本發(fā)明涉及用于通過線(wire)對發(fā)送和接收信號(hào)的方法和裝置。這種方法包括各種國際電信聯(lián)盟(itu)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定以及目前在itu中進(jìn)一步開發(fā)的所有的各種數(shù)字用戶線(dsl)方法。通常，每對這樣的線包括通常在世界各地的電話接入網(wǎng)絡(luò)中發(fā)現(xiàn)的絞合金屬線對(twistedmetallicpair)(通常為銅)。

背景技術(shù)：

dsl技術(shù)利用了這樣的事實(shí)，盡管傳統(tǒng)的絞合金屬線對(最初被安裝為僅提供普通老式電話服務(wù)(pots)電話連接)可能僅旨在承載頻率高達(dá)幾千赫茲的信號(hào)，但是事實(shí)上這樣的線路(line)通常可以可靠地承載更高頻率的信號(hào)。此外，線路越短，可以(特別是使用諸如離散多音調(diào)(dmt)等技術(shù))可靠地發(fā)送信號(hào)的頻率范圍越大。因此，隨著接入網(wǎng)的發(fā)展，電信網(wǎng)絡(luò)提供商已經(jīng)將它們的光纖基礎(chǔ)設(shè)施向外擴(kuò)展到接入網(wǎng)的邊緣，使得到最終用戶訂戶的每個(gè)連接(所述連接仍然通常通過金屬絞合線對來提供)的最后部分的長度越來越短，相應(yīng)地導(dǎo)致通過日益變短的絞合金屬線對連接的越來越大的帶寬潛力，而不必承擔(dān)向每個(gè)訂戶安裝新的光纖連接的費(fèi)用。

然而，使用高頻信號(hào)的問題是在存在承載彼此接近的類似的高頻信號(hào)的多于一個(gè)金屬對的情況下，稱為串?dāng)_的現(xiàn)象可以導(dǎo)致顯著的干擾，以降低線路承載高帶寬信號(hào)的有效性。簡單來說，來自一條線的信號(hào)可以“泄漏”到承載相似信號(hào)的附近的線路上，并表現(xiàn)為另一條線路的噪聲。盡管即使在相對低的頻率下串?dāng)_是已知的問題，但是這種效應(yīng)的幅度趨于隨著頻率而增加到這樣的程度，即在超過幾十兆赫茲的頻率(取決于所討論的線路的長度)處，間接耦合(例如從第二條線路的近端到第一條線路的遠(yuǎn)端)可以與直接耦合(例如，從第一條線路的近端到第一條線路的遠(yuǎn)端)一樣大。

為了減輕由串?dāng)_引起的問題(特別是，眾所周知的遠(yuǎn)端串?dāng)_或“fext”)，已經(jīng)開發(fā)了一種稱為矢量化的技術(shù)，其中，使用通過串?dāng)_線路發(fā)送的信號(hào)的知識(shí)來減小串?dāng)_的影響。在典型情況下，單個(gè)dslam用作多條串?dāng)_線路上的多個(gè)下游信號(hào)的共同發(fā)生器，并且還用作來自相同多條串?dāng)_線路的多個(gè)上游信號(hào)的共同接收器，其中，線路中的每條終止于單個(gè)客戶駐地設(shè)備(cpe)調(diào)制解調(diào)器，使得在線路的cpe端處不可能進(jìn)行通用處理。在這種情況下，下游信號(hào)被預(yù)失真以補(bǔ)償在相鄰串?dāng)_線路上發(fā)送的串?dāng)_信號(hào)的預(yù)期效果，使得在cpe設(shè)備的接收處，所接收到的信號(hào)類似于沒有串?dāng)_信號(hào)在串?dāng)_線路上傳輸?shù)那闆r下將接收到的信號(hào)。另一方面，上游信號(hào)在共同接收器(dslam)處被接收之后被后失真(或以等同于它們已經(jīng)被后失真的方式檢測)，以考慮在它們的傳輸期間已經(jīng)泄漏到信號(hào)中的串?dāng)_的影響。

這種矢量化技術(shù)可以非常成功地處理間接耦合明顯弱于直接耦合的情況。然而，由于直接耦合和間接耦合的相對強(qiáng)度彼此接近，所以矢量化不太能夠有效地起作用。

wo2008/005507描述了一種用于執(zhí)行自適應(yīng)多載波碼分多址(自適應(yīng)mc-cdma或amc-cdma)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)特別適用于通過旨在承載電力的線路傳輸數(shù)據(jù)的電力線傳輸系統(tǒng)。這樣的系統(tǒng)可以具有通過公共傳輸介質(zhì)(電力線)彼此連接的許多設(shè)備，對于公共傳輸介質(zhì)(電力線)，如作為常規(guī)電話接入網(wǎng)的情況，不可能通過專用的相應(yīng)的線對將信號(hào)從一個(gè)收發(fā)器發(fā)送到另一個(gè)收發(fā)器。這種傳輸介質(zhì)受到連續(xù)變化的條件的影響。因此，系統(tǒng)amc-cdma適于使用mc-cdma調(diào)制方法允許位加載的快速變化。

us2005/002441描述了一種用于通過vdsl鏈路傳輸數(shù)據(jù)的多載波碼分多址傳輸技術(shù)，所述vdsl鏈路包括兩個(gè)協(xié)作的vdsl調(diào)制解調(diào)器之間的單個(gè)絞合銅線對連接。使用cdma的缺點(diǎn)是通過同時(shí)發(fā)送與不同數(shù)據(jù)位相關(guān)聯(lián)的多個(gè)碼片(chip)來減輕要發(fā)送的每個(gè)數(shù)據(jù)位所需的多個(gè)碼片。為此，本發(fā)明人將其方案稱為多碼多載波碼分多址(或mcmc-cdma)。通過其它相鄰線路傳輸?shù)男盘?hào)導(dǎo)致被視為噪聲的fext，因?yàn)樗c通過連接協(xié)作的mcmc-cdma調(diào)制解調(diào)器的線路傳輸?shù)男盘?hào)無關(guān)。

tangc等人的“multipleusersadaptivemodulationschemesformc-cdma”[于2004年11月29日發(fā)表于globaltelecommunicationsconference,2004,globecom’04,ieeedallas,tx,usa29nov–3dec2004,picataway,nj,usapages3823-3827xp010758452,isbn:978-0-7803-8794-2]描述了在無線系統(tǒng)的頻率選擇衰落信道下(即，通過空中接口)使用mc-cdma。本文研究了該主題，并提出了一種配置，所述配置不僅允許多個(gè)用戶采用自適應(yīng)調(diào)制，而且還導(dǎo)致等效的子載波概念，所述等效的子載波概念使得一組子載波由常規(guī)ofdm調(diào)制解調(diào)器的等效子載波來表示，從而允許最初為ofdm開發(fā)的各種強(qiáng)大的比特/功率加載方案被直接部署到mc-cdma。

由愛立信申請的wo2013026479提出了在這種情況下(即，對于給定線路間接耦合與直接耦合相當(dāng)?shù)那闆r下)發(fā)送信號(hào)的方法，所述方法涉及將旨在由單個(gè)cpe設(shè)備(第一cpe設(shè)備)接收的信號(hào)發(fā)送到直接耦合到第一cpe設(shè)備的線路上以及僅間接耦合到第一cpe設(shè)備(其直接耦合到第二cpe設(shè)備)的串?dāng)_線路上。使用時(shí)分復(fù)用(tdm)方法使數(shù)據(jù)能夠(在不同的時(shí)隙中)被發(fā)送到兩個(gè)相應(yīng)的cpe設(shè)備(其中，數(shù)據(jù)一次同時(shí)通過兩條線被發(fā)送到cpe設(shè)備中的僅一個(gè)cpe設(shè)備)。為了確保兩個(gè)信號(hào)在接收cpe設(shè)備處相長干擾，在通過一條線路發(fā)送信號(hào)以考慮直接耦合路徑相對于間接耦合路徑的變化之前，通過另一條線路發(fā)送的同一信號(hào)被預(yù)失真(例如，以引入延遲和/或相位變化)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種從發(fā)送器設(shè)備向多個(gè)接收器設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)的方法，接收器設(shè)備中的每一個(gè)經(jīng)由相應(yīng)的絞合金屬線對連接到發(fā)送器設(shè)備，該方法包括以下步驟：將公共信號(hào)發(fā)送到相應(yīng)的線對的全部或兩者上；以及使用多址技術(shù)使得能夠生成相應(yīng)的虛擬數(shù)據(jù)信道，以經(jīng)由其各自的相應(yīng)的虛擬數(shù)據(jù)信道將數(shù)據(jù)從發(fā)送器設(shè)備發(fā)送到接收器設(shè)備中的每一個(gè)。

以這種方式，所述一組絞合金屬線對成為“公共”共享信道，多個(gè)虛擬信道被疊加在該“公共”共享信道之上(即，虛擬信道被疊加在下層的公共共享信道之上)。然而，有趣的是觀察到，該“公共”共享信道由在每個(gè)接收器設(shè)備處組合在一起的多個(gè)不同的子信道組成(例如，通過絞合金屬線對將發(fā)送器直接連接到相應(yīng)的接收器的單個(gè)直接路徑信道，以及經(jīng)由連接在發(fā)送器和接收器中的另一個(gè)接收器之間的至少一個(gè)絞合金屬線對從發(fā)送器到接收器的一個(gè)或更多個(gè)間接串?dāng)_路徑)。因此，“公共”共享信道以下被稱為包括直接路徑子信道和間接路徑子信道的組合的復(fù)合信道。

本發(fā)明的該方面區(qū)別于與在用于傳輸數(shù)據(jù)的信道的物理環(huán)境本質(zhì)上是共享物理信道(即，沒有空間分集)的環(huán)境中使用mc-cdma技術(shù)相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)，諸如，wo2008/005507，其涉及其中信道由用戶住宅電力電纜布線形成的電力線系統(tǒng)，us2005/002441，其涉及兩個(gè)調(diào)制解調(diào)器之間的單個(gè)絞合銅線對連接，以及tangc等人的上述mc-cdma論文，其中，信道是空中無線信道，由于其在其中單個(gè)發(fā)送器設(shè)備中的每一個(gè)經(jīng)由各自的相應(yīng)的絞合金屬線對連接/信道連接到多個(gè)接收器設(shè)備的環(huán)境中使用。本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，由于特別是在較高頻率下的串?dāng)_的影響，試圖維持信道的獨(dú)立性以繼續(xù)利用它們作為獨(dú)立隔離信道的成本(在功率方面并且因此在對抗串?dāng)_效應(yīng)(例如通過矢量化)時(shí)消耗的帶寬方面)較高頻率下變得過高，并且因此更好的解決方案是將單獨(dú)的信道視為單個(gè)復(fù)合信道。在這一點(diǎn)上，然后必須考慮的一點(diǎn)是如何最好地利用由其中的每一個(gè)都連接到相應(yīng)的接收器的多個(gè)空間多樣絞合銅線對連接形成的單個(gè)公共復(fù)合信道，并且本發(fā)明的第一方面的解決方案是將公共信號(hào)發(fā)送到所有多個(gè)絞合金屬線對連接并且使用諸如mc-cdma的多址技術(shù)，以使得不同的數(shù)據(jù)能夠被發(fā)送到不同的接收器。

由于從發(fā)送器到每個(gè)相應(yīng)的接收器的各個(gè)子信道在每個(gè)接收器處(通常)將是不同的，并且另外，子信道組合的方式(其中，一些子通道傾向于相互相長干擾，而其它子通道傾向于相互相消干擾)逐個(gè)接收器也將不同，所以復(fù)合信道在每個(gè)接收器處(通常)將是不同的。此外，每個(gè)接收器的復(fù)合信道另外將隨頻率變化，并且頻率的變化(通常)也將逐接收器而不同。以這種方式，復(fù)合頻道在一個(gè)頻率下對于一個(gè)接收器來說可能是“好的”，而在同一頻率下對于另一個(gè)接收器來說是可能是“壞的”。復(fù)合信道的質(zhì)量也可以隨時(shí)間變化，然而，對于由絞合金屬線對形成的路徑上形成的信道而言隨時(shí)間的這種變化趨向于比通過無線信道形成的信道更不重要，并且因此出于為了本發(fā)明的目的，隨時(shí)間的這種變化在很大程度上被忽視。在一些優(yōu)選實(shí)施方式中，復(fù)合信道的新的測量被不時(shí)地獲取，并且僅當(dāng)(新的)測量指示由于這種重新配置將導(dǎo)致顯著改進(jìn)(因?yàn)閺?fù)合信道已經(jīng)由于執(zhí)行最后的重新配置而顯著地充分變化)時(shí)，才重新配置多址配置。

優(yōu)選地，公共信號(hào)是離散多音調(diào)信號(hào)，其中，每個(gè)音調(diào)的調(diào)制電平可以改變。此外，進(jìn)一步優(yōu)選的是，根據(jù)針對給定的音調(diào)在不同接收器設(shè)備處接收的信號(hào)的接收信噪比的差異，對于去往不同的接收器設(shè)備、在給定音調(diào)內(nèi)的公共信號(hào)內(nèi)發(fā)送的數(shù)據(jù)使用不同的調(diào)制電平。例如，如果第一接收器確定dmt信號(hào)應(yīng)當(dāng)能夠以足夠的精度被成功地檢測到，以允許以特定音調(diào)可靠地接收x比特的數(shù)據(jù)，而第二接收器確定相同的dmt信號(hào)應(yīng)當(dāng)能夠以足夠的精度被成功地檢測到，以允許在該音調(diào)中可靠地接收y比特的數(shù)據(jù)(每幀)，其中，y不等于x，則優(yōu)選的是，如果發(fā)送器能夠以下述方式組合數(shù)據(jù)：通過使用調(diào)制技術(shù)，發(fā)送到第一接收器的數(shù)據(jù)量取決于x，而發(fā)送到第二接收器的數(shù)據(jù)量取決于y，所述調(diào)制技術(shù)利用取決于x的調(diào)制電平對第一接收器的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，并且使用調(diào)制技術(shù)對要被發(fā)送到第二接收器的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，所述調(diào)制技術(shù)利用取決于y的調(diào)制電平對要被發(fā)送到第二接收器的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制。例如，調(diào)制可以包含從調(diào)制星座內(nèi)選擇星座點(diǎn)，并且調(diào)制電平可以與調(diào)制星座內(nèi)的不同的星座點(diǎn)的數(shù)量對應(yīng)(或更具體地，與其以2為底的對數(shù)對應(yīng))。使用tdma方法，這簡單地需要根據(jù)時(shí)隙從不同的調(diào)制星座選擇，類似地對于不同音調(diào)被分配給不同接收器的fdma，它需要從適合于已經(jīng)分配了音調(diào)的接收器的調(diào)制星座選擇。在使用cdma方法的情況下，使用針對每個(gè)接收器和每個(gè)音調(diào)的適當(dāng)調(diào)制星座對不同接收器的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，并且然后將調(diào)制值組合成多個(gè)碼片，以針對不同的接收器使用不同的擴(kuò)頻碼在各個(gè)音調(diào)上進(jìn)行傳輸。

由于復(fù)合信道的質(zhì)量對于不同的接收器以不同的頻率變化，盡管一般情況下可以使用任何類型的多址技術(shù)(例如，時(shí)分多址(tdma)技術(shù)可以被采用，其中，發(fā)送和/或接收公共信號(hào)的時(shí)間用于將信號(hào)與多個(gè)預(yù)定時(shí)隙中的一個(gè)時(shí)隙相關(guān)聯(lián)-這可以以與包括多個(gè)時(shí)隙的“幀”相關(guān)聯(lián)的周期性定期重復(fù)-并且在特定時(shí)隙內(nèi)的信號(hào)中承載的數(shù)據(jù)可以根據(jù)給接收器的時(shí)隙的預(yù)定分配與特定接收器相關(guān)聯(lián))，在一些情況下使用頻分多址(fdma)是有利的。fdma(相比于(over)比如說tdma)的優(yōu)點(diǎn)的原因在于可以利用隨頻率和接收器二者的復(fù)合信道質(zhì)量的變化。

例如，如果在為了例示性目的而選擇的簡單示例中，系統(tǒng)包括單個(gè)發(fā)送器(例如，諸如數(shù)字用戶線接入多路復(fù)用器(dslam)的接入節(jié)點(diǎn)(an))和兩個(gè)接收器a和b(例如，dsl或g.fast調(diào)制解調(diào)器)，每個(gè)接收器通過單個(gè)絞合金屬線對連接連接到發(fā)送器，并且其中，所述發(fā)送器使用正交頻分調(diào)制(ofdm)或離散多音調(diào)(dmt)調(diào)制方案將公共信號(hào)發(fā)送到兩個(gè)絞合金屬線對，如果a基于信道測量確定，特定音調(diào)x可以支持每符號(hào)4比特，而第二音調(diào)y只能支持每符號(hào)2比特，而b確定音調(diào)x只能支持每符號(hào)2比特而音調(diào)y可以支持每符號(hào)4比特，則可以通過音調(diào)x發(fā)送的數(shù)據(jù)被指定為專用于接收器a，而通過音調(diào)y發(fā)送的數(shù)據(jù)可以被指定為專用于接收器b。以這種方式，a和b二者都將關(guān)于音調(diào)x和y組合以每符號(hào)4比特接收數(shù)據(jù)，而如果使用tdma，則對于每個(gè)接收器可以利用50％的占空比(即，接收器a的一個(gè)符號(hào)，緊接著是接收器b的一個(gè)符號(hào)等)實(shí)現(xiàn)的最佳效果對于音調(diào)x和y組合而言將為每符號(hào)6/2＝3比特(假設(shè)從一個(gè)符號(hào)到另一個(gè)符號(hào)改變調(diào)制的復(fù)雜度可以由an處理)。

cdma技術(shù)特別是在信道的質(zhì)量在不同的音調(diào)隨時(shí)間而變化時(shí)也可以是有用的。在這樣的環(huán)境中，就系統(tǒng)嘗試每符號(hào)和每音調(diào)發(fā)送多少比特而言，通常必須是相當(dāng)保守的。使用多載波cdma(mc_cdma)，該信號(hào)可以有效地分散在多個(gè)不同的音調(diào)上，并且如果一個(gè)音調(diào)的質(zhì)量惡化，但是通過提高另一個(gè)音調(diào)的質(zhì)量來補(bǔ)償，則提供的平均整體質(zhì)量保持恒定，通信不受影響。下面描述的實(shí)施方式更詳細(xì)地解釋如何使用mc-cdma。

由于上述原因，盡管可以采用任何多址技術(shù)，但優(yōu)選使用頻分多址(fdma)技術(shù)或碼分多址(cdma)技術(shù)。

當(dāng)使用fdma技術(shù)時(shí)，有利的是采用智能音調(diào)分配技術(shù)，所述智能音調(diào)分配技術(shù)以嘗試使達(dá)到最差數(shù)據(jù)速率的接收器的總數(shù)據(jù)速率和數(shù)據(jù)速率二者最大化的方式向接收器分配音調(diào)。以下參照具體實(shí)施方式更詳細(xì)地描述一種這樣的智能音調(diào)分配技術(shù)的示例。

注意，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，本發(fā)明的第一方面的方法(以下稱為“組合直接和間接信道模式”或“組合信道模式”或“ccm”)僅在可用于通過金屬線對連接進(jìn)行通信的可用頻譜的預(yù)定(優(yōu)選地，上)部分中采用。優(yōu)選地，這通過分配某些音調(diào)以在ccm模式下操作來完成，而其它音調(diào)在諸如矢量化的dmt的另一操作模式下操作。優(yōu)選地，僅在高于截止頻率的頻譜的預(yù)定上部分(以下稱為“ccm截止頻率”)中采用ccm，以及在低于截止頻率的可用頻譜的下部分中，使用諸如矢量化dmt的另選模式。還要注意，在一些實(shí)施方式中，ccm僅用于在“下游”方向(即，從單個(gè)發(fā)送器到多個(gè)接收器)發(fā)送數(shù)據(jù)；在這樣的實(shí)施方式中，僅在低于ccm截止頻率的頻率中發(fā)送上游信號(hào)。優(yōu)選地，采用動(dòng)態(tài)和靈活的技術(shù)來確定要使用的ccm截止頻率。可以合理地假設(shè)(一般來說)矢量化技術(shù)能夠很好地發(fā)揮作用到串?dāng)_耦合開始變成幾乎(about)與直接耦合一樣大的頻率范圍，但是隨后越來越大的頻率變得越來越低效(在給定傳輸功率電平的頻譜效率方面)。然而，組合信道模式(ccm)布置的頻譜效率在較高頻率下不會(huì)如此快速地降低。優(yōu)選地，該技術(shù)涉及在不同頻率下測量信道質(zhì)量，并且其中，訓(xùn)練信號(hào)通過不同的絞合金屬線對來發(fā)送，使得可以評估各種串?dāng)_耦合的評估，并且其中，基于這些測量以尋求使使用低于ccm截止頻率的矢量化dsl和高于ccm截止頻率的ccm的系統(tǒng)的總頻譜效率最大化的方式來進(jìn)行ccm截止頻率的選擇。在一些實(shí)施方式中，這可以通過選擇如下頻率(或音調(diào))作為ccm截止頻率或截止音調(diào)來實(shí)現(xiàn)，在所述頻率(或音調(diào))處具有高于截止頻率(或高于截止音調(diào)的頻率)的頻率的所有音調(diào)被評估為當(dāng)以矢量化dmt模式操作時(shí)能夠承載少于預(yù)定數(shù)量的比特(或高于該頻率超過預(yù)定比例的音調(diào)被評估為能夠承載小于預(yù)定數(shù)量的音調(diào)的頻率，或高于該頻率所估計(jì)的每音調(diào)的比特的平均(或其它平均)數(shù)量低于某一預(yù)定數(shù)量的頻率等)。

本發(fā)明的其它方面涉及特別是以調(diào)制解調(diào)器(諸如，終端用戶調(diào)制解調(diào)器和接入節(jié)點(diǎn)(an)(諸如，數(shù)字用戶線接入多路復(fù)用器(dslam))，特別是可操作以根據(jù)g.fast協(xié)議進(jìn)行通信并且跨下降點(diǎn)和用戶場所之間延伸的短絞合金屬線對(或一組線對)可部署，使得絞合金屬線對具有小于500米并且最優(yōu)選約250米或更小的長度的這樣的調(diào)制解調(diào)器)的形式執(zhí)行該方法的裝置。另一方面涉及用于使一個(gè)調(diào)制解調(diào)器或多個(gè)調(diào)制解調(diào)器執(zhí)行本發(fā)明的第一方面的方法的處理器可執(zhí)行指令；類似地，另一方面涉及載體介質(zhì)(特別是諸如光或磁存儲(chǔ)設(shè)備(諸如，軟盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器、cd或dvd)或諸如ssd驅(qū)動(dòng)器或usb拇指驅(qū)動(dòng)器的固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備等的非暫時(shí)性載體介質(zhì))。

因此，本發(fā)明的第二方面涉及一種發(fā)送器，所述發(fā)送器用于經(jīng)由相應(yīng)的第一線連接和第二線連接將數(shù)據(jù)發(fā)送到至少第一接收器設(shè)備和第二接收器設(shè)備，所述第一線連接和第二線連接使用在所述線連接之間存在顯著的間接耦合的頻率處采用的離散多音調(diào)通信方法將每個(gè)相應(yīng)的接收器設(shè)備直接連接到發(fā)送器設(shè)備，所述發(fā)送器設(shè)備包括：用于將要發(fā)送到所述第一接收器的第一組數(shù)據(jù)和要發(fā)送到第二接收器的第二組數(shù)據(jù)組合成單個(gè)公共離散多音調(diào)信號(hào)的數(shù)據(jù)組合器；以及用于利用公共信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一線連接和第二線連接的線路驅(qū)動(dòng)器。

第三方面涉及一種接收器設(shè)備，所述接收器設(shè)備用于從根據(jù)第二方面的發(fā)送器接收通過線連接發(fā)送到該接收器設(shè)備的數(shù)據(jù)，該接收器包括：用于接收公共離散多音調(diào)信號(hào)的接收器；以及數(shù)據(jù)提取器，所述數(shù)據(jù)提取器用于從公共信號(hào)提取由發(fā)送器發(fā)送的、用于在接收器設(shè)備處接收的第一組數(shù)據(jù)。在一些優(yōu)選實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)提取器包括解擴(kuò)器模塊，所述解擴(kuò)器模塊用于根據(jù)碼分多址技術(shù)對接收到的信號(hào)進(jìn)行解擴(kuò)操作。在另選優(yōu)選實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)提取器包括音調(diào)選擇器，所述音調(diào)選擇器用于基于由發(fā)送器指定的給接收器的音調(diào)的預(yù)定分配來選擇由接收器檢測并與不同的音調(diào)相關(guān)聯(lián)的值的子集。

附圖說明

為了可以更好地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將參照附圖僅以示例方式描述其實(shí)施方式，在附圖中：

圖1是示出分配點(diǎn)單元(dpu)以及兩個(gè)客戶駐地的示例寬帶連接部署的示意圖，所述兩個(gè)客戶駐地具有經(jīng)由相應(yīng)的絞合金屬線對(tmp)連接)連接到dpu的相關(guān)客戶駐地設(shè)備(cpe)調(diào)制解調(diào)器；

圖2是例示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式操作的調(diào)制解調(diào)器到調(diào)制解調(diào)器連接中的主要部件的示意性框圖；

圖3是例示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式操作的調(diào)制解調(diào)器到調(diào)制解調(diào)器連接中的主要部件的、類似于圖2的示意性框圖；

圖4是例示出由圖3中的控制器單元執(zhí)行的控制步驟的流程圖；

圖5是例示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式操作的調(diào)制解調(diào)器到調(diào)制解調(diào)器連接中的主要部件的、類似于圖2和圖3的示意性框圖；以及

圖6是例示出由圖5中的控制器單元執(zhí)行的控制步驟的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1概括地例示出了可以采用本發(fā)明的實(shí)施方式的示例寬帶部署。如圖1所示，示例部署包括分配點(diǎn)單元(dpu)10，所述dpu10經(jīng)由相應(yīng)的絞合金屬線對(tmp)連接21、22連接到兩個(gè)用戶駐地31、32(在該示例中其為單個(gè)房屋30內(nèi)的公寓)，所述tmp連接21、22經(jīng)由相應(yīng)的客戶駐地31、32內(nèi)的相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)終端點(diǎn)41、42連接在dpu10內(nèi)的接入節(jié)點(diǎn)(an)16(例如，數(shù)字用戶線接入復(fù)用器(dslam))和相應(yīng)的客戶駐地31、32內(nèi)的相應(yīng)的客戶駐地設(shè)備(cpe)調(diào)制解調(diào)器51、52之間。dpu10還包括：光網(wǎng)絡(luò)終端(ont)設(shè)備14，所述ont設(shè)備經(jīng)由光纖連接(諸如，無源光纖網(wǎng)絡(luò)(pon))提供從dpu10到本地交換局建筑物的回程連接；以及控制器12，所述控制器12協(xié)調(diào)an16和ont14之間的通信，并且可以執(zhí)行一些管理功能(諸如，與遠(yuǎn)程持久性管理代理(pma)進(jìn)行通信)。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，涉及來自分配點(diǎn)的光纖回程連接和從分配點(diǎn)到客戶駐地的絞合金屬線對連接的所例示出的部署正是g.fast標(biāo)準(zhǔn)旨在是適用的這種部署。在這種情況下，tmp連接可能短到幾百米或更短(例如，可能僅幾十米)，并且因此可以使用非常高頻率的信號(hào)(例如，高達(dá)幾百兆赫茲)來通過短tmp進(jìn)行通信，因?yàn)橛捎诰€路短，所以高頻信號(hào)的衰減不足以阻止它們承載有用的信息。然而，在這樣的高頻率下串?dāng)_成為重要的問題。這顯然尤其將是這種情況，其中串?dāng)_線路在它們的部分長度上彼此并排地行進(jìn)(如圖1所例示的情況)；然而，即使在線路僅對于其總長度的非常小的一部分(例如，僅在離開dpu10時(shí))彼此靠近的情況下，串?dāng)_在高頻(例如超過80mhz)下仍然是一個(gè)問題。g.fast目前提出在存在串?dāng)_線路的所有頻率下簡單地使用矢量化技術(shù)，以減輕串?dāng)_效應(yīng)。然而，本發(fā)明的實(shí)施方式使用另選技術(shù)來減輕串?dāng)_效應(yīng)。

第一實(shí)施方式

現(xiàn)在參照圖2，示出了根據(jù)被選擇以例示出所述方法的基本原理的第一簡單實(shí)施方式的an16和cpe調(diào)制解調(diào)器51、52內(nèi)的主要部件的示意性例示，允許使用與串?dāng)_效應(yīng)相關(guān)聯(lián)的間接信道，而不是簡單地通過采用矢量化技術(shù)來減輕。

如圖所示，根據(jù)圖2所例示的實(shí)施方式的an16包括第一數(shù)據(jù)源和第二數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)編碼器和串并轉(zhuǎn)換器(dsdesp)模塊1611和1612。這些基本上是dsl調(diào)制解調(diào)器中的常規(guī)功能，并且在這里除了指出其輸出是一組數(shù)據(jù)值d1-dm之外將不再進(jìn)一步描述，每個(gè)數(shù)據(jù)值可以被映射到一個(gè)或更多個(gè)比特的集合以及被映射到與要在上面發(fā)送數(shù)據(jù)值的相應(yīng)音調(diào)相關(guān)聯(lián)的調(diào)制信號(hào)星座內(nèi)的點(diǎn)二者。例如，如果確定音調(diào)t1能夠承載3比特?cái)?shù)據(jù)，則相應(yīng)的數(shù)據(jù)值將被設(shè)置為2³＝8個(gè)不同的值(例如，被設(shè)置為0到7之間的十進(jìn)制數(shù))中的一個(gè)值，所述值中的每一個(gè)與具有8個(gè)不同星座點(diǎn)的相關(guān)信號(hào)星座內(nèi)的不同的星座點(diǎn)對應(yīng)。單個(gè)符號(hào)的數(shù)據(jù)值可以被認(rèn)為是形成數(shù)據(jù)值的矢量(對于每個(gè)數(shù)據(jù)-攜帶音調(diào)一個(gè))，并且一起承載要被發(fā)送到與各個(gè)終端用戶調(diào)制解調(diào)器51、52相關(guān)聯(lián)的終端用戶的用戶數(shù)據(jù)連同任何開銷數(shù)據(jù)(例如，前向糾錯(cuò)數(shù)據(jù)等)。

還要注意，由于本實(shí)施方式采用碼分多址(cdma)，所以每個(gè)dsdesp模塊1611、1612生成針對每個(gè)音調(diào)的數(shù)據(jù)值，使得兩個(gè)模塊1611、1612生成用于通過音調(diào)1發(fā)送的數(shù)據(jù)值(例如，d1¹和d1²)。這些數(shù)據(jù)值不一定與下面將更詳細(xì)地解釋的相同數(shù)量的比特有關(guān)。例如，可能的是，調(diào)制解調(diào)器51可以確定音調(diào)1能夠支持每符號(hào)3比特，而調(diào)制解調(diào)器52可以確定音調(diào)1僅能夠支持每符號(hào)2比特。在這種情況下，dsdesp1611可以生成3比特?cái)?shù)據(jù)值(例如，0到7之間的數(shù)字)，d1¹，而dsdesp1612可以生成2比特?cái)?shù)據(jù)值(例如，0到3之間的數(shù)字)。

離開每個(gè)dsdesp模塊1611、1612的數(shù)據(jù)值然后(以適當(dāng)?shù)捻樞?被傳遞到相應(yīng)的多比特電平正交幅度調(diào)制(m-qam)調(diào)制器1621、1622，所述m-qam調(diào)制器1621、1622將每個(gè)輸入數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的復(fù)數(shù)x1¹至xm¹和x1²至xm²，每個(gè)復(fù)數(shù)表示復(fù)數(shù)星座圖內(nèi)的復(fù)數(shù)點(diǎn)。例如，數(shù)字值d1¹＝7(＝111)可以被m-qam調(diào)制器1621映射到音調(diào)1的復(fù)數(shù)1-i，其中，音調(diào)1已(通過調(diào)制解調(diào)器51)被確定每個(gè)能夠承載3比特?cái)?shù)據(jù)。

然后，將這些復(fù)數(shù)x1¹至xm¹和x1²至xm²中的每一個(gè)輸入到擴(kuò)展器模塊1630(其在本實(shí)施方式中是單個(gè)公共擴(kuò)展器模塊1630)，所述擴(kuò)展器模塊1630執(zhí)行由以下等式給出的常規(guī)cdma擴(kuò)展操作：

為了生成一組“碼片”使得k個(gè)復(fù)數(shù)(對于從i＝1到i＝k的所有i)被轉(zhuǎn)換為p個(gè)碼片(對于從p＝1到p＝p的所有p)，其中，p是所使用的擴(kuò)展碼的長度，以及k是使用所采用的cdma技術(shù)復(fù)用的不同數(shù)據(jù)流的數(shù)量。對于所有m組k個(gè)(對于從m＝1到m＝m的所有m，以及從i＝1到i＝k的所有i)執(zhí)行該組合和擴(kuò)展，以生成相應(yīng)的m組p個(gè)組合和擴(kuò)展的碼片(對于從m＝1到m＝m的所有m，以及對于從p＝1到p＝p的所有p)。在本實(shí)施方式中，存在2個(gè)這樣的數(shù)據(jù)流(一個(gè)數(shù)據(jù)流針對每個(gè)終端用戶調(diào)制解調(diào)器51、52)，使得k＝2，并且所使用的擴(kuò)展碼的長度為2，使得p＝2(因此m組的復(fù)數(shù)對和被轉(zhuǎn)換成m組碼片對和)。此外，在本實(shí)施方式中，將m組碼片對和作為2個(gè)幀發(fā)送，每個(gè)幀包含m個(gè)碼片，使得原始復(fù)數(shù)隨時(shí)間而擴(kuò)展開，其中，m個(gè)碼片通過相應(yīng)的m個(gè)音調(diào)以常規(guī)的離散多音調(diào)(dmt)方式被發(fā)送。

應(yīng)當(dāng)理解，組合和擴(kuò)展的效果是將針對不同終端用戶調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)組合在一起，并且然后再次將其擴(kuò)展開，使得可以通過執(zhí)行解擴(kuò)動(dòng)作稍后被恢復(fù)。以這種方式，生成虛擬數(shù)據(jù)信道，由此雖然實(shí)際上所有相同的數(shù)據(jù)實(shí)際上都通過兩個(gè)tmp21、22發(fā)送到兩個(gè)調(diào)制解調(diào)器51、52，但是通過第一虛擬數(shù)據(jù)信道將去往第一調(diào)制解調(diào)器51的數(shù)據(jù)從第一數(shù)據(jù)源、編碼器和s/p模塊1611發(fā)送到第一調(diào)制解調(diào)器51，并且將去往第二調(diào)制解調(diào)器52的數(shù)據(jù)通過第二虛擬數(shù)據(jù)信道從第二數(shù)據(jù)源、編碼器和s/p模塊1612發(fā)送到第二調(diào)制解調(diào)器52。利用簡單的數(shù)值示例(忽略暫時(shí)在通過信道的傳輸期間傳遞給所述發(fā)送的信號(hào)的噪聲的影響)，可以很容易地證明實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的眾所周知的cdma原理，因此：

在本實(shí)施方式中考慮使用以下擴(kuò)展碼{1，1}和{1，-1}；換言之，還要考慮到對于單音(音調(diào)1)，我們使復(fù)數(shù)值1+i被發(fā)送到調(diào)制解調(diào)器以及使復(fù)數(shù)值-i被發(fā)送到調(diào)制解調(diào)器在組合和擴(kuò)展之后，它們被轉(zhuǎn)換為兩個(gè)碼片和然后，這兩個(gè)碼片在兩個(gè)單獨(dú)的幀中被發(fā)送(經(jīng)由ifft模擬前端信道等，下面將簡要討論)，并且一旦它們已經(jīng)被接收到，就在調(diào)制解調(diào)器51、52中執(zhí)行解擴(kuò)操作，調(diào)制解調(diào)器51使用擴(kuò)展碼{1，1}以及調(diào)制解調(diào)器52使用擴(kuò)展碼{1，-1}，以使用來恢復(fù)數(shù)據(jù)，其中，在m＝i＝1(第一音調(diào)用于第一接收器-調(diào)制解調(diào)器51)時(shí)使得在調(diào)制解調(diào)器51中(或在適當(dāng)?shù)臍w一化之后的)，而在m＝1，i＝2(第一音調(diào)用于第二接收器，調(diào)制解調(diào)器52)時(shí)在調(diào)制解調(diào)器52中(或在適當(dāng)?shù)臍w一化之后的)。

一旦以上述方式生成碼片，剩余的處理就是常規(guī)的并且與本發(fā)明無關(guān)。因此，在正交頻分復(fù)用(ofdm)/dmt系統(tǒng)中，適當(dāng)生成的碼片從擴(kuò)展器模塊1630傳遞到快速傅里葉逆變換(ifft)模塊1640，以用于以正常方式將針對單個(gè)幀的多個(gè)碼片轉(zhuǎn)換為組合的正交時(shí)域信號(hào)。然后，時(shí)域信號(hào)由合適的模擬前端(afe)模塊1650再次以包括任何正常常規(guī)方式的任何合適的這種方式進(jìn)行處理。順便值得注意的是，在本實(shí)施方式中，僅使用單個(gè)afe模塊1650，但是當(dāng)然也可以使用兩個(gè)不同的afe模塊，針對每個(gè)tmp21、22一個(gè)afe模塊；注意，在通過多個(gè)tmp連接要被發(fā)送的公共信號(hào)由單個(gè)公共afe處理的實(shí)施方式中(如在本實(shí)施方式中)，產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)在于，發(fā)送到單獨(dú)的tmp連接上的所獲得的信號(hào)將趨向于比在它們已被單獨(dú)的afe模塊預(yù)處理時(shí)更相似(由于構(gòu)成afe模塊的模擬組件中的不可避免的小差異)。無論如何，在本實(shí)施方式中，在由afe模塊1650進(jìn)行處理之后，所獲得的模擬信號(hào)經(jīng)由耦合器裝置2000共同地被發(fā)送到兩個(gè)tmp連接21、22上，該耦合器裝置2000簡單地將兩個(gè)tmp連接21、22耦合到公共afe模塊1650。

在通過tmp連接21、22的傳輸期間，將根據(jù)信道的信道響應(yīng)并且由于撞擊到連接上的外部噪聲而以正常方式修改信號(hào)。具體地，兩個(gè)直接信道(所述直接信道是從發(fā)送器16經(jīng)由tmp21到調(diào)制解調(diào)器51的一個(gè)直接信道以及從發(fā)送器16經(jīng)由tmp22到調(diào)制解調(diào)器52的一個(gè)直接信道)之間將存在串?dāng)_(并且最尤其是遠(yuǎn)端串?dāng)_)，導(dǎo)致在調(diào)制解調(diào)器51和52處從間接信道接收信號(hào)(例如，被發(fā)送到tmp21上但在調(diào)制解調(diào)器52處被接收的信號(hào)以及被發(fā)送到tmp22上但在調(diào)制解調(diào)器51處被接收的信號(hào))。然而，由于相同的公共信號(hào)被發(fā)送到兩個(gè)tmp連接上，所以每個(gè)接收器/調(diào)制解調(diào)器51、52處的凈效應(yīng)是單個(gè)組合(直接和間接)信道的凈效應(yīng)，并且可以由接收器/調(diào)制解調(diào)器51、52以正常的方式(好像不存在串?dāng)_干擾一樣)進(jìn)行評估和考慮。實(shí)際上，通常，與沒有間接接收的信號(hào)分量(即，沒有信號(hào)被發(fā)送到另一個(gè)調(diào)制解調(diào)器52、51的直接信道22、21上)并且僅單個(gè)直接信號(hào)被發(fā)送到直接連接的tmp21、22上的情況相比，(組合的直接和間接)接收信號(hào)的間接接收分量可以增加針對給定的調(diào)制解調(diào)器51、52的接收信號(hào)的snr。

在通過tmp連接21、22傳遞之后，該信號(hào)在模擬前端(afe)模塊5150、5250處(由調(diào)制解調(diào)器51、52兩者)接收，該afe模塊5150、5250執(zhí)行通常的模擬前端處理。然后，將由此處理的信號(hào)傳遞到快速傅立葉變換(fft)模塊5140、5240，所述fft模塊5140、5240執(zhí)行接收信號(hào)從時(shí)域到頻域的通常變換。然后，離開fft模塊5140、5240的信號(hào)在本實(shí)施方式中被傳遞到頻域均衡器(feq)模塊5160、5260。這種頻域均衡器模塊的操作在本領(lǐng)域中是公知的，并且因此本文不再進(jìn)一步描述。然而，應(yīng)當(dāng)注意，這里可以(諸如，使用簡單的時(shí)域線性均衡器、判決反饋均衡器等)執(zhí)行任何類型的均衡。對于ofdm系統(tǒng)中的均衡的更多信息，讀者請參考：“zero-forcingfrequency-domainequalizationforgeneralizeddmttransceiverswithinsufficientguardinterval”bytanjakarp,steffentrautmann,norbertj.fliege,eurasipjournalonappliedsignalprocessing2004:10,1446–1459。

一旦接收信號(hào)已經(jīng)通過afe、fft和feq模塊，除了將會(huì)有在an和調(diào)制解調(diào)器51、52之間傳輸信號(hào)期間由信道的不完全均衡產(chǎn)生的某種程度的誤差和撞擊到線路上的外部噪聲的影響之外，得到的信號(hào)至以及至就應(yīng)該類似于在an16中呈現(xiàn)給ifft模塊的碼片該誤差通常逐個(gè)接收調(diào)制解調(diào)器而不同。這可以在數(shù)學(xué)上表示為和其中，是由在調(diào)制解調(diào)器51處接收的信號(hào)通過afe5150、fft5140和feq5160的組合處理而產(chǎn)生的值與碼片之間的誤差，并且不一定等于第二調(diào)制解調(diào)器52的相應(yīng)誤差然后，這些針對調(diào)制解調(diào)器51的接收到的值至和針對調(diào)制解調(diào)器52的接收到的值至被傳遞到它們各自的解擴(kuò)模塊5130和5230，其中，所述解擴(kuò)展模塊5130和5230執(zhí)行解擴(kuò)操作。在解擴(kuò)操作中，每個(gè)調(diào)制解調(diào)器使用其自己的擴(kuò)展碼，以恢復(fù)去往其自身的數(shù)據(jù)。在本實(shí)施方式中，發(fā)送碼片在時(shí)間上擴(kuò)展，使得需要使用在不同幀中接收的多個(gè)接收信號(hào)執(zhí)行解擴(kuò)。因此，在本實(shí)施方式中，每個(gè)解擴(kuò)模塊5130、5230緩沖接收到的值至以及至直到已經(jīng)接收到足夠值以能夠通過下式數(shù)學(xué)地描述解擴(kuò)操作：

其中，在中，i上標(biāo)指示哪個(gè)接收調(diào)制解調(diào)器正在執(zhí)行解擴(kuò)操作(因?yàn)椴煌恼{(diào)制解調(diào)器使用不同的擴(kuò)展碼)，并且p上標(biāo)指示哪個(gè)碼片(在需要一起重構(gòu)期望的復(fù)數(shù)值以由m-qam解調(diào)器模塊5120、5220進(jìn)行檢測的碼片序列內(nèi))與所述值有關(guān)(其中，在本實(shí)施方式中不同的碼片已經(jīng)在不同的時(shí)間-即在不同的幀內(nèi)被發(fā)送)。在本實(shí)施方式中，使用長度為2的擴(kuò)展碼將每個(gè)復(fù)數(shù)值x擴(kuò)展為兩個(gè)碼片，并將它們在相鄰幀中發(fā)送，使得在接收到一對幀之后，針對每個(gè)音調(diào)m的兩個(gè)接收到的和處理的值和分別乘以它們各自的擴(kuò)展碼值(即，和)，并且然后相加在一起。然后，將所獲得的解擴(kuò)信號(hào)至以及至傳遞到每個(gè)相應(yīng)的m-qam解調(diào)器模塊5120、5220，其中，根據(jù)其值為每個(gè)值選擇相應(yīng)的星座點(diǎn)(例如，通過選擇最接近由值表示的點(diǎn)的星座點(diǎn)，除非使用網(wǎng)格編碼等)。所獲得的數(shù)據(jù)值至以及至應(yīng)當(dāng)基本上(除了由誤差導(dǎo)致的一些少量的不正確檢測值之外)與原始輸入到an/發(fā)送器16內(nèi)的相應(yīng)的m-qam1621、1622的數(shù)據(jù)值d1¹至dm¹以及d1²至dm²對應(yīng)。然后，將這些值輸入到相應(yīng)的解碼器(和接收到的數(shù)據(jù)處理)模塊5110中，該解碼器模塊5110重新組裝檢測到的數(shù)據(jù)并執(zhí)行任何必要的前向糾錯(cuò)等，并且然后以正常的方式將所恢復(fù)的用戶數(shù)據(jù)呈現(xiàn)給其尋址的任何服務(wù)，從而完成該數(shù)據(jù)的成功傳輸。

第一實(shí)施方式的變型

在上述實(shí)施方式中，在an16和相應(yīng)的一對終端用戶調(diào)制解調(diào)器之間僅存在兩個(gè)tmp連接。然而，應(yīng)當(dāng)理解，該方案可以通過簡單地?cái)U(kuò)展數(shù)據(jù)源、編碼器和s/p1611、1621和m-qam調(diào)制器1621、1622模塊的集合的數(shù)量被應(yīng)用于任何數(shù)量的tmp和相應(yīng)的調(diào)制解調(diào)器，其相應(yīng)地饋入擴(kuò)展器模塊1630；此外，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的那樣，當(dāng)然需要增加相應(yīng)采用的正交擴(kuò)展碼的數(shù)目，以能夠在擴(kuò)展操作中將不同的數(shù)據(jù)集合合并在一起，也增加了在調(diào)制解調(diào)器等處執(zhí)行解擴(kuò)之前需要緩沖的幀集合的數(shù)量。

對熟練的讀者來說顯而易見的是，上述ccm模式可以被認(rèn)為是一種類型的多載波碼分多址(mc-cdma)技術(shù)。因此，顯而易見的是，已經(jīng)產(chǎn)生了“碼片”，可以在時(shí)間(如上述第一實(shí)施方式)或頻率中對它們進(jìn)行擴(kuò)展。為了在頻率上擴(kuò)展碼片，代替在每個(gè)幀中針對每個(gè)音調(diào)生成一個(gè)碼片，針對每個(gè)用戶/調(diào)制解調(diào)器相對于可用音調(diào)的數(shù)量，生成較少數(shù)據(jù)值d1¹至dm¹的組。例如，在使用為2的擴(kuò)展碼(如前所述)的兩個(gè)用戶的情況下(并且假設(shè)所有音調(diào)可以承載每音調(diào)相同數(shù)量的比特，與第一實(shí)施方式中不同)，可以為每個(gè)用戶生成如存在可用于承載數(shù)據(jù)值的音調(diào)的一半數(shù)量的數(shù)據(jù)值。一旦已經(jīng)形成碼片(針對每個(gè)數(shù)據(jù)值為兩個(gè)碼片)，則將存在用于承載的、與在其上承載所述碼片的音調(diào)完全相同數(shù)量的碼片，并且將每個(gè)碼片分配給一個(gè)音調(diào)。由于所有碼片被承載在一個(gè)幀中，所以不需要處于接收碼片在解擴(kuò)之前被緩沖的這種布置中，并且因此在這種布置中延遲減少。

另一方面，需要盡可能確保能夠承載相同數(shù)量比特的音調(diào)(從所有接收調(diào)制解調(diào)器的角度來看(盡管兩個(gè)音調(diào)可以承載的實(shí)際比特?cái)?shù)對于不同的調(diào)制解調(diào)器無需是相同的，即，如果調(diào)制解調(diào)器1確定音調(diào)1和11每個(gè)都可以承載3比特，并且調(diào)制解調(diào)器2確定音調(diào)1和11每個(gè)都可以承載2比特，則它們將成為用于承載與相同的數(shù)據(jù)矢量相關(guān)聯(lián)的兩個(gè)碼片的良好候選)。

如果有必要使用兩個(gè)音調(diào)，該兩個(gè)音調(diào)(針對至少一個(gè)接收調(diào)制解調(diào)器)它們可以承載的估計(jì)的比特?cái)?shù)不相等，則必須做出關(guān)于要執(zhí)行什么級(jí)別的調(diào)制的一些決定。然而，可能在一些情況下，例如，其中，即使給定的第一音調(diào)在常規(guī)dmt方案下只能可靠地承載假設(shè)(say)2比特，使用cdma方法實(shí)現(xiàn)的增益可以使得能夠通過當(dāng)與給定的第二音調(diào)合作時(shí)給定的第一音調(diào)的組合可靠地承載假設(shè)3比特(特別是在給定的第二音調(diào)將能夠以傳統(tǒng)的dmt方法可靠地承載3個(gè)或更多個(gè)比特?cái)?shù)據(jù)的情況下)。

第二實(shí)施方式

應(yīng)當(dāng)理解，上面參照圖2的上述實(shí)施方式以相當(dāng)粗糙的形式論證了組合的直接和間接信道傳輸方法，以例示所述基本原理。現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖3，描述了一種更復(fù)雜的實(shí)施方式，其中，使用多于一種傳輸模式，以能夠?qū)崿F(xiàn)比利用圖1所例示和上面描述的實(shí)施方式所能實(shí)現(xiàn)的更大的頻譜效率。

因此，在圖3中，其中，相同的附圖標(biāo)記已經(jīng)用于相同的部件，可以看出，圖2的擴(kuò)展器模塊1630已經(jīng)利用擴(kuò)展器/矢量化模塊1670來代替，所述擴(kuò)展器/矢量化模塊1670以下面更詳細(xì)地討論的方式執(zhí)行關(guān)于一些音調(diào)的常規(guī)矢量化和關(guān)于其余音調(diào)的擴(kuò)展。可以看到與圖2的實(shí)施方式相比的附加改變包括在該實(shí)施方式中，一對單獨(dú)的ifft模塊1641和1642代替圖2所例示的實(shí)施方式的公共ifft模塊1640，并且類似地分開的模擬前端(afe)模塊1651和1652代替圖2的公共afe模塊1650。另外，在圖3的實(shí)施方式中，因?yàn)槊總€(gè)afe1651、1652僅直接連接到其相關(guān)聯(lián)的tmp21、22，所以不需要耦合器模塊1660。在圖3中作為替代示出的是一個(gè)框，所述框指示tmp21、22的效果是產(chǎn)生關(guān)于tmp21的(組合的直接和間接)信道響應(yīng)h¹(t)＝(h1¹(t)h2¹(t))和關(guān)于tmp22的h²(t)＝(h1²(t)h2²(t))-其數(shù)學(xué)上可以被認(rèn)為是單個(gè)的組合矩陣信道響應(yīng)圖3中另外明確地示出的是分別位于an16、第一調(diào)制解調(diào)器51和第二調(diào)制解調(diào)器52內(nèi)的各種控制器1690、5190和5290。如圖3中虛線連接線所示，這些控制器能夠彼此通信(例如，如dsl技術(shù)中眾所周知的，經(jīng)由常規(guī)嵌入式操作信道(eoc))。本實(shí)施方式中所例示的控制器的主要功能是使得一方面an16和另一方面調(diào)制解調(diào)器51、52在確定和設(shè)置ccm截止頻率(下面將討論)中以及在控制訓(xùn)練信號(hào)的發(fā)送中相互配合，以使得能夠執(zhí)行正確的信道估計(jì)，如下面將參照圖4更詳細(xì)地描述的。

從圖3可以看出，從擴(kuò)展器/矢量化模塊輸出4組值(盡管實(shí)際上這些組中的兩組是相同的)。因此，輸出的最大的一組值是從c1至cm的碼片值，然后輸出一組預(yù)失真復(fù)數(shù)x′m+1¹到x′n¹，然后輸出碼片c1至cm的第二副本，并且最后輸出第二個(gè)、不同的一組預(yù)失真復(fù)數(shù)x′m+1²到x′n²。還要注意，前兩組輸出值(c1至cm和x′m+1¹至x′n¹)被傳遞到第一ifft模塊1641，而第二個(gè)兩組值(c1至cm和x′m+1²至x′n²)被傳遞到第二ifft模塊1642。

碼片c1至cm以與上述參照圖2所描述的第一實(shí)施方式相同的方式生成，而復(fù)數(shù)值x′m+1¹至x′n¹使用常規(guī)矢量化技術(shù)通過使由m-qam模塊1621輸出的值xm+1¹至xn¹預(yù)失真來生成，以基于從tmp22到tmp21上的串?dāng)_耦合程度的估計(jì)知識(shí)，以按照公知的矢量化技術(shù)完成的正常方式，考慮(在對于x′m+1²至x′n²的其自身的預(yù)失真之后)要被發(fā)送到tmp22上的信號(hào)xm+1²至xn²的影響。擴(kuò)展器/矢量化模塊1670使值xm+1²至xn²預(yù)失真，以按照類似的方式形成輸出值x′m+1²至x′n²。

在接收器中的每一個(gè)處，由afe、fft和feq模塊以正常方式處理接收到的信號(hào)，以在第一調(diào)制解調(diào)器51中分別生成音調(diào)1至m上的值至以及音調(diào)m+1至n上的至在本實(shí)施方式中，僅值至被傳遞到解擴(kuò)模塊5130，而值至被直接傳遞到m-qam解調(diào)器模塊5130。因此，可以看出，在本實(shí)施方式中，本質(zhì)上使用兩個(gè)不同的“信道”，其中，音調(diào)1至m用于ccm模式，而音調(diào)m+1至n正在以常規(guī)矢量化dsl模式被使用(注意這些可能還使用根據(jù)當(dāng)前提出的g.fast草案標(biāo)準(zhǔn)的模式等，所述g.fast草案標(biāo)準(zhǔn)在時(shí)分復(fù)用方式中采用矢量化dmt)。需要注意的一點(diǎn)是，如果(如在本實(shí)施方式中)碼片隨時(shí)間擴(kuò)展，使得在需要執(zhí)行解擴(kuò)動(dòng)作以恢復(fù)所傳輸?shù)挠脩魯?shù)據(jù)的所有碼片是可用的之前，接收和緩沖兩個(gè)(或更多個(gè))幀，根據(jù)第一實(shí)施方式，則需要an16針對ccm模式對以一半(或更小)的速率發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)度，通過矢量化dmt模式信道傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以所述速率被調(diào)度以用于傳輸。在本實(shí)施方式中，這由數(shù)據(jù)源、編碼器和s/p模塊1611、1612來處理。

另外需要注意的點(diǎn)是，對于操作的這兩種模式(矢量化dmt和ccm模式)所需的執(zhí)行信道估計(jì)的過程需要針對兩種模式略有不同地進(jìn)行。因此，在本實(shí)施方式中，控制器1690、5190和5290以下面參照圖4所述的方式進(jìn)行協(xié)作，以確定截止頻率，該截止頻率將通過指定值m來確定在ccm模式下采用哪些音調(diào)，使得在ccm模式下使用音調(diào)1到m，并且在矢量化dmt模式(或類似的模式)下使用音調(diào)m+1到n，其中，1是對于系統(tǒng)來說可用的最高頻率音調(diào)，并且n是對于系統(tǒng)來說可用的最低頻率音調(diào)。此外，控制器控制調(diào)制解調(diào)器的操作以執(zhí)行在ccm模式下操作音調(diào)1至m所需的必要信道估計(jì)。

在轉(zhuǎn)到圖4之前，還值得一提的是，盡管附圖未例示出用于執(zhí)行上游傳輸所需的部件(從調(diào)制解調(diào)器51、52到an16)，但是不言而喻，這些部件是被包括在內(nèi)而尚未被簡單地例示出，因?yàn)樗鼈兣c本實(shí)施方式無關(guān)。不過應(yīng)當(dāng)注意，上游傳輸可以或者借助于依據(jù)根據(jù)vdsl標(biāo)準(zhǔn)的dmt技術(shù)的頻分復(fù)用或者使用根據(jù)演進(jìn)的g.fast標(biāo)準(zhǔn)的當(dāng)前草案版本的tdm方法來處理。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖4，現(xiàn)在描述由控制器執(zhí)行的、用于協(xié)調(diào)an與調(diào)制解調(diào)器21、22之間的傳輸以僅針對可用音調(diào)的一部分使用ccm模式的方法。該方法在步驟s10處開始，在該方法中，調(diào)制解調(diào)器執(zhí)行常規(guī)同步，除了盡管建立了eoc信道(優(yōu)選僅使用低頻音調(diào))但是在完成常規(guī)同步時(shí)不立即輸入showtime模式之外。正常的同步過程包括執(zhí)行信道估計(jì)和對間接耦合進(jìn)行評估等，以能夠估計(jì)合適的矢量化參數(shù)等。在完成該步驟時(shí)，建立eoc信道，以使得an控制器1690能夠與調(diào)制解調(diào)器控制器5190、5290進(jìn)行通信。然后，該方法進(jìn)行到步驟s20，其中，an控制器1690確定適當(dāng)?shù)腸cm截止頻率。在本實(shí)施方式中，這通過將已被估計(jì)為能夠(由調(diào)制解調(diào)器51、52兩者)承載不超過1比特并且對于該音調(diào)來說針對低于它的所有音調(diào)的每音調(diào)平均(平均)估計(jì)比特?cái)?shù)大于每音調(diào)兩比特并且針對其余音調(diào)(其自身和具有比其自身高的頻率的所有音調(diào))的每音調(diào)平均(平均)估計(jì)比特?cái)?shù)小于每音調(diào)兩比特的最低音調(diào)，或者標(biāo)記所有可用音調(diào)的前20％的音調(diào)(即，其中，m＝n/5)使得ccm音調(diào)從音調(diào)1變化到音調(diào)m＝n/5的音調(diào)選為ccm截止音調(diào)來進(jìn)行，無論這兩個(gè)選項(xiàng)中的哪一個(gè)具有最高的數(shù)字(即，具有較低的頻率，以使分配給ccm模式的音調(diào)的數(shù)量最大化，因?yàn)橐粽{(diào)從1(最高頻率)編號(hào)到n(最低頻率))。

已經(jīng)選擇了ccm截止頻率/截止音調(diào)，該方法進(jìn)行到步驟s30，在步驟s30中，通過分配用于在ccm模式下使用的音調(diào)，在ccm模式下生成并發(fā)送公共訓(xùn)練信號(hào)。每個(gè)調(diào)制解調(diào)器51、52再次測量音調(diào)的ccm部分中各個(gè)音調(diào)中的每個(gè)音調(diào)處的信道。然后，該方法進(jìn)行到步驟s40，在步驟s40中，每個(gè)調(diào)制解調(diào)器基于前面步驟中采用的信道測量來估計(jì)每個(gè)這樣的音調(diào)在ccm模式下每幀(或每組幀，因?yàn)閼?yīng)該有一些從擴(kuò)展和解擴(kuò)動(dòng)作產(chǎn)生的編碼增益)可以支持的比特?cái)?shù)。

然后，該方法進(jìn)行到步驟s50，在步驟s50中，基于估計(jì)的音調(diào)容量由an控制器1690確定碼片到音調(diào)分配。在本實(shí)施方式中，這是微不足道的，并且可以簡單地在任何任意或方便的基礎(chǔ)上執(zhí)行(例如，對每個(gè)生成的碼片進(jìn)行編號(hào)以在單個(gè)幀中發(fā)送并將其分配給類似編號(hào)的音調(diào))，但是在其它實(shí)施方式中，該步驟可能是重要的(例如，采用頻率擴(kuò)展的元件，使得對相同數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的一些碼片在相同的幀中被發(fā)送，如上面關(guān)于第一實(shí)施方式的變型所討論的)。

最后，在步驟s60，系統(tǒng)進(jìn)入showtime，一些數(shù)據(jù)通過分配給矢量化dmt的音調(diào)的部分來發(fā)送(這可以包括根據(jù)當(dāng)前提出的、用于根據(jù)g.fast提案/草案發(fā)送下游數(shù)據(jù)的方法的發(fā)送)并且其余在ccm下發(fā)送。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5，示出了ccm傳輸系統(tǒng)的第三實(shí)施方式，其中，基于圖2，相同的附圖標(biāo)記已經(jīng)被用于相同的部件。類似于圖2，該實(shí)施方式旨在原則上例示其中使用fdma而不是cdma的另選ccm方案，并且因此該實(shí)施方式排除了與如何在ccm下可使用僅音調(diào)的一部分而其余的在矢量化dmt模式下被使用(根據(jù)第二實(shí)施方式)有關(guān)的細(xì)節(jié)，以及排除與上游傳輸有關(guān)的細(xì)節(jié)等。盡管如其它實(shí)施方式一樣，當(dāng)然應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，實(shí)際的實(shí)施方式當(dāng)然將包括這樣的附加方面，并且它們已經(jīng)被從圖5中省略，并且本文的討論僅僅是為了清楚和簡潔起見。圖5雖然包括與圖3中的控制器的作用類似的控制器1691、5191和5291，但由于該實(shí)施方式的fdma性質(zhì)而具有稍微不同的功能。下面參照圖6更詳細(xì)地描述這一功能。

從圖5可以看出，代替擴(kuò)展器1630和解擴(kuò)器5130、5230模塊，該第三實(shí)施方式在an1611中具有音調(diào)分配器1680，并且在調(diào)制解調(diào)器51、52中具有音調(diào)選擇器模塊5180、5280。同樣在圖3中，第二數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)編碼器和s/p(dsdesp)模塊1612被例示出為生成數(shù)據(jù)值d1²至dn²而不是如圖2中的情況那樣至dm²。其原因僅在于強(qiáng)調(diào)不需要由本實(shí)施方式中的兩個(gè)dsdesp模塊1611、1612中的每個(gè)生成相同數(shù)量的數(shù)據(jù)值，原因?qū)⒆兊蔑@而易見。相應(yīng)地，來自第二m-qam調(diào)制器1622的輸出是與傳遞至此的數(shù)據(jù)值d1²至dn²相對應(yīng)的一組復(fù)數(shù)x1²至xn²。

在本實(shí)施方式中，由第一調(diào)制器1621和第二調(diào)制器1622生成的m+n復(fù)數(shù)全部被傳遞給音調(diào)分配器1680，所述音調(diào)分配器1680將這些值中的每個(gè)值分配給相應(yīng)的音調(diào)，然后將它們作為復(fù)數(shù)值x′1至x′m+n轉(zhuǎn)發(fā)(重新排序，否則不變)到接收所有m+n值的ifft。換句話說，存在m+n個(gè)音調(diào)可用，并且將復(fù)數(shù)值中的每個(gè)分配給單個(gè)相應(yīng)的音調(diào)。具體地，一些音調(diào)由此被分配給來自第一dsdesp模塊1611的數(shù)據(jù)，所述來自第一dsdesp模塊1611的數(shù)據(jù)去往第一調(diào)制解調(diào)器51，而其余音調(diào)被分配給來自第二dsdesp模塊1612的數(shù)據(jù)，所述來自第二dsdesp模塊1612的數(shù)據(jù)去往第二調(diào)制解調(diào)器52。然后，通過ifft和afe模塊1640、1650以常規(guī)方式處理復(fù)數(shù)，并且所獲得的信號(hào)經(jīng)由耦合器2000耦合到兩個(gè)tmp21、22上，如第一實(shí)施方式中那樣。在每個(gè)調(diào)制解調(diào)器51、52處，如在第一實(shí)施方式中那樣接收和處理信號(hào)以產(chǎn)生(在通過相應(yīng)的afe、fft和feq模塊5150、5250、5140、5240、5160、5260進(jìn)行的正常處理之后)第一調(diào)制解調(diào)器51處的值至和第二調(diào)制解調(diào)器52處的值至如在第一實(shí)施方式中，這些值應(yīng)該非常相似，但是由于an16與第一調(diào)制解調(diào)器51之間的信道以及an16與第二調(diào)制解調(diào)器52之間的信道的差異，這些值可能略有不同。在每個(gè)調(diào)制解調(diào)器51、52處，這些值至和至然后被傳遞到相應(yīng)的音調(diào)選擇器模塊5180、5280，所述音調(diào)選擇器模塊5180、5280(在其各自的控制器5191、5291的控制下)僅選擇來自分配給調(diào)制解調(diào)器的音調(diào)的值，利用所述值形成一部分，并將其作為值至(對于第一調(diào)制解調(diào)器51)、至(對于第二調(diào)制解調(diào)器52)轉(zhuǎn)發(fā)到其相應(yīng)的m-qam解調(diào)器5120、52020，以進(jìn)行解調(diào)。通過選擇與僅分配給它的音調(diào)對應(yīng)的正確值，每個(gè)調(diào)制解調(diào)器從接收到的數(shù)據(jù)的全部僅恢復(fù)出去往其自身的數(shù)據(jù)。

要注意的一個(gè)重要的點(diǎn)是(如本申請中之前所述)，由于信道(從每個(gè)相應(yīng)的調(diào)制解調(diào)器角度來看)可能略有不同，所以可能從逐個(gè)調(diào)制解調(diào)器相比的角度來看，特定的音調(diào)可能看起來能夠支持更多的比特。為了使整個(gè)傳輸系統(tǒng)的頻譜效率最大化，將這樣的音調(diào)分配給調(diào)制解調(diào)器是有利的，相比于另一個(gè)調(diào)制解調(diào)器，所述調(diào)制解調(diào)器可以從特定的音調(diào)接收更大數(shù)量的比特。以及使頻譜效率最大化，這還有助于降低用于一個(gè)調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)正被另一個(gè)調(diào)制解調(diào)器接收和竊聽的風(fēng)險(xiǎn)。然而，這種風(fēng)險(xiǎn)仍然存在，應(yīng)當(dāng)采用其中存在用于一個(gè)調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)通過另一加密技術(shù)被攔截的安全性考慮的在本說明書中描述的所有這些ccm方法以降低該風(fēng)險(xiǎn)。

如本階段讀者所理解的那樣，控制器1691、5191和5291的主要功能是決定對調(diào)制解調(diào)器的音調(diào)的適當(dāng)分配以及在它們之間達(dá)成一致二者，使得所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被正確地分配給預(yù)期的音調(diào)，并且然后在接收調(diào)制解調(diào)器處再次恢復(fù)正確的數(shù)據(jù)。為了執(zhí)行該功能，執(zhí)行圖6所例示的方法。注意，下面參照圖6描述的方法假設(shè)存在在控制器之間進(jìn)行通信的裝置。這可以以任何方便的方式(包括借助于上面參照圖3和圖4所述的裝置，或通過任何其它合適的裝置)來進(jìn)行。

因此，現(xiàn)在參照圖6，在s10開始該方法時(shí)，an16通過所有音調(diào)發(fā)送訓(xùn)練信號(hào)，并且由調(diào)制解調(diào)器51、52檢測和測量這些信號(hào)?；谠谡{(diào)制解調(diào)器處的這些測量，在步驟s20，每個(gè)調(diào)制解調(diào)器確定音調(diào)容量(例如，調(diào)制解調(diào)器認(rèn)為可以由給定的音調(diào)每幀承載的比特?cái)?shù))，并將其傳送給an控制器1691。

然后，該方法進(jìn)行到步驟s30，在步驟s30中，an控制器使用每個(gè)調(diào)制解調(diào)器對每個(gè)音調(diào)的容量的評估來確定對每個(gè)調(diào)制解調(diào)器51、52的音調(diào)的智能分配，以這樣的方式通過向針對其這些音調(diào)可以支持最大比特?cái)?shù)的調(diào)制解調(diào)器分配音調(diào)來嘗試使系統(tǒng)的頻譜效率最大化。下面更詳細(xì)地闡述實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的示例性算法。以這種方式已經(jīng)確定了適當(dāng)?shù)姆峙浜?，然后，an控制器1691通知每個(gè)調(diào)制解調(diào)器控制器5191、5521哪些音調(diào)已被分配給它(或更精確地分配給它的調(diào)制解調(diào)器51、52)。

然后，該方法進(jìn)行到步驟s40，在步驟s40中，在fdmaccm操作模式下將實(shí)際數(shù)據(jù)從an16發(fā)送到調(diào)制解調(diào)器中的每一個(gè)。在優(yōu)選實(shí)施方式中，可以連續(xù)地測量信道并向an控制器1691報(bào)告信道，所述an控制器1691可以周期性地確定應(yīng)該改變音調(diào)的分配，并且然后協(xié)調(diào)與調(diào)制解調(diào)器控制器的分配變化，以不斷優(yōu)化發(fā)送系統(tǒng)，盡管噪音環(huán)境有變化。

用于給調(diào)制解調(diào)器分配音調(diào)的示例算法

可以使用基于調(diào)制解調(diào)器考慮音調(diào)可以支持的比特?cái)?shù)生成到調(diào)制解調(diào)器的合理有效的音調(diào)分配的任何算法。僅作為一個(gè)這樣的算法的示例，下面給出以下偽代碼：

如果我們將變量bpfr定義為由接收器r接收的每幀的比特?cái)?shù)并且將變量bptt^r定義為音調(diào)t針對接收器r可以支持的比特?cái)?shù)，并且如果音調(diào)t被分配給接收器r，δr,t取值1，否則取值0，則我們規(guī)定算法尋求使針對所有接收器r(即，其中，1≤r≤r，其中，r是接收器(或最終用戶調(diào)制解調(diào)器)的總數(shù))的min{bpf}和σbpfr(在所有接收器上求和)二者最大化。

設(shè)置t＝音調(diào)的總數(shù)；

設(shè)置r＝接收器的總數(shù)；

創(chuàng)建具有所有零值元素的整數(shù)數(shù)組bpf[r]；

創(chuàng)建具有所有零值元素的二維整數(shù)數(shù)組bpt[r,t]；

創(chuàng)建具有所有零值元素的二維二進(jìn)制數(shù)組kdel[t,r]；

創(chuàng)建具有所有false元素的一維布爾(boolean)數(shù)組allocated[t]；

創(chuàng)建臨時(shí)整數(shù)變量rsel和tsel；

根據(jù)從每個(gè)接收器控制器提供給中央控制器的信息針對每個(gè)r和每個(gè)t設(shè)置bpt[r,t](如圖6中的步驟s20)；

開始循環(huán)；

選擇bpf[r]為最小值(與針對所有r的值的所有bpf[r]的值相比)的所有r；

對于所有選擇的r和所有尚未分配的音調(diào)t(其中，allocated[t]＝false)，

設(shè)置rsel＝r以及tsel＝t，針對這種情況，bpt[r,t]是最大的(如果超過一個(gè)通過任何任意過程選擇任何一個(gè)，例如，t的最低值和/或r的最低值)

設(shè)置kdel[tsel,rsel]＝1，allocated[t]＝true以及

bpf[r]＝bpf[r]+bpt[rsel,tsel]；

對于所有r≠rsel，設(shè)置bpt[r,tsel]＝0；

重復(fù)循環(huán)，直到對于所有t，allocated[t]＝true為止。

簡而言之，上述算法以每幀(當(dāng)前)最低比特迭代地識(shí)別一個(gè)接收器(或多個(gè)接收器)，并為它或它們識(shí)別可以支持針對該接收器的最高比特?cái)?shù)的多個(gè)音調(diào)(或多個(gè)音調(diào)中的一個(gè))并將其分配給相應(yīng)的接收器，并且然后更新與該接收器相關(guān)聯(lián)的每幀的比特?cái)?shù)并重新迭代。