專利名稱：多載波系統(tǒng)中的載波分布信息的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分布信息發(fā)射設(shè)備和分布信息接收設(shè)備。
這樣的設(shè)備是已知的，比如ADSL Standard SpecificationRelease 2的第9部分，標(biāo)題為“Network and CustomerInstallation Interfaces-Asymmetric Digital SubscriberLine(ADSL)Metallic Interface”(參考ANSI T1.413-1998)。其中，公開了ADSL收發(fā)設(shè)備的初始化過程。根據(jù)9.8.13節(jié)，中心局ADSL收發(fā)設(shè)備為ADSL上行載波產(chǎn)生比特和增益信息，即分布信息，并將此比特和增益信息封裝為C-B&G的報(bào)文信息傳輸給遠(yuǎn)端ADSL收發(fā)設(shè)備。比特和增益信息由比特?cái)?shù)bi(無符號的4-bit整數(shù))與增益值gi(無符號的12-bit定點(diǎn)質(zhì)量)組成，其中比特?cái)?shù)代表在第i個(gè)上行載波上由遠(yuǎn)端ADSL收發(fā)設(shè)備所調(diào)制的比特?cái)?shù)，增益值gi代表用于傳輸?shù)趇個(gè)上行載波的增益。這樣每一上行載波所產(chǎn)生及傳輸?shù)姆植夹畔?6比特。被遠(yuǎn)端ADSL收發(fā)設(shè)備接收后，比特和增益信息用以控制上行數(shù)據(jù)調(diào)制器。類似地，上述ADSL標(biāo)準(zhǔn)的9.9.14節(jié)說明了遠(yuǎn)端ADSL收發(fā)設(shè)備必須為ADSL下行載波產(chǎn)生相似的比特和增益信息并將此比特和增益信息封裝為R-B&G的報(bào)文信息傳輸給中心局ADSL收發(fā)設(shè)備。被中心局ADSL收發(fā)設(shè)備接收后，比特和增益信息用以控制下行解調(diào)器。在一個(gè)ADSL系統(tǒng)中，256個(gè)載波或者信號音以頻分復(fù)用的方式用于傳送上行及下行數(shù)據(jù)。因而在初始化程序期間將傳送的集合分布信息長512字節(jié)，把初始化程序延遲了大約1秒鐘。若在多載波系統(tǒng)中用已知的方法傳送分布信息，需要使用更多的載波，例如未來VDSL(超高速數(shù)字用戶線)系統(tǒng)可能有多達(dá)4096個(gè)載波傳送數(shù)據(jù)，也許需要幾十秒來轉(zhuǎn)換比特和增益信息，則使得初始化過程的時(shí)間長得無法接受。
本發(fā)明的目的是提供類似于已有技術(shù)的分布信息發(fā)射與接收設(shè)備，但避免了在多載波系統(tǒng)中使用時(shí)大量載波被數(shù)據(jù)調(diào)制而造成的分布信息轉(zhuǎn)換時(shí)間太長的問題。
按照本發(fā)明，上述目的可由以下分布信息發(fā)射設(shè)備和分布信息接收設(shè)備來實(shí)現(xiàn)一種分布信息發(fā)射設(shè)備(BiGi_TA)，用于多載波系統(tǒng)的多載波發(fā)射機(jī)(TX)或接收機(jī)(RX)中，所述設(shè)備(BiGi_TA)包含產(chǎn)生指示分布的載波分布信息的裝置(BiGi_PROD)，其中各載波由所述多載波發(fā)射機(jī)(TX)調(diào)制，以及發(fā)射所述載波分布信息的裝置(BiGi_TX))，其特征在于所述產(chǎn)生載波分布信息的裝置(BiGi_PROD)適于為至少一個(gè)彼此分開的載波的子集(SUBSET1,SUBSET2,…,SUBSET8)產(chǎn)生一組參數(shù)值(B1,G1；B2,G2；…；B8,G8)，其中在所述至少一個(gè)彼此分開的載波的子集(SUBSET1,SUBSET2,…,SUBSET8)用內(nèi)插法恢復(fù)所有載波(f0…f511,f512…f1023,…,f3584…f4095)的分布。
分布信息接收設(shè)備(BiGi_RA)，用于多載波系統(tǒng)的多載波發(fā)射機(jī)(TX)或接收機(jī)(RX)中，所述設(shè)備(BiGi_RA)包含接收分布指示的載波信息的裝置(BiGi_RX)，其中彼此分開的載波被所述多載波發(fā)射機(jī)(TX)調(diào)制，以及由所述載波分布信息確定所述分布信息的裝置(BiGi_DET)，其特征在于所述載波信息確定裝置(BiGi_DET)包含內(nèi)插裝置，它適于在至少一個(gè)彼此分開的載波的子集(SUBSET1,SUBSET2,…,SUBSET8)中由一組彼此分開的參數(shù)值(B1,G1；B2,G2；…；B8,G8)來恢復(fù)所有載波(f0…f511，f512…f1023,…,f3584…f4095)的分布信息，其中參數(shù)值形成所述載波分布信息的部分。
實(shí)際上，把載波以子集分組，每一子集僅發(fā)射有限組參數(shù)值作為分布信息，通過內(nèi)插法從導(dǎo)出子集里每一載波的分布信息，那么將被轉(zhuǎn)換的分布信息的容量可得到顯著減小。比如載波數(shù)為N的多載波系統(tǒng)，設(shè)N=4096，各載波被標(biāo)定為0到N-1。載波組被分成M個(gè)載波子集Sn，設(shè)M=8。每一子集與一組L參數(shù)Pn相聯(lián)系，設(shè)L=2。定義兩個(gè)內(nèi)插函數(shù)B和G，這樣屬于子集Sn、以指數(shù)k表示載波的比特?cái)?shù)和增益就分別為Bk=B(k,Pn)和Gk=G(k,Pn)。一個(gè)載波的比特和增益信息不是N倍的，而只是M倍的L參數(shù)值，參數(shù)值被封裝于分布信息報(bào)文內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明，該信息也可包含載波子集、參數(shù)和內(nèi)插函數(shù)的記錄信息。最好是記錄子集信息、參數(shù)和內(nèi)插函數(shù)的優(yōu)先次序，例如在象VDSL(Very High SpeedDigital Subscriber Line)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范中，通常是這樣的。
值得注意的是，權(quán)利要求書中使用的“包含”一詞不能理解為僅限于所列舉的裝置。“某設(shè)備包含裝置A和B”的表述范圍不限于該設(shè)備僅包含組成部分A和B。它意味著根據(jù)本發(fā)明，只是設(shè)備的相關(guān)部分為A和B。
根據(jù)本發(fā)明，分布信息發(fā)射設(shè)備和分布信息接收設(shè)備之第一實(shí)施例的附加技術(shù)特征記載于權(quán)利要求2和8中。
因而在第一最佳實(shí)施例中，一個(gè)載波子集的參數(shù)值可由比特?cái)?shù)和增益值組成。屬于同一子集的載波將被用相等數(shù)量的比特調(diào)制，且將被用相同的增益發(fā)射。
根據(jù)本發(fā)明，分布信息發(fā)射設(shè)備和分布信息接收設(shè)備之第二實(shí)施例的附加技術(shù)特征記載于權(quán)利要求3和9中。
因而在第二最佳實(shí)施例中，一個(gè)載波子集的參數(shù)值可由比特?cái)?shù)、第一和第二增益值組成。屬于同一子集的載波將被用相等數(shù)量的比特調(diào)制，且將被用通過內(nèi)插法由第一和第二增益值中所得到的增益發(fā)射。
根據(jù)本發(fā)明，分布信息發(fā)射設(shè)備之第二實(shí)施例的更進(jìn)一步的特征記載于權(quán)利要求4中。
依此方式，每一載波被用通過線性內(nèi)插法由第一和第二增益值中所得到的增益發(fā)射，其性能與信道特性或者信道噪聲的線性斜率相一致。
根據(jù)本發(fā)明，分布信息發(fā)射設(shè)備的另外特征記載于權(quán)利要求5中。
為避免子集未被優(yōu)先定義，分布信息報(bào)文可包含記錄載波子集分組的信息。
根據(jù)本發(fā)明，分布信息發(fā)射設(shè)備的另一特征記載于權(quán)利要求6中。
依此方式，若N為M的整數(shù)倍，則M個(gè)子集的每一個(gè)由N/M個(gè)鄰近的載波塊組成。
本發(fā)明的上述及其它目的與技術(shù)特征將通過以下對實(shí)施例的具體描述和參考附圖
變得更清楚，并被很好地理解。附圖為一個(gè)多載波接收機(jī)RX和一個(gè)多載波發(fā)射機(jī)TX的功能方框圖，其中RX包含實(shí)施例分布信息發(fā)射設(shè)備BiGi_TA,TX包含實(shí)施例分布信息接收設(shè)備BiGi_RA。
附圖實(shí)際上表示了一個(gè)方向，即VDSL系統(tǒng)的下行方向或者是上行方向。VDSL系統(tǒng)包含一個(gè)多載波VDSL發(fā)射機(jī)TX與一個(gè)多載波VDSL接收機(jī)RX,TX與RX通過電話線路LINE相接。VDSL發(fā)射機(jī)TX包括一個(gè)DMT(DiscreteMulti Tone)調(diào)制器MOD和一個(gè)分布信息接收設(shè)備BiGi_RA。DMT調(diào)制器MOD耦合于VDSL發(fā)射機(jī)TX的數(shù)據(jù)輸入端DATA與TX跟電話線路LINE相接的終端之間。分布信息接收設(shè)備BiGi_RA耦合于上述VDSL發(fā)射機(jī)TX跟電話線路LINE相接的終端與DMT調(diào)制器MOD的控制輸入端之間，且由級聯(lián)的分布信息接收機(jī)BiGi_RX與分布信息確定電路BiGi_DET組成。VDSL接收機(jī)RX包括一個(gè)DMT解調(diào)器DMOD、一個(gè)分布信息發(fā)射設(shè)備BiGi_TA和信道分析電路CHANNEL。DMT解調(diào)器DMOD耦合于VDSL接收機(jī)RX跟電話線路LINE相接的終端與VDSL接收機(jī)RX的數(shù)據(jù)輸出終端DATA'之間。分布信息發(fā)射設(shè)備BiGi_TA通過信道分析電路CHANNEL耦合于DMT解調(diào)器DMOD的輸出端與VDSL接收機(jī)RX跟電話線路LINE相接的終端之間。分布信息發(fā)射設(shè)備BiGi_TA由級聯(lián)的分布信息發(fā)生器BiGi_PROD與分布信息發(fā)射機(jī)BiGi_TX組成，還包括一個(gè)同DMT解調(diào)器DMOD的控制輸入端相連的輸出端。附圖進(jìn)一步表示出從VDSL發(fā)射機(jī)TX傳輸?shù)絍DSL接收機(jī)RX的載波f0…f511,f512…f1023,…,f3584…f4095以及從分布信息發(fā)射機(jī)BiGi_TX傳輸?shù)椒植夹畔⒔邮諜C(jī)BiGi_RX的分布信息報(bào)文BiGi。
在圖示的VDSL系統(tǒng)中，4096個(gè)載波f0…f511,f512…f1023,…,f3584…f4095被優(yōu)先分組為8個(gè)載波子集SUBSET1,SUBSET2,…,SUBSET8，每一子集由512個(gè)鄰近的載波組成。信道分析電路CHANNEL按預(yù)定次序測量每一載波f0…f511,f512…f1023,…,f3584…f4095的信噪比(SNR)。這些信噪比的值被分布信息發(fā)生器BiGi_PROD用來給每一載波子集SUBSET1,SUBSET2,…,SUBSET8確定比特?cái)?shù)和增益，比特?cái)?shù)可在該子集的每一載波上被調(diào)制，增益則是該子集的每一載波被發(fā)射所使用的增益。如此得到的8比特值B1,B2,…,B8和8增益值G1,G2,…,G8被分布信息發(fā)射機(jī)BiGi_TX封裝于分布信息報(bào)文之中。分布信息報(bào)文BiGi通過電話線路被從分布信息發(fā)射機(jī)BiGi_TX傳輸?shù)椒植夹畔⒔邮諜C(jī)BiGi_RX，若使用4-bit整數(shù)值的比特?cái)?shù)和12-bit固定點(diǎn)質(zhì)量的增益值，則其具有128比特長度。分布信息接收機(jī)BiGi_RX將分布信息報(bào)文解封裝并把參數(shù)值B1,G1,B2,G2,…,B8,G8提供給分布信息確定電路BiGi_DET。分布信息確定電路優(yōu)先定義恒定的比特內(nèi)插函數(shù)和恒定的增益內(nèi)插函數(shù)，分別將接收的比特?cái)?shù)B1,B2,…,B8恒定地內(nèi)插到每一子集SUBSET1,SUBSET2,…,SUBSET8，每一載波即得到應(yīng)被調(diào)制的比特?cái)?shù)。類似地，分布信息確定電路BiGi_DET分別將接收的增益值G1,G2,…,G8恒定地內(nèi)插到每一子集SUBSET1,SUBSET2,…,SUBSET8，每一載波即得到應(yīng)被發(fā)射的增益。如此產(chǎn)生的比特和增益信息被提供給DMT調(diào)制器MOD的控制輸入端，作為其結(jié)果在SUBSET1的載波f0…f511上調(diào)制B1比特(圖中B1假定為2)且將這些載波用增益G1傳輸，在SUBSET2的載波f512…f1023上調(diào)制B2比特(圖中B2假定為4)且將這些載波用增益G2傳輸，…，在SUBSET3的載波f3584…f4095上調(diào)制B8比特(圖中B8假定為3)且將這些載波用增益G8傳輸。在VDSL接收機(jī)RX中，DMT解調(diào)器DMOD從載波f0…f511,f512…f1023,…,f3584…f4095之中解調(diào)正確數(shù)量的比特，因其直接由分布信息發(fā)射設(shè)備BiGi_TA得到比特和增益信息。這些信息被提供給DMT解調(diào)器DMOD的控制終端。
在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，圖中未示出，4096個(gè)載波可再次被優(yōu)先分成8個(gè)載波子集，每一子集512個(gè)載波。分布信息發(fā)生器從信道信息中給8個(gè)載波子集的每一個(gè)導(dǎo)出一個(gè)比特?cái)?shù)和一個(gè)增益值，子集中具有最低和最高指數(shù)的載波都以此增益被傳輸。分布信息確定電路優(yōu)先定義一個(gè)恒定的比特內(nèi)插函數(shù)和線性增益內(nèi)插函數(shù)。每一子集當(dāng)中，所有載波將再次運(yùn)載相同的比特?cái)?shù)，而載波增益將由線性內(nèi)插法在子集中的兩個(gè)限制值間給出。
本發(fā)明的另一實(shí)施例中，圖中也未示出，載波沒有被優(yōu)先分成子集。在信道分析之后，載波被按子集分組，相同的比特?cái)?shù)被分配給子集并且通過線性內(nèi)插法得到所用增益。因而總增益將有一鋸齒狀性能函數(shù)曲線。載波子集典型地將不含相同載波數(shù)，子集構(gòu)成將通過報(bào)文信息(可能通過分布信息報(bào)文BiGi)從VDSL接收機(jī)告知VDSL發(fā)射機(jī)。
很明顯，以上所描述的一個(gè)傳輸方向的操作，即VDSL系統(tǒng)的下行方向，也可在相反的方向，即其上行方向?qū)嵤?。根?jù)本發(fā)明的原則，向上行方向指示比特和增益分配的分布信息報(bào)文也可以很短。
依照本發(fā)明，比特和增益信息的傳輸與計(jì)算顯然可以在初始化時(shí)實(shí)施，且根據(jù)上述說明將不會阻礙快速的初始化，也可以在按信道特性變化適應(yīng)載波分布信息的操作期間實(shí)施。
盡管以上說明針對的是VDSL(Very High Speed DigitalSubscriber Line)技術(shù)，任何技術(shù)人員都能做到將本發(fā)明應(yīng)用于ADSL(Asynchronous Digital Subscriber Line)、SDSL(SynchronousDigital Subscriber Line)、HDSL(High Speed DigitalSubscriber Line)系統(tǒng)以及使用可變?nèi)萘康姆植夹畔⑻峁┒噍d波線路碼的類似系統(tǒng)之中。
通信領(lǐng)域的技術(shù)人員可知，雖然本發(fā)明只給出了按預(yù)定次序測量信噪比以估計(jì)信道特性的例子，但這并非唯一的方法，因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)當(dāng)中有很多可以替換的方法能用來確定信道質(zhì)量。
另外值得注意的是附圖中不同的功能塊既可以通過硬件也可以通過軟件來實(shí)施。比如說分布信息發(fā)射機(jī)BiGi_TX和接收機(jī)BiGi_RX可以由硬件實(shí)現(xiàn)接口，而分布信息發(fā)生器BiGi_PROD和分布信息確定電路BiGi_DET可以由軟件實(shí)現(xiàn)運(yùn)算。
顯然本發(fā)明不需要使用特殊的多載波線路碼調(diào)制技術(shù)，因此DMT(Discrete Multi Tone)調(diào)制、Zipper調(diào)制、OFDM(OrthogonalFrequency Division Modulation)或者任何能提供可變?nèi)萘康姆植夹畔⒌亩噍d波調(diào)制方案都可以使用。
還值得注意的是，盡管以上描述的通信系統(tǒng)是在成對的電話線路LINE上傳輸數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，但本發(fā)明的實(shí)施不僅限于通過這樣的媒介傳輸數(shù)據(jù)，電纜連接、光連接、衛(wèi)星連接、通過大氣的無線連接等等，都可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
再有，以上本發(fā)明實(shí)施例所描述的顯然是功能塊術(shù)語，本領(lǐng)域技術(shù)人員由這些描述能夠設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)功能塊的電子設(shè)備，而且它們能夠用眾所周知的電子組件制造出來。關(guān)于功能塊組件的細(xì)節(jié)這里不再贅述。
本發(fā)明的原則已通過上面所描述的設(shè)備得到說明，很容易理解，僅有的實(shí)施例并未限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1．一種分布信息發(fā)射設(shè)備(BiGi_TA)，用于多載波系統(tǒng)的多載波發(fā)射機(jī)(TX)或接收機(jī)(RX)中，所述設(shè)備(BiGi_TA)包含產(chǎn)生指示分布的載波分布信息的裝置(BiGi_PROD)，其中各載波由所述多載波發(fā)射機(jī)(TX)調(diào)制，以及發(fā)射所述載波分布信息的裝置(BiGi_TX)，其特征在于所述產(chǎn)生載波分布信息的裝置(BiGi_PROD)適于為至少一個(gè)彼此分開的載波的子集(SUBSET1,SUBSET2,…,SUBSET8)產(chǎn)生一組參數(shù)值(B1,G1；B2,G2；…；B8,G8)，其中在所述至少一個(gè)彼此分開的載波的子集(SUBSET1,SUBSET2,…,SUBSET8)用內(nèi)插法恢復(fù)所有載波(f0…f511,f512…f1023,…,f3584…f4095)的分布。
2．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備(BiGi_TA)，其特征在于所述一組參數(shù)值(B1,G1；B2,G2；…；B8,G8)包含第一比特?cái)?shù)(B1；B2；…；B8)和第一增益值(G1；G2；…；G8)。
3．如權(quán)利要求1所述的設(shè)備(BiGi_TA)，其特征在于所述一組參數(shù)值包含第一比特?cái)?shù)、第一增益值和第二增益值。
4．如權(quán)利要求3所述的設(shè)備(BiGi_TA)，其特征在于所述至少一個(gè)彼此分開的載波子集(SUBSET1,SUBSET2,…,SUBSET8)中的所述所有載波分布信息可由線性內(nèi)插法被恢復(fù)。
5．如權(quán)利要求1-4中任一個(gè)的設(shè)備(BiGi_TA)，其特征在于所述設(shè)備進(jìn)一步包含產(chǎn)生記錄所述至少一個(gè)彼此分開的載波子集(SUBSET1,SUBSET2,…,SUBSET8)的信息的裝置，以及傳輸所述記錄信息的裝置。
6．如權(quán)利要求1-5中任一個(gè)的設(shè)備(BiGi_TA)，其特征在于N個(gè)載波被以連續(xù)的載波指數(shù)分成M個(gè)N/M載波的子集，N為代表在所述多載波系統(tǒng)中使用的所有載波數(shù)量的第一整數(shù)，M代表第二整數(shù)，其中N是M的整數(shù)倍。
7．分布信息接收設(shè)備(BiGi_RA)，用于多載波系統(tǒng)的多載波發(fā)射機(jī)(TX)或接收機(jī)(RX)中，所述設(shè)備(BiGi_RA)包含接收分布指示的載波信息的裝置(BiGi_RX)，其中彼此分開的載波被所述多載波發(fā)射機(jī)(TX)調(diào)制，以及由所述載波分布信息確定所述分布信息的裝置(BiGi_DET)，其特征在于所述載波信息確定裝置(BiGi_DET)包含內(nèi)插裝置，它適于在至少一個(gè)彼此分開的載波的子集(SUBSET1,SUBSET2,…,SUBSET8)中由一組彼此分開的參數(shù)值(B1,G1；B2,G2；…；B8,G8)來恢復(fù)所有載波(f0…f511,f512…f1023,…,f3584…f4095)的分布信息，其中參數(shù)值形成所述載波分布信息的部分。
8．如權(quán)利要求7所述的設(shè)備(BiGi_RA)，其特征在于所述一組參數(shù)值(B1,G1；B2,G2；…；B8,G8)包含第一比特?cái)?shù)(B1；B2；…；B8)和第一增益值(G1；G2；…；G8)并且所述內(nèi)插裝置適于在所述至少一個(gè)彼此分開的載波的子集(SUBSET1,SUBSET2,…,SUBSET8)中確定每一載波(f0…f511,f512…f1023,…,f3584…f4095)，其比特?cái)?shù)等于所述第一比特?cái)?shù)(B1；B2；…；B8)，其增益值等于所述第一增益值(G1；G2；…；G8)。
9．如權(quán)利要求7所述的設(shè)備(BiGi_RA)，其特征在于所述一組參數(shù)值包含第一比特?cái)?shù)、第一增益值和第二增益值，并且所述內(nèi)插裝置用于在所述至少一個(gè)彼此分開的載波的子集中確定每一載波，其比特?cái)?shù)等于所述第一比特?cái)?shù)，由線性內(nèi)插法在所述第一增益值與所述第二增益值中確定增益值。
10．如權(quán)利要求7-9中任一個(gè)的設(shè)備(BiGi_RA)，其特征在于所述設(shè)備(BiGi_RA)進(jìn)一步包含接收記錄所述至少一個(gè)彼此分開的載波子集(SUBSET1,SUBSET2,…,SUBSET8)的信息的裝置，以及解釋所述記錄信息的裝置。
全文摘要
在多載波系統(tǒng)中,載波(f
文檔編號H04L5/14GK1308439SQ01111970
公開日2001年8月15日 申請日期2001年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月28日
發(fā)明者米古爾·皮特爾斯, 迪米特利·瑪賽爾·賽依, 菲利普·安托英 申請人:阿爾卡塔爾公司