CN101588336B - 一种实现符号同步的方法、***及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开一种实现符号同步的方法、***及装置。本发明实施例实现符号同步的方法包括：获取串扰信号的符号周期起始位置；将预发送信号的符号周期起始位置同步为所述串扰信号的符号周期起始位置；按照同步后的符号周期起始位置发送信号。采用本发明实施例提供的技术方案实现各线路间的符号同步；解决了发送信号的符号同步的问题，确保了发送信号过程中符号的正交性。

Description

一种实现符号同步的方法、***及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种实现符号同步的方法、***及装置。

背景技术

数字用户线(Digital Subscriber Line，DSL)技术是一种通过电话双绞线，即无屏蔽双绞线(Unshielded Twist Pair，UTP)进行数据传输的高速传输技术，包括非对称数字用户线(Asymmetrical Digital Subscriber Line，ADSL)，甚高速数字用户线(Very-high-bit-rate Digital Subscriber Line，VDSL)、基于综合业务数字网(Integrated Services Digital Network，ISDN)的用户数字线(ISDNDigital Subscriber Line，IDSL)和单线对高速数字用户线(Single-pairHigh-bit-rate Digital Subscriber Line，SHDSL)等。

在各种数字用户线技术(xDSL)中，除了IDSL和SHDSL等基带传输的DSL外，采用通带传输的DSL利用频分复用技术使得DSL与传统电话业务(Plain Old Telephone Service，POTS)共存于同一对双绞线上，其中DSL占据高频段，POTS占用4KHz以下基带部分，POTS信号与DSL信号通过分离/整合器(Splitter)进行分离或合并。通带传输的xDSL采用离散多音频调制(Discrete Multi-Tone Modulation，DMT)技术进行调制和解调。提供多路DSL接入的***叫做DSL接入复用器(DSL Access Multiplexer，DSLAM)，其***连接关系示意图如图1所示。DSLAM120包括用户收发单元121和分离/整合器122，在上行方向，用户收发单元121接收来自计算机110的DSL信号并对所收到的信号进行放大处理，将处理后的DSL信号发送至分离/整合器122；分离/整合器122将来自用户收发单元121的DSL信号和电话终端130的POTS信号进行整合处理；整合后的信号通过多路的UTP 140的传输，由对端的DSLAM 150中的分离/整合器151接收；分离/整合器151将所接收的信号进行分离，将其中的POTS信号发送至公用电话交换网(Public SwitchedTelephone Network，PSTN)160，将其中的DSL信号发送至DSLAM150的收发单元152，收发单元152再将所收到的信号进行放大处理后发送至网络管理***(Network Management System，NMS)170。在信号的下行方向，则信号按照与上述相反的顺序进行传输。

xDSL技术物理层使用正交频分多路复用(Orthogonal Frequency DividedMultiple，OFDM)技术，在一个符号(另一种说法叫做帧)的时间范围内，发送一组相互正交的子载波来承载比特(bit)信息。收发器需要通过符号同步方法，来寻找接收信号中的符号起始位置，并对接收符号进行解调。

随着xDSL技术使用的频带的提高，串扰(crosstalk)尤其是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(NEXT)对***的性能不产生太大的危害；但远端串扰(FEXT)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(FEXT)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。

近期出现了动态频谱管理(Dynamic Spectral Management，DSM)技术，从功率层面和信号层面使各条线路达到一个优化的结果。信号层面的DSM主要包括多入多出(Multi-Input and Multi-Output，MIMO)，Vectored DSL(矢量DSL)等。Vectored DSL技术与MIMO技术有许多的共同之处。MIMO技术的出现解决了各条线路受远端串扰影响的问题，并从原理上去除了串扰所产生的影响，性能更加优化。从目前数字用户线技术来看，MIMO是性能最优的数字用户线技术。从调制方式上，MIMO技术还是使用目前比较流行的OFDM，有关于OFDM调制技术如下所述：

OFDM的主要思想是把整个传输频段分成许多频率比较窄的子频带。每个子频带用来承载一定的比特数。如图2所示，由于每个子频带的频率宽度比较窄，那么可以近似认为信道在这个频带内的传输函数是一个常量。接近于无失真传输便于接收端处理。另一方面，由于每个子载波完全正交，各个子载波之间不会发生影响。

DSM技术的优化和MIMO技术的串扰抵消均是基于正交性这个特点而提出来的。在通常的情况下，每个xDSL modem的接收端将其它modem对它的干扰当作噪声，则第n个用户第k个tone上可达到的数据速率(b_k ⁿ)可用香农信道容量公式计算：

$b_k^n={\log }_2(1+\frac{{\left|h_k^{n,n}\right|}^2{s}_k^n}{\underset{m\≠n}{\mathrm{\Σ}}{\left|h_k^{n,m}\right|}^2{s}_k^m+{\mathrm{\σ}}_k^n})$

其中h_k ^n，n表示第n条线路在第k个子载波上的传输函数。h_k ^n，m表示第m条线路在第k个子载波上对第n条线路的串扰函数。σ_k ⁿ表示第n条线路在第k个子载波上的噪声功率。s_k ⁿ表示第n条线路在第k个子载波上的发送功率。

发明人发现现有技术存在以下缺点：

由上面的数据数率的计算公式可以看出整个DSM的速率计算公式都是基于各个子载波的，这主要是由于子载波的正交性。如果各个子载波的正交性被破坏的话。所有DSM的算法均会发生改变，上述所列举的算法(包括DSM技术的优化和MIMO、Vectored DSL技术的串扰抵消等)均不能用在这种情况下。

当各条线路的符号不同步的话，就会破坏这种正交性。说明如下：

当第1条线路受到第2条线路的干扰，如图3所示，第2条线路与第1条线路符号不同步。当第1条线路进行OFDM解调的时候，就会处理第2条线路中帧1和帧2的部分信号。相当于分别在第2条线路上分别加了一个窗2和窗3。显然，窗2和窗3都比正常的OFDM信号窗短(如窗1所示)，这样窗1和窗2窗3产生的频谱宽度不同(如图3)，这样就破坏了频率的正交性。也就是说不同频率间的信号也会互相干扰。

发明内容

本发明的实施例提出一种实现符号同步的方法，以保证各条线路的帧同步，从而避免破坏正交性的情况发生。

为达到上述目的，本发明实施例一方面提出一种实现符号同步的方法，包括：

获取串扰信号的符号周期起始位置；

将预发送信号的符号周期起始位置同步为所述串扰信号的符号周期起始位置；

按照同步后的符号周期起始位置发送信号。

本发明实施例一方面还提出一种通信装置，包括：

第一获取模块，用于获取串扰信号的符号周期起始位置；

同步模块，用于将预发送信号的符号周期起始位置同步为所述第一获取模块获取的串扰信号的符号周期起始位置；

发送模块，用于按照同步模块同步后的信号的符号周期起始位置发送信号。

本发明实施例一方面还提出一种同步中心管理器，包括：

选取模块，用于选取收发器发出同步引导信号，并向所述已选取的收发器下发发送同步引导信号请求；

获取信息统计模块，用于接收并统计收发器上报的获取信息；

定时器，用于定时，当所述获取信息统计模块在预定时间内没有接收到收发器上报的获取信息时，促使所述选取模块重新选取收发器发送所述同步引导信号。

本发明实施例一方面还提出一种实现符号同步的***，包括：

同步中心管理器，用于选取收发器发送同步引导信号，接收到上报的获取信息后，统计并存储所述获取信息，在预定时间内没有接收到所述获取信息时，重新在未上报获取信息或未发送同步引导信号的收发器中选取收发器发送所述同步引导信号。

收发器，用于获取串扰信号的符号周期起始位置，将预发送信号的符号周期起始位置同步为所述串扰信号的符号周期起始位置，按照同步后的信号的符号周期起始位置发送信号。

本发明实施例的技术方案具有以下优点：

实现各线路间的符号同步；解决了正交频分多路复用符号同步的问题，确保了正交频分多路复用符号发送过程中的正交性。

附图说明

图1为本发明现有技术中的xDSL***参考模型示意图；

图2为本发明现有技术中的OFDM子载波示意图；

图3为本发明现有技术中的正交性破坏示意图；

图4为本发明实施例一中的实现符号同步的方法流程示意图；

图5为本发明实施例二中的检测近端串扰符号示意图；

图6为本发明实施例三中的同步中心管理***示意图；

图7为本发明实施例三中的同步引导信号发送和接力示意图；

图8为本发明实施例三中的同步中心管理器控制收发器的状态示意图；

图9为本发明实施例三中的引导信号接力方案符号同步示意图；

图1 0为本发明实施例中的通过近端串扰信号实现符号同步的装置的结构示意图；

图11为本发明实施例中的通过同步引导信号实现符号同步的***及装置的结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种实现符号同步的方法、***及装置，有效地实现各线路间的信号同步；解决了正交频分多路复用信号同步的问题，确保了正交频分多路复用信号发送过程中的正交性。

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述：

串扰是现代数字***的必然产物，是两条信号线之间的耦合，信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。容性耦合引发耦合电流，而感性耦合引发耦合电压。PCB板层的参数、信号线间距、驱动端和接收端的电气特性及线端接方式对串扰都有一定的影响。

在所有的线路使用相同的符号长度的前提条件下，本发明实施例一提供一种实现符号同步的方法，如图4所示，包括以下步骤：

步骤S401，获取串扰信号的符号周期起始位置。

具体的，可以获取近端串扰信号的符号周期起始位置，也可以获取收发器发送的同步引导信号引起的串扰信号的符号周期起始位置。所述同步引导信号引起串扰信号后，可以使本组收发器发送的信号的符号周期起始位置与其引起的串扰信号的符号周期起始位置相同，这样本组收发器发送的信号的符号周期起始位置一致，可以避免各个收发器同时发送信号时产生的串扰现象。

步骤S402，将预发送信号的符号周期起始位置同步为所述串扰信号的符号周期起始位置。

具体的，预发送信号可以为正交频分多路复用信号，也可以为CDMA信号或脉冲信号或者其他自定义信号。

步骤S403，按照同步后的符号周期起始位置发送信号。

本发明实施例二将实施例一应用到具体的场景中，利用近端串扰信号的符号周期起始位置进行正交频分多路复用信号的发送。具体过程如下：

收发器VTU(局端收发器为VTU-O，用户端收发器为VTU-R，该收发器可以是数字用户线路接入复用器DSLAM)在初始化阶段检测近端串扰，通过收发器发送的正交频分多路复用信号的符号周期起始位置与近端串扰信号的符号周期起始位置同步的方式，实现各线路间的符号同步。

在VDSL2(G.993.2)的协议中规定：VDSL2激活过程中，初始化阶段的起始部分，VTU的双方都不发送任何信号。在这个时间里面，局端VDSL收发器VTU-O检测近端串扰信号，存储近端串扰信号的符号周期起始位置，并且在后续发送信号的过程中，使发送信号的符号周期起始位置和近端串扰信号的符号周期起始位置重合。图5为本实施例二中检测近端串扰信号示意图，如图所示，近端串扰信号1000的符号周期与OFDM的符号周期相同，本实施例的实现如下所述：

首先，收发器获取近端串扰信号的符号周期起始位置2000。

其次，该收发器根据所述近端串扰信号的符号周期起始位置2000，调整发送正交频分多路复用信号的符号周期起始位置。当所述正交频分多路复用信号的符号周期起始位置与所述近端串扰信号的符号周期起始位置重合时，该收发器发送该正交频分多路复用信号。即图中4000表示的过程为将正交频分多路复用信号的符号周期起始位置同步为近端串扰信号的符号周期起始位置，由于所述近端串扰信号的符号与所述正交频分多路复用信号的符号长度以及符号周期相同，可以有效的保证信号之间的同步。

本发明实施例三在所有的线路使用相同的符号长度的前提条件下，提供一种实现符号同步的方法，通过同步中心管理器选择收发器接力发送同步引导信号，实现多个收发器同步发送正交频分多路复用信号。

图6为本实施例中的同步中心管理***示意图，收发器以DSLAM为例进行描述，包括但不限于DSLAM。

图7为本实施例同步中心管理***中的同步引导信号发送和接力示意图，如图所示，包括：

步骤S1，当一个DSLAM启动之后，所有端口的收发器进入检测NEXT信号状态。由同步中心管理器选取DSLAM的任一收发器发出第一同步引导信号5000，该第一同步引导信号5000通过串扰信道传递给本组收发器之中的其它收发器。所述选取收发器时可以根据预设的规则进行选取，也可以随机选取，当然选取的方式并不限于以上所述的两种方式。所述第一同步引导信号5000引起的串扰信号的符号周期与正交频分多路复用信号的符号在Initialization/Showtime阶段的符号的周期相同。

步骤S2，当收发器检测到第一同步引导信号后，获取该第一同步引导信号5000的符号周期起始位置，然后向同步中心管理器上报获取信息6000。该获取信息6000用于表示已获取到同步引导信号的符号周期起始位置。

步骤S3，同步中心管理器接收到获取信息6000后对其进行统计存储，同时开始计时。预定时间T内，如一个固定信号周期，同步中心管理器在本组未上报检测信息的收发器中选取一收发器，此收发器发出与第一同步引导信号相同的第二同步引导信号5000。以此类推，可以使本组更多的收发器接收到该同步引导信号，避免同步中心管理器频繁地选择收发器发送同步引导信号。所述固定信号周期为一个信号周期的整数倍，例如：M个信号周期T(M*T)。

图8为本实施例同步中心管理***中的同步中心管理器控制收发器的状态示意图，以白色圆表示未上报获取信息且未发送同步引导信号，黑色圆表示已上报获取信息或已发送同步引导信号。如图8a所示，DLAM启动时所有收发器均未上报获取信息且未发送同步引导信号；如图8b所示，在第一次发送同步引导信号后，部分收发器已上报获取信息或已发送同步引导信号；如图8c所示，在预定时间内没有收到收发器的上报获取消息时，再重新选择新的收发器发送同步引导信号，重复上述步骤，在第N次发送同步引导信号后，绝大部分收发器已上报获取信息或已发送同步引导信号；如图8d所示，最终所有收发器已上报获取信息或已发送同步引导信号，即没有上报获取到同步引导信号的符号周期起始位置且发送同步引导信号的收发器的集合为空。

步骤S4，图9为本实施例同步中心管理***中任一收发器再次发送信号的同步引导信号接力方案符号同步示意图，如图所示，当该收发器首次发送信号时，该收发器对应的端口记录所述发送同步引导信号的符号周期起始位置2000，在激活的进程中，当进行到初始化阶段的时候，在所述记录的同步引导信号的符号周期起始位置2000发送正交频分多路复用信号。该步骤由收发器来实现，包括：获取记录的同步引导信号的符号周期起始位置2000，然后在所述正交频分多路复用信号的符号周期起始位置与所述同步引导信号的符号周期起始位置2000重合时，发送所述正交频分多路复用信号，即4000所表示的过程。

本发明实施例二通过收发器在线路激活的初始阶段检测近端串扰信号的周期起始位置，实现各线路间的符号同步。本发明实施例三通过中心管理器引导和接力同步引导信号，在线路激活的初始化阶段使收发器根据该同步引导信号的符号周期起始位置集中发送OFDM信号；解决了OFDM符号同步的问题，使DSM的性能发挥到最佳的效果。

本发明实施例一方面提出一种实现符号同步的***，该***可以用于多个DSLAM之间，或者一个DSLAM内部或者多个单板端口同步等，如图11所示，本发明实施例提供的实现符号同步的***可以包括一种通信装置。

所述通信装置不仅是DSLAM还可以应用于无线领域，例如：WiFi、Wimax，包括：

收发器1，用于获取串扰信号的符号周期起始位置，将预发送信号的符号周期起始位置同步为所述串扰信号的符号周期起始位置，按照同步后的信号的符号周期起始位置发送信号。

该收发器1(也可以是其它实现符号同步的***)包括：

第一获取模块11，用于获取串扰信号的符号周期起始位置；

同步模块12，用于将预发送信号的符号周期起始位置同步为所述第一获取模块11获取的串扰信号的符号周期起始位置；

发送模块13，用于按照同步模块12同步后的信号的符号周期起始位置发送信号。

当该收发器1以近端串扰信号的符号周期起始位置为依据发送信号时，如图11所示，还包括：

第二获取模块14，用于获取近端串扰信号的符号周期起始位置。该第二获取模块14获取近端串扰信号的符号周期起始位置后，将近端串扰信号的符号周期起始位置发送到同步模块12。

当该收发器1以同步引导信号的符号周期起始位置为依据发送信号时，如图11所示，还包括：

接收模块15，用于接收同步中心管理器下发的发送同步引导信号请求；

同步引导信号发送模块16，用于所述接收模块1 5接收到请求后，发送同步引导信号；

该同步引导信号发送模块16发送的同步引导信号引起串扰信号后，第一获取模块11获取该串扰信号的符号周期起始位置。

上报模块17，用于所述第一获取模块11获取到所述同步引导信号发送模块16发送的同步引导信号引起的串扰时，上报获取信息。

当根据同步引导信号的符号周期起始位置发送信号时，如图12，该***还可以进一步包括同步中心管理器2，该同步中心管理器2包括：

选取模块21，用于选取收发器发出同步引导信号，并向所述已选取的收发器下发发送同步引导信号请求；

具体的，此请求被收发器中的接收模块15接收。

获取信息统计模块22，用于接收并统计收发器上报的获取信息；

定时器23，用于定时，当所述获取信息统计模块22在预定时间内没有接收到收发器上报的获取信息时，促使所述选取模块21重新选取收发器发送所述同步引导信号。

通过上述实施例的描述，本发明实施例具有以下优点：

通过收发器在线路激活的初始阶段检测近端串扰信号或同步引导信号，根据近端串扰信号或同步引导信号的符号周期起始位置发送信号，实现各线路间的符号同步；解决了符号同步的问题，确保了信号发送过程中的正交性。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。

本领域技术人员可以理解实施例中的装置中的模块可以按照实施例描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

权利要求的内容记载的方案也是本发明实施例的保护范围。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以可借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种实现符号同步的方法，其特征在于，包括：

获取串扰信号的符号周期起始位置；

将预发送信号的符号周期起始位置同步为所述串扰信号的符号周期起始位置；

按照同步后的符号周期起始位置发送信号。

2.如权利要求1所述实现符号同步的方法，其特征在于，所述预发送的信号为正交频分多路复用信号。

3.如权利要求1所述实现符号同步的方法，其特征在于，所述获取串扰信号的符号周期起始位置具体包括：

获取近端串扰信号的符号周期起始位置。

4.如权利要求1所述实现符号同步的方法，其特征在于，所述获取串扰信号的符号周期起始位置具体包括：

获取同步引导信号引起的串扰信号的符号周期起始位置；

所述获取同步引导信号具体包括：

任一收发器被同步中心管理器选取后，发送同步引导信号；

所述获取同步引导信号引起的串扰信号的符号周期起始位置后还包括：

向同步中心管理器上报获取信息；

所述获取信息用于表示已获取到同步引导信号引起的串扰信号的符号周期起始位置；

所述同步中心管理器统计并存储所述上报的获取信息；

所述同步中心管理器开始计时，在预定时间内没有接收到所述获取信息时，重新在未上报获取信息或未发送同步引导信号的收发器中选取收发器发送所述同步引导信号。

5.如权利要求4所述实现符号同步的方法，其特征在于，所述发送同步引导信号后，还包括：

所述被选取的收发器对应的端口记录所述同步引导信号的符号周期起始位置；

所述被选取的收发器再次发送信号时，按照所述记录的同步引导信号的符号周期起始位置发送信号。

6.一种通信装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取串扰信号的符号周期起始位置；

同步模块，用于将预发送信号的符号周期起始位置同步为所述第一获取模块获取的串扰信号的符号周期起始位置；

发送模块，用于按照同步模块同步后的信号的符号周期起始位置发送信号。

7.如权利要求6所述通信装置，其特征在于，还包括：

第二获取模块，用于获取近端串扰信号的符号周期起始位置。

8.如权利要求6所述通信装置，其特征在于，还包括：

接收模块，用于接收同步中心管理器下发的发送同步引导信号请求；

同步引导信号发送模块，用于所述接收模块接收到请求后，发送同步引导信号；

上报模块，用于所述第一获取模块获取到所述同步引导信号发送模块发送的同步引导信号引起的串扰时，上报获取信息。

9.一种同步中心管理器，其特征在于，包括：

选取模块，用于选取收发器发出同步引导信号，并向所述己选取的收发器下发发送同步引导信号请求；

获取信息统计模块，用于接收并统计收发器上报的获取信息；

定时器，用于定时，当所述获取信息统计模块在预定时间内没有接收到收发器上报的获取信息时，促使所述选取模块重新选取收发器发送所述同步引导信号。

10.一种实现符号同步的***，其特征在于，包括：

同步中心管理器，用于选取收发器发送同步引导信号，接收到上报的获取信息后，统计并存储所述获取信息，在预定时间内没有接收到所述获取信息时，重新在未上报获取信息或未发送同步引导信号的收发器中选取收发器发送所述同步引导信号；

收发器，用于获取串扰信号的符号周期起始位置，将预发送信号的符号周期起始位置同步为所述串扰信号的符号周期起始位置，按照同步后的信号的符号周期起始位置发送信号。

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