在点到多点正交频分复用通信系统中的上行导频结构的制作方法

本发明要求2013年3月11日由张晓风(xiaofengzhang)等人递交的发明名称为“在点到多点正交频分复用通信系统中的上行导频结构(upstreampilotstructureinpointtomultipointorthogonalfrequencydivisionmultiplexingcommunicationsystem)”的第61/776,488号美国临时专利申请案的在先申请优先权，该在先申请的内容以引入的方式并入本文本中，如同全文复制一样。

关于由联邦政府赞助研究或开发的声明

不适用。

参考缩微胶片附录

不适用。

无

背景技术

无源光网络(pon)是一种用于在最后一英里上提供网络接入的系统。pon可以是具有定位在光分配网络(odn)中的无源分路器的点到多点(p2mp)网络以使来自中心局的单一传输光纤能够服务于多个用户驻地。pon可以针对上行和下行传输采用不同波长。以太网无源光网络(epon)是由电气电子工程师学会(ieee)开发并且在ieee文件802.3ah和802.3av中指定的pon标准，所述两个文件以引入的方式并入本文本中。采用epon和其它网络类型两者的混合接入网络已经吸引了越来越多的注意力。

技术实现要素：

在一个实施例中，本发明包含中心接入网络单元，其包括处理器，所述处理器用于从上行正交频分复用(ofdm)符号向多个下行网络单元指派多个上行训练块，其中所述ofdm符号包括以预定时间间隔在上行射频(rf)频谱上等距离间隔开的多个导频子载波，并且其中每个上行训练块包括非连续且位于所述上行rf频谱上的导频子载波的不同子集，且所述处理器用于产生包括上行训练块的指派的一个或多个消息；以及发射器，耦合到处理器且用于通过网络向多个下行网络单元传输消息，其中所述消息指示多个下行网络单元中的至少一个传输在与指派给下行网络单元的上行训练块相对应的导频子载波处的经调制预定序列。

在另一实施例中，本发明包含通过电缆调制解调器终端系统(cmts)实施的方法，其包括在探测帧内分配探测符号，其中探测帧包括可变的k数目个连续探测符号，并且其中每个探测符号包括以预定时间间隔在有线数据传输业务接口规范(docsis)网络的上行频谱上等距离间隔开的多个子载波；定义在经分配探测符号中的探测模式，其中所述探测模式包括来自经分配探测符号的经散射子载波的导频集；以及指示电缆调制解调器(cm)根据经定义探测模式传输在经分配探测符号中的探测序列。

在另一实施例中，本发明包含通过同轴线终端(clt)实施的方法，其包括在用于上行宽带探测的探测帧内向同轴网络单元(cnu)分配专用探测符号，其中所述探测符号包括以预定时间间隔在基于同轴电缆的以太网无源光网络(epoc)的上行频谱上等距离间隔开的多个导频；向cnu分配在探测符号内的经散射导频的子集；从cnu接收探测符号；从所接收的探测符号执行上行信道估计。

在又另一实施例中，本发明包含在同轴网络中的网络单元，其包括接收器，所述接收器用于接收指示在上行ofdm符号中的经指派上行训练块的消息，所述ofdm符号包括以预定时间间隔在网络单元的频谱中等距离间隔开的多个导频子载波，其中上行训练块包括非连续且位于所述频谱上的导频子载波的子集；处理器，耦合到接收器且用于通过将预定序列调制到上行训练块的导频子载波上来产生上行训练块；以及发射器，耦合到处理器且用于通过同轴网络发送上行训练块。

从结合附图以及权利要求书进行的以下详细描述中将更清楚地理解这些以及其它特征。

附图说明

为了更透彻地理解本发明，现参阅结合附图和具体实施方式而描述的以下简要说明，其中的相同参考标号表示相同部分。

图1是统一的光学同轴网络的实施例的示意图。

图2是docsis网络的实施例的示意图。

图3是网元(ne)的实施例的示意图，所述网元可以充当epoc网络和/或docsis网络中的节点。

图4是包括一个上行训练块的探测符号的实施例的示意图。

图5是包括一个上行训练块的探测符号的另一实施例的示意图。

图6是包括三个上行训练块的探测符号的另一实施例的示意图。

图7是上行训练方法的实施例的流程图。

图8是上行训练方法的另一实施例的流程图。

图9是上行训练消息编码的实施例的示意图。

图10图示随在单一探测符号中探测下行网络单元的数目而变化的上行信噪比(snr)损失的实施例的图形。

具体实施方式

首先应理解，尽管下文提供一个或多个实施例的说明性实施方案，但所公开的系统和/或方法可以使用任何数目的技术来实施，无论该技术是当前已知还是现有的。本发明决不应限于下文所说明的说明性实施方案、附图和技术，包含本文所说明并描述的示例性设计和实施方案，而是可以在所附权利要求书的范围以及其等效物的完整范围内修改。

一些混合接入网络可以将光网络与同轴(同轴电缆)网络组合。同轴电缆以太网(eoc)可以是用于描述通过同轴网络传输以太网帧的所有技术的通用名称。eoc技术的实例可以包含epoc、docsis、同轴电缆多媒体联盟(moca)、g.hn(根据国际电信联盟(itu)开发且通过家用网格论坛促进的标准的家庭网络技术族的通用名)、家庭电话线网络联盟(hpna)以及家用插头音频/视频(a/v)。eoc技术可能已经适合于利用位于订户家中的连接的用户驻地设备(cpe)执行从光网络单元(onu)到eoc首端的户外同轴电缆接入。在同轴网络中，物理层传输可以采用ofdm来将数字数据编码到多个载波频率上。ofdm传输的一些优点可以包含高频谱效率和稳固的传输(例如，在长同轴导线、窄带干扰源、频率选择性噪音等中以高频率衰减)。

epoc系统可以是采用光学技术和同轴技术这两者的混合接入网络。epoc可以包括：光学段，其可以包括pon；以及同轴段，其可以包括同轴电缆网络。在pon段中，olt可以定位在本地交换局或中心局中，其中olt可以将epoc接入网络连接到互联网协议(ip)、同步光纤网(sonet)和/或异步传输模式(atm)骨干。在同轴段中，cnu可以定位在终端用户位置处，且每个cnu可以服务于可以被称为订户的多个(例如，三个到四个)终端用户。光纤同轴单元(fcu)可以将网络的pon段与同轴段之间的接口合并。fcu可以是单一箱式单元，其可以位于onu和clt融合在一起处，例如，位于路缘处或位于公寓楼的地下室。clt或fcu可以在物理层处采用ofdm传输来与cnu通信。

docsis网络可以在光纤同轴电缆混合(hfc)网络上操作且可以在结构上类似于epoc网络。docsis网络可以包括定位在本地交换局或中心局中的cmts，其中cmts可以将hfc网络连接到骨干网。cmts可以服务于定位在终端用户位置处的多个cm。在一些实施例中，cmts可以与p2mpofdm通信功能性(例如信道估计、调度)集成。

在ofdm通信中，物理层信道可以在数据传输之前建立，例如，通过执行信道训练和/或估计来建立。在实施例中，clt可以指定用于上行信道测量(例如，上行探测)的上行ofdm符号(例如探测符号)。探测符号可以跨越时间和频率，例如，探测符号可以包括以预定时间间隔(例如符号时间)在整个上行rf频谱(例如，符号的信道带宽)上等距离间隔开的多个子载波(例如导频子载波)。cnu可以通过采用在探测符号中的所有导频子载波来传输探测符号中的预定宽带序列(例如导频序列或探测序列)。当clt接收探测符号时，clt可以通过将所接收的信号与预定宽带序列进行比较来估计在导频子载波中的每一者处在cnu和clt之间的上行信道条件。为了区分不同cnu之间的上行传输，clt可以为每个cnu指派单独的探测符号。然而，用于上行探测的信道带宽可以随经连接cnu的数目在网络中增加而增加，且因此可能导致较低的带宽效率。应注意，在本发明中，术语“上行训练”和“探测”是等效的且可以互换地使用。另外，术语“fcu”和“clt”是等效的且可以互换地使用。

本文中所公开的是上行导频方案，其可以通过p2mpofdm通信系统(例如clt或cmts)在混合接入网络(例如epoc网络或docsis网络)中执行。p2mpofdm通信系统可以将上行ofdm符号指定为用于测量在多个下行网络单元与p2mpofdm通信系统之间的上行信道的探测符号。在实施例中，clt或cmts可以从探测符号分别向多个cnu或cm指派多个上行训练块，其中每个上行训练块可以包括非连续且跨越上行频谱的导频子载波的不同子集。cnu或cm可以在经指派上行训练块的导频子载波处传输宽带导频序列。cnu或cm可以在未经指派的导频子载波(例如经排除子载波)处插入频率空值(例如零值)，因此cnu或cm可以不干扰在相同探测符号中以导频子载波的不同集合传输的其它cnu或cm。由此，多个cnu或cm可以在探测符号的持续时间中同时在导频子载波的不同集合处传输宽带导频序列的不同部分。在实施例中，上行训练块可以在起始导频子载波和子载波的固定数目方面被指定以在连续的经指派导频子载波之间跳过。所公开的上行导频方案可以通过允许多个cnu或cm在相同探测符号中同时传输来有效地利用上行带宽，且可以提供与指定每cnu或cm一个探测符号的上行导频方案相当的上行snr性能。另外，所公开的上行导频方案可以通过采用仅ofdm符号的子载波的子集来允许cmts或clt成功地探测电力不足(例如长距离和/或高衰减信道)的cnu或cm，其中，cnu或cm可能不具有足够的电力来发送在ofdm符号的所有子载波上都具有足够电力的探测序列。

图1是包括光学部分150和同轴(电气)部分152的统一光学同轴网络100的实施例的示意图。网络100可以包含olt110、耦合到多个订户设备140的至少一个cnu130以及位于olt110与cnu130之间，例如，光学部分150与同轴部分152之间的clt120。olt110可以通过odn115耦合到clt120，且任选地耦合到一个或多个onu170或在光学部分150中的一个或多个hfc节点160。odn115可以包括光纤和光分路器117和/或将olt110耦合到clt120和任何onu170的1×m无源光分路器的级联。epoc中m的值，例如，clt的数目，可以例如是4、8、16或其它值且可以取决于光功率预算等因素由运营商选择。clt120可以通过配电网络(edn)135耦合到cnu130，所述配电网络可以包括电缆分路器137、抽头/分路器的级联和/或一个或多个放大器。每个olt110端口可以服务于32个、64个、128个或256个cnu130。应注意，由于抽头的方向特性，来自cnu130的上行传输可以到达clt120而不是其它cnu130。olt110与onu170和/或clt120之间的距离可以在约10公里(km)到约20公里(km)的范围内，并且clt120与cnu130之间的距离可以在约100米(m)到约500米(m)的范围内。网络100可以包括任何数目的hfc160、clt120和对应cnu130。网络100的组件可以如图1中所示安排或是任何其它合适的安排。

网络100的光学部分150可以与pon类似，其类似之处在于光学部分150可以是不需要有源组件来在olt110与clt120之间分配数据的通信网络。替代地，光学部分150可以使用odn115中的无源光学组件来在olt110与clt120之间分配数据。可以在光学部分150中实施的合适协议的实例可以包含：由itu电信标准化部门(itu-t)文件g.983定义的异步传输模式pon(apon)或宽带pon(bpon)、由itu-t文件g.984定义的千兆比特pon(gpon)、由ieee文件802.3ah和802.3av定义的epon，所有上述文件以引入的方式并入，如同全文复制一般；波分复用(wdm)pon(wdm-pon)以及由ieee开发的下一代epon(ngepon)。

olt110可以是用于通过clt120与cnu130通信的任何设备。olt110可以充当clt120和/或cnu130与另一骨干网(例如，因特网)之间的中间物。olt110可以将从骨干网接收到的数据转发到clt120和/或cnu130并且将从clt120或cnu130接收到的数据转发到骨干网上。尽管olt110的具体配置可以取决于在光学部分150中实施的光学协议的类型而发生改变，但在实施例中，olt110可以包括光发射器和光接收器。当骨干网采用与在光学部分150中使用的协议不同的网络协议时，olt110可以包括可以将骨干网协议转换成光学部分150的协议的转换器。olt转换器还可以将光学部分150协议转换成骨干网协议。

odn115可以是可以包括光纤电缆、耦合器、分路器、分配器和/或其它设备的数据分配系统。在实施例中，光纤电缆、耦合器、分路器、分配器和/或其它设备可以是无源光学组件。确切地说，光纤电缆、耦合器、分路器、分配器和/或其它设备可以是并不需要任何电力来在olt110与clt120之间分配数据信号的组件。应注意，在一些实施例中光纤电缆可以由任何光传输媒体替代。在一些实施例中，odn115可以包括一个或多个光学放大器。odn115可以在如图1中所示的分支配置中从olt110延伸到clt120和任何任选的onu170，但可以如所属领域的技术人员所确定可替代地进行配置。

clt120可以是用于将来自olt110的下行数据转发到对应cnu130且将来自cnu130的上行数据转发到olt110的任何设备或组件。clt120可以适当地转换下行和上行数据以在光学部分150与同轴部分152之间传送数据。在odn115上传送的数据可以以光信号的形式传输和/或接收，且在edn135上传送的数据可以以与光信号相比可以具有相同或不同逻辑结构的电信号的形式传输和/或接收。因此，clt120可以以不同方式封装或框住在光学部分150和同轴部分152中的数据。在实施例中，与在相应媒体上载送的信号的类型相对应，clt120可以包含媒体接入控制(mac)层和物理(phy)层。mac层可以向phy层提供寻址和信道接入控制服务。因此，phy可以包括光学phy和同轴phy。在许多实施例中，clt120可以对cnu130和olt110透明，因为从olt110发送到cnu130的帧可以直接寻址到cnu130(例如，在目标地址中)，且反之亦然。由此，clt120可以介入网络部分之间，即，在图1的实例中的光学部分150与同轴部分152之间。

onu170可以是用于与olt110通信的任何设备且可以终止网络的光学部分150。onu170可以呈现到终端用户的客户服务接口。在一些实施例中，onu170可以与clt120合并以形成fcu。

网络100的电气部分152可以类似于任何已知的电通信系统。电气部分152可能不需要任何有源组件来在clt120与cnu130之间分配数据。替代地，电气部分152可以使用在电气部分152中的无源电力组件来在clt120与cnu130之间分配数据。可替代地，电气部分152可以使用一些有源组件，例如，放大器。可以在电气部分152中实施的合适协议的实例包含moca、g.hn、hpna和家用插头a/v。

edn135可以是数据分配系统，其可以包括电力电缆(例如，同轴电缆、双绞线等)、耦合器、分路器、分配器和/或其它设备。在实施例中，电力电缆、耦合器、分路器、分配器和/或其它设备可以是无源电气组件。确切地说，电力电缆、耦合器、分路器、分配器和/或其它设备可以是并不需要任何电力来在clt120与cnu130之间分配数据信号的组件。应注意，在一些实施例中，电力电缆可以由任何电传输媒体替代。在一些实施例中，edn135可以包括一个或多个电气放大器。edn135可在如图1中所示的分支配置中从clt120延伸到cnu130，但可以如所属领域的技术人员所确定可替代地进行配置。

在实施例中，cnu130可以是用于与olt110、clt120以及任何订户设备140通信的任何设备。cnu130可以充当clt120与订户设备140之间的中间物。举例来说，cnu130可以将从clt120接收到的数据转发到订户设备140，并且可以将从订户设备140接收到的数据朝向olt110转发。尽管cnu130的具体配置可以取决于网络100的类型而改变，但在实施例中，cnu130可以包括：电力发射器，用于将电信号发送到clt120；以及电力接收器，用于从clt120接收电信号。另外，cnu130可以包括转换器，其可以将clt120电信号转换成用于订户设备140的电信号，例如，ieee802.11无线局域网(wifi)协议中的信号。cnu130可以进一步包括可以将经转换电信号发送到订户设备140和/或接收经转换电信号的第二发射器和/或接收器。在一些实施例中，cnu130和同轴网络终端(cnt)类似，且因此所述术语在本文中可互换地使用。cnu130可以通常位于分配位置处，例如，用户驻地，但是也可以位于其它位置处。

订户设备140可以是用于与用户或用户设备介接的任何设备。例如，订户设备140可以包含桌上型计算机、膝上型计算机、平板计算机、移动电话、住宅网关、电视机、机顶盒以及类似设备。

图2是docsis网络200的实施例的示意图，所述docsis网络可以在结构上类似于网络100。docsis网络200可以是如在docsis3.1文件中指定的docsis3.1网络，所述文件以引入的方式并入本文本中，如同全文复制一样。网络200可以包括cmts210、至少一个hfc节点230、任何数目的cm250和/或机顶盒(stb)252，如图2中示出所安排。确切地说，hfc节点230可以通过光纤214耦合到cmts210，且cm250和/或stb252可以通过电力电缆、一个或多个放大器(例如，放大器236和238)和至少一个分路器240耦合到hfc节点230。在实施方案中，cmts210可以基本上类似于olt110，hfc节点230可以基本上类似于clt130，且cm250或stb252可以基本上类似于cnu150。应注意，hfc节点230可以远程耦合到cmts210或驻留在cmts210中。在一些实施例中，cmts210可以配备有hfc节点230的功能性的部分或全部。

应注意，本发明可以描述在epoc网络(例如网络100)或docsis网络(例如网络200)的情形下的上行导频方案。然而，所属领域的技术人员将认识到，本文中所描述的上行导频方案可以应用于包括采用p2mpofdm传输的同轴段的任何网络。

图3是ne300的实施例的示意图，所述ne可以通过实施本文中所描述的方案中的任一者来充当clt(例如clt120)或cmts(例如cmts210)。在一些实施例中，ne300还可以充当网络中的其它节点，例如，可以耦合到采用ofdm传输的光接入网络和电力无线(例如wifi)或有线网络(例如，同轴电缆、任何数字订户线(xdsl)、电力线等)的媒体转换器单元。所属领域的技术人员将认识到，术语“ne”涵盖较宽范围的设备，其中ne300仅是实例。出于清楚地论述的目的，包含ne300，但绝非意图将本发明的应用限制于特定ne实施例或ne实施例的类别。本发明中所描述的特征/方法中的至少一些可以在例如ne300等网络装置或组件中实施。举例来说，本发明中的特征/方法可以使用硬件、固件和/或经安装以在硬件上运行的软件来实施。如图3中所示，ne300可以包括收发器(tx/rx)310，其可以是发射器、接收器或其组合。相应地，tx/rx310可以耦合到多个下行端口320以用于传输和/或接收来自其它节点的帧，并且tx/rx310可以耦合到多个上行端口350以用于传输和/或接收来自其它节点的帧。处理器330可以耦合到tx/rx310以处理帧和/或确定将帧发送到哪些节点。处理器330可以包括一个或多个多核心处理器和/或存储设备332，所述存储设备可充当数据存储器、缓冲器等。处理器330可以实施为通用处理器或可以是一个或多个专用集成电路(asic)和/或数字信号处理器(dsp)的一部分。处理器330可以包括ofdm上行训练模块331，所述上行训练模块可以在clt、cmts或执行用于ofdm传输的上行训练的cnu或cm等任何其它网络节点处实施上行训练方法，例如方法700或800。在替代实施例中，ofdm上行训练模块331可以实施为存储在存储设备332中的指令，所述指令可以通过处理器330执行。存储设备332可以包括用于临时存储内容的高速缓冲存储器，例如，随机存取存储器(ram)。另外，存储设备332可以包括用于相对较长时间地存储内容的长期存储装置，例如，只读存储器(rom)。举例来说，高速缓冲存储器和长期存储装置可以包含动态随机存取存储器(dram)、固态驱动器(ssd)、硬盘或其组合。

应理解，通过将可执行指令编程和/或加载到ne300上，处理器330和/或存储设备332中的至少一个改变，从而将ne300部分地变换为特定机器或装置，例如，具有本发明所教示的新颖功能性的多核心转发架构。对于电力工程和软件工程领域来说重要的是，可以通过将可执行软件加载到计算机中而实施的功能行可以通过众所周知的设计规则转换为硬件实施方案。在软件还是硬件中实施概念之间的决策通常取决于对设计的稳定性和待产生的单元的数目的考虑，而非从软件域转移到硬件域所涉及的任何问题。通常，仍在经受频繁改变的设计可以优选在软件中实施，因为重改硬件实施方案比重改软件设计更为昂贵。通常，将以较大量产生的稳定的设计可以优选在硬件中实施，例如在asic中实施，因为执行硬件实施方案的大型生产可以比软件实施方案便宜。通常，设计可以以软件形式开发和测试，且随后通过众所周知的设计规则变换为在对软件的指令进行硬线连接的asic中的等效硬件实施方案。通过与由新asic控制的机器为特定机器或装置相同的方式，同样地，已经编程和/或加载有可执行指令的计算机可以被看作特定机器或装置。

在实施例中，ofdm传输可以用于同轴网络或包括同轴段的混合接入网络(例如网络100和/或200)中。在ofdm传输中，可以将数字数据编码到多个正交子载波信号上且根据ofdm符号来传输。ofdm符号可以被定义为以预定时间间隔(例如，符号持续时间)在用于通信的rf频谱上等距离间隔开的频率子载波组。ofdm帧可以被定义为跨越时间和频率的预定数目的ofdm符号组。中心网络接入单元(例如p2mpofdm通信系统、clt120、cmts210)可以将ofdm帧指定为用于上行信道测量(例如探测)的探测帧。在探测帧内的ofdm符号可以被称作探测符号且在探测符号内的子载波可以被称作导频子载波或导频。

中心接入网络单元可以将探测符号划分成多个上行训练块。例如，每个上行训练块可以包括在探测符号的整个信道带宽上散射的导频子载波(例如，经指派导频子载波)的不同子集，其中在连续的经指派导频子载波之间具有被跳过的子载波(例如，未经指派的导频子载波)。由此，在上行训练块中的导频子载波可以是在频率上非连续的(例如跳过一些导频子载波)，但可以跨越整个上行频谱。中心接入网络单元可以将单一探测符号中的上行训练块中的一者或多者指派给一个或多个经连接的下行网络单元(例如cnu130、cm250)。

每个下行网络单元可以根据经指派上行训练块传输预定序列以实现上行信道训练，其中所述预定序列可以被称作导频序列、探测序列或宽带导频序列。例如，每个下行网络单元可以根据二进制相移键控(bpsk)调制方案来将导频序列调制成一连串bpsk符号、将一个bpsk符号映射到探测符号中的一个导频子载波上，且将未经指派的导频子载波设定成零(例如频率空值)。由此，每个下行网络单元可以在导频子载波(例如经指派导频子载波)的不同子集处传输导频序列的不同部分且在未经指派的导频子载波处传输频率空值，其中未经指派导频子载波可以指派给其它下行网络单元。因此，同时从一个下行网络单元传输探测符号可能不干扰另一下行网络单元。

当中心接入网络单元接收探测符号时，中心接入网络单元可以针对传输探测符号中的经指派上行训练块中的一者或多者的下行网络单元中的每一者计算上行信道响应。例如，中心接入网络单元可以通过以下操作来计算用于下行网络单元的上行信道估计：将所接收的信号与在与下行网络单元相对应的一个或多个上行训练块的经指派导频子载波处的预定导频序列进行比较，以及插入计算出的信道估计来获得在从一个或多个经指派上行训练块排除的频率子载波处的信道估计。

在上行训练的实施例中，中心接入网络单元可以根据估计用于下行网络单元的上行信道响应来确定上行预均衡器抽头(例如系数)，且可以向下行网络单元传输预均衡器系数。下行网络单元可以在向中心接入网络单元传输信号之前应用具有所接收系数的上行预均衡器。由此，中心接入网络单元可以从下行网络单元接收具有平坦响应(例如具有预补偿的信道失真)的信号，且因此可以简化上行信道均衡。

在上行训练的另一个实施例中，中心接入网络单元可以测量每个子载波的snr(例如每音调snr)，且根据所测量的snr确定用于每个子载波的适当的比特加载(例如数据位的数目)。例如，中心接入网络单元可以将较高阶调制方案(例如具有每音调六比特的64正交振幅调制(qam)、具有每音调八比特的256qam)指派给高snr子载波，且将较低阶调制方案(例如，具有每音调一比特的bpsk)指派给低snr子载波。另外，中心接入网络单元可以动态地调整用于每个子载波的比特加载以适应于在上行信道条件的变化(例如变化的snr)。

图4是包括跨越整个探测符号400的一个上行训练块410的探测符号400的实施例的示意图。探测符号400可以包括多个导频子载波411。例如，探测符号400可以包括用于4k快速傅里叶变换(fft)的4096个导频子载波，用于2kfft的2048个导频子载波等。在不跳过子载波的情况下，可以将全部4096个导频子载波411(例如活动子载波)指派给上行训练块410。由此，上行训练块410可以用于在探测符号400中的导频子载波411处(例如从用于4kfft的子载波零到4095)传输宽带导频序列。

图5是包括上行训练块510的探测符号500的另一实施例的示意图。探测符号500可以包括多个导频子载波511和521。例如，探测符号500可以包括用于4kfft的4096个导频子载波，用于2kfft的2048个导频子载波等。通过跳过在连续的经指派导频子载波511之间的一个子载波521，可以将交替的导频子载波511指派给上行训练块510且不将导频子载波521指派给所述上行训练块。被跳过的子载波521可以出于各种原因被跳过，例如，可以在经排除子载波521上传输另一系统。由此，上行训练块510可以用于在探测符号500中的交替的导频子载波511(例如经指派导频子载波)处传输宽带导频序列的一部分。

图6是包括两个上行训练块610和620的探测符号600的另一实施例的示意图。探测符号600可以包括多个导频子载波611和621。例如，探测符号600可以包括用于4kfft的4096个导频子载波，用于2kfft的2048个导频子载波等。上行训练块610可以在最低频率子载波(例如子载波0)处开始且包括在探测符号600中的每隔一个导频子载波611。上行训练块620可以在下一最低频率子载波(例如子载波1)处开始且包括在探测符号600中的每隔一个导频子载波621。因此，每个上行训练块610或620可以用于分别在导频子载波611或621处传输宽带导频序列的不同部分。由此，上行训练块610和620可能在频率上交错，但不可能在频率上重合。应注意，中心接入网络单元(例如clt120、cmts210)可以将上行训练块610和620指派给两个不同的下行网络单元(例如cnu130、cm250)，例如，中心接入网络单元可以将上行训练块610指派给下行网络单元a且将上行训练块620指派给下行网络单元b。因此，中心接入网络单元可以将m个上行训练块指派给m个下行网络单元，其中每个上行训练块可以包括导频子载波的不同集合且在上行训练块中的连续的导频子载波可以通过m-1个子载波分隔开。

在例如网络100的epoc网络的实施例中，clt(例如clt120)可以在将专用探测符号分配给探测帧内的cnu且指示cnu(例如cnu130)传输在符号中的探测序列。clt可以将所有导频或经指派探测符号的(例如经散射的)导频的子集指派给cnu。cnu可以传输在上行宽带探测期间跨越所有活动子载波的导频。cnu可以传输每子载波一个导频。每个导频可以是预定义的bpsk符号。用于探测的ofdm符号可以被定义为探测符号。clt可以采用所接收的探测符号上行信道估计和/或上行snr测量。例如，clt可以计算用于每个cnu的上行预均衡器的系数且将所述系数发送回到对应cnu。另外，clt可以测量每子载波的snr且计算用于每个cnu的上行比特加载表。应注意，cnu可以不传输在经排除子载波中的探测序列。经排除子载波可以是其中不允许传输cnu的子载波，因为经排除子载波可能在由其它系统采用的频率处(例如包含防护频带子载波)。在存在经排除子载波和/或防护频带的情况下，探测模式可以持续不中断。然而，cnu可以不传输在经排除子载波和/或防护频带中的任何导频。

在例如网络200的docsis网络的实施例中，上行宽带探测可以在准入和稳定状态期间用于预均衡配置以及周期性传输功率和时间迁移测距。在docsis网络中，cmts(例如cmts210)可以指定用于上行探测的ofdm帧，其中所述探测帧可以包括k个连续的探测符号(例如ofdm符号)，其中k是在微时隙(例如在k数目个符号中的子载波组)中的符号的数目。探测帧可以在时域中与微时隙边界对准。探测符号可以包括导频，所述导频是bpsk子载波、从伪随机码序列(prbs)产生方案产生，所述方案可以在下文得到更加完整的论述。cmts可以将探测帧内的专用探测符号分配给cm(例如cm250)且指示cm传输在探测符号中的探测序列。cmts可以定义一种探测模式，其包括来自经指派探测符号的所有子载波的导频或来自经指派探测符号的经散射子载波的导频集。cm可以根据prbs产生方案产生宽带导频序列以分别产生用于2kfft或4kfft的2048或4096个子载波。cm可以将相同的bpsk调制用于在所有探测符号中的具体子载波。cm可以不传输在经排除子载波中的探测序列。cm可以传输在经排除子载波中的零值子载波。经排除子载波可以是其中不允许传输cm的子载波，因为经排除子载波可能在由其它系统采用的频率处(例如包含防护频带子载波)。

在实施例中，宽带导频序列可以由预定的prbs产生方案来产生。例如，用于prbs方案的多项式定义可以如下文所示：

x¹²+x⁹+x⁸+x⁵+1

其中可以采用种子3071和2¹²-1比特的段。2¹²-1比特的段可以足够产生一个探测符号而没有重复。宽带导频序列可以映射到bpsk导频。例如，0值可以映射到bpsk导频1，且值1可以映射到bpsk导频-1。由此，探测符号导频是bpsk符号。探测导频i可以与所述符号的第i个子载波相关联，其中

对于4kfft，i＝0、1、...、4095

以及

对于2kfft，i＝0、1、...、2047

应注意，子载波可以从零开始按升序编号。

在实施例中，中心接入网络单元可以通过指定用于上行探测的符号数目、起始导频子载波数目(例如在范围零到七内)以及在符号中的连续的导频子载波之间跳过的子载波的数目来指派上行训练块。中心接入网络单元可以发送在消息(例如上行带宽分配映射(map)消息)中的上行训练块指派。例如，所述符号数目可以根据从探测帧的起始偏移的符号的数目指定，且所述探测帧可以根据从与在消息中指定的分配起始时间相对应的帧的开头偏移的ofdm帧的数目指定。

在例如网络100的epoc网络的实施例中，clt(例如clt120)可以通过帧中符号参数指定在探测帧内的探测符号。clt可以通过向cnu(例如cnu130)发送两个参数，即起始子载波参数和子载波跳过参数，来分配在探测符号内的子载波。起始子载波参数可以指代起始子载波数目且可以包括范围为约零到约七的值。子载波跳过参数可以指代在连续导频之间将被跳过的子载波的数目且可以包括范围为约零到约七的值。跳过的子载波的零值(例如子载波跳过＝0)可以指代没有子载波的跳过(例如所有的子载波都可以用于探测)。例如，探测符号400中的上行训练块410可以指定有起始子载波参数值零和子载波跳过参数零。类似地，在探测符号500中的上行训练块510可以指定有起始子载波参数值0和子载波跳过参数1。当将上行训练块指派给下行网络单元a时，clt可以将起始子载波参数值0和跳过参数值1指定给上行训练块610。类似地，当将上行训练块指派给下行网络单元b时，clt可以将起始子载波参数值1和跳过参数值1指定给上行训练块620。

在例如网络200的docsis网络的实施例中，cmts(例如cmts210)可以通过参数帧中符号指定在探测帧内的探测符号且可以指定另外的参数，例如起始子载波参数和子载波跳过参数。起始子载波参数可以指代起始子载波数目且起始子载波参数值可以在约零到约七范围内。跳过子载波参数可以指代在连续导频之间将被跳过的子载波的数目，且跳过子载波参数值可以在约零到约七范围内。跳过子载波参数值零(例如跳过子载波＝0)可以指代没有子载波的跳过，例如，在单一符号中的所有子载波都可以属于单一发射器。在此实施例中，cm可以采用起始子载波和子载波跳过参数来确定哪些子载波可以用于探测传输。

图7是上行训练方法700的实施例的流程图。方法700可以在上行训练期间通过中心接入网络单元(例如clt120、cmts210和/或ne300)来实施。方法700可以开始于在步骤710处分配用于上行训练的ofdm符号。在步骤720处，方法700可以将ofdm符号划分成多个上行训练块，其中每个上行训练块可以根据起始子载波数目(例如第一经指派导频子载波)和在连续导频子载波之间将跳过的子载波的数目来指定。例如，每个上行训练块可以包括不同的起始子载波数目，但可以包括相同的跳过子载波的数目。由此，上行训练块可以包括作为非连续导频子载波且跨越上行频谱的导频子载波的不同集合。

在步骤730处，方法700可以将上行训练块指派给一个或多个下行网络单元。在步骤740处，方法700可以产生指示上行训练块的指派的消息。例如，每个指派可以包括标识用于指派的下行网络单元的标识符、探测帧数目(例如从分配起始时间偏移的ofdm帧)、在探测帧中的符号数目(例如从ofdm帧的起始偏移的ofdm符号)、起始子载波数目(例如从ofdm符号的最低频率偏移的子载波)以及在连续导频子载波之间的多个跳过子载波。应注意，在一些实施例中，方法700可以取决于所采用的消息协议产生一个以上消息来指示上行训练块的指派。

在步骤750处，方法700可以将消息发送到下行网络单元。在将消息发送到一个或多个下行网络单元之后，方法700可以在步骤760处等待将从下行网络单元接收的经指派探测符号。在接收探测符号后，方法700可以在步骤770处执行上行信道估计和snr测量。例如，方法700可以通过将所接收的信号值与预定序列(例如通过标准主体或网络配置指定)进行比较来计算在指派给下行网络单元的上行训练块的导频子载波处用于每个下行网络单元的上行信道估计。在计算在指派给下行网络单元的上行训练块的导频子载波处的信道估计之后，方法700可以插入计算出的信道估计以获得用于被跳过的子载波的信道估计。应注意，方法700可以动态地或周期性地应用于上行信道测量，使得上行传输可以适应于信道变化。

在例如网络100的epoc网络的实施例中，clt(例如clt120)可以调度在探测符号中的单一cnu(例如cnu130)而不跳过子载波(例如在探测符号400中的上行训练块410)。在此实施例中，clt可以将专用探测符号分配给单一cnu，且可以将子载波跳过参数值设定成零且将起始子载波参数值设定成在探测符号中的第一子载波的数目。

在例如网络100的epoc网络的替代实施例中，clt(例如clt120)可以通过跳过子载波调度探测符号中的单一cnu(例如cnu130)以产生空值(例如在探测符号500中的上行训练块510)。在此实施例中，clt可以将专用探测符号分配给单一cnu，并且可以将子载波跳过参数值设定成非零正整数值且将起始子载波参数值设定成在探测符号中的第一子载波的数目。

在例如网络100的epoc网络的又另一个替代实施例中，clt(例如clt120)可以调度在探测符号(例如探测符号600)中的多个cnu(例如cnu130)。在此实施例中，clt可以在任何给定时间处将相同的探测符号分配给一个以上cnu。clt可以将不同的起始子载波指派给每个cnu且将相同的子载波跳过值指派给在探测符号内的每个cnu。应注意，在此实施例中，clt可以或可以不指派跳过子载波以产生空值，例如，clt可以通过指定子载波跳过值等于或大于在所述模式中的cnu的数目来产生空值。

图8是上行训练方法800的另一实施例的流程图。方法800可以在上行训练期间通过下行网络单元(例如cnu130、cm250和/或ne300)来实施。方法800可以开始于在步骤810中接收用于专用探测符号的上行训练块指派。例如，上行训练块指派可以指示探测符号的符号数目(例如从ofdm帧的起始偏移)、起始子载波数目(例如第一经指派导频子载波)以及在探测符号中的连续的经指派导频子载波之间的跳过子载波的数目。在步骤820处，方法800可以根据预定产生方案(例如prbs方案)产生预定序列。在步骤830处，方法800可以通过将所产生的序列调制到探测符号的经指派子载波上来产生在频域中的探测符号。在步骤840处，方法800可以将被跳过的子载波设定成零值。在步骤850处，方法800可以执行快速傅里叶逆变换(ifft)以将探测符号变换到时域。步骤860，方法800可以在由所述指派指定的时间处传输探测符号。

图9是上行训练消息编码900的实施例的示意图。上行训练消息结构900可以由中心接入网络单元(例如clt120、cmts210)传输到在混合接入网络(例如网络100、200)中的一个或多个下行网络单元(例如cnu130、cm250)，以指示在探测帧中的符号的利用率。例如，上行训练消息结构900可以嵌入在map消息中。消息结构900可以包括多个连续的探测信息元素(p-ie)910，所述探测信息元素描述在探测帧内的符号的具体利用率(例如每探测符号一个p-ie910)。每个p-ie910的长度可以为约三十二比特，且p-ie910内的比特可以从比特位置零到比特位置三十一进行编号。每个p-ie910可以包括业务流标识符(sid)字段911、预留(r)字段912、功率(pw)字段913、均衡器(eq)字段914、交错(st)字段915、探测帧(prfr)字段916、帧中符号字段917、起始子载波(startsubc)字段918以及子载波跳过(subcskip)字段919。应注意，中心接入网络单元可以按时间顺序(例如最早的符号优先)和子载波顺序(例如最低子载波优先)指示在消息结构900中的连续p-ie910。另外，探测帧可以包括分配探测符号和未分配探测符号的组合。

sid字段911的长度可以为约十四比特且可以从比特位置零延伸到比特位置十三。sid字段911可以包括指示经指派以使用p-ie910的下行网络单元的测距sid的数据。r字段912的长度可以为约两比特且可以从比特位置十四延伸到比特位置十五。r字段912可以经预留用于未来延伸。

pw字段913的长度可以为约一比特且可以定位在比特位置十五处。pw字段913可以指示是否可以将功率控制用于探测。例如，pw字段913可以设定成值0以指示通过在sid字段911中指定的sid标识的下行网络单元以正常的功率设定进行传输，且设定成值1以指示下行网络单元以在前一测距响应(rng-rsp)消息中传送的经修改功率设定来进行传输。

eq字段914的长度可以为约一比特且可以定位在比特位置十六处。eq字段914可以指示是否可以将传输均衡器用于探测。例如，eq字段914可以设定成值0以指示通过在sid字段911中指定的sid标识的下行网络单元启用传输均衡器，且设定成值1以指示下行网络单元禁用传输均衡器。

st字段915的长度可以为约一比特且可以定位在比特位置十七处。st字段915可以指示是否可以将交错模式用于导频子载波。例如，st字段915可以设定成值1以指示通过在sid字段911中指定的sid标识的下行网络单元在与subcskip字段919等量的下一数目的符号中重复在p-ie910中的模式，所述重复通过在每个符号中将所述模式向上移动一个子载波且将所述模式绕回到开头来进行。可替代地，st字段915可以设定成零值以指示下行网络单元在没有交错模式的情况下采用导频子载波。

prfr字段916的长度可以为约两比特长度且可以从比特位置十八延伸到比特位置十九。prfr字段916可以包括指示从在map消息中指定的分配起始时间处的帧开头偏移的帧的数目的数据，所述map消息载送消息结构900且可以指示p-ie910可适用的第一帧。例如，prfr字段916可以设定成零值以指示map的第一探测帧。

帧中符号字段917的长度可以为约六比特且可以从比特位置二十延伸到比特位置二十五。帧中符号字段917可以包括指示从在prfr字段915中指定的探测帧的开头偏移的符号的数目的数据。例如，帧中符号字段917可以包括范围为零到三十五的值，且零值可以指示探测帧的第一符号。

startsubc字段918的长度可以为约三比特且可以从比特位置二十六延伸到比特位置二十八。startsubc字段918可以包括指示将由探测采用的起始子载波的数据。例如，startsubc字段918可以设定成零值以指示在通过帧中符号字段917指定的符号中的第一子载波。

subcskip字段919的长度可以为约三比特且可以从比特位置二十九延伸到比特位置三十一。subcskip字段919可以包括指示在探测中的连续导频之间将被跳过的子载波的数目的数据。例如，subcskip字段919可以设定成零值以指示没有子载波的跳过且所有非经排除子载波都可以用于探测。应注意，当采用交错时，subcskip字段919可以指示另外的信息。例如，subcskip字段919的值加1可以指示交错的p-ie分配可以在探测帧中所应用于的符号的总数目。

图10图示随在单一探测符号中探测下行网络单元的数目而变化的上行snr损失的实施例的图形1000。x轴可以表示每探测符号探测下行网络单元的数目，且y轴可以表示当与探测单一下行网络单元相比时以分贝(db)为单位的snr损失。在图10中，曲线1010、1020、1030、1040和1050可以分别表示对于35db、30db、25db、20db和15db的加性高斯白噪声(awgn)信道，上行snr损失对在单一探测符号中探测到的下行网络单元的数目。如从曲线1010、1020、1030、1040和1050可以观察到，由在单一符号中探测到多达约四个下行网络单元造成的snr损失可以是最小的，且snr可以与每探测符号探测一个下行网络单元相当。然而，snr可能随下行网络单元的数目增加而逐渐降低，且降低的速率可以取决于信道条件而改变。例如，对于低snr信道，snr可以较慢的速率(例如曲线1050的斜率，对于十个探测的下行网络单元约0.1dbsnr损失)降低，因为信道噪声可以由awgn控制。相反，对于高snr信道(例如35db的awgn)，snr可以较快的速率(例如曲线1010的斜率，对于十个探测的下行网络单元约3.5dbsnr损失)降低，因为当在单一探测符号中探测多个下行网络单元时，信道噪声可能由上行信道估计的不准确性控制。

本发明公开至少一个实施例，且所属领域的普通技术人员对所述实施例和/或所述实施例的特征作出的变化、组合和/或修改均在本发明公开的范围内。因组合、合并和/或省略所述实施例的特征而得到的替代性实施例也在本发明的范围内。在明确说明数字范围或限制的情况下，此类表达范围或限制应被理解成包含在明确说明的范围或限制内具有相同大小的迭代范围或限制(例如，从约为1到约为10包含2、3、4等；大于0.10包含0.11、0.12、0.13等)。例如，只要公开具有下限rl和上限ru的数字范围，则明确公开了此范围内的任何数字。具体而言，在所述范围内的以下数字是明确公开的：r＝r1+k*(ru-r1)，其中k为从1％到100％范围内以1％递增的变量，即，k为1％、2％、3％、4％、7％、……、70％、71％、72％、……、97％、96％、97％、98％、99％或100％。此外，由上文所定义的两个数字r定义的任何数字范围也是明确公开的。除非另有说明，否则术语“约”是指随后数字的±10％。相对于权利要求的任一元素使用术语“任选地”意味着所述元素是需要的，或者所述元素是不需要的，两种替代方案均在所述权利要求的范围内。使用如“包括”、“包含”和“具有”等较广术语应被理解为提供对如“由……组成”、“基本上由……组成”以及“大体上由……组成”等较窄术语的支持。因此，保护范围不受上文所陈述的说明限制，而是由所附权利要求书界定，所述范围包含所附权利要求书的标的物的所有等效物。每一和每条权利要求作为进一步公开内容并入说明书中，且所附权利要求书是本发明的实施例。对所述公开内容中的参考进行的论述并非承认其为现有技术，尤其是具有在本申请案的在先申请优先权日期之后的公开日期的任何参考。本发明中所引用的所有专利、专利申请案和公开案的公开内容特此以引用的方式并入本文本中，其提供补充本发明的示例性、程序性或其它细节。

虽然本发明中已提供若干实施例，但应理解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，本发明所公开的系统和方法可以以许多其它特定形式来体现本发明的实例应被视为说明性而非限制性的，且本发明并不限于本文本所给出的细节。例如，各种元件或组件可以在另一系统中组合或合并，或者某些特征可以省略或不实施。

此外，在不脱离本发明的范围的情况下，各种实施例中描述和说明为离散或单独的技术、系统、子系统和方法可以与其它系统、模块、技术或方法进行组合或合并。展示或论述为彼此耦合或直接耦合或通信的其它项也可以采用电方式、机械方式或其它方式通过某一接口、设备或中间组件间接地耦合或通信。其它变化、替代和改变的实例可以由所属领域的技术人员在不脱离本文精神和所公开的范围的情况下确定。