专利名称：基于降低dsl线路串扰的自适应功率调整的方法及装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及网络通信领域，尤其涉及一种基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整的方法及装置。
背景技术：
目前，在通信系统中，xDSL(数字用户环线)是一种在电话双绞线(无屏蔽双绞线，Unshielded Twist Pair，UTP)传输的高速数据传输技术。除了IDSL(ISDN数字用户线路)和HDSL(高速数字用户线路)等基带传输的DSL外，通带传输的xDSL是利用频分复用技术使得xDSL与POTS(传统电话业务)共存于同一对双绞线上，其中xDSL占据高频段，POTS占用4KHz以下基带部分，如图1所示，POTS信号与xDSL信号通过分离器分离，其中提供多路xDSL接入的系统叫做DSLAM(DSL接入复用器)。
由于xDSL在原用于传输话音信号的UTP(非屏蔽双绞线)上传输，因此，对高频信号存在很多损伤因素，比如外界干扰、噪声、同一电缆内线间的干扰以及环境变化导致线路参数改变等，这些因素给xDSL的运行带来很多不稳定因素。
xDSL技术经过多年的发展，已经从第一代的ADSL发展到现在的第二代的ADSL2、ADSL2+以及更新的VDSL2，其使用的频带及带宽逐渐增加。其中，ADSL和ADSL2下行使用1.1MHz以下的频谱能够提供最大8Mbps的下行速率，ADSL2+将下行带宽扩展到2.2MHz，能够提供最大24Mbps的下行速率，而VDSL2甚至使用高达30MHz的频谱，能够提供最高上下行对称100的速率。随着xDSL技术使用的频带的提高，高频段的串扰问题表现得日益突出。
由于xDSL上下行信道采用频分复用，近端串扰对系统的性能不产生太大的危害；但图2和图3所示的远端串扰则会严重影响线路的传输性能。当一捆电缆内有多路用户都要求开通xDSL业务时，会因为远端串扰使一些线路速率低、性能不稳定、甚至不能开通等，最终导致DSLAM的出线率比较低。而且，图3所示的应用场景产生的串扰更为严重。
针对上述问题，很多运营商制定了自己的频谱应用管理规范，用于规范各种应用情况下的频谱规划，以避免各种位置设备之间互相干扰以致性能下降。
目前，在专利文献(欧洲专利EP1370057)中介绍了一种根据位置与需求，通过关闭一些频段的载波的方式避免串扰，比如，如图4所示，将位于远端的ADSL2+中将与ADSL下行频段重叠的关闭，以降低对位于CO(局端)的ADSL下行干扰的目的。由于两者频谱不再重叠，因此远端模块的下行信号对于局端模块的串扰得以避免。
上述实现方法虽然能够实现频谱兼容的频谱管理要求，但是，在远端DSLAM(即远端模块，Remote module)中由于只使用1.1MHz以上的频段内的载波，且这一频段随线路长度的衰减比1.1MHz以下的频段大，因此，相应的传输性能将会随距离下降很快，进而导致远端模块的性能指标受到很大的限制。
而且，上述方法采用固定的频谱设置，导致无法根据线路中频谱的变化而动态地适应相应的变化，因此频谱利用率不高。
另外，上述方法中需要手工设定相应的频谱，而不能自动完成相应的设置，使得当线路情况比较复杂时工作量较大。
发明内容
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整的方法及装置，以在有效降低通信系统中的串扰的情况下，实现频谱的动态管理。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的本发明提供了一种基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整的方法，包括A、计算相邻线路对本线路的串扰功率谱密度并估计出串扰函数；B、根据计算获得的所述串扰功率谱密度及串扰函数计算确定本端设备的发送功率谱密度；C、本端设备根据所述发送功率谱密度进行发送功率的控制处理。
所述的方法还包括D、本端设备的线路的电气长度值，当所述的电气长度小于设定的预定值时，则执行所述的步骤A。
所述的步骤D包括根据线路的传输特性或实际应用环境设置所述的预定值。
所述的步骤B包括B1、根据所述本底噪声值和加性的白色高斯噪声值计算功率谱密度值；B2、计算出加入线路的衰减函数，并根据所述衰减函数计算相应的串扰函数值；B3、根据所述的功率谱密度值及串扰函数值计算出发送功率谱密度值，根据该发送功率谱密度值进行功率控制处理。
所述的功率谱密度值为Xtlk(f)=SNR(f)SNR(f)>n(f)-∞SNR(f)≤n(f)dB;]]>
其中，n(f)为加性的白色高斯噪声。
所述的线路的衰减函数为LOS(L,f)=k0L+k1Lf+k2Lf dB;]]>其中，k0k1k2为常数，且取值范围可以在±15之间。
所述的串扰函数为|Hxtalk(f)|2=10×log10(10LOS(L,f)5×m×L×f2);]]>其中，m是串扰耦合常数取值9.877×10-21，LOS(L，f)为线路的衰减函数。所述的发送功率谱密度为TxPSD3(L,f)=(Xtlk(f)+|Hxtalk(f)|2)+PSD0(f)SNR(f)>n(f)PSD(f)SNR(f)≤n(f)dB;]]>其中，PSD0(f)是一个频率的函数，具体为满足标准规定的一任意的功率谱密度函数，Xtlk(f)为功率谱密度值，Hxtalk(f)为串扰函数。
本发明所述的方法还包括E、确定本端设备的线路的电路长度值，当所述的电路长度大于设定的预定值时，采用由低频到高频的频率分配原则，否则，采用由高频到低频的频率分配原则。
所述的步骤E还包括当预定的低频段频率资源被完全占用时，则将标准的功率作为本端设备的发送功率；当预定的高频段频率资源被完全占用时，则执行所述的步骤A。
本发明中，在执行所述的步骤E之前还包括判断本端设备的速率是否恒定，如果是，则执行所述的步骤E，否则，当本端设备的线路的电气长度值小于预定值时，执行步骤A，当本端设备的线路的电气长度值大于预定值时，本端设备采用标准功率作为本端设备的发送功率。
所述的方法还包括判断本端设备的线路的本底噪声是否改变，如果没有改变，则继续正常工作，否则，执行步骤A。
本发明还提供了一种自适应功率调整装置，包括功率谱密度计算模块用于计算相邻线路对本端设备的线路的串扰的功率谱密度值；串扰函数计算模块用于计算相邻线路对本端设备的线路的串扰函数；发送功率谱密度计算模块用于根据所述的串扰的功率谱密度值及串扰函数值计算本端设备的发送功率谱密度。
所述的装置还包括衰减函数计算模块用于计算本端设备的线路的衰减函数，并提供给串扰函数计算模块用于作为计算串扰函数的依据。
所述的装置设置于数字用户线接入复用器DSLAM中。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明提供了一种基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整功率的方法，通过该方法可以根据线路中频谱的变化、信噪比的变化和电气长度，动态地适应线路的变化，不需要手动进行频谱的设置，以降低完成现有技术对复杂情况处理的工作量，并可以充分的利用了线路中的频谱，实时自动调整功率。
图1为xDSL系统参考模型示意图；图2为远端串扰示意图；图3为远端串扰示意图；图4为EP1370057中使用的方法示意图；
图5为DSL系统线路传输示意图；图6为基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整的方法流程图；图7为在速率恒定下，远端功率控制策略的比特分配的原则示意图；图8为在速率恒定下，CO端功率控制策略的比特分配的原则示意图；图9为本发明所述的装置的结构示意图。
具体实施例方式
本发明可以在不依赖系统信息或是控制的情况下，自动的完成基本的动态频谱管理的功能，降低xDSL线路间的串扰带来的不利影响。尤其是消除或充分降低远端应用场景中由于串扰造成的对正常工作线路的严重影响。
本发明的核心思想是动态检测线路信噪比的变化来调整功率。在网络上依据新加入线路的电气长度确定的可应用的场景和实时检测到的该线路的本低噪声的变化，反复应用场景策略来自动调整发送功率，实现减少或回避线路间的串扰不利影响。
为对本发明有进一步理解，下面将结合附图对本发明所述的方法进行详细的说明。
本发明尤其适用图5所示的应用场景，如图5所示，第一线路5与第二线路6在接近用户端是在同一个电缆里面，因此，使第一DSLAM1与第一CPE2间进行线路传输时会对DSLAM3与第二CPE4间产生第一远端串扰8。同样，第二DSLAM3与第二CPE4间进行线路传输时会对第一DSLAM1与第一CPE2间也产生第二远端串扰7。在实际应用中，后者产生的效果最为严重，本发明可以消除或充分降低如图5所示应用场景中由于第二远端串扰7造成的对第一线路5的严重影响。
基于图5所示的应用环境，本发明所述的方法的具体实现方式如图6所示，包括以下步骤步骤61获取新加入线路的电气长度L和本底噪声SNR(f)。
获取这两个参数的方法可在G.993.2标准的Channel Discovery(通道发现)中找到。
步骤62根据电气长度L和实际情况确定最有可能的应用场景。
根据各种DSL的特性可以选定一个默认的长度值L0(x)或者运营商根据当地实际应用场景设定一个长度值L(x)，其中x表示不同的xDSL对应不同的长度值；通过对电气长度L和L0(x)或L(x)值大小的比较，确定最有可能的应用场景，以便于选择相应的功率控制策略，具体为(1)当L＞L0(x)或是L＞L(x)时认为是CO端场景，对于这条线路实施CO端功率控制策略，执行步骤6a；(2)当L≤L0(x)或是L≤L(x)时认为是远端场景，对于这条线路实施远端场景功率控制策略，执行步骤63。
图5中的第一线路5的情况叫做CO端场景，对于这条线路实施CO端功率控制策略；图5中的第二线路6的情况叫做远端场景，对于这条线路实施远端场景功率控制策略。
步骤63如果第一DSLAM1和每一CPE2之间的第一线路5已经处于正常工作状态，而第二DSLAM3和第二CPE4之间的第二线路6是后来新加入的，则确定所述第一线路6为被检测线路，是远端场景，实施远端场景功率控制策略，并执行步骤64。
步骤64检测该线路速率的设定，判断速率是否恒定，如果是恒定的，则执行步骤65；如果不是恒定的，则执行步骤67。
步骤65远端功率控制策略的比特分配遵守高频到低频分配的原则，具体如图7所示。
步骤66判断在SNR(f)＜n(f)的频段内比特是否分配完毕，其中n(f)为加性的白色高斯噪声，即判断预定的高频段频率资源是否未被完全占用，如果是，则执行步骤68，如果不是，则需要执行步骤67；步骤67当SNR(f)＞n(f)的时，即本端设备的线路中存在与相邻线路中频率相同的传输信号，导致新加入的线路与原正常工作线路的下行频谱发生重叠，产生了串扰，为此，需要计算出理想的线路发送功率，依据这个理想的线路发送功率对新加入的线路发送功率进行自动调节，相应的理想发送功率的具体计算处理过程如下第一步运用下述公式(1)计算出第一远端串扰8的功率谱密度(Xtlk(f))，粗略地可以认为SNR(f)中包含第一远端串扰8和线路本身的白色高斯噪声(AWGN)；公式(1)Xtlk(f)=SNR(f)SNR(f)>n(f)-∞SRN(f)≤n(f)dB;]]>其中，n(f)为加性的白色高斯噪声，可以根据各种特定的应用环境设置一个与频率相关的一个函数，一般情况下也可以取值-140dBm/Hz。
第二步运用下述公式(2)估计出第二线路6的衰减函数(LOS(L，f))；公式(2)LOS(L,f)=k0L+k1Lf+k2Lf dB;]]>其中，k0k1k2为常数。根据不同的线路情况(线规、老化程度等)，k0k1k2的取值范围可以是±15之间。
第三步运用下述公式(3)估计出第一线路5对第二线路6的串扰函数(|Hxtalk(f)|2)；公式(3)|Hxtalk(f)|2=10×log10(10LOS(L,f)5×m×L×f2);]]>其中，m是串扰耦合常数取值9.877×10-21。
第四步运用下述公式(4)计算出第二DSLAM3中对应端口的发送功率谱密度(TxPSD3(L，f))，并执行步骤68；公式(4)TxPSD3(L,f)=(Xtlk(f)+|Hxtalk(f)|2)+PSD0(f)SNR(f)>n(f)PSD(f)SNR(f)≤n(f)dB;]]>其中，PSD0(f)是一个频率的函数，PSD(f)为满足标准规定的一任意的功率谱密度函数，当线路动态更改功率谱密度的时候便是原来的功率谱密度；由公式(4)可以看出，第二DSLAM3的发送频谱被分成两个部分(1)当满足条件SNR(f)≥n(f)的频谱时第一线路5和第二线路6的下行频谱发生重叠，因此，在该段频谱内DSLAM的发送功率谱应适当减小，以降低第二线路6对第一线路5的干扰；(2)当满足条件SNR(f)＜n(f)时，由于原正常工作线路上没有发送这段频谱，因此新加入的线路在这段频谱内可以在标准规定的范围内以任意的功率发送，即第一线路5上没有发送这段频谱，第二线路6在这段频谱内可以在标准规定的范围内以任意的功率发送，而不用担心第二线路6对第一线路5产生干扰。
依据运用公式(4)计算出理想的线路发送功率，即第二DSLAM3中对应端口的发送功率谱密度(TxPSD3(L，f))，系统自动调节第二DSLAM3中对应端口要发送的功率。
步骤68系统确定并使用理想的线路发送功率，使各线路间串扰减小或者消失，实现线路正常工作。
步骤69系统继续自动检测新加入的线路本底噪声(SNR(f))是否改变，如果是，则执行步骤63；如果没有则执行步骤68。
下面仍将结合图6所示，对使用CO端功率控制策略进行处理的过程进行详细的说明，具体如下
步骤6a如果第二DSLAM3和第二CPE4之间的第二线路6已经处于正常工作状态，而第一DSLAM1和每一CPE2之间的第一线路5是后来新加入的，则确定所述第二线路6为被检测线路，并根据线路的电气长度L确定是CO端场景，实施CO端场景功率控制策略。
步骤6b检测该线路速率的设定，判断速率是否恒定，如果是恒定的，则执行步骤6c；如果不是恒定的，则执行步骤6e。
步骤6cCO端功率控制策略的比特分配遵守低频到高频分配的原则，具体如图8所示。
步骤6d判断在SNR(f)≤n(f)的频段内频谱是否分配完毕，即判断预定的低频段资源是否未被完全占用，如果是，则原正常工作线路上没有发送这段频谱(即无重叠频谱)，因此，新加入的线路在这段频谱内可以在标准规定的范围内以任意的功率发送，即第二线路6上没有发送这段频谱，因此第一线路5在这段频谱内可以在标准规定的范围内以任意的功率发送，而不用担心对第二线路6产生干扰，执行步骤6f；如果不是，则执行步骤6e。
步骤6e当SNR(f)＞n(f)的频谱时，可以按各种xDSL现有的标准进行处理并得出新加入线路的信噪比SNRW(f)，依据信噪比SNRW(f)来调节新加入线路的发送功率。
与此同时，对于原有正常工作的第二线路6，在SNR(f)＞n(f)的频带范围内，第二线路6的发送功率应该适当降低，以减小线路间的串扰(如图5中的第二串扰7)，具体其采用的送功率，可以依据远端功率控制策略进行处理，即采用通过步骤67计算出发送功率。
步骤6f系统确定并使用了调节后的线路发送功率，使各线路间串扰减小或者消失，实现线路正常工作。
步骤6g系统继续自动检测新加入的线路本底噪声(SNR(f))是否改变，如果是，则执行步骤6a，如果没有，则执行步骤6f。
本发明还提供了一种自适应功率调整装置，如图9所示，具体包括功率谱密度计算模块用于计算相邻线路对本端设备的线路的串扰的功率谱密度值，具体的计算方式前面已经描述，在此不再详述；衰减函数计算模块用于计算本端设备的线路的衰减函数，并提供给串扰函数计算模块用于作为计算串扰函数的依据，具体的计算方式前面已经描述，在此不再详述；串扰函数计算模块用于计算相邻线路对本端设备的线路的串扰函数，具体的计算方式前面已经描述，在此不再详述；发送功率谱密度计算模块用于根据所述的串扰的功率谱密度值及串扰函数值计算本端设备的发送功率谱密度，具体的计算方式前面已经描述，在此不再详述。
本发明所述的装置设置于数字用户线接入复用器DSLAM中，用于进行基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整处理。
综上所述，本发明可以在不依赖系统信息或控制的情况下，自动完成动态频谱的管理，降低线路间的串扰带来的不利影响。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式
，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
权利要求
1.一种基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整的方法，其特征在于，包括A、计算相邻线路对本线路的串扰功率谱密度并估计出串扰函数；B、根据计算获得的所述串扰功率谱密度及串扰函数计算确定本端设备的发送功率谱密度；C、本端设备根据所述发送功率谱密度进行发送功率的控制处理。
2.根据权利要求1所述的基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整的方法，其特征在于，所述的方法还包括D、本端设备的线路的电气长度值，当所述的电气长度小于设定的预定值时，则执行所述的步骤A。
3.根据权利要求2所述的基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整的方法，其特征在于，所述的步骤D包括根据线路的传输特性或实际应用环境设置所述的预定值。
4.根据权利要求1、2或3所述的基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整的方法，其特征在于，所述的步骤B包括B1、根据所述本底噪声值和加性的白色高斯噪声值计算功率谱密度值；B2、计算出加入线路的衰减函数，并根据所述衰减函数计算相应的串扰函数值；B3、根据所述的功率谱密度值及串扰函数值计算出发送功率谱密度值，根据该发送功率谱密度值进行功率控制处理。
5.根据权利要求4所述的基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整的方法，其特征在于，所述的功率谱密度值为Xtlk(f)=SNR(f)SNR(f)>n(f)-∞SNR(f)≤n(f)dB;]]>其中，n(f)为加性的白色高斯噪声。
6.根据权利要求4所述基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整的方法，其特征在于，所述的线路的衰减函数为LOS(L,f)=k0L+k1Lf+k2Lf dB;]]>其中，k0k1k2为常数，且取值范围可以在±15之间。
7.根据权利要求4所述基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整的方法，其特征在于，所述的串扰函数为|Hxtalk(f)|2=10×log10(10LOS(L,f)5×m×L×f2);]]>其中，m是串扰耦合常数取值9.877×10-21，LOS(L，f)为线路的衰减函数。
8.根据权利要求4所述基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整的方法，其特征在于，所述的发送功率谱密度为TxPSD3(L,f)=(Xtlk(f)+|Hxtalk(f)|2)+PSD0(f)SNR(f)>n(f)PSD(f)SNR≤n(f)dB;]]>其中，PSD0(f)是一个频率的函数，具体为满足标准规定的一任意的功率谱密度函数，Xtlk(f)为功率谱密度值，Hxtalk(f)为串扰函数。
9.根据权利4所述的基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整的方法，其特征在于，所述的方法还包括E、确定本端设备的线路的电路长度值，当所述的电路长度大于设定的预定值时，采用由低频到高频的频率分配原则，否则，采用由高频到低频的频率分配原则。
10.根据权利要求9所述的基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整的方法，其特征在于，所述的步骤E还包括当预定的低频段频率资源被完全占用时，则将标准的功率作为本端设备的发送功率；当预定的高频段频率资源被完全占用时，则执行所述的步骤A。
11.根据权利要求9所述的基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整的方法，其特征在于，执行所述的步骤E之前还包括判断本端设备的速率是否恒定，如果是，则执行所述的步骤E，否则，当本端设备的线路的电气长度值小于预定值时，执行步骤A，当本端设备的线路的电气长度值大于预定值时，本端设备采用标准功率作为本端设备的发送功率。
12.根据权利要求4所述的基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整的方法，其特征在于，所述的方法还包括判断本端设备的线路的本底噪声是否改变，如果没有改变，则继续正常工作，否则，执行步骤A。
13.一种自适应功率调整装置，其特征在于，包括功率谱密度计算模块用于计算相邻线路对本端设备的线路的串扰的功率谱密度值；串扰函数计算模块用于计算相邻线路对本端设备的线路的串扰函数；发送功率谱密度计算模块用于根据所述的串扰的功率谱密度值及串扰函数值计算本端设备的发送功率谱密度。
14.根据权利要求13所述的自适应功率调整装置，其特征在于，所述的装置还包括衰减函数计算模块用于计算本端设备的线路的衰减函数，并提供给串扰函数计算模块用于作为计算串扰函数的依据。
15.根据权利要求13或14所述的自适应功率调整装置，其特征在于，所述的装置设置于数字用户线接入复用器DSLAM中。
全文摘要
本发明涉及一种基于降低DSL线路串扰的自适应功率调整的方法及装置。本发明主要包括首先，计算相邻线路对本线路的串扰功率谱密度及估计出串扰函数；之后，根据计算获得的所述串扰功率谱密度及串扰函数计算确定本端设备的发送功率谱密度，且本端设备根据所述发送功率谱密度进行发送功率的控制处理。通过本发明自适应功率调整的方法增强或降低发送功率，降低了xDSL线路间的串扰带来的不利影响，消除或充分降低远端应用场景中由于串扰的严重影响，使线路达到最优的工作状态。
文档编号H04L25/08GK1866938SQ20051010483
公开日2006年11月22日 申请日期2005年9月21日 优先权日2005年9月21日
发明者周军 申请人:华为技术有限公司