数字用户线路dsl系统估计的制作方法
【专利摘要】本申请公开一种数字用户线路DSL系统估计。对如DSL系统的通信系统配置的估计基于从网络元件管理系统、协议、使用者等收集的运行数据。从所述系统收集的运行数据可以包括通常可通过元件管理系统协议从DSL系统获得的性能特性运行数据。所生成的估计和/或近似值可以用于评估系统性能，和还可用于由指示系统中发送机和/或其它部件直接或间接规定/要求改变或推荐运行中的改进。数据和/或其它信息可以利用“内部”装置来收集，或通过电子邮件和/或其它“外部”装置从系统元件和部件来获取。模型准确性的似然性可以基于各种数据、信息和/或系统性能的指示符，例如，所观测的正常运行数据、测试数据和/或示出基于激励信号的运行性能的即时运行数据。
【专利说明】数字用户线路DSL系统估计
[0001]约翰.M.卡尔夫、李元宗、宾.李、郑盛泽、乔治斯.吉尼斯
[0002]本申请是申请日为2006年7月8日、申请号为200680027968.7 (PCT/US2006/026795)且名称为“数字用户线路DSL系统估计”的发明的分案申请。
[0003]对相关申请的交叉引用
[0004]本申请是于2004年 4 月 2 日提交的，标题为 DSL SYSTEM ESTIMATION AND PARAMETERRECOMMENDATION (DSL系统估计和参数推荐)的美国专利申请N0.10/817, 128 (代理机构编号N0.0101-p03p)的部分连续案，该专利申请根据美国法典第35章第119(e)条，申请要求于 2003 年 12 月 7 日提交的，标题为 DYNAMIC MANAGEMENT OF C0MMUNICA10N SYSTEM (通信系统的动态管理)的美国临时申请N0.60/527，853 (代理机构编号N0.0lOl-pOlp)的优先权权益，以上申请的公开内容出于所有目的以其整体通过引用合并于此。
[0005]根据美国法典第35章第119(e)条，本申请要求于2005年7月10日提交的，标题为DSL SYSTEM(DSL系统)的美国临时申请N0.60/698，113 (代理机构编号N0.0101-p28p)的优先权权益，该申请的公开内容出于所有目的以其整体通过引用合并于此。
[0006]关于联邦资助研究或开发的声明
[0007]无
[0008]对序列表、表格或计算机程序列表光盘附录的引用
[0009]无
【技术领域】
[0010]本发明一般地涉及用于管理数字通信系统的方法、系统及装置。更具体地说，本发明涉及估计诸如DSL系统的通信系统中的一条以上信道或线路的配置。
【背景技术】
[0011]数字用户线路(DSL)技术为现有电话用户线路(称为环路和/或铜设备)上的数字通信提供潜在的大带宽。术语“xDSL”和“DSL”通常指的是数字用户线路设备和服务，包括基于分组的架构，例如ADSL、HDSL、SDSL、SHDSL、IDSL、VDSL和RADSL。DSL技术可以在嵌入式双绞线、铜缆设备上提供非常高的带宽，并为带宽密集型应用提供很大的潜力(potential)。与DSL服务(利用频率高至30MHz的带宽)相比，DSL服务比传统的电话服务(通常利用频率高至大约4KHz的带宽)更加依赖于线路条件(例如，铜环路的长度、质量和环境)。
[0012]虽然一些本地环路处于很好的条件来实现DSL(例如，具有中短的长度、装有微滤波器或分路器，没有桥接抽头，并且没有坏接头)，但是很多本地环路不是很合适。例如，本地环路的长度相差很大，针对本地环路的导线，规格可能在环路长度上不一致(两个以上不同的导线规格接合在一起)，很多环路没有正确安装的微滤波器或分路器，并且很多现有的本地环路可能具有一个以上桥接抽头(一端连接到环路、另一端未连接或不良终结的一段导线配对)。另外，本地环路可能具有坏接头或坏连接器，或者它们可能具有与环路串联的传统设备(合用线(party-line)系统，报警系统等)。这种类型的线路信息对于DSL系统的评估和配置很重要，并且意味着DSL环路之间有区别，因此表现不同。信息可以关于单独的线路而存在，或可以利用早先的技术来确定(例如，利用声音频带测量和环路资格方法评估)。然而，这些信息中的一些的准确性是有问题的；已经发现即使在同一组线路中，线路质量也相差很大。进一步，声音频带测量不总是准确地反映环路的DSL环境。因此，评估各捆扎或其它组中的单条线路，例如，并且然后将该信息外推至该组中的所有其它线路的技术，可能提供不了关于那些其它线路甚至所评估线路本身的准确信息。
[0013]其它技术包括利用时域反射计来描述DSL传输线路的特性，其中预定的测试信号从始发点发送到DSL传输线路，所述线路将信号的一部分反射回始发点，并且所反射的信号被分析以确定传输线路特征。在其它情形下，基准环路可能被分析和/或描述特征以生成传递函数和对基准环路中衰减、噪声等对信号的影响进行建模。通常，在一个捆扎或其它线路组中选择并评估一个基准环路。
[0014]允许对包括DSL捆扎和其它组的DSL系统进行建模的系统、方法及技术在本领域中展现明显进步。特别地，管理系统可能只提供线路上的微少的有限信息，从所述有限信息推断出更多本质信息的系统可以在DSL服务速率和相关范围中展现相当大的进步。
【发明内容】
[0015]本发明的方法、系统、计算机程序产品及其它实施例利用对诸如DSL系统的通信系统配置的估计，所述估计基于从网络元件管理系统、协议、使用者等收集的运行数据。从所述系统收集的所述运行数据包括通常可以通过元件管理系统协议从DSL系统获得的性能特性运行数据。所生成的估计和/或近似值可以用在评估系统性能，还可以用于由所述通信系统中的发送机和/或其它部分直接地或间接地指令/要求改变或推荐运行中的改进。数据和/或其它信息可以利用“内部”装置来收集，或通过电子邮件和/或其它“外部”装置从系统元件和部件获取。模型的准确性的似然性可以基于各种数据、信息和/或系统性能的指示符，例如所观测的正常运行数据、测试数据和/或示出以激励信号为基础的运行性能的即时信号。这种即时信号的一个例子使用给定信道的Hlog来获取关于桥接抽头、坏接头和丢失或滥用的微滤波器的信息。
[0016]期望对其进行近似的系统配置可以包括:环路配置、环路长度、桥接抽头的存在、桥接抽头的长度、坏接头的存在、微滤波器或分路器的缺少等。数据可以一次收集或随时间收集，例如，基于周期收集、基于需求收集，或基于任何其它非周期的方式收集，从而允许估计器在需要的时候更新其系统配置近似值。
[0017]在下文的详细描述和相关附图中将提供本发明的进一步内容和优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]通过下文中结合附图的详细描述将易于理解本发明，其中相同的附图标记指代相同的结构元件，附图如下:
[0019]图1是按照G997.1标准的示意性方框参考模型系统。
[0020]图2是示出一般的、示例性DSL部署的示意图。
[0021]图3A是根据本发明一个实施例的控制器，其包括基于模型的控制单元。[0022]图3B是根据本发明一个实施例的DSL优化器。
[0023]图4是具有桥接抽头的DSL线路的测试环路参数矢量和根据本发明一个以上实施例的没有桥接抽头的DSL线路的基准参数矢量之间差异的曲线。
[0024]图5是根据本发明一个以上实施例的一种以上方法的流程图。
[0025]图6示出针对DSL线路的回声和信道频率响应的幅度。
[0026]图7是具有和没有坏接头的DSL环路的插入损失曲线。
[0027]图8是根据本发明一个以上实施例的一种以上方法的另一流程图。
[0028]图9是针对DSL线路的回声和信道频率响应幅度曲线。
[0029]图10图示出针对ADSL系统的电话与调制解调器的阻抗之比。
[0030]图11图示出DSL环路的CPE处的信道传递函数。
[0031]图12图示出DSL环路的CPE处的回声传递函数。
[0032]图13是根据本发明一个以上实施例的一种以上方法的又一流程图。
[0033]图14是适合于实现本发明实施例的典型计算机系统的方框图。
【具体实施方式】
[0034]下文将参照本发明的一个或多个实施例详细描述本发明，但是本发明并不限于这些实施例。更确切地说，这些详细描述仅仅意图作为示意性的。本领域的技术人员将易于认知，在此参照附图给出的详细描述用于示例性目的，而本发明超出了这些受限的实施例。
[0035]本发明实施例基于从网络元件管理系统、协议等收集的运行数据来估计给定xDSL系统(也等效地称为DSL系统)的配置。利用如此生成的估计结果，控制器例如通过设置使用者的数据速率、发送功率级别等来控制运行模式(或推荐一模式)。虽然DSL系统的精确配置可能不可确定，但是出于各种目的，利用本发明所获取的整体或部分近似或估计仍然是非常有价值的，所述目的包括但不限于，辅助使用者优化他们对系统的使用，或检测那些只需要线路配置的最小改变就能明显改进性能的线路，或识别需要技术人员干涉的线路。从系统收集的运行数据可以包括通常可以通过元件管理系统协议从DSL系统获取的表征性能的运行数据。估计器和/或控制器(例如，动态频谱管理器或其他独立实体)可以以各种方式执行这些方法和实施本发明。
[0036]如以下更详细的描述，实现本发明一个以上实施例的估计器可以是通信设备的一部分(例如，动态频谱管理器或频谱管理中心)。这些部件可以是计算机实现的设备或收集和分析适当运行数据的设备组合。所生成的估计结果可以用来评估系统性能并直接或间接指示/要求改变，或由在系统上运行的发送机推荐运行中的改进。控制器和/或估计器可以位于任何地方。在一些实施例中，控制器和/或估计器处于DSL CO中。在其它情况下，它们可以由位于CO外部的第三方操作。可用于本发明实施例的控制器和/或估计器的结构、程序设计和其它特有特征对于阅览过本公开内容的本领域技术人员而言将是显而易见的。
[0037]以下一些本发明实施例的例子将利用DSL系统作为示例性通信系统。在这些DSL系统中，特定的协定、规则、协议等可以用于描述该示例性DSL系统的运行以及可以从使用者和/或系统上的设备得到的信息和/或数据。但是，如本领域技术人员将认知到的，本发明实施例可以应用于各种通信系统，并且本发明也不限于任何特定的系统。本发明可以用在关于系统配置的知识可能有价值的任何数据传输系统中。[0038]各种网络管理元件用于管理DSL物理层资源，此处，元件指的是在DSL调制解调器对中的两端或者一端中的参数或功能。网络管理框架包括一个以上被管理节点，每个节点均包含代理。被管理的节点可为路由器、网桥、交换机、调制解调器等等。至少一个经常称为管理器的NMS(网络管理系统)监视和控制被管理的节点，并通常基于普通PC或其它计算机。管理器和代理用网络管理协议来交换管理信息和数据。管理信息的单位是对象。相关对象的集合被定义为管理信息库(MIB)。
[0039]图1示出了根据G.997.1标准(G.ploam)的参考模型系统，该标准出于所有目的通过引用以其整体合并于此。这种模型应用于符合各种标准、可包括也可不包括分路器的所有 ADSL 系统，所述标准例如 ADSLl (G.992.1)、ADSL-Lite (G.992.2)、ADSL2 (G.992.3)、ADSL2-Lite(G.992.4)、ADSL2+(G.992.5)和 VDSL2 (G993.2)标准，以及 G.991.1 和G.991.2SHDSL标准，所有这些标准可以都具有或者不具有捆绑(bonding)。该模型对于本领域技术人员是众所周知的。
[0040]G.997.1标准基于由G.997.1限定的清晰嵌入式运行信道(EOC)并使用由G.99x标准限定的指示符比特和EOC消息，来为DSL传输系统指定物理层管理。此外，G.997.1为配置、故障和性能管理指定网络管理元件内容。在执行这些功能时，系统采用在接入节点(AN)处可用的多个运行数据。
[0041]在图1中，使用者的终端设备110连接到本地网络112，并进一步连接到网络终结单元(NT) 120。NT120包括ATU-R122(例如，由ADSL标准之一所定义的收发机)或者任何其它合适的网络终结调制解调器、收发机或者其它通信单元。NT120还包括管理实体(ME) 124。ME124可以是任何合适的硬件设备，例如微处理器、微控制器或者固件或硬件形式的电路状态机，这些设备能够根据任何可应用的标准和/或其它规范的需要完成任务。ME124收集性能数据，并将性能数据存储在其MIB中，所述MIB是由每个ME维护的信息数据库，并且可以通过诸如SNMP (简单网络管理协议)的网络管理协议或者TLl命令来访问，所述SNMP是一种管理协议，用来从网络设备收集信息以提供给管理员控制台/程序，而TLl是一种已经建立很久的命令语言，用来在电信网络元件之间规划响应和命令。
[0042]系统中的每个ATU-R都连接到位于CO或其它中心位置中的ATU-C。在图1中，ATU-C142位于C0146中的接入节点(AN) 140处。ME144类似地维护一关于ATU-C142的性能数据的MIB。AN140可以连接到宽带网络170或者其它网络，如同本领域技术人员所认知的。ATU-R122和ATU-C142由环路130连接在一起，在ADSL的情况下，该环路130通常是还承载着其它通信服务的电话双绞线。
[0043]图1所示接口中的一些可用来确定和收集性能数据。Q接口 155在运营商的匪S150和AN140中的ME144之间提供接口。在G.997.1标准中指定的所有参数均适用于Q接口 155。ME144所支持的近端参数从ATU-C142得到，而来自ATU-R122的远端参数可从U接口上的两个接口中的任意一个得到。利用嵌入信道132发送且在PMD层处提供的指示符比特和EOC消息，可以用来在ME144中生成所需要的ATU-R122参数。作为替代地，OAM信道以及合适的协议可以用来在ME144请求的时候从ATU-R122中取回参数。类似地，来自ATU-C142的远端参数可以由U接口上的两个接口中的任意一个获得。在PMD层提供的指示符比特和EOC消息，可以用来在NT120的ME122中生成所需要的ATU-C142参数。作为替代地，OAM信道和合适的协议可以用来在ME124请求的时候从ATU-C142中取回参数。[0044]在U接口(本质上是环路130)处，有两个管理接口，一个位于ATU-C142 (U-C接口 157)处，另一个位于 ATU-R122(U-R 接口 158)处。接口 157 为 ATU-Rl22 提供 ATU-C 近端参数，以通过U接口 130取回。类似地，接口 158为ATU-C142提供ATU-R近端参数，以通过U接口 130取回。可适用的参数可以取决于正在使用的收发机标准(例如，G.992.1或G.992.2)。
[0045]G.997.1标准指定了通过U接口的可选OAM通信信道。如果实现该信道，ATU-C和ATU-R配对可以使用该信道来传递物理层OAM消息。于是，这种系统的收发机122、142可以共享在其各自的MIB中维护的各种运行数据和性能数据。
[0046]可以在1998年3月的ADSL论坛中，从标题为“ADSL Network ElementManagement (ADSL网络元件管理)”的DSL论坛技术报告TR-005中，找到关于ADSL NMS的更多信息，所述技术报告出于所有目的以其整体通用引用合并于此。另外来自2004年5月的DSL论坛的标题为“CPE WAN Management Protocol (CPE WAN管理协议)”的DSL论坛技术报告TR-069也出于所有目的以其整体通过引用合并于此。最后，来自2004年5月的DSL论坛的标题为“LAN-Side DSL CPE Configuration Specification (LAN 侧 DSL CPE 配置规范)”的DSL论坛技术报告TR-064也出于所有目的以其整体通过引用合并于此。这些文献陈述了CPE侧管理的不同情况。另外，2006年6月的编号为NIPP-NA1-2006-028R2的NIPP-NAI草案技术报告“Dynamic Spectrum Management Technical Report (动态频谱管理技术报告)”中陈述了 CO和CPE侧管理的若干情形。
[0047]如本领域技术人员将认知到的，这些文献所描述的运行数据和/或参数中的至少一部分可以用于本发明实施例。此外，至少一些系统描述同样可用于本发明实施例。可以在此找到可以从ADSL匪S获得的各种类型的运行数据和/或信息；其它为本领域技术人员所公知。
[0048]在DSL设备的典型布局中，多个收发器配对正在运行并且/或者可用，而每条用户环路的一部分都与一多对捆扎(或者集束(bundle))中其它使用者的环路搭配。在机架后面，非常靠近客户前端设备(CPE)，环路采用引入线(drop line)的形式并离开集束。因此，用户环路经过两种不同环境。环路的一部分可位于捆扎内部，在该处，环路有时候免于外部电磁干扰，但是却受到串音干扰。在机架后面，由于对于引入线的大部分来说该配对远离其它配对时，因此引入线通常不受串音影响；但是由于引入线未被屏蔽，因此传输也可能被电磁干扰明显地削弱。许多引入线具有2 — 8个双绞线，而在对这些线路的归属或者捆绑提供多项服务(单个服务的复用和解复用)的情况下，在引入线节段中的这些线路之间会发生额外的显著串音。
[0049]图2示出了一种普通的示例性DSL部署场景。总计(L+M)个使用者的所有用户环路291、292经过至少一个公共的捆扎。每个使用者经专用线路连接到中心局(C0)210、220。不过，每条用户环路可能经过不同环境以及介质。在图2中，L个使用者291使用光纤213和铜双绞线217的组合连接到C0210，这种情况通常称为光纤到室(Fiber to the Cabinet,FTTCab)或光纤到楼群(Fiber to the Curb)。来自C0210中的收发机211的信号被C0210中的光线路终端212和光网络单元(ONU) 218中的光网络终端215转换。0NU218中的调制解调器216用作0NU218和使用者291之间信号的收发机。
[0050]其余的M个使用者292的环路277只为铜双绞线，这种场景称为光纤到交换台(FTTEx)。只要可能并且经济上可行，FTTCab都优于FTTEx，因为它减小用户环路的铜质部分的长度，并因此增大了可实现的速率。FTTCab环路的存在会对FTTEx环路造成问题。此外，FTTCab被期待成为将来日益普及的布局。这种类型的布局可导致显著的串音干扰，并意味着，不同使用者的线路由于其工作于特定环境而具有不同的数据承载能力和性能能力。这种布局可使得，光纤馈送“室”线路和交换线路可以混合在同一捆扎中。
[0051]如图2可见，从C0220至使用者292的线路共享捆扎222，该捆扎不被C0210和使用者291之间的线路使用。此外，另一捆扎240对于通向/来自C0210和C0220以及它们各自的用户291、292的所有线路而言是公共的。
[0052]根据图3A中示出的本发明一个实施例，估计器300可以为监视DSL系统的独立实体的一部分，所述独立实体例如辅助使用者和/或一个以上系统操作者或提供者优化他们对系统的使用的控制器310(例如动态频谱管理器)。这种动态频谱管理器(动态频谱管理器也称为动态频谱管理中心、DSL优化器、DSM中心、系统维护中心或SMC)可以大大收益于对系统的精确或近似配置的了解。在一些实施例中，控制器310可以是操作来自CO或其它位置的若干DSL线路的ILEC或CLEC。如从图3A中的虚线346所见，控制器310可以在CO 146中，也可以在C0146和任何在系统内运行的单元外部并独立于它们。此外，控制器310可以连接到和/或控制多个CO。在图3A的示例性系统中，分析装置340连接到控制器310中的运行模式指令信号发生装置350。该信号发生装置350被配置为生成运行模式指令信号，并将所述指令信号发送到通信系统(例如，ADSL收发机)中的使用者。这些指令可以包括可接受的数据速率、发送功率级别、编码和等待时间需求等。
[0053]寻求对其进行近似的系统配置可以包括环路配置、环路长度、桥接抽头的存在、桥接抽头的长度、坏接头的存在、微滤波器或分路器的缺乏、环路中一些传统(legacy)设备的存在等。如本领域技术人员将认知的，如果控制器/动态频谱管理器是完全独立的实体(即，不被拥有和/或操作CO内部线路的公司所拥有和/或操作)，其无法获得大多数系统配置信息。即使在CLEC或ILEC作为控制器310的情况下，大多数系统配置数据也是未知的。
[0054]估计器300包括被标识为收集装置的数据收集单元320和被标识为分析装置的分析装置340。如图3A中所见，收集装置320 (可以是通常已知类型的计算机、处理器、1C、计算机模块等)可以连接到NMS150、在AN140处的ME144和/或由ME144维护的MIB148，这些设备中的任何或所有设备都可以是用于示例的ADSL和/或VDSL系统的一部分。也可以通过宽带网络170(例如，通过TCP/IP协议或其它协议或除给定DSL系统内的正常内部数据通信之外的手段)收集数据。这些连接中的一个以上连接允许估计器从所述系统和其他适当的地方收集运行数据。数据可以一次性收集或随时间收集。在某些情况下，收集装置320可以周期性地进行收集，尽管它也可以根据请求收集数据或以任何其它非周期性的方式收集数据(例如，当DSLAM或其它部件向基于模型的控制单元发送数据时)，从而允许估计器300在需要的时候更新其信息、配置近似值等。
[0055]由装置320收集的数据被提供给分析装置340(可以是通常已知类型的计算机、处理器、1C、计算机模块等)用于进行关于系统估计等的分析和任何决策，所述系统估计等可以用于操作用来发送数据的一条以上DSL线路，或用于确定如何配置给定DSL系统中的一条以上DSL线路的运行。[0056]在图3A的示例性系统中，分析装置340连接到控制器310中的信号发生装置350。该信号发生器350 (可以是计算机、处理器、1C、计算机模块等)被配置为生成指令信号，并向调制解调器和/或DSL系统的其他部件(例如，ADSL和/或VDSL收发机和/或系统中的其它设备、部件等)发送该指令信号。这些指令可以包括关于数据速率、发送功率级别、编码和等待时间需求、重新训练调度和实施、系统配置指令等的指令。可以在控制器310判断关于DSL系统的运行假设(例如，桥接抽头、坏接头、微滤波器的存在，不存在，位置等)是否与由分析装置340推导出的所估计系统配置一致之后生成所述指令，作为配置和/或控制连接到控制器310的DSL系统的运行的基础。
[0057]本发明实施例可以利用一个以上数据库、资料库或其它数据集合，所述数据与所收集的运行数据和之前所构造的系统配置/估计等有关。该参考数据的集合可以存储为，例如，图3A的控制器310中的资料库348，并且被分析装置340和/或收集装置320所使用。
[0058]在本发明的一些实施例中，可以在诸如PC、工作站等的计算机中实现估计器300。收集装置320和分析装置340可以为软件模块、硬件模块或软件模块和硬件模块的组合，如本领域技术人员将认知的。为了管理大量线路，可以引入数据库来管理所述线路生成的大
量数据。
[0059]图3B中示出了本发明的另一个实施例。DSL优化器365 (担任控制器)在DSLAM385或其它DSL系统部件(例如，RT、0NU/LT等)上运行，或者与DSLAM385或其它DSL系统部件共同运行，所述DSL优化器365和DSLAM385中的一个或两个在电信公司(“telco”)的前端395上。DSL优化器365包括数据模块380，其可以为DSL优化器365收集、汇编、调节、操纵和供应运行数据。模块380可以在一个以上诸如PC的计算机中实现。来自模块380的数据被供应给DSM服务器370进行分析(例如，基于针对给定通信线路所收集的运行数据，确定运行数据、模块的构造、所估计的配置等的可用性和可靠性，基于任何所估计的配置或所估计的缺陷等，确定对通信系统的控制和运行改变)。还可以从与电信公司有关或无关的资料库或数据库375中获得信息。
[0060]运行选择器390可以用作实施影响通信系统运行的信号。这种决策可以由DSM服务器370或其他任何合适的方式作出，如本领域技术人员将认知的。在DSLAM485和/或其它任何合适的DSL系统部件设备中实施由选择器390选择的运行模式。这种设备可以连接到诸如客户前端设备399的DSL设备。设备385可以用来基于DSL优化器365所考虑的配置、缺陷等实现任何安排好的改变。图3B的系统可以以类似于图3A的系统的方式运行，如本领域技术人员所认知的，虽然有所区别但是依旧利用本发明的实施例。
[0061]在用于本发明实施例的DSL系统中可以收集各种类型的运行数据，例如:(1)信道平均衰减测量结果(例如，LATN，SATN), (2)信道比特分布，(3)信道发送功率级别，(4)所报告的当前数据速率，(5)所报告的最大可到达数据速率，(6)所报告的误码校正奇偶校验和/或其它首标，(7)网格码的使用，(S)ATM或其它协议的单元计数(表示使用者活性级别)，O)用于评估相互效应和绝对时间相关线路条件的时间戳，(10)厂商标识和序列号，
(11)用于如在重新训练中的传输参数的显著改变的时间戳，(12)参数显著改变的次数，或试图改变参数的次数，和/或(13)代码违例，FEC违例，和/或误码秒计数。
[0062]另外，在DSL系统中收集的数据可以进一步包括，例如:(14)取决于频率的(frequency-dependent)测量到的信道插入损失、增益、相位和/或对数幅度；(15)取决于频率的测量到的安静线路或活跃线路噪声级别，(16)所发送的PSD级别，(17)信噪比，(18)来自比特交换的比特和增益量，(19)回声响应和/或输入阻抗，(20)最坏情况噪声变化及相关联的次数，(21)详细的FEC误码位置指示，(22)载波掩码(G997.1等的CARMASK)，(23)音调频谱整形参数(例如，G997.1 中的 TSSpsd、TSSpsus、PSDMASK、DPBOSHAPED、UPBOKLE和/或UPBOSHAPED元素)，(24)矢量化或矩阵特性数据，(25)最近时间间隔中最高噪声变化的频率/音调索引，(26)发生在最近时间间隔中的比特交换的总次数，(27)在由动态资源管理器规划的或以另一种方式确定的间隔的若干连续子间隔上的FEC误码、代码违例和/或误码秒违例的分布，(28)在最近时间间隔上的噪声或MSE测量结果和/或违例的峰均t匕，和/或(29)更高级别的协议-吞吐量测量。随着更多类型的运行数据和用于获取这种数据的装置可以利用，本发明实施例可以升级到提供更准确的系统估计和提供更好的关于系统参数和运行的推荐。
[0063]从有时称为“测试环路”的DSL环路、线路、系统等收集运行数据。测试环路可以是正常运行和/或实施的DSL系统，该DSL系统正在被测试或被以其他方式考虑，以便获取估计结果、配置近似值或关于该测试环路的其他有用的模型或信息。在本发明实施例中，所收集的数据可以用来构成、生成、推导等包括一个以上环路相关(loop-d印endent)量、值等的测试环路参数矢量，所述量、值等独自或组合起来可以用来估计环路配置。测试环路参数矢量可以包括直接收集的参数，例如，一条以上频带中的平均衰减、每个音调的环路衰减等，如以上所概括的。为了减小采样与采样之间的大的测量偏差，必须对这些环路相关量进行平滑，否则可能与在此描述的一些方法冲突。
[0064]作为替代地，当不能直接得到每个音调的环路衰减时，测试环路参数矢量也可以包括以对没有任何桥接抽头、坏接头、丢失或滥用微滤波器或其他故障的理想环路的假设为基础导出的参数，例如对每个音调的噪声的估计。在此每个音调的噪声将称为MSE噪声(均方误差噪声)或MSE函数。 通过以下公式(采用dB)可以在任何时间估计MSE噪声:
[0065]MSE [n] = PSD [n] -SNR[η]等式(I)
[0066]PSD [η] = REFPSD+G [η](其中G [η]是以dB为单位的已知或估计的增益表值，REFPSD = N0MPSD-PCB也已知或被估计。由于在ADSLl调制解调器中，G[η]通常满足-2.5dB〈G[n]〈2.5dB，但是可能没有被报告，因此可以通过查找B[n]表的变化来估计G[n]，通常在两个相邻音调中具有较高比特数的音调上接近-2.5dB，通常在两个相邻音调中具有较低比特数的音调上接近+2.5dB。在VDSL2中，PSD[n] = MREFPSD[n]+G[n]，其中MREFPSD[η]为被报告的参数。SNR[η]可以从被报告的参数中直接获取(例如，在ADSL2/2+和VDSL2中)，或利用近似值SNR[n] ^ 10Gap/10X (2B[n]_l)(其中Gap以dB为单位，被近似为(9.5+TSNRM-C0DEGAIN), B [η]通常由调制解调器报告。最终，可以使用用于与理想双绞线相对应的传输线路衰减的已知模型，并基于对线路长度的估计或基于一个以上频带中的平均衰减来估计Hlog[η]。当不能直接得到每个音调的环路衰减时,则以上利用针对理想传输线路的Hlog[n]估计来进行的对MSE[n]的估计暗含地包括关于传输线路缺陷的信息，所述缺陷例如桥接抽头、坏接头、环路故障和丢失或滥用的微滤波器等。
[0067]对于本发明实施例中的环路配置估计，将一个以上测试环路参数矢量和/或从DSL系统所收集的数据与基准数据(例如，基准参数矢量)进行比较以检测环路上的指定状态，并进一步表征环路上的条件。在以下描述中，对于各种可以利用本发明实施例在环路上检测和表征的示例性条件中的每一种，详细描述生成和比较基准参数矢量和/或取值。
[0068]DSL环路中的一种不期望条件/特性是桥接抽头的存在。桥接抽头是在多余配对的一端连接到环路、另一端未终结/未连接的一段多余的导线配对。桥接抽头有害的原因是来自未终结桥接抽头的信号反射导致信号损失和失真。客户前端的内部和/或外部可能存在桥接抽头。
[0069]在本发明一个实施例中，可以通过将所测得的每音调环路衰减(例如，利用包括直接测得和/或推导出的运行数据和/或信息的测试环路参数矢量)与不包括桥接抽头的假定环路的每音调模型衰减(基准参数矢量)进行比较，来检测一个以上桥接抽头的存在。图4示出曲线400,该曲线400图示出具有桥接抽头的每音调衰减的曲线402 (测试环路参数矢量)与在同一环路长度下没有任何桥接抽头的每音调衰减的曲线401 (基准参数矢量)之间的区别。如图4所见，具有桥接抽头的每音调衰减402与没有桥接抽头的每音调衰减401相比，呈现一些正峰值404。此外，具有桥接抽头的每音调衰减402呈现一些负峰值406，然而负峰值406没有正峰值陡峭。正峰值404出现的原因是信号与从桥接抽头的开路端反射的信号的破坏性组合。该破坏性组合只出现在特性频率下，并使图4的峰值上升。
[0070]对于长度为X的桥接抽头，该破坏性组合在以下条件下发生:
[0071]
【权利要求】
1.一种用于估计DSL系统测试环路配置的方法，该方法包括: 从所述DSL系统的测试环路获取测试环路参数矢量，其中所述测试环路参数矢量包括一个以上环路相关参数值； 选择一对应于基准环路配置的基准参数矢量； 计算所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差；并且基于所计算的所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差，来估计所述测试环路配置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述测试环路参数矢量包括以下参数中的至少一种: 每音调信道衰减； 一组音调的平均信道衰减； 环路衰减； 信号衰减；
LATN ；
SATN ； 所估计的上游功率补偿电长度；
UPBOKLE ； HLOG [η];或 在假设每音调信道衰减对应于平直环路的情况下所估计的每音调接收机噪声。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括: 选择与一没有桥接抽头的基准环路相对应的基准环路配置； 在所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差中对峰值进行定位； 估计任何所定位的峰值的大小；并且 基于任何所定位的峰值的位置及所估计的大小，宣告所述DSL系统测试环路上桥接抽头的存在。
4.根据权利要求3所述的方法，进一步包括基于所述峰值的位置来估计所述桥接抽头的长度。
5.根据权利要求3所述的方法，其中识别桥接抽头的存在包括: 当所检测的峰值大小大于正峰值大小门限时，宣告正峰值； 当所检测的峰值大小小于负峰值大小门限时，宣告负峰值； 对所宣告的正峰值的个数进行计数； 对所宣告的负峰值的个数进行计数； 在以下情况下，宣告桥接抽头的存在: 所宣告的正峰值的个数超过正峰值计数门限；并且 所宣告的负峰值的个数超过负峰值计数门限。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括调整下列至少一种: 所述正峰值大小门限； 所述负峰值大小门限； 所述正峰值计数门限；或所述负峰值计数门限。
7.根据权利要求4所述的方法，其中估计所述桥接抽头的长度包括下列至少一项: 估计与所检测的至少一个正峰值的位置相对应的桥接抽头的长度；或 估计与所检测的至少一个负峰值的位置相对应的桥接抽头的长度。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述测试环路参数矢量包括从运行参数获取的测试环路回声相关参数矢量，所述运行参数是从所述测试环路所收集的； 进一步，所述基准环路配置包括没有桥接抽头的基准环路配置； 进一步，所述基准参数矢量包括与没有桥接抽头的所述基准环路配置相对应的基准回声相关参数矢量； 进一步，所述方法进一步包括: 计算所述测试环路回声相关参数矢量与所属基准回声相关参数矢量之间的差； 所述方法包括根据所计算的所述回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差来估计桥接抽头的位置。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述回声相关参数矢量包括下列至少一项: 回声响应； 环路阻抗；或 每音调接收机噪声。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述基准环路配置没有坏接头； 进一步，所述方法进一步包括: 计算所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差；并且 如果所计算的差大于第一门限，则宣告所述测试环路中坏接头的存在。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述基准环路配置没有坏接头； 进一步，所述方法进一步包括: 检测所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差大于第一门限的频率集合；并且 如果所检测的频率集合在第一频率范围内，则宣告坏接头。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述测试环路参数矢量包括下列至少一项: 每音调信道衰减； 一组音调的平均信道衰减； 环路衰减； 信号衰减；
LATN ；
SATN ； 所估计的上游功率补偿电长度；
UPBOKLE ；
HLOG [η];或 在假设环路没有坏接头的情况下估计的每音调接收机噪声。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述测试环路参数矢量包括以从所述DSL系统收集的运行数据为基础的回声相关参数矢量；进一步，所述基准参数矢量包括与所述基准环路配置相对应的基准回声相关参数矢量; 进一步，所述方法包括: 计算所述回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差；并且根据所计算的所述回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差来估计坏接头的位置。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述回声相关参数矢量包括下列至少一项: 回声响应； 环路阻抗；或 每音调接收机噪声。
15.一种用于检测DSL系统环路中的丢失微滤波器的方法，该方法包括: 基于所述DSL系统的运行数据，生成第一运行参数矢量； 存储所述第一参数矢量； 基于所述DSL系统的运 行数据，生成第二运行参数矢量；并且 将所述第一运行参数矢量与所述第二运行参数矢量进行比较。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第一运行参数矢量和所述第二运行参数矢量均包括以下至少一项: 信道平均衰减测量结果；
LATN ；
SATN ； 所估计的上游功率补偿电长度；
UPBOKLE ； 信道比特分布； 信道发送功率级别； 所报告的当前数据速率； 所报告的最大可到达数据速率； 所报告的误码校正奇偶校验； 所报告的对网格码的使用； 测得的信道插入损失；
HLOG[N]； 测得的信道增益； 测得的信道相位； 所推断的关于个别使用者功率级别的数据； 关于个别使用者功率级别的运行数据； 所推断的关于个别使用者PSD级别的数据； 关于个别使用者PSD级别的运行数据； 所推断的关于个别使用者的代码设置的数据； 关于个别使用者的代码设置的运行数据； 所推断的与潜在噪声的参数化成形PSD相关的数据；与潜在噪声的参数化成形PSD相关的运行数据； 最近时间间隔中最闻噪声变化的频率/首调索引； 最近时间间隔中发生的比特交换的总次数； 时间间隔的若干连续子间隔中FEC误码分布、代码违例或误码秒违例； 测得的噪声功率偏差； 测得的峰均功率比； 测得的信道对数幅度； 测得的安静线路噪声级别； 每音调均方误差；
MSE [η]； 每音调信噪比；
SNR[η]； ATM或其它协议单元的计数； 测得的更高级别的协议吞吐量； 重新训练的计数； 失败的同步尝试的计数； 所报告的载波掩码； 所报告的音调整形参数； 所推断的关于矢量化或矩阵信道特征的数据； 回声响应； 所接受的回声噪声；或 环路阻抗。
17.根据权利要求15所述的方法，进一步包括:如果第一运行参数矢量与所述第二运行参数矢量之间的差超过特定门限，则宣告丢失微滤波器。
18.根据权利要求17所述的方法，其中只有当电话呼叫记录信息指示所述电话状态在生成所述第一运行参数矢量与生成所述第二运行参数矢量之间变化时，才执行丢失微滤波器的宣告，电话状态的变化包括所述电话从挂机状态变为摘机状态，或所述电话从所述摘机状态变为所述挂机状态。
19.根据权利要求15所述的方法，进一步包括在以下情况下宣告丢失微滤波器:如果所述第一运行参数矢量和所述第二运行参数矢量指示在生成所述第一运行参数矢量与生成所述第二运行参数矢量之间发生重新训练；并且 如果电话呼叫记录信息指示所述电话状态在所述第一收集和所述第二收集之间改变，所述电话状态的改变包括所述电话从挂机状态变为摘机状态或所述电话从所述摘机状态变为所述挂机状态。
20.根据权利要求15所述的方法，进一步包括:如果所述第一运行参数矢量和所述第二运行参数矢量指示在生成所述第一运行参数矢量与生成所述第二运行参数矢量之间发生下列至少一项: 大量的代码违例；或 大量的FEC校正；并且如果电话呼叫记录信息指示所述电话状态在所述第一收集和所述第二收集之间改变，则宣告丢失微滤波器，所述电话状态中的改变包括所述电话从挂机状态改变为摘机状态或所述电话从所述摘机状态改变为所述挂机状态。
21.一种计算机程序产品，包括: 机器可读介质和包含在所述机器可读介质中的程序指令，所述程序指令指定一种用于估计DSL系统测试环路配置的方法，该方法包括: 从所述DSL系统的测试环路获取测试环路参数矢量，其中所述测试环路参数矢量包括一个以上环路相关参数值； 选择一对应于基准环路配置的基准参数矢量； 计算所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差；并且基于所计算的所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差来估计所述测试环路配置。
22.根据权利要求21所述的计算机程序产品，该方法进一步包括: 选择与一没有桥接抽头的基准环路相对应的基准环路配置； 对表示所述测试环 路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差的峰值进行定位； 估计任何所定位的峰值的大小；并且 基于任何所定位的峰值的位置及所估计的大小，宣告所述DSL系统测试环路上桥接抽头的存在。
23.根据权利要求21所述的计算机程序产品，其中所述测试环路参数矢量包括从运行数据获取的测试环路回声相关参数矢量，所述运行数据是从所述测试环路收集的； 进一步，所述基准环路配置包括没有桥接抽头的基准环路配置； 进一步，所述基准参数矢量包括与所述没有桥接抽头的基准环路配置相对应的基准回声相关参数矢量； 进一步，所述方法进一步包括: 计算所述测试环路回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差；并且所述方法包括根据所计算的所述回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差来估计桥接抽头的位置。
24.根据权利要求21所述的计算机程序产品，其中所述基准环路配置没有坏接头； 进一步，所述方法进一步包括: 计算所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差；并且 如果所计算的差大于第一门限，则宣告坏接头的存在。
25.根据权利要求24所述的计算机程序产品，其中所述测试环路参数矢量包括以从所述DSL系统收集的运行数据为基础的回声相关参数矢量； 进一步，所述基准参数矢量包括与所述基准环路配置相对应的基准回声相关参数矢量; 进一步，所述方法进一步包括: 计算所述回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差；并且根据所计算的所述回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差来估计坏接头的位置。
26.一种计算机程序产品，包括: 机器可读介质和包含在所述机器可读介质中的程序指令，所述程序指令指定一种用于检测DSL环路中的丢失微滤波器的方法，该方法包括: 基于所述DSL系统的运行数据，生成第一运行参数矢量； 存储所述第一参数矢量； 基于所述DSL系统的运行数据，生成第二运行参数矢量；并且 将所述第一运行参数矢量与所述第二运行参数矢量进行比较。
27.一种控制器，包括: 连接到数据分析单元的数据收集单元和连接到所述数据分析单元的控制信号发生器，其中所述数据收集单元、所述数据分析单元和所述信号发生器被配置为: 从DSL系统的测试环路获取测试环路参数矢量，其中所述测试环路参数矢量包括一个以上环路相关参数值； 选择一对应于基准环路配置的基准参数矢量； 计算所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差；并且基于所计算的所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差，来估计所述测试环路配置。
28.根据权利要求27所述的控制器，其中所述数据收集单元、所述数据分析单元和所述信号发生器进一步被配置为: 选择与一没有桥接抽头的基准环路相对应的基准环路配置； 在所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差中对峰值进行定位； 估计任何所定位的峰值的大小；并且 基于任何所定位的峰值的位置及所估计的大小，宣告所述DSL系统测试环路上桥接抽头的存在。
29.根据权利要求27所述的控制器，其中所述测试环路参数矢量包括从运行数据获取的测试环路回声相关参数矢量，所述运行参数是从所述测试环路收集的； 进一步，所述基准环路配置包括没有桥接抽头的基准环路配置； 进一步，所述基准参数矢量包括与所述没有桥接抽头的基准环路配置相对应的基准回声相关参数矢量； 进一步，所述数据收集单元，所述数据分析单元和所述信号发生器进一步被配置为: 计算所述测试环路回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差； 所述方法包括根据所计算的所述回声相关参数矢量与所述基准回声相关参数矢量之间的差来估计桥接抽头的位置。
30.根据权利要求27所述的控制器，其中所述基准环路配置没有坏接头； 进一步，所述数据收集单元、所述数据分析单元和所述信号发生器进一步被配置为: 计算所述测试环路参数矢量与所述基准参数矢量之间的差；并且 如果所计算的差大于第一门限，则宣告所述测试环路中坏接头的存在。
31.一种控制器，包括: 连接到数据分析单元的数据收集单元和连接到所述数据分析单元的控制信号发生器，其中所述数据收集单元、所述数据分析单元和所述信号发生器被配置为:基于与DSL系统有关的运行数据，生成第一运行参数矢量，所述运行数据提供在共享所述DSL系统环路的电话处于挂机状态时所述DSL系统环路的状态； 存储所述第一参数矢量； 基于所述DSL系统的运行数据，生成第二运行参数矢量；并且 将所述第一运行参数矢 量与所述第二运行参数矢量进行比较。
【文档编号】H04M11/06GK104022918SQ201410276353
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2006年7月8日 优先权日:2005年7月10日
【发明者】约翰·M·卡尔夫, 李元宗, 宾·李, 郑盛泽, 乔治斯·基尼斯 申请人:适应性频谱和信号校正股份有限公司