从发送器装置向一个或更多个接收器装置发送数据的方法和设备与流程
本发明涉及一种用于从发送器装置向一个或更多个接收器装置发送数据的方法和设备，并且具体来说，涉及用于通过导线对发送和接收数据信号的方法和设备。这种方法包括如各种国际电信联盟(itu)标准中指定的并且如目前在itu中进一步开发的所有各种数字用户线路(dsl)方法。典型地讲，每个这样的导线对都包括如通常在世界各地的电话接入网络内发现的金属双绞线(通常为铜)。
背景技术：
dsl技术具有如下优点，即，尽管传统的金属双绞线(其最初被安装成仅提供普通旧式电话服务(pots)电话连接)可能仅能用于在高达几千赫兹的频率下利用差分模式来承载信号，但事实上，这样的线路通常可以以更高的频率可靠地承载信号。而且，线路越短，可以可靠地发送信号的频率范围就越大(尤其是利用诸如离散多频音(discretemulti-tone(dmt))等的技术)。因此，随着接入网络的发展，电信网络提供商将其光纤基础设施向外扩展到接入网络的边缘，使针对终端用户订户的各个连接的最终部分的长度(其通常仍由金属双绞线提供)越来越短，从而导致日益更短的金属双绞线连接上的对应带宽潜力越来越大，而不必承担向每个订户安装新的光纤连接的费用。然而，利用高频信号的一个问题是已知为串扰的现象可能会导致显著干扰，从而在其中存在承载彼此接近的类似高频信号的一个以上金属对的情况下，降低了线路承载高带宽信号的有效性。简单地说，来自一对的信号可能“泄漏”到附近线路上(其可能在承载相似信号)，而且对于另一线路来说呈现为噪声。尽管串扰即使在相对较低频率下也是一个已知的问题，但这种影响的量值趋于随频率增加至超过几十兆赫兹的频率(取决于所讨论线路的长度)，间接联接(例如，从第二线的近端到第一线的远端)可以与直接联接(例如，从第一线的近端到第一线的远端)一样大。
为了减轻串扰所引起的问题(尤其是如所已知的远端串扰或“fext”)，已经开发了一种称为矢量化(vectoring)的技术，其中使用对通过串扰线路发送的信号的了解来减轻串扰的影响。在典型情况下，单个dslam充当多个串扰线路上的多个下游信号的共同发生器(co-generator)，并且还充当来自相同多个串扰线路的多个上游信号的共同接收器(co-receiver)，其中，各条线路端接于单个客户处所设备(cpe)调制解调器，使得在线路的cpe端不可能进行共同处理。在这种情况下，下游信号被预失真，以补偿在相邻串扰线路上发送的串扰信号的预期效果，使得在cpe装置处接收时，所接收到的信号近似在该串扰线路上所应接收到的没有发送串扰信号的信号。另一方面，上游信号在共同接收器(dslam)处接收之后被后失真(或者按等同于它们已经被后失真的方式检测)，以便解决在信号传输期间中已经泄漏到它们当中的串扰的影响。
由ericsson申请的wo2013026479提出了一种在这种情况下(即，间接联接与针对给定线路的直接联接相当)发送信号的方法，其涉及将打算供单个cpe装置(第一cpe装置)接收的信号发送到直接联接至第一cpe装置的线路和仅间接联接至第一cpe装置的串扰线路(其直接联接至第二cpe装置)两者上。使用时分复用(tdm)法，来使数据能够(按不同时隙)发送至两个相应cpe装置(其中数据同时通过两条导线一次仅发送至cpe装置中的一个)。为了确保这两个信号在接收cpe装置处相长干涉，通过一条线路发送的相同信号在通过另一条线路发送之前被预失真(例如，引入延迟和/或相位变化)，以解决直接联接路径与间接联接路径之间的差异。
另外，当多个导体靠得很近时，无法保证传输模式独特性。事实上，已经证明多模式共存在多导体环境中是不可避免的。直观地说，多个导线对在特定频率下的平均电压电位极不可能相等。因此，多个导线对之间的电压电位开始在与多个导线对所形成的附加差分电路中按与在金属双绞线中类似的方式移动。这些附加模式/电路被已知为幻象(phantom)模式。另外，信号可以参照固定公共地(接地)电位，在一条或更多条导线上行进，并且这种模式被称为公共传输模式。附加模式(例如，公共/幻象或混合模式)的存在允许模式转换在每种模式下连续关联信号(通常以相消方式)。与导线对之间的串扰不同，经受模式转换串扰的信号在没有针对这些干扰模式的物理接入的情况下无法加以纠正或控制。此外，值得注意的是幻象模式在非双绞线上传播。因此，幻象辐射(交叉联接)具有比普通导线对(其被扭绞)更高的串扰水平。因此，差分模式在不受控制的多模式信道环境下遭受能量耗散，尤其是在高频率下。
alcatel-lucent的ep2091196提供了一种将信号注入到形成在两个金属双绞线(tmp)之间的幻象模式的方法。所注入的信号与发送到tmp中的一个上的信号相同，但进行了相位旋转，以使在转换并关联到差分模式中时，它们按正常差分模式相长干涉在其中相应一个tmp上直接发送的信号。然而，ep2091196没有考虑如何在具有一个以上的可用的可能幻象模式(即，存在两个以上的tmp)的更一般情况下利用该技术。而且，ep2091196没有解决该排布结构的任何功率约束影响。
共同未决的国际专利申请nopct/ep2016/054167(其内容由此并入本申请中)描述了超越上述方法的改进，其中，使用幻象信道连接器装置来使得能够选择与一组n个导线对相关联的任何组的至多(n-1)个可能幻象信道，以便使得能够将希望的传输信号连接到这些幻象信道上。具体来说，如果有n个导线对，那么通常可以选择至多
技术实现要素：
根据本发明的第一方面，提供了一种利用离散多频音调制技术从发送器装置向一个或更多个接收器装置发送数据的方法，其中每个接收器装置都经由至少一个相应导线对连接至所述发送器装置，各接收器装置能够进行工作而接收作为跨在所述接收器装置与所述发送器装置之间延伸的每个相应导线对的本地端上的电位差随时间变化而检测到的信号，所述发送器装置能够进行工作而以多种不同模式通过多个不同信道将信号发送到在所述发送器装置与所述多个接收器装置之间延伸的导线上，所述不同模式包括幻象模式和差分模式，并且所述不同信道包括第一组幻象信道，所述方法包括以下步骤：从所述第一组幻象信道中选择第二组幻象信道，作为所述第一组幻象信道的子集的所述第二组幻象信道包括所述第一组幻象信道中的一些或全部幻象信道，以使所述第二组幻象信道中的至少一些幻象信道彼此不相互正交，将所选择的幻象信道连接至发送器，并且将信号从所述发送器发送到所述第二组幻象信道中的(由此选择并连接的)幻象信道上。
优选地，所述方法还包括以下步骤：执行用于补偿因使用非相互正交幻象信道而造成的干扰影响的附加步骤。因此，在最优选实施方式中，所述方法还包括以下步骤：对于由正使用dmt技术的发送器所采用的多个不同频音中的每一个，选择第三组幻象信道，各第三组幻象信道是所述第二组幻象信道的适当子集(包括所述第二组幻象信道中的一些但非全部)并且被选择成彼此相互正交，在数字频域中生成一组信号，该组信号针对所述第二组幻象信道中的每一个包括至少一个信号，其中，针对各相应频音，仅将数据编码到相应第三组幻象信道中的针对该频音的幻象信道中，并且与不在相应第三子集中的幻象信道相关联的信号被设定成针对该频音的低干扰成因值。
以这种方式，可以在不同频音处逐频音地采用不同的幻象信道–从而实现扩展的多样性并且使得能够有效利用不同频率处不同级别的串扰联接。低干扰成因值可以简单地是归零值(即，在正常情况下具有零或非常小幅度的值，其中调制值被表达为具有幅度和相位的复数)，或者另选地，可以选择匹配与其强串扰的另一幻象信道的信道，以便与该另一幻象信道(处于第三子集中的针对该频音的信道)相长干涉或部分相长干涉。
作为一个简单的具体示例，为了例示上述情况，考虑具有4个对(对1-对4)的系统。这些对中的每一个对都以差分模式驱动。另外，幻象信道连接器装置可以接入4个一阶幻象信道，pcl2、pc34、pc13以及pc24，作为形成在对1与对2之间的幻象信道、对3与对4之间的幻象信道、对1与对3之间的幻象信道以及对2与对4之间的幻象信道。应注意，只能从这四个幻象信道中选择两个幻象信道来形成相互正交的子集，并且包含相互正交信道的两个幻象信道的不同可能子集只有两个，即pcl2和pc34或者pcl3和pc24。因此，例如pcl2和pcl3不是相互正交的，就是说pcl2和pc24也不是相互正交的，等等。根据上面采用的术语，pc12、pc34、pcl3以及pc24构成第一组和第二组pcl2，pc12和pc34构成第一个第三子集，pc13和pc24构成第二个第三子集。对于一些频音，选择第一个第三子集，并且通过pcl2和pc34发送的信号携带数据，而通过信道pcl3和pc24的信号被设定成低干扰成因信号/值，在其它频音中，选择第二个第三子集，并将数据编码成通过pc13和pc24发送，而通过pc12和pc34发送低干扰成因信号。针对各频音选择和使用哪个第三子集优选地基于对以与各频音相关联的频率去往/来自各可能幻象信道的串扰的程度的评估来进行。
有技术的读者应当清楚，所述在各接收器处“能够进行工作而接收”的信号(作为跨在相应接收器与“发送器”之间延伸的所述(或各个)相应导线对的本地端上的电位差随着时间的变化而被检测到)清楚地表达了在正常差分模式下，在各接收器处接收信号的构思。尽管本发明的第一方面并不排除有关采用哪些幻象信道的确定基于其它更复杂的考虑(除了更简单考虑各种可能幻象信道与各种差分模式信道之间的、如在所述接收器处检测到的串扰联接强度之外)，但通过至少基于后一类型联接的分析，仅能够经由涉及单个金属双绞线的差分模式来接收信号的常规接收器可以在本发明第一方面中使用。这是重要的，因为在本发明某些优选实施方式中，其意味着用于实现本发明某些优选实施方式的所有复杂功能可以驻留于接入网络(例如，接入网络节点(ann)或数字用户线路接入多路复用器(dslam)等处)，而非需要任何特定的客户处所设备(cpe)。
在某些优选简单实施方式中，使用特定的训练程序，其中信号仅被发送到针对给定一组接收器的单个幻象信道(在任一时刻)(该给定一组接收器通常基于它们在用于彼此dsl(包括g.fast)通信的关注频率(即，所述发送器和所述接收器能够成功使用的频率以及所述发送器和接收器(或者所述给定一组接收器中的至少一个或一些)被准许在当地法规下使用的频率)下彼此串扰干扰的某一可能性评估来选择)。各接收器然后可以测量所接收到的训练信号的特性，并且以正常方式将其反馈至所述发送器，从而获取有关在其上发送所述训练信号的单个使用的幻象信道与每个正常差分模式之间的、如在每个相应接收器处检测到的串扰联接的信息。通过利用不同的单个幻象模式信道多次重复该训练程序，可以获取有关每个这种幻象模式信道与在所述给定一组接收器中的接收器处端接的每个直接差分模式信道之间的串扰联接的综合信息。然后可以使用该信息来帮助恰当地选择在正常dsl通信期间在发送器和接收器的“表演时间(showtime)”操作期间使用哪些幻象模式信道。
贯穿本说明书，对通信模式进行说明。在本说明书中，术语“模式”被用于指示在发送器与接收器之间发送信号的方式的性质。具体来说，如本领域技术人员应当清楚的，主要有三种这样的通信模式：差分模式、幻象模式以及公共模式。在所有这三种模式中，信号作为两个电压之间(或等效于一个“活(live)”电压与一个“基准”电压之间)的(改变的)电位差(电压差)而被发送(激励)和接收(观察)。在差分模式下，信号作为两条导线之间(通常是金属双绞线的两条导线之间)的电位差而被发送/观察。在幻象模式中，所述电压中的至少一个是一导线对的平均电压(注意，这样的平均值可以在不影响跨同一导线对的差分模式下承载的信号的情况下改变-在这个意义上，幻象模式如果仔细选择，则可以与差分模式下承载的信号正交)；术语纯幻象模式可以被用于指彼此比较的两个电压是平均电压，各平均电压是至少一个导线对的平均或公共电压。通过利用两个或更多个平均电压的平均电压作为要比较的电压之一等，也可以获取二阶和更高阶幻象模式。最后，公共模式是指被比较的电压之一是“地球”或地基准电压(或者用于电信目的大致类似的事物)的情况。自然地，各种混合模式也可以被用于承载信号-例如，一个基准电压可以是公共地电压，而另一个可以是金属双绞线中的两条导线的电压之间的平均值(以生成幻象模式和公共模式的混合模式)-然而，一般来说，本说明书中引用的差分模式被用于指纯差分模式-即，其不包括任何幻象或公共模式分量，因此包括单个导线上的电压与两条其它导线的电压之间的平均电压之间的比较的模式可以被称为非纯幻象模式，而不是混合幻象和差分模式等。本发明的优选实施方式主要涉及纯幻象模式的智能使用，因此对幻象模式的一般引用将意味着这种纯幻象模式是它的一阶或二阶或更高阶等，除非另有明确说明。
贯穿本说明书还涉及直接和间接联接以及直接和间接信道。直接信道是其中将相同物理介质和相同传输模式用于信号发送和信号接收二者的信道。因此，跨从发送器到接收器的单个金属双绞线的正常差分模式传输将构成发送器与接收器之间的直接(差分模式)信道。相比之下，其中发送器以差分模式将信号发送到第二金属双绞线上但是接收器以差分模式从第一金属双绞线接收的信道(该信号跨从第二对到第一对“串扰”)是间接信道的示例，就像这样的情况，即，信号通过发送器跨第一和第二tmp中的每一个中的导线的平均电压按幻象模式发送并且由仅连接至第一tmp的接收器以差分模式接收(已经“串扰/模式”转换)。
此外，在具有按在发送器与多个接收器之间形成多个直接和间接信道的这种方式从单个发送器(例如，接入节点(an)或dslam等)发送出的多个对的情况下，双绞金属信道及其衍生信道(直接和间接以及各种不同模式)的集合可以被认为形成一个“统一的”动态共享或复合信道，多个虚拟信道可以重叠于该信道上(即，该虚拟信道重叠在底层公共共享信道上)。在这种情况下，虚拟信道可以被认为是重叠信道，通过该信道，即使单个公共底层信号被发送到底层公共信道上，数据也可以被引导至各个接收器，这可以例如通过借助于合适的多址技术来实现，如频分多址(fdma)、码分多址(cdma)、时分多址(tdma)或简单地使用合适的加密技术等。然而，受关注的是，观察到这个“公共”共享信道由在各接收器/发送器装置处组合在一起的几个不同的子信道组成(例如，在将发送器直接连接至相应接收器的金属双绞线上的单个直接路径信道，以及从发送器至接收器经由连接在发送器与另一接收器之间的至少一个金属双绞线的差分模式和幻象模式两者中的一个或更多个间接串扰路径(还可能涉及模式转换))。为此，动态“统一”共享信道从此被称为包括单模直接/间接联接/子信道和混合模式间接联接/子信道的组合的复合信道。
由本申请人于2014年9月30日提交的欧洲专利申请no.142501162(btrefa32607)(其全部内容通过引用而并入本申请中)描述了一种用于利用虚拟重叠信道来有效利用这种公共统一信道的技术。本发明的一些实施方式将本申请的教导与较早申请的教导相结合。具体来说，本发明的第二方面的技术被用于确定要使用哪些幻象模式信道，并然后将这些信道与其它信道一起使用，以形成公共的统一信道(包括所选幻象模式)，通过该统一信道，利用所使用的适合的多址技术来发送单个公共信号以提供重叠虚拟信道。
该复合信道(通常)由至少两种模式(差分模式和幻象模式)组成。在特殊情况下，可以以类似的方式利用和处理公共模式以形成附加子信道。在差分模式下，双绞线由差分电路制成，以使得能够实现发送器(dpu/dslam)与接收器调制解调器之间的直接物理连接。绑定下的多个双绞线的共存引起互联接，这导致从一个对到其它对的瞬时和连续的能量耗散。
幻象信道可以由不同的双绞线组合构成。例如，第一和第二tmp在信道方向性方面可以一起产生具有与跨每对形成的每个直接联接的差分模式信道相似的行为的单个独特幻象信道。然而，幻象模式如先前所述是由于所述对的平均电压的变化。对于两个以上的联接对来说，这些对可以以各种正交和非正交方式按幻象模式彼此联接，例如，可以利用共享一个公共对的2个独特(但非正交)幻象模式信道。本发明的优选实施方式仅选择和构建正交幻象信道。这可以最小化线路之间的复杂干扰影响，同时还能为打算改进的线路提供显著改进。
本发明的实施方式基于对作为多目标优化问题(在下文称为代表幻象构建-多目标优化问题的pc-mop)的针对发送器的幻象选择和连接问题(其组合过程在下文可以被称为幻象构建)进行建模(因此还可以对其求解)。该优化问题的目标是获取最佳(或至少良好)的正交幻象组合集合，以最大化到所有对上的模式转换串扰。此外，本发明的实施方式准许这样选择使用哪些幻象(以及哪些幻象能够进行工作而连接至发送器)以在逐个频音(或逐个频音组)的基础上执行。在一些优选实施方式中，采用pareto法来确定包含最佳(或至少良好或接近最佳)幻象树接入策略的pareto前沿。该优化问题也可以被偏置或加权，以使特定对(例如，最差对)受益。在dsl环境中，因为信道行为被认为是静止的(或几乎静止的)，所以pareto前沿可以仅计算一次(或者至少相对不频繁)。一旦选择了幻象信道，就优选执行分析，以在时间、频率和空间上确定实现某一预定目标的使用策略，这在优选实施方式中可以包括维持活动用户之间的公平约束(或者由其构成)。这种方法是有利的，因为其赋予网络运营商如何改进某些线路性能的一定程度的灵活性(例如，改进伴随高错误或高等待时间或低数据速率等的运行相对较差的线路，或者适应来自某些用户的需求激增等)。
单模串扰利用(例如，从tmp2差分模式(在发送器2处)到接收器1处的tmp1差分模式)与利用针对差分模式间接信道的幻象模式相比不太复杂，因为单模串扰信道不需要按幻象模式信道必须的方式来构建。单模串扰信道(例如，从tmp2到tmp1)的基本问题是，一旦差分模式串扰信道被占用用于特定频谱(例如，矢量化频谱)的数据传输，则与该串扰信道的直接路径相关联的用户(例如，tmp2的接收器端的用户2)就变得无效，这意味着矢量化频谱被忽略(即使其实际上可能是需要的)。因此，如wo2013026479中所描述的，当没有线路在使用中时，可以按时分/频分多址(f/tdma)方式执行串扰信道分配。然而，在本发明的某些优选实施方式中，串扰传输知识能够以多种不同的方式加以利用，根据情况和所希望的结果，除了本说明书中教导的技术之外，可以使用诸如从wo0213026479获知的现有技术的技术。例如，可以使用tdma法在某些频率下来利用串扰信道，而在其它频率下，相反可以采用码分多址(cdma)技术。此外，采用这种不同技术的频率也可以随时间改变以适应不同的要求等。这为系统提供了极大的灵活性，并向网络运营商赋予动态调节连接特性以响应需求或外部噪声环境等的变化的能力。
另外，本发明的一些优选实施方式采用在空间上共享串扰信道以在给定频率下同时有益于多个(或所有)活动线路(彼此联接的串扰)的方法。这可以通过针对串扰信道采用幻象优化框架来进行，除了允许幻象信道在任何频率上加以利用而没有任何限制，而串扰信道仅在信道的超过一临界频率(在该临界频率，其变得更有效使用诸如在上面引用的ep142501162中描述的方法，据此，发送器与接收器之间的连接被处理为单个公共统一信道)的分集区域(除了未使用/不活动的线路之外(其按和幻象模式信道相同的方式无限制地加以利用))中加以利用之外。因此，本发明的一些实施方式为独特的不同频谱区域上的间接信道提供了完整的利用框架，即，矢量化的串扰和幻象模式传输，以使得能够同时动态接入(还要注意，在本发明的一些优选实施方式中也可以优化直接路径)。这种方法再次为网络运营商提供了极大的系统灵活性，以调节线路的运行来解决系统正在运行的需求变化或噪声环境变化等。
本发明的另一些方面涉及一种用于执行根据本发明的第一方面的方法的发送器。具体来说，本发明的第二方面提供了一种用于利用dmt技术向一个或更多个接收器装置发送数据的发送器，所述接收器装置中的每一个经由至少一个相应导线对连接至所述发送器装置，各接收器装置都能够进行工作而接收作为跨在所述接收器装置与所述发送器装置之间延伸的各相应导线对的本地端上的电位差随时间变化而被检测到的信号，所述发送器装置能够进行工作而以多种不同模式通过多个不同信道将信号发送到在所述发送器装置与所述多个接收器装置之间延伸的导线上，所述不同模式包括幻象模式和差分模式，并且所述不同信道包括第一组幻象信道，所述发送器还能够进行工作而从所述第一组幻象信道中选择第二组幻象信道，作为所述第一组幻象信道的子集的所述第二组幻象信道包括所述第一组幻象信道中的一些或全部幻象信道，以使所述第二组幻象信道中的至少一些幻象信道彼此不相互正交，所述发送器还包括连接器，该连接器用于将所述第二组幻象信道中的所选幻象信道连接至所述发送器，并且所述发送器还能够进行工作而将信号从所述发送器发送到所述第二组幻象信道中的(由此选择并连接的)幻象信道上。
优选地，所述发送器(根据第二方面)还能够进行工作而对于该发送器所采用的多个不同频音中的每一个选择多个第三组幻象信道，各第三组幻象信道是所述第二组幻象信道的适当子集(包括所述第二组的一些但非全部)，并且被选择成包括彼此相互正交的幻象信道，所述发送器还能够进行工作而在数字频域中生成一组信号，该组信号针对所述第二组幻象信道中的每个幻象信道包括至少一个信号，其中，针对每个相应频音，将数据编码成用于通过所述相应第三组幻象信道中的针对该频音的幻象信道传输的信号，并且与不在所述相应第三子集中的幻象信道相关联的信号被设定成针对该频音的低干扰成因值。
应注意，所述实施方式仅在数据的下游方向(即，从接入节点/dslam到客户处所设备(cpe)装置))方面进行了描述(couch)，例如，通过参照发送器而不是收发器等。然而，在实践实现中，本发明的第二方面的“发送器”自然还充任针对来自各种cpe装置的上游传输的接收器(其也因此实际上作为收发器而不仅仅是接收器来工作)。然而，本发明的当前实施方式可以在上游方向按全部常规的方式工作，并且在发送或接收上游信号方面不利用幻象信道。然而，另一些实施方式涉及其中涉及点对点架构的取向，其中两个收发器装置经由多个金属双绞线彼此连接，该双绞线具有用于在相应tmp上驱动信号的多个模拟前端单元。
本发明的第三方面涉及一种幻象信道连接器，该幻象信道连接器用于将发送器装置连接至在该发送器装置与多个接收器装置之间延伸的多个导线对上承载的所选择的一组幻象信道，该幻象信道连接器包括：幻象信道选择信号接收器，该幻象信道选择信号接收器用于接收指定一组一个或更多个所选幻象信道的幻象信道选择信号，该组所选幻象信道包括能够通过所述连接器连接至所述发送器的全部可能幻象信道的子集，并且包括彼此不相互正交的至少一些幻象信道；开关排布结构，该开关排布结构包括多个输入端子对和多个输出端子，各对输入端子能够进行工作而接收用于通过关联的所选幻象信道传输的传输信号；以及多个幻象模式驱动联接器，所述多个幻象模式驱动联接器用于以适于驱动导线对上的幻象模式信号的分量电压的方式，将从所述开关排布结构输出的电压施加至所述导线对，其中，所述开关排布结构能够进行工作而根据所接收到的幻象信道选择信号，将各输入端子选择性地联接至所述输出端子中的任何一个，以使得在使用时，施加至输入端子对的传输信号能够根据所接收到的幻象信道选择信号通过所选幻象信道发送，并且其中，所述开关排布结构包括比输出端子更多的输入端子。
通过具有比输出端子更多的输入端子，可以同时接收比可以连接到相互正交的一阶幻象信道的输入信号更多的输入信号。从图3和图4(下面详细讨论)中可以看出，本发明的实施方式的切换排布结构由于切换排布结构的这种特性(具有比输出端子更多的输入)而比它们的长更宽(因为输入沿较长的底边到达，而输出通过较短的左侧边离开)。图3和图4中所示实施方式的输出端子可以被视为图中针对开关左侧的水平线的任何部分，并且开关的输入端子可以被视为开关下方的垂直线的任何部分(可以认为变压器上方的部分是开关排布结构的输入端子，变压器下方的部分是mpad排布结构的输入端子，mpad装置供应变压器-根据图3和4的优选实施方式-以按安全和清洁的方式将mpad输入联接至开关输入，该输入端子成对设置，用于接收横跨一对端子的输入端子的差分信号)。
本发明的第三方面的幻象信道连接器不仅准许为一个或多个特定cpe装置的益处而利用一个或多个选择幻象信道，另外还允许基于所接收到的幻象信道选择信号来快速且容易地选择不同的这种幻象信道。这不仅有助于在任何特殊给定情况下选择恰当幻象信道，而且还使得能够出于训练以及一旦训练完成就可以进行使用等目的而单独选择幻象信道。
优选地，驱动联接器包括针对在导线的发送器端处连接至一个导线对的电感器或变压器的中心抽头连接。这提供了接入幻象信道的简单且鲁棒的方式。
本发明的第四方面涉及一种形成发送器装置的一部分的幻象信道选择器装置，所述幻象信道选择器装置能够进行工作而选择在所述发送器装置与多个接收器装置之间延伸的多个导线对上承载的多个幻象信道，在所述多个幻象信道上发送一个或多个传输信号，所述幻象信道选择器装置包括：联接数据接收器，该联接数据接收器用于接收接收器信号接收数据和/或信道间联接数据；选择接口，该选择接口用于将幻象信道选择信号/或消息传送至幻象信道连接器(如根据本发明的第三方面的幻象信道连接器)；以及处理器，该处理器被设置成生成幻象信道选择，用于选择幻象信道的第二子集，所述第二子集包括所述幻象信道连接器能够进行工作而连接至的幻象信道的总数中的一些或全部并且包括彼此不相互正交的至少一些幻象信道，用于根据所接收到的信号接收数据和/或信道间联接数据，在所述幻象信道选择信号和/或消息内传送至所述幻象信道连接器。优选地，所述处理器还能够进行工作而另外选择幻象信道的多个第三子集，各第三子集包括所述第二子集的适当子集(包括所述第二子集中的幻象信道的一些但不是全部)，其中，各第三子集中的所有幻象信道都彼此相互正交。优选的是，所述幻象信道选择器装置还包括多目标问题处理单元，其用于执行确定选择哪些幻象信道(要么针对所述第二子集或者针对各第三子集，要么针对所有这种子集)作为多目标问题的解决方案，其中，寻求解决方案以同时有益于两个或更多个接收器。
在所有这些方面，正交意味着理论上正交，应当明白，在实践中，由于天然的缺陷，没有真正的幻象信道会彼此完全正交，但出于本发明的目的，这些缺陷被合理地忽略。具体来说，如果所述幻象信道不使用单个公共导线或导线对，则它们将被视为彼此相互正交。
本发明的另一些方面涉及处理器可实现指令，该处理器可实现指令用于使处理器执行根据本发明的第一方面的方法和/或用于使处理器作为根据本发明的第四方面的幻象信道选择器装置进行工作，本发明的方面还涉及承载如上所述这种处理器可实现指令的载体介质，优选为诸如易失性或非易失性固态存储介质(例如，usb拇指驱动器等)的非暂时性有形介质、诸如硬盘驱动器的磁存储介质、或者诸如cd或dvd的光学存储介质等。
在一些实施方式中，其中，发送器装置连接至第一和第二接收器装置(所述接收器装置分别经由第一导线对和第二导线对连接至所述发送器装置，并且各接收器装置能够进行工作而接收被检测为跨在所述接收器装置与所述发送器装置之间延伸的各相应导线对的本地端上的电位差随时间变化的信号)，所述发送器装置可以优选能够进行工作而将信号发送到在所述收发器装置与所述接收器装置之间延伸的导线上，以便经由直接差分模式将信号发送至各相应接收器，并且另外能够进行工作而经由单个公共间接信道向两个接收器发送信号，其中，所述发送器还能够进行工作而测量所述幻象信道与各接收器装置之间的联接程度，根据所测得的联接程度确定多个加权值，在所述第一对上经由直接差分模式发送第一信号，并且在所述第二对上经由直接差分模式发送第二信号，并将组合信号发送到间接幻象信道上，所述组合信号包括所述第一信号和所述第二信号的加权和，所述加权根据所确定的加权值来进行。以这种方式，通过利用1和0之间的加权值，可以使用单个公共间接信道同时使两个接收器受益。也可以针对不同的频音使用不同的加权值。以这种方式，可以考虑和利用不同频率下的不同联接程度来最大化对两个接收器的总益处(例如，对于其中第一接收器与第二接收器相比就地发生较强联接的频音来说，可以赋予第一信号更大的加权(甚至可能的是，加权1，这意味着针对这种频音的信号完全由第一个信号组成)，而对于其中第二接收器联接较强的频音来说，可以反转加权，以赋予第二信号更大的加权等)。此外，可以为了满足多个不同的目标而确定加权-例如，为差执行线路提供更大的帮助，或者相结合地将两条线路的总性能最大化等。
优选地，所述加权值另外根据要发送至相应接收器的数据的瞬时需求水平来确定。如果所述发送器装置和所述接收器装置根据物理层重传方案工作，由此，接收器请求重传因接收时所接收到的信号/检测/恢复数据中的错误而不可恢复地损坏的接收数据，则其是最优选的。在这种情况下，如果在确定所述加权值时使用的需求反映了针对因发送用户数据方面的错误而造成的物理层重传数据的需求，则其是优选的。以这种方式，更高的层(例如，数据链路、网络、传输、应用层协议)可以提供更高的一致数据速率，且有更少的物理层重传(要内置到针对更高层所提供的一致速率中)所需系统开销(以及更少的潜在缓冲)，因为这些物理层重传所需的带宽可以根据需要从与使用幻象串扰路径相关联的额外容量分配。
优选地，所述加权值在相对频繁的基础上重新确定，如大约每几秒钟一次到每秒钟几次之间。这使得能够在短时段内适应向不同接收器传输数据的带宽需求变化，从而使得能够尽可能快地清除与重传协议相关联的发送器的缓冲器。
优选地，所述加权值不仅用于影响发送到幻象信道上的信号，而且还用于影响所述第一和第二信号，因为为了适应由串扰所造成的失真所需的预编码的程度根据这些加权值而改变。换句话说，优选的是，所述第一信号根据(至少)以下各项生成：要向所述第一接收器发送的用户数据；所述发送器与所述第一接收器之间的相应直接信道的信道估计；一方面所述发送器与所述第二接收器之间的直接信道与另一方面所述第一接收器之间的间接信道的信道估计；一方面公共间接信道与另一方面所述第一接收器之间的信道估计；以及所确定的加权值。优选地，所述第二信号类似地取决于已进行必要修正的相应因素。
对公共间接信道的含义进行一些简短的讨论可能是有用的。根据下面描述的实施方式，这可以包括跨两个不同金属双绞线的中心抽头电压形成的未端接幻象信道。因为该信道未被端接(因为通常不可能测量和共同处理客户处所终端接收器处的相应tmp的中心抽头电压(因为一般来说，这些会处于相当不同的地理位置))，所以“公共”信道实际上仅针对信道的部分是公共的，因为其在不同接收器的不同位置处端接；尽管如此，信道的至少一端在不同的接收器之间是公共的，并且相同(组合)信号被传播到信道的该公共部分上。而且，一般来说，在上文(和本描述的其它地方)中，信道在第一信道与第二信道之间，当然实际上意指从所述发送器到所述第一信道的发送器端的传输与所述接收器在所述第二信道的接收器端处的接收之间的信道，并且类似地，在对第一信道与接收器之间的信道进行说明的情况下，实际上意指从所述发送器经由所述第一信道的发送器端到所述接收器的信道等。
该方法当然可以扩展至两个以上的接收器，其中存在交叉联接到所有相应线路上的公共间接信道。另外，可以使用该方法，使得所述接收器一和二同时受益于第一间接信道上的公共传输，而接收器二和三同时受益于第二间接信道上的传输，使得所述第二接收器同时受益于两个分离间接信道等。基于上述示例，本领域技术人员将想到使用本发明的第五方面的实施方式的其它方式。
附图说明
为了可以更好理解本发明，下面参照附图对其实施方式进行描述，在附图中：
图1是示例宽带连接部署的示意图，其示出了分配点单元(dpu)以及具有经由相应金属双绞线(tmp)连接连接至dpu的关联客户处所设备(cpe)调制解调器的两个客户处所；
图2是例示根据本发明的第一实施方式工作的调制解调器到调制解调器连接中的主要部件的示意性框图；
图3是图2的多个幻象接入装置(mpad)的示意性框图，其更详细地例示了该装置；
图4是类似于图3的示意性框图，其例示了适用于四个而不是三个导线对的另选多个幻象接入装置(mpad)；以及
图5是例示针对涉及选择用于辅助两个不同导线对/接收器的最佳幻象信道的简单情况的示例pareto前沿的图形。
具体实施方式
图1概要地例示了可以采用本发明的实施方式的示例宽带部署。如图1所示，该示例部署包括分配点单元(dpu)10，该分配点单元(dpu)10经由相应的金属双绞线(tmp)连接21、22、23连接至三个用户处所31、32、33(其在该示例中为单个房屋30内的房间)，该双绞线连接经由相应客户处所31、32内的相应网络终端点41、42连接在dpu10内的接入节点(an)16(例如，数字用户线路接入复用器(dslam))与相应客户处所设备(cpe)调制解调器51、52之间。dpu10另外还包括：光学网络终端(ont)装置14，其经由诸如无源光纤网络(pon)的光纤连接提供从dpu10至本地交换建筑的回程连接；以及控制器12，其协调an16与ont14之间的通信，并且可以执行一些管理功能，如与远程持久性管理代理(pma)通信。
如本领域技术人员应当清楚的，涉及从分配点起的光纤回程连接和从分配点到“客户”处所的金属双绞线连接的所示部署完全是g.fast标准旨在适用于此的部署类别。在这种情况下，tmp连接可能短至几百米或更短，例如可能只有几十米，因此，可以使用非常高频的信号(例如，高达几百兆赫兹)以通过短tmp进行通信，因为高频信号的衰减因线路短而不足以阻止它们携带有用的信息。然而，在这样的高频下，串扰成为显著问题。这尤其明显是将要出现的情况，其中，串扰线路彼此横靠着行进达它们的一部分范围(如在图1所示情况)，然而，即使在线路仅彼此靠近定位达其总范围的非常小的一部分(如刚好在离开dpu10时)的情况下，串扰在高频(例如，超过80mhz)下仍是一个问题。g.fast目前提出在其中存在串扰线路的所有频率上简单地使用矢量化技术，以便减轻串扰效应。
另外，在这种情况下，通过在dpu10(具体在接入节点(an)16)处接入幻象信道，可以利用发送到幻象信道上的信号，该信号将“串扰”到与每个终端用户接收器(端接点和cpe调制解调器组合41/51、42/52、43/53)相关联的常规差分模式信道上，并且改变所接收到的信号(与其中不按这种方式利用幻象信道的常规情况相比)。因为有三个tmp连接21-23，所以存在可以按这种方式利用的3种可能的(一阶、纯)幻象信道，其利用以下各项之间的差分电压信号形成：tmp21的平均电压和tmp22的平均电压；tmp21的平均电压和tmp23的平均电压；以及tmp22的平均电压和tmp23的平均电压。然而，因为这些可能的(一阶、纯)幻象信道中不可能存在不包括至少一个公共tmp的两个幻象信道的集合，所以这些中只有一个可以同时使用，而不会同时使用非正交(因此复杂干扰的)幻象信道。因此，本实施方式包括幻象信道-多优化问题装置(pc-mop)，如下文更详细说明的，其行动以选择使用这三个可能的幻象信道中的单个幻象信道-执行该选择，如尝试实现特定一组的两个(或更多个)目标(例如，尝试获取针对这三个接收器中的两个接收器的最大益处)。
下面参照图2，其示出了an16和cpe调制解调器51、52、53内的主要部件的示意图，其允许根据为说明本方法的基本原理而选择的第一简单实施方式来利用间接幻象信道。
如图所示，根据图2所示的实施方式的an16包括：第一、第二以及第三数据源；数据编码器；以及串行至并行转换器(dsdesp)模块1611、1612和1613。这些基本上是dsl调制解调器内的常规功能，并且在这里将不再进一步描述，除了指出每个的输出是一组数据值d1-dm，其中，数据值中的每一个可以映射至一个或更多个比特的集合，并且映射至与要在其上发送数据值的相应频音相关联的调制信号星座内的一点。例如，如果确定频音t1能够携带3比特数据，则对应数据值将被设定成23＝8个不同值(例如，0到7之间的十进制数)之一，其中的每一个对应于具有8个不同星座点的关联信号星座内的一个不同星座点。针对单个符号的数据值可以被视为形成数据值的矢量(针对每个数据携带频音形成一个数据值的矢量)，并且一起携带要发送至与相应终端用户调制解调器51、52、53相关联的终端用户的用户数据，连同任何系统开销数据(例如，前向纠错数据等)。
(注：值得注意的是，针对任何特定接收器的任何特定频音可以携带(每符号)的比特数的评估应当利用使用任何辅助幻象模式信道(如下所述)的益处和考虑矢量化的益处来进行。因此，应当记住，一旦完成所有的训练程序，本讨论即涉及系统的“表演时间”操作。概括来讲，该训练首先涉及确定使用哪个幻象信道(或者可以同时利用一个以上幻象信道的实施方式中的信道-例如，针对这样的实施方式，即，将3条以上线路连接至公共an，并且使充分靠近地串扰联接以利用值得的幻象)并接着设定供其使用的参数。确定了如何最佳地利用幻象信道后，接着，该训练通过以下步骤来继续：执行矢量化训练以确定要使用的矢量化参数；然后确定可以与来自幻象信道的和来自矢量化的辅助一起使用的比特数)。
然后，将离开各dsdesp模块1611、1612、1613的数据值(以恰当的次序)传递至相应的多位电平正交幅度调制(m-qam)调制器1621、1622、1623，其将各输入数据值转换成相应的复数
这些复数
矢量化预编码器模块1630的接收加权值和信道估计值的能力(这需要执行其预编码功能)在图2中通过pc-mop&micop&mrc&管理实体模块1690(其除了执行下面更详细描述的特定功能之外还执行一般管理功能，并且为简洁起见，在下文可以称为“管理实体”或者“pc-mop模块”-在图2中将其简单标注为pc-mop1690)与矢量化预编码器模块1630之间的线路进行了例示。在本实施方式中，pc-mop模块1690针对矢量化预编码器模块1630和micop&mrc预编码器模块1640所需的信道估计和加权值计算恰当的值(如在图2中由pc-mop1690与模块1640之间的线路以及模块1690与1630之间的线路所例示的)。为了做到这一点，其(pc-mop模块1690)需要从终端用户调制解调器向其报告的数据。用于实现这一点的处理和过程在很大程度上是常规的并且是本领域技术人员所公知的，因此在这里不再更详细地讨论它们，除了应注意其依赖于从接收器51、52、53到发送器16的反向路径。当然，这在实践中可以实现是因为接收器51、52、53实际上是能够通过tmp的51、52、53接收和发送信号的收发器(就像发送器16那样)-发送器16的接收器部分和接收器51、52、53的发送器部分已经从图中简单地省略，以避免将图不必要复杂化，因为这些部分全部是常规的并且与本发明不直接相关。此外，各接收器另外还包含负责执行各种处理和通信功能的管理实体。可以采用多种合适的技术中的任何一种来获取在生成信道估计方面有用的数据。例如，在专门的训练过程期间，发送器16可以将已知的训练信号发送到所选信道上，并且可以将通过接收器51、52、53检测这些的结果以常规方式发送回至发送器。另外，可以在包括多个符号的“帧”内的预定“位置”处(例如，在每个新帧的开始处)发送专用同步符号，穿插有携带用户数据的符号，并且还可以将尝试检测这些同步符号的结果发送回至发送器以生成信道估计值。如本领域技术人员已知的，可以同时和/或按不同时间等，在不同信道上发送不同的同步信号/符号，使得不同的信道估计(包括重要的间接信道和幻象信道)可以被作为目标并进行评估等。
如本领域技术人员应当清楚的，矢量化预编码器模块1630的输出是如上所述的一组经修改(或预失真)的复数
下面对mpad模块进行更详细描述，但概括来讲，它提供对任何tmp的中心抽头的可切换接入，使得与所连接线路相关联的任何可能的幻象信道可以由从afe的1664和1665抵达的传入信号来驱动，并且将该信号从afe的1661-1663直接传递至tmp21-23，以供按正常直接差分模式进行驱动。
在通过tmp连接21、22、23的传输期间，该信号根据信道的信道响应并且因影响到该连接的外部噪声而以正常方式加以修改。具体来说，在三个直接信道(这些直接信道是从发送器16起经由tmp21-23到调制解调器41-43的信道)与幻象信道之间存在串扰(并且最特别的是，远端串扰)。然而，预编码的效果在很大程度上预先补偿了该串扰的影响。另外，目标接收器另外还受益于经由串扰从幻象信道接收到的信号(注定会抵达它们)的增加的snr。
在通过tmp连接21、22、23传递之后，这些信号在执行通常的模拟前端处理的相应模拟前端(afe)模块5150、5250、5350处被调制解调器41-43接收。然后将这样处理的信号分别传递至相应快速傅里叶变换(fft)模块5140、5240、5340，该模块对所接收到的信号执行从时域到频域的通常转换。然后，在本实施方式中，离开fft模块5140、5240、5340的信号
一旦所接收到的信号通过了afe、fft以及feq模块，除了存在由信道的不完美均衡化而产生的某种程度的误差以及在an与调制解调器41-43之间传输信号期间施加至该线路上的外部噪声的影响之外，所得到的信号
如上所述，现在跟随上面对图2的概述，提供了对图2所示并且在上面简要描述的实施方式内的非常规部件的更详细说明。因此，mpad1670是提供对幻象信道的不同组合的接入的组件。mpad1670尝试所有可能的组合而不重复，例如，对1和对2的幻象相当于对2和对1的幻象，因此不会重复。这里，mpad(1670)选择特定的幻象，并且其允许发送器16和各相应接收器51、52、53彼此训练，并按任何给定的特定时隙获取幻象信道以及直接差分模式对的信道系数。在这个阶段，接收器51、52、53在pc-mop模块的控制下根据所进行的由发送器16发送的信号，将整个组合信道或者仅幻象信道报告给pc-mop模块1690，使得其获知接收器向其报告了什么数据。同时，接口1680确认将所选和当前可操作幻象信标识给pc-mop模块1690(其还在pc-mop模块的指令下通过接口1680选择)，使得所有信道增益及其标识能够由pc-mop1690确定，以供随后传递至矢量化预编码器模块1630和micop&mrc预编码器模块1640，以供在执行它们的预编码功能方面使用。该操作继续，直到所有幻象信道的组合都被测试为止。一旦幻象树完成，pc-mop1690就决定利用最佳幻象信道以益于特定对、所有对，或者最大化用户的速率平衡。然后，经由接口1680将该决定转发到mpad模块1670，以执行该决定并使得能够接入所选择的最佳幻象信道。
一旦最佳幻象信道被“构建”并准备接入，micop-mrc模块1640接着就决定“转向”所构建的幻象的最佳策略。这通过选择如下更详细描述的恰当加权值来进行。可以修改该转向目标以最大化特定对或速率平衡或任何其它期望目标。
在此应注意的是，在本实施方式中，micop-mrc模块1640选择两个非相互正交的幻象信道供mpad连接，然后确保复数
还应注意到，如果有未使用的线路，或者如果特定接收器变为不活动的，致使其专用线路随后变为不活动的，那么可以激活并且优化这样的辅助线路以与特定目标线路相干地干涉，从而稍后最大化其数据。优化基于活动信道分量的完整/部分知识来决定信号阵列配置(幅度和相位)。其它参数可以并入该优化问题，如流量需求、流量类型、服务质量容限、公平共享条件等。
如果涉及更多数量的对(大于上述例示性实施方式中的三对21、22、23)，则可以使用更多数量的相互正交的幻象信道来同时承载(非冗余)数据。在任何这样的实施方式中，mpad可以优选地能够进行工作而准许在任何单个时间可接入多于2个幻象信道，但是预编码器可以确保仅将非零信号发送到所选幻象信道的子集，使得这种子集中的所有幻象信道彼此相互正交，因此，例如，如果有五个金属双绞线，则mpad可以安排在任何时间点连接3个幻象信道，即使在任何时间点只有其中至多两个可以相互正交(例如，mpad可能将pl2、p34以及p35连接至送器排布结构，尽管对p12和p34以及对pl2和p35两者相互正交，但p34和p35彼此不相互正交，因此，在这种情况下，发送器可以安排非零信号在任何给定时间仅在p34和p35中的一个上发送，而不管任何给定的频音)。通常，在实施方式中，mpad同时连接多个幻象信道，这些信道的数量大于可以针对给定数量的金属双绞线形成相互正交的组的幻象信道的数量，然后只有其中一个子集在任何给定时间点针对任何给定频音(频率点)主动发送(例如，利用表示驱动复数的非零、非冗余数据)。
现在，对各种部件的功能进行数学解释。在一些情况下，方程只处理两个直接差分模式信号和一个幻象模式信号，然而，基于以下示例陈述，本领域技术人员应当清楚，如何将其扩展至覆盖多个不同的直接差分信号和多个幻象信号。因此，考虑到具有k个双绞线的系统，各对用tpi表示，其中，i(i∈k)是该对的索引，存在
其中，hi,j表示针对如通过第ith个tmp或tp(＝双绞线)在第ith个接收器处接收的、通过发送器发送到第jth个tmp(或者如下紧接着描述的在扩展时的幻象信道)上直至第ith个接收器的信道传递函数。
幻象信道
表1一阶幻象模式候选
当d为2时，
其中，hφ是幻象信道，h是未扩展信道(不包括幻象信道)，而ht是混合模式信道。这里，pc-mop可以公式化如下：
maxhφ，(1)
条件为：
φm∈φ(2)
为了例示pareto的选择策略，提供了下列示例。假设5对线缆，其中，与对1、2与3相比，对5和对4执行较差。因此，可以导出幻象并转向以最大化对4和对5的性能。一阶正交幻象的最大数量为
按类似方式，该目标函数可以包括更多对从幻象受益，而且，如果幻象模式在接收端(即，直接幻象信道)可接入，则可以改变幻象方向性，以优化幻象模式的直接路径。这仍然是网络运营商的选择。因为从第一原理预测幻象联接强度是一项艰巨的任务，所以在本实施方式中，pc-mop1690通过以非重复模式随机地简单初始化所有可能的幻象信道来继续进行。然而，另选的是，也可以对该幻象进行建模，并且预先预测其性能，并且在另选实施方式中选择最佳组合而无需进行随机训练。
一旦定义了该幻象，有利的是，尝试确定最佳策略来转向和拆分间接信道，以最大化总体绑定容量，同时保持满足用户之间的公平约束。为实现这些，间接(幻象/串扰)信道利用问题被公式化为混合整数凸优化(micop)幻象，以便pc-mop1690能够随后导出解。
为了简化问题，例示pc-mop1690的操作，考虑单个幻象在k个用户之间共享，以针对时段t发送n个频音。每频音的功率电平由pk，t，n表示，并且信道条件为γk，t，n，其是功率联接系数与噪声电平的比率
条件为：
方程(3)是其限制条件4a中的最大发送功率和4c中的频音共享标准的目标函数。
其当前形式的优化问题是非线性且没有已知的解析解。然而，可将简单修改应用至3。
条件为：
5中的修改问题是凹的，因此可作为凸问题求解。这个问题就是提供了针对幻象的最佳tdma和fdma接入。该解析解以lagrangian继续进行如下：
为了求解7并证明其最优性，必须满足karushkuhntucker(kkt)条件。该条件为：
1.主要约束的可行性以及乘数，即，
2.相对于6a和4c，7的梯度必须变为零。
以相对于sk，n对7进行微分开始，即，
其中，
可以简单地使用共享因子来保证单个频音可以仅指配给单个用户，例如，指配给用户1的频音1由ρ1，1＝1表示，其它为ρk≠1，1＝0。因此约束4c被释放成：
以针对8的类似方式，我们相对于ρk，n对7进行微分，重新排列，并替换8获取如下公式：
针对频音n最大化9的用户表示最佳用户。因此，k通过下式获取：
并因此，通过针对每一个频音n评估选择哪个k(即，哪个终端cpe接收器)，根据幻象模式信道
类似于部分1，该方法可以应用于差分线路，除了k域限于每条线路本身。因此，一旦获取幻象共享和功率分配策略，总绑定容量就变为
每线路的功率分配需要重新配置，以确保幻象增益导致(或至少不超过)容量增益。该优化问题类似于5，不包括4c。在存在幻象增益的情况下，线路的信道增益因此变为：
条件为：
如果
注意，频音/副载波间隔从优化问题中排除，因为其是一个常数，因此当前容量的单位按
针对上述实施方式的另选公式化允许在同一频谱上利用间接(幻象/串扰)信道，并且同时针对所有或多个现有线路用户，按任一个或更多个频音n经受针对整个频谱的功率约束。为了例示这如何实现，将该问题分解；首先，确定每频音/载波的功率分配，然后优化活动用户之间的频音功率分布。为了使能实现其，该问题变为：
条件为：
应用lagrangian：
取
方程(21)代入(19a)来计算乘数λ，然后再代入(21)以计算最佳空间频率功率电平。
现在，优化了k个用户之间的分配pn。
条件为：
应用lagrangian：
类似于先前步骤，获取最优功率方程。
示例-01：假设两个用户共享一个pn。该优化问题可以简化成：
条件为：
p1，n+p2，n＝pn，(27)
方程(26)中的问题很容易解决，两个方程和两个未知数。可以根据问题(22)和(26)证明最优功率分配为：
最终，p2，n等于pn-p1，n。
示例-02：在针对给定mpad(1670)设定的信号预编码和实信号注入方面，考虑以下：
·数据[d1d2]首先按给定副载波(n)加以调制(例如，利用m-qam)，以生成原始数据符号。
·预编码数据符号(利用micop-mrc)计算如下：
其中，ρ1+ρ2＝1。应注意，
·非矢量化接收信号：
·为了去除组合后不需要的联接，必须利用mrc系数来计算新的信道系数，因为1630看到的信道系数包括该信道的micop-mrc部分：
·1630中的矢量化预编码器变为
应注意，上面右侧矩阵表示归一化，以防止在尝试通过物理信道传送信号分量之前信道逆矩阵(其是左侧矩阵)过度放大该信号分量。然后通过各接收器执行对应的去归一化。应注意，本发明的实施方式不限于采用的任何特定类型的矢量化或归一化方法，而是可以与任何恰当形式的矢量化和/或归一化一起使用。然而，在本实施方式中，完整系统因此变为：
并且最后，传送的x在feq通过下式来估计
接入节点/发送器16中的信号跟踪，如图2所示。
在下面的分析中，简化了仅考虑两个间接信道和一个幻象信道(举例来说，如同将图2中的所有其它信号设定成零)。本领域技术人员当然清楚，如何扩展所述方程以考虑实际上适于图2所示系统的所有六个信号(最初的3个数据信号被转换成用于在三个tmp上以直接差分模式传输的3个信号，和经由mpad在幻象信道上传输的3个附加信号-以使不是仅将其中两个信号设定成低干扰值，而是设定成被选择用于辅助一个或更多个直接差分模式信号的值，以使在目标接收器接收时，该信号与视图组合以提供接收信号的增加的snr)。
1.在数据源(1611)之后：
2.在m-qam(1621)之后：
3在矢量化单元(1630)之后：
扩展成：
并因此，
最后，
4.在micop-mrc(1640)之后，
或者等效地：
5.最后，所发送信号y被建模为：
其中，n是背景噪声。
6.在接收器端，针对给定线路(例如，k)，feq的配置为
一般化上述方程以覆盖多个公共间接信道的案例
本领域技术人员应当清楚的，可以以直接方式修改上述方程，以覆盖更复杂的情况，包括利用(通常)对应数量的直接差分模式信道的任意大量的用户数据流d1，d2，...，dk，以通过其发送对应的qam星座点流x1，x2，...，xk，任意大量的公共间接信道
方法摘要
根据上面的讨论，本领域技术人员应当明白，用于选择要使用的幻象信道的合适操作方法可以沿着以下路线继续进行，其中连续使用三个子方法(11、1.2以及13)。子方法1是对所有可能可用的幻象信道(其形成第一组信道)进行评分-这可以以多种方式完成，在下面的步骤11至114中只是描述了其中一种可能性，然后，子方法2基于在子方法1中获得的分数来选择可用幻象的第一子集(形成第二组信道)(在下面的12中只是描述了针对这样做的一种可能性)，然后，子方法3选择第三组，其中各第三组都是第二组的适当子集，针对每个频音选择一个第三组(并且下面在13至133中描述了针对这种情况做的方法)。
·11针对每个频音
—1.11针对每个可选的幻象信道(形成第一组幻象信道的可选幻象信道)，
*1.111根据幻象信道识别具有最大串扰联接幅度的接收器，
*11.1.2如果串扰联接幅度超过一阈值，则保持幻象信道作为针对频音的选
项，否则丢弃，不再考虑该频音，
*1113考虑下一可选的幻象信道，直到全部考虑完为止，
—112针对剩余的幻象信道(在步骤1111和1112中考虑了每个可选幻象之后)，基于针对每个剩余幻象信道的最大串扰联接幅度指配每个频音部分得分-例如，向最高者赋予得分3、向第二高者赋予得分2、向第三高者赋予得分1，以及向任何其它频音部分赋予得分0，或者使用串扰联接幅度作为每个频音部分得分，并且在一阵列中记录由频音号索引的幻象信道、其每个频音部分得分以及每个频音部分得分适用的接收器，
—113将各频音部分得分添加至针对该幻象的当前总得分(其在步骤1.1针对各幻象信道初始化成零，或者在开始1111之前初始化成某种程度)以保持针对各可选幻象信道的总得分，
—114考虑下一频音，直到考虑了所有频音为止，
·12一旦考虑了所有频音，就对于所有频音获得了针对各可选幻象信道的总分。此时，接着可以采用子方法2来选择最高得分的幻象信道，直到mpad可以同时连接(至发送器)的最大数量，以形成第二组幻象信道，该第二组幻象信道是第一组的合适子集(包括一些在几乎所有实际情况下都不相互正交的信道，因为mpad可以同时连接比可以选择的幻象信道更多的幻象信道，以便彼此相互正交)并控制mpad将其输出端子连接至这些幻象信道，
·13然后可以执行子方法3，其可以涉及通过各个频音的第二次迭代，使得针对每个频音，
—131针对每个频音识别作为第二组的合适子集的第三组相互正交的幻象信道，以使第三组内的幻象信道的每个频音部分得分的总和最大化，
—132针对第三组中的每个幻象信道，按该频音查寻针对该信道的相关接收器，并针对根据要向该接收器发送的该信号导出的信号分配加权1(针对该频音)，以便越过该幻象信道，
—133一旦针对每个频音完成此操作(因此为各个频音生成(可能)不同的第三组)，就结束该方法。
上述例示性方法的效果是获得第二组幻象信道，这些信道在它们具有高串扰联接的意义上是“良好的”，因此有利于将能量注入到差模邻近线路中，然后获得由从所选择的第二组中取得的幻象信道形成的第三组(它们取自第二组，因为一旦mpad连接至第二组中的幻象，就只有第二组中的幻象才可以经由该mpad直接驱动)，以作为针对第三组所对应的各频音的来自第二组的“最佳”幻象。此外，其产生的加权使每个所用幻象信道完全益于(单个)直接差分模式信道，其很可能最受益于使用该信道(因为其针对该幻象信道具有最高串扰联接)。当然，如果希望不同的目标(例如，仅指定接收器受益)，那么一种不同的方法会更加明智(例如，只考虑针对指定接收器的串扰联接强度，这些接收器将受益于由幻象信道所提供的额外能量，或者仅将非零加权设置给旨在使那些指定接收器受益的信号等等)。
类似地，在点对点实施方式中，其中在链路的两端可直接接入幻象信道，可以改变上述方法，不是寻求识别各频音的第三组幻象信道，而是它们针对要在频音上使用的任何其它信道具有最小量的串扰联接，然后通过幻象信道发送不同的数据(即，将它们用作正常的不同信道)。只是作为针对点对点排布结构的适应方法(其中目标是标识在点对点情况(其中理想情况是具有从所选幻象信道到其它信道的最小串扰泄露)中使用的幻象信道的第三子集)的示例，可以执行以下步骤。
·11针对每个频音
—111针对每个可选的幻象信道(形成第一组幻象信道的可选幻象信道)，
*1111测量从当前幻象信道到系统中每个其它信道的串扰联接幅度(不包括串扰联接可忽略不计(例如，低于预定阈值)的信道，或者无法轻易测量的信道，或者从拓扑考虑合理地预期其低于一预定阈值的信道，等)，并且针对超过最小阈值的所有这样的幅度，一起求和，以形成每频音、每幻象信道的聚合串扰联接值，
*11.12如果聚合串扰联接值低于最大阈值，则选择幻象信道作为一选项，
*1.113考虑下一可选的幻象信道，直到全部考虑为止，
—112针对剩余的幻象信道(在在步骤11.11和1.1.12中考虑了每个可选幻象之后)，基于该聚合串扰幅度指配每频音部分得分-例如，向具有最低聚合串扰的幻象赋予得分3，向第二低者赋予得分2，向第三低者赋予的得分1，以及向任何其它幻象赋予得分0，或者使用聚合串扰联接幅度更直接地标识每频音部分得分(例如，通过从1.1.1.2中使用的最大阈值中减去它，以使具有接近最大阈值的聚合幅度的幻象信道具有低得分(接近零)，而具有远小于最大阈值的聚合幅度的那些幻象信道具有高得分)，并且在一阵列中记录按频音号索引的幻象信道及其每个频音部分得分，
—113将每个频音部分得分各自添加至针对该幻象信道的对应当前总得分(在步骤11和通过所有频音开始迭代之前初始化成零)以保持针对每个可选幻象信道的运行总得分，
—114考虑下一频音，直到考虑了所有频音为止，
·12获得针对每个可选幻象信道(在所有频音上)的一组总分数，接着可以采用子方法2来选择最高得分的幻象信道，直到mpad可以同时连接(至发送器)的最大数量，以形成第二组幻象信道，该第二组幻象信道是第一组的合适子集(包括在几乎所有实际情况下都不相互正交的一些信道，因为mpad可以同时连接比可以选择的更多的幻象信道，以便彼此相互正交)并控制mpad将其输出端子连接至这些幻象信道，
·13然后可以执行子方法3，其可以涉及通过每个频音的第二次迭代，使得针对每个频音，
—131针对每个频音识别出作为第二组的合适子集的第三组相互正交的幻象信道，以使第三组内的幻象信道的每个频音部分得分的总和最大化，
—132一旦针对每个频音完成此操作(因此为每个频音生成(可能)不同的第三组)，就结束该方法。
本领域技术人员应当明白，上述方法可以被视为多目标优化问题(或者更简单的单目标简化)，并且在本发明的一些实施方式中，作为用于生成由micop和mrc预编码器单元1640所利用的各种在前系数的方法的一部分，可以由pc-mop单元1690来执行。
注意，上面的讨论仅涉及确定针对每个频音使用哪些幻象信道，然后针对该频音，基于针对一特定幻象信道具有所记录最强串扰联接的接收器，针对该特定幻象信道向一个信号应用加权1，而向所有其它信号应用加权0(针对点对多点情况)，或者(针对另选点对点方法)，由于每个幻象信道都操作为直接信道并且携带其自己的信号，所以根本不指配加权。然而，对于借助于串扰联接将能量注入串扰联接直接差分模式中的情况，可能希望共享一幻象信道与两个不同串扰联接(直接、差分模式)信道。在这种情况下，执行算法来确定除零和(一个)一之外的适当加权值以便实现某个希望目标可能是有益的。
已经执行了上述方法来确定每个频音的第三组和加权(可能甚至在0和1之间的加权)等，利用这些加权、第三组等执行训练以便标识要使用的最佳预编码值可能是有利的。可以调整为触发重新确定第三组(可能还有加权值等)进而触发重新确定关联预编码系数所需的变化量，以确保系统中的变化得以完全合理跟踪，而不会对系统造成过度的负担，这要求系统所必须执行的大量计算按非常有规律的间隔来执行(其对于不太强大的处理器来说是繁重的)。
上述讨论主要涉及点对多点用例，其中单个发送器可以协调并生成所有相互依赖的预处理信号，并且其中可以在发送器侧但不在接收器侧接入幻象信道(因为存在多个根本不同的接收器)并且依赖于串扰来将发送到幻象信道上的能量传递至一接收器。针对本发明的另一重要用例是其中收发器排布结构以点对点的方式与经由多个导线对连接的另一收发器排布结构连接。在这种情况下，可在两端接入幻象信道(例如，经由恰当的mpad装置)，并且这些幻象信道可以携带它们自己的分离数据(然后，当然可以在分开接收和检测等之后在更高层中组合)。
自然地，基于每个频音选择第三组幻象通道的方法也可以用于混合的点对点和点对多点排布结构。例如，单个接入节点可以经由包括多个tmp的点对点连接以及经由单个相应tmp的多个全异收发器(例如，终端用户dsl调制解调器)与一些收发器(例如，其它接入节点)通信。
在与可在链路两端接入的幻象信道具有点对点连接的任何排布结构中，用于各频音的第三组幻象信道优选基于它们针对其它信道所具有的串扰联接有多小来选择，而非优选基于它们针对其它信道具有的串扰联接有多少来选择(如同在目标是将信号能量注入串扰联接直接差分模式信道中时所进行的那样)。上面在具有步骤11至132的(第二)方法(而不是具有步骤1.1至133的第一种方法)中给出了这种情况的一个示例。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！