对齐tdd dsl系统中多个线路的上行dmt符号的制作方法
【专利摘要】一种包括由分发点单元(DPU)发送时延值给多个数字用户线(DSL)收发器中的每一个，以及在大致相同的时间接收多个信号的方法，其中所述每个信号来自所述多个DSL收发器中不同的DSL收发器，并基于所述时延值和对应的传输时延在不同时间传输。
【专利说明】对齐TDD DSL系统中多个线路的上行DMT符号
[0001] 相关申请案的交叉参考
[0002] 本发明要求2012年5月2日由石操等人递交的发明名称为"用于对齐TDD DSL系 统中多个线路的上行DMT符号的方法"的第61/641424号美国临时专利申请案的在先申请 优先权，以及2013年3月4日由石操等人递交的发明名称为"用于对齐TDD DSL系统中多 个线路的上行DMT符号的方法-2"的第61/772312号美国临时专利申请案的在先申请优先 权，这两个在先申请的内容以引用的方式并入本文本中，如全文再现一般。
[0003] 关于由联邦政府赞助
[0004] 研究或开发的声明
[0005] 不适用。
[0006] 参考缩微胶片附录
[0007] 不适用。
【背景技术】
[0008] 数字用户线（DSL)技术用于通过双绞线导体提供高速数据。当前的DSL标准可包 括不对称DSL(ADSL、ADSL2和ADSL2+)、超高比特率DSL(VDSL和VDSL2)以及综合业务数字 网（ISDN)。这些技术可将基带传输和传统电话业务（POTS)结合使用。DSL信号可占用较 高频带，而POTS信号可在低于4千赫兹（KHz)的频带上传输。可以将DSL和POTS信号进 行分离并通过分离器分别耦合到对应的接收器和网络。
[0009] 离散多频音调制（DMT)可在DSL系统中实施。DSL接入复接器（DSLAM)设备可提供 针对不同DSL技术的多端口接入和支持。ADSL/ADSL2和VDSL2标准可使用频分双工（FDD)， 其中下行（DS)和上行（US)传输在两个不同的频带上同时发生。然而，在传输期间这些标 准可能存在近端串扰（NEXT)和回波的问题。
[0010] 或者，可利用时分双工（TDD)系统，在TDD系统中，US和DS传输可在不同的时间 间隔中发生。不同线路的DS信号可同时传输，这是因为所有收发器单元都位于中心局侧并 由中心局侧控制。然而，US信号可在不同的时间传输并应被恰当地对齐以便消除中心局或 运营商侧收发器的串音。来自用户驻地的各种信号之间的定时偏移可能不利于串音消除。 因此，需要改进如运营商侧设备处所示的US符号的对齐以增强串音消除。
【发明内容】
[0011] 在一项实施例中，本发明包含一种方法，所述方法包括分发点单兀（DPU)发送时 延值给多个DSL收发器中的每一个，以及在大致相同的时间接收多个信号，其中所述各个 信号来自所述多个DSL收发器中不同的DSL收发器，并基于所述时延值和对应的传播时延 在不同时间传输。
[0012] 在另一项实施例中，本发明包含一种方法，所述方法包括由包括多个并置的收发 器的DPU来同步多个DSL远程终端的发射器，使得在所述并置收发器的U接口处接收的信 号在大致相同的时间到达，其中所述同步基于假设的最长DSL线路，所述最长DSL线路可连 接到所述DPU。
[0013] 在又一项实施例中，本发明包含DPU，所述DPU包括多个DSL收发器以及耦合到所 述DSL收发器的处理器，所述处理器用于同步多个DSL远程终端的发射器，使得在所述多个 DSL收发器的U接口处接收的信号在大致相同的时间到达，其中所述同步基于假设的最长 DSL线路，所述最长DSL线路可连接到所述DPU。
[0014] 在又一项实施例中，本发明包含一种方法，所述方法包括第一DSL收发器从DPU处 的第二DSL收发器获得时延值，以及所述第一 DSL收发器在一个时间传输信号，所述时间基 于所述时延值以及所述第一 DSL收发器与所述第二DSL收发器之间的估计的传播时延。
[0015] 结合附图和权利要求书，可从以下的详细描述中更清楚地理解这些和其它特征。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 为了更完整地理解本发明，现在参考以下结合附图和详细描述进行的简要描述， 其中相同参考标号表不相同部分。
[0017] 图1是系统级DSL架构的实施例的示意图。
[0018] 图2不出了发生了两个串首场景的两个xDSL系统200的不意图。
[0019] 图3示出了由发射器进行的用于构造连续的DMT符号的操作的实施例。
[0020] 图4示出了 FDD调制解调器中的发射器（TX)和接收器（RX)经历的信令的实施例。
[0021] 图5是所接收信号和回波信号之间的重叠的实施例。
[0022] 图6示出了各个端口的回路长度的实施例。
[0023] 图7A、7B和7C示出了不同时间点的下行符号对齐的实施例。
[0024] 图8A、8B和8C示出了不同时间点的TDD上行符号对齐。
[0025] 图9示出了不同回路长度的端口的符号对齐的实施例。
[0026] 图10示出了不同回路类型的回路衰减对回路长度。
[0027] 图11示出了 G. fast标准的连续DMT符号的实施例。
[0028] 图12示出了 G. fast的TDD帧结构的实施例。
[0029] 图13是可实施定时对齐的运营商侧装置的实施例。
[0030] 图14是上行符号对齐方法的实施例的流程图。
[0031] 图15是DPU的实施例的示意图。
【具体实施方式】
[0032] 最初应理解，尽管下文提供一个或多个实施例的说明性实施方案，但可使用任意 数目的当前已知或现有的技术来实施所公开的系统和/或方法。本发明决不应限于下文所 说明的所述说明性实施方案、图式和技术，包含本文所说明并描述的示范性设计和实施方 案，而是可以在所附权利要求书的范围以及其均等物的完整范围内修改。
[0033] 根据所支持的标准，DSL系统可表示为xDSL系统，其中'X'可表示任意DSL标准。 例如，'X'可代表ADSL2或者ADSL2+系统中的'A'，代表VDSL或VDSL2系统中的'V'，或者代 表G. fast系统中的'F'。当收发器位于DSL系统的运营商端时，包含中心局（CO)、DSL接入 复接器（DSLAM)、机柜或分发点单元（DPU)，该收发器可称为xTU-0。另一方面，当收发器位 于远端或用户端，例如用户驻地设备（CPE)，该收发器可称为xTU-R。例如，如果DSL系统是 一个G. fast系统，那么运营商侧的收发器可称为运营商侧的G. fast收发器单元（FTU-O)。 类似地，在G. fast系统中，CPE收发器可称为远程终端处的FTU (FTU-R)，远程终端处即用户 侦L G. fast是最近启用的ITU-T SG15-Q4 DSL标准，其正在进行中。
[0034] 为方便起见，本申请主要使用来自G. fast的符号写作，但凡是本领域普通技术人 员都将认识到，本文所公开的技术适用于任何TDD DSL系统。例如，虽然本文中运营商侧收 发器可标注为FTU-O以参照G. fast，但是，在许多实例中，运营商侧收发器可被视为xTU-0。 该原理还适用于用户侧的收发器，其中对于任意TDD DSL系统，特定于G. fast的收发器 FTU-R可也可称为xTU-R。
[0035] 图1是系统级DSL架构100的实施例的示意图。架构100可包括运营商侧调制解 调器或DSLAM150以及用户侧调制解调器用户驻地设备（CPE) 120。CPE调制解调器120可 包括用户侧收发器121和分离器122。用户设备可包含到计算机110和电话业务P0TS130 的连接。DSLAM150可包括局侧收发器152和分离器151。DSLAM150还可连接到网络管理 系统（匪S) 170和公共电话交换网（PSTN) 160。用户侧设备120和DSLAM150可通过双绞线 140连接以进行数据传输。
[0036] 在US方向，用户侧收发器121可接收来自计算机110的数据并将数据调制成DSL 信号。随后，DSL信号可被发送到分离器122,分离器122可集成来自用户侧收发器121的 信号和来自P0TS130的信号。接着，结合的信号可经过双绞线140到达DSLAM150设备。在 收发器152处进行处理之后，一些信息可被发送到匪S170用于监控目的。对于DS方向，信 号可从中心局流向用户侧，这与上行相反。
[0037] 例如图1中的架构实施例中的xDSL技术可利用高于4KHz的频率。由于频率增长， 由串音导致的问题可能变得越来越重要。串音可指传输期间双绞线之间的干扰。该干扰可 分为NEXT和远端串扰（FEXT)。图2示出了发生了两个串音场景的两个xDSL系统200的示 意图。系统200可包括NEXT210的发生和FEXT220的发生。NEXT可定义为当干扰发生时处 于发射信号的电缆的同一端的接收器处。当干扰向下传播并发生在电缆的相反端时，可能 发生FEXT。
[0038] ADSL/ADSL2/ADSL2+和VDSL2等DSL系统可利用FDD进行DS和US传输。在使用 FDD的系统中，时域中的信号传输可为连续不中断的，而频域中DS和US信号之间可能很少 或者没有重叠。可使用定时提前技术使得回波传输信号与在DS和US传输中接收的信号正 交。此外，循环扩展（CE)，例如循环前缀（CP)和循环后缀（CS)，可添加到符号中以说明多 个线路之间的不同回路长度。该技术还可在时间上使多个线路中的符号传输和对齐同步。 同步可使得NEXT与DS和US方向中接收的信号正交。NEXT可被过滤出并且可能不影响链 路性能；然而，FEXT仍可能导致数据速率下降并引起携带业务的链路中的不稳定。
[0039] VDSL2标准可利用DMT发射符号，如2011年12月公开的名为"超高速数字用户线 收发器（VDSL2) (Very high speed digital subscriber line transceivers (VDSL2))，'的 建议ITU-T G. 993. 2中所描述的，建议ITU-T G. 993. 2的内容以引用的方式并入本文本中， 如全文再现一般。发射DMT符号可以是从DMT调制器生成的时域样本。N个子载波的离散 傅里叶逆变换（IDFT)调制可构造2N个实际值X n，其中η = 0，1……2Ν-1，随后是循环扩 展、开窗和重叠操作。
[0040] 图3示出了由发射器进行的用于构造连续的DMT符号的操作的实施例。DMT符号 可包括2N个样本、一个长度为Lct的循环前缀和一个长度为Lffi的循环后缀。连续符号的循 环后缀可有β个开窗样本重叠。Lcp可表示IDFT输出Xn的最后的样本的长度，IDFT输出 xn作为前缀附着到2Ν个输出IDFT样本Xn上。Les可表示作为后缀添加到x n+LeP样本的Xn 的第一批样本。β可以是开窗函数的长度，其中当前DMT符号的CP的前β个样本和先前 DMT符号的CS的最后β个样本在传输的信号的开窗中使用。窗口样本值可根据供应商的 决定而确定。在实施例中，β的最大值可为min(Ν/16, 255)。此外，连续符号的β个样本 (例如，开窗部分）可重叠并可彼此添加。
[0041] 循环扩展（CE)长度可定义为Lra = LCP+LK - β，其中组成部分的值可相应地设置 以满足等式Lra = LeP+Les - β = mXN/32,其中m可为2到16的整数值。可能必须支持选 择m = 5的值。在所有情况下β <LCT以及β <LK都应该是正确的。CS和CP还可根据供应 商的决定来划分。CE和CP的具体设置可在初始化期间交换。
[0042] 在VDSL2传输期间利用CS可能有助于使用传输开窗技术减少谱泄漏。开窗函数 可对传输的信号的包封整形以减少泄露问题。CS还可使用定时提前技术使回波信号和接收 器（Rx)信号互相正交。定时提前可启动局侧和用户侧收发器处的符号的对齐和同步。
[0043] VDSL2系统可为DS和US信号使用不同的频带。然而，信号可在同一时间传输，并 且VDSL2收发器单元（VTU)可将传输的数据作为得到的回波信号显示。为了削弱回波，可 使用混合器（hybrid)。在实施例中，混合器可将回波降低约18分贝（dB)。图4示出了 FDD 调制解调器400中的发射器（TX)和接收器（RX)经历的信令的实施例。调制解调器400包 括发射器402、接收器404以及混合器或混合电路406。混合器406可以是用于将来自发射 器402和接收器404的信号耦合到同一线路的电路。图4显示来自发射器402的信号可泄 漏到接收器404接收的信号中。该泄漏随后可显示为回波信号。RX404接收的信号是回波 信号和所需信号的重叠408,如图所示。
[0044] 图5是所接收信号和回波信号之间的重叠500的实施例。当DS和US信号同时传 输时，接收器可从远端侧获取接收的信号并从本机侧获取回波信号。如果回波信号和接收 的信号不正交，那么回波信号可能导致接收的信号带中的谱泄漏，这可能进一步导致接收 的信号的信噪比（SNR)下降。可通过CS来保持回波信号与接收的信号正交。并且，可使用 定时提前来最小化CS的长度。
[0045] 通过进一步示例，假设来自远端侧的VDSL2收发器（VTU-R)的信号在来自局侧的 VDSL2收发器（VTU-O)的信号At之后传输。信号可具有传播时延h。因此，VTU-O处的 接收信号和回波的偏移可为I At+t」，而VTU-R处的偏移可为I At-t」。那么CS的值可 能需要是I At+tQ|和I At-tQ|中较大的值。如果VTU-O和VTU-R同时开始，那么At等 于零，且CS可具有最小长度。可利用VDSL2 G. 993. 2中的定时提前技术来允许VTU-O和 VTU-R的信号传输同时开始。在这种情况下，最大CS/2在两个方向可能都可用于使远端信 号在不引起谱泄漏的情况下到达接收器。
[0046] ITU-T标准G. fast可提供通过从光纤到CPE附近的分发点（FTTDP)的双绞铜线进 行的宽带接入。开发G. fast是用于标准化FTTDP应用场景，从而解决从分发点到短引线铜 线的超高速接入。G. fast可利用TDD作为物理（PHY)层双工方法以及利用DMT作为调制。 为了避免NEXT，同一 FTTDP节点处的所有端口可能需要对齐它们的DS和US时隙。消除DS 和US信号的FEXT可能分别需要对齐FTU-O处的所有发射器的DS的符号和所有接收器的 US符号。
[0047] 由于FTU-O的并置属性，多个端口的DS符号对齐可以以直接的方式实现。然而， 由于回路长度不等，来自所有端口的到达FTU-O的US符号的对齐可能不是同样直接的。图 6示出了各个端口的各个回路长度的所接收符号的实施例。DMT符号可包括CP610、2N个样 本620和CS630。三个线路的不同长度可能导致来自用户驻地的各个信号之间的定时偏移。 例如，来自端口 1的回路长度为200m的US符号可能在来自端口 3的回路长度为50m的US 符号之后到达FTU-O端口。为应对端口之间的时间差，可使用CS。
[0048] 在实施例中，千兆比特无源光网络（GPON)标准可利用一个光信号上行同步 的方案，如2008年3月公开的名为"千兆比特无源光网络（G-PON) :传输汇聚层规范 (Gigabit-capable Passive Optical Networks (G-PON):Transmission convergence layer specification)"的建议ITU-T G. 984. 3中所描述的。GPON的上行对齐机制可与时 间对齐的方法类似，并可采用如下步骤。光线路终止（OLT)单元可发送上行请求帧到光网 络终止（ONT)单元，并用时间戳记录发送时间Tl。ONT可以接收帧并记录时间T2。处理之 后，ONT可发送US注册帧并可记录发送时间T3。随后，OLT可计算回路的传播时间（或传 播时延）如下：
【权利要求】
1. 一种方法，其特征在于，包括： 分发点单元（DPU)发送时延值给多个数字用户线（DSL)收发器中的每一个；以及 在大致相同的时间接收多个信号，其中所述各个信号来自所述多个DSL收发器中不同 的DSL收发器，并基于所述时延值和对应的传播时延在不同时间传输。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括： 发送至少一个符号到所述各个DSL收发器，其中所述对应的传播时延基于所述至少一 个符号的对应衰减估计。
3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算所述各个不同时间作为所述时延值 和所述对应的传播时延的两倍之间的差值。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述时延值是从所述DPU发射的信号的结 束到在所述DPU处接收的信号的开始之间的所需间隙时间，时分双工（TDD)帧包括所述发 射的信号、所述接收的信号、所述所需间隙时间以及第二间隙时间，所述发射的信号包括第 一多个离散多频音调制（DMT)符号周期，所述接收的信号包括第二多个DMT符号周期，以及 所述所需间隙时间加上所述第二间隙时间等于一个DMT符号周期。
5. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括： 发送切换时间的上限到所述各个DSL收发器， 其中所述时延值是传播时延的上限，所述各个不同时间基于所述切换时间的上限、所 述时延值和所述对应的传播时延计算。
6. 根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述各个不同时间根据以下方程式计算： 1；171)=51\1+2\0_￡-2\0(1)，其中1'8171)代表所述多个051收发器中的第1个051 收发器在结束接收下行信号之后等待传输所述多个信号中的所述第i个DSL收发器的信号 的时间，ST"代表所述切换时间的上限，D_代表所述传播时延的上限，D(i)代表所述第i个 不同DSL收发器的所述对应的传播时延。
7. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对应的传播时延基于对应的回路长 度估计，以及所述对应的回路长度基于所述对应的衰减估计。
8. -种方法，其特征在于，包括： 分发点单元（DPU)同步多个数字用户线（DSL)远程终端的发射器，所述DPU包括多个 并置的收发器，使得在所述并置收发器的U接口处接收的信号在大致相同的时间到达， 其中所述同步基于假设的最长DSL线路，所述假设的最长DSL线路可连接到所述DPU。
9. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括： 发送至少一个符号到所述各个DSL远程终端，其中所述各个DSL远程终端基于所述至 少一个符号的对应衰减估计其对应的传播时延，并且所述在U接口处接收的各个信号基于 所述假设的最长DSL线路的所述传播时延和所述对应的传播时延在不同时间传输。
10. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步包括： 对应的DPU收发器基于初始传输时间延迟接收来自所述各个DSL远程终端的至少一个 符号； 所述DPU基于所述至少一个符号的对应衰减估计所述对应的传播时延， 基于所述初始时延值、所述假设的最长DSL线路的所述传播时延和所述对应的传播时 延为所述各个DPU收发器计算新的传输时间延迟，以及将所述新的传输时间延迟发送给对 应的DSL收发器， 其中在所述DPU收发器的所述U接口处接收的所述各个信号基于所述DSL远程终端的 所述对应的新传输时间延迟在不同时间传输。
11. 根据权利要求9所述的方法，其特征在于，同步所述多个DSL远程终端的发射器包 括发送时延值到所述各个DSL远程终端，所述时延值是从所述DPU发射的信号的结束到在 所述U接口处接收的信号的开始之间的所需间隙时间，时分双工（TDD)帧包括所述发射的 信号、所述接收的信号、所述所需间隙时间以及第二间隙时间，所述发射的信号包括第一多 个离散多频音调制（DMT)符号周期，所述每个接收的信号包括第二多个DMT符号周期，以及 所述所需间隙时间加上所述第二间隙时间等于一个DMT符号周期。
12. 根据权利要求11所述的方法，其特征在于，同步所述多个DSL远程终端的发射器进 一步包括： 发送切换时间的上限到所述各个DSL收发器， 其中所述时延值是传播时延的上限，所述各个不同时间基于所述切换时间的上限、所 述时延值和所述对应的传播时延计算。
13. -种分发点单元（DPU)，其特征在于，包括： 多个数字用户线（DSL)收发器；以及 处理器，其耦合到所述DSL收发器并用于： 同步多个DSL远程终端的发射器，使得在所述多个DSL收发器的U接口处接收的信号 在大致相同的时间到达，其中所述同步基于假设的最长DSL线路，所述最长DSL线路可连接 到所述DPU。
14. 根据权利要求13所述的DPU，其特征在于，所述多个DSL收发器用于： 发送至少一个符号到所述各个DSL远程终端，其中所述各个DSL远程终端基于所述至 少一个符号的对应衰减估计其对应的传播时延，并且所述在U接口处接收的各个信号基于 所述假设的最长DSL线路的所述传播时延和所述对应的传播时延在不同时间传输。
15. 根据权利要求14所述的DPU，其特征在于，同步所述多个DSL远程终端的发射器 包括请求所述多个DSL收发器发送时延值到所述各个DSL远程终端，所述时延值是从所述 发射的信号的结束到在所述U接口处接收的信号的开始之间的所需间隙时间，时分双 工（TDD)帧包括所述发射的信号、所述接收的信号、所述所需间隙时间以及第二间隙时间， 所述发射的信号包括第一多个离散多频音调制（DMT)符号周期，所述每个接收的信号包括 第二多个DMT符号周期，以及所述所需间隙时间加上所述第二间隙时间等于一个DMT符号 周期。
16. 根据权利要求15所述的DPU，其特征在于，同步所述多个DSL远程终端的发射器进 一步包括： 请求所述多个DSL收发器发送切换时间的上限到所述各个DSL收发器， 其中所述时延值是传播时延的上限，所述各个不同时间基于所述切换时间的上限、所 述时延值和所述对应的传播时延计算。
17. -种方法，其特征在于，包括： 第一数字用户线（DSL)收发器从分发点单元（DPU)处的第二DSL收发器获得时延值； 以及 所述第一 DSL收发器在一个时间传输信号，所述时间基于所述时延值以及所述第一 DSL收发器与所述第二DSL收发器之间的估计的传播时延。
18. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，进一步包括： 接收至少一个符号，其中所述对应的传播时延基于所述至少一个符号的对应衰减估 计。
19. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，所述时延值是从所述DPU接收的信号的 结束到在所述DPU处接收的信号的开始之间的所需间隙时间，时分双工（TDD)帧时长等于 所述发射信号的时长、所述接收信号的时长、所述所需间隙时间以及第二间隙时间的总和， 所述发射信号的时长包括第一多个离散多频音调制（DMT)符号周期，所述接收信号的时长 包括第二多个DMT符号周期，以及所述所需间隙时间加上所述第二间隙时间等于一个DMT 符号周期。
20. 根据权利要求18所述的方法，其特征在于，进一步包括： 接收切换时间的上限，其中所述时延值是传播时延的上限，并且时间还基于所述切换 时间的上限。
21. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述时间根据以下方程式计算： Tgl' =STu+2XDmax-2XD，其中Tgl'代表第一 DSL收发器在结束接收下行信号之后等待 传输信号的时间，STu代表所述切换时间的上限，Dmax代表所述传播时延的上限，D代表所述 对应的传播时延。
【文档编号】H04M3/34GK104350685SQ201380021325
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年5月2日 优先权日:2012年5月2日
【发明者】石操, 阿米尔·H·法兹罗拉西, 刘建华 申请人:华为技术有限公司