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(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及串擾評估的方法和裝置，并且涉及包括該裝置的通信系統(tǒng)。
背景技術：
DSL或xDSL是在本地電話網(wǎng)的線路上提供數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊活惣夹g。 非對稱數(shù)字用戶線路(ADSL)是DSL的一種形式，一種在銅電話線上實現(xiàn)了比常規(guī)
語音頻帶調制解調器能夠提供的數(shù)據(jù)傳輸更快的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通信技術。通過采用通常
不被語音電話呼叫所使用的頻率，特別是高于普通人類聽覺的頻率實現(xiàn)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(shù)據(jù)傳輸?shù)膞DSL技術。在大
約300米(1000英尺)的范圍內實現(xiàn)高比特率，其對于對稱接入允許26Mbit/s，或者對于非
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，兩個用于上行(從客戶到電信服務提 供商)，兩個用于下行。適合的調制技術是QAM(正交幅度調制)或DMT(離散多音調制)。
根據(jù)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(yè)務 (例如，網(wǎng)絡電話)和一般互聯(lián)網(wǎng)接入。 VDSL2(甚高速數(shù)字用戶線路2)是利用原本用于普通老式電話業(yè)務(POTS)的現(xiàn)有 銅線基礎設施的接入技術。VDSL2可以從交換局部署、從優(yōu)選位于用戶住宅附近的光纖饋送 箱部署，或者在建筑內部署。 VDSL2被設計為支持三重播放業(yè)務的廣泛部署，三重播放業(yè)務諸如語音、視頻、數(shù) 據(jù)、高清電視(HDTV)、以及互動游戲。VDSL2使得運營商能夠逐步地、靈活地并且低成本地 升級現(xiàn)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(shù)據(jù)速率。 xDSL寬帶調制方案在被引入到雙絞傳輸線并且被調制解調器接收的串擾干擾方
面有問題。 當線路耦合時，特別是在用于分離信號傳輸?shù)耐换蛳噜従€束的線路對之間，發(fā) 生串擾。由此，來自一個或多個源的數(shù)據(jù)信號可以疊加在數(shù)據(jù)信號上并污染該數(shù)據(jù)信號。串 擾包括近端串擾(NEXT)和遠端串擾(FEXT)。 基于這種串擾，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(chǎn)生的串擾干擾可以很大程度地惡化在雙絞線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)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(jīng)由單線傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)速率。 多輸入多輸出系統(tǒng)(文中稱為MIMO系統(tǒng))在現(xiàn)代通信技術中非常重要。該MIMO
系統(tǒng)允許對電信系統(tǒng)的串擾干擾進行建模。 在DSL環(huán)境中使用用于單端線路測試(SELT)的方法以確保該系統(tǒng)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(huán)路的中斷)而不需要附加的測
量設備。
發(fā)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(tǒng)。 根據(jù)獨立權利要求的特征解決了該問題。另外的實施例由從屬權利要求得到。
為了解決該問題，提供一種方法以用于信道的串擾評估，其中由連接第一網(wǎng)絡部 件與至少一個第二網(wǎng)絡部件的多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)來表示信道和/或對信道建模。 MIMO系統(tǒng)包括與傳輸線相關聯(lián)的第一系數(shù)，該第一系數(shù)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(wǎng)絡部件向一個第二網(wǎng)絡部件發(fā)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(wǎng)絡部件發(fā)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(zhí)行單端線路測試，從而確定第一網(wǎng)絡部件與 第二網(wǎng)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(wǎng)絡部件與一個第二網(wǎng)絡部件的至少一條線路上測 量對第一網(wǎng)絡部件所發(fā)送的信號的響應。 根據(jù)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。由于已 知該信號，可以評估該串擾以確定例如第一網(wǎng)絡部件的端口與特定第二網(wǎng)絡部件之間的線 路是否中斷。 又另一實施例中，評估基于具有預定功率密度的信號的脈沖響應。 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(wǎng)絡部件的線路是否有效。 另一實施例中，根據(jù)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(shù)；
Hm,u指的是遠端串擾(FEXT)轉移函數(shù)； a工 指的是不活動的用戶住宅設備(CPE)的復反射系數(shù)； & 指的是環(huán)路1的轉移函數(shù)。 可以根據(jù)下式來估定遠端串擾函數(shù)<formula>formula see original document page 5</formula> 另外，可以在時域中描述線性運算1\。^饑 Hrff,u的傅里葉變換)乘以矩形窗口函數(shù)Pt (t):
<formula>formula see original document page 5</formula> 其中
》，從而將時域沖激響應hrff, k,工(即，
《w,表示傅里葉變換(優(yōu)選地通過FFT算法來處理)； pT (t)被選擇為使得包括比端口 1的群延遲小的群延遲的部分被設為0。 對于再一實施例，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
_跨用于SELT評估的各端口使信噪比相關；以及
-在功率密度譜和/或在時間序列中識別擾動。 跨可用于SELT評估目的的第一網(wǎng)絡部件的若干端口處理信噪比(SNR)。隨后，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(wǎng)絡部件中的至少一個。該低功率模式 可以對應于根據(jù)xDSL規(guī)范的L2模式。 又另一實施例中，第一網(wǎng)絡部件是交換局(CO)或數(shù)字用戶線路接入復用器 (DSLAM)。 —實施例中，至少一個第二網(wǎng)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(wǎng)絡部件關閉并/或斷開。 特別地，第二網(wǎng)絡部件中的一個可以關閉并/或斷開。在該情況下，第一網(wǎng)絡部件
與該第二網(wǎng)絡部件之間的連接(線路)可以用于評估從第一網(wǎng)絡部件(經(jīng)由通向另一第二
網(wǎng)絡部件的另一線路)發(fā)送的信號所導致的串擾部分(NEXT和FEXT)。 對于再一實施例，遠端串擾超過預定閾值以便于評估。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(tǒng)的至少一條輔助路徑。 另外，評估的脈沖響應可以被用來識別第一網(wǎng)絡部件與一個第二網(wǎng)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(huán)境以及以太網(wǎng)環(huán)境中使用文中所提供的方法。
該方法還可以用于特別由第一網(wǎng)絡部件啟動的單端線路測試。
還通過包括處理器單元的用于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(zhí)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(shù)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(tǒng)來解決該問題。
在以下附圖中示出和說明了本發(fā)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(tǒng)； 圖2示出了包括交換局(CO)的圖示，該交換局具有各自連接于用戶住宅設備 (CPE1、 CPE2、. . . 、 CPEn)的若干端口 (COl、 C02、. . . 、 C0n); 圖3示出了包括評估串擾以及經(jīng)由該識別的串擾干擾來執(zhí)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(wǎng)絡的方案，該方案允許特別是經(jīng)由xDSL連接從服務器向客 戶端發(fā)送數(shù)據(jù)。
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(tǒng)。環(huán)路設備模型LPM表示完整信道結構，該結構包括(但不限于)主分配框架、可選分 路器和各種串擾干擾。 有利地，該環(huán)路設備模型LPM可以用于對經(jīng)由各單獨端口的上行(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(huán)路設備模型LPM包括脈沖響應的矩陣，該矩陣包括其對角線中的傳輸線 的脈沖響應，以及其對角線之外的串擾干擾 <formula>formula see original document page 7</formula>
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沖響應，而hk, Jt) (k#l)表示矩陣對角線之外的串擾干擾，即具有編號k的端口與具有編號l的另一端口之 間的串擾干擾。 應當注意的是，符號*表示巻積操作。 因此， 一個實際端口包括兩個虛擬端口 ， 一個虛擬端口在上行方向而另一個虛擬 端口在下行方向。這允許以緊湊模型捕捉SELF-NEXT( S卩，同一物理端口的上行與下行之間 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(jié)。
因此，不僅識別MMO系統(tǒng)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，示出了從交換局的端口 C01到用戶住宅設備CPE1的MIMO-SELT路徑、 從交換局的端口 C02到用戶住宅設備CPE2的空閑路徑，以及從交換局的端口 COn到用戶住 宅設備CPEn的SHOWTME(即"活動")路徑。 當端口C01與用戶住宅設備CPE1之間的連接活動時，交換局(經(jīng)由其端口COl)啟 動一信號，優(yōu)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。交換局處的相關端口 C02被設定到監(jiān)聽狀態(tài)。端口 COn與用戶住宅設備CPEn 之間的路徑n(也被稱為環(huán)路n)活動，經(jīng)由該環(huán)路交換數(shù)據(jù)，兩個終端都處于SHOWTME狀 態(tài)。因此，在端口 COn處只可以確定有限的經(jīng)由端口 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(fā)機芯片組內)和/或在網(wǎng)絡管理系統(tǒng)處 離線地執(zhí)行評估串擾的步驟，特別是為了確定MIMO系統(tǒng)的環(huán)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(jīng)由端口 C01發(fā)送信號與在端口 C02處接收 之間的事件同步的實時要求。
發(fā)送端口 k與接收(監(jiān)聽)端口 l之間的頻率轉移函數(shù)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(shù)； Hm,u指的是遠端串擾(FEXT)轉移函數(shù)； a工 指的是不活動的用戶住宅設備(CPE)的復反射系數(shù)； & 指的是環(huán)路1的轉移函數(shù)。 由常規(guī)SELT測試方法可以得到復反射系數(shù)a工以及環(huán)路1的轉移函數(shù)&。 此后，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于其受限傳播而具有減少的運行時間的事實來 實現(xiàn) "fexUc,/ =-^~~
(3) 其中可以在時域中描述線性運算T^g(Heff, k,》，從而將時域沖激響應heff, k, !(艮卩，
Hrff,u的傅里葉變換)乘以矩形窗口函數(shù)Pt (t):
(VlOTg(wefW》(/)蘭Ft一,(^(0/le狄,!(t))
(4) 其中 巧H/表示傅里葉變換(優(yōu)選地通過FFT算法來處理)； pT (t)被選擇為使得包括比端口 1的群延遲小的群延遲的部分被設為0。 通過傅里葉變換可以從H中導出群延遲。 對于等式(3)的數(shù)值穩(wěn)定性，應當注意的是，特別是對于長線路或環(huán)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。
除了檢測基于在MMO系統(tǒng)內產(chǎn)生的信號的串擾(也稱為"外來串擾")，還有可能 識別基于來自MIMO系統(tǒng)外部的擾動例如基于電磁散布的擾動的串擾。
對于外來串擾的情況，特別是由于時域中DMT符號速率的小模式(small pattern)以及由于頻域中副載波間隔的小模式，在時域和/或頻域中執(zhí)行該擾動的平均。
因此，跨(可用于SELT評估的)各端口使信噪比相關，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(zhí)行SELT，而且還在 用戶住宅設備處于低功率模式(例如，根據(jù)特定xDSL規(guī)范的L2模式)的情況下執(zhí)行SELT。
文中所述的方案可以應用于連接不同網(wǎng)絡部件或網(wǎng)絡元件的不同類型的網(wǎng)絡。該 連接可以為xDSL型和/或非xDSL型。其特別可以用于，例如，以太網(wǎng)環(huán)境中的網(wǎng)絡部件之 間的多芯連接。 圖3示出了包括評估串擾以及經(jīng)由該識別的串擾干擾來執(zhí)行單端線路測試的方 法的步驟的流程圖。
8
在步驟301中，第一網(wǎng)絡部件經(jīng)由特定線路或連接向一個第二網(wǎng)絡部件發(fā)送具有 預定功率密度的信號。優(yōu)選地，第一網(wǎng)絡部件是包括若干端口的交換局，用戶住宅設備可以 連接于這些端口中的每一個(根據(jù)圖2的圖示)。 依據(jù)在步驟301中發(fā)送的信號，第一網(wǎng)絡部件在步驟302中對引入連接交換局的 另一端口與另一用戶住宅設備的另一線路的串擾響應進行監(jiān)聽。優(yōu)選地，連接于該線路的 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?？梢岳缭诮粨Q局內或者在網(wǎng) 絡管理實體內離線地執(zhí)行該處理。 在步驟304中，基于經(jīng)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(jù)所提出的步驟，交換局(或數(shù)字用戶線路接入復用器)可以利用對相鄰 線路的串擾干擾來執(zhí)行這些相鄰線路的單端線路測試。 在圖4中示出了通信網(wǎng)絡的特定方案。經(jīng)由網(wǎng)絡從服務器向交換局或數(shù)字用戶線 路接入復用器CO/DSLAM傳送下行流量。CO/DSLAM還經(jīng)由數(shù)字用戶線路xDSL連接于用戶住 宅設備CPE。具體地，數(shù)字用戶線路連接可以具有以下類型
-非對稱數(shù)字用戶線路八051^^051^2、八051^2+ ;
-高數(shù)據(jù)速率數(shù)字用戶線路HDSL;
-甚高速數(shù)字用戶線路VDSL、VDSL2。 用戶可以經(jīng)由機頂盒和電視或經(jīng)由個人計算機PC/TV連接于用戶住宅設備CPE。 從PC/TV送向服務器的數(shù)據(jù)被稱為上行流量。 優(yōu)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(shù)據(jù)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(wǎng)絡部件(CO)與至少一個第二網(wǎng)絡部件(CPE1、CPE2、...)的MIMO系統(tǒng)來表示信道，所述MIMO系統(tǒng)包括與傳輸線相關的第一系數(shù)，以及特別與串擾相關的第二系數(shù)，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(wǎng)絡部件向一個第二網(wǎng)絡部件發(fā)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(wǎng)絡部件與一個第二網(wǎng)絡 部件的線路上測量對所述第一網(wǎng)絡部件所發(fā)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，其中評估基于所述信號的脈沖響應。
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>formula see original document page 2</formula> 其中 <formula>formula see original document page 2</formula>
6. 如權利要求5所述的方法，其中線性運算<formula>formula see original document page 2</formula>可以被參考為<formula>formula see original document page 2</formula>
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-跨用于SELT評估的各端口使信噪比相關；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(wǎng)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于根據(jù)xDSL規(guī)范的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(wǎng)絡部件是交換局或數(shù) 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(wǎng)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(wǎng)絡部件關閉并/ 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(tǒng)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，其中評估的脈沖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/或以太網(wǎng)環(huán)境中使用。
18. 如前述權利要求中的任何一項所述的方法，用于特別由所述第一網(wǎng)絡部件啟動的 單端線路測試。
19. 一種用于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(zhí)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(shù)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(tǒng)。
全文摘要
提供了一種方法和裝置以用于信道的串擾評估，其中由連接第一網(wǎng)絡部件與至少一個第二網(wǎng)絡部件的多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)來表示信道和/或對信道建模。MIMO系統(tǒng)包括與傳輸線相關的第一系數(shù)，該第一系數(shù)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(wǎng)絡部件向一個第二網(wǎng)絡部件發(fā)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(yōu)先權日2007年5月29日
發(fā)明者J·穆克, W·科澤克 申請人:諾基亞西門子通信公司