[發明專利]DSL噪聲消除

有效

• 申請號: 200980158547.1
• 申請日: 2009-03-04
• 公開（公告）號: CN102379090A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 馬克·B·弗勞爾斯;馬克·馬洛里;馬克·布萊德;約翰·M·卡爾夫;邁赫迪·穆赫辛尼
• 申請（專利權）人: 適應性頻譜和信號校正股份有限公司
• 主分類號: H04B3/32
• 分類號: H04B3/32;H04L25/03
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 宋穎娉;宋志強

技術領域

本發明的實施例涉及DSL(數字用戶線)通信領域，具體來說，涉及使用噪聲參考信號來減少DSL傳輸線路上的噪聲干擾。

背景技術

DSL部署開始于20世紀90年代中期。現在全球有超過3億條DSL傳輸線路(或簡單為“DSL線路”)。DSL被設計為通過在未屏蔽電話線路上使用高頻信號來提供高比特率數據傳輸。電話線路初始被設計用于語音傳輸而非高頻數據傳輸，并且天生易受DSL所使用的高頻帶中的噪聲干擾(或簡單為“噪聲”)的影響。

DSL傳輸線路上(即承載DSL數據通信量的未屏蔽電話線路上)的噪聲干擾對于全世界DSL部署的顯著性能劣化負有責任。作為噪聲干擾的結果，典型DSL網絡中的多數線路遭受顯著的數據率損失并非罕見。在大多數DSL網絡中，許多線路由于噪聲而遭受大大超過50％的數據率損失。無數噪聲源，即來自多種源的脈沖噪聲、來自計算機和電視的諧波噪聲、來自諸如T1之類的其它數字傳輸協議的干擾以及來自其它DSL傳輸線路的串擾，削弱了包括AM無線電傳輸的DSL傳輸。

DSL設計者早在20世紀90年代中期就已認識到噪聲干擾的負面影響，并且已尋求減輕所導致的性能劣化。于1997年公開的名稱為“Radio?Frequency?Noise?Cancellation(射頻噪聲消除)”的美國專利5,995,567，描述了噪聲參考信號的使用和公知的LMS(最小均方)消除技術以減少DSL傳輸線路上的噪聲干擾。

多年來，已進行了使用噪聲參考信號來減少DSL線路上的噪聲，從而改善DSL數據傳輸性能(更高的比特率、更長的傳輸范圍和/或更少的傳輸誤差)的多種嘗試。普遍可利用的噪聲參考信號源包括DSL線路上的共模信號以及來源于DSL線路鄰近的其它電話線路的信號。來源于這些線路(和其它類似)的噪聲參考信號具有可能會導致噪聲消除性能較差的兩個次優特性。

第一，作為電話線路串擾的結果，來源于電話線路的噪聲參考信號會包含一些殘余DSL數據信號能量。噪聲消除器用于最小化DSL線路上的相關能量，因此經常會“消除”DSL數據信號，從而使DSL調制解調器性能劣化。下文中，將這一效應稱為“數據信號消除”。

第二，這些噪聲參考信號源往往具有許多噪聲信號的復雜合并。各種噪聲源一般會以不同方式耦合到噪聲參考信號和DSL數據線路中。例如，DSL線路上不存在的一些噪聲會耦合到噪聲參考信號中。在這種情況下，僅用于減少總寬帶噪聲能量的傳統消除方式(例如LMS)會在實現任意DSL傳輸性能改善方面獲得較差的結果。例如，LMS消除器會集中于大能量窄帶AM噪聲，實現AM頻帶的適度比特率提高，同時在其它波段中產生較大的噪聲惡化。一般來說，寬帶能量減少算法不具有優化集中于會導致最優DSL數據傳輸性能提高的區域中的頻帶消除的能力。

已提議了各種方案來克服這種特性的噪聲參考信號所導致的問題。所提議的每個方案都具有某些限制和部署問題。

若干已提議的方案涉及使用普遍可利用的來源于電話線路的噪聲參考信號源的技術。優選使用這種容易利用的噪聲源以便于進行大范圍的部署。

然而，這些技術中沒有一種技術提供用于減輕由常常在來源于電話線路的噪聲參考信號源中找到的殘余DSL數據信號所導致的不利的DSL數據信號消除效應的有效方法。Cioffi等人在美國專利5,995,567中描述了僅在無DSL數據傳輸時段期間訓練噪聲消除器以便解決該問題。所提議的該技術用于乒乓時間雙工異步DSL(ADSL)系統，由于普遍使用的頻分復用器(FDD)和回聲消除DSL技術不具有US?5,995,567所需的重復靜默時段，因此該系統在當今世界的全球部署中具有很低的適用性。Magesacher的“Analysis?of?Adaptive?Interference?Cancellation?Using?Common-Mode?Information?in?Wireline?Communications(利用有線通信中共模信息的自適應干擾消除的分析)”，進一步描述了DSL數據信號消除的問題，并且得出結論：利用來源于共模線路的噪聲參考信號的噪聲消除器在數據傳輸期間進行適配時惡化DSL性能(因此不易適用于普遍部署的DSL技術)。

Amrany等人的美國專利6,999,504描述了使用DSL線路共模信號作為噪聲參考信號。雖然由于這種信號可用于所有的DSL連接而期望使用這種信號，但Amrany并未解決數據信號消除或非最佳頻帶焦點的問題。實際上，這些問題限制了共模信號作為噪聲參考信號以與傳統消除技術一起使用時實現DSL傳輸線路性能改善的使用。