專利名稱：干擾消除系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總地涉及用于管理數(shù)字通信系統(tǒng)的方法、系統(tǒng)和裝置。更具體地，本發(fā)明涉及與DSL調制解調器等相關的功能性天線的使用，以降低DSL和/或其它數(shù)據信號上的包括AM無線電噪聲的RF干擾的不利效應。
背景技術：
數(shù)字用戶線路(DSL)技術為當前電話用戶線路(稱為環(huán)路和/或銅纜)上的數(shù)字通信提供了潛在的大帶寬。電話用戶線路可提供這種帶寬，盡管它們設計之初僅僅是為了話音頻帶模擬通信。特別地，非對稱DSL(ADSL)和極高速DSL(VDSL)能夠通過使用將多個比特分配到各個音調(或子載波)的離散多音頻(DMT)線路代碼來調整用戶線路的特性，所述音調可以調整到在用戶線路每一端的調制解調器(通常是既起到發(fā)射機作用又起到接收機作用的收發(fā)機)的初始化和公知的隨后的比特調換(bit-swapping)的在線訓練期間所確定的信道狀態(tài)。
ADSL服務使用138KHz-1.1MHz范圍中的頻率來運行。在美國，接近5,000個AM無線電站使用540KHz-1.7MHz范圍中的頻率。這些無線電信號滲透到許多區(qū)域，包括使用者使用具有運行狀態(tài)的DSL調制解調器的區(qū)域。頻率使用中相當大的交迭為DSL使用者帶來了麻煩。另外，其它射頻(RF)干擾源由于其引發(fā)的干擾而惡化了DSL系統(tǒng)的性能。最后，其它類型的干擾也可能與DSL和其它通信系統(tǒng)上傳送的數(shù)據信號產生干涉，例如產生串音、脈沖噪聲和其它人造電子輻射。
RF干擾并未使上述的整個頻譜變形。相反地，許多諸如AM無線電站的源只影響到頻譜非常窄的一部分。ADSL使用128或256個載波，其中每個載波為大約4.3125kHz寬的頻譜的離散片段。因為ADSL系統(tǒng)阻礙了向長度為250微秒的信息包或信息符的傳輸，因此存在窗口效應，其致使接收器觀察到用在ADSL系統(tǒng)中的每個和逐個載波中心的數(shù)十千赫到數(shù)百千赫中的RF干擾。理論上，5KHz寬的RF AM無線電干擾趨于影響僅僅2-3個ADSL載波，但是窗口效應導致每個AM無線電站可能影響來自數(shù)個到數(shù)十個載波的任何地方。
在許多現(xiàn)有的系統(tǒng)中，在給定的載波處，RF干擾所影響的調制解調器僅僅停止使用受影響的載波，或者至少減少了調制解調器載波在RF干擾的鄰近區(qū)域中的比特數(shù)量，這就降低了DSL系統(tǒng)的性能。當在長DSL線路的端部存在干擾時，這種效應特別明顯。已經在傳輸期間明顯衰減的信號被用戶駐地處的RF干擾徹底壓制。雖然傳輸環(huán)路導線的絞擰部分減輕了RF干擾的進入，但是它卻帶來了一個嚴重的問題。隨著DSL系統(tǒng)(例如，ADSL2+，VDSL)所使用的頻帶增大，雙絞線的絞擰或交替帶來的效果減弱，這樣，RF進入的頻率越高，它對雙絞線的耦合就越嚴重。進一步，雙絞線上的較高頻率趨向于被最大限度地衰減，因此也更易受到較高頻率的串音的影響而失真。
特別地，RF干擾經常極為強烈地耦合到用戶駐地和基架(服務終端)等類似物之間的電話線。基架提供了從中心局(或者遠程終端中心局)到特定的用戶駐地或若干用戶駐地(經常稱為“分支”)的線路之間的交叉連接點。來自CO的其余線路可以繼續(xù)通向其它基架。具體而言，在“分支”段中存在2-6條線路通向各個用戶端，其提供了額外的銅線連接，用于在一個或多個用戶發(fā)生意外之后要求多路電話服務。在基架和客戶端之間運行的相對暴露的DSL傳輸環(huán)路段用作天線，獲取RF干擾信號，特別是區(qū)域中的AM無線電廣播。這種線路段可能遇到線路的垂直延伸，這種垂直延伸趨向用作對RF信號而言增益較高的天線。另外，剛才所提的這種線路段通常不會徹底地被屏蔽，或者使用未合適接地的屏蔽，這就導致電話線在接收RF信號過程中產生額外的增益。
允許對消除由RF所引起的噪聲這方面進行改進的系統(tǒng)、方法和技術，展示了本領域中的重要進步。

發(fā)明內容
一種DSL或其它通信設備包括具有至少一條天線的調制解調器或其它通信設備，所述天線被配置為采集與對所述通信設備所接收的通信信號造成影響的干擾噪聲相關的干擾數(shù)據。所述干擾可以包括例如AM無線電干擾的RF干擾、串音、脈沖噪聲和其它類型的人造電子輻射；和/或來自各種源的干擾。由天線采集的干擾數(shù)據被干擾消除器使用，以除去和/或消除影響所接收信號的部分或全部的干擾。在本發(fā)明的某些實施例中，可使用不止一條天線，其中每條天線都可采集與單個干擾噪聲源相關的干擾數(shù)據。在調制解調器或其它通信設備被連接到多路電話線的情況下，只有其中一條電話線用作工作的DSL線路，而其余電話線路或環(huán)路中的導線可用作天線。而且，所述天線可以是天線本身，例如緊縮(compact)AM無線電天線，或者可以是任何其它合適的用于采集對由通信設備所接收的信號產生影響的各種類型的干擾的結構或裝置。
更具體地，調制解調器或其它通信設備可使用天線裝置來采集與對通信設備所接收的信號產生影響的干擾噪聲相關的干擾數(shù)據。天線裝置可以是連接到通信設備的一條或多條天線和/或導線，其向通信設備中的干擾消除裝置提供干擾數(shù)據。這種消除裝置可包括合適的用于處理所接收到的信號和來自所述一條或多條天線的干擾數(shù)據的模數(shù)轉換器、延遲塊或延遲模塊、自適應濾波器和減法器。一旦干擾噪聲已經從所接收的信號中徹底或部分地被除去或者消除，那么其余的數(shù)據就可以以任意合適的方式被通信設備處理。
在DSL調制解調器為通信設備的情況下，多路電話線路或環(huán)路可連接到所述調制解調器，從而提供了作為工作的或非工作的電話線路和/或DSL線路的一部分的額外導線。這些額外的導線可用作用于采集RF干擾數(shù)據、串音干擾數(shù)據等數(shù)據的天線。每條額外的導線都可以從單個干擾噪聲源采集干擾數(shù)據，并向所述干擾消除器提供該干擾數(shù)據。作為從基架到用戶駐地設備的分支段一部分的導線特別可以是工作的天線，因為它們一般是作為同一分支段一部分的工作的DSL或其它通信線路的復制品。
在下文的具體實施方式
和附圖中提供了本發(fā)明的進一步的細節(jié)和優(yōu)點。


通過下文結合附圖的詳細描述，本發(fā)明將易于理解，在附圖中相同的附圖標記代表相同的結構元件，所述附圖如下圖1是典型DSL設施的示意圖。
圖2是示出了本發(fā)明的實施例所用于的一般DSL應用的示意圖。
圖3是示出了以接收器模式運行并執(zhí)行本發(fā)明的一種或多種方法、系統(tǒng)和/或其它實施例的DSL調制解調器的相關部分的示意性框圖。
圖4是示出了采用與所述模式相關的多路DSL線路/環(huán)路運行并執(zhí)行本發(fā)明的一種或多種方法、系統(tǒng)和/或其它實施例的DSL調制解調器的相關部分的示意性框圖。
圖5A描述了一條線路的功率譜密度和對DSL調制解調器所接收的該線路的數(shù)據信號產生影響的噪聲的曲線圖。
圖5B描述了一條線路的插入損耗和對DSL調制解調器所接收的該線路的數(shù)據信號產生影響的噪聲的曲線圖。
圖6是連接到可結合本發(fā)明的實施例使用的調制解調器的多路電話線路或環(huán)路的一種執(zhí)行方案的示意圖。
圖7是描述根據本發(fā)明的一個實施例的用于從調制解調器所接收的信號中除去RF干擾的方法的流程圖。
圖8是適于執(zhí)行本發(fā)明實施例的典型計算機系統(tǒng)的框圖。
具體實施例方式
下文中對本發(fā)明的具體描述將涉及本發(fā)明的一個或多個實施例，但并不限于這些實施例。確切地說，所進行的詳細說明僅僅意在描述。本領域的技術人員應該理解的是，在此所給出的關于附圖的詳細描述被用于闡釋的目的，而本發(fā)明延伸超出這些限制性的描述和示例性的實施例。
本發(fā)明的各實施例提供一種調制解調器或者其它通信設備，其具有的數(shù)據信號容易受到來自RF和/或其它干擾源的噪聲(包括，諸如脈沖噪聲、串音，和其它人造電子輻射)的影響，所述調制解調器或者其它通信設備使用天線(或其它與天線功能類似的結構)來獲取與特定環(huán)境中存在的RF和/或其它干擾相關的數(shù)據，在所述環(huán)境中運行著DSL環(huán)路的調制解調器和/或任意的未屏蔽或弱屏蔽的部分。在一些實施例中使用天線本身。在其它實施例中，用于其它功能的一條或多條導線也用作一條或多條天線。舉例而言，當多路電話導線用作從基架或其它鏈路向用戶駐地分出的部分時，在未使用的和/或非工作的DSL線路中的導線可以替代使用，作為一條或多條天線。在一些調制解調器中，非工作的線路仍然可以連接到調制解調器，就好像這些線路是工作的一樣?！榜詈稀焙汀斑B接”之類的詞組在此用來描述兩個元件和/或部件之間的一種連接狀態(tài)，并意味著直接連在一起，或者間接連在一起，例如在合適的情況下，借助一個或多個居間元件或借助一種無線連接方式間接連在一起。
與本發(fā)明結合使用的天線采集與其環(huán)境相關的干擾數(shù)據(例如，來自AM無線電信號的RF干擾，由附近線路引發(fā)的串音，等等)，并將該數(shù)據提供給干擾消除器或干擾濾波器，其使用干擾數(shù)據從DSL或其它通信信號中除去干擾噪聲。如同本領域的技術人員所理解的那樣，當兩個信號數(shù)據源(例如，用戶有效載荷數(shù)據和噪聲)沿給定線路傳送時，包含其中一組所述數(shù)據(例如，單獨的噪聲)的第二線路允許從復合信號除去所述數(shù)據。在給定的DSL線路中存在用戶有效載荷數(shù)據和干擾數(shù)據的情況下，由于使用本發(fā)明的各實施例能夠采集干擾數(shù)據，因此能夠精確且相對徹底的除去干擾數(shù)據，從而使用戶有效載荷數(shù)據得到精確得多的顯示。在接收復合數(shù)據信號之后，可以在接收器中除去干擾數(shù)據。
本發(fā)明可用于各種場合來除去各種各樣的環(huán)境干擾源。在此將本發(fā)明的一些實施例作為示例進行展示，并且，這些實施例特別可用于用戶駐地以及RF干擾，尤其是AM無線電干擾，不過這些實施例并非意在以任何方式對本發(fā)明進行限制。而且，雖然本發(fā)明結合了一種或多種類型的DSL系統(tǒng)對各實施例進行了闡釋，不過其它通信系統(tǒng)也可以從本發(fā)明受益并被本發(fā)明所涵蓋。
術語用戶環(huán)路或“環(huán)路”指的是由具有如下特點的線路形成的環(huán)路，該線路將每個用戶或使用者連接到電話接線員的中心局(CO)(或者可能是該接線員的遠程終端(RT))。圖1展示了DSL設施的典型布局100。如圖所見，CO105通過饋電線110(其可以是諸如光纖電纜的高帶寬鏈路，或者多條銅線延伸穿過的捆扎物)提供高帶寬傳輸。饋電線110可將CO105連接到服務區(qū)域接口(SAI)120(例如可以是光網絡單元，也就是ONU)。然后，多條銅線125可以從接口120延伸到基架130，其接近一個或多個用戶駐地設備(CPE)場所140。舉例而言，每一街區(qū)或鄰居共用這些基架。在某些情況下，基架是CO、SAI和/或其它基架的中間點。舉例而言，在圖1中，基架間鏈路128將不轉向用戶140的線路135的線路連接到另一個基架，進而順序地連接到一個或多個其它CPE。
基架提供了延伸到一個或多個用戶駐地的線路(經常被稱為“分支”)和其余可連接到其它基架的線路之間的連接交匯點。具體而言，在“分支”部分中，每個用戶存在2-6條線路，從而提供額外的銅線連接，使一個或多個用戶在發(fā)生意外之后能夠要求多路電話服務。返回ONU或中心局的電纜通常不具有所有用戶所需的2-6倍之多的電話線路(因為并非所有用戶都要求如此之多的電話線路)。不過，基架分支特別地具有額外的銅線連接。客戶端的調制解調器可以由于多種原因(例如，線路和/或信號在今后的綁定和/或定向，諸如那些被本發(fā)明實施例所涵蓋的消除器，在線路實際上自始至終被連回的情況下對最佳線路的選擇，等等)而連接到額外的線路。當額外的導線和/或線路用作調制解調器的天線時，在本發(fā)明的一些實施例中可以開發(fā)這種額外的銅線連接。為進一步描述通常的DSL使用，圖2示出了兩個數(shù)據信號源210、220(例如，DSLAM等)，其通過一系列饋電線和其它通信線路213、217、227、250向多個使用者/CPE 291、292、293提供服務。在某種情況下，4環(huán)路組260從基架251分出進入CPE293。環(huán)路260的分出可能是未屏蔽或弱屏蔽的，這就允許來自任何近源(例如，家用器具)和/或強源(例如，AM無線電)的RF干擾的進入。
另外，串音干擾也可能影響工作的DSL線路上的信號。串音是一種眾所周知的現(xiàn)象，它是指有害干擾和/或信號噪聲在相鄰的線路之間穿過，其由于相同或鄰近線束中的成對導線用于分立信號傳輸時成對導線之間的耦合而產生。本發(fā)明的實施例可用來在給定的系統(tǒng)中除去一個或多個明顯的串音因素，這樣即使不能除去全部串音，也改進了數(shù)據向使用者的傳輸。
圖3中示出了一種基本的調制解調器，其結合了本發(fā)明的一個或多個實施例。在圖3的示例中，除去RF干擾用作示例性的干擾消除，其在時域中而非頻域中執(zhí)行。本領域的技術人員應該理解，因為RF干擾是不同步的，所以這易于對RF干擾噪聲進行消除。不過，在某些情況下，例如通過在接收器中處理連續(xù)的DFT輸出塊碼元，可以在頻域中執(zhí)行這種消除，并且本發(fā)明包括在所有這類環(huán)境中進行的RF干擾消除。本領域的技術人員應該理解，要消除的干擾類型可以指定，或者使各種選擇較其它選擇更優(yōu)選。
圖3描述了一種以接收器模式工作的遠程調制解調器、收發(fā)機或其它通信設備300。圖3的通信設備300利用工作的DSL線路392接收所傳輸?shù)臄?shù)據390。線路392通常包括至少一個部分，該部分未屏蔽(或弱屏蔽)，從而經常受到RF和其它類型干擾的高度影響(這取決于本領域技術人員公知的各種因素，例如線路392中導線的絞擰程度)。因此，調制解調器300所接收的傳輸數(shù)據390非常確定地包括有效載荷數(shù)據和RF或者其它干擾噪聲。線路392上的模擬信號在轉換器322處被轉換成數(shù)字數(shù)據。
天線裝置394可以是天線本身(例如緊縮AM無線電天線等)、在第二或附帶的電話/DSL線路中的一條或多條導線、或者任何其它合適的裝置或結構，該天線裝置394被配置成采集與至少一種對由調制解調器300接收的信號產生影響的干擾噪聲相關的干擾數(shù)據。由天線裝置394采集的干擾數(shù)據被提供給調制解調器300中的干擾消除裝置320。盡管在此公開的是針對干擾消除裝置320的特定結構，但是對本領域技術人員來說，根據所采集的干擾數(shù)據的類型、調制解調器300所接收的通信信號的類型、使用干擾數(shù)據來除去對由調制解調器300接收的信號產生影響的部分或全部干擾噪聲所必要的處理等等，其它結構應該是清楚的。
在圖3的示例性系統(tǒng)中，天線裝置394所接收的模擬干擾數(shù)據被轉換器322從模擬形式轉換成數(shù)字形式。(本領域的技術人員應該理解，在此描述的數(shù)字信號中所進行的處理也可以應用于來自線路392和天線394的模擬信號。如果所述天線是來自第二電話線路的導線，則ADC322可以差分耦合到第二線路，或者可以使用例如來自工作的線路的一條導線的公共參照物，并耦合到第二電話線路的諸多導線中的任一條)。然后，使用調制解調器300中的自適應濾波器324濾波來自天線394的數(shù)字信號。所傳輸?shù)臄?shù)據信號可以被延遲塊323控制(這樣，原有的RF干擾已經處于自適應消除器中，并因此出現(xiàn)下行消除-約翰，我無法確定這里應該用什么詞匯來表達)，如同本領域的技術人員所理解的那樣。然后，符合適當條件的RF干擾數(shù)據和所傳輸?shù)臄?shù)據信號被輸入到減法器325，減法器325可以通過執(zhí)行簡單的減法運算將RF干擾噪聲從所傳輸?shù)臄?shù)據中除去。減法器325的輸出用來幫助濾波器324適配來自天線394的信號。本發(fā)明的實施例可使用數(shù)字多向延遲線路濾波器(digital tapped-delay-line filter)，其系數(shù)由眾所周知的諸如LMS算法的自適應算法進行適配(可能有允許窄帶輸入的泄漏和可能的不穩(wěn)定性)。這類濾波器對于本領域技術人員而言是公知的。例如參看如下文獻Maurice Bellanger，Adaptive Digital Filters，Marcel Dekker，2001，New York，Chapters4-7。
本發(fā)明的實施例使用由天線394采集的RF干擾數(shù)據來除去傳輸數(shù)據390中的噪聲，這種噪聲由用于向下將數(shù)據傳送到調制解調器300的頻率范圍中的RF干擾產生。舉例而言，在最普通形式的ADSL的情況中，這將包括138kHz到1104kHz的范圍中的RF干擾。這自然就包括了540KHz到1.1MHz的頻帶中的AM無線電干擾。某些形式的ADSL可將通常為138kHz的下行啟動頻率偏移至低達0Hz和高達200-300kHz。某些形式的ADSL，最有代表性的是ADSL2+，可將下行終止頻率偏移至高達2.208MHz，而VDSL卻可以將該頻率偏移至8.832MHz、17.668MHz或者甚至高達30-36MHz。這些拓展的頻帶可包括540kHz到1.6MHz頻帶中的AM無線電干擾，以及處于1.8-2.0MHz、3.5-4MHz、7.0-7.1MHz的業(yè)余無線電頻帶，和其它處于更高頻率的多種頻帶。
本領域的技術人員也應該理解，可能存在其它RF干擾源，包括但不限于用于導航目的的無線電信標、長波無線電和其它多種源。另外，來自另一種噪聲源的非RF干擾噪聲的噪聲(例如，來自另一個DSL線路的串音)能夠耦合進入工作的DSL線路和“天線”線路/導線。這種噪聲也可以通過本發(fā)明的消除器得以消除，即使該噪聲本身不能被描述為和/或表征為RF信號。如上文所提，只要存在單個源作用于工作的數(shù)據線路和天線上，干擾噪聲就不必為RF噪聲。例如，這樣一種可替代噪聲可以為在單獨電話線路上的DSL信號，其耦合進入本發(fā)明所使用的工作的數(shù)據線路和天線。在DMTDSL系統(tǒng)的任意單一頻率或音調的情況下，天線的數(shù)目必須超過噪聲源的數(shù)目，從而實現(xiàn)對任何這類噪聲的徹底消除。因此，如果存在一條天線，則在每一頻率下可消除一個單獨的噪聲源。
一旦已經除去了RF干擾噪聲，數(shù)據就被傳送到離散傅立葉變換模塊326、叢解碼器(constellation decoder)328和音調重排模塊(tone reorderingmodule)330，所有這些對于本領域技術人員是公知的。接著，前往DSL調制解調器的交織路徑342的數(shù)據被發(fā)送到解交織器332、解擾器兼FEC解碼器336以及交織循環(huán)冗余首碼(crci)檢測器338。類似地，前往調制解調器300的高速路徑的數(shù)據被發(fā)送到解擾器兼FEC解碼器334以及高速循環(huán)冗余首碼(crcf)檢測器340。最后，數(shù)據在模塊346中被解幀并作為有效載荷數(shù)據396提供給使用者。
在本發(fā)明的另一實施例中，調制解調器連接到多路電話線路/DSL線路，如圖2的分支260所示。在這種情況下，將CPE調制解調器293連接到基架251的DSL線路中的一條或多條導線可用作天線。圖4中示出了這種配置的更詳細視圖，其中，調制解調器400通過由導線411-418這8條導線組成的多環(huán)路部分406而連接到基架404，所述8條導線為4個環(huán)路421、422、423、424的8條導線(類似于圖2的部分260的環(huán)路)。在圖4的示例中，只有環(huán)路424(使用導線417、418)是工作的，而環(huán)路421、422、423是非工作的。因此，導線411-416并不意在用于DSL通信。替代地，這些導線中的至少一條——導線416，用作針對調制解調器400的干擾數(shù)據天線。在這種情況下，導線416實質上與工作的環(huán)路424的導線417、418相似(例如，長度基本相等并具有相同走向，導線的材料/類型可能相同，并且可能具有相同的屏蔽量或均沒有屏蔽)。這意味著，導線416所接收到的RF和/或其它干擾信號實際上與環(huán)路424所接收的相同。本領域技術人員應該理解，如果存在多于一個RF和/或其它干擾的源(例如，來自一條或多條額外DSL線路的串音)，則如若希望就可以類似地使用額外非工作環(huán)路的導線。
由導線/天線416采集的干擾數(shù)據和來自工作的DSL環(huán)路424的輸入數(shù)據被轉換器442從模擬形式轉換成數(shù)字形式。另外，干擾噪聲數(shù)據被濾波器441濾波，這使得干擾噪聲的調節(jié)以減法器440上的輸出為基礎。從環(huán)路424所接收到的數(shù)據可被延遲元件443所延遲。接著，來自環(huán)路424和天線416的調節(jié)數(shù)據被輸入到減法器440，從而能夠除去干擾噪聲，并使其余的使用者數(shù)據傳送到其它調制解調器部分、模塊和/或處理部分。額外的天線可以使用來自部分406的非工作的環(huán)路的其它導線而開始服務。例如，如虛線連接部分454所示，可以根據需要使用導線413、414、415。于是，ADC442就不僅僅是一個單一的轉換器，它還可以是任何合適的轉換電路，如同本領域技術人員所理解的那樣。類似地，在這種情況下，濾波器441可以為自適應濾波電路，如同本領域技術人員所理解的那樣。
最后，部分406中的多路導線可用來消除干擾。如本領域技術人員所理解的那樣，于2004年3月25日提交的標題為“高速多環(huán)路DSL系統(tǒng)(HighSpeed Multiple Loop DSL System)”的美國專利公開10/808,771中所公開的系統(tǒng)，通過結合上文所述，能夠提供額外的電話線路和/或天線，并消除不止一條電話線中的干擾(如果這些電話線如所引用的‘771申請中所描述的那樣被捆綁且引導的話)。因此，該系統(tǒng)可以被視為具有額外的線路/天線，另外，在所有線路中消除了RF或者其它噪聲和/或干擾。
在圖4的示例中，部分406中存在8條導線，其中只有兩條處于使用狀態(tài)，即，用于環(huán)路424的兩條。其余6條導線做如下應用——導線416用于采集RF干擾數(shù)據，導線411-415用于采集影響環(huán)路424的5個最明顯的串音因素的干擾數(shù)據。也就是說，在具有N個可用的電話環(huán)路或線路的系統(tǒng)中，在其中一條電話環(huán)路為工作的DSL線路的情況下，在其余N-1個環(huán)路中的一條或多條導線可用作采集干擾數(shù)據的天線或天線裝置。因為在每個環(huán)路中存在2條導線，因此存在2(N-1)條導線適用于使用工作的DSL線路來采集對調制解調器所接收的信號產生影響的干擾數(shù)據。任何合適的干擾消除裝置可結合一條或多條天線使用，其涵蓋了不止一種類型的干擾消除結構，其中不止一種類型的干擾噪聲正在被除去和/或消除。每條導線可用來除去單個干擾噪聲源(例如，AM無線電干擾、在所述部分附近的家用器具、串音、等等)。每條導線的干擾數(shù)據可被轉換成數(shù)字形式，并得到合適的濾波，如同本領域技術人員所理解的那樣。
圖5A和圖5B描述了可被采集的數(shù)據類型和在本發(fā)明的諸實施例中所涵蓋的其它數(shù)據。在圖5A和圖5B中，用于采集干擾數(shù)據的天線均為附加的電話線路/環(huán)路。圖5A示出了所接收信號502的功率譜密度(PSD)與所接收數(shù)據中存在的噪聲504相比較的曲線圖。在圖5A的低頻區(qū)域中表示信號的相對筆直的線表明，在該線上不存在橋接抽頭(bridged tap)。在圖5A的示例中，所述環(huán)路為17,000英尺并以192kbps被提供。使用各種不同的動態(tài)頻譜管理技術，這種線路的數(shù)據率可以提高到至少接近768kbps。在本發(fā)明的上下文中重要的是，RF干擾520(以AM無線電干擾為主要形式)的效應可見于噪聲曲線504。類似地，圖5B描述了以1,536kbps被提供的8,000英尺環(huán)路，其能夠使用早期的DSM技術而在大約6,008kbps或更高的情況下運行。在圖5B中，噪聲曲線514還包括實際的RF干擾520，其主要也由AM無線電干擾引發(fā)。環(huán)路的插入損耗512也和噪聲514一起繪制。
圖6示出了多線路/環(huán)路配置的一種具體實現(xiàn)。連接配置600包括主要的DSL服務線路610，其在網絡接口裝置640中的濾波器620處被濾波，從而允許針對調制解調器650的DSL服務和在630處的主POTS服務。這通常將主要的工作的DSL線路/環(huán)路與駐地配線隔離開，從而消除了內部橋接抽頭和脈沖噪聲源。所示的微濾波器無需安裝，但可作為優(yōu)選實施例。額外的分支導線615也在濾波器625處被濾波，并可以在635處提供額外的POTS服務。這些額外的導線615可以連接到調制解調器650，以提供根據本發(fā)明實施例的一條或多條天線，并且/或者以其它方式進行幫助(例如，消除基架橋接抽頭，易于多線路捆綁，和/或易于多線路定向)。從NID到DSL調制解調器的連接可以是至少4個標準雙絞線，當然可以是8個、24個標準雙絞線(例如，與用于Ethernet的類5配線相同或相似)。在NID上/內的連接器可以將這些雙絞線連接到進入NID部分或全部的分支導線，即使其它分支導線目前未使用。因此，所有線路/環(huán)路終止于調制解調器650處，即使并非所有的線路/環(huán)路正用于DSL服務。
圖7示出了根據本發(fā)明一個實施例的用于從調制解調器或其它通信設備所接收的DSL或其它通信信號中除去噪聲的方法。方法700始于在710處通過一條或多條合適天線采集干擾數(shù)據，天線的數(shù)量取決于當前干擾的類型和可用的天線結構。如圖7所示，干擾可為諸如AM無線電信號干擾的RF干擾、來自鄰近通信線路的串音、或其它干擾。在720處，包括使用者的有效載荷數(shù)據和干擾噪聲在內的通信信號被通信設備接收。最后，在730處，利用由天線提供的干擾信號從所接收的通信信號減去部分或所有的干擾噪聲。根據本發(fā)明的一個或多個實施例，當多導線和/或天線可用并且存在不止一個干擾噪聲源時，可以反復或以另外方式采用方法700來完全或部分地除去不止一種類型和/或來源的干擾。
通常，本發(fā)明的實施例采用涉及存儲于一個或多個計算機系統(tǒng)或穿過這些系統(tǒng)傳輸?shù)臄?shù)據的各種不同的處理方法。本發(fā)明的諸實施例還涉及用于執(zhí)行這些操作的硬件設備或其它裝置。這種裝置可以特別地針對所需目的而構建，或者該裝置可以是通過存儲于計算機中的計算機程序和/或數(shù)據結構而選擇性地激活或重構的通用計算機。在此所示的處理并不固有地涉及任何特定的計算機或其它裝置。具體而言，根據在此的教示，可以應用寫入的程序來使用各種通用的機器，或者這些機器可以較為方便地構建更為專業(yè)的裝置以執(zhí)行所需要的方法步驟?；谙挛慕o出的描述，針對這些不同機器的特定結構對于本領域的技術人員而言將變得清晰。
上文所述的本發(fā)明的諸實施例采用涉及存儲于計算機系統(tǒng)的數(shù)據的各種處理步驟。這些步驟是那些物理實體所需的物理操作。通常，盡管是非必要的，但是這些實體采用能被存儲、傳送、組合、對比以及執(zhí)行的電信號或磁信號的形式。有時候，主要出于習慣使用的考慮，方便將這些信號稱為比特、比特流、數(shù)據信號、控制信號、值、元素、變量、字符、數(shù)據結構等。然而，應該記住的是，所有的這些以及類似術語應該與合適的物理實體相關聯(lián)，并僅僅方便用于對這些實體的標識。
進一步，所執(zhí)行的操作經常在術語上被稱為識別、配合或比較。在這里所描述的形成本發(fā)明一部分的任意一種操作中，這些操作為機器操作?？捎糜趫?zhí)行本發(fā)明實施例的操作的機器包括通用數(shù)字計算機或其它類似的設備。在任何情況下都應該注意操作計算機的操作方法和計算方法本身的區(qū)別。本發(fā)明的諸實施例涉及用于在處理電信號或其它物理信號以產生其它所希望的物理信號時對計算機進行操作的方法步驟。
另外，本發(fā)明的諸實施例進一步涉及計算機可讀介質，其包括用于執(zhí)行各種計算機執(zhí)行操作的程序指令。所述介質和程序指令可為特別為本發(fā)明的意圖而設計和構建的那些介質和程序指令，或者它們可以是眾所周知的并可被計算機軟件領域的技術人員所利用。計算機可讀介質的實例包括但不限于，諸如硬盤、軟盤和磁帶的磁介質；諸如CD-ROM光盤的光介質；諸如光磁軟盤的光磁介質；和硬件設備，其被特別設計來存儲和執(zhí)行程序指令，例如只讀存儲器(ROM)和隨機存取存儲器(RAM)。程序指令的實例包括例如由編譯器產生的機器代碼，和包含可由計算機利用解釋器執(zhí)行的高級代碼的文件。
圖8示出了根據本發(fā)明的一個或多個實施例的能夠被使用者和/或控制者使用的典型計算機。計算機系統(tǒng)800包括連接到存儲設備的任意數(shù)量的處理器802(也稱為中央處理單元，或者說CPU)，所述存儲設備包括主存儲器806(具體為隨機存取存儲器，或者說RAM)、主存儲器804(具體為只讀存儲器，或者說ROM)。系統(tǒng)800的CPU和其中一些元件還可以作為集成電路或芯片被執(zhí)行，其為能夠用于本發(fā)明的諸實施例中的單一設備。本領域眾所周知的是，主存儲器804用來將數(shù)據和指令單向傳輸?shù)紺PU，并且主存儲器806特別用來雙向傳輸數(shù)據和指令。這兩個主存儲部分可以包括上文描述的任意合適的計算機可讀介質。大容量存儲設備808雙向連接到CPU802，并提供了額外的數(shù)據存儲容量，并且可以包括上述的任意計算機可讀介質。大容量存儲設備808可用于存儲程序、數(shù)據等，并且通常為比主存儲器慢的諸如硬盤的次存儲介質。可以理解的是，包含于大容量存儲設備808中的信息在合適的情況下可以以標準方式并入，作為主存儲器806的一部分，用作虛擬存儲器。諸如CD-ROM814的特定大容量存儲設備還可以將數(shù)據單向傳送到CPU。
CPU802還連接到接口810，其包括一個或多個輸入/輸出設備，例如視頻監(jiān)視器、跟蹤球、鼠標、鍵盤、麥克風、觸摸屏、傳感讀卡機、磁或紙帶讀取器、書寫板、手寫筆、聲音或筆跡識別器；或其它眾所周知的輸入設備，當然例如其它計算機。最后，CPU802可選地使用在812處所大致示出的網絡連接結構連接到計算機或電信網絡。采用這種網絡連接結構，可以預期，在執(zhí)行上述方法步驟的過程中，CPU可以從所述網絡接收信息，或者可以向所述網絡輸出信息。上述的設備和材料將為計算機硬件和軟件領域的技術人員所熟知。上述的硬件元件可限定用于執(zhí)行本發(fā)明操作的多個軟件模塊。舉例而言，用于運行碼字組合控制器的指令可存儲于大容量存儲設備808或814上，并在CPU802上結合主存儲器806執(zhí)行。在優(yōu)選實施例中，控制器被分成若干軟件子模塊。
從這些書面描述中，本發(fā)明的許多特征和優(yōu)點是顯而易見的，因此，所附的權利要求書意在涵蓋本發(fā)明的所有這些特征和優(yōu)點。進一步，因為本領域技術人員將易于實現(xiàn)若干修改和變化，因此本發(fā)明不限于圖示和描述的準確結構和操作。因此，所描述的實施例應該被視為描述性的而非限制性的，并且本發(fā)明應不限于這里給出的具體細節(jié)，而是應該由下列權利要求書及其等效物的全部范圍所限定，不論現(xiàn)在或將來可預知還是不可預知。
權利要求
1.一種用于從第一DSL線路上的信號中除去干擾噪聲的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括連接到所述第一DSL線路的DSL調制解調器；連接到所述調制解調器的天線，其中所述天線被配置為，采集導致所述第一DSL線路上的信號中出現(xiàn)噪聲的干擾數(shù)據；連接到所述天線和所述第一DSL線路的干擾消除器；其中，所述干擾消除器被配置為，利用所述干擾數(shù)據從所述第一DSL線路上的信號中除去所述干擾噪聲。
2.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述天線為下列各項之一RF天線；AM無線電天線；第二DSL線路的導線；或連接到所述DSL調制解調器的導線。
3.根據權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述第二DSL線路為工作的DSL線路。
4.根據權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，所述第二DSL線路為非工作的DSL線路。
5.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述天線為連接到所述DSL調制解調器的導線，進一步，所述導線為所述第一DSL線路的復制品。
6.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述干擾消除器包括自適應濾波器，其用于配置來自所述天線的干擾數(shù)據。
7.根據權利要求6所述的系統(tǒng)，其中，所述干擾消除器進一步包括減法器，其用于從所述第一DSL線路上的信號中減去干擾噪聲。
8.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述干擾為如下形式中的一種脈沖噪聲；人造電子輻射；RF干擾；或串音。
9.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述干擾消除器從所述第一DSL線路上的由DSL調制解調器所接收的信號中除去RF干擾噪聲。
10.根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述DSL調制解調器連接到所述第一DSL線路并連接到所述天線，進一步，所述天線是所述第一DSL線路的復制品。
11.根據權利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述復制品包括第二DSL線路中的導線。
12.根據權利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述第一DSL線路是將所述調制解調器連接到網絡接口設備的分支段中的一部分，進一步，所述復制品包括與所述第一DSL線路的分支段長度相等且走向相同的導線。
13.一種DSL系統(tǒng)，包括調制解調器；多條導線，其包括連接到所述調制解調器的第一工作DSL環(huán)路，其中所述第一工作DSL環(huán)路用于通過所述調制解調器傳輸和接收DSL信號；和連接到所述調制解調器的第一天線導線，其中所述第一天線導線被配置成用作從第一干擾源采集干擾數(shù)據的天線；并且其中，所述調制解調器包括連接到所述第一工作DSL環(huán)路和所述第一天線導線的干擾消除器。
14.根據權利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述第一天線導線為連接到所述調制解調器的非工作的DSL環(huán)路中的導線。
15.根據權利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述多條導線進一步包括連接到所述調制解調器的第二天線導線，其中所述第二天線導線被配置為用作從第二干擾源采集干擾數(shù)據的天線。
16.根據權利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述多條導線為連接到所述調制解調器的多條DSL環(huán)路；進一步，所述多條DSL環(huán)路包括所述第一工作DSL環(huán)路；進一步，所述第一天線導線為第二工作DSL環(huán)路的一部分。
17.根據權利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述多條導線為連接到所述調制解調器的多條DSL環(huán)路；進一步，所述多條DSL環(huán)路包括所述第一工作DSL環(huán)路；進一步，所述第一天線導線為第一非工作DSL環(huán)路的一部分。
18.根據權利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述第一天線導線采集RF干擾數(shù)據，并且所述第一干擾源為第一RF干擾源，其產生影響所述第一DSL環(huán)路上的信號的RF干擾。
19.根據權利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述第二干擾源為串音源，其產生影響所述第一DSL環(huán)路上的信號的串音干擾。
20.根據權利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述干擾消除器被設置成，利用所述RF干擾數(shù)據從由所述DSL調制解調器所接收的信號中減去RF干擾。
21.一種通信設備，包括與通信網絡的連接部分，其用于發(fā)送和接收通信信號；天線，其用于采集與影響所述通信信號的干擾相關的干擾數(shù)據；和干擾消除器，其連接到所述連接部分和所述天線，其中，所述干擾消除器基于由所述天線采集的RF干擾數(shù)據，從所述通信信號中除去干擾噪聲。
22.根據權利要求20所述的通信設備，其中，所述通信設備為DSL調制解調器。
23.根據權利要求20所述的通信設備，其中，所述連接部分連接到工作的DSL環(huán)路。
24.根據權利要求20所述的通信設備，其中，所述天線為DSL環(huán)路中的導線。
25.根據權利要求20所述的通信設備，其中，所述天線為RF天線。
26.根據權利要求20所述的通信設備，其中，所述通信設備為DSL調制解調器；進一步，所述連接部分連接到第一DSL環(huán)路，其中所述第一DSL環(huán)路是工作的；進一步，所述天線為第二DSL環(huán)路中的天線。
27.根據權利要求25所述的通信設備，其中，所述第二DSL環(huán)路是工作的。
28.根據權利要求25所述的通信設備，其中，所述第二DSL環(huán)路是非工作的。
29.根據權利要求20所述的通信設備，其中，所述干擾消除器包括自適應濾波器。
30.根據權利要求20所述的通信設備，其中，所述連接部分包括用于接收通信信號的輸入端，并且進一步，所述干擾消除器被配置為，從由所述通信設備所接收的信號中除去下列各項中的一種脈沖噪聲；人造電子輻射；RF干擾；或串音。
31.一種從由DSL調制解調器所接收的信號中除去干擾噪聲的方法，所述方法包括利用連接到所述DSL調制解調器的天線來采集干擾數(shù)據；從連接到所述調制解調器的第一DSL環(huán)路接收DSL信號；利用所述干擾數(shù)據從所接收到的信號中減去干擾噪聲。
32.根據權利要求31所述的方法，其中，所述天線為連接到所述調制解調器的第二DSL環(huán)路中的導線。
33.根據權利要求32所述的方法，其中，所述第二DSL環(huán)路為工作的。
34.根據權利要求32所述的方法，其中，所述第二DSL環(huán)路為非工作的。
35.根據權利要求31所述的方法，其中，所述天線為RF天線。
36.根據權利要求31所述的方法，其中，所述RF干擾包括AM無線電干擾。
37.根據權利要求31所述的方法，其中，減去所述RF干擾噪聲的步驟由所述DSL調制解調器中的自適應濾波器執(zhí)行。
38.根據權利要求31所述的方法，其中，所述DSL調制解調器包括時域處理和頻域處理，進一步，減去所述RF干擾噪聲的步驟在所述DSL調制解調器中的時域處理期間執(zhí)行。
39.根據權利要求31所述的方法，其中，所述DSL調制解調器包括時域處理和頻域處理，進一步，減去所述RF干擾噪聲的步驟在所述DSL調制解調器中的頻域處理期間執(zhí)行。
40.根據權利要求31所述的方法，其中，采集干擾數(shù)據的步驟包括采集RF干擾數(shù)據。
41.根據權利要求31所述的方法，其中，采集干擾數(shù)據的步驟包括采集串音干擾數(shù)據。
42.一種用于從由第一DSL線路上的DSL調制解調器所接收的信號中除去干擾噪聲的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括連接到所述DSL調制解調器的N條電話環(huán)路，所述N條電話環(huán)路包括所述第一DSL線路；和N-1條電話環(huán)路，其中每條電話環(huán)路包括兩條導線；天線裝置，其用于采集與所述干擾噪聲相關的干擾數(shù)據，所述天線裝置包括所述N-1條電話環(huán)路中的一條或多條導線；干擾消除裝置，其連接到所述DSL線路和所述天線裝置，所述干擾消除裝置被配置成，利用所述干擾數(shù)據從所述信號中除去干擾噪聲。
43.根據權利要求42所述的系統(tǒng)，其中，所述天線裝置包括來自所述N-1條電話環(huán)路的多條導線，進一步，每條所述導線為針對單個干擾噪聲源的天線，所述干擾噪聲源影響由所述第一DSL線路上的DSL調制解調器接收的信號。
44.根據權利要求43所述的系統(tǒng)，其中，第一單個干擾噪聲源為RF干擾。
45.根據權利要求43所述的系統(tǒng)，其中，第一單個干擾噪聲源為串音。
全文摘要
DSL或其它通信系統(tǒng)包括具有至少一條天線的調制解調器或其它通信設備，所述天線被配置為采集與對通信設備所接收的通信信號產生影響的干擾噪聲相關的干擾數(shù)據。干擾可以包括RF干擾，例如AM無線電干擾、串音，和其它類型的來源不同的干擾。由天線采集的干擾數(shù)據由干擾消除器使用，以除去和/或消除影響所接收信號的部分或全部的干擾。在本發(fā)明的某些實施例中，可使用不止一條天線，其中每條天線可采集與單個干擾噪聲源相關的干擾數(shù)據。在調制解調器或其它通信設備連接到多路電話線的情況下，只有其中一條被用作工作的DSL線路，而其余電話線路或環(huán)路中的導線可用作天線。而且，所述天線可以是天線本身，例如緊縮AM無線電天線；或任何其它合適的用于采集對通信設備所接收到的信號產生影響的各種類型干擾的結構或設備。
文檔編號H04L27/26GK101019333SQ200580030892
公開日2007年8月15日 申請日期2005年8月10日 優(yōu)先權日2004年8月20日
發(fā)明者約翰·M·卡爾夫 申請人:適應性頻譜和信號校正股份有限公司