CN101765984A

CN101765984A - 用于处理数据的方法和装置以及包括该装置的通信系统

Info

Publication number: CN101765984A
Application number: CN200880101282A
Authority: CN
Inventors: W·泽瓦斯
Original assignee: Nokia Siemens Networks Oy
Current assignee: Nokia Solutions and Networks Oy
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2008-05-05
Publication date: 2010-06-30
Also published as: WO2008145479A1; EP2162996A1; EP1998461A1; US9048925B2; US20100138556A1

Abstract

提供一种用于处理数据的方法和装置，所述数据优选从第一网络部件经由至少两条线路传输到至少一个第二网络部件，其中所述方法包括以下步骤：经由至少两条线路传送的数据分布在至少一个帧内。

Description

用于处理数据的方法和装置以及包括该装置的通信系统

本发明涉及一种用于处理数据的方法和装置以及涉及包括该装置的通信系统。

DSL或xDSL是在本地电话网线路上提供数字数据传输的技术系列。

非对称数字用户线(ADSL)是DSL的一种形式，是能够在铜电话线上提供比传统语音频带调制解调器所能提供的更快的数据传输的数据通信技术。这种快速传输是通过利用语音电话呼叫通常不使用的频率，特别是比正常人的听力更高的频率实现的。

VDSL(甚高速DSL)是一种在单个双绞线上提供更快速数据传输的xDSL技术。在大约300米(1000英尺)范围实现高比特速率，其允许26Mbit/s的对称接入或者下行高达52Mbit/s-上行12Mbit/s的非对称接入。

目前，标准VDSL使用多达4个不同的频带，2个用于上行(从客户端到电信提供商)，2个用于下行。适合的调制技术是QAM(正交幅度调制)或DMT(离散多频音调制)。

按照其高带宽，VDSL能够在单个连接上支持像HDTV以及电话服务(比如，IP语音(Voice over IP，VoIP))和一般互联网接入的应用。

VDSL2(甚高速数字用户线2)是使用最初用于普通老式电话服务(POTS)的现有铜线基础设施的一种接入技术。其能够从中心局、从优选靠近客户驻地或者在大楼内设置的光纤馈送箱来部署。

VDSL2被设计用来支持三重播放服务比如语音、视频、数据、高清电视(HDTV)以及交互式游戏的广泛部署。VDSL2使运营商和运载者能够逐渐地、灵活地和节省成本地升级现有xDSL基础设施。

ITU-T G.993.2(VDSL2)是对G.993.1(VDSL)的增强版，其允许在使用高达30MHz带宽的双绞线上进行高达200Mbit/s汇聚数据速率的非对称和对称(全双工)传输。

xDSL宽频带调制方法是存在问题，涉及被引入到双绞线传输线并由调制解调器接收的串音干扰。

当电线被耦合，特别是在用于分隔的信号传输的相同或者邻近线束的线对之间时，出现串音。因此，来自一个或多个源的数据信号能够叠加在数据信号上并将其污染。串音包括近端串音(NEXT)和远端串音(FEXT)。

基于这样的串音，在双绞线上传输的数据信号能够被在相同和/或邻近多芯线缆或线束中的一个或多个相邻双绞线电话线上产生的串音干扰而显著降级。随着传输速度的增加，这个问题更加恶化，其可能明显地限制经单个线路传输的最大数据速率。

尤其是就ADSL或VDSL系统而言，客户驻地设备(CPE)由于不间断的数据传输而经常地消耗功率，即使没有可用的用户数据时也是如此。这造成能量的浪费，特别是由于在IP通信量(traffic)的情况下，作为用户数据，常常仅需要传输短包，而剩余的传输仅仅包含空闲数据。

此外，发送的空闲数据引起了串音干扰，因此扰乱了经由比如多芯线缆的其它线路发送的用户数据。由于在一个多芯线缆中典型地存在50条线路，因此，这样的串音明显地削弱总的传送能力的性能。

要解决的问题是克服如前所述的缺点，并提供用于处理特别是xDSL域中的数据的方法，使得串音干扰被降低和/或最小化。

按照独立权利要求的特征来解决这个问题。进一步的实施例从从属权利要求中得到。

为了克服这个问题，提供了用于处理数据的方法，所述数据优选经由至少两条线路从第一网络部件传输到至少一个第二网络部件，其中所述方法包括以下步骤：

-经由至少两条线路传送的所述数据分布在至少一个帧中。

优选地，所述数据借助帧来传输。在很多情况下，仅需帧的一部分来传输用户数据。这样的用户数据能够以多种方式分布在帧中。

在实施例中，为了改善总的预编码增益，数据分布在至少一个帧中。

预编码可用于操纵将经由不同的线路传输到各个第二网络部件的数据，使得比如总的串音干扰被降低和/或最小化。

在实施例中，经由至少两条线路传送的数据被对准在至少一个帧的至少一个的开始处。

因此，(比如，经过不同端口)连接第一网络部件与几个第二网络部件的线路可通过跨越这些线路传输帧而被利用，其中在这样的帧中发送的数据被对准在每个这样的帧的开始处。

在另一实施例中，经由至少两条线路传送的所述数据跨越至少一个帧被基本均匀地分布。

因此，尤其为允许有效的预编码，数据可被分布使得在同一时间(或频率)传送的没有重叠或仅有小的(尤其是最小化的)重叠的数据被利用。换句话说，在第一、第二和第三线路上发送的数据均被分布在相应的帧内，使得比如所有数据在不同时间被发送，即，在特定时间发送的数据没有发生重叠(或发生最小的重叠)。

然而，这类重叠与比如多芯电缆内相邻线路的接近性有关系。因此，彼此接近的线路造成明显串音干扰。经由这样的线路发送的数据应具有最小化的重叠，而经由彼此不接近且不造成明显串音的线路所发送的数据可不必在不同时域和/或频域中发送。

在下一实施例中，所述数据包括用户数据和空闲数据，其中用户数据和/或空闲数据跨越至少一个帧被基本均等地分布。

这样，数据可被划分为这样的用户数据和空闲数据，其中用户数据应当优选通过具有尽可能小的串音干扰的一个(或多个)线路被处理。因此，用户数据能够跨越至少一个帧被基本均等地分布，避免与帧中在同一时间(和/或频率)经由相邻线路发送的用户数据重叠(只要可行)。

还有一个实施例是，所述数据包括用户数据和空闲数据，其中干扰线路的用户数据被对准在至少一个帧内，使得它们具有有限重叠，特别是使得它们展示降低的串音干扰。

具体地说，发送的用户数据应当经由在时域和/或频域中具有有限重叠的这样线路被发送，所述线路彼此造成可能高于预定门限的串音干扰。因此，用户数据可能被尽可能远地分隔开(在时域和/或频域中)，这可导致明显串音(由于比如多芯线缆中的相邻线路)。

而且，有关用户数据的对准能够在一个(或多个)帧的开始处被提供，从而允许在帧的开始有效地启动预编码。因此，预编码能够被处理直到帧结束为止，从而，为了预编码目的利用帧的全部持续时间。

依照另一个实施例，能够在时域和/或频域内实现有限重叠。

由于串音干扰能够在经由邻近线路所传送的数据的时域和/或频域内出现，因此同此提供的对策也适用于两个域。如果在相邻线路的频域内能够观察到串音，则能够通过在帧内(在不同时间)利用不同的频率来降低该串音。

按照实施例，第一网络部件是中心局(CO)或数字用户线接入复用器(DSLAM)。

按照另一个实施例，所述至少一个第二网络部件是客户驻地设备(CPE)。

前面所陈述的问题还通过一种用于处理数据的装置来解决，该装置包括处理器单元，该处理器单元被装配和/或布置使得如这里所描述的方法在该处理器单元上是可执行的。

在实施例中，所述装置是通信装置，具体来说是中心局或数字用户线接入复用器。

在另一实施例中，所述装置包括运行如这里所描述的方法的预编码单元。

在又一实施例中，所述装置包括运行如这里所描述的方法的解码单元。

所述问题还通过包括如这里所描述的装置的通信系统来解决。

下列图中示出和阐明了本发明的实施例：

图1示出了在传输帧内特定区域处应用用户数据和空闲数据的部分串音消除的构思；

图2示出了包括通信网络的场景，其允许具体经xDSL连接从服务器向客户端发送数据。

同此提出的方法的目的是调节预编码的尝试。因此，针对不同的客户驻地设备(CPE)对准传输帧，并且分配用户数据和空闲数据，从而改善总的预编码增益。

图1中示出了针对帧n和帧n+1的两个示范性资源分配。

在帧n中，假设针对不同客户驻地设备CPE1、CPE 2和CPEn产生的相应空闲数据传输部分，干扰不能被降低。因此，针对相应的客户驻地设备CPE1、CPE 2和CPEn，在传输帧n的开始处启动传输用户数据可能是有利的。

预编码仅仅针对传输帧的一部分(即，针对如图1所示的用户数据)来执行。这与随机分布在帧n内的部分用户数据相比，允许减少总处理努力(processing effort)。预编码还能被执行直到后续的帧n+1启动为止，即，为了预编码目的能够使用帧n的持续时间。

在图1的帧n+1中，示出了用户数据和低干扰(IF)空闲数据的备选分布。

在帧n+1中，用户数据的优化分配被示出，其能有利地用在具有降低的或者甚至没有功率的空闲数据传输的情况中。由于在这种情况下，在到不同客户驻地设备CPE1、CPE 2、CPEn的不同线路上的空闲数据确实给用户数据仅仅提供有限干扰(或者甚至根本没有干扰)，因此用户数据可优选地散布在帧n+1上，从而引起尽可能少的干扰(其它用户数据在其它线路上)。

例如，如图1所示，通过在帧n+1的末端分配一些用户数据，并且在帧n+1的开始处分配一些用户数据，能够实现在帧n+1上的这样的散布。

然而，可以按照彼此的相互干扰来选择线路或信道。优选地，经彼此强干扰的线路发送的用户数据可以彼此尽可能远地设置在帧n+1的不同区域(比如，在时域和/或频域内)中。

随后，预编码，即干扰消除能够在这样的帧n+1的开始处和/或末端被执行，从而降低残余干扰。

此外，为了降低残余干扰，干扰消除也可在帧的中间部分或周围或者通常在帧内部执行(作为备选方案或附加方案)。这可能是有利的，因为在帧的中间部分的周围可预期有大量的串音并且所述串音能够因此被降低。

通过尽可能多地分隔(在干扰线路上传输的)干扰信号，可降低干扰。这种分隔能够在时域以及频域内实现。后者可通过比如针对空闲数据的每个部分限定频率子带来实现。

另一个问题是执行用户数据以及空闲数据的预多路复用。这种预多路复用的原因是由于比特加载、加扰和交织，可能没有空闲数据和用户数据到传输帧(图1的帧n和帧n+1)内不同时间和频率位置的直接映射。

可以执行预多路复用，使得其考虑各自的交织器、加扰器和比特加载器的实际处理。

由于中心局(CO)知道这些模块(加扰器、交织器、FEC映射器和比特加载器)，且由于这些模块有利地执行线性变换，因此所得到的比特位置能够预先被计算，使得在时间和频率内的分配能够由中心局控制。因此，中心局允许计算用户数据以及空闲数据的实际位置，并按照同此介绍的方法来实现预处理。

作为备选方案，可以使用反相交织器、反相加扰器、反相FEC映射器以及反相比特加载器，以使每个模块的作用倒转，使得与其反相模块相结合的模块对传输帧内的数据位置没有影响。

这将针对调度程序简化数据到各自帧(n或n+1)的不同区域或部分的映射。

同此提供的方法的具体益处可总结如下：

i)将该方法应用到满容量未运行的系统(即仅在没有任何空闲数据部分的情况下不传输用户数据的系统)是明显有益的。

由于实际的ADSL/VDSL标准可能不允许降低用于空闲数据的功率，即使这样的空闲数据所得到的串音也将明显降低系统性能。

所提出的构思允许对准预编码，并因此以预编码主要影响用户数据的方式来优化帧结构。

关于空闲数据，串音效应与空闲数据不相关，并且预编码不必被处理用于空闲数据。因此，预编码尝试可以仅仅集中在用户数据上，从而提高系统的总性能。

(ii)另外，为传输空闲数据消耗的功率可被降低和/或根本没有空闲数据可被传输。

由于在每个帧内的位置可由用于加扰、比特加载和交织以及FEC映射的反相装置来识别，因此，针对用户数据能够控制串音，并且通过串音消除能够使总性能增益最大化。

图2中示出了通信网络的具体场景。下行通信量从服务器经由网络传送到中心局或数字用户线接入复用器CO/DSLAM。CO/DSLAM经由数字用户线xDSL进一步连接到客户驻地设备CPE。数字用户线连接具体可以是以下类型：

-非对称数字用户线ADSL、ADSL2、ADSL2+；

-高数据速率数字用户线HDSL；

-甚高速数字用户线VDSL、VDSL2。

客户能够经由机顶盒和电视或经由个人计算机PC/TV连接到客户驻地设备CPE。从PC/TV向服务器发送的数据被称为上行通信量。

优选地，运营商或提供商想通过使用具有低串音效应的高数据速率来有效地使用从CO/DSLAM到CPE的xDSL下行方向。

Claims

1.一种用于处理从第一网络部件经由至少两条线路传输到至少一个第二网络部件的数据的方法，所述方法包括以下步骤：

-经由至少两条线路传送的所述数据分布在至少一个帧内。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述数据分布在所述至少一个帧内以便改善总的预编码增益。

3.如前述权利要求的任何一项所述的方法，其中经由所述至少两条线路传送的所述数据分布在所述至少一个帧内，以便降低和/或最小化串音干扰。

4.如前述权利要求的任何一项所述的方法，其中经由所述至少两条线路传送的所述数据被对准在至少一个帧的至少一个的开始处。

5.如前述权利要求的任何一项所述的方法，其中经由至少两条线路传送的所述数据跨越至少一个帧被基本均匀地分布。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述数据包括用户数据和空闲数据，并且其中用户数据和/或空闲数据跨越至少一个帧被基本均匀地分布。

7.如权利要求5所述的方法，其中所述数据包括用户数据和空闲数据，并且其中干扰线路的用户数据被对准在所述至少一个帧中，使得它们具有有限重叠。

8.如权利要求7所述的方法，其中所述有限重叠是在时域和/或频域内。

9.如前述权利要求的任何一项所述的方法，其中所述第一网络部件是中心局或数字用户线接入复用器。

10.如前述权利要求的任何一项所述的方法，其中所述至少一个第二网络部件是客户驻地设备。

11.一种用于处理数据的装置，所述装置包括处理器单元，其被布置使得如前述权利要求中的任何一项所述的方法在所述处理器上是可执行的。

12.如权利要求11所述的装置，其中所述装置是通信装置，尤其是中心局或数字用户线接入复用器。

13.如权利要求11或12的任何一项所述的装置，包括预编码单元，以运行如权利要求1到10的任何一项所述的方法。

14.如权利要求11或12的任何一项所述的装置，包括解码单元，以运行如权利要求1到10的任何一项所述的方法。

15.一种通信系统，包括如权利要求11到14的任何一项所述的装置。