专利名称：一种降低数字用户线路串扰的方法、装置和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及接入网技术领域，特别涉及一种降低数字用户线路串扰的方 法、装置和系统。
背景技术：
数字用户线(Digital Subscriber Line, DSL)技术是一种通过电话双绞 线,即无屏蔽双绞线(Unshielded Twist Pair, UTP )进行凄史据传输的高速传输 技术，包括非对称数字用户线(Asymmetrical Digital Subscriber Line, ADSL )， 甚高速数字用户线(Very high SpeedDigital Subscriber Line, VDSL)、基于 综合业务数字网(Integrated Services Digital Network, ISDN)的用户数字线 (ISDN Digital Subscriber Line, IDSL )和单线对高速数字用户线(Single-pair High-bit-rate Digital Subscriber Line, SHDSL )等。
在各种数字用户线技术(xDSL)中，除了 IDSL和SHDSL等基带传输 的DSL夕卜，采用通带传输的DSL利用频分复用技术使得DSL与传统电话业 务(Plain Old Telephone Service, POTS)共存于同一对双绞线上，其中DSL 占据高频段，POTS占用4KHz以下基带部分，POTS信号与DSL信号通过 分离/整合器(Splitter)进行分离或合并。通带传输的xDSL采用离散多音频 调制(Discrete Multi-Tone Modulation, DMT )技术进行调制和解调。提供 多路DSL接入的系统叫做DSL接入复用器(DSL Access Multiplexer, DSLAM),其系统连接关系示意图如图1所示。DSLAM120包括局端收发 单元121和分离/整合器122，在上行方向，局端收发单元121接收来自计算 机110的DSL信号并对所收到的信号进行放大处理，将处理后的DSL信号 发送至分离/整合器122;分离/整合器122将来自局端收发单元121的DSL信号和电话终端130的POTS信号进行整合处理；整合后的信号通过多路的 UTP140的传输，由对端的DSLAM 150中的分离/整合器151接收；分离/ 整合器151将所接收的信号进行分离，将其中的POTS信号发送至公用电话 交换网(Public Switched Telephone Network, PSTN ) 160，将其中的DSL信 号发送至DSLAM150的收发单元152,收发单元152再将所收到的信号进 行放大处理后发送至网络管理系统(Network Management System, NMS ) 170。在信号的下行方向，则信号按照与上述相反的顺序进行传输。
用户电缆基本上都包含多对(25对或以上)双绞线，在各个双绞线上 可能运行了多种不同的业务，各种类型的xDSL线路同时工作的时候互相之 间会产生串扰，可分为远端串扰(FEXT)和近端串扰(NEXT),某些线路 会因为串扰造成性能急剧下降；当线路比较长时，某些线路根本不能开通任 何形式的DSL业务。串扰是当前DSL调制解调器(如ADSL，VDSL )系统 中影响用户速率的主要因素。动态频谱管理方法(Dynamic Spectrum Management, DSM )是近几年提出的管理分配功率的方法，通过动态地调 整功率来达到消除或减弱各用户之间串扰影响的目的，能大大地提高速率。 现有的一种DSM方法的技术方案如下根据当前实际信噪比裕量和 预先设定的标准信噪比裕量，得到当前扩展功率削减值；根据当前扩展功率 削减值和预先设定的标准ADSL线路发送功率值得到调整ADSL线路发送功 率值，然后将当前ADSL线路发送功率值调整为所述调整ADSL线路发送功 率值。该方法能够最大限度地降低驱动电路的消耗功率，同时也降低了相邻 线对产生的串扰。但该方法存在如下不足
对于各个频点消减幅度相同，而实际上利用串扰的信息进行频率调整， 对于串扰大的频点削减幅度较大，串扰小的频点削减幅度较小，因此该方法 不能够最大限度的规避串扰。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提出一种降低数字用户线路串扰的方法，包括如下步骤
用分组优化方法得到每组数字用户线收发器的参考功率语密度掩码
PSDMASK;
各组数字用户线收发器对自身的发送功率谱密度PSD进行恒包络注水， 使发送PSD的包络与该组的参考PSDMASK相同，且线路速率等于预先设 置的目标速率。
本发明实施例还提出一种数字用户线系统，包括网管设备、局端数字用 户线收发器和用户端数字用户线收发器，所述网管设备包括分组优化模块， 用于采用分组优化方法得到各组数字用户线收发器的参考PSDMASK;
所述局端数字用户线收发器包括
局端注水信息交互模块，用于将所述参考PSDMASK和预先设置的线 路目标速率下发给用户端数字用户线收发器；
特分配和功率分配的结果调整自身的发送PSD; 所述用户端数字用户线收发器包括
用户端注水信息交互模块，用于接收来自局端数字用户线收发器的参考 PSDMASK和目标速率；
用户端恒包络注水模块，用于根据所述用户端注水信息交互模块收到的 参考PSDMASK和目标速率进行比特分配和功率分配，并将比特分配和功率 分配的结果发送给所述局端数字用户线收发器。
本发明实施例又提出一种局端数字用户线收发器，包括
局端注水信息交互模块，用于在初始化的信道发现阶段，将参考 PSDMASK和目标速率模板下发给用户端数字用户线收发器；
局端恒包络注水模块，用于根据来自用户端数字用户线收发器的比特分 配和功率分配的结果调整自身的发送PSD。
本发明实施例还提出 一种用户端数字用户线收发器，包括
用户端注水信息交互模块，用于接收来自局端数字用户线收发器的参考PSDMASK和目标速率才莫板；
用户端恒包络注水模块，用于根据所述用户端注水信息交互模块收到的 参考PSDMASK和目标速率进行比特分配和功率分配，将所得比特分配和功 率分配的结果发送给局端数字用户线收发器。
从以上技术方案可以看出，根据优化的参考PSDMSDK和不同用户的 速率要求下，调整线路的发送功率，让发送PSD的形状和参考PSDMASK 的形状保持一致，继承了参考PSDMASK规避串扰的优点，同时降低了线路 发送功率，进一步减小系统的串扰。
图1为DSL系统架构示意图2为本发明第一实施例的功率注水的实现流程；
图3为本发明第一实施例最终搜索得到的用户发送PSD与PSDMASK 以及offset的关系示意图4为本发明第二实施例的功率注水的实现流程； 图5为本发明实施例装置的示意图。
具体实施例方式
当DSL系统采用某种分组优化方法，如智能功率回退(IPBO)后，为 每组用户计算出相应的参考PSDMASK,尽可能的规避不同属性用户组之间
住，使系统的串扰水平达到一个较低的状态。然后把管理信息数据库 (Management Information Base， MIB ) PSDMASK设为参考PSDMASK。 用户在下次激活时，就根据新配置的MIB PSDMASK,行功率分配。大多数 用户在限速的模式下运行，新计算的参考PSDMASK远高于实际所需的发送 PSD，信噪比裕量可能非常高，造成的功率的浪费，而且对系统减小串扰量 没有贡献。本发明实施例的方案在于，用分組优化方法得到每组用户的参考
9功率谱密度掩码PSDMASK;各个分组中的用户对自身的发送功率谱密度 PSD进行恒包络注水，使发送PSD的包络与该分组的参考PSDMASK相同， 且线路速率等于预先设置的目标速率。从而继承参考PSDMASK规避串扰的 优点，最大限度的减小系统的串扰。因此，该技术方案可以在保证用户达到 目标速率的情况下，既优化了系统串扰，又大大降低了功耗。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明 作进一步的详细阐述。
A、 首先根据运营商提供的数据或者是一些运行参数，如DSMLAM的 起始位置、用户线长、电气长度、业务类型，把所有的线路分成几个组，使 每个组中的线路具有相同的特性。
B、 从每个分组中抽象出有代表的线路，建立抽象代表用户模型，使用 DSMLeve12的方法(如迭代频语均衡方法(ISB )计算每个代表线路的优化 发送功率语，并作为每组用户计算出相应的参考PSDMASK。
这些参考PSDMASK的频谱轮廓有效的规避了不同特性用户之间的串 扰，使得整体的总速率和得到很大提升。
C、 采用恒包络注水方法，将发送PSD注成和参考PSDMASK相类似 的形状。
由于目前大多数用户的业务需求远低于线路的可达速率，且每个用户对
速率的需求不一，ADSL、 ADSL2 +主要运行在限速的模式下，如果将参考
的PSDMASK作为发送功率必定会产生很高的信噪比裕量，浪费功率，还不
利于减小串扰。注水方法是xDSL中一种非常普遍的技术，主要是应用于初
始化阶段根据信噪比来进行比特加载，以及计算对应每个tone上的功率分
配。其核心思想是接收方测量发送方的SNR后，对所有通带tone的SNR
进行从大到d、的排序，将总功率优先注入SNR较好的tone ，且每个tone承
载的功率不超过MASK的限制，直到总功率分配完毕。如果采用现有的功
率注水技术，当参考PSDMASK的功率总和大于用户的总功率限制时，则总
功率不够注成PSDMASK的形状；当参考PSDMASK的功率总和小于用户的总功率限制时，则总功率注满整个PSDMASK的形状后，还有多余的功率。为了能保持参考PSDMASK的形状，且不浪费功率，将用户的实际有效使用总功率、PSDMASK、目标速率建立——对应的关系，这样用户不同的目标速率就对应着大小不同但形状相似的PSDMASK1，形成一个PSDMASK的包络状，那么只需要找到与目标速率对应的PSDMASK1进行注水，就可以得到想要的发送P S D ，这种方法简称恒包络注水方法。
因此，将使发送PSD的包络与参考PSDMASH保持相似的形状，并降低实际发送功率，就可以继承参考PSDMASK规避串扰的优越性，同时在满足用户速率需求的情况下降低功耗，为了注水后的线路速率稳定性，还需要获得用户信噪比裕量在不同时段、不同数目用户上线时变化范围。
本发明第一实施例的功率注水的实现流程如图2所示，包括如下步骤
步骤S101:对所有线路进行分组，利用分组优化方法，计算出所有组的参考PSDMASK,并将其分别设置为每组中线路的MIB PSDMASK;
步骤S102:在初始化阶段，每组线路4艮据MIB PSDMASK以及目标速率进行恒包络注水，具体方法为
51021、 对组内的每个线路设定一个初始偏移量(offset);则该线路的PSD可能达到的最大值为PSDMASK，可能达到的最小值为PSDMASK减去该偏移量。
51022、 搜索合适的offset,直到该线路生成的相似PSDMASK被注满水后刚好达到该线路的目标速率。具体地说，可以采用二分法进行搜索，包括如下步骤
S1022a:设PSDmax=PSDMASK, PSDmin = PSD-offset;S1022b:令尝试PSD「 ( PSDmax + PSDmin) /2;首次执行该步骤时，i=1，以后每次执行该步骤则i依次为2、 3、 4……S1022c:计算所述PSDj对应的用户线路速率；
S1022d:比较当前的线路速率与该线路的目标速率，若当前线路速率大
于该线路的目标速率，则令PSDmax = PSDi,并返回步骤S1022b;若当前线路速率小于该线路的目标速率，则令PSDmin = PSDi,并返回步骤S1022b;若当前线路速率与该线路的目标速率相同，则结束搜索。
S103:根据记录的该用户信噪比裕量的变化范围，判断该线路的发送PSD是否能够满足信噪比裕量的要求，若否，则整体提升该线路的发送PSD,使其满足信噪比裕量的要求，保持线路在业务传输状态的健壮性。
最终搜索得到的发送PSD与PSDMASK以及offset的关系如图3所示，其中，最上方的曲线表示PSDMASK,即初始的PSDmax,最下方的曲线表示PSDMASK减去初始偏移量offset得到的曲线，即初始的PSDmin。最终搜索得到的发送P S D位于这两条曲线的中间。
实际应用中，也可采用其它的搜索方式，例如黄金分割搜索等，本发明并未对搜索的具体方式进行限制，只要能够搜索到正好达到目标速率的PSDMASK即可。
本发明第二实施例的功率注水的实现流程如图4所示，包括如下步骤
步骤S201:对所有线路进行分组，利用某种分组优化方法，计算出所有组的参考PSDMASK，并将其分别设置为每组中线路的MIB PSDMASK;
步骤S202:在初始化阶段，每组线路根据MIB PSDMASK以及目标速率进行恒包络注水，具体方法为
S2021 、对组内的每个线赠"没定一个初始offset;
S2022、用二分法搜索offset,直到该线路生成相似PSDMASK被注满水后刚好达到该线5^的目标速率；
步骤S203:在业务传输阶段，有新用户上线，当该线路的信噪比裕量下降时，发送嵌入l乘作通道(Embedded Operations Channel, EOC)消息给对端要求所有的tones都提升x dB使得信噪比裕量恢复目标值。如果是CPE侧检测到下行业务的信噪比裕量下降，则由CPE侧的调制解调器向CO侧发送该EOC消息；如果是CO侧检测到上行业务的信噪比裕量下降，则由CO侧的调制解调器向CPE侧发送该EOC消息。这要求局端(CO)和用户驻地设备(CPE)的调制解调器(Modem)都支持快速的gi自提升过程。以上两个实施例的主要区别在于对信噪比裕量的处理方式不同，第一实
施例为先搜索得到发送psd，再考虑信噪比裕量；第二实施例通过局端和用户端的协商，来保持足够的信噪比裕量。
本发明第三实施例提出一种恒包络功率注水的数字用户线系统，如图5所示，包括网管设备510、局端收发器520和用户端收发器530，
所述网管设备510包括分组优化模块511，用于采用分组优化方法得到每组用户的参考psdmask和与所述参考psdmask对应优化速率，并将所述参考psdmask发到局端管理信息数据库521;网关设备510可能会管理多个局端收发器，图5所示仅为示例，并未包括所有的局端收发器。网管设备510还可以执行其它网管操作，这些操作不在本发明考虑的范围之内。
多个局端收发器共享一个局端管理信息数据库521，用于将所收到的参考psdmask以模板的形式进行存储；局端管理信息数据库521还存储了运营商设置的各个用户的目标速率。
所述局端收发器520包括
局端注水信息交互模块522，用于在初始化的信道发现阶段，将局端管理信息数据库521中的参考psdmask和目标速率模板下发给用户端收发器530;
局端恒包络注水模块523,用于根据来自用户端收发器530的比特分配表和功率增益表调整自身的发送psd;
所述用户端收发器530包括
用户端注水信息交互模块531,用于接收来自局端收发器520的参考psdmask和目标速率模板；
用户端恒包络注水模块532，用于根据所述用户端注水信息交互模块531收到的参考psdmask和目标速率进行比特分配和功率分配，将所得比特分配表和功率增益表发送给局端收发器520。
所述局端收发器520进一步包括
局端信噪比裕量控制模块524,用于对局端恒包络注水模块523所调整
13的发送PSD进行调整，使所述发送PSD能够保证信噪比裕量的要求。
所述信噪比裕量控制模块524包括
检测单元，用于检测所收到的信号的信噪比裕量是否下降；
通知单元，用于在所述检测单元4企测到信噪比裕量下降时，通知对端收
发器提升发送功率；
调整单元，用于根据来自对端收发器的通知，提升信号的发送功率。用户端收发器530同样可以包括用户端信噪比裕量控制模块533,其功
能和结构与局端信噪比裕量控制模块524相同。
本发明方案能根据优化的参考PSDMSDK和不同用户的速率要求下，
调整线路的发送功率，让发送PSD的形状和参考PSDMASK的形状保持一
致，继承了参考PSDMASK规避串扰的优点，同时降低了线路发送功率，进
一步减小系统的串扰。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本
发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本
发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种降低数字用户线路串扰的方法，其特征在于，包括如下步骤用分组优化方法得到每组数字用户线收发器的参考功率谱密度掩码PSDMASK；各组数字用户线收发器对自身的发送功率谱密度PSD进行恒包络注水，使发送PSD的包络与该组的参考PSDMASK相同，且线路速率等于预先设置的目标速率。
2、 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述各组数字用户线收 发器对自身的发送功率谱密度PSD进行恒包络注水包括设定初始偏移量offset,使所述发送PSD能达到的最大值PSD隨等于 该组的参考PSDMASK，所述发送PSD能达到的最小值PSDmi。等于该组的 参考PSDMASK减去所述初始偏移量offset;在PSD隱到PSD隨的取值范围内搜索发送PSD的取值，若搜索到的发 送PSD对应的线路速率等于所述预先设置的目标速率，则根据搜索到的发 送PSD进行恒包络注水。
3、 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在PSD議到PSD隨 的取值范围内搜索发送PSD的取值，若搜索到的发送PSD对应的线路速率 等于所述预先设置的目标速率，则根据搜索到的发送PSD进行恒包络注水 包括设置当前尝试PSD广(PSDmax + PSDmin) /2， i为尝试次数； 计算所述PSD;对应的线路速率；比较当前的线路速率与该线路的目标速率，若当前的线路速率大于该线 路的目标速率，则令PSD^x-PSDi，并返回所述设置当前尝试PSDi的步骤；若当前线路速率小于该线路的目标速率，则令PSDmin:PSDi,并返回所述设置当前尝试PSDi的步骤；经过上述步骤的重复尝试，若当前线路速率与该 线路的目标速率相同，则根据当前的尝试PSDj进行恒包络注水。
4、 根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述各组数字用户线收发器对自身的发送功率谱密度PSD进行恒包络注水之后，进一 步包括判断该数字用户线收发器的发送PSD是否能够满足信噪比裕量的要求， 若否，则提高该数字用户线收发器的发送PSD，使其满足信噪比裕量的要求。
5、 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述各组数字用户线收 发器对自身的发送PSD进行恒包络注水之后，进一步包括局端或用户端数字用户线收发器检测所接收业务的信噪比裕量，若检测 到信噪比裕量下降，则向对端发送消息要求对端的发送功率提升，使得信噪 比裕量恢复目标值；收到所述消息的一端提升自身的发送功率。
6、 一种数字用户线系统，包括网管设备、局端数字用户线收发器和用 户端数字用户线收发器，其特征在于，所述网管设备包括分组优化模块，用 于采用分组优化方法得到各组数字用户线收发器的参考PSDMASK;所迷局端数字用户线收发器包括局端注水信息交互模块，用于将所述参考PSDMASK和预先设置的线 路目标速率下发给用户端数字用户线收发器；局端恒包络注水模块，用于根据来自所述用户端数字用户线收发器的比 特分配和功率分配的结果调整自身的发送PSD;所述用户端数字用户线收发器包括用户端注水信息交互模块，用于接收来自局端数字用户线收发器的参考 PSDMASK和目标速率；用户端恒包络注水模块，用于根据所述用户端注水信息交互模块收到的 参考PSDMASK和目标速率进行比特分配和功率分配，并将比特分配和功率 分配的结果发送给所述局端数字用户线收发器。
7、 根据权利要求6所述的数字用户线系统，其特征在于，该系统进一 步包括局端管理信息数据库，用于将网管设备生成的参考PSDMASK以模板的形式进行存储，并存储线路目标速率。
8、 根据权利要求6所述的数字用户线系统，其特征在于，所述局端数 字用户线收发器进一步包括信噪比裕量控制模块，用于对局端恒包络注水模块所调整的发送PSD 进行调整，使所述发送PSD能够保证信噪比裕量的要求。
9、 根据权利要求8所述的数字用户线系统，其特征在于，所述信噪比 裕量控制模块包括检测单元，用于检测所收到的信号的信噪比裕量是否下降；通知单元，用于在所述检测单元检测到信噪比裕量下降时，通知用户端数字用户线收发器提升发送功率；调整单元，用于根据来自用户端数字用户线收发器的通知，提升信号的发送功率。
10、 一种局端数字用户线收发器，其特征在于，包括 局端注水信息交互模块，用于在初始化的信道发现阶段，将参考PSDMASK和目标速率模板下发给用户端数字用户线收发器；局端恒包络注水模块，用于根据来自用户端数字用户线收发器的比特分 配和功率分配的结果调整自身的发送P S D 。
11、 根据权利要求10所述的局端数字用户线收发器，其特征在于，所 述局端数字用户线收发器进一步包括信噪比裕量控制模块，用于对局端恒包络注水模块所调整的发送PSD 进行调整，使所述发送PSD能够保证信噪比裕量的要求。
12、 根据权利要求11所述的数字用户线系统，其特征在于，所述信噪 比裕量控制模块包括检测单元，用于检测所收到的信号的信噪比裕量是否下降； 通知单元，用于在所述4企测单元检测到信噪比裕量下降时，通知用户端 数字用户线收发器提升发送功率；调整单元，用于根据来自用户端数字用户线收发器的通知，提升信号的发送功率。
13、 一种用户端数字用户线收发器，其特征在于，包括用户端注水信息交互模块，用于接收来自局端数字用户线收发器的参考PSDMASK和目标速率模板；用户端恒包络注水模块，用于根据所述用户端注水信息交互模块收到的 参考PSDMASK和目标速率进行比特分配和功率分配，将所得比特分配和功 率分配的结果发送给局端数字用户线收发器。
全文摘要
本发明公开了一种降低数字用户线路串扰的方法，包括如下步骤用分组优化方法得到每组数字用户线收发器的参考功率谱密度掩码PSDMASK；各组数字用户线收发器对自身的发送功率谱密度PSD进行恒包络注水，使发送PSD的包络与该组的参考PSDMASK相同，且线路速率等于预先设置的目标速率。本发明还公开了可以降低线路串扰的数字用户线路系统和装置。本发明方案可以继承参考PSDMASK规避串扰的优点，同时降低了线路发送功率，进一步减小系统的串扰。
文档编号H04B3/02GK101465672SQ200710301508
公开日2009年6月24日 申请日期2007年12月21日 优先权日2007年12月21日
发明者方李明, 涂建平 申请人:华为技术有限公司