一种用于目标矩形调节的方法和向量化控制器技术

本公开的实施例涉及一种用于目标矩阵调节的方法和向量化控制器。本发明专利技术涉及一种用于配置向量化处理器(120)的向量化控制器(130)，该向量化处理器(120)根据向量化矩阵(P

A method for target rectangle adjustment and vectorization controller

【技术实现步骤摘要】
一种用于目标矩形调节的方法和向量化控制器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是国际申请号为PCT/EP2016/073543、国际申请日为2016年10月03日、优先权日为2015年10月06日、进入中国国家阶段日期为2018年04月04日、中国国家申请号为201680058517.3、专利技术名称为“目标矩形调节”的专利技术专利申请的分案申请。


[0003]本专利技术涉及有线通信系统内的串扰减轻。

技术介绍

[0004]串扰(或信道间干扰)是诸如数字订户线路(DSL)通信系统的多输入多输出(MIMO)有线通信系统的信道损害的主要来源。
[0005]随着对更高数据速率的需求的增加，系统正朝向更高频带演进，其中相邻传输线路(也就是说，在其部分或全部长度上紧密邻近的传输线路，诸如电缆绑定器中的双绞铜线)之间的串扰更明显(频率越高，耦合越多)。
[0006]已经开发了不同的策略来减轻串扰，并最大化有效吞吐量、覆盖范围和线路稳定性。这些技术正逐渐从静态或动态频谱管理技术演进为多用户信号协调(在下文中的向量化(vectoring))。
[0007]一种用于减少信道间干扰的技术是联合信号预编码：发送数据符号在被通过各个通信信道发送之前共同通过预编码器。预编码器使得预编码器和通信信道的级联在接收机处导致很少或不存在信道间干扰。
[0008]用于减少信道间干扰的另一种技术是联合信号后编码(或后处理)：接收数据符号在被检测之前共同通过后编码器。后编码器使得通信信道和后编码器的级联在检测器处引起很少信道间干扰或不存在信道间干扰。后编码器有时也被称为串扰消除滤波器。
[0009]信号向量化通常在业务聚合点处执行，因为向量化主要意味着在向量化线路上同时发送的数据符号或从向量化线路接收的数据符号被捆(bunch)在一起，并一起同时通过预编码器或后编码器。例如，信号向量化有利地在部署在中心局(CO)处的数字订户线路接入复用器(DSLAM)内或作为更靠近订户驻地(premise)(街道柜、柱式柜、建筑柜等)的光纤馈送远程单元来执行。这样的远程单元也可以被称为远程DSLAM，或者被称为分发点单元(DPU)。信号预编码特别适于下行通信(向客户驻地)，而信号后编码特别适合上行通信(来自客户驻地)。
[0010]向量化组的选择，即其中信号被联合处理的通信线路集合对于实现良好的串扰减轻性能而言是相当关键的。在一个向量化组内，每条通信线路被认为是干扰线路，其引起到该组的其他通信线路的串扰，并且相同的通信线路被认为是受扰线路，其遭致来自该组的其他通信线路的串扰。来自不属于向量化组的线路的串扰被视为异类噪声，并且不会被取消。
[0011]理想情况下，向量化组应当匹配在物理上和显著地相互干扰的整个通信线路集
合。然而，由于国家监管政策和/或有限的向量化能力导致的本地环路分拆(unbundling)可能会妨碍这种彻底的方法，在这种情况下，向量化组将仅包括干扰线路的子集，从而产生有限的向量化增益。
[0012]更正式地讲，一个NxN的MIMO系统可以用下面的线性模型来描述：
[0013]y
k
＝H
k
X
k
+Zk(1)，
[0014]其中N分量复数向量x
k
或y
k
是作为频率/载波/音调索引k的函数的、在N个向量化信上发送和从N个向量化信道接收的符号的离散频率表示，
[0015]其中N
×
N复矩阵H
k
是信道矩阵：信道矩阵H
k
的第(i，j)个分量H
ij
描述通信系统响应于馈送给第j信道输入的信号来如何产生在第i个信道输出上的信号；信道矩阵的对角元素描述了直接信道耦合，并且信道矩阵的非对角元素(也称为串扰系数)描述了信道间耦合，并且其中N分量复向量z
k
表示N个信道上的加性噪声，例如射频干扰(RFI)或热噪声。
[0016]线性信号预编码和后编码有利地借助于矩阵乘积来实现。
[0017]在下游，线性预编码器在相应订户线路上进行实际传输之前，在对发射向量u
k
在频域中与预编码矩阵P
k
执行矩阵乘积，即实际的发射向量是等式(1)中的x
k
＝P
k
u
k
，预编码矩阵P
k
使得整个信道矩阵H
k
P
k
被对角化，这意味着整个信道H
k
P
k
的非对角线系数并且因此信道间干扰大多降低到零。
[0018]实际上，作为一阶近似，预编码器将受扰线路上的反相串扰预补偿信号连同在接收机处破坏性干扰的方向信号与来自相应干扰线路的实际串扰信号叠加。
[0019]在上游，线性后编码器对接收向量y
k
在频域中与后编码矩阵Q
k
执行矩阵乘积以恢复发射向量u
k
(在信道均衡和功率归一化之后)，即，检测是在y'
k
＝Q
k
y
k
上执行的，后编码矩阵Q
k
使得整个信道矩阵Q
k
H
k
被对角化，这意味着整个信道Q
k
H
k
的非对角线系数并且因此信道间干扰大部分降低到零。
[0020]信号向量化的性能主要取决于预编码和后编码矩阵的分量值、哪些分量值将根据实际和改变的信道耦合进行计算和更新。
[0021]各种信道耦合由向量化控制器基于通过相应信道发送的导频(或探测)信号来估计。导频信号通常在专用时间段期间和/或在专用音调上发射。
[0022]例如，在题为“Self
‑
FEXT Cancellation(Vectoring)For Use with VDSL2 Transceivers”的建议中，参考文献G.993.5(以下简称VDSL2)，并于2010年4月由国际电信联盟(ITU)采用，收发器单元在所谓的SYNC符号上发送导频信号。SYNC符号在每个超帧后周期性出现，并在所有向量行(超帧对齐)上同步发送。类似的技术已经被G.9701国际电联建议(在下文中称为G.fast)采用。
[0023]在给定的干扰线路上，SYNC符号的音调的子集(下文中的导频音调)全部由来自给定导频序列的相同导频数字进行4
‑
QAM调制，并且发送两个复星座点之一，要么是对应于'+1'的'1+j',要么是对应于'
‑
1'的'
‑1‑
j'(向量化VDSL2)；或者发送三个复星座点之一，要么是对应于'+1'的'1+j'，要么是对应于'
‑
1'的'
‑1‑
j'，要么是对应于'0'的'0+0j'(G.fast)。
[0024]在给定的受扰线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于配置向量化处理器(120)的向量化控制器(130)，所述向量化处理器(120)根据向量化矩阵P
k
来联合地处理要在多个的N条订户线路L1…
L
N
上发送的离散多音调DMT通信信号u1..u
N
；y1..y
N
，所述向量化控制器(130)适于针对多个音调中的给定的音调k：
‑
针对通过所述N条订户线路中的N
‑
M
k
条目标线路的第一集合A
k
的直接数据通信启用所述给定音调，并且针对通过所述N条订户线路中的M
k
条支持线路的第二不相交集合B
k
的直接数据通信来禁用所述给定音调，并且M
k
表示非零正整数，
‑
配置所述向量化矩阵以在M
k
条支持线路的所述第二集合上在所述给定音调处使用可用的发射功率，以用于在N
‑
M
k
条目标线路的所述第一集合上在所述给定音调处的数据信号增益的增强，特征在于所述向量化控制器还适于跨所述N条订户线路来分发目标和支持角色，同时依次迭代经过所述多个音调，以便在所述N条订户线路上实现相应的目标数据速率，并且其中在给定这样启用音调和这样禁用音调以及直至当前所配置的所述向量化矩阵的情况下，所述向量化控制器还适于在相应的所述迭代期间来更新在所述N条订户线路上能够实现的相应数据速率，并且基于经更新的所述数据速率来确定线路的所述第一集合和所述第二集合。2.根据权利要求1所述的向量化控制器(130)，其中所述向量化控制器还适于将所述多个的N条订户线路中的、经更新的数据速率超过目标数据速率的至少一条订户线路指派给M
k
条支持线路的所述第二集合，以用于至少一次后续迭代。3.根据权利要求1所述的向量化控制器(130)，其中所述向量化控制器还适于将所述N条订户线路中的、经更新的数据速率超过所述N条订户线路的至少一个其他订户线路的至少一条其他更新的数据速率给定的裕量的至少一条订户线路指派给M
k
条支持线路的所述第二集合，以用于至少一次后续迭代。4.根据权利要求1所述的向量化控制器(130)，其中所配置的所述向量化矩阵是具有至少一个非零的非对角的预编码系数P
N1
,P
Ni
的、矩形的N
×
(N
‑
M
k
)预编码矩阵的所述P
N1
,P
Ni
用于与M
k
条支持线路的所述第二集合相对应的相应M
k
个矩阵行。5.根据权利要求4所述的向量化控制器(130)，其中所配置的矩形的、所述向量化矩阵是(N
‑
M
k
)
×
N降阶的信道矩阵H
Ak
的广义逆，所述(N
‑
M
k
)
×
N降阶的信道矩阵H
Ak
包括从所述N条订户线路到N
‑
M
k
条目标线路的所述第一集合的远端耦合系数。6.根据权利要求5所述的向量化控制器(130)，其中所述广义逆矩阵是所述(N
‑
M
k
)
×
N降阶的信道矩阵的Moore
‑
Penrose伪逆。7.根据权利要求1所述的向量化控制器(130)，其中所配置的所述向量化矩阵是矩形(N
‑
M
k
)
×
N后编码矩阵所述矩形(N
‑
M
k
)
×
N后编码矩阵具有至少一个非零的非对角的后编码系数Q
1N
、Q
iN
，所述Q
1N
、Q
iN
用于与所述M
k
条支持线路的所述第二集合对应的相应M
k
个矩阵列。8.根据权利要求7所述的向量化控制器(130)，其中所配置的、矩形的所述向量化矩阵是N
×
(N
‑
M
k
)降阶的信道矩阵H
Ak
的广义逆矩阵，所述N
×
(N
‑
M
k
)降阶的信道矩阵H
Ak
包括从N
‑
M
k
条目标线路的所述第一集合到所述N条订户线路的远端耦合系数。9.根据权利要求8所述的向量化控制器(130)，其中所述广义逆矩阵是所述N
×
(N
‑
M
k
)降
阶的信道矩阵的Moore
‑
Penrose伪逆。10.一种接入节点(100)，用于向订户提供宽带通信服务，并且所述接入节点包括根据权利要求1至9中任一项所述的向量化控制器(130)。11.一种方法，用于根据向量化矩阵P
k
来联合地处理要在多个的N条订户线路L1…
L
N
上发送的离散多音调DMT通信信号u1..u
N
；y1..y
N
，针对多个音调中的给定的音调k，所述方法包括：
‑
针对通过所述N条订户线路中的N
‑
M
k
条目标线路的第一集合A
k
的直接数据通信启用所述给定音调，并且针对通过所述N条订户线路中的M
k
条支持线路的第二不相交集合B
k
的直接数据通信来禁用所述给定音调，并且M
k
表示非零正整数，
‑
配置所述向量化矩阵以在M
k
条支持线路的所述第二集合上在所述给定音调处使用可用的发射功率，以用于在N
‑
M
k
条目标线路的所述第一集合上在所述给定音调处的数据信号增益的增强，特征在于所述向量化控制器还适于跨所述N条订户线路分发目标和支持角色，同时依次迭代经过所述多个音调，以便在所述N条订户线路上实现相应的目标数据速率，并且其中在给定这样启用音调和这样禁用音调以及直至当前所配置的所述向量化矩阵的情况下，所述向量化控制器还适于在相应的所述迭代期间来更新在所述N条订户线路上能够实现的相应数据速率，并且基于经更新的所述数据速率来确定线路的所述第一集合和所述第二集合。12.一种用于配置向量化处...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯，
类型：发明
国别省市：