一种离散多音频调制复用系统及方法与流程

本发明涉及数字用户线路(dsl，digitalsubscriberline)技术领域，特别涉及一种离散多音频调制复用系统及方法。

背景技术

g.fast的106mhz频谱规划使用dmt(discretemulti-tone，离散多音频)调制技术，子载波间隔为51.75khz，有2048个子载波。根据镜像共轭对称原则扩展为4096个频域的qam调制的复数星座点，然后根据fft_size＝4096的ifft变换是4096个时域的实数信号，经过4096*51.75khz＝212ms/s采样率的dac转化成模拟信号，再经过106mhz的低通滤波器在dsl的铜线信道传输。接收端先将收到的模拟信号通过106mhz的低通滤波器，再经过nyquist采样率＝2*106mhz＝212ms/s的adc转化成数字信号，4096个时域的实数信号根据fft_size＝4096的fft变换成4096个频域的复数信号，最后只选取第1到2048个复数信号，作为解调恢复出的2048个子载波上的qam星座点。106mhz频谱规划的信号处理过程如图1所示。

同理，g.fast的212mhz频谱规划的子载波间隔依然是51.75khz，有4096个子载波。根据镜像共轭对称原则扩展为8192个频域的qam调制的复数星座点，然后根据fft_size＝8192的ifft变换成8192个时域的实数信号，经过8192*51.75khz＝424ms/s采样率的dac转化成模拟信号，再经过212mhz的低通滤波器在dsl的铜线信道传输。接收端先将收到的模拟信号通过212mhz的低通滤波器，再经过nyquist采样率＝2*212mhz＝424ms/s的adc转化成数字信号，8192个时域的实数信号根据fft_size＝8192的fft变换成8192个频域的复数信号，最后只选取第1到4096个复数信号，作为解调恢复出的4096个子载波上的qam星座点。212mhz频谱规划的信号处理过程如图2所示。

在产品的实际开发中，往往希望212mhzprofile的收发机可以尽量重复利用106mhzprofile收发机的器件和信号处理流程，以降低成本。同时也希望212mhzprofile的收发机可以兼容106mhz的dmt调制信号。

目前，相关技术中存在的问题是，根据图1和图2的发射机和接收机结构，106mhz频谱规划和212mhz频谱规划的dmt调制系统各自需要一套独立的信号处理过程：106mhz的dmt调制信号只能通过106mhzprofile的发射机和接收机；212mhz的dmt调制信号只能通过212mhzprofile的发射机和接收机。如果直接使用106mhzprofile的发射机和接收机来传递212mhz的dmt调制信号，会使得106mhz-212mhz部分的信号将无法传输；而如果直接使用212mhzprofile的发射机和接收机传递106mhz的dmt调制信号，则会因为引入106mhz-212mhz的带外噪声而降低信噪比，恶化性能。

技术实现要素：

本文提供一种离散多音频调制复用系统及方法，可以解决相关技术中不同频谱规则需要不同的dmt调制系统进行信号收发的问题。

本文公开了一种离散多音频dmt调制复用系统，包括馈线终端装置的局端发射机ftu-o和馈线终端装置的局端接收机ftu-r；

所述ftu-o包括串接的正交振幅调制器qam、fft_size＝4096的快速傅立叶逆变换器ifft、424ms/s采样率的数模转换器dac和212mhz的低通滤波器lpf，其中，所述ifft变换后的复数为串行的i、q两路共8192个实数；

所述ftu-r包括串接的212mhz的lpf、424ms/s采样率的模数转换器adc、fft_size＝4096的快速傅立叶变换器fft和qam。

可选地，上述系统中，所述ifft变换后的复数为串行的i、q两路包括：

所述ifft变换后的复数为依次串行的i、q两路；或者

所述ifft变换后的复数为依次串行的q、i两路。

可选地，上述系统中，所述fft_size＝4096的ifft采用正交频分复用ofdm调制变换。

本文还公开了一种离散多音频dmt调制复用方法，使用如上所述的系统，该方法包括：

212mhz频谱规划的4096个子载波经过所述ftu-o的qam调制为4096个复数星座点，经过fft_size＝4096的ifft进行正交频分复用ofdm调制变换，调制变换后得到串连的4096个i路实数和4096个q路实数，通过424ms/s采样率的dac转换为数字信号，再经过212mhz的lpf传送至信道；

所述ftu-r从信道中接收到模拟信号，经过212mhz的lpf，再经过424ms/s采样率的adc转化为数字信号，根据fft_size＝4096的fft变换成4096个频域的复数信号，由qam解调恢复出4096个子载波上的4096个复数星座点。

本文还公开了一种离散多音频dmt调制复用系统，包括馈线终端装置的局端发射机ftu-o和馈线终端装置的局端接收机ftu-r；

所述ftu-o包括两路处理单元，第一路处理单元处理2-106mhz的dmt调制信号，包括串接的正交振幅调制器qam、镜像共扼对称器、fft_size＝4096的快速傅立叶逆变换器ifft、212ms/s采样率的数模转换器dac和2-106mhz的低通滤波器lpf；

第二路处理单元处理106-212mhz的dmt调制信号，包括串接的正交振幅调制器qam、镜像共扼对称器、fft_size＝4096的快速傅立叶逆变换器ifft、212ms/s采样率的数模转换器dac、106mhz的上变频器和带宽为106-212mhz的带通滤波器bpf；

所述ftu-r包括串接的212mhz的lpf、424ms/s采样率的模数转换器adc、fft_size＝8192的快速傅立叶变换器fft和qam。

本文还公开了一种离散多音频dmt调制复用方法，使用如上所述的系统，该方法包括：

将212mhz频谱规划的4096个子载波中拆分为两组，每组2048个子载波，其中第一组2048个子载波经过所述ftu-o的第一路处理单元中的qam调制为2048个复数星座点，经过镜像共轭对称原则扩展为4096个复数星座点，再经过fft_size＝4096的ifft进行调制变换，调制变换后得到4096个时域的实数信号，通过212ms/s采样率的dac转换为数字信号，再经过2-106mhz的lpf得到第一路带宽为2-106mhz的dmt调制信号；

第二组2048个子载波经过所述ftu-o的第二路处理单元中的qam调制为2048个复数星座点，经过镜像共轭对称原则扩展为4096个复数星座点，再经过fft_size＝4096的ifft进行调制变换，调制变换后得到4096个时域的实数信号，通过212ms/s采样率的dac转换为数字信号，再经过106mhz的上变频器进行变频，再经过带宽为106-212mhz的带通滤波器bpf得到第二路带宽为106-212mhz的dmt调制信号；

将两路dmt调制信号合成为一路212mhz带宽的dmt调制信号后传送至信道；

所述ftu-r从信道中接收到模拟信号，经过212mhz的lpf，再经过424ms/s采样率的adc转化为数字信号，根据fft_size＝8192的fft变换成8192个频域的复数信号，最后只选取第1到4096个复数信号，由qam解调恢复出4096个子载波上的4096个复数星座点。

本文还公开了一种离散多音频dmt调制复用系统，包括馈线终端装置的局端发射机ftu-o和馈线终端装置的局端接收机ftu-r；

所述ftu-o包括串接的正交振幅调制器qam、镜像共扼对称器、fft_size＝8192的快速傅立叶逆变换器ifft、424ms/s采样率的数模转换器dac和2-106mhz的低通滤波器lpf；

所述ftu-r包括串接的2-106mhz的lpf、424ms/s采样率的模数转换器adc、fft_size＝8192的快速傅立叶变换器fft和qam。

本文还公开了一种离散多音频dmt调制复用方法，使用如上所述的系统，该方法包括：

106mhz频谱规划的2048个子载波经过所述ftu-o的qam调制为2048个复数星座点后复制一份得到4096个复数星座点，经过镜像共轭对称扩展为8192个复数星座点，再经过fft_size＝8192的ifft进行调制变换，调制变换后得到8192个实数信号，通过424ms/s采样率的dac转换为数字信号，再经过2-106mhz的lpf传送至信道；

所述ftu-r从信道中接收到模拟信号，经过2-106mhz的lpf，再经过424ms/s采样率的adc转化为数字信号，根据fft_size＝8192的fft变换成8192个频域的复数信号，选取第1到4096个复数信号由qam解调恢复出4096个复数星座点，选择第1到2048个复数信号为106mhz信号。

本申请技术方案，对212mhzprofile的收发机进行一定的改造，可以传输106mhz带宽的dmt调制信号。同样地，对106mhzprofile的收发机进行一定的改造，可以传输212mhz带宽的dmt调制信号；并且尽量地重复利用106mhzprofile收发机的ifft-fft和dac-adc器件，从而大大降低了设备成本。

附图说明

图1是相关技术中106mhz频谱规划的信号处理过程示意图；

图2是相关技术中212mhz频谱规划的信号处理过程示意图；

图3是本发明实施例一中复用106mhz的ifft和fft后212mhz频谱规划的信号处理过程示意图；

图4是本发明实施例二中复用106mhz的结构后212mhz频谱规划的信号处理过程示意图；

图5是本发明实施例三中复用212mhz的结构后106mhz频谱规划的信号处理过程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文将结合具体实施方式对本发明技术方案作进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

实施例一：

本实施例提供一种离散多音频调制复用系统，使用传统212mhzprofile的信号处理结构来传递212mhz带宽的dmt调制信号，其主要变化如下：

一，212mhz带宽的dmt调制符号，依然使用212mhz频谱规划的发射机和接收机。但是使用106mhz的fft_size＝4096的ifft和fft变换器，将dmt调制改变为ofdm调制，不使用共轭镜像对称。

二，经过ifft变换后得到4096个i路实数和4096个q路实数，再将并行的i、q两路数据转换成8192个串行的实数数据。比如把4096个q路数据放置在4096个i路数据之后，或者把4096个i路数据放置在4096个q路数据之后，发射机的其他处理器件保持不变。

三，接收机部分除了使用106mhz的fft_size＝4096的fft变换器，其他器件保持不变。

具体地，本实施例中的离散多音频调制复用系统如图3所示，包括ftu-o和ftu-r两部分。

ftu-o包括有串接的qam、fft_size＝4096的fft、424ms/s采样率的dac和212mhz的lpf，其中，ifft变换后的复数为串行的i、q两路共8192个实数；

ftu-r包括串接的212mhz的lpf、424ms/s采样率的adc、fft_size＝4096的fft和qam。

上述系统实现dmt调制复用的过程包括：

212mhz频谱规划的4096个子载波经过ftu-o的qam调制为4096个复数星座点，经过fft_size＝4096的ifft进行ofdm调制变换，调制变换后得到串连的4096个i路实数和4096个q路实数，通过424ms/s采样率的dac转换为数字信号，再经过212mhz的lpf传送至信道；

ftu-r从信道中接收到模拟信号，经过212mhz的lpf，再经过424ms/s采样率的adc转化为数字信号，根据fft_size＝4096的fft变换成4096个频域的复数信号，由qam解调恢复出4096个子载波上的4096个复数星座点。

由上可见，本实施例使用了fft_size＝4096的ifft和fft处理器，故降低了器件成本；因为ifft变换后的复数分为i、q并行的两路4096个点的实数，所以把i、q转换成串行的8192个实数，依然可以沿用后面的424ms/s的dac，而不需要对整个处理流程和结构作大的改动。

实施例二：

本实施例针对212mhz带宽的dmt调制信号，尽可能地使用106mhzprofile收发机的结构和器件进行传输，对信号处理流程略加改动即可，主要思路如下：

一，212mhz带宽的dmt调制符号，复用106mhzprofile的局端发射机ftu-o。但是需要把4096个子载波分成并行的两路，第1到2048个子载波分为一路，第2049-4096个子载波分为另一路；

二，第2049-4096个子载波对应的那一路信号经过dac后，需要再添加一个106mhz上变频处理，把时域的实数信号调制到106mhz的载波频率上，再通过一个106-212mhz的bpf带通滤波器。发射机的其他处理器件保持不变，在信号进入dsl信道前将两路数据合并相加，合成为一路212mhz带宽的dmt调制信号。

三，终端接收机ftu-r使用212mhzprofile的信号处理过程。

具体地，本实施例中的离散多音频调制复用系统如图4所示，包括ftu-o和ftu-r两部分。

ftu-o包括两路处理单元，第一路处理单元处理2-106mhz的dmt调制信号，包括串接的qam、镜像共扼对称器、fft_size＝4096的ifft、212ms/s采样率的dac和2-106mhz的lpf；

第二路处理单元处理106-212mhz的dmt调制信号，包括串接的qam、镜像共扼对称器、fft_size＝4096的ifft、212ms/s采样率的dac、106mhz的上变频器和带宽为106-212mhz的bpf；

ftu-r包括串接的212mhz的lpf、424ms/s采样率的adc、fft_size＝8192的fft和qam。

上述系统实现离散多音频dmt调制复用的过程如包括：

将212mhz频谱规划的4096个子载波中拆分为两组，每组2048个子载波，其中第一组2048个子载波(第1到2048个子载波)经过ftu-o的第一路处理单元中的qam调制为2048个复数星座点，经过镜像共轭对称原则扩展为4096个复数星座点，再经过fft_size＝4096的ifft进行调制变换，调制变换后得到4096个时域的实数信号，通过212ms/s采样率的dac转换为数字信号，再经过2-106mhz的lpf得到第一路带宽为2-106mhz的dmt调制信号；

第二组2048个子载波(第2049到4096个子载波)经过所述ftu-o的第二路处理单元中的qam调制为2048个复数星座点，经过镜像共轭对称原则扩展为4096个复数星座点，再经过fft_size＝4096的ifft进行调制变换，调制变换后得到4096个时域的实数信号，通过212ms/s采样率的dac转换为数字信号，再经过106mhz的上变频器进行变频，再经过带宽为106-212mhz的带通滤波器bpf得到第二路带宽为106-212mhz的dmt调制信号；

将两路dmt调制信号合成为一路212mhz带宽的dmt调制信号后传送至信道；

ftu-r从信道中接收到模拟信号，经过212mhz的lpf，再经过424ms/s采样率的adc转化为数字信号，根据fft_size＝8192的fft变换成8192个频域的复数信号，最后只选取第1到4096个复数信号，由qam解调恢复出4096个子载波上的4096个复数星座点。

由上可以看出，本实施例针对212mhz带宽的dmt调制符号，不需要重新设计一套212mhzprofile的发射机与处理机结构，除了在ftu-o的局端发射机添加上变频器与bpf带通滤波器外，利用了106mhzprofile的大部分处理器件，从而大大节约了器件成本。ftu-r的终端设备可以依然使用212mhzprofile的接收机而不影响接收性能。

实施例三：

本实施例针对106mhz带宽的dmt调制信号，使用212mhzprofile的收发机进行传递，使得212mhzprofile的收发机可以兼容106mhz的dmt调制信号，主要改动思路如下：

一，106mhz带宽的dmt调制符号，复用212mhz频谱规划的发射机和接收机。将2048个子载波对应的qam星座点复制一份，扩展为4096个复数。

二，除了将低通滤波器lpf带宽从2-212mhz调整为2-106mhz，其他器件保持不变。

三，接收机最后经过fft变换后得到4096个复数，只取第1到2048个复数，第2048个以后的复数被丢弃。

具体地，本实施例中的离散多音频调制复用系统如图5所示，包括ftu-o和ftu-r两部分。

ftu-o包括串接的正交振幅调制器qam、镜像共扼对称器、fft_size＝8192的快速傅立叶逆变换器ifft、424ms/s采样率的数模转换器dac和2-106mhz的低通滤波器lpf；

ftu-r包括串接的2-106mhz的lpf、424ms/s采样率的模数转换器adc、fft_size＝8192的快速傅立叶变换器fft和qam。

上述系统实现离散多音频dmt调制复用的过程如包括：

106mhz频谱规划的2048个子载波经过ftu-o的qam调制为2048个复数星座点后复制一份得到4096个复数星座点，即将第1到2048个子载波对应的星座点依次承载到第2049-4096个子载波得到4096个复数星座点，经过镜像共轭对称扩展为8192个复数星座点，再经过fft_size＝8192的ifft进行调制变换，调制变换后得到8192个实数信号，通过424ms/s采样率的dac转换为数字信号，再经过2-106mhz的lpf传送至信道；

ftu-r从信道中接收到模拟信号，经过2-106mhz的lpf，再经过424ms/s采样率的adc转化为数字信号，根据fft_size＝8192的fft变换成8192个频域的复数信号，选取第1到4096个复数信号由qam解调恢复出4096个复数星座点，选择第1到2048个复数信号为第1至2048个子载波依次对应的2-106mhz的频率点信号。

本实施例的好处是106mhz带宽的dmt调制符号，可以利用212mhzprofile的收发机进行传递，只需要把lpf低通滤波器的截止带宽改为106mhz即可，设计简洁方便。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本申请不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述，仅为本发明的较佳实例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。