专利名称：用于优化adsl数据传输的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于优化优选地按照标准T1.413或ITU G992.1的ADSL数据传输的方法和装置，在所述方法中通过线路干扰的出现来启动用于测定最大可能的数据传输率的训练程序。
在通信中普遍公知ADSL方法(ADSL＝asymmetrical digitalsubscriber line＝非对称数字用户线路)。所述ADSL方法是通过一条通常已经存在的POTS电话电缆的高速数据传输方法。在此，涉及非对称的宽带数据传输方法，所述方法被接到连接范围中传统的铜双芯线上。为了进行ADSL通信，必须在连接线路的两侧、即不仅在本地交换站上而且在用户侧安装ADSL调制解调器。在此，根据传输所使用的频率将传输分配到以下3个信道中，即从业务供应商到终端用户的所谓下行信道、从终端用户到业务供应商的上行信道和一个信道，经该信道通过前接一个所谓的分离器可以同时进行PSTN通信和ISDN通信。此外，上行或下行信道的应传输的信号被分成大量经不同载频传输的子信号(频段，frequence bins)。
目前所使用的这种数据传输的标准规范例如有标准T1.413或ITUG992.1。在这些标准化的ADSL数据传输方法中，各个、即就各个线路连接而言的最大传输速度取决于各个传输线路的质量。为此执行训练程序，其中通过在时域和频域中测量线路来测定数据传输的最大可能的速度，以便可以提供尽可能高的数据线路效率。
因为所驱动的线路不断遭到影响最大可能的数据传输率的变动和干扰，所以根据上面提到的标准，通过干扰的出现来启动新的训练，以便确定分别适应当前所改变的情况的最大可能的数据传输率，并且紧接着用所述新的最优化数据传输率来驱动相应的数据线路。在此，需注意的是，只有干扰事件的出现才引起对数据线路的重新评价。如果不出现干扰，那么保持最后所测定的最大可能的数据传输率值。
如果研究上面提到的标准方法，则产生以下问题，即在出现干扰的情况下，该干扰在训练时间上持续并且之后又被消除，尽管由于干扰的取消似乎可以在技术上实现较高的数据传输率，但实际上产生很小的数据传输率。
在专利文献US 5,999,540中公开了所述问题的解决办法。这里，除了所述一次训练之外，尝试在所述训练之后通过以下方式优化所述训练的结果，即在表格中存储具有典型信噪比的典型数据传输率，并且将当前的训练结果与所述由经验获得的数据进行比较。如果训练结果偏离由经验确定的情况太远，那么启动重复的训练。然而最终所述训练的持续时间只因此增加了一点点，其中规定在一次设置数据传输率时，紧接着对事实上已经改善的数据传输质量情况不进行匹配。这意味着，即使在这种方法中，由于在训练周期这段时间上具有干扰从而训练周期不利地进行并且紧接着干扰中断较长的时间，所以也没有保持最优化的数据传输率。
因此，本发明的任务是找到用于优化ADSL数据传输的方法和装置，所述装置一方面阻止了在以随机的方式只在训练时间内出现的线路干扰情况下、持续地产生跟技术上可能的数据传输率相比太低的实际数据传输率，以及另一方面避免了重复的训练使有用数据传输中断。
所述任务通过独立权利要求的特征来解决。本发明的有利改进方案由从属权利要求给出。
本发明人认识到，在目前一般的ADSL数据传输的优化方法中-所述ADSL数据传输基于最初的训练阶段而尝试使其实际可能的数据传输率适应于技术上可行的数据传输率，会出现这样的情况，在这些情况下基于持续时间基本上相当于训练时间的干扰而紧接着出现很小的实际数据传输率。因为之后不出现其它的干扰脉冲，所以也就不触发新的训练，因此实际数据传输率较长时间地保持远远地位于技术上可行的数据传输率之下。这种不利的情况可以通过以下方式来阻止，即在以前所执行的训练之后的数据传输期间，逐渐尝试略微地提高数据传输率，其中同时观察总归在ADSL方法中存在的差错计数器的变化，因此可以识别什么时候数据传输率进入一个出现太大数据传输差错的范围，因此这里又可以容易地降低数据传输率。结果是由此尝试不断地提高数据传输率，并且如果在最大可能的数据传输率范围内变动，那么实现了以较小的波动幅度在技术上可行的数据传输率上下波动。作为超过最大可能的数据传输率的指示器，使用总归在ADSL方法中存在的差错指示器、例如按照T1.413或ITU G992.1的ADSL方法的HEC差错(HEC＝header error check＝头差错校验)、CRC差错(CRC＝cyclic redundancy checksum＝循环冗余校验和)或者SES计数器(SES＝severely errored seconds＝严重误码秒)。
根据本发明的基本思想，本发明人建议一种用于优化优选地按照标准T1.413或ITU G992.1的ADSL数据传输的方法，其中通过线路干扰的出现来启动用于测定最大可能的数据传输率的训练程序，进行如下改进，即即使在训练阶段之后的无干扰地进行的数据传输时间内，也通过逐渐地提高至少一个传输频带上所使用的比特率并且观察差错计数器来设置尽可能高的数据传输率，而不执行新的训练。
需指出，根据本发明，训练指的是数据传输事实上的中断，其中通过相应的测试数据传输来测定最大可能的数据传输率。在此，给出伪随机数模型作为线路上的模拟信号并且传送给接收机。该接收机可以根据其已知的随机数序列的变化来推断线路的特性，并且这样调节其校正系数，使得线路失真尽可能好地被补偿。
根据本发明，所述基本思想可以一方面通过只提高、即只优化传输有用数据的频带的数据传输率来实现，或者另一方面通过以下方式来实现，即为了测定最大可能的数据传输率，使用一个频带，经所述频带在所述过程中不传输有用数据。
此外，根据本发明建议，逐级地接近较高的数据传输率，并且紧接着按照数据传输质量的实现而在最优化的数据传输率上下摆动。
除了上述方法之外，本发明人还建议一种用于优化优选地按照标准T1.413或ITU G992.1的ADSL数据传输的装置，其中配备工具、优选地为编程工具或编程模块以执行上述方法之一。
下面根据优选实施例并借助于附图来详细描述本发明。其中详细地示出了
图1ADSL连接的图解说明；图2a在训练周期内ADSL连接中的短期干扰；图2b在训练周期内ADSL连接中的中期干扰；图2c在训练周期内ADSL连接中的长期干扰；图3用于自动校正实际比特率的干扰适应方法；图4用于优化传输的、具有单个频段标志的ADSL频带特性；图5具有本发明方法模块的ADSL部件。
图1示出了在终端用户1和本地交换站2之间的一个ADSL连接的图解说明，所述连接具有两个有方向的数据流3和4(数据下行和数据上行)，具有由箭头5表示的时间有限的干扰影响。
在图2a-2c中用时间图描绘了这样的干扰5。分别布置在图中上方的坐标轴示出了在时间t上的数据率D。在这下面是同时在时间t上分布的干扰S。
图2a示出了很短时间内出现的干扰5，当所述干扰在上方所示的图表中引入训练阶段T时，数据率瞬时回落到0，因为在训练期间不传输有用数据。
在图2a的情况下，在训练阶段之后，再次测定技术上可行的全数据率为最大可实现的数据传输率，并且用该数据传输率继续进行数据传输。
图2c示出了以下情况，在此情况下出现长时间持续的干扰5，所述干扰在其时间过程中持续时间基本上比训练阶段T长，因此事实上即使在训练阶段之后，由于线路干扰也只能以低数据传输率继续传输，因此在训练阶段T之后保持较低的数据传输率。
最后，在图2b中示出了本发明基本上所基于的情况，在此情况下所述干扰5持续大致相当于训练阶段的一段时间，因此在训练期间，由于那时出现的干扰，测定可能的低数据传输率并且紧接着也用该低速率来驱动数据传输。在此不利的是，干扰的持续时间只相当于训练阶段的持续时间，因此本来紧接着可以实现较高的数据率，然而却用较低的数据率来继续驱动连接。因为不出现其他的干扰，所以也不引入新的训练阶段，因此尽管如虚线所示本来可以实现较高的数据传输率，但表现出不利的传输率。
根据本发明，现在在训练阶段之后的数据传输时间内，尽管以前执行了训练，但即使在没有其他干扰的数据传输期间也不断尝试提高数据传输率，其中同时在借助于在前面提到的标准中总归提供的差错计数器-例如HEC差错、CRC差错或SES计数器的情况下分析数据传输率的提高是否导致更差的结果。在结果改善的情况下，则进一步提高数据传输率，以及在结果变差的情况下，则将数据传输率降低一小级。
基本上对于所述的方法，在ADSL方法中提供了两种不同的可能性。一方面，可以在一个或所有的有用信道上进行数据传输率的提高，或者选择被用于测试所提高的数据率的特定频带，其中紧接着在传输有用数据的其他频带上采取该结果。
图3示出了第一个提到的方法的情况。对应于图2a-2c，这里在图上面的坐标系统中是数据传输率D对时间的分布。在正常的数据传输之后，出现启动训练阶段T并且持续大致超过训练阶段的延续时间的干扰S。因为该干扰信号紧接着停止，所以理论上可以实现虚线所示的技术上可行的数据传输率，然而因在干扰期间的训练而确定了较低的可能的数据传输率，并且用该低速率开始数据传输。在传输有用数据期间，现按照本发明而执行的数据率的逐渐提高导致事实上所使用的数据传输率小心地接近技术上可行的数据传输率，并且在接近技术上可行的数据率之后在技术上最大可能的数据传输率范围内摆动。
在图4中描绘了连续测定最大可能的数据传输率的第二种变型方案。该图示出了一个ADSL连接的频带表示，其中在开始的时候描绘了POTS(＝plain old telephone service简易老式电话业务)的频率，用于上行信道的26个频段(频段6-31)和随后用于下行信道的223个频段(频段33-255)。在下行信道的频带中，突出地表示了频率f1。该频率是任意地选择的，以便经所述频带使数据传输率接近各个最大可能的速率，其中经所述频带不传输有用数据。如果确定在所述频带中提高或降低数据传输率是必要的，那么该数据传输率也被用于ADSL方法的其他频率。
总之，也就是通过本发明方法阻止了由于只在训练阶段中出现的干扰而在ADSL连接中表现出太低的数据传输率。
根据本发明思想，本发明人还建议一种在ADSL方法中优化数据传输的装置。在图5中以部件(线卡)10的形式来描绘这样的装置，所述部件可以安装在本地交换站中。所述部件10具有用于连接到8个用户线路上的端口(输入/输出端)17。分别有一个分别具有模/数转换器和放大器级(AFE 0-AFE 8，AFE＝Analog Front End模拟前端)12的变换器(变换器0～变换器8)11位于所述8个端口17之后，所述模/数转换器和放大器级执行模拟线路信号和数字数据序列之间的转换。
紧接着在每条线路上连接着Texas(德州)仪器TNETD4000芯片组，在该芯片组中实现按照T1.413或G992.1的ADSL标准。根据本发明思想，这里可以通过软件匹配和/或添加相应的软件模块13.1来安装本发明方法。
本发明的另一个扩展方案在于，在后接的数据控制器(MPC860ESAR)15中实现本发明方法-这里通过功能15.1用虚线来表示，因此本发明方法可以不依赖于标准ADSL方法并且与标准ADSL方法分离地运行。
通过借助于UTOPIA 22(Universal Test&Operations PhysicalInterface for ATM，用于ATM的通用测试和操作物理接口)总线而连接到线卡的ATM网上的组件ATM-Phy 16，数据被发射到具有两条冗余设计的通向ATM25的线路20和21的数字ATM通信网中，而语音部分通过组件DOLCE(Dedicated One Chip Linecard ControllerExtended专用单芯片线卡扩展控制器)14输入到模拟通信网24中。所述模拟网在具有经脉码调制(PCM)的语音数据的线路18上工作，所述语音数据在DOLCE处理器14中产生。所述DOLCE组件可以由模拟通信网中的较高层通过控制接口23(CONTROL)经线路19来控制。
显而易见，在不离开本发明的范围时，不仅可以以分别给出的组合形式来应用本发明的上述特征，而且可以以其他的组合形式或单独地应用本发明的上述特征。
权利要求
1.用于优化优选地按照标准T1.413或ITU G992.1的ADSL数据传输的方法，其中通过线路干扰的出现来启动用于测定最大可能的数据传输率的训练程序，其特征在于，即使在训练阶段(T)之后的无干扰地进行的数据传输时间内，也通过逐渐提高至少一个传输频带上所使用的比特率并且观察差错计数器来设置尽可能高的数据传输率，而不执行新的训练。
2.如上述权利要求1所述的方法，其特征在于，为了测定最大可能的数据传输率，只提高传输有用数据的频带的数据传输率。
3.如上述权利要求1所述的方法，其特征在于，为了测定最大可能的数据传输率，使用一个频带，经所述频带在所述过程中不传输有用数据。
4.如上述权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，逐级地接近较高的数据传输率，并且紧接着实际的数据传输率在最优化的数据传输率上下摆动。
5.如上述权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，使用按照T1.413或ITU G992.1的ADSL方法的HEC差错(HEC＝头差错校验)作为差错计数器。
6.如上述权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，使用按照T1.413或ITU G992.1的ADSL方法的CRC差错(CRC＝循环冗余校验和)作为差错计数器。
7.如上述权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，使用按照T1.413或ITU G992.1的ADSL方法的SES计数器(SES＝严重误码秒)作为差错计数器。
8.用于优化优选地按照标准T1.413或ITU G992.1的ADSL数据传输的装置，其特征在于，配备工具、优选地配备编程工具或编程模块以执行按照上述方法权利要求之一所述的方法。
全文摘要
本发明涉及用于优化优选地按照标准T1.413或ITU G992.1的ADSL数据传输的方法和装置，在所述方法中通过线路干扰的出现来启动用于测定最大可能的数据传输率的训练程序，其中即使在训练阶段(T)之后的无干扰地进行的数据传输时间内，也通过逐渐提高至少一个传输频带上所使用的比特率并且观察差错计数器来设置尽可能高的数据传输率，而不执行新的训练。
文档编号H04L27/26GK1653770SQ02826885
公开日2005年8月10日 申请日期2002年11月4日 优先权日2001年11月7日
发明者S·宾德 申请人:西门子公司