专利名称：一种不对称数字用户线路承载能力的单端评估方法
技术领域：
本发明涉及一种不对称数字用户线路承载能力的单端评估方法，尤其涉及对一种不对称数字用户线业务(ADSL/ADSL2/ADSL2+)的线路承载能力进行单端评估计算方法(单端离散多音调制算法)及其应用，可对国内目前正在推广使用的不对称数字用户线(ADSL/ADSL2/ADSL2+)线路进行速率评估，解决电信运营商有关在不对称数字用户线(ADSL/ADSL2/ADSL2+)开通前的线路预评估以及开通后线路维护时对线路质量评估等问题，属于通信技术领域。
背景技术：
ADSL采用了离散多音调制(DMT)的方法，使普通铜制双绞线不仅可以传输传统的语音业务，还可同时加载宽带数据业务，可支持上行640Kbit/s和下行高达8Mbit/s的数据业务。第一代不对称数字用户线(ADSL)技术下行传输速率相对较低，传输距离较短，2002年7月，ITU-T公布了ADSL的两个新标准(G.992.3和G992.4)，也就是所谓的ADSL2。到2003年3月，在第一代ADSL标准的基础上，ITU-T又制订了G992.5标准，也就是ADSL2plus，又称ADSL2+，不对称数字用户线ADSL/ADSL2/ADSL2+传输频谱图见图1，图中定义了ADSL/ADSL2/ADSL2+上行通道频谱范围都是25kHz～138kHz，下行通道ADSL/ADSL2的频谱范围是138kHz～1104kHz，而ADSL2+的下行通道频谱带宽是138kHz～2208kHz。扩展了ADSL2/ADSL2+的下行频段(1.1MHz到2.2MHz)，从而提高了短距离内线路上的下行速率，这使得ADSL2+在短距离(1.5km内)的下行速率有非常大的提高，可以达到20Mbit/s以上，可满足一些高速业务的开展，如流媒体业务；覆盖距离扩充至5km左右，相当于将原先运营距离扩容两倍，许多原先因距离问题而无法开通的用户也可以享受到ADSL宽带接入服务。要想支持ADSL2+，必须使用最新的芯片，ADSL运营商必须更换电话局和用户两方面的ADSL调制解调器，考虑设备升级成本，目前只对新扩局点和新装用户线考虑支持ADSL2+局端DSLAM设备和用户端设备因此一个局点位置往往是多种不对称数字用户业务并存。
随着不对称数字用户的不断增多，线路上的其他业务和自身业务的串扰，严重影响了不对称数字用户线业务正常开通，同时线路上的接头过多，以及线路老化等严重影响线路传输网络的衰减，无法根据长度来判断线路大致开通速率多少，因此在不对称数字用户线业务开通前如何快速确定线路质量成为运营商十分头疼的问题该线路能否开通用户所提出的不对称数字用户线业务要求？线路能否满足用户提速申请？线路无法开通不对称数字用户线业务原因是什么？因此需要有一种方法在前台营业终端可直接启动对需要开通不同种不对称数字用户线业务的线路进行评估，看线路最大可开通的速率是多少，这样在用户申请装机时就知道该线路质量是否满足用户需求，减少盲目的装机，极大提高电信运营商装机效率和用户满意度。
考虑ADSL2+的频谱带宽是25KHz～2208KHz，因此支持该频谱带宽要求的单端离散多音调制算法，因ADSL/ADSL2的下行带宽只是比ADSL2+的子通道少了256个子通道，对于只有ADSL/ADSL2业务的评估计算只要不考虑1104KHz～2208KHz的子通道范围，因此具有向下的兼容性。
发明内容
本发明的目的是实现一种能迅速、准确测定线路开通不对称数字用户线业务(ADSL/ADSL2/ADSL2+)可达的最大上行速率和下行速率的测试方法(即单端离散多音调制算法)，以及在运营商实际开通和维护不对称数字业务(ADSL/ADSL2/ADSL2+)线路方面的应用方法。该方法着眼于应用实践，旨在提供给运营商实际开通和维护不对称数字用户线(ADSL/ADSL2/ADSL2+)的有效方法。
为实现以上目的，本发明的技术方案是提供一种不对称数字用户线路承载能力的单端评估方法，其特征在于，使用前台营业终端、宽带测试接口、含单端离散多音调制算法软件的宽带测试服务器、宽带测试设备、具备自动抓线功能的局端交换机、用户线路和用户终端进行不对称数字用户线路承载能力的单端评估方法，其方法为第一步由前台营业终端把需要测试线路的电话号码或DSLAM设备号和需要开通的不对称数字业务类型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)提交给宽带测试接口；
第二步由宽带测试接口分发给对应的端局宽带测试服务器，由端局宽带测试服务器通过局端交换机进行自动抓线，并控制宽带测试设备进行噪声信号和频率响应测试；第三步将宽带测试设备的测试结果返回给宽带测试服务器，由宽带测试服务器内部的单端离散多音调制算法模块进行噪声PSD计算、频率响应曲线计算、子通道信噪比计算和上下行速率计算1)噪声功率谱密度(PSD)计算a)宽带测试设备通过高速A/D采样，测试被测空闲线路的噪声信号，通过带通数字滤波器滤波，滤除ADSL2+业务频带范围之外的噪声信号；b)经过快速傅利叶变换(FFT)，计算出各频点噪声信号的电压谱，再通过匹配阻抗计算功率谱PSD(h)；2)频率响应曲线计算通过宽带测试设备(4)测试ADSL2+业务范围内的频率响应曲线；3)子信道信噪比计算a)通过对每个子信道4.3125KHz范围内噪声功率谱进行积分，计算当前子道频带内的噪声功率；b)通过预设信号发射功率谱S(h)，计算每个子通道带内平均衰减A，通过积分可计算每个子信道预设收到的信号功率P；4)上、下行速率计算a)考虑每个子信道的噪声预度NoiseMargin(i)和编码增益T(i)计算每个子信道信噪比；b)通过香农公式计算每个子信道的可传输的Bit数；c)根据提供的不对称数字用户线业务类型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)，计算对应子通道范围的可最大上下行传输数率；第四步宽带测试服务器(3)将计算结果返回给宽带测试接口(2)，继续送给对应的前台营业终端(1)；第五步根据显示结果判断是否可开通相应不对称数字用户线业务(ADSL/ADSL2/ADSL2+)；
1)如果评估的上下行速率和用户需要开通的速率相比均要有一定的冗余才可以开通，否则不适合开通用户申请的不对称数字用户线类型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)业务，系统会提示该条线路可开通的可靠的最大可达上下行速率；2)对于不适合开通的线路，系统还根据线路的频响，噪声是否超过设定值，提出线路可能存在的线路故障隐患，建议工程人员进行修复，如果不存在隐患，建议降低开通不对称数字业务(ADSL/ADSL2/ADSL2+)速率。
采用此方法，可通过单端的测试方法实现离散多音调制算法(实际不对称数字用户线业务(ADSL/ADSL2/ADSL2+)，内部调制实现的方式是通过双端收发信号来计算子信道信噪比的)。可以使运营商用户能够实现快速响应开通不同不对称数字线业务(ADSL/ADSL2/ADSL2+)需求。
本发明的优点是不受远端用户终端类型影响，能适应各种正常不对称数字业务类型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)终端组合，实现真正意义上的线路质量评估，与终端无关，这样无论申请开通加载业务还是提速业务都是可实现的快速、有效方法。
图1为不对称数字用户线(ADSL/ADSL2/ADSL2+)传输频谱图；图2为不对称数字用户线业务(ADSL/ADSL2/ADSL2+)线路评估测试及应用系统方块示意图；图3为宽带测试设备结构示意图；图4为单端离散多音调制算法流程图；图5为数字滤波器幅频和相频特性图。
具体实施例方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
实施例1如图2所示，为不对称数字用户线业务(ADSL/ADSL2/ADSL2+)线路评估测试及应用系统方块示意图，所述的测试系统由前台营业终端1，宽带测试接口2、单端离散多音调制算法软件的测试服务器3、宽带测试设备4、具备自动抓线功能的局端交换机5、用户线路7和用户终端8组成。
如图3所示，为宽带测试设备结构示意图，所述的宽带测试设备4具备不对称数字用户线业务(ADSL/ADSL2/ADSL2+)频带范围内噪声数据测量以及频率响应测试功能，由主控制输出模块9、噪声测试模块10、频率响应测试模块11组成。
在这个测试应用系统中，前台营业终端1、宽带测试接口2、宽带测试服务器3、宽带测试设备4、具备自动抓线功能的局端交换机5，是运营商用户可以在市场上外购到的产品，都是作为已知条件来使用的。
如图4所示，为单端离散多音调制算法流程图，此软件是运行在宽带测试服务器3中普通PC机环境下的软件。
不对称数字用户线路承载能力的单端评估方法，使用前台营业终端1、宽带测试接口2、含单端离散多音调制算法模块的宽带测试服务器3、宽带测试设备4、具备自动抓线功能的局端交换机5、用户线路7和用户终端8进行不对称数字用户线路承载能力的单端评估方法，其方法为第一步由前台营业终端1把需要测试线路的电话号码或DSLAM设备号和需要开通的不对称数字业务类型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)提交给宽带测试接口2；第二步由宽带测试接口2分发给对应的端局宽带测试服务器3，由端局宽带测试服务器3通过局端交换机5进行自动抓线，并控制宽带测试设备4进行噪声信号和频率响应测试；第三步将宽带测试设备4的测试结果返回给宽带测试服务器3，由宽带测试服务器3内部的单端离散多音调制算法软件进行噪声PSD计算、频率响应曲线计算、子通道信噪比计算和上下行速率计算，1)噪声功率谱密度(PSD)计算a)宽带测试设备4通过高速A/D采样，测试被测空闲线路的噪声信号，通过带通数字滤波，滤除ADSL2+业务频带范围之外的噪声信号；数字滤波器类型采用巴特沃兹型3阶带通滤波器，3dB带宽是25.875KHz～2208KHz，采样频率是5MHz，其幅频和相频特性曲线如图5，该图形定义了数字滤波器的幅频特性和相频特性响应曲线，是一个带通的巴特沃兹型数字滤波器，3dB带宽的上限频率为25.875khz，下限频率是2208khz。
b)取经过滤波之后连续的N＝2048个数据经过快速傅利叶变换(FFT)，计算出各频点噪声信号的电压谱，再通过匹配阻抗计算功率谱PSD(h)X(n)=Σk=0N-1x(k)ej(2π/N)nk,(n=0,...,N-1)]]>Psd(n)=101g(X(n)2/R),(R=100Ω;n=0,...,N-1);]]>2)频率响应曲线计算通过宽带测试设备4测试ADSL2+业务范围内的频率响应曲线；3)子信道信噪比计算a)通过对每个子信道4.3125KHz范围内噪声功率谱进行积分，计算当前子通道频带内的噪声功率N(i)=∫*4312.543125*(i+1)PSD(h)dHz,(i=0~511);]]>b)通过预设信号发射功率谱S(h)(该发射的信号功率谱模板可以在标准[ITU-T G.992.5 2005年1月]中找到，该模板详细定义了ATU-R和ATU-C端发射信号功率谱的峰值，应用时取最大峰值功率信号)，计算每个子通道带内平均衰减A，通过积分可计算每个子信道预设收到的信号功率S(i)S(i)=∫*4312.54312.5*(i+1)AS(h)dHz,(i=0~511);]]>4)计算上、下行速率a)考虑每个子信道的噪声预度NoiseMargin(i)和编码增益T(i)计算每个子信道信噪比SNR(i)＝S(i)T(i)/N(i)Noisemargin(i) (i＝0～511)；b)通过香农公式计算每个子信道的可传输的Bit数b(i)＝log2(1+SNR(i))(i＝0～511)；
c)根据提供的不对称数字用户线业务类型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)，计算对应子通道范围的可最大上下行传输数率Rate_up和Rate_down，并输出DMT图形，见图5。例如ADSL2+业务类型上下行速率计算方法为Rateup=4000*Σ729b(i)/1024(Kbit/s)]]>Ratedown=4000*Σ38511b(i)/1024(Kbit/s);]]>第四步宽带测试服务器3将计算结果返回给宽带测试接口2，继续送给对应的前台营业终端1；第五步根据显示结果判断是否可开通相应不对称数字用户线业务(ADSL/ADSL2/ADSL2+)1)如果评估的上下行速率和用户需要开通的速率相比均要有一定的冗余才可以进行开通，否则不适合开通用户申请的不对称数字用户线类型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)业务，系统会提示该条线路可开通的可靠的最大可达上下行速率；2)对于不适合开通的线路，系统还根据线路的频响，噪声是否超过设定值，提出线路可能存在的线路故障隐患，建议工程人员进行修复，如果不存在隐患，建议降低开通不对称数字业务(ADSL/ADSL2/ADSL2+)速率。
实施例2一种不对称数字用户线路承载能力的单端评估方法，使用具备自动抓线功能的DSLAM设备6，是运营商用户可以在市场上外购到的产品，作为已知条件来使用的。其它与实施例1一样。
权利要求
1一种不对称数字用户线路承载能力的单端评估方法，其特征在于，使用前台营业终端(1)、宽带测试接口(2)、含单端离散多音调制算法软件的宽带测试服务器(3)、宽带测试设备(4)、具备自动抓线功能的局端交换机(5)、用户线路(7)和用户终端(8)进行不对称数字用户线路承载能力的单端评估方法，其方法为第一步由前台营业终端(1)把需要测试线路的电话号码或DSLAM设备号和需要开通的不对称数字业务类型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)提交给宽带测试接口(2)；第二步由宽带测试接口(2)分发给对应的端局宽带测试服务器(3)，由端局宽带测试服务器(3)通过局端交换机(5)进行自动抓线，并控制宽带测试设备(4)进行噪声信号和频率响应测试；第三步将宽带测试设备(4)的测试结果返回给宽带测试服务器(3)，由宽带测试服务器(3)内部的单端离散多音调制算法软件进行噪声PSD计算、频率响应曲线计算、子通道信噪比计算和上下行速率计算1)噪声功率谱密度(PSD)计算a)宽带测试设备(4)通过高速A/D采样，测试被测空闲线路的噪声信号，通过带通数字滤波器滤波，滤除ADSL2+业务频带范围之外的噪声信号；b)经过快速傅利叶变换(FFT)，计算出各频点噪声信号的电压谱，再通过匹配阻抗计算功率谱PSD(h)；2)频率响应曲线计算通过宽带测试设备(4)测试ADSL2+业务范围内的频率响应曲线；3)进行子信道信噪比计算a)通过对每个子信道4.3125KHz范围内噪声功率谱进行积分，计算当前子道频带内的噪声功率；b)通过预设信号发射功率谱S(h)，计算每个子通道带内平均衰减A，通过积分可计算每个子信道预设收到的信号功率P；4)进行上、下行速率计算a)考虑每个子信道的噪声预度NoiseMargin(i)和编码增益T(i)计算每个子信道信噪比；b)通过香农公式计算每个子信道的可传输的Bit数；c)根据提供的不对称数字用户线业务类型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)，计算对应子通道范围的可最大上下行传输数率；第四步宽带测试服务器(3)将计算结果返回给宽带测试接口(2)，继续送给对应的前台营业终端(1)；第五步根据显示结果判断是否可开通相应不对称数字用户线业务(ADSL/ADSL2/ADSL2+)1)如果评估的上下行速率和用户需要开通的速率相比均要有一定的冗余才可以开通，否则不适合开通用户申请的不对称数字用户线类型(ADSL/ADSL2/ADSL2+)业务，系统会提示该条线路可开通的可靠的最大可达上下行速率；2)对于不适合开通的线路，系统还根据线路的频响，噪声是否超过设定值，提出线路可能存在的线路故障隐患，建议工程人员进行修复，如果不存在隐患，建议降低开通不对称数字业务(ADSL/ADSL2/ADSL2+)速率。
2一种不对称数字用户线路承载能力的单端评估方法，其特征在于，使用前台营业终端(1)、宽带测试接口(2)、含单端离散多音调制算法模块的宽带测试服务器(3)、宽带测试设备(4)、具备自动抓线功能的DSLAM设备(6)、用户线路(7)和用户终端(8)进行不对称数字用户线路承载能力的单端评估方法。
3根据权利要求1、2所述的一种不对称数字用户线路承载能力的单端评估方法，其特征在于，使用的宽带测试设备(4)由主控制输出模块(9)、噪声测试模块(10)、频率响应测试模块(11)组成。
4根据权利要求1、2所述的一种不对称数字用户线路承载能力的单端评估方法，其特征在于，所述的测试带宽范围是25.875KHz～2208kHz。
全文摘要
本发明涉及一种不对称数字用户线路承载能力的单端评估方法，其特征在于，由前台营业终端把需要测试线路的项目提交给宽带测试接口；由宽带测试接口分发给对应的端局宽带测试服务器，由端局宽带测试服务器通过交换机进行自动抓线，并控制宽带测试设备进行噪声信号、频率响应和线路长度测试；将宽带测试设备的测试结果返回给宽带测试服务器，由宽带测试服务器内部的单端离散多音调制算法软件进行噪声PSD计算、频率响应曲线计算、子通道信噪比计算和上下行速率计算根据显示结果进行判断。本发明的优点是不受远端用户终端类型影响，能适应各种正常不对称数字业务类型终端组合，实现真正意义上的线路质量评估。
文档编号H04L25/02GK1968155SQ200510110449
公开日2007年5月23日 申请日期2005年11月17日 优先权日2005年11月17日
发明者姜先荣, 张博, 陆云, 金少舫 申请人:上海欣泰通信技术有限公司