用于下游矢量化系统的增益适配的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于控制通过多个订户线路的通信的方法和装置，这些通信利用 了为了串扰预补偿而经过预编码器加以联合处理的通信信号。
【背景技术】
[0002] 对于诸如数字订户线路（DSL)通信系统的多输入多输出（MMO)通信系统而言，串 扰（或者信道间干扰）是信道减损的主要来源。
[0003] 随着对于更高数据速率的需求增加，DSL系统正在朝向更高的频带演进，其中相邻 传输线路（也就是说，在它们长度的一部分或者整个长度上处于紧邻的传输线路，诸如电 缆结合件中的双绞铜线对）之间的串扰更加显著（频率越高，耦合越多）。
[0004] MMO系统能够由以下的线性模型来描述：
[0005] Y(k) = H(k)X(k)+Z(k) (1)，
[0006] 其中N-分量的复数矢量X、Y分别标示从N个信道分别接收的、通过N个信道发射 的符号的作为频率/载波/音调索引k的函数的离散频率表示；其中NXN的复数矩阵H被 称为信道矩阵：信道矩阵H的第（i，j)个分量描述了通信系统如何响应于正被发射给第j 个信道输入的信号而在第i个信道输出上产生信号；信道矩阵的对角元素描述了直接信道 耦合，并且信道矩阵的非对角元素描述了信道间耦合（也称为串扰系数）；并且其中N-分 量的复数矢量Z标示N个信道上的加性噪声，诸如射频干扰（RFI)或者热噪声。
[0007] 已经发展出不同的策略来缓解串扰并且最大化有效吞吐量、范围以及线路稳定 性。这些技术正在从静态或动态频谱管理技术逐渐地演进到多用户信号协调（或者矢量化 (vectoring))〇
[0008] 用于减少信道间干扰的一种技术是联合信号预编码：发射数据符号在通过相应的 通信信道被发射之前联合地经过预编码器。预编码器使得预编码器与通信信道的级联在接 收机处导致很小的信道间干扰或者没有信道间干扰。例如，线性预编码器在频域中执行发 射矢量x(k)与预编码矩阵P(k)的矩阵积，预编码矩阵P(k)使得结果信道矩阵H(k)P(k)是 对角化的，意味着总信道H(k)P(k)的非对角系数（并且因此信道间干扰）大多减少为零。 事实上，预编码器在受害线路（victim line)上连同直接信号一起叠加反相串扰预补偿信 号，该反相串扰预补偿信号在接收机处与来自相应扰乱源线路（disturber line)的实际串 扰信号相消地干扰。
[0009] 用于减少信道间干扰的另一技术是联合信号后处理：接收数据符号在被检测之前 联合地经过后编码器。后编码器使得通信信道与后编码器的级联在接收机处导致很小的信 道间干扰或者没有信道间干扰。
[0010] 对矢量化组（也就是说，其信号被联合处理的通信线路的集合）的选择，对于实现 良好的串扰缓解性能而言是相当关键的。在矢量化组内，每个通信线路都被考虑为是引发 进入到该组的其他通信线路中的串扰的扰乱源线路，并且相同的通信线路被考虑为是接收 到来自该组的其他通信线路的串扰的受害线路。来自不属于矢量化组的线路的串扰被视为 外来的噪声并且没有被消除。
[0011] 理想地，矢量化组应当匹配于物理地且明显地彼此相互作用的通信线路的整个 集合。但是，由于国家管制政策和/或有限的矢量化能力，本地环路开放（local loop unbundl ing)可能阻止了这样的穷尽方法，在该情况中，矢量化组将包括所有物理上相互作 用的线路的仅子集，由此产生有限的矢量化增益。
[0012] 通常在流量聚合点处执行信号矢量化，在流量聚合点处，通过矢量化组的所有订 户线路并发地发射或者从矢量化组的所有订户线路接收的所有数据符号是可用的。例如， 有利地在被部署于中心局（CO)处或者作为更接近于订户驻地（街道机柜、极点机柜等）的 光纤馈送的远程单元的数字订户线路接入复用器（DSLAM)内执行信号矢量化。信号预编码 特别适合用于下游通信（朝向客户驻地），而信号后处理特别适合用于上游通信（来自客户 驻地）。
[0013] 通常，信道矩阵是对角地主导的，意味着串扰增益相比于直接信道增益是可忽略 的。并且预编码矩阵也是如此：叠加在受害线路上的串扰预补偿信号对总发射功率添加很 小。
[0014] 随着新接入技术的出现以及对更宽的发射频谱的使用，这个假设可能不再适用， 意味着串扰增益相比于直接信道增益开始变得显著，并且信道矩阵和结果预编码矩阵不再 是对角地主导的。如果这样的话，串扰预补偿信号在受害线路上的叠加可能妨碍可应用到 该受害线路的发射功率谱密度（PSD)掩码。一个或多个通信信号在预编码步骤之前需要被 缩小，以平衡这一过多的信号功率。
[0015] 此外，叠加在受害线路上用于对来自给定扰乱源线路的串扰进行缓解的串扰预补 偿信号耦合回到该扰乱源线路中，并且对所期望的或者有意义的信号作出贡献（二阶效 应）。当预编码器被更新时，一个或多个接收机可能由于新叠加的串扰预补偿信号所引发的 信道均衡偏差而脱离跟踪。确实，处于跟踪模式中的接收机不能应对直接信道增益上的突 然改变，因为信道跟踪通常要求数百个样本来进行收敛并且实现所要求的精确度。因此，信 号不再正确地被检测，因为星座点远离于它们的当前所预期的位置，由此引起解码错误，解 码错误最终转化为线路重新调校（retrain)和/或低劣的用户体验。
【发明内容】
[0016] 本发明的一个目的是改进矢量化系统在非对角主导的信道矩阵的情况中的鲁棒 性和性能。
[0017] 根据本发明的第一方面，提出了一种用于控制通过多个订户线路的通信的方法。 这些通信利用为了串扰预补偿而通过预编码器联合处理的通信信号。该方法包括：检测更 新事件，一经该更新事件预编码器就需要被更新；向远程地耦合到出自该多个订户线路中 的一个订户线路的接收机发送信号调节信息，该信号调节信息指示将被应用到接收通信信 号以补偿由所调度的预编码器更新引起的信道偏差的信号补偿因子；以及将预编码器更新 与在接收机处对信号补偿因子的实施进行时间协调。
[0018] 在本发明的一个实施例中，预编码器更新包括：确定为了符合于在该订户线路上 的发射PSD掩码而将被应用到发射通信信号的信号缩放因子，并且信号补偿因子补偿由对 应的发射信号缩放引起的第一信道偏差。
[0019] 在本发明的一个实施例中，预编码器更新包括：确定用于缓解从该订户线路到一 个或多个受害线路中的串扰的、预编码器的一个或多个耦合系数，并且信号补偿因子进一 步补偿由叠加在该一个或多个受害线路上的对应的串扰预补偿信号引起的第二信道偏差。
[0020] 在本发明的一个实施例中，信号补偿因子是补偿信道幅度偏差的标量因子。
[0021] 在本发明的一个实施例中，信号补偿因子是补偿信道幅度偏差和信道相位偏差两 者的复数因子。
[0022] 在本发明的一个实施例中，发送步骤和在接收机处的对应的信号调节以所调度的 预编码器更新引起的信道偏差的量为条件。
[0023] 在本发明的一个实施例中，按两个步骤来更新预编码器，具有部分预编码增益和 有限信道偏差的第一预编码器更新，以及具有完全预编码增益的第二预编码器更新。发送 步骤发生在第一预编码器更新与第二预编码器更新之间，并且第二预编码器更新与在接收 机处对信号补偿因子的实施进行时间协调。
[0024] 在本发明的一个实施例中，更新事件是新订户线路加入或者离开该多个订户线 路。
[0025] 在本发明的一个实施例中，更新事件是在重配置的订户线路上的发射功率上的大 幅改变。
[0026] 在本发明的一个实施例中，该方法进一步包括步骤：一经接收到增益调节信息，就 向对应的发射机返回用于相应载波的经适配的比特加载值和/或经适配的精细增益调谐 因子。
[0027] 在本发明的一个实施例中，这些通信信号是多载波信号，并且基于每个载波来确 定增益调节信息和对应的信号补偿因子。
[0028] 在本发明的一个实施例中，信号缩放因子的幅度基于多用户公平准则。
[0029] 根据本发明的另一方面，提出了一种用于控制通过多个订户线路的通信的第一通 信控制器。这些通信利用为了串扰预补偿而通过预编码器联合处理的通信信号。该第一通 信控制器被配置为：检测更新事件，一经该更新事件预编码器就需要被更新；向远程地耦 合到出自该多个订户线路中的一个订户线路的接收机发送信号调节信息，该信号调节信息 指示将被应用到接收通信信号以补偿由所调度的预编码器更新引起的信道偏差的信号补 偿因子；以及将预编码器更新与在接收机处对信号补偿因子的实施进行时间协调。
[0030] 该第一通信控制器可以形成接入节点（诸如DSLAM、以太网交换机、边缘路由器 等）的一部分。
[0031] 根据本发明的第一通信控制器的实施例与根据本发明的方法的相应实施例相对 应。
[0032] 根据本发明的又另一方面，提出了一种用于控制通过出自多个订户线路中的一个 订户线路的通信的第二通信控制器。通过该多个订户线路的通信利用为了串扰预补偿而通 过预编码器联合处理的通信信号。该第二通信控制器被配置为：从远程地耦合到该订户线 路的发射机接收信号调节信息，该信号调节信息指示将被应用到接收通信信号以补偿由所 调度的预编码器更新引起的信道偏差的信号补偿因子；以及实施信号补偿因子。
[0033] 该第二通信控制器可以形成支持通过接入厂房（access plant)的有线通信的订 户设备（诸如桌面计算机、膝上型计算机、调制解调器、网络网关、媒体网关等）的一部分。
[0034] 根据本发明的第二通信控制器的实施例与根据本发明的方法的相应实施例相对 应。
[0035] 当预编码器需要被更新时，例如由于新订户线路加入矢量化组并且对应的串扰预 补偿信号被叠加在相应的受害线路上，或者再例如由于为了将一个或多个订户线路上的发 射PSD约束在可应用的发射PSD掩码内而需要被应用到一个或多个通信信号的适当信号缩 放，并且当该预编码器更新预期引起在一个或多个接收机处的大幅信道均衡偏差时，则提 出了一种发射机控制的增益适配。信号调节信息被发送给相应的接收机，并且这些接收机 导出信号补偿因子来补偿所引发的信道偏差。预编码器