专利名称：减轻自诱导远端串扰的系统和方法
减轻自诱导远端串扰的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求2009年2月27日递交的具有序列号61/156，361的标题为 “Instantaneous Partial Self-FEXT Cancellation and Precoding in VDSL Using Received/Transmit Symbol Energy Information at the C0，” 白勺__I临禾Ij串i青白勺4尤先权和利益，在这里通过引用将其全部并入。本申请还要求2009年2月27日递交的具有序列号 61/156，381 的标题为"Off Diagonal Architecture of DSM3 Processor，”的美国临时专利申请的优先权和利益，在这里也通过引用将其全部并入。背景在VDSL系统内，限制速率的一个主要因素来自self_FEXT(自诱导远端串扰)。一般地，减轻self-FEXT的设备以CO为中心(C0_centric)且要求在包含在aDSM_3会话内的不同端口进行信号协作，也称作信号定向化。定向化使CO(中心局)能够存取定向用户的发射和接收符号。因此，在上行方向和下行方向的FEXT消除一般都是在CO执行。然而，可用的计算资源是有限的，因此，CO能够处理的计算的复杂度水平是有限的。假设N代表定向用户的数量。一个完整的self-FEXT消除方案要求计算每一个 DMT符号周期的阶(N2)。注意，在占用的音频的总数接近4096且只有10个定向用户时， 总的self-FEXT消除的复杂度级别是每秒亿万次浮点运算的级别。此外，FEXT减轻设备的电力消耗也与FEXT减轻算法的复杂度成比例。本领域技术人员应当理解目前的硅的可用性不能够满足包括在任意完整的self-FEXT消除内的这样的复杂度。照这样，为了执行 self-FEXT减轻并提高数据速率，需要最佳利用中心局的可用的计算资源。概述简要描述，一个实施方式等是一种执行单音频FEXT (远端串扰)减轻的方法。该方法包括确定输入信号的一个或多个瞬时特性，其中该特性包括输入信号的幅值水平和能量水平中的至少一个。该方法还包括根据输入信号的一个或多个瞬时特性来确定是否处理输入信号以用于减轻。基于是否处理输入信号以进行减轻的确定，处理输入信号以用于减轻。另一个实施方式包括确定输入信号的一个或多个瞬时特性，其中一个或多个瞬时特性包括输入信号的幅值和输入信号的能量水平中的一个或多个。该方法还包括根据一个或多个瞬时特性选择一个或多个要消除的干扰器，其中，选择一个或多个干扰器在单 DMT(离散多音频)符号基础上执行。另一个实施方式是一种系统，其包括被配置成获得一个或多个干扰器的瞬时特性的估计器。该系统还包括根据瞬时特性在一个或多个要消除的干扰器之间进行选择的选择器，其中该选择器被配置成将瞬时特性与阈值进行比较。该系统还包括仅在所选择的干扰器上执行FEXT减轻的远端串扰(FEXT)减轻器。参考下面的附图和细节描述，本公开方案的其他系统、方法、特征和优点对本领域技术人员会是明显的。意在所有其他的系统、方法、特征和优点包括在这个描述内，且在本公开方案的范围之内，并被所附的权利要求保护。
附图的简要描述参考下面的附图能够更好地理解公开内容的许多方面。附图中的部件不一定按比例绘制，而是强调清楚地图示本公开方案的原理。而且，在附图中，相同的数字在几个附图中始终表示相应的部分。
图1图示通常在DSL系统发生的多种类型的串扰。图2图示DSL系统，其中中心局包括多个收发机。图3图示图2示出的定向的下行PMD层的示例性的实施方式。图4图示图2示出的定向的上行PMD层的示例性的实施方式。图5图示干扰器输入和它对受害者用户的影响，其在受害者的接收器处发生。图6图示选择用于部分self-FEXT消除的星座点的实施方式。图7图示判定边界的其他实施方式，其可以为部分FEXT消除的目的用于选择干扰器输入，如图6示出。图8图示一个干扰器的self-FEXT通过相同幅值但不同相位的两个交叉耦合的不同通道的投影。图9图示使用输入信号的瞬时水平将self-FEXT的作用降低到接近或低于AWGN 背景噪声的水平来执行部分self-FEXT消除的结果。图IOA图示预编码器或消除器单元的一个可能的实施方式，其中以伪浮点格式存储的系数被扩展到实数值和虚数值。图IOB描述另一个实施方式，其中归一化的系数被提取并呈现给乘法器的输入。图IlA-C图示预编码器或消除器单元的基于图IOB描述的架构的其他可能的实施方式。图12示出了图10A-B、图IlA-C示出的复数乘法器的具有增加的硬件电路的一个可能的实施方式，所述硬件电路在输入数据的实部和虚部都是零时使能零输出。图13A图示乘法器电路的一个可能的实施方式，其在多个干扰器的数据输入之间
多路复用。图13B图示每个单个的干扰器与多个受害者用户的耦合系数的排序的实施方式。图14A示出了预编码器和两个DSL用户N和M的DSL PHY设备的关联接口的一般架构。图14B图示在self-FEXT预编码器架构上如何实现减小带宽，该架构被称为非对角线预编码器架构。图14C示出了上行消除器和两个DSL用户N和M的DSL PHY设备的关联接口的一般架构。图14D图示了在self-FEXT消除器架构上如何能够实现减小带宽，该架构被称为非对角线消除器架构。图15图示用于执行图2示出的多种部件的装置的实施方式。图16描述用于在图2的系统内执行部分self-FEXT消除的过程的实施方式的顶级流程图。图17图示MIMO接收器的典型的实施方式，其中双IFFT模块的输出在解映射两个独立的数据流之前在单音频基础上进行结合。
图18图示单音频频域回声消除器的典型的实施方式。详细描述概述了本发明方案的多个方面，现在详细地介绍附图中图示的公开方案。尽管会联系这些附图介绍该公开方案，但是不旨在将公开方案限制到此处公开的一个或多个方案。相反地，目的是覆盖所有包括在所附权利要求限定的公开方案的精神和范围内的替换方案、修改方案和等效方案。本领域普通技术人员应当理解，串扰是数字用户线(DSL)系统中普遍存在的噪声源。图1图示了在DSL系统中通常发生的多个类型的串扰。简单起见，中心局(CO)IlO包括二个收发机102、106，其通过两条用户线与两套用户驻地设备(CPE) 104、108通信。收发机102与CPE 104通信，收发机106与CPE 108通信。为了说明，描述了从CO收发机106 和CPE 108到CO收发机102或CPE 104的串扰。然而，应当理解该干扰也可以在相同用户线的上行和下行路径的发射器和接收器之间，其是发射信号的近端回声。术语“远端”指的是干扰源远离接收侧的情况，且名词“近端”指的是干扰源靠近接收侧的情况。例如，箭头112示出的干扰说明收发机106产生的噪声耦合进入下行通信且被CPE 104接收。“受害者用户”中的术语“受害者”指的是被检测是否有串扰的导线或电路，且术语“干扰器”描述串扰源。由于噪声在远离接收侧处产生，这被称为下行远端串扰 (FEXT)。同样地，箭头114示出的干扰说明上行近端串扰(NEXT)。箭头116示出的干扰说明上行FEXT，且箭头118示出的干扰说明下行NEXT。特别地，FEXT是VDSL中普遍存在的噪声源。相应地，在产业中存在克服前面提及的缺陷和不足的多种需求，例如减轻FEXT。图2图示了 DSL系统200，其中CO 230包括多个收发机，其以收发机M0a、240b和 MOc为代表。这些收发机通过分离的用户线分别与CPE 210a、210b、210c连接。在图中，每一条用户线被划分成其上行和下行路径。收发机MOa-c的下行路径分别通过箭头202a、 202b,202c指示。类似的，收发机M0a、240b、M0c的上行路径分别通过箭头2(Ma、204b、 2(Mc指示。在这个图中，只示出了 M个启用定向的CPE中的三个，如CPE 210a、210b、210c。由于信号从CO 230下行发射到DSL环路上，一定量的能量从一个下行CO发射器泄漏进入相邻的CPE接收器，因此导致不期望的FEXT进入相邻的接收器。为了克服FEXT， 耦合到启用定向的CPE的收发机具有发射器，该发射器能够以定向的物理媒介相关(PMD) 下行(DS)层220指示的多输入多输出(MIMO)预编码信号的形式共享信息和协调发射。图3图示了图2中的定向的PMD DS层220的典型的实施方式。对每一个收发机， PMD层220类似于图3所示出的，在每一个收发机内具有插入映射器3(Ma、304b、3(Mc和 IFFT 306a、306b、306c之间的ΜΙΜΟ预编码器320。用于图2中收发机240a,240b和MOc 的详细的下行PMD层分别表示为PMD层330a、330b和330c。它们包括为星座映射器3(Ma、 304b、3(Mc转换用户数据的串并转换模块3(^a、302b、302c，以及将输出到时域处理模块 310a,310b,310c的IFFT进行转换的并串转换模块308a、308b、308c。一般地，ΜΙΜΟ预编码器320的目的是在发射器处补偿进入用户线的不希望增加的FEXT。预编码(或预消除)通过矩阵操作(如示出的预编码矩阵340)执行，其输入发射数据抽样(也就是，映射器在CO 侧的输出，称为下行发射星座点)，并输出预补偿的数据抽样用于输入到CO侧的IFFT。执行预补偿以便在定向组的每一个远端接收器的FEXT被消除。为了使预编码有效，所有用户的数据符号应该在发射器输出端进行同步和排列，以便预编码矩阵340在定向的DMT系统所有的子载波之间呈现完全的独立性。在DMT符号进行合适的同步和排列的情况下，对于在定向组内的所有用户的每一子载波，预编码器操作能够被视为矩阵乘法(matrix multiplication).总的来说，每一个子载波预编码器系数向存在于定向用户中的FEXT耦合通道矩阵的逆矩阵收敛。预编码器系数的推导能够在FEXT耦合通道分析阶段之后执行，在该过程中已知的信号序列被每一个发射器以确定好的模型发射。推导最佳的预编码矩阵的进一步的细节能够在2007年8 月25日递交的序列号为11/845,040的美国专利申请中找到，该美国专利申请通过引用完整地结合到本文中。返回参考图2，当信号从CPE 210a、210b和210c上行发射到DSL环路上时，一定量的能量被有效地从一个上行CPE发射器注入到相邻的CO接收器，因此导致不期望的上行 FEXT信号进入相邻的接收器。为了克服上行方向的FEXT，耦合到启用定向的CPE的上行CO 接收器具有接收器，所述接收器能够以由定向的物理媒介相关(PMD)上行层250指示的多输入多输出(MIMO)消除信号共享信息且协调接收。图4图示了图2中的定向的上行(US)PMD层250的典型的实施方式。对于每一个接收器，图4中的PMD层250包括MIMO消除器420，其插在FFT 406a,406b,406c和FEQ 40fe、405b、405c之间。在可选择的实施方式中，MIMO消除器420插在FEQ 405a,405b、405c 和解映射器4(Ma、404b、4(Mc之间。一般地，ΜΙΜΟ消除器420在接收器处补偿用户线上不希望得到的FEXT。消除通过矩阵操作(如示出的消除器矩阵440)执行，其接收数据抽样(也就是说，FFT星座输出或者FEQ星座输出)，并输出要输入到FEQ或解映射器的补偿数据抽样。执行补偿以便在定向的组内的每一个接收器的FEXT被消除。为了使消除有效， 所有用户的数据符号应该在接收器输出端进行同步和排列，以便消除器矩阵440在定向的 DMT系统的所有子载波之间呈现完全的独立性。用于图2中收发机M0a、240b、M0c的详细的上行PMD层分别表示为PMD层430a、430b和430c。它们包括将从时域处理模块410a、 410b,410c到FFT模块处理后的时域数据进行转换的串并转换模块3(^a、302b、302c，以及将解映射器输出转换为用户数据的并串转换模块4(^a、402b、402c。启用定向的一个方面是发射和接收的DMT符号的精确的排列和同步。作为发射器的排列结果，在启用定向的CO和CPE中同步接收到的DMT符号。这个排列由CO 230控制且为同步操作所需要，而且确保在M个启用定向的用户之间的正交。通过定向组内的所有用户的同步和排列实现的正交，允许在单音频基础上进行MIMO通道的简化。换句话说，即使DSL 0FDM/DMT信号在较宽的带宽上延伸，由于循环前缀产生的通道的循环性质，等效的 MIMO系统包括N个频率通道，其能够被视为独立的音频。结果，在任何干扰器和任何受害用户之间的FEXT耦合传递函数，会在任何给定的音频下被视为简单的复数系数。这个正交性质，是基于输入信号能量的平衡瞬时消除概念 (leveraging the instantaneous cancellation concept)的关键，如本文所述，该正交性质将self-FEXT预编码或消除问题简化为单音频问题，其将一组定义好的复数输入值作为一触式复数通道(one-tap complex channel)系数的输入。而且，虽然该概念能够应用于多输入/单输出系统，如在self-FEXT消除问题中所描述的，其中多个干扰器影响单个受害用户，但所描述的实施方式还可以在单输入/单输出系统中实施。
描述了在给定的定向用户的CO 230处执行self-FEXT(远端串扰)消除的多种实施方式，该self-FEXT消除在所有频率都有效，以便对于遭受self-FEXT的相同的定向的受害者，在任一方向的总数据速率都是最大的。对于一些实施方式，部分self-FEXT消除包括基于耦合和输入信号电平(level)对系统中的用户进行排序。对于其他实施方式，FEXT消除包括选择阶段，由此关于每一干扰器做出是否处理每一个相应的干扰器的输入的判断。 每一个判断独立于其他干扰器的作用做出。根据该实施方式，在选择阶段实施阈值方法。多种因素被用于确定阈值，包括但不限于平均输入信号能量水平、耦合通道的幅值，及在执行部分FEXT消除后的剩余FEXT的目标水平。应当强调，部分self-FEXT消除的多种实施方式导致电力消耗的减少并允许计算资源的复用或共享。其他实施方式还提供数据带宽要求的降低，如后面更多细节所描述的。对于给定的定向的受害者，由self-FEXT产生的噪声的平均功率除了干扰器的平均发射符号功率之外、还是受害者和干扰器之间的耦合的函数。这个结论导致线性选择算法的推导，线性选择算法基于干扰器的平均发射功率和与受害用户的耦合执行选择哪些干扰器在部分消除方案中进行处理。这个选择被期望以不频繁的时间间隔执行，因为用户数量、每一个干扰器的平均发射功率和它们对受害用户的相对作用假定为随时间缓慢改变。 对于多种实施方式，为了基于DMT逐符号来选择对于给定的受害者的在特定的音频上必须消除的干扰器，干扰器的瞬时发射能量的变化、以及因而收到的能量被作为因素考虑在内。应当注意，相关的部分消除的问题包括根据可用的计算资源明智地选择执行FEXT 消除的音频，例如，以获得给定的可用资源的最佳的性能目标(被称为“音频选择”)。另外， 线性选择和音频选择能够共同执行。但是，在每一个DMT符号执行预选择的输入的实际串扰消除时，决定对于哪个音频需要消除哪些干扰器的线性选择算法和音频选择算法，从统计平均值的观点看，都依赖干扰器与受害者的能量耦合。也就是说，对于每一个DMT符号， 对于给定的受害者，同一套预定的干扰器在每一个DMT符号被消除，而不管从干扰器到受害者的瞬时FEXT的量是干扰器的瞬时星座能量和耦合幅值的函数的事实。虽然干扰器的平均发射功率是常量且预先确定，应当注意瞬时符号能量变化。作为一个非限制的例子，假定有一个14-bit/bin QAM星座，其最高瞬时星座点能量(与最外的星座点对应)与最低的瞬时星座点能量(与最接近原点的星座点对应)的比率是16、1四或42dB。相应地，对应的se 1 f-FEXT通道的输出会发生相同的42dB范围的瞬时能量水平的变化，该输出可以表示为在正交系统内的每一频率的一触式复数乘法操作。因此，应当注意，与第二干扰器相比，具有耦合到受害者的较弱的FEXT的第一干扰器，注入受害者更高水平的瞬时FEXT是可能的，即使两个干扰器以相同平均值的星座能量进行发射。 所描述的多种实施方式考虑了瞬时FEXT并基于耦合值以及发射符号的能量执行排序。基于此，根据瞬时FEXT功率执行FEXT消除。除基于耦合值和发射符号的能量排序干扰器之外，一些实施方式涉及独立地考虑每一个干扰器的发射符号。与其他用户的发射符号的self-FEXT作用或者受害者预期经历的背景噪声水平相比，这可以基于单个用户的发射符号self-FEXT的相对作用实现。也应当强调，当与涉及基于仅针对给定的音频的耦合的线性选择的常规方式比较时，所描述的实施方式提供了 SNR中较高的增益。由于多种实施方式涉及更多的瞬时计算和多种发射或接收的符号能量的比较，在数据速率的增益和实现该增益所需要的附加的在线计算之间一般存在权衡。就这点而论， 可选择的实施方式指向基于耦合的离线决策和基于多个干扰器的符号能量的简单的在线决策的结合。在这点上，通过建议低复杂度架构，考虑了由于计算瞬时FEXT而增加的复杂度的因素。虽然多种实施方式通过复用来自各个定向用户的输入数据(具有受害者与干扰器之间的耦合)和其瞬时发射输入信号水平之间的公共资源致力于最大化给定固定的计算资源的系统的性能，但应当强调这也导致了功率消耗降低、数据传输降低、以及当输入数据在给定阈值以下时涉及计算资源的带宽要求的降低。这些目标(例如降低电力消耗、降低带宽)可以通过不同的实施方式实现。致力于考虑了输入数据水平的部分FEXT消除的实施方式可以在其他系统中实施，该系统中输入信号有一个较宽的动态范围(例如，QAM星座)，且该系统中对应的耦合通道由一触式复数系数或实数系数(single-tap complex or real coefficient)表示。華禹合通道的这些特征在实施OFDM的系统中是常见的，其中载波之间的正交导致单音频等效模式(per-tone equivalent model)，其中每一个频率窗(bin)能够独立于其他频率窗评估。作为非限制性的例子，致力于平衡部分消除的多种实施方式可以在CO或用户驻地设备(CPE)侧的双线路接收器的(h2)MIMO接收器以及重叠频域回声消除器内实施，如果其输入QAM信号属于某个阈值以上，该消除器严格地消除一个方向的每一个输入QAM音频对另一方向的对应的接收器音频的影响。图17图示了 2x2MIM0接收器1700的示例性实施方式，其中，双FFT模块1704、1712的输出在解映射该两个独立的数据流之前在每一音频基础上进行组合。2x2MIM0接收器包括一组二个直接路径系数FEQm 1706a和FEQc 1706b, 与一组交叉耦合系数Cm，c 1706d和Cc，m 1706c，其减去一个通道对另一个通道的干扰。 在图17中，双通道接收器还包括将在都为直接通道的时域处理模块1701a和1701b内处理的时域数据进行转换以输出到FFT模块的串并转换模块170 和1702b、以及将解映射器 1708a、1708b的输出转换为用户数据的并串转换模块1710a、1710b。对于涉及通过两个DSL对的协调传输的应用，干扰通道通常比对应的直接通道具有小的多的幅值。一个部分消除的实施方式可以在&2MIM0接收器实现，其基于与每一个通道独立地耦合到另一个通道的耦合系数Cm，c和Ce，m，关联的阈值的确定和在每一频率的两个独立的直接通道上要实现的目标剩余部分消除或背景噪声来实现。由于与各个直接通道的发射信号关联的潜在的大星座规模的使用，引起在每一通道的每一音频上的FFT输出呈现出较大的动态波动，因此交叉耦合系数的输入也呈现出较大的动态波动。部分消除方案的应用包括考虑落在两个相应的预定的阈值以上的FFT输出的星座点，以便通过与耦合系数Cm，c and Cc，m的相乘来对其进行处理以中止进入另一个通道。通过选择性处理输入信号，功率降低和资源共享的多种优点成为可能，同时依然允许每一个通道的目标剩余干扰噪声水平进入另一个通道。类似的，这里描述的基于输入QAM信号的输入信号水平的self-FEXT预编码器或消除器的概念能够应用于频域回声消除器的消除过程，包括一触式回声消除系数的单音频。图18图示了单音频频域回声消除器的示例性实施方式，其被设计成消除与每一发射音频进入位于全双频重叠系统中的同一频率的相应的接收音频相关的发射器星座信号的影响。单音频频域回声消除器1820接收发射映射器1804的输出作为输入，并产生影响 FEQ1838的输出的自回声的复本，该复本被减去。在一个可选择的实施方式中，减去每一个音频的自回声的复本发生在FFT模块1836的输出且在FEQ 1838之前。参考图18，在接收路径上，收发机1800包括串并转换模块1834，用于转换在时域处理模块1832处理的时域数据，以及并串转换模块1842，用于将解映射器1740的输出转换为用户数据。在发射路径上，收发机包括串并转换模块1802，用于转换到映射器1804的用户数据，以及并串转换模块1808，用于将到时域模块1810的IFFT模块1806的输出进行转换。对每一个音频，部分消除方案的应用包含在发射星座信号的根据其相对于阈值的水平的选择性处理中，该阈值的确定一方面通过发射音频和对应的接收音频的回声耦合系数， 另一方面通过部分消除以后的目标剩余回声噪声水平或者要在接收的音频上实现的目标背景噪声。而且，通过选择性地处理输入信号，功率降低和资源共享的多种优点成为可能， 而依然允许每一个发射信号进入在音频上对应的接收信号的目标剩余回声噪声水平。对于下行self-FEXT减轻，在FEXT预编码器所有定向用户的发射符号是可用的。 在图3中发射符号用映射器3(Ma、304b、3(Mc的输出表示。映射器的输出在提供到预编码器输入之前可能受到单音频比例因子的影响。总的来说，映射功能应该被解释成包括该单音频比例。所以，对于给定的音频，基于多个用户的发射星座点的表示的实部和虚部的最高有效位(MSB)的位置来执行发射能量的量化。可选择地，用于产生星座映射的数据位的值可以用于量化输入信号的复平面的能量或幅值。对于在特定音频上的上行self-FEXT 消除，在CO接收器只有接收到的符号是直接可用的。如果self-FEXT消除在频域平衡器之后执行，接收到的星座信号的能量水平会被评估以确定消除过程是否应该考虑这个复信号作为部分消除的输入。对于预编码器情形，能量量化可以简化为将幅值的分量(即，实部和虚部)与特定的阈值进行比较，该方法提供了降低实施复杂性的优点，因为该方法主要包括确定是否在由其固定点表示的特定阈值确定的给定位置以上存在任何有效位。阈值确定还可以与所兴趣的频率的self-FEXT通道系数的幅值的实部和虚部、以及目标剩余 self-FEXT水平有关，目标剩余self-FEXT水平针对去除干扰器到受害者用户的输入信号。可选择地，在上行self-FEXT消除方案中，在频域平衡器之前执行消除器的输入， 如图4所图示的，瞬时干扰器选择的能量量化过程基于在FFT输出处接收到的复信号的表示的实部和虚部。能量量化还可以被简化为将幅值的分量(实部和虚部)与特定的阈值进行比较，其还可以利用所感兴趣的频率处的self-FEXT通道系数的幅值的实部和虚部、以及目标剩余self-FEXT水平确定，目标剩余self-FEXT水平针对去除干扰器到受害者用户的输入信号。对于示例性的实施方式，部分FEXT消除基于输入星座符号的输入信号水平、和/ 或等效的self-FEXT通道响应的幅值、和/或在消除特定的感兴趣音频的进入受害者的干扰器信号之后期望的目标剩余self-FEXT水平。如在前讨论的，在消除过程中该干扰器输入的用途的确定能够独立于给定受害者的所有其他干扰器，或者如果一个以上的干扰器在感兴趣的频率影响受害者，则能够结合其他干扰器的输入和它们各自的进入受害者用户的通道耦合系数来确定。在后一情形中，为了在选择要被消除的干扰器时，考虑FEXT耦合， 可以使用一种方法，其基于比较多个用户的加权的瞬时能量(其中，权重与FEXT耦合成比例)。这里也一样，可以使用分量幅值代替能量以便包括更简单的实现。在这两个方法中，
10FEXT消除主要基于干扰器的输入，该干扰器的输入的加权的能量或幅值在所有干扰器之间处于首要少数几个最高水平中。照这样，其具有低于第一组干扰器的重要性的self-FEXT 的相对作用的干扰器的输入可以从FEXT消除过程丢弃。现在参考图5，其图示了干扰器输入和它对受害者用户的影响，如在受害者的接收器处所见到的。在这个非限制性的例子中，干扰器输入通过128-点QAM星座502表示，其通过self-FEXT通道504交叉耦合，并叠加到受害者信号506上，在这里表示为4个QAM信号。该4QAM星座(在接收器直接通道均衡后)被示出为具有与干扰器关联的self-FEXT 噪声。将接收到的信号的分布与相同的4QAM星座点比较，该相同的4QAM星座点受到没有self-FEXT的噪声的AWGN水平的影响。对于多种实施方式，部分消除过程的目的是将 self-FEXT的水平降低到低于背景噪声水平的水平。在消除过程中考虑的应用于干扰器的输入信号的确定的阈值能够基于输入信号的星座点的能量，且因而能够应用于星座输入信号的半径。特别地，落在这个半径以下的星座点不会被视为星座过程的输入，而那些位于半径之外的星座点会被考虑用于部分消除过程。现在参考图6，示出了 self-FEXT交叉耦合和消除过程。虽然self-FEXT通过FEXT 通道交叉耦合到受害者用户，但预编码器或消除器通过从受害者的发射或接收的信号中减去干扰器的self-FEXT信号的估计值，来通过一触式复预编码器或一触式复消除器执行 self-FEXT消除。图6作为例子示出了将被考虑用于部分消除过程的星座点，特别是那些位于限定圆652之外的点。由于部分self-FEXT消除过程的结果，一些剩余self-FEXT信号仍然在受害者线(line)上。剩余self-FEXT信号的量与考虑用于部分消除过程的输入信号的半径成比例。如图7所图示的，用于确定是否将干扰器输入用于部分消除过程的判定边界能够以任意数量的形状实现，包括但不限于圆形、正方形、长方形、或星形、或其他定义的判定边界。将这些判定边界，或者任何其他更复杂的判定边界应用到输入星座的χ轴和y轴。应当强调要确定的阈值能够沿输入星座的χ轴和y轴而不同。但是，干扰器星座的对称性暗示应该沿χ轴和y轴应用相同的阈值。图8图示了通过相同幅值但是不同相位的两个不同的交叉耦合通道的一个干扰器的self-FEXT的投影。一个通道802不引起干扰器的旋转，而另一个通道804引起π/4的顺时针旋转。与相同水平的AWGN噪声的分布进行比较，由于self-FEXT在受害者用户上的存在而导致的误差在χ方向和y方向的分布分别通过两个通道802、804图示。由self-FEXT 导致的误差的方差会基于串扰通道导致的旋转而不同。因此，要确定的阈值能够不仅考虑串扰通道的衰减幅度，还要考虑交叉耦合的相位。如图9所示，使用输入信号的瞬时水平执行部分self-FEXT消除的目的是将self-FEXT的作用降低到接近或小于AWGN背景噪声的水平，该噪声由受害者用户在 self-FEXT自由环境中经历。对于self-FEXT的均勻分布能够通过高斯分布近似的程度， self-FEXT消除之后的误差信号的分布应该是这样，即方差σ’.22σ2接近于self-FEXT自由环境的方差σ2。对于多种实施方式，确定特定的星座点输入是否应用于部分消除过程包括比较沿χ轴和y轴的输入星座输入信号与一组预定的阈值，该阈值依赖于self-FEXT串扰耦合系数的实部和虚部的相对幅值。对于一些实施方式，该比较在输入信号自身的实部和虚部幅值的比较之前或之后进行。为进一步说明所描述的概念，考虑了以下内容。首先，让(X+jY)表示星座点到给定用户的self-FEXT消除器的复数输入，并让C = Cr+jCi表示可能与输入信号(X+jY)相乘的消除器系数。根据多种实施方式，可以实施较低复杂度的方法以仅基于确定实部的预编码输出Sr = (XCr-YCi)或者虚部的输出分量Si = (XCi+YCr)是否在某个阈值以下来选择用于消除的干扰器。考虑下述场景。首先，假设X>>Y，且Cr>>Ci。在这个事例中， Sr = (XCr-YCi) =XCr >> Si = (XCi+YCr)，且X相对于Cr的相对幅值能够单独地用于确定是否考虑特定的输入信号。另一方面，如果X >> Y，且 Cr = Ci，那么 Sr = (XCr-YCi) =XCr =Si = (XCi+YCr) =)(Ci。这里，X相对于Max(Cr，Ci)的相对幅值能够用于确定是否考虑输入信号。最后，如果 X >> Y，且 Cr << Ci，那么 Sr = (XCr-YCi) << Si = (XCi+YCr) = XCi0在这个实例中，X关于Ci的相对幅值能够单独用于判断是否考虑输入信号。如果X << Y，一组对应的结果能够类似地实现。上面的方法通常易于实施，因为实部和虚部的幅值的比较典型地包括确定在值的固定点表示的最高有效位的位置。在多种实施方式中能够实施不同的决定过程。在前描述的用于在FEXT消除过程中考虑输入信号水平的阈值可能与输入信号的能量关联，并且因此能够作为星座输入信号的半径应用。位于这个半径以内(也就是说，在阈值652以下)的星座点不会被考虑作为FEXT消除过程的输入，而那些位于半径以外的星座点会被考虑用于FEXT消除过程。注意对于一些实施方式，阈值能够关于输入星座的χ 轴和y轴而不同。对于一些实施方式，预编码器和/或消除器能够实现为一触式复数乘法器。相应地，这些实施方式可以包括可选择的符号选择过程，其包括知晓消除器系数的实部 (Cr)和虚部(Ci)的相对幅值(及可能的符号)，比较接收到的星座点的相对的实部和虚部幅值。现在描述确定阈值的多种方式。一种方式考虑在执行部分FEXT消除以后余下的剩余self-FEXT相对于背景噪声分量的幅值的相对水平，该背景噪声分量在那个特定频率影响受害者用户。影响受害者用户的背景噪声假定为高斯噪声，而剩余self-FEXT是随机过程，其通过已知的self-FEXT耦合通道系数和已知的输入信号确定。已知的输入信号受限于落入由沿χ轴和y轴的阈值界定的边界以内的星座点。由于合成信号是高斯信号和具有有限支持(with limited support)的均勻分布的信号的和，合成信号本质上不是高斯信号，合成信号能够通过高斯信号进行近似，其方差与该两个信号的方差相等。应该确定部分消除过程的χ输入和y输入的阈值的推导，以便合成信号的噪声方差落入沿χ轴和y轴所需要的方差以下，以满足受害者用户星座的一定的信噪比和误码率(BER)。另一个确定阈值的方式考虑由于每一干扰器的作用而引起的在每个窗内的FEXT的概率密度函数(pdf)(或信号能量)。阈值被确定以便组合的self-FEXT 落在某一水平以下。下面的实施方式举例说明所描述的部分消除技术的应用，以实现降低self-FEXT 预编码器、消除器乘法操作的功率消耗。首先，应该注意，典型的self-FEXT信号水平将低于在接收器处见到的受害者的信号水平的15到20dB或者更多dB。99% FEXT耦合幅值由下式给出C99o/o (/,J) = 1.59x10"10 X/V^"其中f是以Hz为单位的频率，d是以米为单位的环路长度。作为非限制性实例，假
12Sf = 3MHz且d = 300m。在这种情况中，FEXT耦合的幅度会低于8. 26x10^的概率会近似为0.99。下面的耦合矩阵是从共享300m AWG^线(bundle)的一个5用户的系统中得到。 耦合色散(dispersion)用相对于99%最坏的事例情况的dB值表示。它说明在实践中经历 FEXT耦合传递函数的可能性，耦合传递函数远低于直接通道信号水平。 0 9.8 22.0 57.2 8.8 “ 30.4 0 11.8 33.5 34.6 D =
22.5 13.2 0 14.7 25.6 13.3 9.1 3.5 0 10.5 5.9 15.3 19.9 12.1 0FEXT信号水平与受害者用户的直接通道信号水平相比的相对弱势会产生预编码器系数和消除器系数，所述系数具有相对较小的幅值，因为它们乘以能源标准化的输入信号。因此，对于多种实施方式，复数预编码器或消除器系数Cr+jCi通常会以具有1个符号位、E个指数位和M个基数位的伪浮点格式编码。E个指数位的确定会是这样基数位表示区间[_1，1]内的归一化值。通过这样做，复数预编码器或消除器系数Cr+jC可以表示为归一化的复数值(Cr+jCi)和实数幅值C’的乘积C’* (Cr+jCi)。在一个定点二进制补码乘法中，这个乘积通常会被实现为移位器，其后是归一化的复数乘法。由于self-FEXT通道和预编码器或消除器值衰减干扰器的信号(与直接通道受害者信号比较)，这个移位器是对应于衰减的下行移位操作。现在参考图10A，其图示了预编码器或消除器单元的实现，其中以伪浮点格式存储的系数在二步过程中扩展到实数值和虚数值Cr+jCi。这包括通过归一化系数(Cr+jCi)的系数提取器608进行提取，其被传递到下行移位器601、603，且在与干扰器QAM输入数据相乘之前，被下行移位与由指数表示的数字相等的数量。为了补偿进入受害者的干扰器信号的交叉耦合，复数乘法器602的复数输出会经过取整器605、607增加或减少受害者直接通道的分量。图IOB描述了一个实施方式，其中从储存器中提取归一化的系数(Cr+jCi)，且将其提供给乘法器602的输入，而在与归一化系数相乘之前，下行移位器601、603直接将干扰器输入数据下行移位与指数表示的数字相等的量。输出结果与图IOA中的结果一致，而该系数被下行移位，代替了干扰器的输入数据。注意，下行移位输入数据而不是下行移位系数的好处是丢弃在某一阈值以下的输入数据的概念是用下行移位操作自动完成的，如前描述。由于下行移位操作的结果，任何在阈值以下的与指数关联的数据会作为零提供到乘法器的输入。多种实施方式可以包括具有辅助硬件的乘法器，其不通过内部寄存器并且每当零输入信号被提供作为操作数之一时输出常数零值，并且受益于降低的功率消耗。换句话说，每当X+jY星座输入信号在阈值以下时，下行移位操作会产生到乘法器的X’ +jY’输入，其具有实部和/或虚部，没有有效位留下。复数乘法器602，其会输出常数零值而不通过内部和外部寄存器，当X’和Y’输入数据都是零时会在它的操作中节省功率，并且组合的下行移位和复数乘法器会执行在图6 中示例的输入信号选择过程。只有落在灰色阴影盒子(box)(该盒子的边界由阈值确定) 之外的星座点在部分消除过程中会被考虑。简要参考图12，其示出具有增加的硬件电路的复数乘法器的一种可能的实施方式，该乘法器在输入数据的实部和虚部都是零时能够输出零。所描述的多种实施方式利用了影响受害者用户的self-FEXT干扰器的相对水平。 将self-FEXT耦合系数编码为伪浮点格式和每一输入干扰器数据的下行移位的对应指数的应用，其直接与给定的干扰器和受害者之间的耦合的衰减相关。这有效地允许为每一干扰器输入数据设置不同的阈值，这个根据干扰器的阈值会有效平衡由每一进入受害者用户的干扰器引起的剩余self-FEXT的量，因此实现部分消除的目标。就这点进行描述的多种实施方式主要考虑所有干扰器和给定受害者之间的耦合的相对幅值，但是没有明确地考虑与背景噪声的贡献水平相比的、要在受害者用户上实现的目标剩余FEXT噪声水平。现在描述的实施方式考虑了那个方面。对于部分FEXT消除方案的一些实施方式，没有被消除的受害者线上的剩余 self-FEXT信号的量由消除器或预编码器处理的最低输出信号值确定。基于此，对于该部分消除过程，只有在某阈值之外的输入信号水平被考虑，因为在这个一触式复数预编码器、消除器操作的输入和输出信号水平之间存在直接联系。基于剩余self-FEXT相对于在受害者用户上的背景噪声水平的相对水平丢弃落在给定值以下的输出信号水平，等同于决定在消除器或预编码器的输入应该被考虑用于部分消除过程的最小信号水平。由于最小输入信号水平增加，剩余FEXT的量也增加。因此，实现在能量上与较高的背景噪声下限相似的剩余 FEXT能量水平，暗示将输入阈值设置到较高的值。在图IOB描述的架构中使用较高的阈值对应于使用下行移位器701和703对输入数据执行附加的下行移位。但是，输入数据的附加的下行移位应该通过使用上行移位器711、716对系数或输出数据进行上行移位来补偿， 如图IlAUlB所示。上行移位补偿保持总的FEXT耦合系数幅值一致，而不管所选择的用于基于受害者用户上的目标SNR和预期的剩余self-FEXT水平而选择的输入数据的阈值。参考图11C， 其示出了一种实施方式，其中，用于表示耦合系数的幅值的初始指数位还用于指示所要求的作为目标剩余FEXT水平的函数的附加的下行移位。由于干扰器输入数据基于16比特进行编码，因此可能的下行移位的最大数被限制于16 (4比特)。但是，系数总线7 从12比特增加到16比特，以便允许复数预编码器或消除器系数Cr+jCi以C”*(cr”+jci”)格式进行存储，其由指数数字组成，该指数数字包括附加的下行移位和归一化的复数值(cr”+jci”)， 该复数值在幅值上能够超过1。16比特系数总线7 与乘法器的输入以这样一种方式对齐，其中，当由目标SNR/剩余FEXT水平设置的附加的下行移位的数是零时，只使用较低的 12比特，因而回到在前示出图IOB的实施方式。下面的部分FEXT消除的实施方式实现了在更大数量的干扰器之间复用一组给定的乘法器的资源。图13A图示了乘法器电路902的一种可能的实现，其在多个干扰器的数据输入之间多路复用。如果从数据总线904获取的并且根据针对特定的干扰器限定的阈值适当地下行移位的数据产生全零值，复用器906会丢弃输入并产生零输出，同时获取下一个干扰器/系数组以提供到乘法器输入用于计算。通过允许这样的多个干扰器的输入数据到公共乘法器资源的动态复用，能够实现对乘法器资源的更好的时间利用。该受益于时间复用公共资源的能力假设了多个输入数据能够在少于与一个乘法操作关联的时间内提供到乘法器902。作为一个非限制性的例子，如果50%的干扰器的移位的输入数据对于给定的符号在所有的干扰器都统计为零，那么在多个连续移位的输入数据集合为全零的情况下，多个干扰器的输入数据相关的系数的一系列集合应该呈现到乘法器单元。图13B图示了每一个单独的干扰器进入多个受害者用户的耦合系数的排序的实施方式，其能够被设想为便于采用另一个输入复用概念。在图13B中，预编码器/消除器计算过程通过干扰器输入数据共同与选择的干扰器受害者系数相乘来呈现，该系数表示所选择的干扰器与所有受害者用户之间的耦合。对于一些实施方式，该过程以这样一种方式执行，即与给定音频上的一个干扰器对应的输入数据被呈现到乘法资源并使用进入所有受害者用户的这个干扰器的影响相关的所有耦合系数进行处理，其已经基于耦合系数的幅值预先排序。由于一个给定干扰器的相同的输入数据被逐渐下行移位，并且由于与较弱的耦合通道关联的耦合系数被视为越来越多地衰减，因此，图13A的乘法器的输入数据会出现全零，并且因为达到了某一衰减水平，乘法过程对于所有后续的受害者用户能够停止。在这点上，来自另一个干扰器的其他输入数据能够考虑用于处理。这在图13B中图示，其中干扰器输入数据从干扰器1到干扰器N顺序呈现。对于每一个在考虑之中的干扰器数据(例如干扰器2，其在图中被圈出)，进入N-I个受害者用户的关联的预排序的耦合系数被连续地获取。如图所示，干扰器2与受害者用户3的耦合在与任何受害者的所有耦合中具有最大幅值。随后是干扰器2与受害者用户1和受害者用户J的耦合，因此，产生与干扰器2对应的干扰器/受害者耦合系数的有序集合。对于这个非限制性例子，与受害者用户5的耦合在干扰器2与任何受害者的所有耦合中具有最小幅值。对于干扰器2的任何输入信号水平，与用户5的系数关联的下行移位会比与用户J关联的下行移位更多，其比与用户1或者甚至用户3关联的下行移位更多。 但是，对于干扰器2的给定的瞬时输入信号水平，与特定的受害者用户关联的下行移位的量可能产生到乘法器的输入的零输入，如图13B针对用户J所图示的。因此，应当强调，对受害者J的这个给定输入信号的处理能够避免，对在与干扰器2关联的排序过程中在J后面的所有受害者用户的处理一起避免。一旦到达这个阶段，干扰器3的瞬时信号的处理和这个干扰器与所有受害者的预排序的耦合系数的预获取可以执行。应当注意，该部分消除方案的实施方式提供节电处理和资源共享的优点。还要注意，排序能够仅根据与FEXT通道的耦合关联的下行移位器或阈值的相对值进行，或者在其他实施方式中，排序能够根据与FEXT通道的耦合关联的下行移位或阈值的相对值，及与每一受害者用户相关的目标SNR或剩余FEXT来进行。节电和资源共享的优点能够通过根据与考虑中的干扰器对多个受害者用户的影响关联的阈值的相对值执行排序过程实现。总的来说，基于与输入数据关联的阈值来复用乘法器的输入，或者减小了针对给定的一组干扰器的乘法的量，或者导致在给定时间片内更大数量的乘法以实现更大数量的干扰器/受害者预编码或消除过程。在这个非限制性例子中，给定干扰器与所有受害者用户的系数的简单排序能够被容易地实施，以减少与给定干扰器对所有受害者的影响的乘法相关联的计算时间。除了节电，排序允许人们集中乘法器花费在计算一个干扰器对给定受害者的可忽略的影响上的空闲时间，并绕过这个计算。 除了节省时间，所描述的实施方式还减少了与获取系数和传送其他内部数据关联的移动。
部分FEXT消除的一些实施方式可以被执行，以便可以实现减少在self-FEXT预编码器的实体和消除器架构之间的数据传送。注意，通过之前描述的实施方式，还能够实现在 self-FEXT预编码器或消除器内的数据传送的内部减少，因此降低数据带宽要求。返回参考图13B，对于排序的受害者用户j和以下的用户，干扰器2的计算的FEXT分量不需要被增加到与每一受害者用户关联的部分FEXT消除累积，因此减少了内部数据传送。同样，对于干扰器2，在预排序的系数表内在受害者j后面的系数获取操作没有必要，因为不会处理干扰器2进入受害者j后面的受害者的对应的FEXT分量，因此也限制了一些内部数据传送。进一步地，带宽的减小能够在self-FEXT预编码器或消除器架构上实现，如在图 14B和图14D中详细介绍的非对角的架构。在图14A中，示出了预编码器和两个DSL用户N 和M的DSL PHY设备的关联的接口的整体架构。对于非对角预编码器的一些实施方式，应当注意用于传输DSL用户N的数据的直接路径的存在、以及非直接路径的存在，该非直接路径主要存在于所有其他用户(用户M)的FEXT评估中。该两个元件组合并在线上传输，但是该处理的实际划分做法如下。如图14A中所图示的，DSL用户N执行星座映射，并且全精度地对用户N的数据进行增益缩放。用户N的数据经过接口 1420传输到DSM3处理器131以用于预编码。该预编码包括两个部分首先它从用户N的输入数据获取从用户N进入用户 M的FEXT分量的估计值。然后将这个估计值从用户M的信号减去，并传递到用户M的IFFT 1434。用户N输入数据还接收来自用户M的FEXT的估计值。用户N的经处理的直接路径数据与其他用户的FEXT估计值结合然后被传递到IFFT用于在用户N的线上传输。图14A 图示了这个过程，其中在在经过接口 1430呈现到IFFT输入缓冲器1432之前，用户N的直接路径元件1442与用户M的FEXT估计值和直接通道的更高次序的对角元件在DSM3处理器内进行组合。图14B图示了这个预编码器架构的替换方案，其中直接路径和FEXT估计值的结合操作在DSL PHY上执行，而不在DSM3处理器上执行。这样的基于输入信号的瞬时幅值和公共资源的复用的部分消除实施方式致力于减少在DSM3预编码过程的不同实体之间的接口 1420上的带宽利用。当DSM3预编码器的输入数据落入与预期的剩余self-FEXT关联的阈值以下时，那个输入数据不被传输到预编码器。注意，这个图14A和14B的下行预编码例子的应用也能够扩展到上行消除器架构中。这样的消除器架构中在图14C和图14D中图示。在图14C中，DSL用户N的直接路径在接口 1440上传输到DSM3处理器131，在此， 在经过DSM3处理器、DSL PHY用户N接口 1450传输回去之前，它与DSM3消除器处理器上的用户M的FEXT输出估计值重新组合。图14D示出了非对角线的差异的架构的实施方式， 其中用户N的直接路径分量与用户M的FEXT输出估计值在DSL PHY层上重新结合，而不在 DSM3处理器上进行结合。如果在用户N的FFT输出缓冲器的输出的DSL用户N的输入数据落在与用户N进入用户M的预期的剩余self-FEXT相关的某一阈值以下，这样的架构允许在DSL PHY和DMS3处理器之间的接口 1440处的带宽的减小。如果对于给定音频的FFT输出缓冲器的输出落在这个预定的阈值以下，则该数据不会传输到DSM3处理器，因此减小了接口处的带宽。对于在预编码器或消除器架构中的部分消除的实施方式，与每一干扰器输入相关的阈值的确定在这部分解释。对于多种实施方式，可以实施两种模式。第一种模式考虑在部分消除以后产生总的剩余self-FEXT相对于在那个特定频率影响受害者用户的背景噪声分量的幅值的相对水平。考虑了影响受害者用户的背景噪声是高斯噪声的事实，当剩余 seIf-FEXT是随机过程时，其完全由已知的self-FEXT耦合通道系数和已知的输入信号确定，该输入信号受限于落在由沿χ和1轴的阈值界定的边界内的星座点。由于合成的信号是高斯信号和具有有限支持的均勻分布的信号的和，合成的信号本身不服从高斯分布。但是，它能够通过高斯信号近似，该信号的方差与两个信号的方差的和相等。应该确定部分消除过程的χ和y输入的阈值的推导，以便合成信号的噪声方差落在沿χ轴和y轴需要的方差以下，独立或结合地满足在受害者用户星座上某一 SNR和BER。在下面，推导了 χ轴和y 轴的阈值。注意此处提供的方法能够分别地或同时地应用到串扰的χ轴和y轴分量。部分FEXT消除的目标是基于可用的资源(复杂度、功率等)实现可能的最大速率。如之前关于常规方式讨论的，一种实现高速率的方式是通过针对给定受害者对所有音频上的耦合执行离线预处理和排序，和仅处理用于部分消除的、如此排序的耦合干扰器的子集。但是，这个方案不考虑瞬时发射符号能量的变化，其在较大的QAM星座中能够显著地变化(达到42dB)。所以，部分消除的更优化的排序包括处理来自在一个受害者上产生的在所有音频上多种干扰器的串扰能量和对它们进行排序以在每一单个DMT符号处进行消除。 瞬时线排序和音频排序能够基于DMT符号进行应用。一种更加优化的实现包括结合线和音频排序，其基于多种干扰器对受害者的在所有音频上的瞬时串扰能量来执行。基于瞬时能量排序的其他实施方式也是可行的。但是，这个排序潜在地包括大量的在线计算，因此使执行部分消除的目的失败。因此，多种实施方式考虑了这个因素，并且将离线排序与最小在线计算结合，并且因此或者获得了速率(对于相同的计算复杂度)或者减少了计算(对于给定的速率)。这通过固定对于每一受害者的在每一音频的阈值完成，以便它丢弃在它以下的输入数据。多种实施方式可以或者以干扰器上的由受害者产生的FEXT为阈值，或者以特定受害者的干扰器的输入信号能量为阈值(在该能量被处理之前)。应当再次强调，可以包括在每一音频上的所有干扰器的分离的阈值。确定阈值涉及考虑多种因素，包括平均输入信号能量(也就是在下行方向的发射符号的平均能量和在上行方向的接收符号的平均能量)，在受害者和干扰器之间的串扰耦合，以及使用部分消除方案实现的目标SNR。目标SNR或者剩余噪声水平的实际值能够通过其他因素确定，如后续描述。现在描述两个确定对于任一受害者的在任一音频上的阈值的方案。在第一个方案中，所有干扰器的串扰的输入估计值与公共阈值比较，并且小于阈值的串扰能量不被因为消除或预编码目而进行进一步处理。注意，对于多种实施方式，这个阈值对于特定音频在给定受害者上的干扰器的影响相同。但是，对于其他实施方式，也可以实施不同的阈值。串扰能量是耦合幅值和输入信号水平的积。在这个方案中的阈值被获得以便剩余部分FEXT从统计的角度实现目标SNR。在下面描述的实施方式中，分别考虑了对阈值的实部和虚部的推导。进一步地， 假设从给定受害者到用户的串扰能量是连续的，并且在任何两个分别考虑的方向具有均勻 Pdf0但是，串扰能量在许多QAM星座中可能不是均勻分布的。下面呈现的方法将仍然可适用于串扰的非均勻的Pdf。进一步地，对于χ和y方向的单一公共阈值还能够用所提供的方法计算。下面提供的实施方式仅作为用于确定阈值的方法的一个例子并且决不限制该方法。
考虑在所有干扰器和受害者之间的实际耦合系数和沿着星座的χ轴的输入方差。 因此，所有的剩余FEXT信号会沿受害者星座的χ轴进行投影。假设在一个音频上的对于所有定向的用户的沿χ方向的共模串扰能量阈值用￡th表示。设干扰器的总数为N。另外，对于第i个干扰器，设最大串扰能量为￡,max，且最小串扰能量(对应于与原点最接近的符号) 为￡广。剩余FEXT能量的预期的值(假设通过干扰器系数i在受害者上的阈值为ε th)由下式给定
,2min \2 E {residual — FEXT _ disturber i}
(ε2(/)-(εΓ)2)
2(ε广-ε； )其中，E表示期望运算符。因此，在部分消除后由所有干扰器产生的对于一个受害者的总的剩余FEXT是
ν (ε2 _(ε min)2)E{residual — FEXT — on _ victim} = Σ -~'jl^~' mn
'=1 2(ε,max -e'111")设受害者的目标噪声水平是o2t ，那么通过之前的等式，推导出下面的等式
N /V 2min \ 2
=1 2(8,max -ε； ")
(ε2// -(εΓ")2)=σ2
Az max _ min \tor对于较大的消除，能够假设ε;·-￡广并且=0。基于此，可以导出下面的表达式
(ε,J2 二^^ι=ν ι
Σ
c max
t-；假设最大星座能量λ max对所有星座大小都相同，这导致e,max = λ1ΜΧ I Ci I2。则上面的
等式能够被写为
ic、2 _ /οι.λ1113Χ (tV/"—i=N ι
X-lT
'=丨 I I2注意，ε &是要应用在影响受害者用户的多种干扰器的单独的串扰能量上的阈值。 为了将这个阈值报告给每一干扰器的输入信号，需要在上述等式中考虑该耦合。对于Y方向也可以进行类似的分析。上面的用于推导阈值的等式基于所有进入受害者用户的干扰器的剩余FEXT能量。如果在干扰器和受害者之间的耦合是未知的或视为相同的，仅基于干扰器的信号能量也能够得到阈值的类似推导。上面描述的使用阈值的方法实现了目标SNR，该目标SNR能够被设置为任何需要的值。注意对于一些实施方式，使用公共阈值的概念能够扩展到包括对于给定受害者的每一干扰器的单独的阈值。在这个事例中，决定用于每一干扰器的在部分串扰消除后的目
标噪声能量(O 2) \ar,以便所有干扰器的噪声能量的总和是O 2t ，即。在部
/=1
分消除后的单个干扰器的剩余目标FEXT通过(ο 2) \ar给出
(c2min Λ (σ2 )'lar = E{residual — FEXT — disturber _ i) = ^ax ’ Jn ‘
_ 2(e,max -e,mm)
对于这样的实施方式，对每一干扰器保持阈值分离。这个实施方式的一个例子是，当单个目标剩余FEXT针对特定受害者的所有干扰器都相等时，因此，对于N个干扰器为(σ 2)'to, = ^。现在能够应用上面的等式，使用如上面概述的期望值法能获得单个的阈值 (ε 2)、。在这个事例中，每一个干扰器的单独的阈值与通过与每一干扰器关联的耦合系数在消除器的输出获得的公共阈值相关。一些实施方式采用所描述的部分FEXT消除技术来实现self-FEXT预编码器、消除器、乘法操作的功率消耗的降低。其他实施方式集中于实现在更大数量的干扰器之间的一组给定的乘法器的资源的复用。而其他实施方式致力于应用描述的部分FEXT消除技术减少在self-FEXT预编码器中的实体和消除器架构之间的数据传送。例如，这个带宽的减小能够在self-FEXT预编码器和消除器架构上实现，其被作为如非对角线的架构或“差异化架构”的类型，如前文更详细地描述的。返回参考图2，其图示了 DSL系统，其中可以执行本文所描述的用于执行瞬时 self-FEXT消除的多种实施方式。根据一些实施方式，系统200可以包括基于DMT的 VDSL(非常高的比特率的DSL)系统。如图2中描述的，系统200包括N组CPE(用户驻地设备)或用户210a、210b、210c。系统200还包括用于执行self-FEXT消除的FEXT减轻器 137。FEXT减轻器137包括用于减轻与下行方向关联的FEXT的计算单元131，其中对于一些实施方式，计算单元131可以实现为ΜΙΜ0(多输入/多输出)预编码器，但是用于减轻与上行方向关联的FEXT，计算单元131可以包括MIMO消除器。计算单元131与每一 CO DSL 收发机M0a、240b、M0c的上行(UQ和下行(此)定向的PMD层紧密地耦合。FEXT减轻器 137还包括控制计算单元131的self-FEXT消除控制单元132。控制单元132包括估计器 135，其监视给定干扰器的瞬时特性。控制单元132还包括用于根据阈值选择要消除的干扰器的选择器139。FEXT减轻器137还可以包括克服来自外部源的噪声的消除器。CO 230还可以包括xDSL存取复用器(DSLAM)、PHY层设备M0a、240b、M0c和其他用于与用户240a、 240b,240c交互的设备。如在前描述，由于所有用户通常在相同的功率谱密度(PSD)规范下操作，所有定向的用户(干扰器和受害者)的平均发射功率相同。因此，传统的方法集中于基于FEXT耦合确定对于给定受害者哪个干扰器FEXT要消除且哪个干扰器不被消除，其假设FEXT耦合随时间缓慢变化并因此为定数。对于传统方法，这个方法通常被称为线选择。在CO处具有信号协作的定向的VDSL系统是在该领域的最近发展。给定有限量的计算资源和存储资源， 当前的方式集中于音频选择，用于优化音频以执行FEXT减轻，和/或线选择以确定在每一音频上要消除的干扰器的数量。在这个方面，虽然包括线选择的传统方法集中于基于耦合值执行部分消除决定，它们未能集中于瞬时符号能量准则。当在瞬时DMT符号到DMT符号水平看时，从干扰器注入到受害者的self-FEXT噪声依赖于干扰器上的瞬时发射功率，如果发射星座较大，瞬时发射功率从一个符号到另一个能够差别很大。经常在定向的VDSL系统内，计算资源的有效分配有助于多个定向的用户的数据速率的优化。一个分配方案包括离线结合线和音频选择，其中所有资源仅基于干扰器和受害者之间的耦合而在受害者的所有音频之间进行划分。瞬时部分消除的一个实施方式基于阈值计算，以便部分消除在给定音频上的总的期望乘法与使用上面的离线计算(基于线选择、音频选择和/或结合线和音频选择)的分配数相等。能够基于在每一音频可用的剩余
19FEXT来确定阈值(如先前描述)类似的方式确定这个阈值。多种实施方式致力于动态分配资源以执行单音频FEXT减轻，其可以包括预编码或FEXT消除。具体地，多种实施方式致力于DSM3 FEXT消除系统200，其中估计器135考虑了 FEXT干扰器输入信号的瞬时能量和/或幅值水平，并且特别地，在干扰器星座上发射或接收的星座点的位置。控制单元132根据先前描述的技术基于预定的阈值执行对FEXT消除单元131的控制。包括了基于单DMT符号的选择过程，其中，选择器139通过估测除FEXT耦合矩阵和/或预编码器/消除器系数的实部和虚部分量的幅值(且对于一些实施方式，符号)之外的瞬时输入信号幅值/能量水平来确定对于给定音频要消除哪些干扰器。进一步地，FEXT 消除的多种实施方式在系统200实施，系统200包含DSM3处理器131和DSL物理(PHY)层设备240a、M0b、240c，其平衡在所述两个设备之间交换的数据的精度的降低，因此降低在它们的各自的接口上的带宽。即使参考了图2中的CO中心的self-FEXT消除实施方式，总体来说，并且不考虑是否在C0430或CPE440a、440b、440c执行FEXT减轻，部分self-FEXT消除在给定方向的操作(例如，上行与下行)的多种实施方式可以或者在CO 230或者在CPE 210a,210b,210c 实施。图15图示了用于执行图2所示的多种部件的装置的实施方式。通常来说，用于执行部分self-FEXT消除的多种实施方式可以在许多计算设备中的任一个实施。不管其具体布置，图2中的FEXT减轻器137可以包括存储器1512、处理器1502、和海量存储器15 ，其中这些设备的每一个都通过数据总线1510连接。处理器1502可以包括任何用户定制的或市售的处理器、中央处理单元(CPU)或辅助处理器等与FEXT减轻器137相关的多个处理器、基于半导体的微处理器(微芯片的形式)、一个或多个专用集成电路(ASIC)、多个合适配置的数字逻辑门、以及其他众所周知的电子配置，所述电子配置包括单独地和以多种组合方式协调计算系统的总体操作的分立元件。存储器1512能够包括易失性存储器元件(例如，随机存取存储器(RAM，例如 DRAM、SRAM等))和非易失性存储器元件(例如，ROM、硬件驱动器、CDROM等)中的任意一种或组合。存储器1512通常包括本机操作系统1514、一个或多个本机应用、仿真系统、或者用于多个操作系统的任意一个的仿真应用和/或仿真硬件平台、仿真操作系统等等。例如，应用可以包括存储在计算机可读介质上并由处理器1502执行的专用软件1516，并且可以包括关于图2描述的模块137、131、132、135、139中的任意一个。本领域技术人员应当理解，存储器1512能够，并且通常会，包括其他出于简洁目的而省略的部件。但是，应当注意， 模块137、131、132、135、139还可以作为硬件实现。虽然在上面描述的部件中的任意一个包括软件或代码，这些部件包含在计算机可读介质中，以由例如，在计算机系统或其他系统内的处理器的指令执行系统使用或与其结合使用。在当前公开内容的上下文，计算机可读介质指的是任何有形的介质，其能够包括、 存储或保持由指令执行系统使用或与其结合使用的软件或代码。例如，计算机可读介质可以存储一个或多个用于由上面描述的处理设备1502执行的程序。计算机可读介质的更具体的例子可以包括便携式计算机磁盘、随机存取存储器 (RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM、EEPROM或闪存)、和便携式只读存储光盘(⑶ROM)。如图15所示，FEXT减轻器137还可以包括海量存储器15沈。对于一些实施方式，海量存储器15 可以包括用于存储和管理数据(例如，位加载表)的数据库 1528。图16描述了用于在图2所示系统内执行部分self-FEXT消除的过程的实施方式的顶级流程图1600。以框1610开始，确定输入信号的瞬时特性。对于这样的实施方式，该特性包括输入信号的幅值水平和输入信号的能量水平中的至少一个。在框1620内，该方法还包括根据输入信号的确定的瞬时特性来动态分配资源。框1630通过利用分配的资源执行干扰器信号的FEXT消除来继续。应当强调以上描述的实施方式只是可行的实施方式的例子。在没有背离当前公开方案的原理的情况下，可以对上面描述的实施方式进行许多变化和修改。意在所有这样的修改和变化包括在本文的公开方案的范围内并且被所附的权利要求所保护。
权利要求
1.一种执行单音频减轻的方法，包括确定输入信号的一个或多个瞬时特性，其中所述特性包括所述输入信号的幅值水平和所述输入信号的能量水平中的至少一个；根据所述输入信号的所述一个或多个瞬时特性来确定是否处理所述输入信号以用于减轻；和基于确定是否处理所述输入信号以用于减轻，处理所述输入信号以用于减轻。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述单音频减轻包括执行部分远端串扰(FEXT)减轻。
3.如权利要求2所述的方法，其中确定是否处理所述输入信号以用于减轻包括 分配多个资源；和使用所分配的资源执行对一个或多个干扰器信号的FEXT消除。
4.如权利要求3所述的方法，还包括基于以下中的至少一个来排序干扰器所述一个或多个干扰器与受害者用户的耦合程度和所述一个或多个干扰器的输入信号的水平。
5.如权利要求3所述的方法，其中确定所述输入信号的瞬时特性包括 独立地评估所述一个或多个干扰器信号的每一个输入；和 选择用于FEXT减轻的干扰器。
6.如权利要求3所述的方法，其中根据所述幅值水平确定所述输入信号的瞬时特性包括将所述幅值水平与预定的阈值进行比较。
7.如权利要求6所述的方法，其中对于位于由所述预定的阈值限定的判定边界以内的、与所述输入信号关联的星座点，绕过FEXT消除。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述预定的阈值关于与所述输入信号关联的星座点的χ轴和y轴对称地应用。
9.如权利要求6所述的方法，其中，所述预定的阈值关于与所述输入信号关联的星座点的X轴和1轴非对称地应用。
10.如权利要求6所述的方法，其中，所述预定的阈值根据下列中的一个或多个获得 平均输入信号水平；在所述一个或多个干扰器信号与受害者用户之间的耦合的幅值；和在执行部分消除以后剩余FEXT相对于背景噪声的目标水平。
11.如权利要求6所述的方法，其中所述预定的阈值根据分配给受害者用户的给定音频的许多计算资源而获得，并且其中所述预定的阈值包括实部和虚部，用于与复数形式的接收信号进行分量比较以降低计算复杂度和降低功率消耗。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述分量比较包括 下行移位所述输入信号的实部和虚部；和将下行移位的实部和虚部与零值比较，以确定是否执行乘法操作以减少功率消耗。
13.如权利要求11所述的方法，其中所述分量比较包括 下行移位所述输入信号的实部和虚部；和将下行移位的实部和虚部与零值比较，以确定是否执行乘法操作以用于资源共享。
14.如权利要求3所述的方法，还包括时间复用所述一个或多个干扰器的输入到公共乘法器。
15.如权利要求3所述的方法，还包括基于下列中的至少一个将所述一个或多个干扰器与一个或多个受害者用户的耦合系数进行排序所述一个或多个干扰器与每一个受害者用户的相对于背景噪声的耦合程度、 和所述一个或多个干扰器的FEXT信号的水平；和降低与针对预定数量的受害者用户的FEXT消除相关的计算复杂度的水平。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述单音频减轻包括频域回声消除。
17.如权利要求1所述的方法，其中所述单音频减轻在二乘二多输入多输出(MIMO)接收器中实施。
18.一种执行单音频远端串扰(FEXT)减轻的方法，包括确定输入信号的一个或多个瞬时特性，其中所述一个或多个瞬时特性包括所述输入信号的幅值和所述输入信号的能量水平中的一个或多个；和根据所述一个或多个瞬时特性选择一个或多个要消除的干扰器，其中选择一个或多个干扰器在单DMT (离散多音频)符号基础上执行。
19.如权利要求18所述的方法，还包括基于将所述一个或多个瞬时特性与阈值比较来分配资源。
20.如权利要求19所述的方法，其中根据所述一个或多个瞬时特性选择要消除的干扰器包括仅选择各个干扰器的落入由所述阈值形成的判定边界以内的星座点。
21.如权利要求19所述的方法，其中由所述阈值形成的所述判定边界关于χ轴和y轴对称。
22.如权利要求19所述的方法，其中所述阈值基于由于一个或多个干扰器而形成的每一个窗内产生的FEXT的概率密度函数(pdf)确定。
23.如权利要求19所述的方法，其中所述阈值基于在FEXT消除以后要实现的剩余 FEXT的目标水平确定。
24.如权利要求19所述的方法，其中公共阈值用于所有的干扰器。
25.如权利要求19所述的方法，其中针对每一个干扰器确定单独的阈值。
26.一种系统，包括估计器，被配置成获取一个或多个干扰器的瞬时特性；和选择器，用于根据所述瞬时特性从所述一个或多个干扰器中进行选择以用于消除，其中所述选择器被配置成将所述瞬时特性与阈值比较；和远端串扰(FEXT)减轻器，用于仅在所选择的干扰器上执行FEXT减轻。
全文摘要
描述了部分self-FEXT(远端串扰)的系统和方法。一种方法等包括确定输入信号的一个或多个瞬时特性，其中所述一个或多个瞬时特性包括所述输入信号的幅值和所述输入信号的能量水平中的一个或多个。该方法还包括根据所述一个或多个瞬时特性选择一个或多个要消除的干扰器，其中基于单DMT(离散多音频)符号来执行选择一个或多个干扰器。
文档编号H04L5/12GK102415040SQ201080018187
公开日2012年4月11日 申请日期2010年2月26日 优先权日2009年2月27日
发明者劳伦特·阿卢安, 尚卡尔·普拉克利亚, 普拉维什·比亚尼, 苏伦德拉·普拉萨德, 阿米特·马哈德万 申请人:印度技术研究院, 易卡诺技术有限公司