专利名称：用于多载波收发器的稳定的低功率模式的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及通信系统。更具体地，本发明一示范实施例涉及通信环境中、特别是xDSL环境中的节能
发明内容
本发明的示例性方面涉及用于多载波收发器的稳定的低功率模式(LPM)，其至少实现发送功率节约，同时使得接收器设计能够容易地操作而没有起伏串扰的有害影响。在一示范实施例中，LPM通过减少使用的副载波的数量但实际上不降低这些副载波上的功率来实现节能，因此不管引起串扰的调制解调器是否在LPM下，都允许接收器测量SNR或者噪声水平，并且确定线路上的串扰噪声。低功率模式的一个问题在于，发送功率水平的变化造成进入邻近线路中的串扰的变化。这导致非稳态或者起伏串扰，非稳态或者起伏串扰会造成链路束中其他DSL连接中的比特错误甚至是重新训练。由LPM引起的起伏串扰导致的问题中最常见的示例如下:1.在引起串扰的收发器在LPM下时执行初始化。在当引起串扰的收发器在LPM下时执行初始化的收发器可将比特分配给当该引起串扰的收发器在LPM下时具有良好SNR的子信道，但所述子信道在引起串扰的收发器返回至正常(全功率)操作时具有很差的SNR。因此，当引起串扰的收发器从LPM中退出时，收发器可能存在很多比特错误，甚至需要执行重新训练。2.在引起串扰的收发器在LPM下时执行在线重配置(OLR)(例如，比特交换、SRA等)。在当引起串扰的收发器在LPM下时执行OLR的收发器可将比特分配给当该引起串扰的收发器在LPM下时具有良好SNR的子信道，但所述子信道在引起串扰的收发器返回至正常(全功率)操作时具有非常差的SNR。因此，当引起串扰的收发器从LPM中退出时，收发器可能存在很多比特错误，甚至需要执行重新训练。根据一示范实施例，LPM实现发送功率节约，同时使得接收器设计能够操作而没有起伏串扰的有害影响。LPM通过减少使用的副载波的数量但实际上不降低这些副载波上的功率来实现节能，因此不管引起串扰的调制解调器是否在LPM下，允许接收器测量SNR或者噪声水平，并且确定线路上的串扰噪声。也可降低这些副载波上的功率，以进一步实现节倉泛。因此，本发明的一些方面涉及节能。本发明的另一些方面涉及调制解调器中的节能。本发明的另外一些方面涉及xDSL调制解调器中的节能。本发明的又一些方面涉及在多载波收发器中的节能。另外的方面涉及能够接收多个副载波的多载波收发器，以及涉及确定多个副载波上的信噪比(SNR)的方法，该方法包括测量在多个副载波的第一子集上的SNR并且使用至少该所测量的SNR估计所述多个副载波的第二子集上 的SNR。又一些方面涉及能够接收多个副载波的多载波收发器，以及涉及确定多个副载波上的噪声水平的方法，该方法包括测量在多个副载波的第一子集上的噪声水平并且使用至少所测量的噪声估计所述多个副载波的第二子集上的噪声水平。又一些方面涉及能够接收多个副载波的多载波收发器，包括能够测量在多个副载波的第一子集上的信噪比(SNR)并且能够使用至少所测量的SNR估计所述多个副载波的第二子集上的SNR的接收器部分。又一些方面涉及能够接收多个副载波的多载波收发器，包括能够测量在多个副载波的第一子集上的噪声水平并且能够使用至少所测量的噪声估计所述多个副载波的第二子集上的噪声水平的接收器部分。本发明的另外方面涉及能够接收多个副载波的多载波收发器，包括用于测量在多个副载波的第一子集上的信噪比(SNR)的装置，以及用于使用至少所测量的SNR估计所述多个副载波的第二子集上的SNR的装置。另一些方面涉及能够接收多个副载波的多载波收发器，包括用于测量在多个副载波的第一子集上的噪声水平的装置，以及用于使用至少所测量的噪声估计所述多个副载波的第二子集上的噪声水平的装置。本发明的另一些方面涉及任何上述方面，其中，所述第一子集被限定为多个副载波中的每第N个副载波，其中，N为正整数。本发明的另外方面涉及任何上述方面，其中，在初始化期间执行测量。本发明的额外方面涉及任何上述方面，其中，在Showtime (进入工作)例如用户数据发送期间执行测量。又一些方面涉及确定多载波接收器中的第一副载波上的第一 SNR的方法，包括测量或者确定第二副载波上的第二 SNR以及使用至少该第二 SNR确定第一 SNR。本发明的另外方面涉及确定多载波接收器中的第一副载波上的第一 SNR的方法，包括测量或者确定第二副载波上的噪声水平以及使用至少该噪声水平确定第一 SNR。又一些方面涉及用于确定多载波接收器中的第一副载波上的第一 SNR的装置，包括测量或者确定第二副载波上的第二 SNR以及用于使用至少第二 SNR确定第一 SNR的装置。本发明的另外方面涉及用于确定多载波接收器中的第一副载波上的第一 SNR的装置，包括测量或者确定第二副载波上的噪声水平以及使用至少该噪声水平确定第一 SNR的装置。能够确定多载波接收器中的第一副载波上的第一 SNR并且能够测量或者确定第二副载波上的第二 SNR并且能够使用至少第二 SNR确定第一 SNR的多载波收发器。又一些方面涉及能够确定多载波接收器中的第一副载波上的第一 SNR并且能够测量或者确定第二副载波上的噪声水平并且能够使用至少第二噪声水平确定第一 SNR的多载波收发器。本发明的又一些方面涉及多载波收发器，能够在低功率模式下发送多个副载波，该低功率模式方法包括在低功率模式期间发送在全功率模式下发送的副载波的子集，其中，在低功率模式下发送的副载波以与在全功率模式下的发送的功率水平相同的功率水平发送。另一些方面涉及能够发送多个副载波的多载波收发器，包括能够在低功率模式期间发送在全功率模式下发送的副载波的子集的发送部分，其中，在低功率模式下发送的副载波以与在全功率模式下的发送的功率水平相同的功率水平发送。本发明的又一些方面涉及能够发送多个副载波的多载波收发器，包括用于在低功率模式期间发送在全功率模式下发送的副载波的子集的装置，其中，在低功率模式下发送的副载波以与在全功率模式下的发送的功率水平相同的功率水平发送。
本发明的另外方面涉及任何上述的方面，其中，所述子集被限定为在全功率模式下使用的每第N个副载波，其中，N为正整数。本发明的又一些方面涉及低功率模式，用于用在多载波通信中，通过使用在全功率模式下发送的副载波的子集实现节能，其中，在低功率模式下发送的副载波的子集以与在全功率模式下的功率水平相同的功率水平发送。本发明的另外方面涉及低功率模式，其中，所述子集被限定为在全功率模式下所使用的每第N个副载波，其中，N为正整数。本发明的又一些方面涉及设置低功率模式的方法，包括限定在全功率模式期间使用的副载波的子集，用于低功率模式中，其中，所述子集被限定为在全功率模式下所使用的每第N个副载波，其中，N为正整数。本发明的另外方面涉及配置低功率模式的方法，还包括将N的值输入用于配置DSL收发器的管理系统。又一些方面涉及配置低功率模式的方法，其中还包括所述输入由服务提供商执行。本发明的这些和其他特征和优点描述于下文中的对示范实施例的详细描述中，或者从下文中的对示范实施例的详细描述中变得容易理解。
将参考下面的附图详细描述本发明的示范实施例，附图中:图1示出根据本发明的示例通信系统；图2示出根据本发明的各调制解调器的示例性发送器部分和接收器部分；图3示出根据本发明的用于使用指定的载波测量SNR和进行通信的示例方法；图4示出根据本发明的用于使用指定的载波测量噪声和进行通信的示例方法；以及图5示出描绘根据本发明的、在调制解调器之间的通信的示例栅状图。
具体实施例方式关于xDSL环境中的低功率模式来描述本发明的示范实施例。然而应当理解，一般而言，本发明的系统和方法对于任何环境下使用任何通信协议的任何类型的通信系统都同样适用。还关于多载波调制解调器(例如xDSL调制解调器和VDSL调制解调器)以及相关的通信硬件、软件和通信信道来描述本发明的示例系统和方法。然而，为了避免不必要地使本发明变得模糊，下文中的描述省略了已知结构和装置，这些已知结构和装置可能以框图形式示出或者以其它方式概括。
为了说明，列出诸多细节以提供对本发明深入的理解。然而应当理解，可以以除在此列出的具体细节之外的各种方式实施本发明。此外，尽管在此示出的示范实施例将系统的各部件示为放置在一起，但应理解，系统的各部件能够被置于分布式网络(例如通信网络和/或因特网)的远距离部分处，或者被置于专用的安全、不安全和/或加密的系统中。因此，应理解，系统的部件能够被并入一个或多个装置(例如调制解调器)，或者配置在分布式网络(例如电信网络)的特定节点上。如从以下描述中能够理解的那样，出于计算效率的原因，系统的部件能够被布置在分布式网络中的任何位置处，而不影响系统的操作。例如，各部件能够位于中心局调制解调器(CO，ATU-C, VTU-C)、用户驻地调制解调器(CPE、ATU-R、VTU-R)、xDSL管理设备或者以上的组合中。类似地，系统的一个或者多个功能部分能够被分布在调制解调器与相关的计算设备之间。此外，应理解，连接各元件(一些未示出)的各链路(包括通信信道)可以是有线链路或无线链路、或者其任何组合、或者任何其他已知或随后开发出的能够向所连接的元件提供和/或传递数据以及自所连接的元件提供和/或传递数据的元件。在此使用的术语“模块”可指任何已知或者随后开发出的能够执行与该元件相关联的功能的硬件、软件、固件或其组合。在此所用的术语“确定”、“运算”、“计算”及其变型可互换使用，并且包括任何类型的方法、处理、数学运算或者技术。“发送调制解调器”和“发送收发器”以及“接收调制解调器”和“接收收发器”在本文中能够互换使用。另外，术语“收发器”和“调制解调器”具有相同的意思并且可互换使用。同样地，术语“发送器”和“发送调制解调器”具有相同的含义并且可互换使用，此外“接收器”和“接收调制解调器”具有相同的含义并且可互换使用。此外，尽管在此所描述的一些示范实施例针对执行特定功能的收发器的发送器部分，但应理解，相应的互补功能由收发器的接收器部分执行。因此，尽管可能没有在每个示例中特别示出，但本公开旨在包括在同一收发器和/或另一收发器中的该相应的互补功倉泛。通信系统I包括通过一个或者多个链路以及一个或者多个网络5相互连接的收发器100和收发器200。除已知的元件部分之外，每个收发器100和200还包括在图2中更加详细示出的发送器部分和接收器部分。特别地，发送器部分110包括副载波管理模块120、控制器/存储器130、副载波表140以及比特加载模块150。接收器部分210包括SNR测量模块220、副载波管理模块230、SNR估计模块240、比特加载模块250、控制器/存储器255、噪声测量模块260、噪声估计模块270、功率水平测量模块280、以及副载波表290。发送器部分110和接收器部分210中的一个或者多个也可连接至管理接口 330。发送器部分110和接收器部分210通过链路连接，在该链路上具有副载波1-N。如上所述，将关于xDSL 系统(例如在 ADSL2ITU-T G.993.2、ADSL2+ITU G.993.5 以及VDSL2 ITU G.993.2中规定的xDSL系统，这些文献通过引用完全并入本文)来描述本文所讨论的系统、方法、技术和协议。操作中，对于一个或者多个上行(US)和下行(DS)信道，标识在LPM期间将使用的副载波并在调制解调器之间交换指示这些副载波的消息。此外，交换具有关于一个或者多个US和DS信道的比特分配的消息。然后，在LPM期间，发送器通过仅使用每第N个副载波进行发送来降低发送功率。在LPM期间发送的每个副载波的功率水平与在全功率模式(即功率不降低)期间的功率水平相同，由此实现发送功率节省(1-1/N)比例。例如，若N=10，并且发送器在全功率模式(FPM)期间以-40dBm/Hz发送副载波33-255，则发送器在LPM期间能够以-40dBm/Hz发送副载波33、43、53、…、233、243、253。这可导致发送功率降低1-1/10=90%。 示例的接收器210的操作根据一示范实施例，为了在没有由链路束(binder)中的其他收发器的LPM导致的起伏串扰的有害影响下操作，接收器210能够:1.在初始化和/或Showtime期间，接收器210在SNR测量模块220的协作下，测量被指定在LPM(不论引起串扰的收发器是否在LPM模式下)期间(如由副载波管理模块230管理的那样)用于发送的那些副载波上的SNR。2.基于至少这些SNR测量，接收器210在SNR估计模块240的协作下，估计没有被指定在LPM期间用于发送的中间副载波上的SNR。因为被测量的副载波之间的距离相对较小，即N*4.315kHz，所以接收器可使用例如简单的线性插入法来准确估计中间副载波上的SNR0若存在其他噪声源(即，并非来自引起串扰的收发器)例如射频干涉(RFI )，或者来自链路束中的其他业务的噪声，则SNR估计模块240对中间载波的SNR估计例如也能够基于其他测量结果(例如对中间副载波进行的测量结果)。例如，当引起串扰的收发器在LPM下时，中间副载波的SNR也能够由SNR测量模块220测量，并且该信息能够被并入SNR估计模块240对中间副载波的所得到的SNR的估计中。另外，在SNR估计模块240对中间副载波的SNR的估计中也可使用其他噪声源(例如未去除的回波以及符号间或信道间干扰等)。3.接收器210将所测得的LPM副载波上的SNR和/或所估计的中间副载波上的SNR用于由比特加载模块250在初始化和/或Showtime OLR期间运行的比特加载算法。使用上述示例，若副载波33、43、53等被指定在LPM期间用于发送，则接收器210能够通过SNR测量模块220测量这些副载波上的SNR，并且使用该测得的SNR以通过SNR估计模块240估计中间副载波(即副载波34-42、44-52等)上的SNR。因为在被测量的副载波之间仅有10*4.3125=43.125kHz的距离，所以简单的线性插入法(可由控制器/存储器255执行)能够提供足够的性能。 通常可使用任何形式的插入来估计中间副载波上的SNR。例如，收发器可使用线性插入法，使得中间副载波的SNR被估计成连接第i个被测量的副载波上的SNR和第i+N个被测量的副载波上的SNR的直线。可替选地，例如，可使用已知的FEXT (远端串扰)或者NEXT (近端串扰)耦合函数来估计被测量的副载波之间的SNR。需要注意，若接收器210在Showtime和初始化期间测量被指定在LPM期间用于发送的那些副载波的SNR，并且使用这些测量结果估计其他副载波上的SNR，则哪些引起串扰的收发器在LPM下而哪些引起串扰的收发器不在LPM下无关紧要。这是因为被指定在LPM期间用于发送的副载波上的功率水平保持在低功率和全功率模式下，因此这些副载波上测得的SNR不取决于链路束中的其他收发器的功率模式。因此，若接收器以该方式测量SNR，则所有收发器都可以尽可能快地进入和退出LPM，而不会对彼此造成起伏串扰问题。
因此，在一实施例中，LPM使用副载波的子集，使得串扰仍能够由链路束中的另一收发器估计。数值例#1假设多载波系统以下述副载波标号操作:20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30。假设LPM具有N=10，并且在该LPM下发送的副载波是标号为20和30的副载波。假设副载波20上的SNR测量结果为25dB并且副载波30上的SNR测量结果为15dB。若使用简单线性插入来估计中间副载波上的SNR，则副载波21、22、23、24、25、26、27、28和29的所估计的SNR 可分别是 24dB、23dB、22dB、21dB、20dB、19dB、18dB、17dB 和 16dB。数值例#2假设多载波系统以下述副载波标号操作:20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30。假设LPM具有N=10，并且在该LPM下发送的副载波是标号为20和30的副载波。假设副载波20上的SNR测量结果为25dB并且副载波30上的SNR测量结果为15dB。还假设存在影响第25号副载波的窄带RFI，并且该副载波上测量的SNR为20dB。对于所有其他不受RFI影响的中间副载波，若使用简单线性插入，则副载波21、22、23、24、26、27、28和29的所估计的 SNR 可分别是 24dB、23dB、22dB、21dB、19dB、18dB、17dB^P 16dB。第 25 号副载波上的 SNR可被估计为RFI噪声和DSL串扰结合的结果。举例而言，若由于DSL串扰导致的估计的SNR为20dB (如在上述数值例I中计算的那样)，并且由于RFI而导致的SNR为20dB，则这两个SNR的线性结合可导致对于副信道20得到的总的估计SNR为17dB。测量噪声水平而不是信噪比(SNR)可替选地，或者除了由SNR测量模块220来测量SNR之外，接收器210可在噪声测量模块260的协作下测量由副载波管理模块230指定在LPM期间用于发送的副载波上的噪声水平。例如，为了在没有由链路束中其他收发器的LPM导致的起伏串扰的有害影响的情况下进行操作，接收器210能够:1.在初始化和/或Showtime期间，接收器210在噪声测量模块260的协作下，测量被指定在LPM (不管引起串扰的收发器是否在LPM下)期间用于发送的那些副载波上的噪声水平。此外，接收器210在SNR测量模块220的协作下，测量被指定在LPM (不管引起串扰的收发器是否在LPM下)期间用于发送的那些副载波上的SNR。2.基于至少这些噪声测量结果，接收器210在噪声估计模块280的协作下，估计没有被指定在LPM期间用于发送的中间副载波上的噪声水平(Ni)。因为被测量的副载波之间的距离相对较小，即N*4.315kHz，所以接收器能够使用例如简单的线性插入法来准确地估计中间副载波上的噪声水平。若存在其他噪声源(即并非来自引起串扰的收发器)例如射频干涉(RFI)，或者来自链路束中的其他设备的噪声，则对中间载波上的噪声的估计也能够例如基于其他测量结果，例如中间副载波上的测量结果。例如，当引起串扰的收发器在LPM下时，也可测量中间副载波的噪声，并且该信息可被并入对所得的中间副载波的噪声的估计。此外，也可在中间副载波的噪声的估计中使用其他噪声源(例如未去除的回波以及符号间或信道间干扰等)。3.在初始化和/或Showtime期间，接收器210在功率水平测量模块280的协作下测量中间副载波(即未被指定在LPM期间用于发送的中间副载波)上的接收信号功率水平(Pi)04.然后，接收器210在SNR估计模块240的协作下使用测得的接收信号功率水平(来自步骤3)和估计的噪声水平(来自步骤2)估计中间副载波上的SNR。例如，接收器210可采用每个副载波的比Pi/Ni来估计SNR。5.接收器210接下来将LPM副载波上的SNR和/或中间副载波上的估计的SNR用于在初始化和Showtime OLR期间的比特加载算法。
使用上述示例，若副载波33、43、53等被指定在LPM期间用于发送，则接收器210可测量这些副载波上的噪声水平，并且使用该测量的噪声来估计中间副载波(即副载波34-42,44-52等)上的噪声。因为在测量的副载波之间仅有10*4.3125=43.125kHz的距离，所以简单线性插入法可提供足够的性能。通常，可使用任何形式的插入来估计中间副载波上的噪声水平。例如，收发器可使用线性插入法，使得中间副载波的噪声水平被估计为连接第i个被测量的副载波上的噪声水平和第i+N个被测量的副载波上的噪声水平的直线。可替选地，例如，可使用已知的FEXT或者NEXT耦合函数来估计被测量的副载波之间的噪声水平。然后，接收器210可使用测得的副载波34-42、44-52等的信号功率水平和所估计的噪声水平来估计这些副载波上的SNR。需要注意，若接收器210在Showtime和初始化期间测量被指定在LPM期间用于发送的那些副载波的噪声水平，并且使用这些测量结果(与测得的接收信号功率水平一起)估计其他副载波上的噪声水平，则哪些引起串扰的收发器在LPM下而哪些引起串扰的收发器不在LPM下无关紧要。这是因为被指定在LPM期间用于发送的副载波上的功率水平保持在低功率和全功率模式下，因此这些副载波上测得的噪声水平不取决于链路束中的其他收发器的功率模式。因此，若接收器以该方式测量噪声水平，则所有收发器都可以尽可能快地进入和退出LPM，而不会对彼此造成起伏串扰问题。因此，在一实施例中，LPM使用副载波的子集，使得串扰仍能够由链路束中的另一发送器估计。数值例#3假设多载波系统以下述副载波标号操作:20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30。假设LPM具有N=10，并且在该LPM下发送的副载波是标号为20和30的副载波。假设副载波20上的噪声水平测量结果为-55dBm/Hz并且副载波30上的噪声水平测量结果为-65dBm/Hz。假设接收信号功率水平恒定为-80dBm/Hz。例如，若使用简单线性插入估计中间副载波上的噪声水平，则所估计的副载波21、22、23、24、25、26、27、28和29的噪声水平可分别是 _56dBm/Hz、_57dBm/Hz、_58dBm/Hz、_59dBm/Hz、_60dBm/Hz、-61 dBm/Hz、_62dBm/Hz、-63dBm/Hz和-64dBm/Hz。基于为-80dBm/Hz的接收信号功率水平，通过使用该噪声估计，所估计的副载波 21、22、23、24、25、26、27、28 和 29 的 SNR 可分别是 24dB、23dB、22dB、21dB、20dB、19dB、18dB、17dB 和 16dB。数值例#4假设多载波系统以下述副载波标号操作:20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30。假设LPM具有N=10，并且在该LPM下发送的副载波是标号为20和30的副载波。假设副载波20上的噪声水平测量结果为-55dBm/Hz并且副载波30上的噪声水平测量结果为-65dBm/Hz。假设接收信号功率水平恒定为-80dBm/Hz。还假设存在影响第25号副载波的窄带RFI，并且该副载波上测得的噪声为-60dBm/Hz。对于所有其他不受RFI影响的中间副载波，若使用简单线性插入，例如，若使用简单线性插入估计中间副载波上的噪声，则副载波21、22、23、24、26、27、28 和 29 的估计噪声可分别是 _56dBm/Hz、-57dBm/Hz、-58dBm/Hz、-59dBm/Hz、-61 dBm/Hz, -62dBm/Hz、-63dBm/Hz 和 _64dBm/Hz。基于为 _80dBm/Hz 的接收信号功率水平，通过使用该噪声估计，所估计的副载波21、22、23、24、26、27、28和29的SNR可分别是24(18、23(18、22(18、21(18、19(18、18(18、17(18和 16dB。第 25 号副载波上的噪声可被估计为 RFI噪声和DSL串扰结合的结果。举例而言，若由于DSL串扰导致的估计的噪声为-60dBm/Hz(如在上述数值例3中计算的那样)，并且由于RFI导致的噪声为-60dBm/Hz，则这两个噪声的线性结合可导致对于副信道20得到的总的估计噪声为-63dBm/Hz。基于为-80dBm/Hz的接收信号功率水平，所得的SNR可例如为17dB。
在LPM期间使用的副载波的子集在上述示例中，在LPM期间使用的副载波的子集被定义为在全功率模式期间发送的每第N个副载波。通常可使用关于副载波的子集的任何定义。例如，每N个副载波可发送数量L (L>1)副载波，而不是每N个副载波仅发送I个副载波。例如，若L=3，并且N=30，并且总数为M=90个副载波，标号为从10至89，则可发送下列副载波:10、11、12、40、41、42、70、71、72。这导致副载波数量从90降低至9，即功率降低因子为10。如在上述示例中，链路束中的其他收发器可通过测量已知副载波(例如10、11、12、40、41、42等)上的SNR并推算中间副载波(例如13_39、43_69、等)的SNR来确定串扰。例如，其他收发器可使用线性插入法估计中间副载波上的SNR。通常可使用任何形式的插入来估计中间副载波上的SNR。例如，可使用已知的FEXT或者NEXT耦合函数来估计中间副载波上的SNR。通常，可使用用于定义副载波标号数组中的值的子集的任何算法来定义在LPM期间使用的副载波的子集。可替选地，或者另外地，在LPM期间所使用的副载波的子集可被定义为副载波标号列表。例如，若存在总数M=90个副载波，标号为10至89，则该列表能够取任何值，例如[13、21、34、54、60、78、88]。在一替选实施例中，在LPM期间使用的副载波不是固定的，而而随时间变化的。该示范实施例被称为副载波扫描LPM(Subcarrier Sweeping LPM)。在该实施例中，副载波的第一子集用于LPM期间的第一时间段，在第二时间段期间使用副载波的第二子集，等等。例如，若在FPM期间存在100个副载波，标号为I至100，则副载波1-10可用于第一时间段(例如I秒钟或者1000个DMT符号)，副载波11-21可用于第二时间段(例如I秒钟或者1000个DMT符号)，等等。在十个时间段之后，所有100个副载波在LPM期间被发送。该方法的一个主要好处在于，在10个时间段时间内测量SNR或者噪声水平的接收器能够确定所有副载波的SNR，而中间副载波不需要(如上所述的)估计或者插入法。定义用于LPM的副载波的子集可通过任何下述的实体以定义在LPM期间使用的副载波的子集:-服务提供商(这具有的好处为，服务提供商能够基于波段规划、链路束管理问题、监管问题等定义子集)-最终用户/消费者
-用于上行和/或下行发送的CO调制解调器(例如，VTU-O或者ATU-C)-用于上行和/或下行发送的CPE调制解调器(例如，VTU-R或者ATU-R)-用于下行发送的CPE接收器-用于上行发送的CO接收器若由服务提供商或者最终用户定义，副载波的子集能通过例如管理接口 330而输入系统。例如，服务提供商能够通过定义上述N的值来输入副载波的子集的标号值。例如，服务提供商能够通过管理接口指定，从第33号副载波开始，每第N=12个副载波将在LPM期间用于发送。可替选地，例如，服务提供商能够通过管理接口指定，从第33号副载波开始至副载波512，每第N=12个副载波将在LPM期间用于发送，以及从第600号副载波开始至副载波900，每第N=6个副载波将在LPM期间用于发送。可替选地，例如，服务提供商可通过管理接口 300指定每N个副载波中发送多于I个副载波，如在上述示例中描述的那样。可替选地，或者另外地，服务提供商可指定在LPM期间使用的副载波的列表，其中，例如该列表能够取任何值，例如[45、59、88、123、129等]。对于副载波扫描LPM，服务提供商可定义扫描时间，即LPM期间用于发送副载波的子集的一段时间。例如，服务提供商可指定S=IO个副载波会在LPM下被发送，并且扫描时间为100ms。在该示例性的设置下，在LPM下，可在IOOms中发送来自FPM的第一组10个副载波，然后在接下来的IOOms中发送后续的一组10个副载波，等等。收发器(例如VTU-0、VTU_R、ATU-C或者ATU-R)也可以以如上在关于服务提供商的示例中所描述的类似的方式限定副载波的子集。发送和接收关于LPM参数的消息。 当服务提供商或者CO调制解调器限定LPM期间所使用的副载波的子集时，该信息可从CO调制解调器(例如ATU-C或者VTU-0)发送至CPE (例如RT调制解调器或者ATU-R或者VTU-R)，如随后关于图5所描述。包含在该消息中的信息可在副载波管理模块230的指导下被储存在副载波表289中并且指出在LPM期间使用哪些副载波。例如，该消息可包括副载波标号的列表，例如[78、129、343、355等]。可替选地，例如，该消息可包括N的至少一个值(如在上述示例中描述的那样)。例如，若在LPM期间N=10，则可发送每第10个副载波。可替选地，例如，该消息可包括N的至少一个值(如在上述示例中描述的那样)以及至少一个用于索引的起始副载波标号。例如，N=10，并且起始频率标号可被设置为33，这表示在LPM期间应使用标号为33、43、53…的副载波。可替选地，例如，该消息可包括N的至少一个值(如在上述示例中描述的那样)、至少一个起始副载波标号以及至少一个结束副载波标号。例如，N=10，并且起始频率标号可被设置为33，并且结束副载波标号可被设置为100，这表示在LPM期间应使用标号为33、43、53、…、83、93的副载波。通常，可使用任何用于限定副载波标号的数组中的值的子集的算法来限定通过消息发送的副载波的子集。当CPE调制解调器或者最终用户限定在LPM期间使用的副载波的子集时，信息可从CPE调制解调器发送至CO。包括在消息中的该信息能够指出在LPM期间使用哪些副载波。例如，该消息可包括副载波标号的列表，例如[78、129、343、355等]。可替选地，例如，该消息可包括N的至少一个值(如在上述示例中描述的那样)。例如，若在LPM期间N=10，则可发送每第10个副载波。可替选地，例如，该消息可包括N的至少一个值(如在上述示例中描述的那样)以及至少一个用于索引的起始副载波标 号。例如，N=10，并且起始频率标号可被设置为33，这表示在LPM期间应使用标号为33、43、53…的副载波。可替选地，例如，该消息可包括N的至少一个值(如在上述示例中描述的那样)、至少一个起始副载波标号以及至少一个结束副载波标号。例如，N=10，并且起始频率标号可被设置为33，并且结束副载波标号可被设置为100，这表示在LPM期间应使用标号为33、43、53、…、83、93的副载波。通常，可使用任何用于限定副载波标号的数组中的值的子集的算法来限定通过消息发送的副载波的子集。另外，对于副载波扫描LPM,扫描时间将需要通过消息被交换。扫描时间例如可以以秒、DMT符号等定义。可在初始化期间和/或在Showtime期间发送这些消息。若收发器需要该信息用于在初始化期间测量SNR或者噪声水平，那么需要在接收调制解调器在初始化期间测量SNR或者噪声水平之前发送所述消息。在这种情况下，可在G.hs或者初始化的信道发现阶段期间发送消息。另外，在LPM期间使用的副载波可在Showtime或者初始化中被更新或者修改。例如，可发送第一消息，限定以LPM使用的副载波的第一子集，接下来可发送第二消息，限定以LPM使用的副载波的第二子集。例如，第一消息可通过起始标号33以及N=IO的值限定第一子集，这表示从第33号副载波开始每第10个载波以LPM发送。并且第二消息可通过起始标号34以及N=Il的值限定第二子集，这表示从第34号副载波开始每第11个载波以LPM发送。定义LPM下的副载波的子集的比特分配值可通过接收调制解调器、发送调制解调器、用于DS和DS两者的CO调制解调器、用于US和DS两者的CPE调制解调器、服务提供商或者最终用户来定义在LPM期间的每个副载波的比特分配值(即在副载波上发送的比特的数量)。在一实施例中，比特分配值由接收调制解调器确定。因此CPE调制解调器可确定DS方向的比特分配值和/或CO调制解调器可确定US方向的比特分配值。在一实施例中，接收器可使用与FPM操作期间使用的比特分配值相同的比特分配值。在该情况下，接收调制解调器不需要向发送调制解调器发送比特分配值，因为这些比特分配值可与用于FPM操作的比特分配值相同。可替选地，接收调制解调器可定义在LPM期间使用的副载波的新的比特分配值。在该情况下，新的比特分配值可通过消息被传递至发送调制解调器。可替选地，比特分配值可被定义为在FPM期间所使用的比特数量上的预先确定或协商的减少。例如，可有B=2的比特减少，使得在FPM期间具有B=8比特的副载波在LPM期间可使用B=6比特。在该情况下，接收调制解调器不必向发送调制解调器发送比特分配值，因为所述比特分配值可从用于FPM操作的比特分配值计算得出。然而，若B由接收调制解调器确定，则B的值可通过消息传递。在一可替选的实施例中，比特分配值由发送调制解调器来确定。因此，CPE调制解调器可确定US方向的比特分配值和/或CO调制解调器可确定DS方向的比特分配值。在该情况下，例如，发送器可使用与在FPM操作期间所使用的比特分配值相同的比特分配值。在该情况下，发送调制解调器不必向接收调制解调器发送比特分配值，因为这些比特分配值可与用于FPM操作的那些比特分配值相同。可 替选地，发送调制解调器可定义在LPM期间使用的副载波的新的比特分配值。在该情况下，新的比特分配值可通过消息被传递至接收调制解调器。可替选地，比特分配值可被定义为在FPM期间所使用的比特数量的预先确定或协商的减少。例如，可有B=2的比特减少，使得在FPM期间具有B=8比特的副载波在LPM期间可使用B=6比特。在该情况下，发送调制解调器不必向接收调制解调器发送比特分配值，因为比特分配值可从用于FPM操作的比特分配值计算得出。然而，若B通过发送调制解调器被确定，则B的值可通过消息传递。在一可替选的实施例中，由服务提供商确定比特分配值。尽管由服务提供商直接定义比特分配值没有实际意义，但借助于通过来自FPM操作的比特分配值的可配置的减少来设置LPM比特分配值，服务提供商可间接定义比特分配值。例如，服务提供商可如上所述配置B的值。另外，服务提供商可通过管理接口配置用于LPM的最小所需数据率。在一些情况下，在低功率模式期间的副载波的比特分配值可以是零，即在该副载波上没有发送比特。这可能会出现，例如，若比特减少值B被设置为2并且副载波在Showtime期间具有为2的比特分配值。在该情况下，该特定副载波的比特分配值可在LPM期间被设置成O。在这些条件下，携带PRBS值的非数据可被分配至该副载波，从而在该副载波上发送信号。可替选地，该副载波可不以LPM发送。可替选地，该副载波可以不被减少比特减少值B，而是在LPM期间仍然使用为2的比特分配值。LPM的示例性方法这是LPM配置和系统操作的示例性的方法。在该示例中，服务提供商配置在LPM期间使用的副载波，并且接收调制解调器确定在低功率模式期间的比特分配值。在该LPM的示例性方法中，服务提供商配置ADSL2+服务，以使用在本发明中所描述的LPM。该ADSL2+服务使用副载波6-32用于上行(US)发送以及使用副载波35-511用于下行(DS)发送。通过管理接口(例如MIB)，服务提供商可配置使得例如在US和DS方向上都应将每第N=IO个副载波用于LPM (在该示例中，US和DS使用相同的N值，但它们可以是不同的)。在该配置下，下列的副载波号可用于us LPM:6、16、26。另外,最后的副载波32可被分配至LPM，从而针对所有可能使用的US副载波获得测量值。同样地，下列的副载波号可用于DS LPM:33、43、53、…、493、503。另外，最后的副载波511可被分配至LPM，从而针对所有可能使用的DS副载波获得测量值。可替选地，例如，通过管理接口(例如MIB)，服务提供商能够配置使得例如在US和DS方向上都应将每第N=IO个副载波用于LPM，并且关于US和DS两者的用于索引的起始副载波应例如为副载波#10。在该配置中，US副载波10、20和30可用于US LPM并且DS副载波40、50、60、…、490、500、510可用于DS LPM0可替选地，服务提供商可使用副载波的可编程列表，例如关于US 的[6、13、18、24、32]以及关于 DS 的[33、53、74、95、120、150、220、283、332、442、510]，配
置LPM副载波。在配置LPM期间所使用的副载波之后，CO收发器可向CPE收发器发送消息(在初始化和/或Showtime期间)，指出在LPM下使用哪些DS副载波。该消息例如可包括以列表、和/或以值N、和/或以包括起始副载波和结束副载波的值N表示LPM副载波的信息(如在上述示例中描述的那样)。CPE接收器可接收由CO收发器发送的消息，并且将消息发回至CO收发器，指出DSLPM副载波的比特分配值。因此，当进入LPM时，CO发送器可使用在来自CPE收发器的消息中传递的比特分配值发送。同样地，对于US方向，CO收发器可向CPE收发器发送消息(在初始化和/或Showtime期间)，指出US LPM副载波的比特分配值。因此，当进入LPM时，CPE发送器可使用在来自CO收发器的消息中传递的比特分配值发送。
当在初始化和/或Showtime期间测量SNR和/或噪声水平时，接收调制解调器可首先测量LPM副载波上的SNR和/或噪声水平，然后使用该信息确定/估计中间副载波上的SNR或者噪声水平。因此，例如，若服务提供商配置用于US LPM的US副载波6、16、26、32，则CO接收器可测量副载波6、16、26、32上的SNR和/或噪声水平，并且使用该信息确定中间副载波7-15、17-26、27-31上的SNR和/或噪声水平。同样地，CPE接收器会针对由服务提供商限定的DS LPM副载波进行同样的处理。确定在LPM下的引起串扰的调制解调器的存在通过测量在FPM期间使用的所有副载波上的SNR并且检测在由引起串扰的调制解调器用于LPM的副载波上是否存在噪声水平增加(和/或SNR降低)，接收器能够确定是否有其他引起串扰的调制解调器处于LPM下。例如，若在LPM期间使用副载波10、20、30，则接收器可测量副载波10-30上的SNR，并且，若与副载波11-19和21-29相比，在副载波10、20和30上的SNR显著增大，则接收器能够知道存在处于LPM下的引起串扰的调制解调器。在该情况下，接收器可使用副载波10、20和30上的测量值来估计中间副载波(即11-19和21-29)上的SNR和/或噪声水平。另一方面，若在LPM副载波10、20和30上的SNR并未增高，则接收调制解调器可知道不存在处于LPM下的其他引起串扰的调制解调器，并且所有副载波的SNR和/或噪声水平，包括中间副载波(即11-19和21-29)，可被直接测量。这样，当引起串扰的调制解调器进入和/或退出LPM时，接收调制解调器将知道其不遭受起伏串扰。因此，该LPM是可由接收调制解调器探测的，因而使得接收调制解调器能够测量SNR和/或噪声水平，以确定比特分配表，所述比特分配表将是稳定的并且在由引起串扰的调制解调器进入和/或退出LPM造成的起伏串扰存在的情况下无错误地操作。LPM不要求用于减少起伏串扰的时间约束传统的LPM造成干扰链路束中的其他DSL连接的操作的起伏(不稳定)串扰。为此，传统的LPM要求时间约束，该时间约束限制收发器能够以多快从FPM进入LPM，从而减少一天中发生PLM至FPM转变的次数。根据本发明的LPM的一个示例性益处在于，对于进入和退出LPM不需要时间约束，因为LPM提供测量SNR和/或噪声水平的方法，该方法不取决于在链路束中引起串扰的收发器的功率模式状态。另外，接收调制解调器能够如上所述地检测其他收发器是否在LPM下。因此，例如，该LPM允许调制解调器在没有用于减少系统中起伏串扰的数量的时间约束的情况下进入和退出LPM。图3示出用于测量SNR和进入低功率模式的示例性方法。特别地，控制以步骤S300开始并且直至步骤S310。在步骤S310中，测量被指定在低功率模式期间用于发送的载波上的SNR。接下来，在步骤S320中，估计没有被指定用于发送的载波上的SNR。然后，在步骤S330中，一个或者多个测得的SNR和所估计的SNR在初始化和Showtime OLR中一个或者多个期间用于比特加载。然后，控制进入到步骤S340。在步骤S340中，使用被指定在LPM期间用于发送的载波开始通信。然后，控制进入到步骤S350，在布骤S350中控制序列结束。 图4示出基于噪声水平进入低功率模式的示例性方法。具体而言，控制以步骤S400开始并且直至步骤S410。在步骤S410中，测量被指定在LPM期间用于发送的副载波上的噪声水平。接下来，在步骤S420中，测量被指定在LPM期间用于发送的载波上的SNR。然后，在步骤S430中，估计未被指定在LPM期间用于发送的载波上的噪声水平。然后，控制进入到步骤S340。在步骤S440中，在初始化和Showtime中的一个或者多个期间对于未被指定用于发送的副载波测量接收信号功率水平(Pi)。然后，控制进入到步骤S450。在步骤S450中，使用Pi以及估计出噪声水平估计未被指定用于发送的载波上的SNR。接下来，在步骤S460中，LPM副载波上的SNR和/或未被指定用于发送的载波上的所估计的SNR在初始化和Showtime中的一个或者多个期间被用于比特加载。然后，控制进入到步骤S470，在步骤S470中控制序列结束。图5为示例性的栅状图，示出在CO与CPE之间交换的消息，CO和CPE允许进入低功率模式和从低功率模式中退出。特别对于CO，控制以步骤S500开始，而对于CPE，控制以步骤S510开始。从CO的角度看，在步骤S505中，标识在低功率模式期间使用的载波。如这里所述，通过诸多不同的实体和基于一个或多个不同的标准，能够执行对这些载波的标识。接下来，指定在低功率模式中使用哪些下行载波的消息被从CO发送至CPE。然后，CO接收下行低功率模式载波的比特分配值的消息。然后，CO进入低功率模式，并且在步骤S515中使用通过来自CPE的消息传递的比特分配值发送。如果也期望上行副载波进入低功率模式，则CO向CPE发送上行低功率模式副载波的比特分配值的消息。持续以低功率模式发送，直至退出低功率模式消息被从CO发送至CPE0在这里，CO能够过渡到使用例如全功率模式的比特分配值发送，能够重新初始化和确定新的比特分配值，或者使用一些其他的预先确定的比特分配值发送。然后，控制进入到步骤S535，在步骤S535中控制序列结束。从CPE的角度看，从CO接收指出在低功率模式下使用哪些下行副载波的消息，并且在步骤S520中确定比特分配值。具有下行低功率模式副载波的比特分配值的消息被传递至CO。若低功率模式也用于上行副载波，则消息由CPE接收，并且在步骤S530中，CPE进入低功率模式并且使用通过来自CO的消息传递的比特分配值开始发送。为退出低功率模式，消息从CPE发送至CO，并且如同CO —样，通过使用例如针对在进入LPM之前的全功率模式的比特分配值、重新初始化和确定新的比特分配值、或者使用一些其他的预先确定的比特分配值发送，能够过渡为以FPM发送。在步骤S540中开始全功率模式通信，控制进入到步骤S550，在步骤S550中控制序列结束。尽管已关于特定顺序的事件讨论了上述流程图，但是应理解，能够改变该顺序，而不会实质影响本发明的操作。另外，事件的确切顺序不必如在示范实施例中说明的那样，而是所述步骤能够由通信系统中的一个或者另一个收发器实施，只要两个收发器都知晓用于初始化的技术。另外，在此示出的示例性技术并不限制于特别示出的实施例，而是也能够与其他示范实施例使用，并且每个所述的特征是各自且单独可要求保护的。上述系统能够在有线和/或无线通信装置上实施，例如在调制解调器、多载波调制解调器、DSL调制解调器、ADSL调制解调器、xDSL调制解调器、VDSL调制解调器、线路卡板、电力线调制解调器、有线或者无线调制解调器、测试设备、多载波收发器、有线和/或无线广域/局域网系统、卫星通信系统、基于网络的通信系统例如IP、以太网或者ATM系统、具有诊断能力的调制解调器等上实施，或者在具有通信装置或者与下列通信协议中的至少任意一个结合的单独的编程后的通用计算机上实施:CDSL、ADSL2、ADSL2+、VDSLU VDSL2、HDSL、DSL Lite、IDSL、RADSL、 SDSL、UDSL 等。此外，本发明的系统、方法和协议可在专用计算机、经编程的微处理器或者微控制器和外围集成电路元件、ASIC或者其它集成电路、数字信号处理器、硬接线电子器件或者逻辑电路例如分立元件电路、可编程逻辑器件例如PLD、PLA、FPGA、PAL、调制解调器、发送器/接收器、任何类似的装置等上实施。通常，任何能够执行状态机、进而能够执行本文所述方法的设备能够用于实施根据本发明的各通信方法、协议和技术。此外，所公开的方法可容易地通过使用对象的软件或者面向对象的软件开发环境来实施，使用对象的软件或者面向对象的软件开发环境提供能够在多种计算机或者工作站平台上使用的可移植的源代码。可替选地，所公开的系统可部分地或者全部在使用标准逻辑电路或者VLSI设计的硬件中实施。是否使用软件或者硬件来实施根据本发明的系统取决于系统的速度和/或效率要求、特定功能以及所使用的特定软件或硬件系统或者微处理或者微型计算机系统。使用任何已知、或者由本领域普通技术人员根据本文中提供的功能描述以及利用计算机和电信领域的普通基本知识而后续开发出的系统或者结构、设备和/或软件，能够容易地以硬件和/或软件实施本文示出的通信系统、方法和协议。此外，例如，可以以包括能够由处理器执行的指令的软件来容易地执行公开的方法，所述指令能够被存储在计算机可读的信息存储介质上，在控制器与存储器协作的编程通用计算机上、专用计算机上、微处理器上等被执行。在这些示例中，本发明的系统和方法能够被实施为被嵌入个人计算机中的程序例如applet、JAVA .或者CGI script、被固化在服务器或者计算机工作站中的资源、被嵌入在指定的通信系统或者系统部件中的例行程序。该系统也可通过物理地将系统和/或方法并入软件和/或硬件系统例如通信收发器的硬件和软件系统来实施。因此，明显地，根据本发明已提供用于节省通信环境中的功率的系统和方法。尽管已结合一些实施例描述了本发明，但明显地，多种可替选型、修改以及变型对于相应领域中的普通技术人员能够是或者是清楚的。相应地，旨在包括所有这样的在本发明的精神和范围内的可替选型、修改、等效替换和变型。
权利要求
1.在能够接收多个副载波的多载波收发器中，一种确定所述多个副载波上的噪声水平的方法，该方法包括测量所述多个副载波的第一子集上的噪声水平并且使用至少所测量的噪声估计所述多个副载波的第二子集上的噪声水平。
2.一种能够接收多个副载波的多载波收发器，包括能够测量所述多个副载波的第一子集上的噪声水平并且能够使用至少所测量的噪声估计所述多个副载波的第二子集上的噪声水平的接收器部分。
3.—种能够接收多个副载波的多载波收发器，包括用于测量所述多个副载波的第一子集上的噪声水平的装置以及用于使用至少所测量的噪声估计所述多个副载波的第二子集上的噪声水平的装置。
4.本发明的其他方面涉及任一上述方面，其中，所述第一子集被限定为所述多个副载波中的每第N个副载波，其中，N为正整数。
5.根据权利要求1至4中任一项所述，其中，在初始化期间执行所述测量。
6.根据权利要求1至4中任一项所述，其中，在Showtime期间执行所述测量，其中，Showtime是用户数据传输期间。
7.用于执行如权利要求1、5、6中任一项或多项中所述的步骤的一种或者多种装置。
8.一种计算机可读的存储介质，存储有指令，所述指令执行在权利要求1、5、6中任一项或多项中所述的方法步骤。
全文摘要
描述了用于多载波收发器的稳定的低功率模式(LPM)，至少实现发送功率节约，同时在使得接收器设计能够容易地操作而没有起伏串扰的有害影响。在一示范实施例中，LPM通过减少使用的副载波的数量但实际上不降低在这些副载波上的功率来实现节能，因此而不管引起串扰的调制解调器是否在LPM下，允许接收器测量SNR或者噪声水平，并且确定线路上的串扰噪声。
文档编号H04L27/26GK103227767SQ20131008835
公开日2013年7月31日 申请日期2008年11月21日 优先权日2007年11月21日
发明者克里斯托弗·卡希尔, 理查德·格若斯, 马科斯·C·扎尼斯 申请人:Tq德尔达有限责任公司