CN1507716A - 降低远端串扰的离散多音*** - Google Patents

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Abstract

公开了一种DMT(离散多音)***，它包括连接到来自远端发射机的第一传输线的第一ONU(光学网络单元)接收机；和第二ONU接收机，它连接第二传输线，用于接收结合了来自所述第一传输线的FEXT(远端串扰)的数据信号。第一ONU接收机包括：第一均衡器，它补偿在通过第一传输线接收的数据信号中的传输线衰减；和第一限幅器，它对第一均衡器的输出进行判定，以找到判定值，并且，第二ONU接收机包括：第二均衡器，它用抽头系数补偿在结合了FEXT的数据信号中的传输线衰减；和FEXT消除器，它使用FEXT消除器的抽头系数和第一ONU接收机的判定值、计算由FEXT引起的影响。

Description

降低远端串扰的离散多音***
技术领域
本发明涉及一种消除在DMT(discrete multi-tone，离散多音)***中产生的串扰的DMT***。更具体地，本发明涉及一种消除FEXT(far end crosstalk，远端串扰)的DMT***。
背景技术
对通过通信网络的多媒体服务供应的需求近来已增加，并且开发了使用没有放大器和中继器的传统铜电话电缆提供从数百kbps到数十Mbps的数据速率的xDSL(digital subscriber line，数字用户线)方法，以满足该需要。
xDSL被发展到HDSL(high-data-rate DSL，高数据速率DSL)，SDSL(single-line HDSL，单线HDSL)、ADSL(asymmetric DSL，非对称DSL)、UADSL(universal ADSL，通用ADSL)和VDsL(very-high-bit-rate DSL，甚高位速率DSL)以在300到1500m短范围内进行快速数据传输。
xDSL的调制解调方法包括：分别使用SCM(single-carrer modulation，单载波调制)方法的CAP(carrierless AM/PM，无载波AM/PM)方法和QAM(quadratureamplitude modulation，正交调幅)方法；和使用MCM(multi-carrier modulation，多载波调制)方法的DMT方法。
DMT方法将整个传输频带分成多个窄频带子信道，并且传输它们，从而按照子信道的数目增加每个子信道的传输周期，并且通过简单的单一抽头均衡器补偿信道失真。另外，通过向DMT码元(symbol)添加作为保护间隔的循环前缀，所述方法在各子信道之间保持正交，并除掉码元之间的干扰，从而在接收机方提供简单的均衡器配置。而且，所述方法使用IFFT(inverse fastFourier transform，快速傅立叶逆变换)和FFT(fast Fourier transform，快速傅立叶变换)能够实现高速调制和解调处理。
在xDSL***环境中衰减高速数据速率的主要因素包括：传输线衰减，通过所述传输线衰减，信号沿着传输线传播并因为各种因素而被衰减；和串扰，如接近的传输线之间发生的NEXT(near end crosstalk，近端串扰)，和FEXT(farend crosstalk，远端串扰)。
由于同一电缆中的UTP(unshielded twisted pair，未屏蔽双绞线)之间的电磁相互作用，各种远发射机传输的不同电信号彼此影响时发生串扰。NEXT是在ONU(optical network unit，光学网络单元)传输/接收单元和远端传输/接收单元之一的相同侧的相同段(section)内从发射机传输的信号形成的影响，而FEXT是从相反侧的发射机传输的信号形成的影响。
在它们当中，传输线引起的衰减被均衡器补偿。在上行链路和下行链路信号使用相同的频段时NEXT显著地降低***性能，因此，通过使用D对上行链路和下行链路信号分别使用不同的频带的FDD(frequency division duplex，频分双工)能够完全除掉NEXT。
关于消除FEXT的技术，提出了能够应用于单一载波***的方法，但是，因为多载波***的复杂性，尚未提出应用于多载波***的FEXT消除方法。
发明内容
本发明的优点是消除在DMT***中从相邻线产生的FEXT(far end crosstalk，远端串扰)，以提高***性能。
为了提高在远端发射机的每个信号通过信道时由相邻线产生的FEXT降低了的***性能，提供了一种用于提供FEXT消除器的技术方法和更有效地消除FEXT的技术方法。
在本发明的一个方面，一种DMT***包括连接到来自远端发射机的第一传输线的ONU接收机，用于接收结合了来自至少一个第二传输线的FEXT的数据信号，其中所述ONU接收机包括：均衡器，用于使用所述均衡器的抽头系数补偿在结合了FEXT的数据信号中的传输线衰减；和FEXT消除器，用于使用所述FEXT消除器的抽头系数和通过所述第二传输线传输的数据的判定值、计算FEXT引起的影响，并且其中通过从所述均衡器的输出减去所述FEXT消除器的输出以消除所述FEXT。
在本发明另一方面，一种DMT***包括至少一个第一ONU(optical networkunit，光学网络单元)接收机，它连接到来自至少一个远端发射机的第一传输线；第二ONU接收机，它连接到与所述第一传输线不同的第二传输线，用于接收结合了来自第一传输线的FEXT的数据信号，其中所述第一ONU接收机包括：第一均衡器，用于补偿在通过第一信道接收的数据信号中的传输线衰减；和第一限幅器(slicer)，用于对所述第一均衡器的输出做出判定以找到判定值，并且所述第二ONU接收机包括：第二均衡器，用于使用所述第二系数的抽头系数补偿结合了FEXT的数据信号中的信道衰减；和FEXT消除器，用于使用所述FEXT消除器的抽头系数和所述第一ONU接收机的判定值、计算FEXT引起的影响，并且通过从所述均衡器的输出减掉所述FEXT消除器的输出消除所述FEXT。
所述第二ONU接收机还包括第二限幅器，用于对从所述第二均衡器的输出减掉所述FEXT消除器的输出获得的值做出判定以找到判定值。
所述FEXT消除器的抽头系数，由确定所述FEXT消除器的收敛率的因子、所述第二ONU接收机的判定误差和所述第一ONU接收机的判定值收敛。详细地说，通过下述方程式连续地更新所述FEXT消除器的所述抽头系数，以收敛到预定值。
Figure A0280954000071
这里FC(n)是所述FEXT消除器的抽头系数，β是确定所述FEXT消除器的收敛率的因子，E2(n)是所述第二ONU接收机的判定误差，和
Figure A0280954000072
是所述第一ONU接收机的判定值。
所述第二均衡器的抽头系数、由确定所述第二均衡器的收敛率的因子、所述第二ONU接收机的判定误差和所述第二ONU接收机的判定值收敛。详细地说，通过下面的方程式连续更新所述第二均衡器的抽头系数，以收敛到预定值。
这里EQ(n)是所述第二均衡器的抽头系数，β′是确定所述第二均衡器的所述收敛率的因子，E2(n)是所述第二ONU接收机的判定误差，和
Figure A0280954000074
是所述第二ONU接收机的判定值。
所述第二ONU接收机还包括第三限幅器，用于对所述第二均衡器的输出做出判定以找到判定值，并且通过确定所述第二均衡器的收敛率的因子、所述第二均衡器的判定误差和所述第二ONU接收机的判定值，收敛所述第二均衡器的抽头系数。详细地说，通过下面的方程式连续更新所述第二均衡器的抽头系数，以收敛到预定值。
这里，EQ(n)是所述第二均衡器的抽头系数，β′是确定所述第二均衡器的收敛率的因子，E1(n)是所述第二均衡器的判定误差，和
Figure A0280954000081
是所述第二ONU接收机的判定值。
附图说明
在本说明书中结合并构成其一部分的附图示出本发明实施例，并与说明一同解释本发明的原理：
图1是根据本发明第一和第二优选实施例的消除FEXT的DMT***方框图；
图2和3分别示出根据本发明第一和第二优选实施例在DMT***中的FEXT消除器的工作原理。
具体实施方式
在以下的详细说明中，通过进行本发明的本申请人认为的最佳实施方式的说明，示出和说明本发明的优选实施例。如所能够实现的，在不偏离本发明的情况下，本发明能够在各明显方面进行修改。因此，附图和说明应被视为说明性的，不是限定本发明。
下面参照图1说明根据本发明第一和第二优选实施例的消除FEXT的DMT***。
图1是根据本发明的第一和第二优选实施例消除FEXT的DMT***的方框图。
如图所示，所述DMT***包括多个远端发射机100和ONU(光学网络单元)接收机200。远端发射机100包括：映像器(mapper)110；串-并转换器120；IFFT(快速傅立叶逆变换器)130；并-串转换器140：和成帧器(framer)150。ONU接收机200包括多个接收机200a，它们分别连接到来自远端发射机100的多个传输线。接收机200a包括：去帧器(deframer)210；串-并转换器220；FFT(快速傅立叶变换器)230；均衡器240；FEXT消除器250；并-串转换器260；和去映像器(demapper)270。
映像器110将位流类型数据信号分配到每个子信道，以将它们分成群集(constellate them)。根据所述群集(constellation)，数据信号被映像到与位值相对应的X和Y坐标值，该映像的复数值一般被称为原始群集。X和Y坐标值具有(x，y)格式，并且它们一般复数的格式“x+yi”进行表达。映像器110映像的数据信号由串-并转换器120转换成并行信号，并输入到IFFT 130被调制。
在并-串转换器140将IFFT 130调制的数据信号转换成串行信号以进行串行传输。成帧器150向这个串行信号加在子信道之间正交的前缀，执行开窗(windowing)以防止其上的码元间干扰，并传输结果信号。
从远端发射机100传输的信号通过信道300传送到ONU接收机200。此时，因为每个远端发射机100通过不同的传输线向ONU接收机200传输信号，所以从另一个相邻传输线送出的FEXT被加到原始数据信号上，并被发送到ONU接收机200。
ONU接收机200的去帧器210从所述信号去掉用于保持正交的由成帧器150加上的前缀，并且将它们传输到串-并转换器220。串-并转换器220将由去帧器210去掉前缀的数据信号转换成并行信号，并输入到FFT 230，以被解调。
均衡器240包括单一抽头，并且它连接到每个子信道以补偿与每个子信道相对应的传输线衰减。以与均衡器240相同方式包括单一抽头的FEXT消除器250连接到每个子信道，并且接收连接到另一个传输线的接收机222a的每个输出，以补偿FEXT引起的影响。
并-串转换器260将补偿了影响的数据信号转换成串行信号，并且输入到去映像器270。去映像器270将复数数据信号转换成位流信号，并且包括在去映像器270的前部中的限幅器271。限幅器271进行判定处理，以找到离输入数据信号的坐标值最近的原始群集。通过从限幅器271的输入值减去作为输出值的原始群集找到判定误差，并且使用这个判定误差确定FEXT消除器250的抽头系数。
一般来说，为了DMT***传输数据，要求进行初始化处理，所述初始化处理包括启动处理(信号交换联络)；培训(training)处理；和信道分析和交换处理。启动(信号交换联络)处理检查接收机是否准备好向接收机传输信号。培训处理进行码元的同步和均衡器的培训。信道分析和交换处理测量每个子信道的SNR(信噪比)，以产生具有位加载(bit loading)信息的位表(bittable)，并且使得发射机和接收机能够交换确定的各种参数。
培训处理进行各抽头系数的估计，所述抽头系数是均衡器240和FEXT消除器250的传递函数。
见图2和3，下面说明根据本发明第一和第二实施例的DMT***中的消除FEXT方法。
图2和3分别示出根据本发明第一和第二优选实施例的DMT***中的FEXT消除器的工作的详细情况。
为了说明方便，假设从分别连接两个远端发射机100的两个传输线接收数据信号的情况，并且因为子信道是独立的，和它们不彼此干扰，所以远端发射机100和ONU接收机200的子信道值各个能够匹配。为说明方便，使用单一子信道。
在估计FEXT消除器250的抽头系数中，根据第一实施例的消除FEXT的方法与第二实施例的不同。在根据本发明第一实施例的消除FEXT的方法中，均衡器240和FEXT消除器250使用不同的判定误差收敛抽头系数并消除FEXT，在根据本发明第二实施例的消除FEXT的方法中，均衡器240和FEXT消除器250使用相同的判定误差消除FEXT。
如图2和3所示，通过相应的传输线，从远端发射机100传输的信号a(n)和b(n)被传输到ONU接收机200。此时，传输信号b(n)传送到传输传输信号a(n)的另一个传输线，并变成FEXT。
EQ(n)和FC(n)分别表示均衡器240和FEXT消除器250的传递函数，所述传递函数被更新直到它们收敛。Cha和CHb分别代表在传输传输信号a(n)和b(n)的传输线中传输线衰减的传递函数。FX表示，在传输信号b(n)变成传输信号a(n)的FEXT时的传递函数，上述传递函数的值很少相对于时间改变。
首先，见图2，下面说明根据本发明第一优选实施例的消除FEXT的方法。
如在DMT***中所示，ONU接收机200的接收机包括：均衡器241和242，它们连接到来自各远端发射机的数据信号a(n)和b(n)；和FEXT消除器251，它连接到均衡器241的输出端，用于消除b(n)引起的FEXT。限幅器271和272设置在均衡器241和242的输出端上，以从均衡器241和242的输出值判定原始群集。还设置限幅器273，它在均衡器241的输出上，用于从由FEXT消除器251除去了FEXT的值判定原始群集。
根据下面的方程式1，将作为均衡器241的传递函数的抽头系数EQa(n)更新到新的抽头系数EQa(n+1)。
方程式1
Figure A0280954000101
这里，β是确定所述均衡器241的收敛率的步长，E2(n)是均衡器241的判定误差，它是限幅器271的输出和输入值之间的差，和 是由ONU接收机200做出的a(N)的估计值，即限幅器273判定的值。
根据下面方程式2将作为FEXT消除器251的传递函数的抽头系数FC(n)更新到新的抽头系数FC(n+1)。
方程式2
Figure A0280954000112
这里β′是确定FEXT消除器251的收敛速率的步长，E1(n)是在限幅器273的输出和输入值之间的差的判定误差，和
Figure A0280954000113
是ONU接收机200做出的b(n)的估计值，即限幅器272判定的值。
根据方程式1和2，对每个码元更新均衡器241和消除器251的抽头系数EQa(n)和FC(n)以收敛到EQa和FC。因此，在足够时间过去并且均衡器241和FEXT消除器251的抽头系数分别被收敛时，另一个传输线引起的FEXT被加到从远端发射机100传输的传输信号a(n)上，以产生如方程式3中表达的，在向ONU接收机200的均衡器241输入前的信号a1(n)。
方程式3
a1(n)＝a(n)×CHa+b(n)×FX
接着，均衡器241补偿传输线衰减，因此，a1(n)变成方程式4所示的a2(n)。
方程式4
a2(n)＝a(n)×CHa×EQa+b(n)×FX×EQa
因为从另一个传输线传输的信号b(n)产生了对a2(n)起噪声作用的FEXT，所以用b(n)的估计值 消除FEXT。即，方程式5给出在向限幅器273输入前的信号a3(n)。
方程式5
Figure A0280954000115
因为CHa是传输线衰减的传递函数，并且EQa是补偿传输线衰减的传递函数，所以满足 EQ a = CH a - 1 . 因为
Figure A0280954000117
是b(n)的估计值，所以满足 并且因为作为FEXT消除器251的传递函数的FC收敛到FX×EQa，所以满足FC≈FX×EQa。因此，按照方程式6给出方程式5，并且仅提供消除了FEXT的a(n)，从而消除FEXT。
方程式6
接下来，参照图3说明根据本发明第二优选实施例消除FEXT的方法。
与第一实施例的不同，根据第二优选实施例的消除FEXT的方法使得均衡器241和FEXT消除器251能够使用相同的判定误差。因此，不需要找到均衡器241的判定误差E2(n)的限幅器。即，均衡器241用的判定误差E2(n)具有与FEXT消除器251用的判定值E1(n)相同的值。因此，根据方程式7将均衡器241和FEXT消除器251各自的抽头系数EQa(n)和FC(n)更新到新的抽头系数EQa(n+1)和FC(n+1)，并且收敛到EQa和FC。
方程式7
随后如方程式3到6中说明那样进行处理以消除FEXT。通过在均衡器241和FEXT消除器251上使用相同的判定误差，FEXT消除器251的抽头系数FC收敛得更靠近FX×EQa。
在第一和第二优选实施例中，假设从连接到两个远端发射机的传输线接收数据信号，并且使用单一子信道，但是，本发明不限于此。从以上说明本领域的技术人员能够很容易地理解用于消除在从多个远端发射机接收数据信号时产生的FEXT的处理，因此，在此不赘述。
根据本发明，通过将FEXT消除器加到DMT***，能够消除相邻传输线引起的FEXT，因此，提高了数据速率和SNR以加强***性能。
虽然结合被认为是最佳实施方式说明了本发明，但是应理解，本发明不限于所述实施例，相反，本发明包括在所附权利要求的精神和范围内的各种改变和等同安排。

Claims (11)

1.一种DMT(离散多音)***，所述DMT***包括：连接到来自远端发射机的第一传输线的ONU(光学网络单元)接收机，用于接收结合了来自至少一个第二传输线的FEXT(远端串扰)的数据信号，
其中所述ONU接收机包括：
均衡器，用于使用所述均衡器的抽头系数、补偿在所述结合了FEXT的数据信号中的传输线衰减；和
FEXT消除器，用于使用所述FEXT消除器的抽头系数和通过所述第二传输线传输的数据的判定值、消除由所述FEXT引起的影响；和
其中通过从所述均衡器的输出减去所述FEXT消除器的输出消除所述FEXT。
2.根据权利要求1所述的DMT***，其中所述FEXT消除器的抽头系数由确定所述FEXT消除器的收敛速率的因子、所述ONU接收机的判定误差和通过所述第二传输线传输的数据的判定值收敛，和
所述均衡器的抽头系数由确定所述均衡器的收敛速率的因子、所述均衡器的判定误差和所述ONU接收机的判定值收敛。
3.根据权利要求1所述的DMT***，其中所述FEXT消除器的抽头系数由确定所述FEXT消除器的收敛速率的因子、在所述ONU接收机上的判定误差和通过所述第二传输线传输的数据的判定值收敛，和
所述均衡器的抽头系数由确定所述均衡器的收敛速率的因子、所述ONU接收机的判定误差和所述ONU接收机的判定值收敛。
4.一种DMT(离散多音)***，所述DMT***包括：至少一个第一ONU(光学网络单元)接收机，它连接到来自至少一个远端发射机的第一传输线；第二ONU接收机，它连接到与所述第一传输线不同的第二传输线，用于接收结合了来自所述第一传输线的FEXT(远端串扰)的数据信号，
其中所述第一ONU接收机包括：
第一均衡器，用于补偿通过所述第一传输线接收的数据信号中的传输线衰减；和
第一限幅器，用于对所述第一均衡器的输出做出判定以找到判定值，和
所述第二ONU接收机包括：
第二均衡器，用于使用所述第二系数的抽头系数补偿结合了FEXT的数据信号中的传输线衰减；和
FEXT消除器，用于使用所述FEXT消除器的抽头系数和所述第一ONU接收机的判定值，以计算由所述FEXT引起的影响，和
通过从所述均衡器的输出减掉所述FEXT消除器的输出消除所述FEXT。
5.根据权利要求4所述的DMT***，还包括第二限幅器，用于对从所述第二均衡器的输出减掉所述FEXT消除器的输出获得的值做出判定，以找到判定值。
6.根据权利要求5所述的DMT***，其中所述FEXT消除器的抽头系数由确定所述FEXT消除器的收敛率的因子、所述第二ONU接收机的判定误差和所述第一ONU接收机的判定值收敛。
7.根据权利要求6所述的DMT***，其中通过下述方程式连续地更新所述FEXT消除器的所述抽头系数，以收敛到预定值：
这里FC(n)是所述FEXT消除器的抽头系数，β是确定所述FEXT消除器的收敛率的因子，E2(n)是所述第二ONU接收机的判定误差，和 是所述第一ONU接收机的判定值。
8.根据权利要求6所述的DMT***，其中所述第二均衡器的抽头系数由确定所述第二均衡器的收敛率的因子、所述第二ONU接收机的判定误差和所述第二ONU接收机的判定值收敛。
9.根据权利要求8所述的DMT***，其中通过下面的方程式连续更新所述第二均衡器的抽头系数，以收敛到预定值：
这里EQ(n)是所述第二均衡器的抽头系数，β′是确定所述第二均衡器的收敛率的因子，E2(n)是所述第二ONU接收机的判定误差，和 是所述第二ONU接收机的判定值。
10.根据权利要求6所述的DMT***，其中所述第二ONU接收机还包括第三限幅器，用于对所述第二均衡器的输出进行判定，以找到判定值，和
所述第二均衡器的抽头系数由确定所述第二均衡器的收敛率的因子、所述第二均衡器的判定误差和所述第二ONU的判定值收敛。
11.根据权利要求10所述的DMT***，其中通过下面的方程式连续更新所述第二均衡器的抽头系数，以收敛到预定值：
Figure A0280954000041
这里，EQ(n)是所述第二均衡器的抽头系数，β′是确定所述第二均衡器的收敛率的因子，E1(n)是所述第二均衡器的判定误差，和
Figure A0280954000042
是所述第二ONU接收机的判定值。
CNB028095405A 2002-04-03 2002-04-30 降低远端串扰的离散多音*** Expired - Lifetime CN1307816C (zh)

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