[發(fā)明專利]用于基于多頻音傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)中的功率最小化的方法和設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680056061.3
• 申請日: 2006-10-11
• 公開（公告）號: CN101523836A
• 公開（公告）日: 2009-09-02
• 發(fā)明（設計）人: A·克勞陶;R·贊波洛;R·B·莫拉斯;B·多特希;J·里厄斯伊里尤
• 申請（專利權）人: 艾利森電話股份有限公司
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04B3/32;H04M3/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 王洪斌;蔣 駿

技術領域

本發(fā)明涉及基于多頻音(multi-tone)傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)，例如數(shù)字 訂戶線路(DSL)系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明涉及用于功率最小化譜均衡 的方法和設備。

背景技術

諸如數(shù)字訂戶線路(DSL)系統(tǒng)之類的基于多頻音的通信系統(tǒng)被 廣泛用作向終端用戶提供互聯(lián)網(wǎng)接入的最后一英里解決方案。在這些 系統(tǒng)中，通過傳統(tǒng)上僅用于電話通訊的銅線對來傳送數(shù)據(jù)。通過使用 現(xiàn)有基礎設施來提供寬帶接入，DSL系統(tǒng)成為富有吸引力且成本有效 的最后一英里接入的解決方案。示例性DSL技術(有時被稱為xDSL) 包括高數(shù)據(jù)率數(shù)字訂戶線路(HDSL)、非對稱數(shù)字訂戶線路(ADSL)， 具有較低上傳速度的DSL版本、甚高比特率數(shù)字訂戶線路(VDSL)。

DSL系統(tǒng)所使用的銅線對通常被布置在集束(binder)中，所述 集束可以包含許多銅線對。銅線對之間的接近性導致電磁耦合，這樣 來自于一條線路的信號與其他信號相互干擾。這種損害被稱為串擾， 串擾是限制在DSL系統(tǒng)中可獲得的數(shù)據(jù)率以及到達范圍(reach)的 主要因素之一。串擾能夠被解釋成一條線路的信號泄漏到所有相鄰線 路，如圖1中所示。事實上，如圖1中所示，當傳輸起始自中央局時， 在不利的拓撲中，起源于遠程終端的串擾在較長的線路上會淹沒傳 輸。該問題會降低條件差的用戶的數(shù)據(jù)率，從而使得僅能夠提供有限 服務集。

所關心的接收機中的串擾干擾基本上取決于兩個因素：除所關心 的用戶之外的所有用戶的總發(fā)射功率譜密度(PSD)和從發(fā)射機到所 關心的接收機的耦合函數(shù)。

功率譜密度(PSD)描述了信號功率在頻率上是怎樣分布的。盡 管如此，應當注意，在以下描述中，頻音上的信號的PSD近似為該信 號所負載的功率。

在集束中，無法輕易地控制串擾增益，盡管如此，可以設計用戶 的PSD以便使串擾最小化并使系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率最大化。一種對照彼此來 優(yōu)化數(shù)據(jù)率、功率和到達范圍的策略是動態(tài)譜管理(DSM)。DSM 允許根據(jù)物理信道統(tǒng)計在多用戶環(huán)境中將頻譜適應性地分配給各個 用戶以滿足某些性能度量。在當前網(wǎng)絡中應用DSM無需任何種類的 新基礎設施，并且利用了該設施，原因是其在網(wǎng)絡中智能地執(zhí)行管理。

盡管如此，為DSM問題找到最優(yōu)解決方案是極為復雜的。由于 功率限制，將功率加載到一個頻音上會影響相同線路上其他頻音的剩 余的功率預算。同時，由于串擾，一個頻音上的功率對其他線路性能 也有直接影響。因此，頻音上的功率不僅影響使用該頻音的線路，而 且影響所有頻音處的所有線路。

DSL系統(tǒng)中的DSM有兩種途徑：速率最大化問題(RMP)和功 率最小化問題(PMP)。因而，RMP方法專注于在給定功率預算的情 況下使系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率最大化，而PMP方法則專注于在確保最小數(shù)據(jù) 率同時使系統(tǒng)的功率最小化。

現(xiàn)在，考慮具有N個用戶和K個頻音的系統(tǒng)。對于所有基于多頻 音的通信系統(tǒng)而言，頻音是預定的頻率范圍，并且假設不同的頻音之 間并無相互干擾。用戶n在頻音k上用于傳輸?shù)墓β时粯俗R為P_n^k。所 有頻音上所有用戶用于傳輸?shù)墓β时槐硎緸椋?