自適應fec碼字管理的製作方法

2023-05-01 11:26:26

專利名稱：自適應fec碼字管理的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及用於管理數字通信系統的方法、系統和裝置。更具體而言，本發 明涉及動態控制系統參數，這些系統參數影響諸如DSL系統之類的通信系統的性能。
背景技術：
數字用戶線路(DSL)技術為現有電話用戶線路(稱為迴路和/或銅線設備)上的 數字通信提供可能的寬大帶寬。儘管它們最初僅是為了話音頻帶模擬通信而設計的，但是 電話用戶線路也可以提供這種帶寬。特別地，非對稱DSL(ADSL)可以通過使用離散多音調 (DMT)線路代碼來調整用戶線路的特性，該線路代碼向各個音調(或子載波)分配若干個比 特，所述各個音調可以調整到在用戶線路每一端的數據機(同時作為發射機和接收機 的典型收發機)的訓練和初始化期間所確定的信道狀態。脈衝噪聲、其他噪聲和其他誤差源可能會實質上影響通過ADSL和其他通信系統 傳輸的數據精度。已經開發了各種各樣的技術，以便降低、避免和/或修復傳輸期間由這些 誤差對數據造成的損害。這些誤差降低/避免/修復技術對於採用它們的通信系統來說，具 有性能成本。正如本領域眾所周知的，交織(interleaving)可以通過散布傳輸期間由噪聲 或其他源產生的誤差，降低和/或消除不利的誤差效應。交織是一種編碼技術，它通常用於 通過降低系統中的誤差來提高傳輸系統的性能。在傳輸之前，交織重新整理(rearranges) 傳輸數據，以便通過將誤差展開在更多字節數據上，來提高冗餘編碼技術的糾錯性能。交織「深度」最好是在概念上並且最一般地定義為最初彼此相鄰的比特之間的距 離。交織深度通過改變最初相鄰的比特之間的距離而改變。增大交織深度提高了給定系統 的糾錯能力。然而，正如以下所詳細討論的，交織增大了系統的傳輸等待時間(也就是說， 數據橫穿端對端傳輸通路所需的時間)。交織深度還可以是數值D，它將在以下進行更為詳 細的解釋說明。與交織結合使用的一種冗餘編碼技術是採用Reed-Solomon (裡德-所羅門)編碼 的前向糾錯(FEC)，該編碼是本領域技術人員眾所周知的。FEC獲得用戶要發送的數據(稱 作「有效載荷」數據)，並產生含有「有效載荷」數據字節和奇偶校驗字節(在ADSL標準和 各種其他出版物中也可以稱作「冗餘」字節)的碼字，奇偶校驗字節有助於系統接收機校驗 所傳輸數據中的誤差。這些FEC碼字輸入給可編程的發射機交織器。Reed-Solomon碼字由K數據或信息字節(用戶的有效載荷數據)和R奇偶校驗字 節組成，在每個碼字中總共有N個字節(也就是說，K+R = N)。通常N必須為255或更小， 而DSL系統僅使用偶數。ADSLl標準描述了針對這種類型系統的FEC編碼中使用的方法， 並且詳細解釋說明了 FEC編碼和交織的使用。正如ADSLl標準所提出的，FEC編碼器接受 有效載荷數據為Kmux字節的S個mux數據幀，並附上R個FEC冗餘字節，以產生長度Nfec =SXKmux+R字節的FEC碼字。FEC輸出數據幀包含有NFE。/S個字節，它是一個整數。在諸如ADSL之類使用DMT技術的通信系統中，每個碼字均可以含有一個或更多 DMT碼元的全部或一部分。變量S用來指示在每個FEC碼字中出現的DMT碼元數目。對於 快速傳輸(低延遲模式)而言，通常S= 1，這是因為跨越一個以上的碼元會引入額外的延 遲。在DSL中，S可以是低至1/3的有理分式(在VDSL中實際上甚至會更低)，並且可以大 於1。在本發明的某些實施例中，數據機可以基於其他參數來計算其S值。N、K、S和D參數可以由ADSL中的數據機對直接規定。在ADSLl (或G. 992. 1/2) 中，對N、R、S和D的下行FEC設置由發射機(或ATU-C)來確定，而在ADSL2 (或G. 992. 3/4/5) 中，N、R、S和D的下行FEC設置和相關參數由下行接收機(ATU-R)在加載期間確定。在 ADSLl和ADSL2中，上行FEC設置都由ATU-C來設置。S的設置給予數據機這樣一種靈 活性，即，使所要求的數據速率與它確定的它應當使用的任何內部開銷相匹配。如果還將S 告知了數據機，那麼可能使數據機進入窘境，或者與要求相衝突。早期的系統未使 用N、K和D參數的自適應設計。儘管阿爾卡特(Alcatel)所提供的一種系統當前僅對D就 允許3種選擇，然而不利的是，用於解決脈衝噪聲等的2種選擇具有過多的延遲，並且會致 使更高層協議的效率更低。交織FEC碼字引入了傳輸延遲(或「等待時間」)，這在DSL系統中可能是一個重大 的缺陷。與交織相關的等待時間可能會構成系統總等待時間的重要部分。高延遲可能會對 系統性能造成相當大的負面影響，尤其是當系統以高數據傳輸速率運作時。當需要許多端 對端傳輸來完成任務(例如，系統利用TCP/IP來發送大型文件)時，該影響尤其顯著。因 此，儘管仍然允許等待時間以獲得交織的益處並補償不利的誤差效應，但是供應商通常會 爭取最小化其系統的等待時間。所以，最好是最小化實現預期性能所需的交織。某些現有技術中的系統使用「自適應」交織，它允許將不同的交織深度應用於不 同的傳輸。自適應交織對於本領域技術人員而言是眾所周知的。美國專利No. 4901319和 No. 6546509描述了自適應交織系統，它可以針對各種信道問題、噪聲及其他誤差源進行調 整。然而，它們要求對交織深度(用變量D表示)進行改變以應用於不同的傳輸，這反過來 又改變了系統的等待時間。在早期系統中，通過自適應增大交織深度以降低誤碼率，系統的等待時間也得以增長，從而對系統性能造成不利的影響並可能導致其他與性能相關的問題。另外，交織深度 的增長(及由此造成等待時間的增長)可能會違反與ADSL系統中收發機運作所允許的指 定延遲相關的標準。在某些情況下，由於某些標準具有離散等待時間值這一事實，即使很少 量的增大交織深度也可能迫使等待時間發生大幅度的增長。因此，自適應交織器對交織深 度很小的自適應「提高」，可能會導致等待時間的不均勻大幅度增長，此外還會導致非常令 人反感的糾錯結果。ADSL標準規定了某些等待時間。例如，在ADSLl的大多數實現方案中，可用的等待 時間延遲通常是4ms和24ms (儘管偶爾第三個選項16ms也可能是可用的)，並且由DSLAM 製造商的默認值對上行和下行都進行設置。在ADSL2和ADSL2+(G.992.5)中，操作員使用 元件管理系統(在G. 997. 1中詳細描述的數據採集系統，它允許業務供應商執行諸如INP 值和最大交織延遲之類的控制參數)將可用的等待時間設置於2ms和20ms之間，該等待時 間傳達了線路數據機，包括下行流接收機(ATU-R)的首選項。根據設備供應商強加的默認選項(有時稱作「簡檔」)，該接收機使用最小脈衝噪聲保護值或脈衝強度指示符(在 G. 992. 3/4/5及有關的G997. 1中稱作INP)來選擇N、R和D參數。然而，一旦進行調製解 調器的初始化，就必須提供G. 992. 3/4/5和G. 997. 1標準(為了各種用途其全部合併於此 以資參考)中的最大交織延遲和INP值，並且在數據傳輸之前決不可能知曉誤差測量。取 決於它們的演化，新興的VDSL標準還使用Reed Solomon編碼，並且可以具有INP/延遲和 /或N、R和D規範能力。同樣，SHDSL標準也可以使用接合(bonding)和Reed Solomon編 碼，並且相同的基本方法應用在這裡以設置N、R和D參數或它們的等同量，例如INP/最大 交織延遲。然而，從這些系統中的可用等待時間值能夠看出，自適應交織等必然會導致更長 的等待時間，這意味著傳輸延遲的實質性增長。允許調整通信系統以補償信道和其他狀態，其中包括噪聲效應，同時最小化和/ 或保持系統的等待時間特性的系統、方法和技術表現了技術上的顯著進步。而且，保持在 ADSL系統中交織數據的固定等待時間延遲，同時自適應地調整該系統以滿足一個或更多誤 碼率條件，同樣能夠構成技術上的顯著進步。

發明內容
自適應FEC編碼用來調整通信系統中FEC碼字的碼字組成。可以響應於系統中傳 輸誤 差測量值與傳輸誤差目標值的偏差，來調整碼字組成比率。碼字組成比率可以是表示 在可用FEC編碼方案中有效載荷與奇偶校驗字節之間關係的任意量或值。碼字組成比率的 調整可以是調整參數，例如調整ADSLl系統中的N、K和/或R值，或者調整ADSL2系統中的 INP和/或最大交織延遲值。控制器可以用來監控、分析和調整自適應管理FEC編碼中用到 的各種值。本發明可以實現於這樣的傳輸系統中，其中發射機通過傳輸信道向接收機發送 數據，例如DSL系統。在本發明的某些實施例中，用於自適應FEC編碼器的控制器使用碼字組成比率 (CCR)，該碼字組成比率是表示可用FEC編碼方案中有效載荷字節與奇偶校驗字節之間關 系的量或值。FEC編碼器用在這樣的通信系統中，其中發射機使用FEC編碼、交織和原始傳 輸等待時間，通過信道向接收機發送數據。該控制器包括裝置，例如傳輸誤差值監控器，該 監控器連接至通信系統以獲取傳輸誤差測量值(MEV)。用於對照傳輸誤差目標值(TEV)分 析MEV的裝置連接至該監控器。用於產生一個或更多控制信號的裝置連接至分析裝置，並 且產生用來調整該傳輸系統中CCR和/或交織深度的適當輸出控制信號。根據本發明一個或更多實施例的方法包括使用該碼字組成和FEC編碼方案來選 擇CCR及傳輸數據。獲取MEV並對照TEV來分析MEV。如果MEV充分有別於TEV，則可調整 CCR以補償該差別。CCR的調整可以通過改變一個或更多碼字組成參數(例如ADSLl系統 中的N、K和/或R值，或者ADSL2系統中的INP和/或最大交織延遲值)來完成。如果需 要的話，可以一次或多次重複該獲取、分析和調整步驟，以允許更新通信系統的性能，從而 對狀態和操作行為的改變進行處理。正如本領域技術人員能夠理解的，傳輸系統可以實現該控制器和/或使用一個或 更多根據本發明的方法。該控制器可以連接至發射機中的FEC編碼器並連接至另一系統部 件，例如接收機和/或解碼器。該控制器獲取的數據可以用來產生控制信號，該控制信號將 與編碼有關的部件指示給發射機和/或接收機，以便調整它們的運作。
這些實施例中的控制器可以是動態頻譜管理器或駐留在中心局內或局外的類似 實體。本發明實施例中使用的傳輸誤差值可以基於或著由以下值計算得出比特誤碼率、誤 碼秒、誤碼分、固定時段上的代碼違例數目、在接收機處測量的信噪比，更高級別上的TCP/ IP或其他協議的吞吐量，和/或對於本領域技術人員顯而易見的其他量，它們表示在給定 系統中可檢測的誤差數量或等級。在以下詳細描述和相關附圖中，提供了本發明的更多細節和優點。


結合附圖，通過以下詳細描述，本發明將更加容易理解，其中相同的附圖標記指示 類似的結構元件，其中圖1是根據ADSLl標準的ADSL參考模型系統的示意方框圖。圖2是ADSLl標準的發射機參考模型中針對使用同步和異步數據傳輸的ATU-R和 ATU-C發射機的相關部分的示意方框圖。圖3是示出可用於本發明一個或更多實施例的接收機的相關部分的示意方框圖。圖4是表示本發明一個實施例的方法的處理流程圖。圖5是控制器一個實施例的方框圖。圖6是實現本發明一個實施例的通信系統的方框示意圖。圖7是實現本發明一個實施例的DSL通信系統的方框示意圖。圖8是適用於實現本發明實施例的典型計算機系統的方框圖。
具體實施例方式下述對本發明的詳細描述將參照本發明的一個或更多實施例，但並不局限於這些 實施例。相反，詳細描述的意圖僅用於說明。本領域技術人員容易理解，此處提供的關於附 圖的詳細描述，是出於解釋說明的目的，而本發明可以擴展到這些有限的實施例之外。本發明允許使用數據碼字對通信系統的傳輸誤碼率進行調整，而不會對數據通過 發射機與接收機之間系統的等待時間造成影響。當傳輸誤差測量值(或MEV)充分有別於 傳輸誤差目標值(或TEV)時，利用碼字組成比率的變化(例如，通過改變至少一個碼字長 度參數)來實現傳輸誤差率調整。例如，當通信系統中的傳輸的比特誤碼率(BER)測量值 充分有別於BER目標值時(例如，當BER測量值足夠地高於閾值最大誤碼率時)，調整FEC/ 交織中使用的碼字組成以滿足BER目標值，同時令等待時間不受影響(或儘可能降低)。本發明所使用的傳輸誤差值可以是以下值中的一個或更多(或者可以基於以下 值中的一個或更多)比特誤碼率、誤碼秒(errored seconds)、誤碼分(erroredminutes) > 固定時段上的代碼違例數目、在接收機處測量的信噪比、更高級別上的TCP/IP或其他協議 的吞吐量，和/或對於本領域技術人員來說顯而易見表示給定系統中可檢測的誤差的數量 或等級的其他量。這些碼字參數可以自適應地進行調整(例如，由計算機實現的控制器發 送的信號)，從而導致數據速率提高或降低，直至達到可接受的誤碼率(同時，在本發明的 某些實施例中，還滿足功率、裕度和/或其他系統操作要求和/或目標)。
正如以下所進行的更為詳細的描述，實現本發明一個或更多實施例的控制器可以 是動態頻譜管理器或頻譜管理中心，並且可以是計算機實現的設備或監控適當傳輸誤差值的設備的組合。遵照連接至該控制器的用戶，該控制器可直接或間接地支配/要求改變碼 字組成，或者可以僅向這些用戶建議改變。(此處使用的措辭「與……連接」和「連接至」等 是為了描述兩個元件和/或部件之間的連接關係，並且想要表達直接連接在一起或間接連 接在一起，例如通過一個或更多介入元件。)在某些實施例中，控制器連接到其上的發射機 都駐留在相同的位置(例如DSL中心局)，並且可能或可能不共用它們各自傳輸信道的公共 綁定器(bonder)。在複閱本公開內容之後，關於本發明實施例的結構、設計和其他特定特徵 對於本領域技術人員而言將是顯而易見的。本發明改變用於數據交織的碼字結構，以免受誤差的不利影響，又不會增大傳輸 等待時間。在ADSLl標準中使用以下值和/或變量 本發明實施例的以下例子可以使用ADSL系統作為示範性通信系統。在這些ADSL 系統內，Reed-Solomon編碼用於FEC。然而，正如本領域技術人員能夠理解的，本發明的實 施例可以應用於各種通信和編碼系統，並且本發明並不限於任何特定的系統。本發明可以 用於使用碼字型數據結構的任意數據傳輸系統中。圖1示出了根據ADSLl標準(G. dmt或G. 992. 1)的ADSL參考模型系統，其全部 內容出於各種目的合併於此以資參考。基於一個或更多DSL標準能夠構成類似的圖，這 些DSL標準可能包含也可能不包含分路器，例如ADSL-Lite (G. 992. 2)、ADSL2 (G. 992. 3)、 ADSL2-Lite(G. 992. 4)、ADSL2+ (G. 992. 5)和新興的 VDSL 標準 G. 993. χ,以及 G. 991. 1 和 G. 991. 2SHDSL標準，它們都具有或沒有聯繫。特別是，當不使用分路器時，此處公開的本發 明為其提供保護的這種類型的間歇噪聲可能更加盛行。圖2示出了 ADSLl標準的發射機參 考模型中針對使用同步和異步數據傳輸的ATU-R和ATU-C發射機的相關部分。這些模型對 於本領域技術人員而言是眾所周知的。
ADSLl標準並不對接收機操作規定與對發射機一樣多的細節，而是容許高度靈活 性。在圖3中圖示了可與圖2的發射機結合使用的接收機的典型設計的相關部分。在圖 1 3中都描繪的功能塊在物理上可以由專用電路實現，或者設計為數位訊號處理器或其 他處理器，或者由這些元件的組合實現。例如，這些塊的組合可以封裝並運行在一個單獨的 數據機/收發機。許多接收機功能塊(例如解調器、解碼器、解擾器和去交織器)執行與它們相關的 發射機功能的逆處理。某些部件可能是接收機獨有的(例如時域均衡器、頻域均衡器和自 動增益控制)。ADSL數據機中某些接收機功能塊的工作是恢復和處理所傳輸的信號， 以便反映給解調器。解調器的任務是恢復構成所傳輸消息的有效載荷數據的數字比特。在圖2中，將提供給發射機200的有效載荷數據210提供給成幀器(復用器和同 步控制)212。發送要在ADSLl系統(無交織)的「快速」數據通路204中進行處理的數據， 以便在214分派快速循環冗餘碼前綴(crcf)，然後轉送給擾頻器和FEC編碼器224。通過交 織通路208發送要交織的數據，以便在218分派交織循環冗餘碼前綴(CrCi)，然後轉送給擾 頻器和FEC編碼器228。在編碼器228中將CrCi前綴和有效載荷數據配置到Reed-solomon 碼字中，並發送給交織器238進行交織。ADSL利用GF(256)來使用基於Reed-solomon代碼 的FEC編碼；GF(256)的使用允許伽羅瓦(Galois)域元素用字節來表示，並且這些碼字可 以具有高達255個字節。在子載波當中分配碼字比特(在圖2中240處的音調排序期間)， 並且在編碼器250中進行星座編碼(constellation encoding)之後，給出所述碼字比特進 行調製(例如在圖2中260處使用的離散傅立葉逆變換)，從而形成作為傳輸數據280的用 於傳輸的ADSL碼元。正如ADSLl標準所指出的，FEC編碼器228從A點接受S個mux數據 中貞，並附上R個FEC冗餘字節，以便產生長度Nfk = SXKmux+R字節的FEC碼字。因此，B點 的FEC輸出數據幀包含N1 = Nfec/S個字節，N1是一個整數。應當注意的是，在ADSLl中只要S興1，那麼Nfec*^就包含不同數目的字節。然 而，對於這些不同N值中的任何一個，總字節/有效載荷字節的比率是相同的，儘管在ADSLl 標準中符號是混亂的，這是因為當S Φ 1時，K不是每一碼字有效載荷的總數。當對碼字值 K、N和R以及它們的相對比例進行討論時，本領域技術人員能夠認知本發明的適用性以及 本發明固有的一般原理。為了在以下討論中易於註解，K 一般是指每個FEC碼字中有效載 荷字節的數目，R 一般是指每個FEC碼字中冗餘字節的數目，而N —般是指每個FEC碼字中 字節的總數目。正如ADSLl標準所指出的，由於FEC冗餘字節的添加和數據交織，數據幀(也就是 說，在星座編碼之前的比特級數據)在通過發射機200的三個參考點處具有不同的結構表 現。如圖2所示，數據成幀參考點為A點(插入了適當CRC之後的經復用和同步的數據)、 B點(在FEC編碼器的輸出端以DMT碼元速率產生的數據幀，其中一個FEC塊可以跨越一個 以上DMT碼元周期)和C點(給予星座編碼器250的數據幀)。本發明的焦點集中於在典型通信系統中調整交織器外部的一個或更多碼字參數。 早期的系統忽略了自適應碼字的產生和調整，並且其焦點僅僅聚集於交織器中D參數的單 獨設計(並且這些系統的D參數，大多僅允許2或3種選擇)。諸如N參數的碼字參數可能 是更為重要，並且為早期系統所遺漏。現在還沒有設計/編制碼字的接口，並且這些參數已 經以固件固化在已交付產品中(即使某些標準允許兩個數據機相互告知它們在固件中做出了何種選擇，但是在這一點上還未開發出任何東西)。正如本領域技術人員可以理解 的，本發明的實施例通常允許在實現本發明的通信系統中進行更精細的糾錯調諧，並且允 許系統操作員和用戶保持關鍵的性能參數，例如等待時間，同時提供適應性強的運行環境。 儘管碼字結構的變化招致了數據速率的變化，但是能夠降低或消除等待時間問題。根據ADSLl標準，下述編碼容量(capability)值可以用於ATU-C(根據ADSLl標 準)和ATU-R(根據ADSLl標準)中的R、S和D(交織深度D在碼字而不是字節中進行測 量) 通常，FEC編碼使用奇偶校驗比特/字節，以允許接收機對由噪聲和其他誤差產生 現象引起的誤差進行糾錯。在ADSLl系統中，發射機接受可以在圖2的A點得到的S個mux 數據幀，每個mux數據幀都具有K字節的有效載荷數據，並創建在B點給予交織器的FEC輸 出數據幀。FEC編碼器接受原始(SXK)有效載荷數據字節，並添加上R個奇偶校驗字節以 形成具有總共N個字節的碼字。然後從FEC編碼器輸出具有N/S個字節的FEC輸出數據幀。 ADSLl標準提供對根據該標準的數據成幀的詳細描述。G. 997. 1和ADSLl標準定義了數據交織時的最大ADSL等待時間(線路延遲)。 該ADSL線路延遲參數是由交織和FEC過程引入的要求傳輸延遲。該延遲根據每一碼字 的DMT碼元數目(S)和交織深度(D)來定義。在先前的實踐中，ATU-C和ATU-R選擇它們 的S和D參數，以便它們等於或儘可能接近該要求延遲。在ADSLl標準中，該延遲定義為 (4+(S-l)/4+S*D/4)ms。當S= 1且D= 1(這些值的最小值)時出現最小延遲，並且是DMT 傳輸系統而不是交織或FEC結構的函數。ADSL2使用類似的，但不完全相同的延遲公式。利用本發明的實施例，可以通過調整一個或更多FEC碼字組成參數來實現預期的 誤碼率，同時在該約束下最優化DSL的使用(例如，最大化傳輸數據速率而不增加等待時 間)。在本發明的一個實施例中，如圖4所示，方法400從步驟405開始，在該步驟中通信系 統通過發射機與接收機之間的傳輸信道傳輸數據。這些傳輸使用原始碼字組成比率(CCR)， 它在以下說明性討論中定義為CCR =有或(有效載荷字節)(總字節)然而，正如本領域技術人員顯而易見的，任意量或值都可以用作CCR，只要它表示 可用FEC編碼方案中有效載荷與奇偶校驗字節之間的關係。在ADSLl系統中，舉例來說，CCR可以是(SXK)與NFEe的比率。調整對這些量之間 的相對差起作用的任意參數/變量，將會增大或減小CCR，這衡量出當該比率增大或減小時數據速率的線性降低。接下來，在步驟410獲取表示發射機與接收機之間的傳輸誤碼率的一個或更多傳 輸誤差值(例如，通過控制器)。舉例來說，MEV的獲取可能包括直接測量通信系統的特 性、從元件管理系統採集數值或者由所採集的數據計算MEV。傳輸誤差測量值或者MEV，可以從以下值進行選擇、包含和/或基於以下值中的一 個或更多BER、誤碼秒、誤碼分、固定時段上的代碼違例數目、在接收機處測量的信噪比、更 高級別上的TCP/IP(或其他協議)的吞吐量，和/或這些值的組合。表示傳輸系統誤碼率 的其他值，對本領域技術人員而言也可以是顯而易見的。接下來，在步驟420對照(例如，比較)相應的傳輸誤差目標值或TEV分析各個 MEV0如果在判定步驟430，MEV和TEV相等(或者也許至少在給定容限內近似相等)，那麼 該方法在步驟405使用當前CCR繼續傳輸數據。這意味著發射機/接收機對中的FEC編碼 保持在預期閾值誤碼率(或者可接受的比率範圍)，同時在該約束下發送每一碼字的最大 數目有效載荷數據比特。然而，如果給定的MEV充分不同於它對應的TEV，那麼在判定步驟440判定對當前 CCR進行適當調整。在判定是否調整CCR時，可以參考歷史性能數據，例如歷史或庫模塊或 者資料庫445形式的歷史性能數據。當在判定步驟440，傳輸誤差測量值「充分」低於傳輸誤差目標值時，在步驟450調 高CCR。傳輸誤差測量值與傳輸誤差目標值之間的「充分」差別可能包含僅僅數值以外的考 慮。可以根據各種首選項(例如，MEV保持高於/低於TEV的時長)來起動改變CCR。舉例 來說，在起動允許調高CCR的改變之前，MEV可能必須在數天、數周或更長的時間段內保持 充分低。這能夠防止不會經常出現，但當出現時是一種約束的間歇噪聲。如上所述，一旦進行數據機的初始化，就要提供在G. 992. 3/4/5中的最大交 織延遲和INP值，並且在數據傳輸之前決不可能知曉誤差測量。本發明的某些實施例可以 記錄和/或保存先前線路初始化的性能歷史，並且適應由ADSL2操作員設置的最大交織延 遲和INP值(或ADSLl的發射機默認簡檔所設置的N、R和D值)。可以按照本領域技術人員顯而易見的各種方式來確定和實現CCR的改變。在 ADSLl系統中，CCR可以取決於並可以通過改變N、K和/或R來調整。在ADSL2系統中，CCR 可以取決於並可以通過改變系統中的INP和/或最大交織延遲來調整。在本發明的一個實施例中，使用下述適當公式，在發射機與接收機間「握手」過程 中傳遞的INP和最大交織延遲值，可以轉化成常見的FEC參數(其中如果使用擦除的話，t =R，R為奇偶校驗字節的數目，而如果不使用擦除並且該比率包含信息和同步/控制比特 的話，t = R/2)
0062]INP參數與交織深度的比率決定了碼字塊的大小，它通過一個或多個在ADSL2中 執行的消息由接收機提供給發射機。當出現間歇噪聲(非孤立脈衝)並且需要和/或可取 更大分數的每碼字奇偶校驗字節時，可以使用對INP值的更高上限。另外，專用於設備供應 商實施的這些參數的更精確型式，可以用於所觀測INP的恰當表達。此外，可以計算出參數 M、T、L等，和為所有延遲等待通路推斷出S以及每一幀載體和延遲等待通路的值B。同樣， 一旦知道了 N，則D = ND'。即使對上述數學規則的近似遵守，也應當允許降低延續很長的 DSL線路上的強間歇噪聲。業務提供商可以很好地訓練調解解調器若干次，每一次都增大 INP值，直到在業務提供商確定的時段上觀測到零個或很小數目的代碼違例和/或誤碼秒。在調整ADSL2系統中CCR的另一方案中，可以在準備開始時間(SHOWTIME)期間 使用對INP值的調整，以迫使CCR發生變化，從而改變FEC碼字組成。例如，ATU-C向它的 ATU-R發送一個消息以提供新的INP值。該ATU-R使用該新INP值來產生新的CCR (或僅產 生該FEC編碼參數)並將其發送給ATU-C。接下來數據機在某些相互認可的時間點執 行該新CCR。這種類型的CCR調整，僅修改碼字中有效載荷數據字節和奇偶校驗數據字節 的數目，而使總碼字大小和交織深度保持於它們的當前值。然而，K的降低將會降低數據速 率，但是線路速率和S仍將保持現狀。在實際系統中，CCR的改變經常會導致復位，從而使數據機能夠復位FEC參 數。通常這種復位出現在數據業務量被測為零的下一個時間間隔內(通常用ADSLl和ADSL2 中測量和報告的較低或零個ATM信元計數向元件管理系統表示，進而可以轉發給控制器)。應當注意的是，正如本領域技術人員能夠理解的，當系統業務量較低或為零時本 發明的實施可能是恰當的，也可能是不恰當的。而且，本發明的實施例可以觀測一個或更多 線路在給定時限上的性能歷史，並且以不同的方式對噪聲/誤差作出反應。例如，在一種情 況下，如果在一周僅觀測到一次高代碼違例的話，則可以不改變CCR，允許性能僅在每一周 中很短暫的一段時期內受損，而在該周的剩餘時間內都保持較高的性能(高數據速率)。另 一方面，在另一種情況下，CCR可能保持在一個級別上，以適應「每周一次」的代碼違例發起 /發生，從而提供最壞情況設置，這是因為它不可能知道線路/系統何時會被異常的產生誤 差的噪聲所「擊中」。一周的時間間隔也可以更長或更短，並且在此處用作例子。一種設置 和/或調整CCR的方法如下為了計算影響CCR的FEC參數，控制器查看給定時間間隔內的代碼違例級別。用 於非擦除ADSLl數據機的公式(因此這是最壞的情況，因為許多數據機不使用擦 除或不能正確地使用它們)可能要求奇偶校驗字節與總碼字字節的比率(該例中用R/N表 示)超過比率(0.017 X CV)/[15 (60)]的兩倍。也就是說，在15分鐘當中每60秒查看一次ADSLl中0. 017秒間隔上測量的代碼違例-每17ms (0. 017)計算代碼違例計數，以便控制器計算一個分數，這個分數與15分鐘 內的代碼違例計數相乘，以計算所接收錯誤字節與正確字節的比率一因為2個奇偶校驗字 節糾正一個錯誤字節(沒有擦除)，從而控制器可以給出這樣糾正所有誤差所必需的奇偶 校驗字節與總字節的分數的上界。亦即，R/N> (0. 000038) X (#of CVs)。因此，如果線路在15分鐘內具有10000個代碼違例，那麼該系統將要求R/N > (0. 000038) X (10000)= 0. 38。在這種情況下，舉例來說，R = 16，N = 40(因此R/N = 0. 40)就可以了(而不是例 如ADSL數據機中通常使用的R = 16和N = 240，從而得出R/N = 0. 07)。為了換取誤差的消除，該線路的數據速率將會降低到當以每15分鐘10000個代碼 違例運作時，線路數據速率為1-[24/40 X 240/224] = 35.7%。即使在每一刻鐘10000個代碼違例的極端情況下，如果在根據本發明的一個或更 多實施例的簡檔中改變N和R值，那麼仍然可以達到近似2/3的數據速率而沒有誤差。而 且，系統的等待時間不一定會受到以新的數據速率運行時所增加的糾錯能力的影響。
在另一例子中，控制器可以測量鏈路或網絡級別的吞吐量，並且當該吞吐量較低 且代碼違例較高時調整CCR (或者反之亦然)。在本發明的一個實施例中，對一個或更多FEC碼字參數的改變必須遵照可應用的 通信標準。在許多衝擊噪聲或者更常見的時變間歇噪聲情況下，對現行CCR的成比例變化， 通常將導致傳輸誤碼率的等比例變化。同樣，在預見到只要將來再次激發該令人不快的源 (例如，真空吸塵器)就會再次看到代碼違例計數的情況下，一旦觀測到間歇噪聲，則CCR可 能會保持非常長的一段時期。因此，在本發明的另一實施例中，步驟450處CCR的成比例增 長可能通常等於TEV與MEV之間的成比例差別。如果由於CCR調整而導致改變了發送給交 織器的碼字長度，則可調整交織深度D以補償過大或過小的碼字大小(例如在步驟455可 以降低D)，這是因為當增大每交織碼字的字節總數目時，需要更少的碼字以達到相同的等 待時間，反之亦然。如果在步驟440的比較之後，該線路上由MEV表示的誤碼率過高的話，則在步驟 460調低CCR。同樣，可以使碼字組成調整的數量和性質變得適當(例如，和上述實施例之 一一致)。而且，同樣也可以如上所述對交織深度進行調整(例如，在步驟465增大D)。某一特定例子繼續使用ADSLl標準的某些方面。待交織的每個FEC輸出數據幀中 字節總數目是((3父1(+10/5)，其中1 必須總是3的整數倍，可以是1，2，4，8或16。在該說 明性例子中延遲=4msS = 2R = 8(從而能夠糾正每一碼字中的4位元組誤差)K = 188從而每個FEC 輸出數據幀為(2 X 18+8)/2 = 192 (K/R = 23. 5)如果MEV充分高於TEV，則K可以折半為K' = 94，同時保持R = 16，從而使每個 FEC輸出數據幀為94位元組長，並得到K' /R = 94/8 = 11.75。增大交織深度D (用近似為 2的因子)以保持已制定的等待延遲4ms。儘管在該例中延遲保持為4ms的常量，但由於在 給定時期內從發射機發送的每個數據傳輸在每一碼字中都將包含更少有效載荷數據字節， 故而數據速率會下降。然而，正如按照'509專利和加深交織的其他現有方法所發生的那 樣，誤碼率問題得以有效解決，而無須增大延遲。一種替代解決方案是令K= 188並且增大奇偶校驗字節的數目，從而使R' = 16。 FEC輸出數據幀長度為196位元組而K' /R= 188/16 = 11.75。在這種情況下，交織深度可 能不需要進行改變，因為碼字長度未發生顯著的變化。
圖4的方法400可以在使用控制器(例如，動態頻譜管理器或頻譜管理中心)的 通信系統中實施，在圖5中示出了該控制器的一個例子。參閱圖5，示出了實施本發明一個 或更多實施例所使用的控制器500。控制器500最好是包括用於獲取(並可能監控)一個 或更多MEV的裝置510，用於對照相應TEV分析任何MEV的裝置520，和用於產生CCR調整 控制信號545的裝置530。當對現行CCR的改變同樣還要求改變交織深度D時，對於這樣的 情況，該控制信號產生器530還可以包括用於產生交織深度調整控制信號545的裝置535。正如為本領域技術人員所知的，用於獲取MEV的裝置510最好是包括傳輸誤差值 監控器，其用於獲取傳輸誤差值並產生表示該MEV的信號。裝置510可以通過接收信號505 來接收MEV，該輸入信號505表示正在探尋的值。舉例來說，MEV的獲取可以包括，直接測量 通信系統的特性，從元件管理系統採集數值，或者由所採集的數據計算MEV。可以使用來自 元件管理系統的代碼違例或誤碼秒計數(都是可用的)來獲取MEV，該元件管理系統周期 性地獲取已經出現的CRC違例數目(例如，在ADSL中15分鐘的時間間隔)。代碼違例和/ 或誤碼秒還可以通過至ATU-R的接口，通過供應商資料庫或送往控制器的「電子郵件」消息 來獲得(從而繞開了元件管理系統)。如上所述，傳輸誤差值最好是從以下組中進行選擇(或者基於該組的一個或更多 成員)，該組包括以下值通信系統的BER、誤碼秒、誤碼分、固定時段上的代碼違例數目、在 接收機處測量的信噪比、更高級別上的TCP/IP或其他協議的吞吐量，和/或這些值的組合。 這可以通過監控和/或測量比特誤碼率、誤碼分、代碼違例和/或接收機處的信噪比來進 行。可以由控制器500直接進行這些測量，或者可以由接收機通過適當的替代裝置發送給 控制器500 (例如，通過發射機-接收機對通信將數據發送給DSL中心局)。用於對照相應TEV分析一個或更多MEV的裝置520可以包括軟體、硬體或二者的 組合。在本發明的某些實施例中，控制器500是(直接或者通過業務提供商中間實體間接) 連接到ADSL元件管理系統接口的計算機或計算機系統。監控、測量、分析、比較、處理、評 估，以及N、R、D或INP/最大交織深度延遲的建議都可以通過該接口來執行。控制器500還 可以維護歷史模塊540 (例如，事件庫或資料庫)，該歷史模塊540有助於隨時給出更好的建 議，並且有助於通過裝置520對照TEV分析MEV。關於本發明實施例可實施的其他各種結 構，對於本領域技術人員而言是顯而易見的。例如，正如圖5的虛線所暗示的，模塊540可 以是外部模塊，控制器500根據需要訪問該外部模塊。最後，用於產生適當控制信號545的 裝置530和535同樣也可以使用軟體、硬體和/或其組合來實現。分析裝置520和產生裝 置530、535可以是單一單元或模塊，或者是分立單元。 如下述實施例所述，該系統最好是測量預期傳輸誤差值。分析該系統的MEV，這可 能包括將MEV與TEV進行比較。然後，可以響應於MEV與TEV的偏差來調整CCR。可替代 地，可以測量MEV並且單獨地或者協同地與任何合適的TEV進行比較。儘管這樣一種系統 對於數字用戶線路來說尤為重要，但是本領域技術人員能夠理解，它可以適用於包含有碼 字型數據結構和交織的任何系統，尤其是在提高糾錯時需要避免增大等待時間的情況。舉例來說，圖6示出了包括發射機610、傳輸信道620、接收機630和控制器640的 傳輸系統600。該發射機包括連接至交織器614的FEC編碼器612(該發射機可以並且很可 能包括更多部件)。該FEC編碼器612產生具有給定碼字組成比率的FEC碼字，該給定碼 字組成比率設計為滿足系統600的糾錯要求和FEC編碼方案。交織器614可以是任何合適的交織器，它用來待由交織發射機600在傳輸信道620上傳輸的交織數據。在ADSLl系統 中，與不進行交織就可以使用的「快速數據通路」相反，FEC編碼器612和交織器614可以是 「交織數據通路」的一部分。 接收機630接收並解碼所傳輸的數據。已經在發射機中進行交織的數據由去交織 器634進行去交織，然後由FEC解碼器632進行解碼。這樣做時，接收機630能夠產生與 系統600的比特誤碼率相關的信息(例如，以輸入信號641的形式)，及與通過信道620的 數據傳輸中產生誤差有關的其他信息。正如本領域技術人員能夠理解的，當不執行交織時 (例如，當對於ADSL系統S = 1時)，也可以使用本發明的實施例。正如本領域技術人員能 夠理解的，圖6不言而喻地假定了用於產生CCR調整的裝置控制與發射機的對話。然而，應 當記住可以將INP/最大交織深度參數發送給接收機，作為加載算法的一部分，該接收機使 用它們來設置它的N、R和D。這些變化在附圖和本公開內容中進行了慎重考慮，並且體現 在附圖和本公開內容中。控制器640在接收機630處測量系統600的誤碼率性能，企圖確定對CCR的調整 是否有益，以及如何最佳地執行該調整。控制器640響應於MEV和控制器對照TEV對MEV 的分析，產生CCR調整控制信號648。FEC編碼器612響應於該CCR調整控制信號648調整 CCR0在保持系統的最初傳輸等待時間且使用交織的情況下，控制器640還可以產生調整交 織深度的交織深度控制信號649，以補償對CCR的調整，從而保持另外可能由信號648和發 射機610的FEC編碼器612改變的最初傳輸等待時間。最後，如上所述，當接收機使用INP 和最大交織延遲參數來設置CCR時，可以根據需要將接收機-界限(bound)控制信號647 發送給接收機。正如為本領域技術人員所知的，FEC編碼器612最好是包括用於接收多比特CCR 調整控制信號的裝置和用於響應CCR調整控制信號調整CCR的裝置。正如為本領域技術人 員所知的，FEC編碼器612最好是還包括用於調整編碼器612中產生的碼字的組成的裝置。 FEC編碼器612最好是與發射機610和控制器640相連接。同樣，正如為本領域技術人員所知的，交織器614最好是包括用於接收多比特交 織深度調整控制信號的裝置和用於響應該交織深度調整控制信號來調整交織深度的裝置。 正如為本領域技術人員所知的，交織器614最好是還包括用於以不同交織深度可調節地交 織數據的裝置。交織器614最好是與發射機610和控制器640相連接。最好是以類似於上述討論的方式，FEC編碼器612最好是接收數據，並通過向有效 載荷數據字節添加奇偶校驗字節以產生碼字。這種技術的一個例子是如ADSLl標準中描述 的Reed-Solomon編碼。正如為本領域技術人員所知的，以任何適當的方式將最初的CCR提 供給FEC編碼器612，和/或由FEC編碼器612來確定。對於本發明可用的FEC編碼的一個 例子在ADSLl標準中進行了描述。將碼字發送給交織器614，交織器614通過對包含數據的比特的傳輸次序進行重 排序來交織數據。正如為本領域技術人員所知的，對於多比特交織深度調整控制信號敏感 的任何適當的可調節交織器，都可以配置為在該實施例中使用。對於本發明可用的卷積交 織的一個例子在ADSLl標準中進行了描述。發射機610最好是包括為本領域技術人員所知的ADSL發射機。可替代地，正如為 本領域技術人員所知的，發射機610可以包括用於任何形式的傳輸媒質的任何數位化發射機。可替代地，正如為本領域技術人員所知的，發射機610可以包括用於任何形式的傳輸媒 質的任何發射機。發射機610最好是與FEC編碼器612、交織器614、控制器640和傳輸信 道620相連接。正如為本領域技術人員所知的，發射機610可以調製數據(例如，使用傅立葉逆變 換技術)，以便通過傳輸信道620向接收機630傳輸。正如為本領域技術人員所知的，發射 機610最好是以不同的數據速率來傳輸數據。傳輸信道620的容量通常取決於包含下述內 容的因素傳輸必經的距離；傳輸信道的線規；傳輸信道上跨接抽頭(bridged-taps)的數 目；傳輸信道的溫度，傳輸信道的交接損耗(splice-loss)；傳輸信道中存在的噪聲；以及 發射機和接收機的精度。儘管這些因素中的許多都是不可直接測量的，但是它們的累積效 應卻可以通過測量一個或更多上述傳輸誤差值(例如，BER)來監控。因此，可以響應於MEV 來適配CCR、交織深度和數據速率。FEC編碼器612可以以許多方式來調整CCR。例如，可以通過改變每一碼字中有效 載荷數據字節的數目(K)來改變CCR，同時奇偶校驗字節數目R不變化。在ADSL2系統中， 可以增大INP值，同時保持最大交織延遲保持恆定。可以通過復位數據機來調整CCR，然後在ADSLl中通過元件管理系統MIB將 N、R和D設置給ATU-C。這些值將對應於在DSL線路的下一次復位中計算為最佳的值(或 者對應於下次要嘗試的)，所述下一次復位在初始化期間引起N、R、D和設備供應商選擇的 S的交換。在ADSL2中，可以通過元件管理系統MIB為ATU-C的上行流提供N，R和D，以及 為下行流提供INP/最大交織延遲，從而調整CCR。在ATU-R的初始化期間，可以將INP/最 大交織延遲值傳達給ATU-R，從而ATU-R計算對應的N、R、S和D參數，它們非常好地近似於 預期INP和最大交織延遲設置。因此，取決於對最初CCR作出的任何調整，可以在給定的時間間隔內傳輸更多或 更少數目的有效載荷字節。可替代地，可以通過改變每一碼字中奇偶校驗字節的數目來調 整CCR，同時保持有效載荷數據字節的數目不變。只有當信源計數值很低或為零時才可能執 行CCR的改變，這意味著用戶不是主動的，並因此甚至不能注意到系統的再訓練以改進它 們的服務。正如為本領域技術人員所知的，傳輸信道620最好是包括雙絞線。可替代地，正如 為本領域技術人員所知的，傳輸信道可以包括同軸電纜、光纖、自由空間雷射、無線電或任 何其他類型的傳輸媒質。傳輸信道620最好是與發射機610和接收機630相連接。正如為本領域技術人員所知的，接收機630最好是包括具有可調節去交織器634 和可調節解碼器632的ADSL接收機。可替代地，正如為本領域技術人員所知的，接收機630 可以包括用於任何類型的傳輸媒質的任何數位化接收機。可替代地，正如為本領域技術人 員所知的，接收機630可以包括用於任何類型的傳輸媒質的任何接收機。例如，正如為本領 域技術人員所知的，接收機630的解碼器632可以使用Reed-Solomon解碼器或任何其他合 適的糾錯解碼器。在圖6的示範性系統600中，接收機630最好是連接至傳輸信道620，並 且連接至控制器640的傳輸誤差值測量裝置642。接收機630接收並解調來自發射機610的數據。在解調之後，接收機630的去交 織器634對該數據進行去交織。解碼器632使用本領域技術人員所知的解碼技術，來檢測 和糾正所傳輸數據中的誤差。特別地，在傳輸之前解碼器632使用由FEC編碼器612產生的冗餘字節來分析所傳輸的數據，以確定是否訛傳了任何數據從而需要糾正。如果碼字具 有R個奇偶校驗字節，Reed-Solomon糾錯編碼可以糾正R/2個字節；例如，在ADSL中碼字 組成選擇可以是N = 204，K = 188，和R= 16，它可以在每204位元組的碼字中糾正8個錯誤 字節。ADSL將R限制為O與16之間的偶數整數，再加上通過利用欄位GF(256)將N限制為 255。控制器640最好是包括用於採集和/或計算一個或更多MEV的裝置，用於分析 MEV (例如通過比較MEV與TEV)的裝置644，和用於提供CCR調整和交織深度調整控制信號 的裝置646。正如為本領域技術人員所知的，裝置642最好是包括用於測量、採集和/或計 算一個或更多上述傳輸誤差值的監控器。在圖6的示範性系統600中，傳輸誤差值監控器 642最好是連接至解碼器632和控制器640。如上所述，可以使用任何適當的傳輸誤差值， 它提供對系統600誤碼率的表示。可以使用各種值，並且測量這些值的各種方法是為本領 域技術人員所知的。因此，可以通過各種技術來確定傳輸誤差值，並且任何合適的選擇、測 量和確定傳輸誤差值的方法都可改造以應用於目前的優選系統。正如為本領域技術人員所 知的，可以對傳輸誤差值進行多次測量求取平均值，以提高當前傳輸誤差值測量的精度。裝置642最好是產生與MEV的函數成比例的輸入信號643。可替代地，輸 入信號 643可以採用許多形式，並且可以基於BER、誤差妙等的全部或一部分。正如本領域技術人 員能夠理解的，輸入信號643可以是模擬的或數字的，線性的或非線性的。可替代地，輸入 信號643可以是二進位的，以便輸入信號643大於或小於基於MEV的一個或更多閾值。如 果需要的話，裝置642可以連續地產生輸入信號643。可替代地，裝置642可以以隨機或非 隨機的為基礎，以抽樣或周期形式產生輸入信號643。用於分析輸入信號643的裝置644最好是包括用於基於對輸入信號643的分析， 對照TEV，例如閾值，來分析MEV的裝置。這可以通過比較輸入信號643與一個或更多TEV 來完成，可能允許輕微的變差(variations)和容限。可替代地，用於分析MEV輸入信號643 的裝置644可以分析與MEV相對應的多個輸入信號。用於分析輸入信號的裝置644最好是 以任何合適的程式語言編寫的計算機可讀程序代碼來實現，並在利用任何合適的作業系統 的模擬或數字計算機上實現。分析裝置644同樣也可以通過使用硬連線計算機形式的硬 件、集成電路、或硬體與計算機可讀程序代碼的組合來實現。CCR調整和交織深度控制信號647、648、649可以採用許多形式。控制信號647、 648,649可以基於一個或更多輸入信號的全部或一部分，如輸入信號643的全部或一部分。 正如本領域技術人員能夠理解的，控制信號647、648、649可以是模擬的或數字的，線性的 或非線性的。可替代地，控制信號647、648、649可以是二進位的。用於提供一個或更多控 制信號的裝置646，最好是以任何合適的程式語言編寫的計算機可讀程序代碼來實現，並在 使用任何合適的作業系統的模擬或數字計算機上實現。用於提供控制信號647、648、649的 裝置646還可以通過使用硬連線計算機形式的硬體、集成電路、或硬體與計算機可讀程序 代碼的組合來實現。在圖7中示出了實現本發明通信系統的第二實施例，其圖示了使用DSL系統實現 的常規情形的例子。系統700具有中心局710和位於CO 710下行的多個遠程站704。圖7 所示的系統700可以是ADSLl系統，這樣每個遠程站704均為既用作發射機又用作接收機 的收發機。根據ADSLl標準，這些遠程站704是ATU-R單元。在CO 710中有配對的收發機712。同樣，這些配對收發機也是根據ADSLl標準的ATU-C收發機，既用作發射機也用作接 收機。DSL接入模塊(DSLAM) 714協調通過迴路722去往和來自CO 710的信號。多個迴路 722可以共用一個公共綁定器724，產生串擾和/或其他幹擾，並且通常容易遭受各種噪聲 源和其他誤差產生現象影響。根據本發明一個實施例的控制器730連接至CO 710和/或DSLAM 714中的收發 機712。正如從CO 710延伸出來的虛線所暗示的，控制器730可以在CO 710中，或者也可 以在CO 710的外部。在某些情況下，可以與CO 710無關的實體和使用CO 710中或位於任 何遠程站714處的收發機712的任何用戶或業務提供商來操作控制器730。控制器730 — 般以如上所述的相同方式來工作。然而，控制器730不是直接連接至各個遠程站704，而是 通過各個ATU-C/ATU-R對中的單一收發機712來監控誤碼率信息。 控制器730並非測量每個接收單元704中的傳輸誤差值，而是僅僅從C0710中的 收發機712採集該信息。這可以通過使遠程收發機704直接向控制器730發送它們的誤碼 率數據來完成，或者通過使各個ATU-R 704向其配對的ATU-C 712提供該信息來，配對的 ATU-C 712進而又將該數據提供給控制器730來完成。在某些實施例中，可以通過元件管理 系統從DSLAM 714採集該信息(根據G. 997. 1或DSL論壇文件WT-87/82)。然而，也可以通 過「電子郵件」方法從系統700提取該信息，其中每個收發機704、712通過DSL線路操作系 統之外的通信路由向控制器730發送其信息。當ATU-R和ATU-C相互交換關於性能的消息 時，存在一種在有效載荷數據中看不到用戶的EOC(嵌入式操作信道)。從而可以通過元件 管理系統(例如，如果使用SNMP即簡單網絡管理協議的話，為MIB)獲得該性能信息。在其 他所有方面，圖7的示範性系統與本發明上述實施例發揮了類似的作用。在本發明的某些實施例中，實施包括為N的不同(儘管根本未必需要)值提供更 多簡檔選項的通信系統設備。這允許控制器選擇/建議適當的簡檔，該簡檔提供在該通信 系統的其餘約束條件內，具有很少誤差或沒有誤差的可用最高數據速率。通常，本發明的實施例採用各種處理，包括存儲在一個或更多計算機系統中或者 通過一個或更多計算機系統傳送的數據。本發明的實施例還涉及用於執行這些操作的硬體 設備或其他裝置。該裝置可以是為所需目的專門構造的，或者可以是由電腦程式和/或 計算機中存儲的數據結構可選擇地進行啟動或重新配置的通用計算機。此處提出的處理並 非固有地與任何特定計算機或其他裝置有關。特別地，各種通用機器可以使用根據此處教 導編寫的程序，或者可以更方便地構造更專門的裝置來執行所需的方法步驟。基於以下給 出的描述，這些機器的各種特定結構對本領域技術人員而言將會是顯而易見的。如上所述本發明的實施例使用各種處理步驟，包括計算機系統中存儲的數據。這 些步驟是要求對物理量進行物理操控的步驟。通常，儘管並非必要，但是這些量採用能夠進 行存儲、傳送、合成、比較和其他操控的電信號或磁信號形式。有時候為方便起見，主要是常 規用法的原因，將這些信號稱作比特、比特流、數據信號、控制信號、值、要素、變量、字符、數 據結構等。然而，應當記住，所有這些和類似的數據都與適當的物理量相關聯，並且僅僅是 用於這些量的便利標籤而已。此外，所執行的操控常常稱為這樣一些詞彙，例如識別、擬合或比較。在構成本發 明一部分的此處所述操作的任一項操作中，這些操作都是機器操作。用於執行本發明實施 例的操作的有用機器包括通用數字計算機或其他類似設備。就一切情況而論，應當記住操作計算機的操作方法與計算方法自身之間的區別。本發明的實施例涉及用於操作計算機的 方法步驟，通過處理電信號或其他物理信號來產生其他所需的物理信號。本發明的實施例還涉及用於執行這些操作的裝置。該裝置可以是為所需目的專門 構造的，或者可以是由計算機中存儲的電腦程式可選擇地進行啟動或重新配置的通用計 算機。此處提出的處理並非固有地與任何特定計算機或其他裝置有關。特別地，各種通用 機器可以使用根據此處教導編寫的程序，或者可以更加便於創建更專門的裝置來執行所需 的方法步驟。通過以下給出的描述，這些各種機器的所需結構將是顯而易見的。另外，本發明的實施例進一步涉及包含程序指令的計算機可讀媒體，所述程序指 令用於執行各種計算機執行的操作。該媒體或程序指令可以是針對本發明目的專門設計或 構造的，或者它們可以是對於計算機軟體領域技術人員眾所周知的或可能得到的種類。計 算機可讀媒體的例子包括但不限於，磁媒體，例如硬碟、軟盤和磁帶；光媒體，例如CD-ROM 盤；磁光媒體，例如光磁軟盤；以及專門配置為存儲和執行程序指令的硬體裝置，例如只讀 存儲設備(ROM)和隨機存取存儲器(RAM)。程序指令的例子既包括機器代碼，例如編譯器產 生的機器代碼，還包括包含可由計算機使用解譯器來執行的更高級代碼的文件。圖8圖示了根據本發明一個或更多實施例，可以由用戶和/或控制器使用的典型 計算機系統。該計算機系統800包括任意數目的處理器802 (也稱作中央處理器單元，或 CPU)，這些處理器802連接至包括主存儲器806 (通常為隨機存取存儲器，或RAM)和主存儲 器804 (通常為只讀存儲器，或ROM)的存儲設備上。正如本領域眾所周知的，主存儲器804 用來向CPU單向傳送數據和指令，而主存儲器806通常用來以雙向方式傳送數據和指令。 這兩種主存儲設備都可以包括任何合適的上述計算機可讀媒體。海量存儲設備808也可以 雙向地連接至CPU 802，提供額外的數據存儲容量，並且可以包括上述計算機可讀媒體中的 任何一種。海量存儲設備808可以用來存儲程序、數據等等，並且它通常是次存儲媒體，例 如速度慢於主存儲器的硬碟。應當理解，在適當的情況下，海量存儲設備808內保留的信息 可以按標準形式合併為主存儲器806的一部分，作為虛擬存儲器。專門的海量存儲設備，如 ⑶-ROM 814，也可以單向傳遞數據給CPU。CPU 802也可以連接至接口 810，該接口 810包括一個或更多輸入/輸出設備，例 如視頻監控器、軌跡球、滑鼠、鍵盤、麥克風、觸敏顯示器、轉換器讀卡器、磁帶或紙帶讀取 器、圖形輸入板、唱針、話音或手跡識別器，或其他眾所周知的輸入設備，當然例如其他計算 機。最後，CPU802可以隨意地使用通常如812所示的網絡連接，連接至計算機或電信網絡 上。通過該網絡連接，期望CPU在執行上述方法步驟的過程中，可以從網絡接收信息或者可 以向網絡輸出信息。上述設備和材料是計算機硬體和軟體領域技術人員所熟悉慣用的。上 述硬體元件可以定義多個用於執行本發明操作的軟體模塊。例如，用於運行碼字組成控制 器的指令可以存儲在海量存儲設備808或814上，並且可以在連同主存儲器806 —起在CPU 802上執行。在優選實施例中，將控制器分為幾個軟體模塊。 通過該書面描述，本發明的許多特徵和優點已經顯而易見，因此，所附權利要求意 欲覆蓋本發明的所有這些特徵和優點。此外，由於對本領域技術人員來說很容易出現多種 修改和變化，因此本發明並不限於所說明和描述的嚴格構造和操作。因此，所述實施例應當 視為是說明性且非限制性的，並且本發明不應限於此處給出的細節，而是應當由下述權利 要求及其等同物的全部範圍來限定，無論現在還是將來可預知的亦或無法預知的。
權利要求
一種傳輸系統，包括傳輸信道，用於在發射機和接收機/解碼器之間傳送數據，所述發射機和所述接收機/解碼器各自與所述傳輸信道以可通信的方式通過接口連接；傳輸誤差值監控器，與該接收器/解碼器以可通信的方式通過接口連接，用於周期性地監控用於表示在所述傳輸信道上檢測到的傳輸誤差的隨時間發生的特性、幅度和/或頻率的測量傳輸誤差值MEV，其中所述MEV在所述接收機/解碼器上訓練和初始化之後被周期性地監控，其中所述MEV選自包括下列參數的組比特誤碼率、誤碼秒、誤碼分、固定時段上的代碼違例、在該接收機/解碼器處測量的信噪比SNR、以及傳輸控制協議和網際網路協議TCP/IP吞吐量；其中所述傳輸誤差值監控器進一步用於基於傳輸誤差產生輸入信號，所述傳輸誤差是基於MEV在所述傳輸信道上檢測到的；以及控制器，與所述發射機相連接，用於從所述傳輸誤差值監控器接收輸入信號，並進一步產生控制信號，所述控制信號通過在傳輸系統的交織器外部至少改變N碼字參數來指令所述發射機和/或所述接收機/解碼器的編碼相關部件調整它們的操作，其中所述N碼字參數表示每個數據幀的字節的數目。
2.根據權利要求1所述的傳輸系統，其中TEV是基於MEV在所述傳輸信道上檢測到的 傳輸誤差的閾值比特誤碼率極限。
3.根據權利要求1所述的傳輸系統，進一步包括歷史數據模塊，與所述傳輸誤差值監控器相連接，用於存儲所述傳輸信道在一時段內 的性能歷史，以用於響應在所述傳輸信道上檢測到的傳輸誤差，其中不常見的誤差產生噪 聲事件被記錄在所述傳輸信道的性能歷史中；並且其中所產生的輸入信號進一步基於所述傳輸信道的性能歷史，所述傳輸信道的性能歷 史包括在性能歷史中記錄的不常見的誤差產生噪聲事件。
4.根據權利要求1所述的傳輸系統，其中所述控制器包括動態頻譜管理器。
5.根據權利要求1所述的傳輸系統，其中所述傳輸誤差值監控器周期性地監控MEV包 括所述傳輸誤差值監控器接收表示MEV的輸入信號。
6.根據權利要求1所述的傳輸系統，其中所述控制器進一步產生控制信號，所述控制 信號通過在所述傳輸系統的交織器外部改變一個或更多附加碼字參數來指令所述發射機 和/或接收機的編碼相關部件調整它們的操作，所述一個或更多附加碼字參數選自表示作為離散多音調DMT符號的每個多路數據幀中的有效載荷數據字節的數目的K碼 字參數；表示每個碼字的奇偶校驗字節或冗餘字節的數目的R碼字參數；以及表示每個碼字的DMT符號的數目的S碼字參數。
7.—種控制器，用於調整經由傳輸系統的傳輸信道通信的數據機的發射機和/或 接收機的編碼相關部件的操作，其中所述控制器包括數據獲取模塊，用於周期性地監控用於表示在所述傳輸信道上檢測到的傳輸誤差的隨 時間發生的特性、幅度和/或頻率的測量傳輸誤差值MEV，其中所述MEV在所述發射機和 /或接收機上訓練和初始化之後被周期性地監控，並且其中所述MEV選自包括下列參數的 組比特誤碼率、誤碼秒、誤碼分、固定時段上的代碼違例、在該接收機/解碼器處測量的信噪比SNR、以及傳輸控制協議和網際網路協議TCP/IP吞吐量； 分析模塊，與所述數據獲取模塊相連接，用於基於傳輸誤差產生輸入信號，所述傳輸誤 差是基於MEV與目標傳輸誤差值TEV的比較在所述傳輸信道上被檢測到的；其中所述TEV 表示在所述傳輸信道上檢測到的傳輸誤差的目標數據值；以及控制信號產生器，與所述分析模塊相連接，用於從所述分析模塊接收輸入信號，並產生 控制信號，所述控制信號通過在所述傳輸系統的交織器外部改變N碼字參數和一個或更多 其它碼字參數來指令所述發射機和/或接收機的編碼相關部件調整它們的操作，其中所述 N碼字參數表示每個數字幀的字節的數目，並且其中所述一個或更多其它碼字參數選自表示作為離散多音調DMT符號的每個多路數據幀中的有效載荷數據字節的數目的K碼 字參數；表示每個碼字的奇偶校驗字節或冗餘字節的數目的R碼字參數；以及 表示每個碼字的DMT符號的數目的S碼字參數。
8.根據權利要求7所述的控制器，進一步包括歷史數據模塊，與所述數據獲取模塊相連接，用於存儲所述傳輸信道在一時段內的性 能歷史，以用於響應在所述傳輸信道上檢測到的傳輸誤差，其中不常見的誤差產生噪聲事 件被記錄在所述傳輸信道的性能歷史中；並且其中所產生的控制信號進一步基於所述傳輸信道的性能歷史，所述傳輸信道的性能歷 史包括在性能歷史中記錄的不常見的誤差產生噪聲事件。
9.根據權利要求8所述的控制器，其中所述歷史數據模塊包括資料庫。
10.根據權利要求7所述的控制器，其中所述分析模塊進一步基於在所述傳輸信道上 檢測到的傳輸誤差產生重傳開銷控制信號以修改所述傳輸系統的初始傳輸參數，並將所述 重傳開銷控制信號發送到所述發射機和/或接收機的編碼相關部件。
11.根據權利要求7所述的控制器，其中所述數據獲取模塊周期性地監控MEV包括所 述數據獲取模塊接收表示MEV的輸入信號。
12.—種調整經由數字用戶線路系統的傳輸信道通信的數據機中的發射機和/或 接收機的編碼相關部件的操作的方法，其中所述控制器包括周期性地監控用於表示在所述傳輸信道上檢測到的傳輸誤差的隨時間發生的特性、幅 度和/或頻率的測量傳輸誤差值MEV，其中所述MEV在所述發射機和/或接收機上訓練和 初始化之後被周期性地監控，並且其中所述MEV選自包括下列參數的組比特誤碼率、誤碼 秒、誤碼分、固定時段上的代碼違例、在該接收機/解碼器處測量的信噪比SNR、以及傳輸控 制協議和網際網路協議TCP/IP吞吐量；基於MEV分析在所述傳輸信道上檢測到的傳輸誤差，其中所述分析包括將檢測到的誤 差與目標傳輸誤差值TEV進行比較，其中所述TEV表示在所述傳輸信道上檢測到的傳輸誤 差的目標數據值；以及基於所述分析產生控制信號，其中所述控制信號通過在所述用戶線路系統的交織器外 部至少改變N碼字參數來指令所述數據機的發射機和/或接收機的編碼相關部件調整 它們的操作，其中所述N碼字參數表示每個數字幀的字節的數目。
13.根據權利要求12所述的方法，進一步包括基於所述分析產生控制信號，其中所述控制信號通過在所述傳輸系統的交織器外部改變一個或更多附加碼字參數來指令所述發射機和/或接收機的編碼相關部件調整它們的 操作，所述一個或更多附加碼字參數選自表示作為離散多音調DMT符號的每個多路數據幀中的有效載荷數據字節的數目的K碼 字參數；表示每個碼字的奇偶校驗字節或冗餘字節的數目的R碼字參數；以及 表示每個碼字的DMT符號的數目的S碼字參數。
14.根據權利要求12所述的方法，其中所述方法在控制器中由硬體、軟體和/或固件實 現。
15.根據權利要求12所述的方法，進一步包括響應於對在所述傳輸信道上檢測到的傳輸誤差的分析，產生重傳開銷控制信號以修改 所述數字用戶線路系統的初始傳輸參數，並將所述重傳開銷控制信號發送到所述發射機和 /或接收機。
全文摘要
本發明提供自適應FEC碼字管理。一種自適應FEC編碼用來調整通信系統中FEC碼字的碼字組成。可響應於系統中傳輸誤差測量值與傳輸誤差目標值的偏差來調整碼字組成比率。碼字組成比率可以是表示可用FEC編碼方案中有效載荷字節與奇偶校驗字節之間關係的任意量或值。碼字組成比率的調整可以是調整各種參數，例如ADSL1系統中的N、K和/或R值，或者ADSL2系統中的INP和/或最大交織延遲值。控制器可以用來監控、分析和調整用於自適應管理FEC編碼中的各種值。本發明可以實現於這樣一種傳輸系統中，例如DSL系統，其中發射機通過傳輸信道向接收機發送數據。
文檔編號G06FGK101841389SQ20101010535
公開日2010年9月22日 申請日期2004年12月2日 優先權日2003年12月7日
發明者約翰·M·卡爾夫 申請人:適應性頻譜和信號校正股份有限公司