CN101056342B - 一种在数字用户线技术中进行通信的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在数字用户线技术中进行通信的方法，包括：获得通信性能参数；当通信性能参数达到或超过预定值时，第一收发装置和第二收发装置采用预定的通信规则进行通信，所述的预定的通信规则分别设置在第一收发装置和第二收发装置中。本发明还公开了一种在数字用户线技术中进行通信的收发装置。根据本发明，通过事先确定的比特表、增益表，并将确定的比特表、增益表分别保存在第一收发装置和第二收发装置中。当出现很大的宽带噪声(如串扰)时，利用简单的消息或询问-应答机制，可向事先确定的比特表、增益表的快速切换。由于不需要交换比特表、增益表，因此，本发明的技术方案具有切换速度快，可靠性高的优点。另外，本发明还能提高频谱利用率。

Description

一种在数字用户线技术中进行通信的方法和装置 
技术领域
本发明涉及一种通信技术，尤其涉及一种在数字用户线技术中进行通信的方法和装置。 
背景技术
ADSL(非对称数字用户线)技术经过多年的发展，已经从第一代的ADSL发展到现在的ADSL2(第二代ADSL)、ADSL2+(下行带宽扩展的ADSL2)以及更新的VDSL2(第二代甚高速数字用户线)，其使用的频带在逐渐增加，相应的带宽也在逐渐增加。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100Mbit/s的接入速率。上述各种数字用户线技术统称为xDSL。 
由于xDSL的传输媒质是非屏蔽双绞线，不同双绞线之间存在电磁耦合，因此，一对双绞线上传输的信号会通过电磁耦合的途径传输到另外的双绞线上，形成串扰。为了降低这种串扰，双绞线采用了不同的绞距，而且xDSL本身采用差分信号传送和接收，尽可能利用双绞线的对称性抵消共模干扰信号，现实中双绞线的对称性还是有限的，串扰依旧存在。另外，外界环境中的干扰信号也会耦合到双绞线上，因为双绞线的对称性有限而转换成差模信号形成干扰。 
线对之间的串扰会对业务造成很大的影响。例如，当线对1训练时其相邻的线路没有业务，在给定的信噪比容限下能获得较高的激活速率，而此后相邻的线路也开始训练，这些线路发出的信号在线对1上产生的串扰信号导致的噪 声增减的幅度有可能达到十几个dB，此时原先设定的线对1的信噪比容限(一般为6dB)不能保证线路以原来的误码率和速率运行，此时轻则误码率增大，重则掉线重训练，导致业务中断。这个问题在VDSL2的情况下更为严重，因为VDSL2的频率高，线路短，而远端串扰随着频率的增大而增大，随着距离的增加而衰减，因而串扰影响更大。ADSL2+定义了快速训练方式，尽管有快速重训练能够使得连接最快能在3秒种内恢复，但是对于业务的影响是无法完全避免的，而且有些业务会因为诸如掉线的问题而需要重新连接，比如IP电话等，所以保持通信连接质量良好(如，不掉线)对于业务的质量和用户体验有着很重要的意义。 
在现有技术中，有下述三种方案可以应对这种因为邻近的线路从没有使用的静默状态(在静默状态下，线路上没有信号)转入正常使用产生的串扰，下面对上述三种技术方案分别进行描述。 
方案一，通过提高线对1的目标信噪比容限，在线对1训练时预留更多的信噪比容限，这样当串扰突然增大时只要增大幅度不达到或超过目标信噪比容限，通信依然能保持目标误码率，并且有足够的余量而不至于重训练。这种技术方案的好处是简单实用，不足之处是提高信噪比容限将导致线对1的可获得速率降低，而且由于串扰噪声一般不是平坦的，也就是说不同频点的噪声功率谱密度是不同的，而信噪比容限是一个平坦的值，它将所有子信道的信噪比预留基本相同的值作为容限，考虑到实际上串扰只在某些频率范围较严重，因此在哪些串扰影响很小的频段，过高的信噪比带来传输容量的浪费。 
方案二，使用无缝速率适配(Seamless Rate Adaptation，SRA)，当线路因为串扰导致信噪比降低时，SRA通过降低受影响的子载波上调制的比特数来保证信噪比容限，从而误码率不高于目标值，这种方案能够自动根据噪声的分布调整比特分布，因而避免了方案一的问题。但是SRA需要根据信噪比的变化计算并更新子载波的比特表和增益表(多载波通信时，各子载波上的比特分配表和增益调整表，参见ITU-T的ADSL或者VDSL标准)，数据量较大，受开 销通道的传输能力的影响，其响应速度比较慢，而邻近线路的串扰是在进入训 练的瞬间突然增大的，因此，很有可能SRA还来不及完成调整收发装置就因为连续出错而重训练了。更进一步，SRA需要在接收装置和发送装置之间传送大量的数据(比特和增益表)，而此时信道的信噪比已经下降，SRA更新比特和增益表的过程本身有可能出错而失败。 
方案三，在ITU-T G.993.2标准(又叫VDSL2)标准中，引入了虚拟噪声(Virtual Noise，VN)的概念，这是一种根据需要整形得到的噪声。图1示出了一种虚拟噪声与实际噪声之间的关系，虚线为虚拟噪声变化曲线，实线为噪声变化曲线。如果用这种虚拟的噪声计算信噪比，并计算每一个子载波的比特加载，就得到一种以VN为基础的线路速率，通过设置合适的VN，使得VN不低于电缆的基本捆扎单位内最大可能的串扰噪声(比如在VDSL情况下，对于25对的基本单位，设置VN不低于24对线同时激活时产生的串扰)，这样即使这些线对在线对1达到showtime(这是标准中的一个专用词，又叫做同步状态)后训练也不会导致其重训练。而且由于采用整形的噪声，只在需要的子信道上预留足够的余量，就可避免简单的设置平坦的目标信噪比容限带来的浪费。不过这个方案的问题是这依然是一个保守的方案，为了保证安全，需要以最大可能的串扰噪声来设计VN，比如说1％最坏情况，但是实际上很多情况下的串扰并没有这么差或者只是在很短的时间内出现这种最坏情况，而始终以这种保守的方案运行实际上还是造成了对信道容量的浪费。 
发明内容
本发明的目的是提供一种在数字用户线技术中进行通信的方法和***，能够根据线路的噪声变化情况动态适配传输速率，改善抗噪声的性能，以便避免因线路噪声的大幅提高而造成的各种问题(如掉线)，尤其是适用于噪声在短时间内突然发生大幅度的提高的情况。而当线路噪声降低时又能动态调高线路速率，从而提高了传输容量。 
本发明公开了一种在数字用户线技术中进行通信的方法，包括： 
A、获得通信性能参数； 
B、当通信性能参数达到或超过预定值时，第一收发装置和第二收发装置采用预定的通信规则进行通信； 
其中，所述第一收发装置在训练过程中通过信息交互将虚拟噪声或者比特表计算参数发送到所述第二收发装置； 
当通信性能参数达到或超过预定值时，所述第一收发装置向所述第二收发装置发送切换请求消息； 
在接收到所述切换请求消息后，所述第二收发装置切换到由虚拟噪声或者比特表计算参数计算的比特表和/或增益表，并通过同步符号告知所述第一收发装置实现同步切换。 
所述的预定的通信规则可分别预先设置在第一收发装置和第二收发装置中，或者在通信时根据分别设置在第一收发装置和第二收发装置中的预定通信规则计算方法获得。 
所述的步骤A具体包括：第一收发装置和第二收发装置的监测模块监测通信性能参数，所述的通信性能参数包括信噪比、信噪比容限和误码率三者其中之一或任意组合。 
所述的步骤B具体包括： 
当第一收发装置和/或第二收发装置监测的信噪比、信噪比容限、误码率其中任意参数的组合达到或超过预定值时，第一收发装置和/或第二收发装置向第二收发装置和/或第一收发装置发送切换请求消息，使第一收发装置和第二收发装置采用预定的通信规则进行通信。 
所述的切换请求消息采用内嵌开销通道的消息。 
所述的切换请求消息采用VDSL2标准定义的内嵌开销通道的消息类型2、消息类型3和自定义的消息三者其中之一或任意组合。 
所述的步骤B还包括：当第二收发装置和/或第一收发装置收到第一收发装置和/或第二收发装置的切换请求消息，第二收发装置和/或第一收发装置通过内嵌开销通道向第一收发装置和/或第二收发装置发送应答消息。 
所述的应答消息的内容包括同意切换和拒绝切换。 
当应答消息的内容为拒绝切换时，所述的应答消息还包含拒绝切换的原因信息。 
所述的步骤A具体包括：A1、通过询问-应答机制获得通信性能参数。 
所述的步骤A1具体包括： 
A11、第一收发装置/第二收发装置按时间帧间隔向第二收发装置/第一收发装置发送询问消息，第二收发装置/第一收发装置按时间帧间隔向第一收发装置/第二收发装置返回应答消息； 
A12、第一收发装置/第二收发装置根据接收的应答/询问消息情况确定通信性能参数。 
所述的步骤A12具体包括： 
A121、当第二收发装置/第一收发装置在预定时间间隔内没有收到第一收发装置/第二收发装置正确发送的询问消息时，则将第二收发装置/第一收发装置的循环寄存器的当前位置1，否则，将第二收发装置/第一收发装置的循环寄存器的当前位置0； 
A122、当第一收发装置/第二收发装置在预定时间间隔内没有收到第二收发装置/第一收发装置正确返回的应答消息时，则将第一收发装置/第二收发装置的循环寄存器的当前位置1，否则，将第一收发装置/第二收发装置的循环寄存器的当前位置0； 
A123、将第一收发装置/第二收发装置的循环寄存器循环向前移动一位； 
A124、第一收发装置/第二收发装置统计循环寄存器中1的个数，直至循环寄存器中1的个数达到切换阈值为止，否则，返回步骤A11。 
所述的步骤B具体包括： 
当第一收发装置和/或第二收发装置获得通信性能参数达到或超过预定值时，在预定时刻第一收发装置和第二收发装置采用预定的比特表中的参数进行通信。 
所述的预定时刻为下一同步帧的第十符号。 
所述的方法还包括：在采用预定的比特表和/或增益表进行通信之前，所述的第一收发装置和第二收发装置采用实际的噪声计算的比特表和/或增益表进行通信。
当采用预定的比特表和/或增益表进行通信后，所述的方法还包括：采用无缝速率适配方法调整的比特表进行通信。 
本发明还公开了一种在数字用户线技术中的收发装置，包括： 
接收模块，用于接收对方收发装置的信号； 
监测模块，用于根据所述的接收模块接收的信号中获得通信性能参数； 
处理模块，用于根据监测模块线路质量参数进行预定的通信规则的切换及产生切换消息； 
发送模块，用于向对方收发装置发送信号和所述处理模块产生的切换消息。 
所述的处理模块具体包括： 
存储单元，用于存储预定的通信规则； 
判断单元，用于判断通信性能参数是否达到或超过预定值，若是，产生切换消息，并通过发送模块发送到对端，等待对端的同步信号，当在预定时间内获得对端的同步信号，启动切换单元； 
切换单元，用于向预定的通信规则进行切换； 
其中，所述收发装置在训练过程中通过信息交互将虚拟噪声或者比特表计算参数发送到对方收发装置，以使所述对方收发装置在接收到所述切换消息后，切换到由虚拟噪声或者比特表计算参数计算的比特表和/或增益表，并通过同步符号告知所述收发装置实现同步切换。 
所述的预定的通信规则包括：预定的比特表和/或增益表。 
所述的通信性能参数包括信噪比、信噪比容限和/或误码率。 
所述的预定的比特表可以为采用虚拟噪声计算的比特表或者经验比特表。 
所述的装置还包括：无缝速率适配器，用于根据根据当前实际噪声计算比特表和增益表。 
所述的接收模块还用于接收对端发送的比特表和增益表，所述的发送模块还用于向对端发送比特表和增益表。 
本发明还公开了一种在数字用户线技术中的收发***，所述的收发***包括通过用户线通信的第一收发装置和第二收发装置， 
所述的第一收发装置和第二收发装置分别包括： 
接收模块，用于从用户线接收的信号； 
监测模块，用于根据所述的接收模块接收的信号中获得通信性能参数； 
处理模块，用于根据监测模块线路质量参数进行预定的通信规则的切换，所述的预定的通信规则保存本地； 
发送模块，用于向用户线发送信号； 
其中，所述第一收发装置在训练过程中通过信息交互将虚拟噪声或者比特表计算参数发送到所述第二收发装置； 
当通信性能参数达到或超过预定值时，所述第一收发装置向所述第二收发装置发送切换请求消息； 
在接收到所述切换请求消息后，所述第二收发装置切换到由虚拟噪声或者比特表计算参数计算的比特表和/或增益表，并通过同步符号告知所述第一收发装置实现同步切换。 
所述的第一收发装置和第二收发装置分别还包括：无缝速率适配器，用于根据实际噪声计算比特表和增益表。 
根据本发明，通过事先确定的比特表、增益表，并将确定的比特表、增益表分别保存在第一收发装置和第二收发装置中，或是事先确定一个能被第一收发装置和第二收发装置理解和使用的计算规则。当出现很大的宽带噪声(如串扰)时，利用简单的消息或询问-应答机制，实现从当前使用的比特表、增益表向事先确定的比特表、增益表的快速切换，或使用当前使用的比特表、增益表通过事先确定的规则计算出新的比特表、增益表并快速切换到新的比特表、增益表。由于不需要在第一收发装置和第二收发装置之间交换比特表、增益表，因此，本发明的技术方案具有切换速度快，可靠性高的优点。而当上述宽带噪声降低时(如，串扰源用户关闭modem)，还能以当前信道计算得到SNRM，通过SRA将速率调高，从而提高频谱利用率。 
附图说明
图1示出了虚拟噪声与实际噪声之间的关系一个例子； 
图2示出了本发明的接收***的示意图； 
图3示出了线路噪声、信噪比容限和线路速率之间的关系图； 
图4示出了询问消息和应答消息的示意图； 
图5示出了第一收发装置与第二收发装置之间的询问-应答过程； 
图6为当第一收发装置与第二收发装置之间的询问-应答过程出现错误时的示意图； 
图7示出了利用第一收发装置与第二收发装置之间的询问-应答过程进行比特表切换的示意图。 
具体实施方式
为了便于本领域一般技术人员理解和实现本发明，现结合附图描绘本发明的实施例。 
如图2所示，本发明公开了一种在数字用户线技术中的收发***，所述***包括：第一收发装置，用于获得通信性能参数，当通信性能参数达到或超过预定值时，第一收发装置和第二收发装置采用预定的通信规则进行通信，所述的预定的通信规则设置在第一收发装置中，否则，采用根据实际噪声计算的比特表、增益表中的参数进行通信；第二收发装置，用于获得通信性能参数，当通信性能参数达到或超过预定值时，第一收发装置和第二收发装置采用预定的比特表中的参数进行通信，所述的预定的通信规则设置在第二收发装置中，否则，采用根据实际噪声计算的比特表、增益表中的参数进行通信。 
第一收发装置与第二收发装置的组成和功能可以完全一样。其中一个收发装置可以位于局端设备中，另一收发装置位于用户端设备中。所述的收发装置包括：接收模块，用于接收对方收发装置的信号和消息；监测模块，用于从接收模块获得通信性能参数，所述的通信性能参数包括信噪比、信噪比容限、误码率；处理模块，用于根据监测模块通信性能参数进行预定的通信规则的切换 和产生切换消息，以及根据切换消息进行预定的通信规则的切换，所述的预定的通信规则包括比特表和/或增益表；发送模块，用于向对方收发装置发送信号和处理模块产生的所述切换消息。 
所述的处理模块具体包括：存储单元，用于存储所述的两份通信规则预定的比特表、增益表和根据实际噪声计算的比特表、增益表，以及一些配置参数，比如以误码率或者信噪比容限定义的触发比特表、增益表(bi&gi)的切换阈值等信息；判断单元，用于判断通信性能参数是否达到或超过预定值，若是，则产生切换消息，并通过发送模块发送到对端，等待对端的同步信号，当在预定时间内获得对端的同步信号，启动切换单元；切换单元，用于执行向预定的比特表、增益表进行切换。 
所述的收发装置还包括：无缝速率适配器，用于根据实际噪声计算比特表和增益表，当噪声降低时用其作为新的通信规则以提高速率。所述的接收模块还用于接收对端发送的比特表和增益表，所述的发送模块还用于向对发送比特表和增益表。 
本发明还公开了在数字用户线技术中进行通信的方法，所述的方法包括：获得通信性能参数；判断通信性能参数是否达到或超过预定值，若是，通过消息通知对方的收发装置，使两端收发装置采用预定的比特表、增益表中的参数进行通信，否则，采用根据实际噪声计算的比特表、增益表中的参数进行通信。 
为了获得通信性能参数，监测模块不断地监测接收模块所接收的信号，并从接收的信号中获得信噪比、信噪比容限、误码率等通信性能参数，以便当这些参数其中一个或多个达到或超过预定值时，通过消息通知对方的收发装置，使两端收发装置采用预定的比特表、增益表中的参数进行通信。 
当获得通信性能参数后，判断通信性能参数是否达到或超过预定值，若是，通过消息通知对方的收发装置，使两端的收发装置采用预定的比特表、增益表中的参数进行通信，否则，采用根据实际噪声计算的比特表、增益表中的参数进行通信。 
为了判断通信性能参数是否达到或超过预定值，在训练之前可在第一收发装置(假设第一收发装置处于局端设备中)中预先设置虚拟噪声或者经验比特表计算参数，以及信噪比容限和或误码率的阈值；所述的经验比特表计算参数为每一个tone(子频段)上根据实际噪声计算的比特数应该减少的以提供信噪比容限的比特数，然后将设置的虚拟噪声或者经验比特表计算参数，信噪比容限和或误码率的阈值保存于第一收发装置的存储模块中，以便在训练过程中通过信息交互将虚拟噪声或者经验比特表计算参数，以及信噪比容限和或误码率的阈值发到第二收发装置(假设第二收发装置处于用户终端设备中)，第二收发装置将虚拟噪声或者经验比特表计算参数，以及信噪比容限和或误码率的阈值保存到存储模块中。在训练时第二收发装置的处理模块根据其收到的信号，分别以预设的虚拟噪声或者经验比特表计算参数和实际噪声计算两套对应的信噪比表、比特表和增益表：SNRvi、Bvi和Gvi，SNRri、Bri和Gri，并将SNRvi、Bvi和Gvi，SNRri、Bri和Gri保存于本地存储模块中并通过信息交互传送到第一收发装置，以便在第一收发装置的存储模块中保存起来，然后第一收发装置和第二收发装置以实际噪声计算的SNRri、Bri和Gri实现连接。 
下面描述判断通信性能参数是否达到或超过预定值的过程。第一收发装置和/或第二收发装置将监测的信噪比、信噪比容限、误码率与其存储模块中存储的预设阈值相比较。以监测信噪比容限为例，当发现多个子载波(根据串扰的功率分布，大多数情况下是很多连续的子载波)，比如连续的10个子载波的信噪比容限已经低于预设的阈值时，表明存在因为邻近线对在训练导致串扰的突然增加的情况，此时收发装置产生一个切换请求消息，并向对方的收发装置发送切换请求消息。对方的收发装置接收到切换请求消息后，切换到由虚拟噪声或者经验比特表计算参数计算的比特表、增益表，然后返回一个确认消息和同步消息(也可以仅返回同步消息)，收发装置接收到确认消息和同步消息后，切换到由虚拟噪声计算的比特表、增益表。这样，第一收发装置和第二收发装置可使用由虚拟噪声计算的比特表、增益表进行通信。 
所述的预定的比特表、增益表可以为根据预设的虚拟噪声获得或经验比特表。 
所述的虚拟噪声可以为线路最坏串扰情况的噪声。这样，在训练中，第一收发装置和第二收发装置除了根据U接口(xDSL收发器与外部双绞线的接口)的实际噪声获得信噪比表SNRri、比特表Bri和增益表Gri外，还根据预设的虚拟噪声或者经验比特表计算参数计算另一份对应的数据(SNRvi、Bvi和Gvi)，所述的信噪比表SNRri、比特表Bri和增益表Gri分别表示每一个子载波的信噪比、承载的比特数和相对增益调整系数。所述的(SNRvi、Bvi和Gvi)分别保存在第一收发装置和第二收发装置的存储模块中。当收发装置检测线路由于邻近线对训练产生的串扰而导致信噪比SNRi和/或信噪比容限SNRMi和/或误码率BER(Bit Error Rate)达到或超过预先设定的值时，收发装置会向对端收发装置发送切换请求消息，以便对端收发装置切换到保存的以虚拟噪声或者经验比特表计算参数计算得到的Bvi和Gvi，并通过切换同步信号实现第一收发装置和第二收发装置之间的同步切换。 
所述的经验比特表可根据经验获得，比如根据串扰的经验分布，在根据训练结果得到的基于实际噪声的比特增益表bri&gri的基础上减掉相应的比特数(减去的bit数带来的信噪比容限的增加应大于或者等于串扰导致的信噪比容限的下降值)，这样就不需要设计虚拟噪声并传到对端了，从而进一步简化操作。 
由于根据虚拟噪声计算出来的比特加载和增益调整表是一个非常保守的方案，因此尽管信噪比容限和误码率满足要求(通常是达到或超过要求)，但是速率会较实际噪声得到的值要低，此时可以通过SRA的手段，根据实际的SNRri逐步调高线路速率。这样就得到一个快速降低速率以适应噪声突然增加、慢速增加速率以适应噪声减小的动态速率调整过程，由于这个快速切换过程中的线路参数都事先计算完毕，并且在第一收发装置和第二收发装置上都有保存，因此需要切换时只要一个简单的消息和同步消息就可以实现，较原来的 SRA或者BS要快得多，也更可靠，因为SRA或者BS需要传送更新比特表和增益表，而由于信道较差，有可能因为传输过程中的误码导致传送的比特表和增益表出错而失败，本发明的方案则没有这个问题，而当线路串扰噪声降低时，信噪比增加，误码率下降，能传送SRA需要的大量数据。 
在进入showtime时，可根据实际噪声计算的信噪比表SNRri、比特表Bri和增益表Gri作为传输参数，以便获得较大传输速率。 
图3示出了线路噪声、信噪比容限和线路速率之间的关系图。如图3所示，横坐标轴为时间，在纵坐标上示出了线路噪声、信噪比容限和线路速率之间的关系。在时间a处，由于邻近线对开始训练，使得线路噪声大幅升高，从而使得SNRM急剧下降，这样，根据本发明，切换到预定的比特增益表，降低速率；在时间b-c处，当邻近线对训练结束后，邻近线对进入功率控制阶段，串扰略有下降，即线路噪声有所下降，从而使得SNRM有所增加，这样，根据本发明，可通过SRA调整速率，使得线路速率有所提高；在时间d-e处，当邻近线对用户关闭modem，串扰大幅下降，即线路噪声大幅下降，从而使得SNRM增加，这样，根据本发明，可通过SRA调整速率，使线路速率提高。 
为了实现本发明，还需要定义切换消息，在VDSL2的标准(ITU-T G.993.2)中定义了OLR命令的eoc(embedded overhead channel，内嵌开销通道)消息，命令类型字段为(00000001)2，下标2表示二进制，其它字段定义如下表所示。 
Figure G06172439020060420D000121
Table 11-7/G.993.2-Reason codes for OLR responses 
 Reason  Octet value  Applicable to Defer Type 1  Applicable to Reject Type 2  Applicable to Reject Type 3
 Busy  0116  X  X  X
 Invalid parameters  0216  X  X  X
由上表可以看出，Type 1已被使用，根据本发明，可以直接使用Type 2或者Type 3，将字段长度定为2byte，第二byte内容分别为(如表中所示)：0516、0616，下标16表示16进制。也可以另外定一个消息：Type 4，其长度为2byte，第二byte内容为0716，这样就不会影响当前的标准定义。同样地，相对切换消息的响应消息的格式如下表所示。 
Figure G06172439020060420D000131
因此，如果直接采用现有的type2或者type3，则对相应的消息字段进行修改，同意切换长度为2个字节，其中，第二个字节为7216或者7316(对应于消息类型)；拒绝切换的长度为3byte，其中，第二字节为8216或者8316(对应于消息类型)，第三字节为拒绝的原因(可选，若不要，则长度为两字节)。如果是新定义的类型4，则定义答复类型4，同意切换的消息长度为二个字节，其中，第二个字节为7316，拒绝消息长度3byte，其中，第二字节为8316，第三字节为拒绝的原因(可选，若不要，则长度为两字节)。同步信号则采用G.993.2定义的信号，即采用同步符号的全0和全1之间的切换来表示同步信号。 
上述方法具有较多的消息内容，能够比较方便双方进行沟通。为了加快切换速度，可发送一个不需要确认的切换请求消息Type2或Type3或Type4，然后收发装置收到这个消息后执行切换动作，并且用同步符号来告知接收端实现同步切换，若拒绝则不发送同步消息。这样，避免了消息内容的传输和解析过程， 加快了切换速度，降低了错误概率。 
根据上述实施例，事先在训练中计算两套参数，一套为根据当前信道参数(如信道噪声)得到的比特表、增益表，另一套为根据虚拟噪声或者或者经验比特表计算参数得到的保守的比特表、增益表，并将这两套参数同时在第一收发装置和第二收发装置中保存。训练完成时收发装置使用是根据当前信道参数得到的比特表、增益表，叫做当前的比特表、增益表，并且这份比特增益表会随着信道变化而动态调整(比如说bit swapping)。当出现很大的宽频噪声(比如说串扰)时，利用简单的消息，实现从当前的比特表、增益表向虚拟噪声对应的比特表、增益表的快速切换，由于不需要交换比特表、增益表，仅需要交换简单的消息，因此相对于比特交换、SRA，本实施例的方案具有切换速度快，可靠性高的优点。而当上述宽带噪声降低时(比如串扰源用户关闭modem)，还能以当前信道参数计算得到SNRM，通过SRA将速率调高，从而实现频谱利用率的优化。 
另外，由于本发明的方案切换速度快，因而能够响应串扰这种突然增加的特点而避免掉线，而SRA则可能会因为响应速度以及交换参数过程的出错而失败，导致重训练并中断业务。 
为了获得通信性能参数，也可采用下述的询问-应答方式。具体而言，根据询问-应答情况判断线路的质量。下面详细描述通过询问-应答方式获得线路质量的方法。 
如图4所示，首先构造询问消息和应答消息，图4(a)示出了询问消息，图4(b)示出了应答消息。假设第一收发装置向第二收发装置发送询问消息。 
当第二收发装置接收到的询问信息中计数为X(X的取值范围为0-255)时，立即响应，且响应的应答信息的计数字节应是X+1。如果溢出发生时，将计数字节的值设为零。当第一收发装置接收到应答信息，且计数字节的内容合法时，过一定的时间间隔(T)后发送询问信息，且计数字节内容为从第二收发装置收到的合法计数字节内容。依次类推。图5示出了第一收发装置与第二收发装 置之间的询问-应答过程。 
如图6所示，当第二收发装置没有正确接收到第一收发装置发来的询问消息时，第二收发装置不应答。当第一收发装置没有正确接收到接收端发来的应答消息时，在规定的时间点上继续重复发送上一次相同的询问消息。 
为了记录询问-应答情况，可在第一收发装置和第二收发装置设有寄存器，寄存器每一位分别记录连续n个消息的接收状态。为描述方便，第一收发装置、第一收发装置中的寄存器分别用TM和RM代替。在初始化后或比特表项切换后，TM与RM的初始值应全为零。 
对于第一收发装置，在当前时间帧内，第一收发装置在规定的时间间隔内如果没有接收到合法的应答消息，在TM的当前位上写‘1’，反之写‘0’；接着，第一收发装置接收下一时间帧内的应答消息，将在TM的下一位确定为当前位，在规定的时间间隔内如果没有接收到合法的应答消息，在TM的当前位上写‘1’，反之写‘0’。 
对于第二收发装置，在当前时间帧内，第二收发装置在规定的时间间隔内如果没有接收到合法的询问消息时，在RM的当前位上写‘1’，反之写‘0’；接着，第二收发装置接收下一时间帧内的询问消息，将在RM的下一位确定为当前位，在规定的时间间隔内如果没有接收到合法的询问消息，在RM的当前位上写‘1’，反之写‘0’。 
在第一收发装置，当TM寄存器中有预定数目(即切换阈值)的位为‘1’的时候，便决定在第一收发装置和第二收发装置约定的时刻进行切换，例如在下一个同步帧的第十个符号作比特表、增益表切换。为了保证能够同步切换，在决定切换之后始终发送非法数据，以使第二收发装置尽快达到切换条件，进而在下一个同步帧的第十个符号作比特表、增益表切换。这样，在第一收发装置和第二收发装置之间不需要发送切换消息，就可实现同步切换比特表，以应对突线路的噪声(如串扰)的突然增大而造成的各种问题，如掉线。对第二收发装置，也采用同样的机制，以便进行比特表的切换。 
图7示出了TM和RM的位为5，切换阈值取值3时的询问-应答情形。如图7所示，实线表示本次消息传输正确，虚线线表示本次消息传输错误。在第1时间帧中，第一收发装置向第二收发装置发送计数字节为001的询问消息，第二收发装置接收到询问消息后，向第一收发装置返回计数字节为002的应答消息，这时第一收发装置和第二收发装置的TM和RM的各位没有变化，即均为0。在第2时间帧中，TM和RM分别向前循环移动一位，第一收发装置向第二收发装置发送计数字节为002的询问消息，第二收发装置没有收到询问消息，仍然向第一收发装置返回计数字节为002的应答消息，这时第一收发装置和第二收发装置的TM和RM的当前位(如图所示的最后一位)均被设为1。在第3时间帧中，TM和RM分别向前循环移动一位，第一收发装置向第二收发装置发送计数字节为002的询问消息，第二收发装置接收到询问消息后，接收正确，第二收发装置的RM的当前位保持为0，然后向第一收发装置返回计数字节为003的应答消息，由于第一收发装置在规定的时间间隔内没有收到应答消息，这时第一收发装置的TM的当前位被设置为1。这样，依此类推，直到第7个时间帧时，第一收发装置的TM中1的个数(切换阈值)达到3，从第8个时间帧开始，第一收发装置向第二收发装置发送计数字节为错误内容的询问消息，以便使第二收发装置的RM中的1的个数尽快到达切换阈值，以便在下一个同步帧的第十个符号时进行比特表切换，这样，第一收发装置和第二收发装置之间不需要再次传递消息，就可实现比特表的同步切换，因此，本实施例的方案具有切换速度快，可靠性高的优点。而当上述宽带噪声降低时(比如串扰源用户关闭modem)，以当前信道参数计算得到SNRM，通过SRA将速率调高，从而实现频谱利用率的优化，提高了传输速度。 
应该注意到，在进行比特表的切换时，可以进行增益表的切换，也可以不进行增益表的切换。 
综上所述，通过事先确定的比特表、增益表，并将确定的比特表、增益表分别保存在第一收发装置和第二收发装置中。当出现很大的宽频噪声(比如说 串扰)时，利用简单的消息或询问-应答机制，实现从当前的比特表、增益表向事先确定的比特表、增益表的快速切换。由于不需要交换比特表、增益表，因此，本发明的技术方案具有切换速度快，可靠性高的优点。而当上述宽带噪声降低时(比如串扰源用户关闭modem)，还能以当前信道计算得到SNRM，通过SRA将速率调高，从而实现频谱利用率的优化。 
虽然通过实施例描绘了本发明，但本领域普通技术人员知道，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，就可使本发明有许多变形和变化，本发明的范围由所附的权利要求来限定。 

Claims (23)

1.一种在数字用户线技术中进行通信的方法，其特征在于，包括：
A、获得通信性能参数；
B、当通信性能参数达到或超过预定值时，第一收发装置和第二收发装置采用预定的通信规则进行通信；
其中，所述第一收发装置在训练过程中通过信息交互将虚拟噪声或者比特表计算参数发送到所述第二收发装置；
当通信性能参数达到或超过预定值时，所述第一收发装置向所述第二收发装置发送切换请求消息；
在接收到所述切换请求消息后，所述第二收发装置切换到由虚拟噪声或者比特表计算参数计算的比特表和/或增益表，并通过同步符号告知所述第一收发装置实现同步切换。
2.根据权利要求1所述的在数字用户线技术中进行通信的方法，其特征在于，所述的步骤A具体包括：第一收发装置和/或第二收发装置的监测模块监测通信性能参数，所述的通信性能参数包括信噪比、信噪比容限和误码率三者其中之一或任意组合。
3.根据权利要求2所述的在数字用户线技术中进行通信的方法，其特征在于，所述的步骤B具体包括：
当第一收发装置和/或第二收发装置监测的信噪比、信噪比容限、误码率其中任意参数的组合达到或超过预定值时，第一收发装置和/或第二收发装置向第二收发装置和/或第一收发装置发送切换请求消息，使第一收发装置和第二收发装置采用预定的通信规则进行通信。
4.根据权利要求3所述的在数字用户线技术中进行通信的方法，其特征在于，所述的切换请求消息采用内嵌开销通道的消息。
5.根据权利要求4所述的在数字用户线技术中进行通信的方法，其特征在于，所述的切换请求消息采用VDSL2标准定义的内嵌开销通道的消息类型2、 消息类型3和自定义的消息三者其中之一或任意组合。
6.根据权利要求3所述的在数字用户线技术中进行通信的方法，其特征在于，所述的步骤B还包括：当第二收发装置和/或第一收发装置收到第一收发装置和/或第二收发装置的切换请求消息，第二收发装置和/或第一收发装置通过内嵌开销通道向第一收发装置和/或第二收发装置发送应答消息。
7.根据权利要求6所述的在数字用户线技术中进行通信的方法，其特征在于，所述的应答消息的内容包括同意切换和拒绝切换。
8.根据权利要求7所述的在数字用户线技术中进行通信的方法，其特征在于，当应答消息的内容为拒绝切换时，所述的应答消息还包含拒绝切换的原因信息。
9.根据权利要求1所述的在数字用户线技术中进行通信的方法，其特征在于，所述的步骤A具体包括：A1、通过询问-应答机制获得通信性能参数。
10.根据权利要求9所述的在数字用户线技术中进行通信的方法，其特征在于，所述的步骤A1具体包括：
A11、第一收发装置/第二收发装置按时间帧间隔向第二收发装置/第一收发装置发送询问消息，第二收发装置/第一收发装置按时间帧间隔向第一收发装置/第二收发装置返回应答消息；
A12、第一收发装置/第二收发装置根据接收的应答/询问消息情况确定通信性能参数。
11.根据权利要求10所述的在数字用户线技术中进行通信的方法，其特征在于，所述的步骤A12具体包括：
A121、当第二收发装置/第一收发装置在预定时间间隔内没有收到第一收发装置/第二收发装置正确发送的询问消息时，则将第二收发装置/第一收发装置的循环寄存器的当前位置1，否则，将第二收发装置/第一收发装置的循环寄存器的当前位置0；
A122、当第一收发装置/第二收发装置在预定时间间隔内没有收到第二收 发装置/第一收发装置正确返回的应答消息时，则将第一收发装置/第二收发装置的循环寄存器的当前位置1，否则，将第一收发装置/第二收发装置的循环寄存器的当前位置0；
A123、将第一收发装置/第二收发装置的循环寄存器循环向前移动一位；
A124、第一收发装置/第二收发装置统计循环寄存器中1的个数，直至循环寄存器中1的个数达到切换阈值为止，否则，返回步骤A11。
12.根据权利要求9所述的在数字用户线技术中进行通信的方法，其特征在于，所述的步骤B具体包括：
当第一收发装置和/或第二收发装置获得通信性能参数达到或超过预定值时，在预定时刻第一收发装置和第二收发装置采用预定的比特表中的参数进行通信。
13.根据权利要求12所述的在数字用户线技术中进行通信的方法，其特征在于，所述的预定时刻为下一同步帧的第十符号。
14.根据权利要求1至13其中之一所述的在数字用户线技术中进行通信的方法，其特征在于，所述的方法还包括：在采用预定的比特表和/或增益表进行通信之前，所述的第一收发装置和第二收发装置采用实际的噪声计算的比特表和/或增益表进行通信。
15.根据权利要求1至13其中之一所述的在数字用户线技术中进行通信的方法，其特征在于，当采用预定的比特表和/或增益表进行通信后，所述的方法还包括：采用无缝速率适配方法调整的比特表进行通信。
16.一种在数字用户线技术中的收发装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收对方收发装置的信号；
监测模块，用于根据所述的接收模块接收的信号中获得通信性能参数；
处理模块，用于根据监测模块线路质量参数进行预定的通信规则的切换及产生切换消息；
发送模块，用于向对方收发装置发送信号和所述处理模块产生的切换消 息；
所述的处理模块具体包括：
存储单元，用于存储预定的通信规则；
判断单元，用于判断通信性能参数是否达到或超过预定值，若是，产生切换消息，并通过发送模块发送到对端，等待对端的同步信号，当在预定时间内获得对端的同步信号，启动切换单元；
切换单元，用于向预定的通信规则进行切换；
其中，所述收发装置在训练过程中通过信息交互将虚拟噪声或者比特表计算参数发送到对方收发装置，以使所述对方收发装置在接收到所述切换消息后，切换到由虚拟噪声或者比特表计算参数计算的比特表和/或增益表，并通过同步符号告知所述收发装置实现同步切换。
17.根据权利要求16所述的在数字用户线技术中的收发装置，其特征在于，所述的预定的通信规则包括：预定的比特表和/或增益表。
18.根据权利要求16所述的在数字用户线技术中的收发装置，其特征在于，所述的通信性能参数包括信噪比、信噪比容限和/或误码率。
19.根据权利要求17所述的在数字用户线技术中的收发装置，其特征在于，所述的预定的比特表可以为采用虚拟噪声计算的比特表或者经验比特表。
20.根据权利要求16所述的在数字用户线技术中的收发装置，其特征在于，所述的装置还包括：无缝速率适配器，用于根据根据当前实际噪声计算比特表和增益表。
21.根据权利要求20所述的在数字用户线技术中的收发装置，其特征在于，所述的接收模块还用于接收对端发送的比特表和增益表，所述的发送模块还用于向对端发送比特表和增益表。
22.一种在数字用户线技术中的收发***，所述的收发***包括通过用户线通信的第一收发装置和第二收发装置，其特征在于，
所述的第一收发装置和第二收发装置分别包括： 
接收模块，用于从用户线接收的信号；
监测模块，用于根据所述的接收模块接收的信号中获得通信性能参数；
处理模块，用于根据监测模块线路质量参数进行预定的通信规则的切换，所述的预定的通信规则保存本地；
发送模块，用于向用户线发送信号；
其中，所述第一收发装置在训练过程中通过信息交互将虚拟噪声或者比特表计算参数发送到所述第二收发装置；
当通信性能参数达到或超过预定值时，所述第一收发装置向所述第二收发装置发送切换请求消息；
在接收到所述切换请求消息后，所述第二收发装置切换到由虚拟噪声或者比特表计算参数计算的比特表和/或增益表，并通过同步符号告知所述第一收发装置实现同步切换。
23.根据权利要求22所述的在数字用户线技术中的收发***，其特征在于，所述的第一收发装置和第二收发装置分别还包括：无缝速率适配器，用于根据实际噪声计算比特表和增益表。 
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