通信设备以及由通信设备执行的方法
【专利说明】通信设备以及由通信设备执行的方法
[0001]相关专利申请的交叉引用
[0002]本申请请求于2014年7月28日提交的题为“基于电缆的通信系统内的噪音定位”的美国临时申请号62/030,041、于2015年2月4日提交的题为“基于电缆的通信系统内的噪音定位”的美国临时申请号62/112,093、于2015年5月6日提交的题为“基于电缆的通信系统内的噪音定位”的美国临时申请号62/157，770的优先权、以及于2015年7月15日提交的题为“基于电缆的通信系统内的噪音定位”的美国申请号为14/800177的优先权。通过引用将所有申请的全部内容结合在此并且出于所有之目的构成美国实用型专利申请的一部分。
技术领域
[0003]本公开整体涉及通信系统，更具体地，涉及识别和表征通信系统内的各个部件的操作，其中包括该通信系统内产生的问题的来源。
【背景技术】
[0004]多年来，数据通信系统一直在持续不断的发展。该通信系统的主要目标是在各设备之间成功地传输信息。不幸的是，许多事件可能不利地影响在该系统内的传输信号，从而导致通信的裂化或者甚至完全失败。负面影响的实例包括由各种来源导致的干扰和噪音，其中包括其他通信、自然噪音和人为噪音、低质量链接、劣化的或者损坏的接口以及连接器等。
[0005]一些通信系统使用前向纠错(FEC)编码和/或错误检验和校正(ECC)编码来增加可靠性和在各设备之间传输的信息量。当传输过程中的信号发生一种或者多种错误时，接收器可采用FEC或者ECC编码来尝试检测和/或校正一种或者多种错误。
[0006]该发展领域中的持续和主要方向是不断地尝试在通信系统内实现给定的比特错误率(BER)或者符号错误率(SER)所需的低信噪比(SNR)。Shannon限制是对给定调制和码率的信道能力的理论约束。理想目标是尝试满足通信信道中的Shannon信道能力限制。Shannon限制可被视为具有特定SNR的通信信道中使用的每个单位带宽的数据速率(即，频谱效率)，其中，通过任意低BER或者SER的通信信道的传输是可以实现的。
[0007]多年来，数据通信系统一直在持续不断的发展。有时，可能产生影响该通信系统内的各个部件中的一个或者多个的问题，因此，整体性能低于最佳状态。诸如设备故障、劣化的接口或者连接器等各种问题自身可能引起问题和/或允许外部噪音进入链路并且降低该通信系统内的通信的整体效力。
[0008]通常，由维修人员对客户抱怨服务质量差的一个或者多个位置执行维修请求，对该等问题执行诊断。此外，维修人员一次仅可分析一个给定的位置。对多用户通信系统内的多个位置执行分析需要大量的时间，并且这个过程可能非常费力并且成本密集。
【发明内容】
[0009]根据本发明的一个方面，提供一种通信设备，包括:诊断分析器，配置为:产生所述通信设备与另一通信设备之间的上游(US)通信信道的样本捕获；并且处理所述上游通信信道的所述样本捕获，以产生所述上游通信信道的频谱的样本或者所述上游通信信道的每个符号的集成功率的直方图中的至少一个；和通信接口，配置为将所述上游通信信道的所述样本捕获、所述上游通信信道的所述频谱的所述样本、或者所述上游通信信道的所述每个符号的集成功率的直方图中的至少一个传输至所述另一通信设备或者前摄网络维护(PNM)通信设备中的至少一个并且供其使用，以确定与所述上游通信信道的性能相关联的至少一个特性。
[0010]优选地，进一步包括:处理器，配置为产生第一信号；数模转换器(DAC)，配置为处理所述第一信号，以产生第二信号；功率放大器(PA)，耦接或者连接至所述数模转换器并且配置为处理所述第二信号，以产生第三信号；所述诊断分析器被配置为基于所述功率放大器的输出节点产生所述上游通信信道的所述样本捕获；并且所述通信接口被配置为将所述第三信号传输至所述另一通信设备。
[0011]优选地，所述诊断分析器被配置为:当所述通信接口将信号传输至所述另一通信设备时，产生所述上游通信信道的所述样本捕获；当所述通信接口不将任何信号传输至所述另一通信设备时，产生所述上游通信信道的另一样本捕获；并且处理所述上游通信信道的所述另一样本捕获，以产生所述上游通信信道的所述频谱的第一其他样本或者所述上游通信信道的另一频谱的第二其他样本。和所述通信接口配置为将所述上游通信信道的所述另一样本捕获、所述上游通信信道的所述频谱的所述第一其他样本、或者所述上游通信信道的所述另一频谱的所述第二其他样本中的至少一个传输至所述另一通信设备或者所述前摄网络维护通信设备中的至少一个并且供其使用，以确定与所述上游通信信道的性能相关联的所述至少一个特性。
[0012]优选地，所述诊断分析器进一步被配置为:当所述通信接口将第二信号传输至所述另一通信设备时，从所述通信接口接收第一信号；并且基于使所述第一信号衰减或者从所述第一信号中消除至少一部分所述第二信号中的至少一个来处理所述第一信号，以产生所述上游通信信道的所述样本捕获。
[0013]优选地，所述诊断分析器被配置为处理所述上游通信信道的所述样本捕获，以产生对应于所述上游通信信道的所述样本捕获的局部处理信息；和所述通信接口配置为将对应于所述上游通信信道的所述样本捕获的所述局部处理信息传输至所述另一通信设备或者所述前摄网络维护通信设备中的至少一个并且供其使用，以完成所述局部处理信息的处理，从而产生对应于所述上游通信信道的所述样本捕获的完全处理信息并且基于所述完全处理信息确定与所述上游通信信道的性能相关联的至少另一个特性。
[0014]优选地，所述诊断分析器被配置为:产生所述上游通信信道的全带频谱的第一样本捕获；并且产生所述上游通信信道的所述全带频谱的子集的第二样本捕获；以及所述通信接口被配置为将所述第一样本捕获或者所述第二样本捕获中的至少一个传输至所述另一通信设备或者所述前摄网络维护通信设备中的所述至少一个并且供其使用，以确定与所述上游通信信道的性能相关联的至少另一个特性。
[0015]优选地，所述诊断分析器进一步被配置为:基于至少一个触发条件产生所述上游通信信道的所述样本捕获，所述至少一个触发条件包括下列项中的至少一个:从所述另一通信设备接收的第一时间戳、从所述前摄网络维护通信设备接收的第二时间戳、能量阈值、功率阈值、从所述另一通信设备接收的第一控制信号、从所述前摄网络维护通信设备接收的第二控制信号、或者检测与所述上游通信信道相关联的猝发噪音事件或削波事件中的至少一个。
[0016]优选地，所述通信接口进一步被配置为:支持卫星通信系统、无线通信系统、有线通信系统、光纤通信系统、或者移动通信系统中的至少一种通信。
[0017]根据本发明的另一个方面，提供一种通信设备，包括:通信接口 ；和处理器，所述处理器或者所述通信接口中的至少一个被配置为:支持与另一通信设备的通信；接收以下各项中的至少一个:所述通信设备与另一通信设备之间的上游(us)通信信道的样本捕获、基于所述上游通信信道的所述样本捕获的所述上游通信信道的频谱的样本、或者所述上游通信信道的每个符号的集成功率的直方图，其中，所述另一通信设备包括诊断分析器，配置为产生所述上游通信信道的所述样本捕获、所述上游通信信道的所述频谱的所述样本、或者所述上游通信信道的所述每个符号的集成功率的直方图；并且处理所述上游通信信道的所述样本捕获、基于所述上游通信信道的所述样本捕获的所述上游通信信道的所述频谱的所述样本、或者所述上游通信信道的所述每个符号的集成功率的直方图中的所述至少一个，以确定与所述另一通信设备和所述通信设备之间的所述上游通信信道的性能相关联的至少一个特性。
[0018]优选地，所述处理器或者所述通信接口中的所述至少一个进一步被配置为:从所述另一通信设备接收信号；基于从另一通信设备接收的所述信号产生另一样本捕获；接收所述上游通信信道的所述样本捕获、所述上游通信信道的所述频谱的所述样本、或者所述上游通信信道的所述每个符号的集成功率的直方图中的所述至少一个，其中，所述另一通信设备包括所述诊断分析器，配置为在所述另一通信设备将所述信号传输至所述通信设备时产生所述样本捕获；并且处理所述另一信号捕获和处理所述上游通信信道的所述样本捕获、所述上游通信信道的所述频谱的所述样本、或者所述上游通信信道的所述每个符号的集成功率的直方图中的所述至少一个，以确定与所述另一通信设备和所述通信设备之间的所述上游通信信道的性能相关联的所述至少一个特性。
[0019]优选地，所述处理器或者所述通信接口中的所述至少一个进一步被配置为:从另一通信设备接收信号；基于从另一通信设备接收的所述信号产生在所述另一通信设备与所述通信设备之间的所述上游通信信道的全带频谱的第一样本捕获；基于从另一通信设备接收的所述信号产生在所述另一通信设备与所述通信设备之间的所述上游通信信道的所述全带频谱的子集的第二样本捕获；并且处理所述样本捕获以及处理所述第一样本捕获或者所述第二样本捕获中的至少一个，以确定与所述另一通信设备和所述通信设备之间的所述上游通信信道的性能相关联的至少另一个特性。
[0020]优选地，进一步包括:电缆头端发射器或者电缆调制解调终端系统(CMTS)，所述电缆头端发射器或者所述电缆调制解调终端系统(CMTS)包括前摄网络维护(PNM)功能模块，并且其中，所述另一通信设备是电缆调制解调器。
[0021]优选地，所述处理器或者所述通信接口中的所述至少一个进一步被配置为:支持卫星通信系统、无线通信系统、有线通信系统、光纤通信系统、或者移动通信系统中的至少一种通信。
[0022]根据本发明的另一个方面，提供一种由通信设备执行的方法，所述方法包括:产生所述通信设备与另一通信设备之间的上游(US)通信信道的样本捕获；处理所述上游通信信道的所述样本捕获，以产生所述上游通信信道的频谱的样本或者所述上游通信信道的每个符号的集成功率的直方图中的至少一个；并且经由所述通信设备的通信接口将以下各项中的至少一个传输至所述另一通信设备或者前摄网络维护(PNM)通信设备中的至少一个并且供其使用，以确定与所述上游通信信道的性能相关联的至少一个特性:所述上游通信信道的所述样本捕获、所述上游通信信道的所述频谱的所述样本、或者所述上游通信信道的所述每个符号的集成功率的直方图。
[0023]优选地，进一步包括:使用数模转换器(DAC)处理第一信号，以产生第二信号；使用功率放大器(PA)处理所述第二信号，以产生第三信号；基于所述功率放大器的输出节点产生所述上游通信信道的所述样本捕获；并且经由所述通信设备的所述通信接口将所述第三信号传输至所述另一通信设备。
[0024]优选地，进一步包括:当所述通信接口将信号传输至所述另一通信设备时，产生所述上游通信信道的所述样本捕获；当所述通信接口不将任何信号传输至所述另一通信设备时，产生所述上游通信信道的另一样本捕获；处理所述上游通信信道的所述另一样本捕获，以产生所述上游通信信道的所述频谱的第一其他样本或者所述上游通信信道的另一频谱的第二其他样本；并且经由所述通信设备的所述通信接口将所述上游通信信道的所述另一样本捕获、所述上游通信信道的所述频谱的所述第一其他样本、或者所述上游通信信道的所述另一频谱的所述第二其他样本中的至少一个传输至所述另一通信设备或者所述前摄网络维护通信设备中的所述至少一个并且供供其使用，以确定与所述上游通信信道的性能相关联的所述至少一个特性。
[0025]优选地，进一步包括:当所述通信接口将第二信号传输至所述另一通信设备时，从所述通信接口接收第一信号；并且当产生所述上游通信信道的所述样本捕获时，基于使所述第一信号衰减或者从所述第一信号中消除至少一部分所述第二信号中的至少一个来处理所述第一信号。
[0026]优选地，进一步包括:处理所述上游通信信道的所述样本捕获，以产生对应于所述上游通信信道的所述样本捕获的局部处理信息；并且经由所述通信设备的所述通信接口将对应于所述上游通信信道的所述样本捕获的所述局部处理信息传输至所述另一通信设备或者所述前摄网络维护通信设备中的至少一个并且供其使用，以完成所述局部处理信息的处理，从而产生对应于所述上游通信信道的所述样本捕获的完全处理信息并且基于所述完全处理信息确定与所述上游通信信道的性能相关联的至少另一个特性。
[0027]优选地，进一步包括:产生所述上游通信信道的全带频谱的第一样本捕获；产生所述上游通信信道的所述全带频谱的子集的第二样本捕获；并且经由所述通信设备的所述通信接口将所述第一样本捕获或者所述第二样本捕获中的至少一个传输至所述另一通信设备或者所述前摄网络维护通信设备中的所述至少一个并且供其使用，以确定与所述上游通信信道的性能相关联的至少另一个特性。
[0028]优选地，进一步包括:基于至少一个触发条件产生所述上游通信信道的所述样本捕获，所述至少一个触发条件包括下列项中的至少一个:从所述另一通信设备接收的第一时间戳、从所述前摄网络维护通信设备接收的第二时间戳、能量阈值、功率阈值、从所述另一通信设备接收的第一控制信号、从所述前摄网络维护通信设备接收的第二控制信号、或者检测与所述上游通信信道相关联的猝发噪音事件或者削波事件中的至少一个。
【附图说明】
[0029]图1A是示出了一个或者多个通信系统的实施方式的示图。
[0030]图1B是示出了一个或者多个通信系统的另一实施方式的示图。
[0031]图2A是示出了在一个或者多个通信系统内操作的通信设备(CD)的实施例的示图。
[0032]图2B是示出了在一个或者多个通信系统内操作的CD的另一实施例的示图。
[0033]图3A是示出了一个或者多个通信系统内的⑶之间通信的实施例的示图。
[0034]图3B是示出了集成功率直方图生成功能模块的实施例的示图。
[0035]图4是示出了在CD内实现的信道器的实施例的示图。
[0036]图5A是示出了正交频分多路复用(0FDM)和/或正交频分多址访问(0FDMA)的实施例的示图。
[0037]图5B是示出了 0FDM和/或0FDMA的另一实施例的示图。
[0038]图5C是示出了 0FDM和/或0FDMA的另一实施例的示图。
[0039]图?是示出了 0FDM和/或0FDMA的另一实施例的示图。
[0040]图5E是示出了单载波(SC)信令的实施例的示图。
[0041]图6是示出了不同CD内的事件的同步的实施例的示图。
[0042]图7A是示出了在一种或者多种通信系统内操作的其他通信设备的另一实施例的示图。
[0043]图7B是示出了包括上游诊断分析器(UDA)的⑶的实施例的示图。
[0044]图7C是示出了包括UDA的⑶的实施例的示图。
[0045]图8是示出了由一种或者多种通信设备执行的方法的实施方式的示图。
[0046]图9A是示出了由一种或者多种通信设备执行的方法的另一实施方式的示图。
[0047]图9B是示出了由一种或者多种通信设备执行的方法的另一实施方式的示图。
【具体实施方式】
[0048]图1A是示出了一种或者多种通信系统的实施方式101的示图。一个或者多个网络段116为至少两个通信设备110与112(也被称之为示图中的特定位置处的CD)提供通信相互连接性。应注意，此处，可以整体使用术语‘设备’做出对通信设备的整体引用(例如，指代通信设备110时的设备110或者⑶110，或者指代通信设备110和112时的设备110和112、或者⑶110或⑶112)。总而言之，一种或者多种通信系统内包括任意期望数目的通信设备(例如，如由通信设备114所示)。
[0049]使用各种通信媒介中的任一种可以实现一个或者多个网络段116内的各种通信链路，各种通信媒介包括通信链路，实现为无线、有线、光学、卫星、微波、和/或其任一组合等通信链路。此外，在一些实例中，不同类型的通信链路可协作形成任意两种通信设备之间的连接路径。考