專利名稱：多載波傳輸系統(tǒng)和傳輸單元及傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多載波傳輸系統(tǒng)，傳輸單元及傳輸方法。更具體的，本發(fā)明涉及所公知的離散多-語音(DMT)調(diào)制系統(tǒng)的多載波傳輸系統(tǒng)，傳輸單元及傳輸方法。
作為此類的傳統(tǒng)的DMT型多載波傳輸系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例，在美國專利No.5,479,447中揭示了此種技術(shù)。此種多載波傳輸系統(tǒng)測量各個(gè)載波的信噪比(SNR)用于多個(gè)載波的比特分布，及根據(jù)所測的SNR獲得比特分布。
在此現(xiàn)有技術(shù)中存在的一個(gè)問題在于傳輸量較小。其原因在于當(dāng)產(chǎn)生周期性變化的噪聲時(shí)，且如果以某一錯(cuò)誤率建立通訊，則是參考每個(gè)載波的SNR的平均值進(jìn)行比特分布及功率分布。因此，比特分布及功率分布被僅限制在SNR的一種平均值，這樣固有的使得數(shù)據(jù)傳輸量較小。
因此，本發(fā)明目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的問題。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種多載波傳輸系統(tǒng)，傳輸單元及傳輸方法，其可在周期性的產(chǎn)生噪聲的情況下進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，多載波傳輸系統(tǒng)的特征在于通過根據(jù)周期性改變的周期獲得的多個(gè)載波的每個(gè)載波的比特分布進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。接著，通過與周期性改變的噪聲同步的時(shí)鐘及根據(jù)時(shí)鐘的周期獲得每個(gè)載波的比特分布。在獲得每個(gè)載波的比特分布的同時(shí)獲得其傳輸功率分布。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)多載波傳輸系統(tǒng)包含用每個(gè)載波進(jìn)行正交調(diào)幅及用反傅立葉變換多路復(fù)用被調(diào)制的載波的第一單元；及用傅立葉變換解調(diào)來自第一單元中的被多路復(fù)用的信號的每個(gè)載波的第二單元。
另一方面，第一單元包含用于傳輸與具有變化電平的時(shí)鐘同步的語音的電路及用于傳輸具有各個(gè)載波的所有成分的偽隨機(jī)信號的電路，及第二單元包含用于在來自第一單元的語音電平的基礎(chǔ)上檢測噪聲的周期的電路，及用于在每個(gè)被檢測的周期獲得偽隨機(jī)信號的信噪比的電路及用于獲得傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)及在信噪比的基礎(chǔ)上獲得載波的比特分布的電路。然后，第二電路包含用于將所獲得的傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)及每個(gè)載波的比特分布傳輸?shù)降谝粏卧碾娐?，而第一單元包含用于根?jù)傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)及來自第二單元的每噪聲周期的比特分布向第二單元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娐贰５诙卧糜趥鬏敯總€(gè)載波的所有成分的偽隨機(jī)信號的電路，及第一單元包含用于在每個(gè)噪聲周期獲得來自第一單元的偽隨機(jī)信號的信噪比的電路，及用于獲得傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)和在信噪比的基礎(chǔ)上獲得載波的比特分布的電路。第一單元包含用于將所獲得的載波的傳輸功率分布和比特分布傳輸?shù)降诙卧碾娐?，第二單元包含用于根?jù)傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)及來自第一單元的每個(gè)噪聲周期的比特分布向第一單元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娐?。第一單元相?yīng)來自第二單元的對于其自身的傳輸啟始命令開始傳輸操作。在第一單元和第二單元間通過數(shù)字用戶線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在大和小間進(jìn)行周期性變化的噪聲為小時(shí)比噪聲為大時(shí)所完成的比特分布可以分布更大量的比特。當(dāng)周期性變化的噪聲為遠(yuǎn)端串?dāng)_時(shí)，比其為近端串?dāng)_時(shí)可分布更大量的比特。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，多載波傳輸單元通過多載波進(jìn)行傳輸，其特征在于通過根據(jù)周期性變化的噪聲的周期獲得的多載波的每個(gè)載波的比特分布進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。通過用與周期性變化的噪聲同步的時(shí)鐘及根據(jù)時(shí)鐘的周期獲得每個(gè)載波的比特分布。在獲得每個(gè)載波的比特分布的同時(shí)可獲得其傳輸功率分布。多載波傳輸單元使用每個(gè)載波進(jìn)行正交調(diào)幅并使用反傅立葉變換多路復(fù)用被調(diào)制的載波。
另一方面，多載波傳輸單元還包含用于傳輸與具有變化電平的時(shí)鐘同步的語音的電路及用于傳輸具有各個(gè)載波的所有成分的偽隨機(jī)信號的電路。
多載波傳輸單元還包含用于在來自另一單元的語音電平的基礎(chǔ)上檢測噪聲的周期的電路，及用于在每個(gè)被檢測的周期獲得偽隨機(jī)信號的信噪比的電路及用于獲得傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)及在信噪比的基礎(chǔ)上獲得載波的比特分布的電路。多載波傳輸單元還包含用于將所獲得的傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)及每個(gè)載波的比特分布傳輸?shù)搅硪粏卧碾娐?。多載波傳輸單元還包含用于在每個(gè)噪聲周期獲得來自另一單元的偽隨機(jī)信號的信噪比的電路，及用于獲得傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)和在信噪比的基礎(chǔ)上獲得載波的比特分布的電路。多載波傳輸單元還包含用于將功率分布和比特分布中的一個(gè)及來自第一單元的每個(gè)噪聲周期的比特分布向另一單元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娐贰?br> 第一單元響應(yīng)來自第二單元的對于其自身的傳輸啟始命令開始傳輸操作。在第一單元和第二單元間通過數(shù)字用戶線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在大和小間進(jìn)行周期性變化的噪聲為小時(shí)比噪聲為大時(shí)所完成的比特分布可以分布更大量的比特。當(dāng)周期性變化的噪聲為遠(yuǎn)端串?dāng)_時(shí)，比其為近端串?dāng)_時(shí)可分布更大量的比特。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，多載波傳輸方法的特征在于通過根據(jù)周期性變化的噪聲的周期獲得的多載波的每個(gè)載波的比特分布進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。通過用與周期性變化的噪聲同步的時(shí)鐘及根據(jù)時(shí)鐘的周期獲得每個(gè)載波的比特分布。在獲得每個(gè)載波的比特分布的同時(shí)獲得其傳輸功率分布。
在上述的方法中，在第一單元中通過用每個(gè)載波進(jìn)行正交調(diào)幅并通過用反傅立葉變換進(jìn)行多路復(fù)用被調(diào)制的載波，在第二單元中通過用傅立葉變換將來自第一單元的被多路復(fù)用信號解調(diào)每一個(gè)載波。在第一單元中，傳輸與具有變化電平的時(shí)鐘同步的語音，并傳輸具有各個(gè)載波的所有成分的偽隨機(jī)信號，且在第二單元中，在來第一單元的語音的電平的基礎(chǔ)上檢測噪音的周期，并獲得每個(gè)被檢測周期的偽隨機(jī)信號的信噪比，及獲得傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)和在信噪比的基礎(chǔ)上獲得載波的比特分布。
同樣，在第二電路中，將所獲得的傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)及每個(gè)裁波的比特分布傳輸?shù)降谝粏卧?，且在第一單元中，根?jù)傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)及來自第二單元的每個(gè)噪聲周期的比特分布將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降诙卧?br> 此外，在第二單元中，傳輸具有每個(gè)載波的所有成分的偽隨機(jī)信號，且在第一單元中，獲得每個(gè)噪聲周期中的來自第一單元的偽隨機(jī)信號的信噪比，及傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)，并在信噪比的基礎(chǔ)上獲得載波的比特分布。在第一單元中，將所獲得的每個(gè)載波的傳輸功率分布和比特分布傳輸?shù)降诙卧?，且在第二單元中，根?jù)傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)及來自第一單元的每個(gè)噪聲周期的比特分布進(jìn)行向第一單元的數(shù)據(jù)傳輸。
傳輸操作是響應(yīng)來自第二單元的對于其自身的傳輸啟始命令初始的。在第一單元和第二單元間通過數(shù)字用戶線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)在大和小間進(jìn)行周期性變化的噪聲為小時(shí)比噪聲為大時(shí)所完成的比特分布可以分布更大量的比特。當(dāng)周期性變化的噪聲為遠(yuǎn)端串?dāng)_時(shí)，比其為近端串?dāng)_時(shí)可分布更大量的比特。
在本發(fā)明的操作中，根據(jù)本發(fā)明中央局和終端形成傳輸系統(tǒng)，兩者都具有用于進(jìn)行雙向傳輸?shù)氖瞻l(fā)信機(jī)功能。在通過將終端和傳輸線路連接的啟始操作中，根據(jù)變化給定周期(假設(shè)為已知)的噪聲計(jì)算每個(gè)載波的傳輸功率分布和比特分布。因此，必須將噪聲的周期從作為較高級別局的中央局通知給作為較低級別局的終端。相應(yīng)的，語音的電平也被從中央局通過與噪聲周期同步的時(shí)鐘傳送到具有變化電平的終端。
在終端中，根據(jù)語音的電平與噪聲同步的產(chǎn)生時(shí)鐘。測量包含從中央局發(fā)送的所有載波的偽隨機(jī)信號的SNR，以根據(jù)SNR計(jì)算每個(gè)噪聲周期的每個(gè)載波的傳輸功率分布和比特分布。然后，從中央局向終端傳送在每個(gè)噪聲周期的每個(gè)載波的傳輸功率分布和比特分布。
在中央局，根據(jù)在每個(gè)噪聲周期獲得的每個(gè)載波的傳輸功率分布和比特分布，進(jìn)行對終端的下行傳輸。對于上行的傳輸，通過中央局和終端的相反的作用進(jìn)行類似的程序。
因此，通過根據(jù)噪聲的周期進(jìn)行傳輸功率分布和比特分布，可獲得適用于噪聲的比特分布，從而實(shí)現(xiàn)高效的傳輸。
另一方面，當(dāng)通過測量SNR獲得每個(gè)載波的傳輸功率分布和比特分布時(shí)，必須考慮串?dāng)_噪聲。通常的，串?dāng)_包含遠(yuǎn)端串?dāng)_和近端串?dāng)_。將參考圖6對此進(jìn)行描述。在圖6中，作為串?dāng)_源的串?dāng)_為遠(yuǎn)端串?dāng)_FEXT，其將流過與信號線60相同方向上的信號線61作為測量的目標(biāo)。由于要被傳輸?shù)男盘柛鶕?jù)傳輸距離被衰減，遠(yuǎn)端串?dāng)_FEXT的量同樣根據(jù)傳輸距離進(jìn)行衰減。相應(yīng)的，當(dāng)產(chǎn)生遠(yuǎn)端串?dāng)_FEXT時(shí)，SNR應(yīng)與傳輸距離無關(guān)的顯示出高值。
另一方面，將信號線62作為串?dāng)_源的串?dāng)_為近端串?dāng)_NEXT，其中在與信號線60相反方向流動(dòng)的信號為測量的目標(biāo)。與根據(jù)傳輸距離的增大而將要傳輸?shù)男盘査p相反，在傳輸目的地近端串?dāng)_NEXT的串?dāng)_量較大，顯示出較低的SNR值。
相應(yīng)的，當(dāng)具有高SNR值的遠(yuǎn)端串?dāng)_產(chǎn)生時(shí)，每個(gè)載波的傳輸功率分布和比特分布增大，而當(dāng)具有低SNR的近端串?dāng)_產(chǎn)生時(shí)，每個(gè)載波的傳輸功率分布和比特分布變小。
通過下面結(jié)合相應(yīng)附圖對本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述，會(huì)對本發(fā)明有更詳細(xì)的了解，但應(yīng)明確，其并非是對本發(fā)明的限制，而是用于描述的目的。
在附圖中

圖1為根據(jù)本發(fā)明的多載波傳輸系統(tǒng)的通常結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的最佳實(shí)施例的多載波傳輸系統(tǒng)的方框圖；圖3為顯示噪聲的種類和周期的示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明的多載波傳輸系統(tǒng)的最佳實(shí)施例的操作的流程圖；圖5為在多載波傳輸系統(tǒng)的最佳實(shí)施例中計(jì)算傳輸功率分布和比特分布的實(shí)例的流程圖；圖6為遠(yuǎn)端串?dāng)_和近端串?dāng)_的示意圖。
下面將參考相應(yīng)的附圖對本發(fā)明的最佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。在下面的描述中，為了徹底描述本發(fā)明，對本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)例進(jìn)行了詳細(xì)的描述。很明顯的，對本領(lǐng)與的技術(shù)人員而言，在無這些具體細(xì)節(jié)的情況下也可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。換句話說，為了使本發(fā)明簡潔明了，省略了對公知結(jié)構(gòu)的描述。
圖1描述了根據(jù)本發(fā)明的多載波傳輸系統(tǒng)的通常結(jié)構(gòu)的示意圖，其中XTU-C1作為中央局，而XTU-R2作為終端。通過數(shù)字用戶線路進(jìn)行中央局XTU-C1和終端XTU-R2間的傳輸。需注意的是，XTU-C為XDSL終端單元-中央方(termination unit-center side)，而XTU-R為XDSL終端單元-遠(yuǎn)端方(termination unit-remote side)。這里，XSDL意味著X數(shù)字用戶線路，其中X通常代表A,V,H等。
如圖1所示，XTU-C1和XTU-R2都具有作為主要功能部分的傳輸部分3和6及接收部分5和4。在圖2的方框圖中示出了這些傳輸和接收功能部分的詳細(xì)情況。
參考圖2，XTU-C1的下行方向上的功能部分(發(fā)送部分3)包含暫時(shí)存儲數(shù)據(jù)的緩沖器11，根據(jù)噪聲的周期進(jìn)行傳輸功率分布和比特分布的映像部分12(后面將詳細(xì)描述)，調(diào)制和多路復(fù)用作為映像輸出的多值正交調(diào)幅(QAM)信號的第一反傅立葉變換部分(IFFT)13，及用模擬變換傳輸多路復(fù)用輸出的數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC)部分14。
另一方面，功能部分(接收部分5)包含將傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)換為數(shù)字信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換部分15，解調(diào)數(shù)字信號的快速傅立葉變換(FFT)部分16，根據(jù)聲音的周期通過變換比特分布接收被傳送的信號的解映像(demapping portion)17，及用于根據(jù)比特分布調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)傳輸量的變化的緩沖部分18。需注意的是，EC部分19為具有消除回聲功能的功能塊。
此外，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，XTU-C1具有偽隨機(jī)信號生成部分20，語音生成部分21,SNR測量部分22及功率/比特分布計(jì)算部分23。偽隨機(jī)信號生成部分20產(chǎn)生包含所有載波的偽隨機(jī)信號輸出到IFFT部分13。語音生成部分21產(chǎn)生語音以輸出到IFFT部分13.SNR測量部分22具有獲得從XTU-R2傳輸?shù)膫坞S機(jī)信號的SNR的功能。功率/比特分布計(jì)算部分23根據(jù)測量的SNR在每個(gè)噪聲周期獲得每個(gè)載波的傳輸功率分布和比特分布，輸出到IFFT部分13和解映像部分17。
另一方面，XTU-R2的下行方向的功能(接收部分4)包含將傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)換為數(shù)字信號的ADC部分24，解調(diào)數(shù)字信號的FFT部分25，根據(jù)噪聲的周期通過變換比特分布接收傳輸?shù)男盘柕慕庥诚癫糠?6，及用于根據(jù)比特分布調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)傳輸量的緩沖部分27。
XTU-R2的上行方向上的功能部分(傳輸部分6)包含暫時(shí)存儲輸入數(shù)據(jù)的緩沖器28，根據(jù)噪聲的周期進(jìn)行傳輸功率分布和比特分布的映像部分29(后面將詳細(xì)描述)，用各個(gè)載波調(diào)制和多路復(fù)用作為映像輸出的多值正交調(diào)幅(QAM)信號的第一反傅立葉變換部分(IFFT)30，及傳輸作為模擬轉(zhuǎn)換上行信號的多路復(fù)用輸出的數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC)部分31。
此外，為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，XTU-R2具有偽隨機(jī)信號生成部分36,SNR測量部分34及功率/比特分布計(jì)算部分35。偽隨機(jī)信號生成部分36產(chǎn)生包含所有載波的偽隨機(jī)信號輸出到IFFT部分30。SNR測量部分34具有在每個(gè)噪聲周期獲得從XTU-C1傳輸?shù)膫坞S機(jī)信號的SNR的功能部分。功率/比特分布計(jì)算部分35根據(jù)測量部分34測量的SNR在每個(gè)噪聲周期計(jì)算每個(gè)載波的傳輸功率分布和比特分布，以輸出到IFFT部分30和解映像部分26。
需注意的是，在XTU-C1側(cè)的時(shí)鐘是與噪聲周期同步的時(shí)鐘。在此情況下，噪聲周期假設(shè)是已知的。例如，噪聲是來自時(shí)間壓縮多路復(fù)用(TCM)型ISDN的串?dāng)_，如圖3所示，在每800Hz，近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_交替產(chǎn)生，在每800Hz各個(gè)載波的SNR會(huì)發(fā)生變化。因此，在XTU-C1的發(fā)送部分3，必須接收800Hz的時(shí)鐘和將所接收的時(shí)鐘傳輸?shù)絏TU-R2的接收部分4。
也即，接收部分4需要計(jì)算每個(gè)周期的各個(gè)載波的接收SNR。相應(yīng)的，作為了解周期的一種方法，來自語音生成部分21的語音通過控制與XTU-C1中的時(shí)鐘同步的電平而被傳送到XTU-R2。通過時(shí)鐘檢測器33可以檢測時(shí)鐘周期即噪聲周期。將檢測周期輸出到映像部分29及解映像部分26。
接著，即使在XTU-R2的傳輸部分也提供語音生成部分37。來自語音生成部分37的語音通過控制與時(shí)鐘同步的電平而被傳送到XTU-C1。同樣在XTU-C1中提供時(shí)鐘檢測器38用于進(jìn)行時(shí)鐘周期的檢測。
需注意的是，這些時(shí)鐘可以是從器件的外部輸入的，另外，也可在器件的內(nèi)部產(chǎn)生。另外，由中央局也可產(chǎn)生用于啟始傳輸?shù)挠|發(fā)命令。也可由作為另外器件的終端局產(chǎn)生時(shí)鐘。
在圖1所示的結(jié)構(gòu)中，專用語音生成部分21和37被提供在XTU-C1和XTU-R2中。然而，也可用在ISDN中使用的公知的導(dǎo)頻音代替，而無須提供專用的語音生成部分，從而減少了硬件量。
圖4為根據(jù)本發(fā)明的多載波傳輸系統(tǒng)的實(shí)施例的流程圖。在圖4中，從上指向下的箭頭表示該系統(tǒng)中的操作的流程。指向左或右的箭頭表示器件間通訊的流程。
參考圖4，為了在圖1的XTU-R2的接收部分4中檢測變化噪聲的周期，XTU-C1的發(fā)送部分3根據(jù)與周期性變化的噪聲同步的時(shí)鐘從語音生成部分21傳輸具有變化電平的語音(步驟A1)。XTU-R2的接收部分4在語音變化的基礎(chǔ)上通過時(shí)鐘檢測部分33檢測噪聲的周期(步驟B1)。
為了在下行方向上獲得DMT的各個(gè)載波的傳輸功率分布和比特分布，來自XTU-C1的發(fā)送部分3中的偽隨機(jī)信號生成部分20的偽隨機(jī)信號被傳輸(步驟A2)。偽隨機(jī)信號具有DMT的所有載波的成分。根據(jù)美國國家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)(ANST)，偽隨機(jī)信號包含256個(gè)載波。
通過XTU-R2的接收部分4接收偽隨機(jī)信號。然后，在每個(gè)周期通過SNR測量部分34測量由步驟B1檢測的偽隨機(jī)信號的SNR(步驟B2)。通過功率/比特分布計(jì)算部分35獲得每個(gè)載波的比特?cái)?shù)和傳輸功率。所獲得的信息被存儲在解映像部分26并被通過IFFT部分30傳送到XTU-C1(步驟B3)。在XTU-C1中，所傳送的比特分布和傳輸功率分布被存儲在映像部分12中作為下行的載波信息(步驟A3)。
上述的過程是用于獲得下行載波的比特分布和傳輸功率分布的過程。下面的過程是用于獲得上行載波的比特分布和傳輸功率分布的過程。來自XTU-R2的發(fā)送部分6中的偽隨機(jī)信號發(fā)生器36的偽隨機(jī)信號(在ANSI標(biāo)準(zhǔn)中是32個(gè)載波)被傳送到XTU-C1(步驟B4)。在XTU-C1的接收部分5，在由SNR測量器件22傳輸?shù)膫坞S機(jī)信號的基礎(chǔ)上與噪聲同步的測量每個(gè)時(shí)鐘周期的SNR(步驟A4)。
通過測量的SNR，通過功率/比特分布計(jì)算部分23獲得每個(gè)載波的比特?cái)?shù)和傳輸功率。所獲得的信息被存儲在解映像部分17并被通過IFFT部分13傳送到XTU-R2(步驟A5)。在XTU-R2中，所傳送的比特分布和傳輸功率分布被存儲在映像部分29中作為上行的載波信息(步驟B5)。
在開始通訊的同時(shí)，在下行方向的傳輸中，XTU-C1的發(fā)送部分3通過在每個(gè)變化噪聲周期存儲的兩類的比特分布和傳輸功率分布而進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸(步驟A6)。然后，XTU-R2的接收部分4在存儲在解映像部分26中的比特?cái)?shù)的基礎(chǔ)上獲得所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。很有利的是，由于比特分布是周期性變化的，傳輸量也變化。通過緩沖器27調(diào)節(jié)變化。
另一方面，在上行方向的傳輸中，XTU-R2的發(fā)送部分6根據(jù)變化的噪聲周期通過兩類存儲的比特分布和傳輸功率分布(在圖3的實(shí)例中)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。然后，XTU-C1的接收部分5在存儲在解映像部分17中的比特?cái)?shù)的基礎(chǔ)上獲得所傳輸?shù)腄MT數(shù)據(jù)。通過緩沖器18，調(diào)節(jié)由于周期的比特變化造成的傳輸量的變化。
接著，參考圖5，將簡要的描述圖4的在步驟A5和B3對每個(gè)載波的傳輸功率分布和比特分布的計(jì)算方法。通過將每個(gè)載波i的傳輸功率設(shè)定為E(i)而獲得歸一化的SNR(i)(步驟S1)。然后，計(jì)算SNR(i)/T(i)。這里，Γ(i)代表“SNRgap”，表示如下Γ(i)=[Q-1(Pe/ne)]2+γmargin-γeff-4.77(db)其中γmargin為系統(tǒng)的性能儲備，而γeff為誤差校正中的碼增益。
然后，將SNR(i)/Γ(i)的值按下降順序進(jìn)行存儲(步驟S3)。這里，存儲相應(yīng)的原始的載波數(shù)(i)和分類的載波數(shù)(i)。然后，假設(shè)k=1,bmax=0及{b∧j}=0(步驟S4)。這里，k是計(jì)算出的值，而{b∧j}為每個(gè)載波的比特?cái)?shù)，bmax是傳輸量的總值。
接著，通過下面的方程獲得btarget(k)(步驟S5)btarget(k)=∑bj其中∑為j=1到k的和，btarget(k)為在用k表示載波數(shù)的情況下的傳輸量的總量，其中bj取下式中的較小的一個(gè)round[log2{(1+EtargetSNR(j)/k)/Γ(i)}]及floor[log2{(1+EmaxSNR(j)/k)/Γ(i)}]需明確的是，round表示將大于1/2的分?jǐn)?shù)作為1，而不考慮余數(shù)，而floor表示省略掉分?jǐn)?shù)。
如果btarget(k)大于bmax,bmax=btarget(k)成立(步驟S6及S7)。然后，在此時(shí)的每個(gè)載波的比特分布bj被存儲為b∧j。如果k不等于N，假設(shè)k=k+1(步驟S9)。接著，程序返回到步驟S5。如果k=N(步驟S8)，程序提前到步驟S10。此時(shí)，bmax變?yōu)樽畲髠鬏斄?，而在該時(shí)刻b∧j邊為每個(gè)載波的比特分布。借助b∧j得到b∧i，獲得每個(gè)載波的傳輸功率E∧i(步驟S10)。
然后獲得總功率Etotal(步驟S11)
Etotal=∑Ej∧i需注意的是，在此情況下，∑為i=0到i=N-1的和。然后，獲得作為下式中較小的一個(gè)的最終的EiEtargetE∧i/Etotal或Emax(步驟S12)。這里，Etarget預(yù)先的被提供作為總功率的最大值。Emax為每個(gè)載波的所允許的極限值。
在上述的實(shí)施例中，所討論的情況是噪聲的周期是200Hz，且噪聲為兩類。這只是示出一個(gè)實(shí)例，在本領(lǐng)域中所公知的有三種或更多種噪聲或周期的各種變化值。在美國專利No.5,479,447中已經(jīng)對圖5中所示的計(jì)算方法進(jìn)行了詳細(xì)描述。然而，計(jì)算方法并不限于所述的方法。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，通過根據(jù)噪聲周期控制比特分布和傳輸功率分布，即使在噪聲很小的情況下，也可增加傳輸量。因此，傳輸效率可被提高。
雖然已結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了描述，對本領(lǐng)與的技術(shù)人員而言，需明確對上述的描述所作的各種的修改和變更都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，對本發(fā)明應(yīng)理解為并不限于上述的特定的實(shí)施例，而是包含所附的權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有內(nèi)容。
權(quán)利要求
1．一種多載波傳輸系統(tǒng)，其特征在于根據(jù)周期性變化噪聲的周期而獲得的多個(gè)載波的每個(gè)載波的比特分布進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的多載波傳輸系統(tǒng)，其特征在于通過使用與所述周期性變化噪聲同步的時(shí)鐘和根據(jù)所述時(shí)鐘的周期獲得每個(gè)所述載波的比特分布。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的多載波傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述每個(gè)載波的傳輸功率分布是與比特每隔所述的載波分布同時(shí)獲得。
4．根據(jù)權(quán)利要求2所述的多載波傳輸系統(tǒng)，其特征在于其包含用每個(gè)所述載波進(jìn)行正交調(diào)幅及用反傅立葉變換多路復(fù)用被調(diào)制的載波的第一單元；及用傅立葉變換解調(diào)來自所述第一單元中的被多路復(fù)用的信號的所述每個(gè)載波的第二單元。
5．根據(jù)權(quán)利要求4所述的多載波傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述第一單元包含用于傳輸與具有變化電平的所述時(shí)鐘同步的語音的電路及用于傳輸具有各個(gè)載波的所有成分的偽隨機(jī)信號的電路，及所述第二單元包含用于在來自所述第一單元的所述語音電平的基礎(chǔ)上檢測噪聲的周期的電路，用于在每個(gè)被檢測的周期獲得所述偽隨機(jī)信號的信噪比的電路，及用于獲得傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)及在所述信噪比的基礎(chǔ)上獲得所述載波的比特分布的電路。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的多載波傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述第二電路包含用于將所獲得的傳輸功率分布和所述比特分布中的任何一個(gè)及所述每個(gè)載波的所述比特分布傳輸?shù)剿龅谝粏卧碾娐?，而所述第一單元包含用于根?jù)所述傳輸功率分布和所述比特分布中的一個(gè)及來自所述第二單元的所述每個(gè)噪聲周期的所述比特分布向所述第二單元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娐贰?br> 7．根據(jù)權(quán)利要求5所述的多載波傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述第二單元包含用于傳輸包含所述每個(gè)載波的所有成分的偽隨機(jī)信號的電路，及所述第一單元包含用于在每個(gè)噪聲周期從所述第一單元獲得所述偽隨機(jī)信號的信噪比的電路，及用于獲得傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)和在所述信噪比的基礎(chǔ)上獲得所述載波的比特分布的電路。
8．根據(jù)權(quán)利要求7所述的多載波傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述第一單元包含用于將所獲得的所述載波的傳輸功率分布和比特分布傳輸?shù)剿龅诙卧碾娐?，所述第二單元包含用于根?jù)所述傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)，及來自所述第一單元的所述每個(gè)噪聲周期的所述比特分布向所述第一單元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾娐贰?br> 9．根據(jù)權(quán)利要求4所述的多載波傳輸系統(tǒng)，其特征在于所述第一單元響應(yīng)來自所述第二單元的對其自身的傳輸啟始命令開始傳輸操作。
10．根據(jù)權(quán)利要求1所述的多載波傳輸系統(tǒng)，其特征在于在所述第一單元和所述第二單元間通過數(shù)字用戶線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
11．根據(jù)權(quán)利要求1所述的多載波傳輸系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)在大和小之間進(jìn)行周期性變化的所述噪音是小時(shí)與當(dāng)所述噪聲為大相比，將完成的所述比特分布可分布更大量的比特。
12．根據(jù)權(quán)利要求1所述的多載波傳輸系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)周期性變化的所述噪聲為遠(yuǎn)端串?dāng)_時(shí)，比其為近端串?dāng)_時(shí)可分布更大量的比特。
13．一種通過多載波進(jìn)行傳輸?shù)膫鬏敼β蕟卧?，其特征在于通過根據(jù)周期性變化的噪聲的周期獲得的多載波的每個(gè)載波的比特分布進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
14．根據(jù)權(quán)利要求13所述的多載波傳輸單元，其特征在于通過用與所述周期性變化的噪聲同步的時(shí)鐘及根據(jù)所述時(shí)鐘的周期獲得所述每個(gè)載波的所述比特分布。
15．根據(jù)權(quán)利要求13所述的多載波傳輸單元，其特征在于在獲得所述每個(gè)載波的比特分布的同時(shí)獲得其傳輸功率分布。
16．根據(jù)權(quán)利要求14所述的多載波傳輸單元，其特征在于多載波傳輸單元使用所述每個(gè)載波進(jìn)行正交調(diào)幅并使用反傅立葉變換多路復(fù)用被調(diào)制的載波。
17．根據(jù)權(quán)利要求14所述的多載波傳輸單元，其特征在于其包含用于傳輸與所述具有變化電平的時(shí)鐘同步的語音的電路及用于傳輸具有各個(gè)載波的所有成分的偽隨機(jī)信號的電路。
18．根據(jù)權(quán)利要求17所述的多載波傳輸單元，其特征在于多載波傳輸單元還包含用于在來自另一單元的所述語音電平的基礎(chǔ)上檢測噪聲的周期的電路，用于在每個(gè)被檢測的周期獲得所述偽隨機(jī)信號的信噪比的電路，及用于獲得傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)及在所述信噪比的基礎(chǔ)上獲得所述載波的比特分布的電路。
19．根據(jù)權(quán)利要求18所述的多載波傳輸單元，其特征在于所述多載波傳輸單元還包含用于將所獲得的傳輸功率分布和所述比特分布中的任一個(gè)及所述每個(gè)載波的所述比特分布傳輸?shù)剿隽硪粏卧碾娐贰?br> 20．根據(jù)權(quán)利要求18所述的多載波傳輸單元，其特征在于所述多載波傳輸單元還包含用于在每個(gè)噪聲周期獲得來自所述另一單元的所述偽隨機(jī)信號的信噪比的電路，及用于獲得傳輸功率分布和比特分布中的任一個(gè)和在所述信噪比的基礎(chǔ)上獲得所述載波的比特分布的電路。
21．根據(jù)權(quán)利要求18所述的多載波傳輸單元，其特征在于所述多載波傳輸單元還包含用于將功率分布和比特分布中的一個(gè)及所獲得的所述每個(gè)載波比特分布向所述另一單元進(jìn)行傳輸?shù)碾娐贰?br> 22．根據(jù)權(quán)利要求18所述的多載波傳輸單元，其特征在于其響應(yīng)來自所述另一單元的對其自身的傳輸啟始命令開始傳輸操作。
23．根據(jù)權(quán)利要求1所述的多載波傳輸單元，其特征在于在其自身單元和另一單元間通過數(shù)字用戶線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
24．根據(jù)權(quán)利要求13所述的多載波傳輸單元，其特征在于當(dāng)在大和小間進(jìn)行周期的變化的所述噪聲是小時(shí)，可比所述噪聲為大時(shí)分布更大量的比特。
25．根據(jù)權(quán)利要求13所述的多載波傳輸系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)所述周期性變化的噪聲為遠(yuǎn)端串?dāng)_時(shí)，比其為近端串?dāng)_時(shí)可分布更大量的比特。
26．一種多載波傳輸方法，其特征在于通過根據(jù)周期性變化的噪聲的周期獲得的多載波的每個(gè)載波的比特分布進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
27．根據(jù)權(quán)利要求26所述的多載波傳輸方法，其特征在于通過用與所述周期性變化的噪聲同步的時(shí)鐘及根據(jù)所述時(shí)鐘的周期獲得所述每個(gè)載波的所述比特分布。
28．根據(jù)權(quán)利要求26所述的多載波傳輸方法，其特征在于在獲得所述每個(gè)載波的比特分布的同時(shí)獲得其傳輸功率分布。
29．根據(jù)權(quán)利要求27所述的多載波傳輸方法，其特征在于通過用每個(gè)所述載波進(jìn)行正交調(diào)幅，并在第一單元中通過用反傅立葉變換進(jìn)行多路復(fù)用被調(diào)制的載波，在第二單元中通過用傅立葉變換將來自所述第一單元中的被多路復(fù)用的所述每個(gè)載波進(jìn)行解調(diào)。
30．根據(jù)權(quán)利要求27所述的多載波傳輸方法，其特征在于在所述第一單元中，傳輸與具有變化電平的所述時(shí)鐘同步的語音，并傳輸具有各個(gè)載波的所有成分的偽隨機(jī)信號，且在所述第二單元中，在來自所述第一單元的所述語音的電平的基礎(chǔ)上檢測噪音的周期，并獲得每個(gè)被檢測周期的所述偽隨機(jī)信號的信噪比，及獲得傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)和在所述信噪比的基礎(chǔ)上獲得所述載波的比特分布。
31．根據(jù)權(quán)利要求30所述的多載波傳輸方法，其特征在于在所述第二電路中，將所獲得的傳輸功率分布和所述比特分布中的一個(gè)及每個(gè)所述載波的所述比特分布傳輸?shù)剿龅谝粏卧以谒龅谝粏卧?，根?jù)所述傳輸功率分布和所述比特分布中的一個(gè)及來自所述第二單元的每個(gè)所述噪聲周期的所述比特分布將數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿龅诙卧?br> 32．根據(jù)權(quán)利要求30所述的多載波傳輸方法，其特征在于在所述第二單元中，傳輸具有所述每個(gè)載波的所有成分的偽隨機(jī)信號，且在所述第一單元中，獲得每個(gè)噪聲周期中的所述偽隨機(jī)信號的信噪比，及傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)，并在所述信噪比的基礎(chǔ)上獲得所述載波的比特分布。
33．根據(jù)權(quán)利要求32所述的多載波傳輸方法，其特征在于在所述第一單元中，將所獲得的所述每個(gè)載波的傳輸功率分布和比特分布傳輸?shù)剿龅诙卧以谒龅诙卧?，根?jù)所述傳輸功率分布和比特分布中的一個(gè)及來自所述第一單元的每個(gè)所述噪聲周期的比特分布向第一單元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
34．根據(jù)權(quán)利要求29所述的多載波傳輸方法，其特征在于響應(yīng)來自所述第二單元的對其自身的傳輸啟始命令開始傳輸操作。
35．根據(jù)權(quán)利要求26所述的多載波傳輸方法，其特征在于在所述第一單元和所述第二單元間通過數(shù)字用戶線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
36．根據(jù)權(quán)利要求26所述的多載波傳輸方法，其特征在于在大和小間進(jìn)行周期性變化的所述噪聲為小時(shí)比所述噪聲為大時(shí)可分布更大量的比特。
37．根據(jù)權(quán)利要求26所述的多載波傳輸方法，其特征在于當(dāng)周期性變化的所述噪聲為遠(yuǎn)端串?dāng)_時(shí)，比其為近端串?dāng)_時(shí)可分布更大量的比特。
全文摘要
在產(chǎn)生周期性變化的噪聲的情況下,可有效的進(jìn)行多載波傳輸。在中央局方,從為隨機(jī)信號生成部分傳輸偽隨機(jī)信號。在終端方,通過信噪比測量部分測量前面檢測到的每個(gè)時(shí)鐘周期載波的信噪比。根據(jù)測量的結(jié)果,通過功率/比特分布計(jì)算部分獲得每個(gè)載波的功率/比特分布,在下行載波傳輸時(shí)作為解映像信息進(jìn)行存儲。同樣,功率/比特分布同樣傳輸?shù)街醒刖?存儲在中央局的映像部分。進(jìn)行下行傳輸。用類似的方法進(jìn)行上行傳輸。
文檔編號H04M11/00GK1234670SQ9910078
公開日1999年11月10日 申請日期1999年3月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月27日
發(fā)明者岡戶寬 申請人:日本電氣株式會(huì)社