道衰減；和FEXT消除器，用於使用所述FEXT消除器的抽頭係數和所述第一ONU接收機的判定值、計算FEXT引起的影響，並且通過從所述均衡器的輸出減掉所述FEXT消除器的輸出消除所述FEXT。所述第二ONU接收機還包括第二限幅器，用於對從所述第二均衡器的輸出減掉所述FEXT消除器的輸出獲得的值做出判定以找到判定值。所述FEXT消除器的抽頭係數，由確定所述FEXT消除器的收斂率的因子、所述第二ONU接收機的判定誤差和所述第一ONU接收機的判定值收斂。詳細地說，通過下述方程式連續地更新所述FEXT消除器的所述抽頭係數，以收斂到預定值。這裡FC(n)是所述FEXT消除器的抽頭係數，β是確定所述FEXT消除器的收斂率的因子，E2(n)是所述第二ONU接收機的判定誤差，和是所述第一ONU接收機的判定值。所述第二均衡器的抽頭係數、由確定所述第二均衡器的收斂率的因子、所述第二ONU接收機的判定誤差和所述第二ONU接收機的判定值收斂。詳細地說，通過下面的方程式連續更新所述第二均衡器的抽頭係數，以收斂到預定值。這裡EQ(n)是所述第二均衡器的抽頭係數，β′是確定所述第二均衡器的所述收斂率的因子，E2(n)是所述第二ONU接收機的判定誤差，和是所述第二ONU接收機的判定值。所述第二ONU接收機還包括第三限幅器，用於對所述第二均衡器的輸出做出判定以找到判定值，並且通過確定所述第二均衡器的收斂率的因子、所述第二均衡器的判定誤差和所述第二ONU接收機的判定值，收斂所述第二均衡器的抽頭係數。詳細地說，通過下面的方程式連續更新所述第二均衡器的抽頭係數，以收斂到預定值。這裡，EQ(n)是所述第二均衡器的抽頭係數，β′是確定所述第二均衡器的收斂率的因子，E1(n)是所述第二均衡器的判定誤差，和是所述第二ONU接收機的判定值。在本說明書中結合併構成其一部分的附圖示出本發明實施例，並與說明一同解釋本發明的原理圖1是根據本發明第一和第二優選實施例的消除FEXT的DMT系統方框圖；圖2和3分別示出根據本發明第一和第二優選實施例在DMT系統中的FEXT消除器的工作原理。具體實施例方式在以下的詳細說明中，通過進行本發明的本申請人認為的最佳實施方式的說明，示出和說明本發明的優選實施例。如所能夠實現的，在不偏離本發明的情況下，本發明能夠在各明顯方面進行修改。因此，附圖和說明應被視為說明性的，不是限定本發明。下面參照圖1說明根據本發明第一和第二優選實施例的消除FEXT的DMT系統。圖1是根據本發明的第一和第二優選實施例消除FEXT的DMT系統的方框圖。如圖所示，所述DMT系統包括多個遠端發射機100和ONU(光學網絡單元)接收機200。遠端發射機100包括映像器(mapper)110；串-並轉換器120；IFFT(快速傅立葉逆變換器)130；並-串轉換器140和成幀器(framer)150。ONU接收機200包括多個接收機200a，它們分別連接到來自遠端發射機100的多個傳輸線。接收機200a包括去幀器(deframer)210；串-並轉換器220；FFT(快速傅立葉變換器)230；均衡器240；FEXT消除器250；並-串轉換器260；和去映像器(demapper)270。映像器110將位流類型數據信號分配到每個子信道，以將它們分成群集(constellatethem)。根據所述群集(constellation)，數據信號被映像到與位值相對應的X和Y坐標值，該映像的複數值一般被稱為原始群集。X和Y坐標值具有(x，y)格式，並且它們一般複數的格式「x+yi」進行表達。映像器110映像的數據信號由串-並轉換器120轉換成並行信號，並輸入到IFFT130被調製。在並-串轉換器140將IFFT130調製的數據信號轉換成串行信號以進行串行傳輸。成幀器150向這個串行信號加在子信道之間正交的前綴，執行開窗(windowing)以防止其上的碼元間幹擾，並傳輸結果信號。從遠端發射機100傳輸的信號通過信道300傳送到ONU接收機200。此時，因為每個遠端發射機100通過不同的傳輸線向ONU接收機200傳輸信號，所以從另一個相鄰傳輸線送出的FEXT被加到原始數據信號上，並被發送到ONU接收機200。ONU接收機200的去幀器210從所述信號去掉用於保持正交的由成幀器150加上的前綴，並且將它們傳輸到串-並轉換器220。串-並轉換器220將由去幀器210去掉前綴的數據信號轉換成並行信號，並輸入到FFT230，以被解調。均衡器240包括單一抽頭，並且它連接到每個子信道以補償與每個子信道相對應的傳輸線衰減。以與均衡器240相同方式包括單一抽頭的FEXT消除器250連接到每個子信道，並且接收連接到另一個傳輸線的接收機222a的每個輸出，以補償FEXT引起的影響。並-串轉換器260將補償了影響的數據信號轉換成串行信號，並且輸入到去映像器270。去映像器270將複數數據信號轉換成位流信號，並且包括在去映像器270的前部中的限幅器271。限幅器271進行判定處理，以找到離輸入數據信號的坐標值最近的原始群集。通過從限幅器271的輸入值減去作為輸出值的原始群集找到判定誤差，並且使用這個判定誤差確定FEXT消除器250的抽頭係數。一般來說，為了DMT系統傳輸數據，要求進行初始化處理，所述初始化處理包括啟動處理(信號交換聯絡)；培訓(training)處理；和信道分析和交換處理。啟動(信號交換聯絡)處理檢查接收機是否準備好向接收機傳輸信號。培訓處理進行碼元的同步和均衡器的培訓。信道分析和交換處理測量每個子信道的SNR(信噪比)，以產生具有位加載(bitloading)信息的位表(bittable)，並且使得發射機和接收機能夠交換確定的各種參數。培訓處理進行各抽頭係數的估計，所述抽頭係數是均衡器240和FEXT消除器250的傳遞函數。見圖2和3，下面說明根據本發明第一和第二實施例的DMT系統中的消除FEXT方法。圖2和3分別示出根據本發明第一和第二優選實施例的DMT系統中的FEXT消除器的工作的詳細情況。為了說明方便，假設從分別連接兩個遠端發射機100的兩個傳輸線接收數據信號的情況，並且因為子信道是獨立的，和它們不彼此幹擾，所以遠端發射機100和ONU接收機200的子信道值各個能夠匹配。為說明方便，使用單一子信道。在估計FEXT消除器250的抽頭係數中，根據第一實施例的消除FEXT的方法與第二實施例的不同。在根據本發明第一實施例的消除FEXT的方法中，均衡器240和FEXT消除器250使用不同的判定誤差收斂抽頭係數並消除FEXT，在根據本發明第二實施例的消除FEXT的方法中，均衡器240和FEXT消除器250使用相同的判定誤差消除FEXT。如圖2和3所示，通過相應的傳輸線，從遠端發射機100傳輸的信號a(n)和b(n)被傳輸到ONU接收機200。此時，傳輸信號b(n)傳送到傳輸傳輸信號a(n)的另一個傳輸線，並變成FEXT。EQ(n)和FC(n)分別表示均衡器240和FEXT消除器250的傳遞函數，所述傳遞函數被更新直到它們收斂。Cha和CHb分別代表在傳輸傳輸信號a(n)和b(n)的傳輸線中傳輸線衰減的傳遞函數。FX表示，在傳輸信號b(n)變成傳輸信號a(n)的FEXT時的傳遞函數，上述傳遞函數的值很少相對於時間改變。首先，見圖2，下面說明根據本發明第一優選實施例的消除FEXT的方法。如在DMT系統中所示，ONU接收機200的接收機包括均衡器241和242，它們連接到來自各遠端發射機的數據信號a(n)和b(n)；和FEXT消除器251，它連接到均衡器241的輸出端，用於消除b(n)引起的FEXT。限幅器271和272設置在均衡器241和242的輸出端上，以從均衡器241和242的輸出值判定原始群集。還設置限幅器273，它在均衡器241的輸出上，用於從由FEXT消除器251除去了FEXT的值判定原始群集。根據下面的方程式1，將作為均衡器241的傳遞函數的抽頭係數EQa(n)更新到新的抽頭係數EQa(n+1)。方程式1這裡，β是確定所述均衡器241的收斂率的步長，E2(n)是均衡器241的判定誤差，它是限幅器271的輸出和輸入值之間的差，和是由ONU接收機200做出的a(N)的估計值，即限幅器273判定的值。根據下面方程式2將作為FEXT消除器251的傳遞函數的抽頭係數FC(n)更新到新的抽頭係數FC(n+1)。方程式2這裡β′是確定FEXT消除器251的收斂速率的步長，E1(n)是在限幅器273的輸出和輸入值之間的差的判定誤差，和是ONU接收機200做出的b(n)的估計值，即限幅器272判定的值。根據方程式1和2，對每個碼元更新均衡器241和消除器251的抽頭係數EQa(n)和FC(n)以收斂到EQa和FC。因此，在足夠時間過去並且均衡器241和FEXT消除器251的抽頭係數分別被收斂時，另一個傳輸線引起的FEXT被加到從遠端發射機100傳輸的傳輸信號a(n)上，以產生如方程式3中表達的，在向ONU接收機200的均衡器241輸入前的信號a1(n)。方程式3a1(n)＝a(n)×CHa+b(n)×FX接著，均衡器241補償傳輸線衰減，因此，a1(n)變成方程式4所示的a2(n)。方程式4a2(n)＝a(n)×CHa×EQa+b(n)×FX×EQa因為從另一個傳輸線傳輸的信號b(n)產生了對a2(n)起噪聲作用的FEXT，所以用b(n)的估計值消除FEXT。即，方程式5給出在向限幅器273輸入前的信號a3(n)。方程式5因為CHa是傳輸線衰減的傳遞函數，並且EQa是補償傳輸線衰減的傳遞函數，所以滿足EQa=CHa-1.]]>因為是b(n)的估計值，所以滿足並且因為作為FEXT消除器251的傳遞函數的FC收斂到FX×EQa，所以滿足FC≈FX×EQa。因此，按照方程式6給出方程式5，並且僅提供消除了FEXT的a(n)，從而消除FEXT。方程式6接下來，參照圖3說明根據本發明第二優選實施例消除FEXT的方法。與第一實施例的不同，根據第二優選實施例的消除FEXT的方法使得均衡器241和FEXT消除器251能夠使用相同的判定誤差。因此，不需要找到均衡器241的判定誤差E2(n)的限幅器。即，均衡器241用的判定誤差E2(n)具有與FEXT消除器251用的判定值E1(n)相同的值。因此，根據方程式7將均衡器241和FEXT消除器251各自的抽頭係數EQa(n)和FC(n)更新到新的抽頭係數EQa(n+1)和FC(n+1)，並且收斂到EQa和FC。方程式7隨後如方程式3到6中說明那樣進行處理以消除FEXT。通過在均衡器241和FEXT消除器251上使用相同的判定誤差，FEXT消除器251的抽頭係數FC收斂得更靠近FX×EQa。在第一和第二優選實施例中，假設從連接到兩個遠端發射機的傳輸線接收數據信號，並且使用單一子信道，但是，本發明不限於此。從以上說明本領域的技術人員能夠很容易地理解用於消除在從多個遠端發射機接收數據信號時產生的FEXT的處理，因此，在此不贅述。根據本發明，通過將FEXT消除器加到DMT系統，能夠消除相鄰傳輸線引起的FEXT，因此，提高了數據速率和SNR以加強系統性能。雖然結合被認為是最佳實施方式說明了本發明，但是應理解，本發明不限於所述實施例，相反，本發明包括在所附權利要求的精神和範圍內的各種改變和等同安排。權利要求1.一種DMT(離散多音)系統，所述DMT系統包括連接到來自遠端發射機的第一傳輸線的ONU(光學網絡單元)接收機，用於接收結合了來自至少一個第二傳輸線的FEXT(遠端串擾)的數據信號，其中所述ONU接收機包括均衡器，用於使用所述均衡器的抽頭係數、補償在所述結合了FEXT的數據信號中的傳輸線衰減；和FEXT消除器，用於使用所述FEXT消除器的抽頭係數和通過所述第二傳輸線傳輸的數據的判定值、消除由所述FEXT引起的影響；和其中通過從所述均衡器的輸出減去所述FEXT消除器的輸出消除所述FEXT。2.根據權利要求1所述的DMT系統，其中所述FEXT消除器的抽頭係數由確定所述FEXT消除器的收斂速率的因子、所述ONU接收機的判定誤差和通過所述第二傳輸線傳輸的數據的判定值收斂，和所述均衡器的抽頭係數由確定所述均衡器的收斂速率的因子、所述均衡器的判定誤差和所述ONU接收機的判定值收斂。3.根據權利要求1所述的DMT系統，其中所述FEXT消除器的抽頭係數由確定所述FEXT消除器的收斂速率的因子、在所述ONU接收機上的判定誤差和通過所述第二傳輸線傳輸的數據的判定值收斂，和所述均衡器的抽頭係數由確定所述均衡器的收斂速率的因子、所述ONU接收機的判定誤差和所述ONU接收機的判定值收斂。4.一種DMT(離散多音)系統，所述DMT系統包括至少一個第一ONU(光學網絡單元)接收機，它連接到來自至少一個遠端發射機的第一傳輸線；第二ONU接收機，它連接到與所述第一傳輸線不同的第二傳輸線，用於接收結合了來自所述第一傳輸線的FEXT(遠端串擾)的數據信號，其中所述第一ONU接收機包括第一均衡器，用於補償通過所述第一傳輸線接收的數據信號中的傳輸線衰減；和第一限幅器，用於對所述第一均衡器的輸出做出判定以找到判定值，和所述第二ONU接收機包括第二均衡器，用於使用所述第二係數的抽頭係數補償結合了FEXT的數據信號中的傳輸線衰減；和FEXT消除器，用於使用所述FEXT消除器的抽頭係數和所述第一ONU接收機的判定值，以計算由所述FEXT引起的影響，和通過從所述均衡器的輸出減掉所述FEXT消除器的輸出消除所述FEXT。5.根據權利要求4所述的DMT系統，還包括第二限幅器，用於對從所述第二均衡器的輸出減掉所述FEXT消除器的輸出獲得的值做出判定，以找到判定值。6.根據權利要求5所述的DMT系統，其中所述FEXT消除器的抽頭係數由確定所述FEXT消除器的收斂率的因子、所述第二ONU接收機的判定誤差和所述第一ONU接收機的判定值收斂。7.根據權利要求6所述的DMT系統，其中通過下述方程式連續地更新所述FEXT消除器的所述抽頭係數，以收斂到預定值這裡FC(n)是所述FEXT消除器的抽頭係數，β是確定所述FEXT消除器的收斂率的因子，E2(n)是所述第二ONU接收機的判定誤差，和是所述第一ONU接收機的判定值。8.根據權利要求6所述的DMT系統，其中所述第二均衡器的抽頭係數由確定所述第二均衡器的收斂率的因子、所述第二ONU接收機的判定誤差和所述第二ONU接收機的判定值收斂。9.根據權利要求8所述的DMT系統，其中通過下面的方程式連續更新所述第二均衡器的抽頭係數，以收斂到預定值這裡EQ(n)是所述第二均衡器的抽頭係數，β′是確定所述第二均衡器的收斂率的因子，E2(n)是所述第二ONU接收機的判定誤差，和是所述第二ONU接收機的判定值。10.根據權利要求6所述的DMT系統，其中所述第二ONU接收機還包括第三限幅器，用於對所述第二均衡器的輸出進行判定，以找到判定值，和所述第二均衡器的抽頭係數由確定所述第二均衡器的收斂率的因子、所述第二均衡器的判定誤差和所述第二ONU的判定值收斂。11.根據權利要求10所述的DMT系統，其中通過下面的方程式連續更新所述第二均衡器的抽頭係數，以收斂到預定值這裡，EQ(n)是所述第二均衡器的抽頭係數，β′是確定所述第二均衡器的收斂率的因子，E1(n)是所述第二均衡器的判定誤差，和是所述第二ONU接收機的判定值。全文摘要公開了一種DMT(離散多音)系統，它包括連接到來自遠端發射機的第一傳輸線的第一ONU(光學網絡單元)接收機；和第二ONU接收機，它連接第二傳輸線，用於接收結合了來自所述第一傳輸線的FEXT(遠端串擾)的數據信號。第一ONU接收機包括第一均衡器，它補償在通過第一傳輸線接收的數據信號中的傳輸線衰減；和第一限幅器，它對第一均衡器的輸出進行判定，以找到判定值，並且，第二ONU接收機包括第二均衡器，它用抽頭係數補償在結合了FEXT的數據信號中的傳輸線衰減；和FEXT消除器，它使用FEXT消除器的抽頭係數和第一ONU接收機的判定值、計算由FEXT引起的影響。文檔編號H04J1/00GK1507716SQ02809540公開日2004年6月23日申請日期2002年4月30日優先權日2002年4月3日發明者任基弘,禹政秀,樸喆晉申請人:揮科耐思株式會社,情報通信研究振興院