一種提高頻譜控制穩定性的方法、系統及裝置的製作方法

2023-07-11 21:12:26

專利名稱：一種提高頻譜控制穩定性的方法、系統及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及通信技術領域，特別是涉及一種提高頻i普控制穩定性的方法、系統及裝置。
背景技術：
xDSL (Digital Subscriber Line,數字用戶線)是一種在電話雙絞線傳輸的高速數據傳輸技術，隨著xDSL使用頻帶的提高，高頻段串擾的問題變得日益突出。當一捆電纜中有多路用戶需要開通xDSL業務時，會罔為串擾問題使得一些線路的速率變低、性能變得不穩定、甚至會出現不能開通的情況，從而最終導致DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer,數字用戶線接入復用器)的出線率比較低。
在用戶的電纜上有著多對雙絞線，各個雙絞線上可能運行了多種不同的業務，各種類型的xDSL同時工作時相互之間會產生串擾，其中某些線路會因為串擾問題使得性能急劇下降，當線路比較長時，某些雙絞線的線路根本不能開通任何形式的DSL業務。
現有技術中，釆用DSM (Dynamic Spectrum Management,動態頻譜管理)的方法對混合xDSL電纜進行管理，通過研究各種DSL的調製技術的頻譜特性以及各種DSL間的串擾，得出各種DSL的功率譜密度和發送功率，調整頻譜控制參數，使系統工作在最佳狀態。通過DSMlevel2算法可以避免串擾產生的影響，在電纜中，每一個收發器都^"從全局的角度來確定該收發器的發送功率譜密度，即從全局的角度來優化發送功率譜密度，使得每個收發器均找到一個合理的發送功率譜密度，從而達到整體的優化目標。
在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題現有技術中沒有考慮到頻譜控制對導頻所在的子載波的影響，而導頻與定時同步具有緊密聯繫，繼而當頻譜控制較嚴格時，實際線路在時間顯示showtime階
5段會隨著時間的推進而不斷的出現可糾正秒、錯誤秒、嚴重錯誤秒等異常統計，嚴重時還會造成線路反覆激活去激活的不穩定現象。

發明內容
本發明實施例提供一種提高頻譜控制穩定性的方法、系統及裝置，以增強頻譜控制的穩定性。
為達到上述目的，本發明實施例提出一種提高頻譜控制穩定性的方法，
包括
選擇子載波並獲取發送功率譜幅頻曲線，所述選擇的子載波不受所述發送功率譜幅頻曲線的限制;
根據所述選擇的子載波獲取導頻，以提高頻鐠控制的穩定性。本發明實施例還提出了 一種提高頻譜控制穩定性的裝置，包括選擇模塊，用於選擇子載波並獲取發送功率譜幅頻曲線，所述選擇的子
載波不受所述發送功率譜幅頻曲線的限制；
獲取模塊，用於根據所述選擇的子載波獲取導頻，以提高頻譜控制的穩定性。
本發明實施例還提出了一種提高頻譜控制穩定性的系統，包括用戶端接入設備，用於收發數字用戶線xDSL信號，進行調製和解調；頻譜控制穩定性裝置，用於根據所述xDSL信號述選擇子載波並獲取發送功率譜幅頻曲線，所述選擇的子載波不受所述發送功率譜幅頻曲線的限制，並根據所述選擇的子載波獲取導頻，以提高信號頻譜控制的穩定性。
數字用戶線接入復用器，用於接收並分離所述"R高了信號頻譜控制穩定性的信號。
與現有技術相比，本發明實施例具有以下優點通過將功率譜控制與導頻所在子載波的信道質量結合起來考慮，給導頻所在的子載波預留足夠的信噪比，使得線路能夠在showtime階段完成更為精確的定時同步，以保證功率譜控制的有效性和穩定性。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發明實施例一提出的一種提高頻譜控制穩定性的方法流程圖；圖2為本發明實施例二提出的一種提高頻譜控制穩定性的方法流程圖；圖3為本發明實施例三提出的一種提高頻譜控制穩定性的方法流程圖；圖4為本發明實施例四提出的 一種提高頻譜控制穩定性的方法流程圖；圖5為本發明實施例五提出的一種提高頻譜控制穩定性的方法流程圖；圖6為本發明實施例六提出的一種提高頻譜控制穩定性的方法流程圖；圖7為本發明實施例七提出的一種提高頻譜控制穩定性的系統結構圖；圖8為本發明實施例八提出的一種提高頻譜控制穩定性的裝置結構圖；圖9為本發明實施例中選擇模塊的結構圖；圖IO為本發明實施例中獲取模塊的結構圖。
具體實施例方式
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
本發明實施例一提出的一種提高頻譜控制穩定性的方法，如圖l所示，包括
步驟SIOI,選擇子載波並獲取發送功率譜幅頻曲線，所述選擇的子載波不受所述發送功率"i普幅頻曲線的限制；
步驟S102,根據所述選擇的子載波獲取導頻，以提高頻譜控制的穩定性。可見，本發明實施例中，通過調節導頻的發送功率，以在showtime階段幫助實現更為精確的同步，保證了線路的穩定性。
本發明實施例二提出的一種提高頻譜控制穩定性的方法，如圖2所示，包括
步驟S201，已知一個線路的發送功率譜幅頻曲線，該發送功率譜幅頻曲線為根據發送功率譜的子載波集合計算而來的，該線路的發送功率譜幅頻曲線使得頻譜更適合於導頻的承載。具體的，該線路為電纜中的DSL線路，該最優的發送功率譜幅頻曲線為使用DSM level2算法，該DSM level2僅僅是一種獲知目標發送功率譜的方法，通過使用DSM level2算法可以獲取該發送功率譜的幅頻曲線，根據優化目標，計算出的最優的發送功率譜幅頻曲線。DSMlevel2算法的主要目標是要避免串擾產生的影響，對於每一個收發器來說，都要從全局的角度來確定收發器本身的發送功率譜密度，從全局的角度來優化發送功率譜密度，得到的是一種最優化的功率譜密度。即為每個收發器找到一個最合理的發送功率語密度，來達到整體的優化目標。DSMlevel2的優化目標可以是速率、功率以及噪聲容性等。本發明實施例中以速率最大化為例來進行描述。
首先，建立一個DSMlevel2的數學模型，用K表示子載波的個數，N表
示用戶數。在本實施例中，DSM優化的目標是最大化某一個用戶的數據速率，
在優化過程中，約束的條件包括兩部分 一是其它N-l個用戶的數據速率要
達到一定的值，二是各個用戶線上的總功率不能超過給定的上限值。優化的
條件包括formula see original document page 8(1)其中^^Z!《，表示第n個用戶的數據速率，^表示第一個用戶的數據速率，iC-為給定的常數，P"也是給定的常數，對^進行約束，其約束條件為i "
不小於給定的常數iC^'，對《進行約束，自變量《表示第n個用戶在第k個子載波上的功率分配，其約束條件為對《從1^1到1^K求和，其最終結果不
大於給定的常數戶"，此外，《的約束條件還需要《不小於0以及《不大於功率譜密度限制^_的最大值。^表示比特數，即信道的容量，其計算公式為
W，"
^ +
附^W
其中，W'"表示在頻段k的第n個用戶的信道，/^"'m表示在頻段k的第m個用戶的信道，而m不等於n,而Z |//;'m|、r則表示求出用戶n以外的所有用戶對用戶n的串擾影響，從y奇以看出，串擾嚴重影響了《，即信道的容量，也就是降低了線路的速率，《表示噪聲。問題(1)是非線形約束的優化問題，目標函數及約束條件均為關於自變量的非凸函數，因此不存在高效且完整的求解算法，需要引入拉格朗日乘因子，將原始非線性約束優化問題轉化為非線性無約束優化問題。因此，問題(l)可以轉化為
max^ +|> (凡—C —-屍J
a，…，" =2 =1 4=1
".0 s《U = 1，…,;"=1,…，W (2)
其中氣,V"〉l及;i"，V"^l為Lagrange乘因子，w 以及義 均為待定常數。才艮據約束最優化理論，由於《,和戶"為給定常數，所以問題(2)等價於
max A + Z w" - Z 2] A"《
51，""=2 =1
(3)在實際的求解過程中，只要對問題(3)進行求解就可以了。將問題(3)中 的w"以及;l"求解出來，就可以知道第一個用戶的l丈據速率/ ,的值了，即得出 了優化的速率，完成DSMlevel2算法對速率的優化。在對速率進行優化之後， 就可以根據該優化的速率得出優化的發射功率，繼而可以得出優化了的功率 譜密度，減小串擾間的影響。根據該最優的發送功率譜可以計算出的最優的 發送功率譜幅頻曲線。
步驟S202， DSM level2算法從該發送功率譜的子載波集合中任意選擇一 個或多個位置的子載波，在選擇子載波的時候，要避免選擇具有RFI (Radio Freqency Interference,射頻幹擾)的子載波。
步驟S203, DSM level2算法對線3各的頻譜進行控制，限制發送功率譜的 子載波集合中除了選擇的子載波外的各個子載波，使得各個子載波均維持在 一個穩定的頻譜範圍內，不對選擇的子載波進行限制，或只是對該選擇的子 載波進行有限的限制，這時，該選擇的子載波相對於發送功率譜的子載波集 合中其它的子載波而言，該選擇的子載波的功率將會比發送功率譜的子載波 集合中其它的子載波的功率大。
步驟S204, DSMlevel2算法對線路進行初始化，將選擇的子載波作為導 頻，由於在對頻譜進行控制時沒有對該選擇的子載波進行限制，該子載波將 具有很高的信噪比，即該導頻具有很高的信噪比。
步驟S205,在showtime階段，該具有高信噪比的導頻幫助實現更為精確 的同步，以使激活後的線路保持較高的穩定性。
可見，本發明實施例中，通過將功率譜控制與導頻所在子載波的信道質 量結合起來考慮，給導頻所在的子載波預留足夠的信噪比，保證了功率譜控 制的有效性和穩定性，在showtime階段實現了更為精確的同步。
本發明實施例三提出的一種提高頻譜控制穩定性的方法，如圖3所示， 包括
步驟S301與步驟S201完全一樣，在此不再贅述。
步驟S302, DSMleve12算法從發送功率譜的子載波集合中的一段或多段 頻譜，即該發送功率譜中的 一段或多段連續的子載波中選擇一個子載波或多
10個子載波，在選擇子載波的時候，要避免選擇具有RFI (Radio Freqency
Interference,射頻幹護0)的子載波。
步驟S303—步驟S305與步驟S203—步驟S205完全一樣，在此不再贅述。 可見，本發明實施例中，通過將功率語控制與導頻所在子載波的信道質
量結合起來考慮，給導頻所在的子載波預留足夠的信噪比，保證了功率譜控
制的有效性和穩定性，在showtime階段實現了更為精確的同步。
本發明實施例四提出的一種提高頻譜控制穩定性的方法，如圖4所示，
包括
步驟S401與步驟S201完全一樣，在此不再贅述。
步驟S402, DSMlevel2算法將該線路初始化，線路被激活後，觀察該激 活後的線路，可以根據該線路得出最適合做導頻的子載波位置，然後就選擇 該子載波。
步驟S403 —步驟S405與步驟S203—步驟S205完全一樣，在此不再贅述。 可見，本發明實施例中，通過將功率譜控制與導頻所在子載波的信道質 量結合起來考慮，給導頻所在的子栽波預留足夠的信噪比，保證了功率譜控 制的有效性和穩定性，在showtime階段實現了更為精確的同步。
本發明實施例五提出的一種頻譜控制穩定性的控制方法，如圖5所示， 包括
步驟S501與步驟S201完全一樣，在此不再贅述。
步驟S502， DSMlevel2算法直接對線路的頻譜進行控制，並將該線路初 始化，在將線路初始化的過程中，該線路中的晶片就可以對該線路進行觀察， 該晶片將根據觀察得出的頻譜幅頻曲線以及信噪比的測量結果，選擇一個信 噪比最高的子載波。
步驟S503，晶片不對選擇的子載波進行限制，或只是對該選擇的子載波 進行有限的限制。
步驟S504,將選"t奪的子載波作為導頻，由於在對頻譜進行控制時沒有對 該選擇的子載波進行限制，該子載波將具有很高的信噪比，即該導頻具有很 高的信噪比。步驟S505，在showtime階段，該具有高信噪比的導頻幫助實現更為精確 的同步，以使激活後的線路保持較高的穩定性。
可見，本發明實施例中，通過將功率譜控制與導頻所在子載波的信道質 量結合起來考慮，給導頻所在的子載波預留足夠的信噪比，保證了功率i普控 制的有效性和穩定性，在showtime階段實現了更為精確的同步。
本發明實施例六提出的一種頻譜控制穩定性的控制方法，如圖6所示， 包括
步驟S601, DSMleve12算法從發送功率譜的子載波集合中任意選擇一個 或多個位置的子載波，在選擇子載波的時候，要避免選擇具有RFI (Radio Fr叫ency Interference,射頻幹擾)的子載波。該DSM level2算法在選擇子載 波時，還可以從發送功率譜的子載波集合中的一段或多段頻譜，即該發送功 率譜中的一段或多段連續的子載波中選擇一個子載波或多個子載波。
步驟S602，通過使用DSMlevel2算法根據所述發送功率譜的子載波集合 獲取該發送功率譜的幅頻曲線，在所述獲取發送功率譜幅頻曲線之前，DSM level2算法發出命令，使得在獲取發送功率譜幅頻曲線的過程中，並不獲取該 選擇的子載波的發送功率譜幅頻曲線，即，在使用DSM level2算法根據所述 發送功率譜的子載波集合獲取到的該發送功率譜的幅頻曲線中並不包括該選 擇的子載波的發送功率譜幅頻曲線。在獲取到發送功率譜幅頻曲線之後，將 該選擇的子載波放到該發送功率譜的幅頻曲線中，得到一個新的發送功率譜 的幅頻曲線。在該新的發送功率譜的幅頻曲線中，該選擇的子載波沒有被進 行限制，使得該選擇的子載波的功率比其它受到限制的子載波的功率大。
步驟S603, DSMlevel2算法對線路進行初始化，將選擇的子載波作為導 頻，該子載波將具有^f艮高的信噪比，即該導頻具有^f艮高的信噪比。
步驟S604,在showtime階段，該具有高信噪比的導頻幫助實現更為精確 的同步，以使激活後的線路保持較高的穩定性。
可見，本發明實施例中，通過將功率譜控制與導頻所在子載波的信道質 量結合起來考慮，給導頻所在的子載波預留足夠的信噪比，保證了功率譜控 制的有效性和穩定性，在showtime階段實現了更為精確的同步。
12本發明實施例七提出的一種頻語控制穩定性的控制系統，如圖7所示，
包括
用戶端接入設備l，用於收發xDSL信號，並對該xDSL信號進行調製和
頻譜控制穩定性裝置2，用於根據用戶端接入設備1發送的xDSL信號選 擇子載波並獲取發送功率譜幅頻曲線，該選擇的子載波不受所述發送功率譜 幅頻曲線的限制，並根據所述選擇的子載波獲取導頻，以提高信號頻語控制 的穩定性。
數字用戶線接入復用器3 ，用於接收並分離經過了頻譜控制穩定性裝置2 進行控制並提高了信號頻譜控制穩定性的信號。
本發明實施例八提出的一種頻譜控制穩定性的裝置，如圖8所示，包括
選擇模塊21,用於選擇子載波並獲取發送功率譜幅頻曲線，在所述獲取 的發送功率譜幅頻曲線中，所述選擇的子載波不受限制；
獲取模塊22,用於根據該選擇模塊21選擇的子載波獲取導頻，以提高頻 譜控制的穩定性。
進一步的，如圖9所示，該選擇;f莫塊21包括
第一獲取子模塊211，用於根據發送功率譜的子載波集合獲取發送功率譜 幅頻曲線；
第一選擇子模塊212，用於在第一獲取子模塊211中獲取的發送功率譜幅 頻曲線中選擇子載波；
第一控制子模塊213，用於控制該第一選擇子模塊212選擇的子載波的發 送功率，以使所述子載波不受頻譜幅頻曲線的制約。
該選擇模塊21還包括
第二選擇子模塊214，用於在發送功率譜的子載波集合選擇子載波； 第二獲取子模塊215，用於根據發送功率譜的子載波集合獲取發送功率譜
幅頻曲線，在該獲取的發送功率譜幅頻曲線中不包括該第二選擇子模塊214
選擇的子載波。
進一步的，如圖10所示，該獲取模塊22包括第三獲取子模塊221,用於根據所述選擇的子載波獲取導頻，所述導頻具 有高信噪比；
同步子模塊222用於根據第三獲取子模塊221獲取的高信噪比的導頻進 行精確的同步，以提高線路的穩定性。
可見，本發明實施例中，通過將功率譜控制與導頻所在子載波的信道質 量結合起來考慮，給導頻、子載波預留足夠的信噪比，保證了功率譜控制的 有效性和穩定性，在showtime階段實現了更為精確的同步。
通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到本發 明可以通過硬體實現，也可以可藉助軟體加必要的通用石更件平臺的方式來實 現。基於這樣的理解，本發明的技術方案可以以軟體產品的形式體現出來， 該軟體產品可以存儲在一個非易失性存儲介質(可以是CD-ROM, U盤，移 動硬碟等)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機， 伺服器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述的方法。
以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域 的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改 進和潤飾，這些改進和潤飾也應^L本發明的保護範圍。
1權利要求
1、一種提高頻譜控制穩定性的方法，其特徵在於，包括選擇子載波並獲取發送功率譜幅頻曲線，所述選擇的子載波不受所述發送功率譜幅頻曲線的限制；根據所述選擇的子載波獲取導頻，以提高頻譜控制的穩定性。
2、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述選擇子載波並獲取發送 功率譜幅頻曲線，所述選擇的子載波不受所述發送功率譜幅頻曲線的限制包 括根據發送功率譜的子載波集合獲取發送功率譜幅頻曲線； 在所述發送功率譜幅頻曲線中選擇子載波；控制所述子載波的發送功率，以使所述子載波不受頻:潛幅頻曲線的制約。
3、 如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述選擇子載波包括 任意選擇一個或多個位置的子載波；或選擇一段或多段連續子載波中的 一個或多個位置的子載波。
4、 如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述選擇子載波還包括 對線路進行激活；根據所述激活後的線路選擇子載波。
5、 如權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述選擇子載波還包括 對線路進行激活；在所述對線路進行激活的過程中，根據頻譜幅頻曲線以及信噪比的測量 結果，選擇信噪比高的子載波。
6、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述選擇子載波並獲取發送 功率譜幅頻曲線，所述選擇的子載波不受所述發送功率譜幅頻曲線的限制包 括在發送功率譜的子載波集合中選擇子載波，所述選擇子載波為任意選擇 一個或多個位置的子載波；或選擇一段或多段連續子載波中的 一個或多個位 置的子載波；根據發送功率譜中未選擇的子載波集合獲取發送功率譜幅頻曲線，在所述獲取的發送功率譜幅頻曲線中不包括所述選擇的子載波。
7、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述根據所述選擇的子載波 獲取導頻，以提高頻譜控制的穩定性包括根據所述選擇的子載波獲取導頻，所述導頻具有高信噪比； 根據所述高信噪比的導頻進行精確的同步，以提高線路的穩定性。
8、 一種提高頻譜控制穩定性的裝置，其特徵在於，包括選擇模塊，用於選擇子載波並獲取發送功率譜幅頻曲線，所述選擇的子 載波不受所述發送功率譜幅頻曲線的限制；獲取模塊，用於根據所述選擇的子載波獲取導頻，以提高頻譜控制的穩 定性。
9、 如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述選擇模塊包括 第一獲取子模塊，用於根據發送功率譜的子載波集合獲取發送功率譜幅頻曲線；第一選擇子模塊，用於在所述發送功率譜幅頻曲線中選擇子載波； 第一控制子模塊，用於控制所述子載波的發送功率，以使所述子載波不 受頻譜幅頻曲線的制約。
10、 如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述選擇才莫塊還包括 第二選擇子模塊，用於在發送功率譜的子載波集合選擇子載波； 第二獲取子模塊，用於根據所述發送功率譜的子載波集合獲取發送功率譜幅頻曲線，在所述獲取的發送功率譜幅頻曲線中不包括所述選擇的子載波。
11、 如權利要求8所述的裝置，其特徵在於，所述獲^^莫塊包括 第三獲取子模塊，用於根據所述選擇的子載波獲取導頻，所述導頻具有高信噪比；同步子模塊，用於根據所述高信噪比的導頻進行精確的同步，以提高線 路的穩定性。
12、 一種提高頻語控制穩定性的系統，其特徵在於，包括 用戶端接入設備，用於收發數字用戶線xDSL信號，進行調製和解調； 頻譜控制穩定性裝置，用於根據所述xDSL信號述選擇子載波並獲取發送功率譜幅頻曲線，所述選擇的子載波不受所述發送功率譜幅頻曲線的限制，並根據所述選擇的子載波獲取導頻，以提高信號頻語控制的穩定性；數字用戶線接入復用器，用於接收並分離所述提高了信號頻譜控制穩定 性的信號。
13、如權利要求12所述的系統，其特徵在於，所述頻譜控制穩定性裝置 包括選擇模塊，用於選擇子載波並獲取發送功率譜幅頻曲線，所述選擇的子 載波不受所述發送功率^"幅頻曲線的限制；獲取模塊，用於根據所述選擇的子載波獲取導頻，以提高頻譜控制的穩 定性。
全文摘要
本發明實施例公開了一種提高頻譜控制穩定性的方法、系統及裝置，該方法包括選擇子載波並獲取發送功率譜幅頻曲線，所述選擇的子載波不受所述發送功率譜幅頻曲線的限制；根據所述選擇的子載波獲取導頻，以提高頻譜控制的穩定性。本發明實施例中，通過將功率譜控制與導頻所在子載波的信道質量結合起來考慮，給導頻所在的子載波預留足夠的信噪比，使得線路能夠在showtime階段完成更為精確的定時同步，以保證功率譜控制的有效性和穩定性。
文檔編號H04B3/32GK101662311SQ200810214059
公開日2010年3月3日 申請日期2008年8月26日 優先權日2008年8月26日
發明者方李明, 程 李 申請人:華為技術有限公司