专利名称：正交向量dsl的制作方法
正交向量DSL
背景技术：
本文中描述的发明一般涉及通过多导线线缆的高速通信，并且更具体地说，涉及増大通过多导线线缆的OFDM通信的数据率。数字订户线路(DSL)提供比以前的拨号线路更高数据率的高速因特网连接。DSL利用从家庭到交換机(exchange)的电话线路将支持比300 Hz-3. 4 kHz电话音频信号在更高得多的频率的信号的实际情況。为了使得能够常规电话操作与DSL操作同时运行，DSL使用滤波器将谱分割成用于常规电话的DC+音频和大约100 kHz到I MHz的高频率范围，或 对于DSL的高级形式甚至更高。虽然DSL经铜线线缆提供高速通信，但常规DSL和其它基于铜线的通信当前不能输送允许在单个家庭中几台不同TV上独立的HDTV节目选择所要求的大约40-60 Mb/s的总数据率。相反，基于铜线的通信只能提供称为IPTV的极有限的TV服务，该服务具有有限的数据率，该数据率限制接收节目的质量，并且不允许在家中同时观看几个TV节目。截然相反的是，可用于有线和卫星通信的更高带宽使得有线和卫星公司能够为单个家庭中的多台TV提供完全TV服务，包括除话音和因特网服务外的多个HDTV服务。因此，有线和卫星通信公司当前与经其传统铜线基础设施提供服务的电话公司相比具有竞争优势。另ー方面铜线基础设施的优点是它提供对每个订户独特的ー个或多个铜线对，这允许在交换机进行要输送的服务或节目的选择。増大DSL通信通过铜线的数据率有多个障碍。例如，每单位长度铜线的线路衰减在更高的DSL频率増大。因此，随着与交換机的距离増大，在更高频率的信噪比(SNR)降低。SNR考虑事项因此限制了最大可使用频率和/或限制了最大可使用调制星座，并因此限制了比持/秒/赫兹。此外，相同线缆中不同双绞线上信号之间的串扰也恶化了 SNR。另外，长波、中波和短波无线电广播也使用用于DSL操作的相同频率范围。现有无屏蔽线路因此可遭受强无线电站造成的外部干扰，这可遮蔽部分谱。串扰和外部干扰一般情况下増大了多对铜线线缆上的噪声级别，超过热噪声m级别相当大的量。例如，多对线缆的噪声级别可以是-140 dBm/Hz,而左/'=-173 dBm/Hz。比热噪声级别更高的这33 dB将到交換机的线缆距离限制到几公里，并因此限制使用诸如256QAM和甚至65536 QAM等更高阶QAM信号星座能够成功调制和解调的带宽的比特/秒/赫兹的数量。当前铜线基础设施可利用多种技术降低串扰和/或外部干扰。用于降低在不同导线上DSL信号之间串扰的最常见技术称为“动态谱管理”(DSM)。DSM通过避免同时在相邻导线中使用相同副载波来降低串扰。虽然DSM在使用线缆中不到所有导线时是有效的，但在使用所有导线时，例如，在希望有最高数据率吋，DSM明显没那么有效。另ー种串扰降低技术要求所有DSL信号在相同用户的调制解调器终止。然而，此技术仅在线缆中的所有DSL信号在例如房屋等相同終端站终止时才可用，并且因此不适用于从路边分线盒到交換机的携帯用于不同用户的DSL信号的线缆。线缆制造商也可在制造多导线线缆时考虑串扰问题，如參考文献I “OverviewOver Transmission Media I”所述的。例如，线缆制造商可循环可随机改变姆个对相对于每个其它对的排列，以便在电容或电感耦合中的任何残余阻抗从给定对到每个其它对均匀分布。此类线缆编织(weave)的结果是除在整个线缆长度上与其扭绞在一起的相同对的另ー导线外，从每个导线到每个其它导线的电容是额定相等的。类似地，除在整个线缆长度上与其扭绞在一起的相同对的另ー导线外，在任何导线与任何其它导线之间的互感是定额相等的。然而，导线间电容和互感的相等程度是极其线缆相关的。无论所有这些选择如何，铜线基础设施当前不能输送提供完全TV服务(特别是HDTV服务)到单个家庭中多台TV所必需的数据率。因此，铜线公司有巨大的动カ来研究输送将支持多个HDTV节目输送到多个家庭的数据率的方式，由此允许这些公司与有线和卫星公司有效地竞争。
发明内容
本发明提供用于基于导线的通信系统的降低多导线线缆中的干扰以増大多导线 线缆上可用的数据率的各种要素。广义而言，本发明应用至少ー个码映射矩阵到输入信号以生成对应于多导线线缆的每个导线的导线映射的信号，使得每个导线映射的信号包括应用到码映射矩阵的所有输入信号的不同组合。在这样做时，本发明有利于串扰降低，并因此提供増大多导线线缆的数据率能力的技木。更具体地说，根据本发明的传送系统和传送方法处理三个或更多输入信号以便沿包括三个或更多导线的多导线线缆进行传送，其中，多导线线缆为每个输入信号包括导线，以及其中，输入信号之一包括空(null)信号。所述传送系统包括导线映射电路和传送器。导线映射电路将导线映射码矩阵应用到输入信号以便为每个导线生成导线映射的信号，使得每个导线映射的信号包括所有输入信号的不同组合。所述传送器基于对应导线映射的信号为每个导线生成传送信号，并且通过对应传送信号来驱动每个导线。如本文中进ー步详细所述的，应用到输入信号的导线映射进程降低了多导线线缆(特别是双绞线多导线线缆)造成的串扰，这増大了多导线线缆上可用的总数据率。根据本发明的接收系统和接收方法处理经包括三个或更多导线的多导线线缆所接收的三个或更多信号，其中，每个导线携带不同的信号。所述接收系统包括接收器和解映射电路。接收器处理接收的信号以估计与每个导线相关联的导线映射的信号。解映射电路将解映射码矩阵应用到导线映射的信号以估计解映射的信号流，使得每个解映射的信号流包括所有导线映射的信号的不同组合，其中，每个解映射的信号流对应于不同的导线，并且其中，解映射的信号流之一对应于空信号流。传送和接收系统可用于分别传送和接收具有一个或多个副载波或副载波组的多载波信号。对于多副载波或多副载波组示例，传送系统的ー个示范导线映射电路包括多个导线映射単元，每个副载波或副载波组一个导线映射単元，并且传送器包括每导线ー个多副载波调制器。每个导线映射単元将单元特定导线映射码矩阵应用到来自每个输入信号的符号，以便为每个导线生成导线映射的信号的分量，其中，每个导线映射的信号分量包括所有对应输入信号的不同组合，以及其中，一个导线映射単元所生成的所有导线映射的信号 分量对应于相同的副载波或副载波组。因此，多个导线映射単元的每个单元输出每个导线映射的信号的特定副载波或副载波组所关联的导线映射的信号分量。导线映射电路因此为每个导线生成导线映射的信号，其中，每个导线映射的信号包括为每个副载波或副载波组包括导线映射的信号分量。每个调制器调制对应导线映射的信号以生成多载波传送信号。类似地，多载波接收系统的解映射电路包括多个解映射単元，并且接收器为每个导线包括解调器。每个解调器解调经对应导线所接收的多副载波信号，以估计与对应导线相关联的导线映射的信号，其中，每个导线映射的信号为每个副载波或副载波组包括导线映射的信号分量。每个解映射単元将单元特定解映射码矩阵应用到与对应副载波或副载波组相关联的导线映射的信号分量，以便为每个解映射的信号流估计与对应副载波或副载波组相关联的符号，其中，每个符号包括所有对应输入导线映射的信号分量的不同組合。本发明也可组合接收和传送系统，以生成处理例如包含预期用于多个家庭或用户位置的信号的线缆等大的多导线线缆上接收的信号的转发器，以用于例如在各个家庭或用户位置上終止的线缆等更小的多导线线缆上的重新传送。更具体地说，转发器包括接收系统，以便处理经第一多导线线缆接收的信号以生成 与第一多导线线缆中每个导线相关联的解映射的信号流。接收的信号的数量等于第一多导线线缆中导线的数量，并且接收的信号至少之ー对应于空信号。转发器还包括多个传送系统，每个传送系统连接到不同的第二多导线线缆，并且每个传送系统配置成处理与多个第二多导线线缆之ー相关联的解映射的信号流，以用于经对应第二多导线线缆的重新传送。每个第二多导线线缆为每个对应重新传送信号包括导线。如同各个传送和接收系统的情况ー样，转发器可配置用于ー个或多个副载波或副载波组。
图I示出常规幻象电路。图2示出幻象电路的每个导线上存在的信号组合。图3根据本发明的一个实施例示出由多导线线缆耦合的传送和接收系统。图4示出对于本发明的ー个示范导线映射电路在图3的多导线线缆的每个导线上存在的信号組合。图5A和5B根据ー个示范实施例，分别示出图3的传送和接收系统的另外细节。图6示出用于指派不同传送信号到不同导线的示范协议。图7示出地下多导线线缆的示范模型。图8示出用于8对多导线线缆的示范电容矩阵。图9示出用于8对多导线线缆的另ー示范电容矩阵。图10示出用于两对导线的示范终端布置。图11示出每OFDM副载波的示范傅立叶码编组。图12示出傅立叶模式的衰减与频率的示范曲线图。图13根据本发明的ー个示范实施例，示出用于将在大的多导线线缆上接收的信号使用更小的多导线线缆重新传送到适当目的地的转发器。图14示出带有未调配的(uncommitted)连接的示范路由器单元。图15示出示范线路接ロ电路。图16A和16B根据另ー示范实施例，分别示出图3的传送和接收系统的另外细节。
具体实施例方式本发明使得铜线基础设施能够以例如40-60 Mb/s来传送高数据率信号到例如各个家庭等各个终端站。为此，本发明提供传送系统、接收系统和/或转发器，它们分别生成传送信号以便沿多导线线缆传送，处理经多导线线缆所接收的信号，以及经多个更小的多导线线缆重新传送大的多导线线缆上接收的信号。虽然下述内容根据具有多个副载波的OFDM信号描述本发明，但将领会到，本发明也适用于具有单个副载波或频带的信号及具有多个副载波组的信号。此外，虽然以下内容根据具有多个双绞导线的线缆来描述本发明，但将领会到，本发明不要求双绞线线缆，并且适用于任何多导线线缆。本发明的传送系统处理三个或更多输入信号，以生成传送信号以便沿包括三个或更多导线的多导线线缆传送，其中，每个导线对应于不同的输入信号，以及其中，输入信号之一包括空信号。在一个不范实施例中，传送系统包括OFDM传送系统,OFDM传送系统包括为每个OFDM副载波包括导线映射単元的导线映射电路和传送器。为降低串扰，并因此增大可实现的数据率，导线映射单元应用导线映射码矩阵到输入信号，以生成用于每个导线的 导线映射的信号，其中，每个导线映射的信号包括所有输入信号的不同組合。更具体地说，在导线映射电路中的每个导线映射単元应用单元特定导线映射码矩阵到来自与相同OFDM副载波相关联的每个输入信号的符号，以生成用于每个导线的导线映射的信号的副载波特定分量，使得单个导线映射单元输出的每个副载波特定分量包括输入该导线映射単元的所有符号的不同组合。每个导线映射的信号包括与特定导线相关联的多个导线映射单元输出的所有副载波特定分量的汇集。传送系统随后基于对应导线映射的信号，生成用于每个导线的OFDM传送信号。将领会到，每个导线映射単元可对应于不同的副载波组，而不是各个副载波。每个OFDM传送信号沿多导线线缆的不同导线传播到接收系统，它们在其中被接收和处理以估计原输入信号。为此，接收系统包括接收器的解映射电路，解映射电路包括用于每个OFDM副载波的解映射単元。接收器处理接收的信号以估计与每个导线相关联的导线映射的信号，其中，每个导线映射的信号包括用于每个OFDM副载波的副载波特定分量。每个解映射单元应用单元特定解映射码矩阵到来自对应于相同OFDM副载波的所有导线映射的信号的分量，以生成用于多个解映射的符号流的副载波特定符号估计，其中，解映射的符号流的数量等于接收的信号的数量，以及其中，每个副载波特定符号估计包括所有对应副载波特定导线映射的信号分量的不同組合。将领会到，每个解映射単元可对应于不同的副载波组，而不是各个副载波。考虑包括#个导线的多导线线缆携带包括每个导线上#个副载波的OFDM传送信号的情況。在此示例中，在传送系统中的导线映射电路包括#个导线映射単元，每个副载波ー个单元。每个导线映射単元应用单元特定导线映射码矩阵到与对应OFDM副载波相关联的输入信号的#个符号，以生成#个副载波特定导线映射的信号分量，#个导线映射的信号的每个信号ー个分量。传送器随后基于#个对应导线映射的信号分量生成用于每个导线的OFDM传送信号。类似地，接收系统中的接收器处理接收的信号以生成用于每个导线的导线映射的信号，姆个导线映射的信号包括Ar个导线映射的信号分量，姆个OFDM副载波ー个分量。在接收系统中的解映射电路包括#个解映射単元，每个副载波ー个单元。每个解映射単元应用单元特定解映射码矩阵到与对应OFDM副载波相关联的ガ个导线映射的信号分量，以生成ガ个副载波特定符号，ガ个解映射的信号流的每个信号流ー个符号。本发明的传送和接收系统可还共同在远程传送系统与远程接收系统之间布置的转发器中使用，其中，转发器是路边分线盒的一部分，并被设计成在预期用于各个家庭的更小多导线线缆之间分发经大的多导线线缆所接收的预期用于多个家庭的信号。具体而言，转发器中的接收系统如上所述处理经大的多导线线缆所接收的信号，以生成对应于每个引入导线的解映射的信号流。转发器包括用于每个引出多导线线缆的传送系统。每个传送系统处理预期用于特定家庭，并因此与特定引出多导线线缆相关联的解映射的信号流，如上所述以生成传送信号以便沿对应多导线线缆传送。为了更好地理解本发明的细节，下述内容先描述与当前多导线线缆通信系统相关联的细节和问题。有线线路电话公司一般安装包括比末端位置实际使用更多的双绞导线的多导线线缆。更具体地说，机器在地下牵引的线缆要具有一定的強度以承受通常单对线缆不提供的安装进程。为解决此问题和/或提供备用导线以用于潜在的将来服务和/或防止、导线故障，即使常规电话操作一般只依赖线缆中的ー个或两个双绞线，美国的有线线路电话公司一般安装在路边分线盒与例如家庭等末端位置之间包括五对双绞导线的线缆。附连到家庭侧的示范网络接ロ盒(NIB) —般終止从路边分线盒索引到家庭的线缆，并且与家庭布线进行接ロ。通常，用于NIB的输入线缆包括五条双绞导线，其中只两个双绞线实际用于两个电话号码，DSL服务由双绞线之一提供。示范路边分线盒包括连接到路边分线盒的单条地下线缆的25对导线，其中，25对在使用5条家庭特定线缆的5个家庭之间分割，每个家庭包括五条双绞导线。将领会到，在大的多导线线缆和更小的家庭特定线缆两者中利用的双绞线大多时候是在不活动状态，这是因为并非所有人在家中或者始終同时使用通信服务。本发明的ー个目的是允许经NID连接到家庭的现有铜线向每个家庭输送适合支持例如HDTV节目等几个远程选定高数据率TV节目的数据率，由此支持在每个家庭的几个房间的每个房间中观看不同的HDTV节目，并且允许有线线路公司作为捆绑服务的供应商有效地竞争。诸如TV等服务预期将比例如电话或因特网服务更持续使用线缆，但在足够数量的家庭上平均时，平均“Erlang加载”因素预期稍微小于提供的峰值业务速率，由此提供一定的统计复用増益。向家庭提供更高数据率的ー种方式是使用Z个双绞导线提供Z个并行DSL流。然而，此类配置提供的性能受多个因素阻碍，包括ー个信号对另一信号的串扰和在线路上存在的高噪声级别，一般比热噪声高33 dB。当前现有DSL调制解调器为每个双绞线独立解码信号，并且因此不能轻松补偿由于在相邻双绞线中另一信号的存在而产生的串扰。不能轻松补偿串扰是当前分开的DSL信号在不同订户的家庭中終止的实际情况造成的，这使得两个分开的DSL调制解调器难以协调解码两个信号。其它系统通过提供在相同订户位置联合解码几个DSL信号的调制解调器来解决此问题。在此情况下，使用L条双绞导线输送Z个DSL信号到家庭并且联合解码它们以补偿串扰，这称为“接合(bonding)”。然而，接合只在路边分线盒起作用，之后，订户线缆可被绞接到包含用于其它订户的DSL信号的更大线缆中，对这些信号因此不能联合解码。另外，当前技术未利用线缆上的噪声可在不同对或不同导线之间高度相关的实际情況。本发明通过考虑在本文中称为“正交向量DSL调制解调器”的ー种新型调制解调器而有效地处理相关噪声以便改进性能，该调制解调器将多个并行DSL流联合解码，大量去除了在不同导线之间相关的噪声和串扰。通过考虑在例如路边分线盒等绞接点在本文中称为转发器的有源电路，处理订户线缆绞接到更大线缆中的问题。有源电路将从不同订户接收的信号重新复用和重组成适用于更大线缆的形式，且反之亦然。在L条双绞导线上提供L个并行DSL流虽然在现有技术中已有考虑，然而，在进行带有非联合解码信号的绞接时，它被认为是不能实行的，但本发明不只是如此。相反，本发明利用 了#=%个导线能够支持ガ个独立传送信号的实际情况，其中，在没有诸如外护套等良好地回路的情况下，独立传送信号之一从对业务无用的共模信号得到。由于现有地下线缆不具有此类外护套，因此，对业务数据使用共模信号是不可能的。然而，共模信号能够显示相关噪声，并且可因此在接收器进行处理，有着一定的益处。剰余的#-1个信号可支持M-I个并行DSL信号。通常,本发明从包括一个空输入信号的#个输入信号生成#个传送信号，以便沿#个导线传送，其中，#个导线不一定包括双绞导线，以及其中，#不一定是偶数。图I先示出称为“幻象电路”的传统有线线路电话的现有技术概念。图I示出包括第一平衡线路20的多导线线缆，包括第一对导线22-1、22-2的第一平衡线路提供用于第一通信信道的第一连接，而包括第二对导线26-1、26-2的第二平衡线路24提供用于第二通信信道的第二连接。在每个平衡线路20、24的每一端，平衡到不平衡变换器(transformer)10、12、30、32将平衡线路20、24连接到不平衡源或负载，如用于信号兄、S2的普通常规电话(POT)。第三电路可在变换器10，12的中心抽头到变换器30，32的中心抽头之间形成，并用于携带第三信号S3，只要变换器中心抽头提供实际上可能的准确平衡，第三信号便不与信号或S2混合。第三通信信道有效地使用并行(例如，同相)的每个平衡线路的两个导线以形成第三平衡线路。在前两条平衡线路20、24包括双绞导线的情况下，线路20、24能够进一歩相互扭绞在一起，以便幻象电路也将双绞线有效地用于第三平衡线路。幻象电路今天很少(如果曾经有过)被使用，主要是因为幻象电路要求接入订户设备的线路变换器的中心抽头，从而使得提供三个电路到不同订户变得困难。通过本发明，这不是问题，这是因为所有此类电路将由相同订户用于获得更高数据率。值得注意的是，幻象电路的环路电阻是双绞线电路的环路电阻的一半。分析显示，在用于DSL信号时，每公里衰减与频率特性因此对于幻象电路比常规电路优越，并且因此能够提供更高数据率及更多并行电路。图2示出如何在常规幻象电路的四个导线上支持三个信号兄、S2和线路20的导线22-1携带兄+&，而线路20的导线22-2携带-乂+&。对于线路24，导线26_1携带S2-S3，而导线26-2携帯-5·2-5·3。此信号布置构成在四个导线上的三种正交模式，所有它们由于使用土,5\、土,S2和土,S3而是“推拉”或平衡模式。同相驱动所有导线的第四模式将也与这三种模式正交，但除非添加第五个导线作为用于该第四种模式的地回路，否则，它不能使用。如图I和2所示，现有技术的幻象电路不对其三个电路均等使用所有导线。因此，应用到每个导线的传送信号不包括所有三个输入信号的组合。更具体地说，兄和只出现在四个导线的两个导线的每个导线上，而S3出现在所有四个导线上。另外，用于&电路的环路电阻是兄和电路的环路电阻的一半，这能够为该模式产生更低得多的线路损耗。图3示出用于本发明的通信系统，通信系统将所有输入信号的不同组合映射到多导线线缆200中的不同导线以増大通过铜线基础设施可用的数据率。图3的通信系统包括传送系统100、包括#个导线的多导线线缆200及接收系统300。传送系统100映射#个输入信号兄、&、... &的每个信号的不同组合到多导线线缆中的不同导线210，而接收系统
300将I个接收的信号解映射，以生成原输入信号的#个估计$,5—.,…又,+。更具体地说，传送系统100包括处理器110、导线映射电路120和传送器150。处理器110控制传送器的操作。导线映射电路120应用导线映射码矩阵到输入信号&、&、.. .5；，以生成导线映射的信
号5^、5；2.....5；#，#个导线的每个导线ー个信号，使得每个导线映射的信号包括所有输
入信号的不同組合。传送器150从导线映射的信号生成传送信号，并且在每个导线210上传送不同信号。
连接到传送器150的导线210捆绑成多导线线缆，该多导线线缆将导线210连接到在另一端的接收系统300。接收系统300包括处理器310、接收器320和解映射电路350。处理器310控制接收系统300的操作。接收器320从每个导线接收信号，并且估计导线映
射的信号.*L,. ……又丨，每个导线ー个信号。解映射电路350应用解映射的码矩阵到导线
映射的信号，以生成解映射的符号流….t,使得每个解映射的符号流包括所有输入
导线映射的信号估计的不同組合。理想的是，解映射的符号流,i,约计应用到另ー端的传送系统100的输入信号5\、5·2、. . .5^。导线映射电路120和解映射电路350应用的映射矩阵形成输入到对应电路的所有信号的不同组合。每个组合表示ー种模式，其中，模式在一些实施例中是正交的。为了简明，下述内容讨论导线映射码矩阵，但将领会到，相同的逻辑适用于解映射码矩阵。考虑#=4并且导线映射矩阵包括Walsh-Hadamard码矩阵的示例。在导线映射码矩阵包括Walsh-Hadamard码矩阵时，导线映射电路120为四个导线210生成的导线映射的信号ふ、ん、‘、‘是
S;ii =5, + 5,+5,+5,
5;ι4 = Sj -Si2 - S5+S4
其中，表示共摸。每个导线映射的信号由如图4所示的四个导线(两个双绞线)之一支持。如图4所示，输入信号兄驱动所有四个导线同相，并因此将形成净电流，这在没有地回路的情况下不能得到支持。因此，输入信号兄设为0，以便它包括空信号。将领会到，包括兄是为了完整性，并且有利于本发明的数学描述。其它三个输入信号5·2、Α、5·4全部在相等数量的导线上以正负版本存在，并且由于没有净电流流入或流出用于这些信号的线缆末端，因此在没有地回路的情况下得到支持。Walsh-Hadamard码只为等于2的某个次幂的导线数量存在。为实现更大的一般性，可备选使用傅立叶码。通过经由2 π/#或其倍数的相位角，包括O (用于兄)逐渐旋转単位向量，由此获得是复值的#个正交码，从而构建长度#的傅立叶码。复值码能够应用到是复值的信号，如OFDM副载波的调制的值。对于#=4，相位级数是0、90°、180°和270°。傅立叶矩阵系数因此对于O。相位级数是P I I I},对于90。相位级数是P I -I -j]
，对于180°相位级数是-I I 以及对于270°相位级数是J) i -I j]。因此，在
导线映射码矩阵包括傅立叶矩阵时，为四个导线210生成的导线映射的信号5^、5^、5；3、5；4是
权利要求
1.ー种用于处理三个或更多输入信号以便沿包括三个或更多导线的多导线线缆进行传送的传送系统，其中所述多导线线缆为每个输入信号包括导线，以及其中所述输入信号之一包括空信号，所述传送系统包括 导线映射电路，配置成将导线映射码矩阵应用到所述输入信号以便为每个导线生成导线映射的信号，使得每个导线映射的信号包括所述输入信号的所有输入信号的不同组合；以及 传送器，配置成基于对应的导线映射的信号为每个导线生成传送信号，以及通过对应的传送信号来驱动每个导线。
2.如权利要求I所述的传送系统，其中所述导线映射码矩阵包括傅立叶码矩阵，使得所述导线映射的信号相互正交。
3.如权利要求I所述的传送系统，其中所述传送器为每个导线包括 调制器，配置成调制为对应的导线所生成的导线映射的信号，以便为对应的导线生成传送信号；以及 线路驱动器，配置成通过对应的传送信号来驱动对应的导线。
4.如权利要求3所述的传送系统，其中每个调制器包括配置成为对应的导线生成OFDM传送信号的OFDM调制器。
5.如权利要求3所述的传送系统 其中每个调制器包括配置成为对应的导线生成多载波传送信号的多载波调制器，所述多载波传送信号各自包括多个副载波或副载波组， 其中所述导线映射电路包括多个导线映射単元，以及 其中每个导线映射単元配置成将单元特定导线映射码矩阵应用到来自所述输入信号的每个输入信号的符号，以便为每个导线生成导线映射的信号的分量，一个导线映射単元所生成的每个导线映射的信号分量对应于一个副载波或副载波组，并且包括所有对应的输入符号的不同組合。
6.如权利要求5所述的传送系统，其中所述导线映射电路配置成基于表征所述副载波或副载波组之间串扰的互相关信息来形成所述单元特定导线映射码矩阵。
7.如权利要求5所述的传送系统，其中每个多载波调制器包括OFDM调制器，以及其中每个OFDM调制器配置成从对应于相应导线的导线映射的信号分量来生成OFDM传送信号。
8.如权利要求7所述的传送系统 其中所述输入信号包括ガ个输入信号，M个导线的每个导线ー个输入信号，其中所述ガ个输入信号的每个信号包括#个OFDM副载波； 其中所述多个导线映射単元包括#个导线映射単元，各自配置成使用对应的単元特定导线映射码矩阵来实现#点离散傅立叶变换；以及 其中所述OFDM调制器包括#个OFDM调制器，各自配置成使用N点逆离散傅立叶变换从对应于相应导线的导线映射的信号分量来生成OFDM传送信号。
9.如权利要求I所述的传送系统，还包括 用于每个输入信号的调制器，其中每个调制器调制对应的输入信号的输入符号以生成调制的信号流；以及 其中所述导线映射电路配置成将所述导线映射码矩阵应用到所调制的信号流，以便为每个导线生成导线映射的信号。
10.如权利要求I所述的传送系统，还包括设置处理器，配置成将至少ー对传送信号指派到所述多导线线缆中的双绞导线，使得对于每个指派的传送信号对，指派到所述双绞导线的ー个导线的传送信号从包含输入信号的导线映射的信号来得到，所述输入信号相对于用于得到相同双绞导线中另ー导线上的传送信号的导线映射的信号中包含的相同输入信号是额定同相或额定180°异相的。
11.如权利要求10所述的传送系统，其中所述设置处理器还配置成 表征沿所述多导线线缆中双绞导线所传送的测试传送信号的传播特性； 评估所述传播特性以确定降低所述多导线线缆所造成的串扰的信号到导线指派；以及 基于所述信号到导线指派，将至少ー对传送信号指派到所述多导线线缆中的双绞导线。
12.如权利要求11所述的传送系统，其中所述设置处理器响应所述多导线线缆中一个或多个导线中的故障，确定新的信号到导线指派，并且基于所述新的信号到导线指派，将至少ー个传送信号重新指派到所述多导线线缆中的新导线。
13.如权利要求I所述的传送系统，其中至少ー对传送信号被应用到所述多导线线缆中的双绞导线，使得对于每个应用的传送信号对，应用到所述双绞导线的一个导线的传送信号从包含输入信号的导线映射的信号来得到，所述输入信号相对于用于得到应用到相同双绞导线中另ー导线上的传送信号的导线映射的信号中包含的相同输入信号是额定同相或额定180°异相的。
14.一种处理三个或更多输入信号以便沿包括三个或更多导线的多导线线缆进行传送的方法，其中所述多导线线缆为每个输入信号包括导线，以及其中所述输入信号之一包括空信号，所述方法包括 将导线映射码矩阵应用到所述输入信号以便为每个导线生成导线映射的信号，其中每个导线映射的信号包括所述输入信号的所有输入信号的不同组合；以及 基于对应的导线映射的信号，为对应的导线生成传送信号。
15.如权利要求14所述的方法，其中应用所述导线映射码矩阵包括将傅立叶码矩阵应用到所述输入信号，以生成正交的导线映射的信号。
16.如权利要求14所述的方法，其中生成所述传送信号包括使用导线特定调制器分别调制所述导线映射的信号中的每个信号，以便为对应的导线生成传送信号。
17.如权利要求16所述的方法，其中调制所述导线映射的信号中的每个信号包括使用导线特定OFDM调制器分别将OFDM调制应用到所述导线映射的信号中的每个信号，以便为对应的导线生成传送信号。
18.如权利要求14所述的方法 其中每个传送信号包括多载波传送信号，所述多载波传送信号包括多个副载波或副载波组，以及 其中将导线映射码矩阵应用到所述输入信号包括每个副载波或副载波组一个导线映射码矩阵地将多个导线映射码矩阵的每个矩阵应用到来自所述输入信号的每个输入信号的符号，以便为每个导线生成导线映射的信号的分量，所述导线映射的信号分量的每个分量从对应于ー个副载波或副载波组的一个导线映射码矩阵来得到。
19.如权利要求18所述的方法，还包括基于表征所述副载波或副载波组之间串扰的互相关信息来形成所述多个导线映射码矩阵。
20.如权利要求18所述的方法，其中所述为每个导线生成传送信号包括使用导线特定OFDM调制器分别将OFDM调制应用到与对应的导线相关联的导线映射的信号分量的每个分量，以便为对应的导线生成OFDM传送信号。
21.如权利要求20所述的方法 其中所述输入信号包括ガ个输入信号，ガ个导线的每个导线ー个输入信号，其中所述ガ个输入信号的每个信号包括#个OFDM副载波； 其中将所述导线映射码矩阵应用到所述输入信号包括使用#个导线映射码矩阵，所述#个OFDM副载波的每个副载波ー个导线映射码矩阵，以便为所述#个OFDM副载波的每个副载波实现#点离散傅立叶变换；以及 其中为每个导线生成传送信号包括使用#个OFDM调制器，各自配置成应用#点逆离散傅立叶变换，以从与对应的导线相关联的导线映射的信号分量来生成OFDM传送信号。
22.如权利要求14所述的方法，还包括 为每个输入信号使用单独调制器来分别调制来自每个输入信号的输入符号，以生成调制的信号流，其中调制的信号流的数量等于所述多导线线缆中导线的数量；以及 其中将所述导线映射码矩阵应用到所述输入信号包括将所述导线映射码矩阵应用到所述调制的信号流，以便为每个导线生成导线映射的信号。
23.如权利要求14所述的方法，还包括将至少ー对传送信号指派到所述多导线线缆中的双绞导线，使得对于每个指派的传送信号对，指派到所述双绞导线的一个导线的传送信号从包含输入信号的导线映射的信号来得到，所述输入信号相对于用于得到指派到相同双绞导线中另ー导线的传送信号的导线映射的信号中包含的相同输入信号是额定同相或额定180°异相的。
24.如权利要求23所述的方法，还包括 表征沿所述多导线线缆中双绞导线所传送的测试传送信号的传播特性； 评估所述传播特性以确定降低所述多导线线缆所造成的串扰的信号到导线指派；以及 基于所述信号到导线指派，将至少ー对传送信号指派到所述多导线线缆中的双绞导线。
25.如权利要求24所述的方法，还包括 响应所述多导线线缆中一个或多个导线中的故障，确定新的信号到导线指派；以及 基于所述新的信号到导线指派，将至少ー个传送信号重新指派到所述多导线线缆中的新导线。
26.如权利要求14所述的方法，还包括将至少ー对传送信号应用到所述多导线线缆中的双绞导线，使得对于每个应用的传送信号对，应用到所述双绞导线的一个导线的传送信号从包含输入信号的导线映射的信号来得到，所述输入信号相对于用于得到应用到相同双绞导线中另ー导线的传送信号的导线映射的信号中包含的相同输入信号是额定同相或额定180°异相的。
27.一种用于处理经包括三个或更多导线的多导线线缆所接收的三个或更多信号的接收系统，其中每个导线携带不同的信号，所述接收系统包括接收器，配置成处理所接收的信号以估计与每个导线相关联的导线映射的信号； 解映射电路，配置成将解映射码矩阵应用到所述导线映射的信号以估计解映射的信号流，使得每个解映射的信号流包括所述导线映射的信号的所有信号的不同组合，其中每个解映射的信号流对应于不同的导线，并且其中所述解映射的信号流之一对应于空信号流。
28.如权利要求27所述的接收系统，其中所述接收器为每个导线包括解调器，其中每个解调器配置成解调经对应的导线所接收的信号，以估计与对应的导线相关联的导线映射的信号。
29.如权利要求28所述的接收系统，其中所述解调器包括OFDM解调器。
30.如权利要求28所述的接收系统 其中每个接收的信号包括多载波信号，所述多载波信号包括多个副载波或副载波组， 其中每个解调器包括多载波解调器，所述多载波解调器配置成解调经对应的导线所接收的多载波信号，以估计包括对应于不同副载波或副载波组的多个导线映射的信号分量的导线映射的信号，以及 其中所述解映射电路包括多个解映射単元，所述副载波或副载波组的每个副载波或副载波组ー个解映射単元，其中每个解映射単元配置成将单元特定解映射码矩阵应用到与对应的副载波或副载波组相关联的导线映射的信号分量，以便为每个解映射的信号流估计与对应副载波或副载波组相关联的符号，以及其中每个符号包括所有对应的导线映射的信号分量的不同組合。
31.如权利要求30所述的接收系统，其中所述解映射电路配置成基于表征所述副载波或副载波组之间串扰的互相关信息来形成所述单元特定解导线映射码矩阵。
32.如权利要求30所述的接收系统，其中每个接收的信号包括OFDM信号，所述OFDM信号包括多个OFDM副载波，以及其中每个多载波解调器包括OFDM解调器，所述OFDM解调器配置成解调对应的接收的OFDM信号，以便为每个OFDM副载波估计对应的导线映射的信号 的导线映射的信号分量。
33.如权利要求32所述的接收系统 其中所述接收的OFDM信号包括ガ个接收的OFDM信号，ガ个导线的每个导线ー个OFDM信号，其中所迷#个接收的OFDM信号的每个信号包括#个OFDM副载波； 其中所述OFDM解调器包括#个OFDM解调器，所迷#个导线的每个导线ー个OFDM解调器，其中每个OFDM解调器配置成使用#点离散傅立叶变换来解调对应的接收的OFDM信号；以及 其中所述多个解映射単元包括#个解映射単元，各自配置成使用对应的単元特定解映射码矩阵来实现ガ点逆离散傅立叶变换。
34.如权利要求27所述的接收系统，还为每个导线包括解调器，其中每个解调器配置成解调为对应的导线所估计的解映射的信号流，以估计与对应的导线相关联的解调的信号流。
35.如权利要求27所述的接收系统，还包括设置处理器，所述设置处理器配置成从远程传送器接收信号到导线指派，所述信号到导线指派配置成降低所述多导线线缆所造成的串扰，其中所述设置处理器基于所接收的信号到导线指派而将所述多导线线缆中的至少ー个双绞导线指派到ー对解映射単元。
36.如权利要求35所述的接收系统，其中所述设置处理器在所述多导线线缆中ー个或多个导线故障时接收新的信号到导线指派，并且基于所述新的信号到导线指派，将所述多导线线缆中的至少ー个导线重新指派到新的解映射単元。
37.一种用于处理经包括三个或更多导线的多导线线缆所接收的三个或更多信号的方法，其中每个导线携带不同的信号，所述方法包括 处理所接收的信号以估计与每个导线相关联的导线映射的信号； 将解映射码矩阵应用到所述导线映射的信号以估计解映射的信号流，使得每个解映射的信号流包括所述导线映射的信号的所有信号的不同组合，其中每个解映射的信号流对应于不同的导线，并且其中所述解映射的信号流之一对应于空信号流。
38.如权利要求37所述的方法，其中处理所接收的信号包括使用导线特定解调器来分别解调所接收的信号中的每个信号，以估计与对应的导线相关联的导线映射的信号。
39.如权利要求38所述的方法，其中每个解调器包括OFDM解调器。
40.如权利要求38所述的方法 其中每个接收的信号包括多载波信号，所述多载波信号包括多个副载波或副载波组， 其中每个导线映射的信号包括对应于不同副载波或副载波组的多个导线映射的信号分量，以及 其中将解映射码矩阵应用到所述导线映射的信号包括每个副载波或副载波组ー个解映射码矩阵地将多个解映射码矩阵的每个矩阵应用到来自与对应的副载波或副载波组相关联的导线映射的信号中的每个信号的导线映射的信号分量，以估计每个解映射的信号流的ー个或多个符号，所述解映射的信号流符号的每个符号从对应于ー个副载波或副载波组的ー个解映射码矩阵来得到。
41.如权利要求40所述的方法，还包括基于表征所述副载波或副载波组之间串扰的互相关信息来形成所述多个解映射码矩阵。
42.如权利要求40所述的方法，其中每个接收的信号包括OFDM信号，所述OFDM信号包括多个OFDM副载波，以及其中处理所接收的信号包括使用导线特定OFDM解调器将OFDM解调分别应用到每个接收的OFDM信号，以便为每个OFDM副载波估计对应的导线映射的信号的导线映射的信号分量。
43.如权利要求42所述的方法 其中所接收的OFDM信号包括#个接收的OFDM信号，#个导线的每个导线ー个OFDM信号，其中所述ガ个接收的OFDM信号的每个信号包括#个OFDM副载波； 其中分别应用OFDM解调包括将ガ个OFDM解调器之一分别应用到对应的接收的OFDM信号，以使用#点离散傅立叶变换来解调对应的接收的OFDM信号；以及 其中将所述解映射码矩阵应用到来自所述导线映射的信号的每个信号的导线映射的信号分量包括将#个解映射単元之一分别应用到所述导线映射的信号的对应的导线映射的分量，以使用对应的解映射码矩阵来实现ガ点逆离散傅立叶变换。
44.如权利要求37所述的方法，还包括分别解调为每个导线所估计的解映射的信号流，以估计与对应的导线相关联的解调的信号流。
45.如权利要求37所述的方法，还包括 从远程传送器接收信号到导线指派，所述信号到导线指派被设计成降低所述多导线线缆所造成的串扰；以及 基于所接收的信号到导线指派，将所述多导线线缆中的至少ー个双绞导线指派到ー对解映射码矩阵。
46.如权利要求45所述的方法，还包括 在所述多导线线缆中的一个或多个导线故障时，接收新的信号到导线指派；以及基于所述新的信号到导线指派，将所述多导线线缆中的至少ー个导线重新指派到解映射单元。
47.一种用于处理经各自包括三个或更多第一导线的至少ー个第一多导线线缆所接收的信号以便经各自包括三个或更多第二导线的至少ー个第二多导线线缆进行重新传送的转发器，其中每个第一导线携帯不同的接收信号，其中每个第二导线对应于不同的重新传送信号，以及其中所述接收信号中的至少ー个对应于空信号，所述转发器包括 至少ー个接收系统，各自连接到不同的第一多导线线缆，每个接收系统包括 接收器，配置成处理所述接收信号以估计与所述第一多导线线缆中每个导线相关联的第一导线映射的信号；以及 解映射电路，配置成将解映射码矩阵应用到所述第一导线映射的信号，以估计解映射的信号流，使得每个解映射的信号流包括对应的第一多导线线缆的所有第一导线映射的信号的不同组合，其中每个解映射的信号流对应于对应的第一多导线线缆中不同的第一导线，以及其中所述解映射的信号流中的至少ー个对应于空信号流；以及 至少ー个传送系统，各自用于处理解映射的信号流以便沿所述多个第二多导线线缆之一重新传送，其中每个传送系统连接到不同的第二多导线线缆，每个传送系统包括 导线映射电路，配置成将导线映射码矩阵应用到与对应的第二多导线线缆相关联的输入信号流，所述输入信号流包括ー个空信号流和对应的解映射的信号流，以便为对应的第ニ多导线线缆的不同导线生成不同的第二导线映射的信号，使得每个第二导线映射的信号包括对应的输入信号流的所有信号流的不同组合；以及 传送器，配置成基于对应的第二导线映射的信号为对应的第二多导线线缆的每个导线生成重新传送信号，以及通过对应的重新传送信号来驱动所述第二多导线线缆的每个导线。
48.如权利要求47所述的转发器 其中所述接收器为对应的第一多导线线缆的每个第一导线包括解调器，每个解调器配置成解调经对应的第一导线所接收的信号以估计与对应的第一导线相关联的第一导线映射的信号；以及 其中姆个传送器包括 调制器，配置成调制为对应的第二导线所生成的第二导线映射的信号，以便为对应的第二导线生成重新传送信号；以及 线路驱动器，配置成通过对应的重新传送信号来驱动对应的第二导线。
49.如权利要求48所述的转发器 其中所述接收信号包括多载波信号，各自包括多个副载波或副载波组， 其中所述解调器包括多载波解调器，各自配置成解调经对应的第一导线所接收的多载波信号，以估计包括各自与不同副载波或副载波组对应的多个导线映射的信号分量的对应的第一导线映射的信号， 其中所述解映射电路各自包括多个解映射単元，所述副载波或副载波组的每个副载波或副载波组ー个解映射単元，以及 其中每个解映射単元配置成将单元特定解映射码矩阵应用到与对应的副载波或副载波组相关联的导线映射的信号分量，以估计每个解映射的信号流的ー个或多个符号，ー个解映射単元所估计的每个符号对应于一个副载波或副载波组。
50.如权利要求49所述的转发器 其中所述重新传送信号包括多载波重新传送信号，各自包括多个副载波或副载波组， 其中所述调制器包括多载波调制器，各自配置成为所述第二多导线线缆的对应导线生成多载波重新传送信号，所述多载波重新传送信号各自包括多个副载波或副载波组， 其中所述导线映射电路各自包括多个导线映射単元，每个副载波或副载波组一个导线映射単元，以及 其中每个导线映射単元配置成将单元特定导线映射码矩阵应用到来自与对应的副载波或副载波组相关联的解映射的信号流的姆个信号流的符号，以便为对应的第二多导线线缆的每个第二导线生成所述第二导线映射的信号的分量，一个导线映射単元所生成的每个第二导线映射的信号分量对应于一个副载波或副载波组。
51.如权利要求50所述的转发器，其中所述解映射电路各自配置成基于表征对应于所述第一多导线线缆的副载波或副载波组之间串扰的互相关信息来形成所述单元特定解映射码矩阵，以及其中所述导线映射电路各自配置成基于表征对应于所述第二多导线线缆的副载波或副载波组之间串扰的互相关信息来形成所述单元特定导线映射码矩阵。
52.如权利要求47所述的转发器，其中所述转发器连接到ー个第一多导线线缆和多个第二多导线线缆，其中所述第一多导线线缆中第一导线的数量通常对应于所述第二多导线线缆中第二导线的总数，其中所述接收系统连接到所述第一多导线线缆，以及其中不同传送系统连接到不同的第二多导线线缆。
53.如权利要求47所述的转发器，其中所述转发器连接到多个第一多导线线缆和ー个第二多导线线缆，其中所述第一多导线线缆中第一导线的总数通常对应于所述第二多导线线缆中第二导线的数量，其中不同接收系统连接到不同的第一多导线线缆，以及其中所述传送系统连接到所述第二多导线线缆。
54.一种用于处理经各自包括三个或更多第一导线的至少ー个第一多导线线缆所接收的三个或更多信号以便经各自包括三个或更多第二导线的至少ー个第二多导线线缆重新传送的方法，其中每个第一导线携帯不同信号，其中每个第二导线对应于不同的重新传送信号，以及其中所接收的信号中的至少ー个对应于空信号，所述方法包括 在分开的接收系统中处理经分开的第一多导线线缆所接收的信号，其中每个接收系统连接到不同的第一多导线线缆，以及其中每个接收系统通过以下操作来处理对应的接收的信号 处理经对应的第一多导线线缆所接收的信号，以估计与对应的第一多导线线缆中每个第一导线相关联的第一导线映射的信号；以及 将解映射码矩阵应用到为对应的第一多导线线缆所估计的第一导线映射的信号，以估计解映射的信号流，使得每个解映射的信号流包括对应的第一多导线线缆的所有第一导线映射的信号的不同组合，其中每个解映射的信号流对应于对应的第一多导线线缆中不同的第一导线，以及其中所述解映射的信号流中的至少ー个对应于空信号流；以及 在分开的传送系统中处理预期用于分开的第二多导线线缆的解映射的信号流，其中每个传送系统连接到不同的第二多导线线缆，以及其中每个传送系统通过以下操作来处理对应的解映射的信号流· 将导线映射码矩阵应用到与对应的第二多导线线缆相关联的输入信号流，所述输入信号流包括ー个空信号流和对应的解映射的信号流，以便为对应的第二多导线线缆的不同第ニ导线生成不同的第二导线映射的信号，使得每个第二导线映射的信号包括对应的输入信号流的所有信号流的不同组合；以及 基于对应的第二导线映射的信号，为对应的第二多导线线缆的对应的第二导线生成重新传送信号。
55.如权利要求54所述的方法 其中对于对应的多导线线缆的每个第一导线，处理经对应的第一多导线线缆所接收的信号还包括使用导线特定解调器来解调所接收的信号，以估计与对应的第一多导线线缆的对应的第一导线相关联的第一导线映射的信号；以及 其中对于对应的第二多导线线缆的每个第二导线，处理所述解映射的信号流还包括调制为对应的第二导线所生成的第二导线映射的信号，以便为对应的第二多导线线缆的对应的第二导线生成重新传送信号；以及 通过对应的重新传送信号来驱动对应的第二导线。
56.如权利要求55所述的方法 其中所接收的信号包括各自包括多个副载波或副载波组的多载波信号， 其中每个第一导线映射的信号包括多个导线映射的信号分量，各自对应于不同副载波或副载波组，以及 其中将所述解映射码矩阵应用到所述第一导线映射的信号包括每个副载波或副载波组ー个解映射码矩阵地将多个解映射码矩阵的每个矩阵应用到来自与对应的副载波或副载波组相关联的第一导线映射的信号的每个信号的导线映射的信号分量，以估计每个解映射的信号流的ー个或多个符号，所述解映射的信号流符号的每个符号从对应于ー个副载波或副载波组的ー个解映射码矩阵来得到。
57.如权利要求56所述的方法 其中所述重新传送信号包括各自包括多个副载波或副载波组的多载波重新传送信号，其中将导线映射码矩阵应用到所述输入信号流包括每个副载波或副载波组一个导线映射码矩阵地将多个导线映射码矩阵的每个矩阵应用到来自输入到对应的传送系统的每个信号流的符号，以便为对应的第二多导线线缆的每个第二导线生成所述第二导线映射的信号的分量，所述第二导线映射的信号分量的每个分量从对应于ー个副载波或副载波组的一个导线映射码矩阵来得到。
58.如权利要求57所述的方法,还包括基于表征对应于所述第一多导线线缆的副载波或副载波组之间串扰的互相关信息来形成所述多个解映射码矩阵，以及基于表征对应于所述第二多导线线缆的副载波或副载波组之间串扰的互相关信息来形成所述多个导线映射码矩阵。
59.如权利要求54所述的方法，包括ー个第一多导线线缆和多个第二多导线线缆，其中所述第一多导线线缆中第一导线的数量通常对应于所述第二多导线线缆中第二导线的总数，其中所述接收系统连接到所述第一多导线线缆，以及其中不同传送系统连接到不同的第二多导线线缆。
60.如权利要求54所述的方法，包括多个第一多导线线缆和ー个第二多导线线缆，其中所述第一多导线线缆中第一导线的总数通常对应于所述第二多导线线缆中第二导线的数量，其中不同接收系统连接到不同的第一多导线线缆，以及其中所述传送系统连接到所述第二多导线线缆。
全文摘要
本文中描述了能够输送高数据率的基于导线的基础设施。传送系统、接收系统和/或转发器使用导线映射码矩阵降低多导线线缆中的干扰以增大此类多导线线缆提供的数据率。更具体地说，码映射矩阵被应用到传送和/或接收的输入信号以生成用于每个输出导线或对应于每个输入导线的映射的信号，使得每个映射的信号包括所有输入信号的不同组合。导线映射的信号的不同信号最终在不同导线上被传送。在这样做时，提出的基础设施有利于串扰降低，并因此提供增大多导线线缆上可用的数据率的技术。
文档编号H04L5/20GK102668443SQ201080053028
公开日2012年9月12日 申请日期2010年11月22日 优先权日2009年11月23日
发明者P.W.登特 申请人:瑞典爱立信有限公司