速率自適應(yīng)動態(tài)頻譜管理的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種速率自適應(yīng)動態(tài)頻譜管理。在一種實施例中，一種用于在具有多個電子通信連接的通信系統(tǒng)中改進(jìn)頻譜利用的方法，包括：若干發(fā)射器中的每一者向若干接收器發(fā)射一個信號；將每一發(fā)射的功率的至少一部分傳送到兩個或更多個接收器中的每一者；修改對這些接收器的發(fā)射的功率分配，使得頻譜利用大于每一接收器從來自每一發(fā)射器的每一發(fā)射接收相同發(fā)射功率的情況。
【專利說明】速率自適應(yīng)動態(tài)頻譜管理
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]披露的一些實施例涉及提高從通信主干線到家庭、商家或包括CPE (“客戶駐地設(shè)備”)的其他場所的相對較短距離的性能。
【背景技術(shù)】
[0002]在許多通信系統(tǒng)中，在中央局或其他中央位置與遠(yuǎn)端客戶場所(例如，家庭、辦公室或包括CPE的其他位置)之間存在一些物理鏈路。連接中央位置與遠(yuǎn)端位置的物理鏈路可以是任何種類的有線鏈路，或者是任何種類的無線鏈路。提供相對新服務(wù)(例如IPTV (“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電視”)或云計算)需要提高現(xiàn)有技術(shù)中可供使用的通信帶寬。與提高帶寬以允許新服務(wù)相關(guān)聯(lián)的成本很高。總體上應(yīng)理解，目前為止這些成本的最大部分是與在通信后臺(通常包括所謂的“主干線”)與遠(yuǎn)端位置之間提供新物理鏈路相關(guān)聯(lián)的成本。在一種表述方法中，這稱為通信系統(tǒng)中的“最后一英里”，該通信系統(tǒng)可以是FTTH (“光纖到戶”)系統(tǒng)，盡管該術(shù)語不限于光纖系統(tǒng)。此外，短語“最后一英里”是一個誤稱，因為大部分成本是與遠(yuǎn)端位置同主干線之間的連接相關(guān)聯(lián)，這個連接通常約為幾米到可能多達(dá)250米的量級，但是通常絕不是接近“一英里”的測量值。僅僅是作為本領(lǐng)域的一個慣例，這里將使用“最后一英里”這個術(shù)語，盡管應(yīng)理解，該術(shù)語是指主干線與遠(yuǎn)端位置之間的任何距離，而非一英里的實際測量值。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)可通過減少或甚至消除為最后一英里提供額外新物理鏈路的需求的動作而得到改進(jìn)。換句話說，提供用以將最后一英里的物理介質(zhì)的現(xiàn)存基礎(chǔ)設(shè)施(不論是銅線還是無線點對點還是其他設(shè)施)的帶寬從當(dāng)前容量提高到每秒數(shù)百兆位或甚至lGb/s和更高的裝置和方法。以此方式，將減少、消除和/或延遲對最后一英里的新物理鏈路的巨大投資，由此減少對于提供通信服務(wù)的障礙。
[0004]現(xiàn)存數(shù)字用戶線技術(shù)(例如VDSL)的靜態(tài)操作不足以提供新服務(wù)所需的帶寬?，F(xiàn)存連續(xù)自適應(yīng)方案例如SRA VDSL (“無縫速率適配VDSL”)沒有足夠的靈活性來根據(jù)用戶的改變的數(shù)據(jù)速率需求而調(diào)適系統(tǒng)。
[0005]關(guān)于提供較高帶寬的一個具體問題涉及到串?dāng)_問題。以最后一英里具有銅線的現(xiàn)存系統(tǒng)為例，通信主干線與遠(yuǎn)端位置之間的連接通常是在“分布點”(本文中也稱為“DP”)處執(zhí)行，該分布點通過最后一英里銅線連接到遠(yuǎn)端位置，并且通過光纖電纜連接到中央局。通常會在最后一英里的銅線中發(fā)生通信瓶頸，并且因為在最后一英里內(nèi)位于接近位置的不同線之間的串?dāng)_而使這個瓶頸加劇。示例性現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)通常會遭受兩種類型的串?dāng)_。第一種是全部在一個分布點內(nèi)的串?dāng)_。這種串?dāng)_可以相對容易消除，因為信道特性是已知的，并且因為可以獲得信道信號。第二種串?dāng)_出現(xiàn)在連接到該系統(tǒng)內(nèi)的不同分布點的兩根或更多根線中。這第二種串?dāng)_不容易消除。
[0006]對于進(jìn)入CPE的線存在類似問題。在示例性系統(tǒng)中，多個CPE裝置可以使用多個銅雙絞線連接到一個分布點上。在此情況下，同樣存在兩種串?dāng)_。在同一 CPE處終止的線之間存在串?dāng)_。這種串?dāng)_不需要在DP側(cè)被消除，因為它也可以在CPE側(cè)被消除。對于在兩個或更多個不同CPE裝置處終止的線存在第二種串?dāng)_。這第二種串?dāng)_只能在DP側(cè)被消除。
[0007]在現(xiàn)有技術(shù)有線系統(tǒng)中，有兩種主要的方法來緩和串?dāng)_。一種現(xiàn)有技術(shù)方法稱為“2級DSM”(“動態(tài)頻譜管理，2級”)，也稱為“2級DSM頻帶偏好”或“DSM頻譜優(yōu)化”。第二種現(xiàn)有技術(shù)方法稱為3級DSM，并且也稱為“3級DSM向量化”，或“DSM串?dāng)_消除”。
[0008]大部分通信設(shè)置是靜態(tài)的，這意味著它們不隨時間變化。通過“PSD掩碼”(“功率譜密度掩碼”)來預(yù)定義發(fā)射頻譜。用三個步驟定義PSD掩碼。首先，定義“限制PSD掩碼”，這是通過法律規(guī)章和/或通過技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)定義的PSD掩碼。限制PSD掩碼不得被超過，并且不會隨時間變化。第二，使用一種稱為“上游功率后移”的方法來緩和一束線中的不同線之間的串?dāng)_。上游功率后移是在鏈路激活過程中起始的，但是在鏈路活躍時不能變化。第三，實施2級DSM。2級DSM使用一種稱為SRA的方法來響應(yīng)于環(huán)境噪聲而提供對PSD的動態(tài)調(diào)節(jié)。本質(zhì)上，SRA允許數(shù)據(jù)速率的動態(tài)變化。SRA定義精細(xì)的增益來用較小步長改變每一副載波的發(fā)射頻譜。
[0009]在被稱為3級DSM的方法中，串?dāng)_消除器的系數(shù)并不取決于PSD。實際上，使用對角化預(yù)編碼器和均衡器，使得一條線路的性能并不取決于其他線路的頻譜。在這個系統(tǒng)中，串?dāng)_消除信號對發(fā)射PSD的影響是可忽略的，并且因此不需要相對于串?dāng)_預(yù)編碼器系數(shù)和/或均衡器系數(shù)進(jìn)行頻譜調(diào)節(jié)。
[0010]假設(shè)有線信道隨時間是靜態(tài)的，并且使用自適應(yīng)估計方法(例如最小均方(LMS))算法來進(jìn)行信道估計。迫零預(yù)編碼器和均衡器表現(xiàn)出隨著頻率提高的顯著性能損失。
[0011]在無線系統(tǒng)中，與有線系統(tǒng)相反，快速的環(huán)境變化引起快速的信道變化。因此，信道知識遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如有線系統(tǒng)中清晰，并且因此，在無線系統(tǒng)中，基于先驗知識的頻譜優(yōu)化是有限的。在無線系統(tǒng)中，主要通過調(diào)度算法來執(zhí)行用戶之間的帶寬資源分配，這些算法向不同用戶指派不同優(yōu)先級。此外，無線系統(tǒng)中可能存在波束成形器。如果存在，則根據(jù)當(dāng)前信道估計和實際接收信號功率針對每個發(fā)射符號重新計算波束成形器的系數(shù)。通常由中央功率控制機(jī)構(gòu)執(zhí)行每一移動裝置的發(fā)射功率的計算。
[0012]在通信系統(tǒng)(包括有線和/或無線系統(tǒng))的一個實施例中，可以向其他線路重新分配一個用戶的未使用的帶寬資源以便高效地使用潛在的信道容量。這里使用術(shù)語“線路”，但是也可以使用例如信道或鏈路等其他詞。一個鏈路可以包括多個信道和/或線路。效果可以是增強其他線路的服務(wù)，并且因而提高最后一英里網(wǎng)絡(luò)的總利用率。在一個實施例中，可以將帶寬資源從在一個特定時間點不需要全帶寬的鏈路動態(tài)地重新分配給在相同時間點確實需要全帶寬或至少較高帶寬的鏈路。
[0013]動態(tài)地重新分配帶寬可以通過電子通信的分時法來完成。分時系統(tǒng)解決了當(dāng)有人試圖進(jìn)行動態(tài)頻譜管理以執(zhí)行快速數(shù)據(jù)速率變化時出現(xiàn)的兩個問題。
[0014]1.時變串?dāng)_噪聲。一條線路上的發(fā)射頻譜的變化會改變其他線路上的串?dāng)_。為此原因，實際上不常使用2級DSM。
[0015]2.重新配置時間。系統(tǒng)必須能夠“知道”何時用戶中的一者不需要全數(shù)據(jù)速率。該系統(tǒng)于是降低此未使用的或利用不足的鏈路的速率，以便提高其他鏈路的數(shù)據(jù)速率。然而，如果一個用戶請求全速率，那么必須在約幾毫秒量級的相對較短的重新配置時間之后才可以獲得該速率。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]速率自適應(yīng)動態(tài)頻譜管理基本上在能夠解決時變串?dāng)_和快速重新配置的系統(tǒng)上操作。因此，在本發(fā)明的一些實施例中可以加入分時。
[0017]關(guān)于這一點的另一方式是將分時系統(tǒng)視為“外優(yōu)化算法”，該算法關(guān)注時變串?dāng)_，并且告知速率自適應(yīng)DSM分布點何時在哪條線路上發(fā)射，以及何時在哪條線路上接收。分時系統(tǒng)還提供關(guān)于何時鏈路未使用或者不需要用全帶寬進(jìn)行服務(wù)的信息。作為本發(fā)明的實施例的一部分，描述速率自適應(yīng)動態(tài)頻譜管理的實施例。然而，使用分時系統(tǒng)的“外優(yōu)化算法”可以增強僅僅使用速率自適應(yīng)動態(tài)頻譜管理的實施例的效果。因此，速率自適應(yīng)動態(tài)頻譜管理與分時系統(tǒng)的外算法的組合提供額外的實施例。獨立權(quán)利要求在各種方面中限定本發(fā)明。附屬權(quán)利要求在各種方面中限定本發(fā)明的實施例。
[0018]在第一方面中，本發(fā)明涵蓋一種用于通信系統(tǒng)中的方法。該系統(tǒng)包括多個通信連接。該方法包括若干發(fā)射器中的每一者向若干接收器發(fā)射信號，其中相應(yīng)發(fā)射器被適配成向這多個接收器中的一個以上接收器傳達(dá)發(fā)射信號功率。在根據(jù)本發(fā)明的第一方面中的方法的一個實施例中，該方法包括適配對接收器的發(fā)射的功率分配，以便向一個以上接收器進(jìn)行信號發(fā)射。與將舉例來說通過試圖進(jìn)行串?dāng)_消除來適配相應(yīng)發(fā)射器以向這多個接收器中的僅一個接收器傳達(dá)發(fā)射信號功率的常規(guī)方法相比，根據(jù)本發(fā)明的第一方面中的方法的至少一個效果可以是改進(jìn)的頻譜利用。因此，該實施例可以提供比每一發(fā)射器僅使用發(fā)射功率對僅有的接收器進(jìn)行信號發(fā)射和/或接收器從來自每一發(fā)射器的每一發(fā)射接收相同發(fā)射功率的情況更好的頻譜利用。
[0019]在第一方面的變型中，本發(fā)明涵蓋一種用于具有多個發(fā)射器、多個接收器和多個通信連接的通信系統(tǒng)中的方法，包括這多個發(fā)射器中的若干發(fā)射器中的每一者向這多個接收器中的若干接收器發(fā)射信號，其中用于每一發(fā)射的PSD是高達(dá)全帶寬的任何水平；這若干接收器中的每一接收器發(fā)信號通知何時該信令接收器需要的帶寬小于全帶寬；以及相應(yīng)接收發(fā)射器適配成使用小于全帶寬的帶寬向該信令接收器發(fā)射。在一種實施例中，這些通信連接被提供為電子通信連接。
[0020]在根據(jù)本發(fā)明的第一方面中的方法的一種實施例中，相應(yīng)接收發(fā)射器進(jìn)一步適配成使用全帶寬與用于對信令接收器的發(fā)射的帶寬之間的差來向除了信令接收器之外的接收器發(fā)射。該方法的至少一個效果是改進(jìn)頻譜利用。
[0021]在根據(jù)本發(fā)明的第一方面中的方法的一種實施例中，該方法進(jìn)一步包括修改發(fā)射器的PSD。在一種實施例中，該方法包括通知發(fā)射器一個特定接收器在特定時間不需要全帶寬。在一種實施例中，該收到通知的發(fā)射器向接收器發(fā)射的功率小于全功率。此外，這些發(fā)射器向除了該特定接收器之外的接收器發(fā)射全帶寬與在特定時間發(fā)射到該特定接收器的帶寬之間的差。此實施例中的至少一個效果是通過更大帶寬發(fā)射并且由其他接收器接收到的信號的質(zhì)量得到提高。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第一方面中的方法的一個實施例包括在修改PSD之前在系統(tǒng)存儲器中保存用于所有發(fā)射器的PSD。在一種實施例中，該方法進(jìn)一步包括在修改PSD之后在系統(tǒng)存儲器中保存用于所有發(fā)射器的PSD。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第一方面中的方法的一個實施例包括當(dāng)系統(tǒng)需要變化時將這些發(fā)射器從修改后的PSD同步切換成未修改的PSD。切換的至少一個效果是提高頻譜利用。[0024]根據(jù)本發(fā)明的第一方面中的方法的一個實施例包括切換成比發(fā)射器的一個PSD配置更穩(wěn)定的配置。至少一個效果可以是在從發(fā)射器的一個PSD配置切換成發(fā)射器的另一PSD配置的同步切換過程中維持系統(tǒng)穩(wěn)定性。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的第一方面中的方法的一個實施例包括在預(yù)編碼器活躍時修改預(yù)編碼器配置。一個實施例進(jìn)一步包括在預(yù)編碼器活躍時修改PSD配置。在一種實施例中，預(yù)編碼器配置和PSD配置彼此獨立地受到修改。在一種實施例中，用LMS算法修改預(yù)編碼器配置，并且用LMS算法修改PSD配置。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的第一方面中的方法的一個實施例進(jìn)一步包括一個發(fā)射器接收一個活躍均衡器配置被重新配置的通知。在一種實施例中，該活躍均衡器配置的重新配置是獨立于與預(yù)編碼器配置或PSD配置有關(guān)的任何內(nèi)容而執(zhí)行的。一個實施例包括通知發(fā)射器該均衡器配置是用LMS算法修改的。
[0027]在第二方面中，本發(fā)明涵蓋一種用于在具有多個電子通信連接的系統(tǒng)中通信的方法。該方法包括:若干發(fā)射器中的每一者向相同數(shù)目個接收器發(fā)射信號，其中每一發(fā)射器向每一接收器發(fā)射大致相等的功率；使用向量預(yù)編碼和向量均衡的結(jié)果來確定有待停用的接收器的子集，從而使得剩余接收器數(shù)目將小于發(fā)射器的數(shù)目；并且將先前用于發(fā)射的發(fā)射功率重新分配給目前停用的接收器，以便用于向未停用的接收器發(fā)射。在一種實施例中，所有未停用的接收器接收比它們在停用一個接收器子集之前已經(jīng)接收到的發(fā)射功率更多的發(fā)射功率。根據(jù)本發(fā)明的第二方面中的方法的至少一個效果是能實現(xiàn)增強型通信。在根據(jù)本發(fā)明的第二方面中的方法的一種實施例中，至少在停用該接收器子集之后，一個發(fā)射器通過一個串?dāng)_路徑發(fā)射該發(fā)射信號的一部分。在一種實施例中，這些未停用的鏈路中的一者是弱鏈路。在一種實施例中，將一個額外發(fā)射器添加到系統(tǒng)中。至少一個效果可以是每條線路的PSD約束可以放松。在一種實施例中，該方法包括通知分布點已添加一個額外接收器。在此通知之后，發(fā)射器的數(shù)目等于或超出根據(jù)該通知修改的接收器數(shù)目。至少一個效果可以是發(fā)射器向系統(tǒng)中的弱鏈路發(fā)射更多發(fā)射功率。
[0028]在根據(jù)本發(fā)明的第二方面中的方法的一種實施例中，將一個額外發(fā)射器添加到系統(tǒng)中。至少一個效果可以是每條線路的PSD約束可以放松。在一種實施例中，該方法包括通知分布點已添加一個額外接收器。在此通知之后，發(fā)射器的數(shù)目等于或超出根據(jù)該通知修改的接收器數(shù)目。至少一個效果可以是發(fā)射器向系統(tǒng)中的弱鏈路發(fā)射更多發(fā)射功率。
[0029]在根據(jù)本發(fā)明的第二方面中的方法的一種實施例中，該方法包括通知分布點已添加了一個額外接收器。在此通知之后，發(fā)射器的數(shù)目等于或超出根據(jù)該通知修改的接收器數(shù)目。至少一個效果可以是發(fā)射器向系統(tǒng)中的弱鏈路發(fā)射更多發(fā)射功率。在一種實施例中，一個發(fā)射器通過一個串?dāng)_路徑發(fā)射該發(fā)射信號的一部分，這些未停用的鏈路中的一者是弱鏈路，并且一個額外發(fā)射器被添加到系統(tǒng)中。至少一個效果可以是每條線路的PSD約束得到放松。
[0030]在第三方面中，本發(fā)明涵蓋一種用于改變具有多個電子通信連接的通信系統(tǒng)中的一組向量化線路的方法。該方法包括:更新發(fā)射速率信息；基于更新后的速率信息，更新發(fā)射速率要求；確定應(yīng)發(fā)生發(fā)射速率重新配置；并且改變該通信系統(tǒng)中的該組向量化線路。至少一個效果可以是滿足交替或以其他方式更新后的發(fā)射速率要求。
[0031]在第四方面中，本發(fā)明涵蓋一種用于具有多個通信連接(明確地說是電子通信連接)的通信系統(tǒng)中的方法。該方法包括確定通信系統(tǒng)中的通信鏈路的數(shù)目和性質(zhì)；并且使至少一個通信鏈路的各種方面向量化。根據(jù)本發(fā)明的第四方面中的方法的至少一個效果是向量化的復(fù)雜度降低。在根據(jù)本發(fā)明的第四方面中的方法的一種實施例中，向量化包括在任何時間點使一些但不是所有通信鏈路向量化。根據(jù)本發(fā)明的第四方面中的方法的實施例包括確定一條通信鏈路上的發(fā)射干擾該系統(tǒng)中的其他通信鏈路的通信。一種實施例進(jìn)一步包括確定多個通信鏈路干擾該系統(tǒng)中的其他通信鏈路的通信。一種實施例進(jìn)一步包括以下操作中的至少一者:電子地消除干擾該系統(tǒng)中的其他通信鏈路的通信的至少一個通信鏈路；以及不電子地消除干擾該系統(tǒng)中的其他通信鏈路的通信的至少一個通信鏈路。一種實施例進(jìn)一步包括:停用干擾該系統(tǒng)中的其他通信鏈路的通信的至少一個通信鏈路；并且在不同于該系統(tǒng)中受到干擾的通信鏈路中的一者的時隙中服務(wù)被停用的鏈路。一種實施例進(jìn)一步包括:停用干擾該系統(tǒng)中的其他通信鏈路的通信的至少一個通信鏈路；并且在不同于該系統(tǒng)中受到干擾的通信鏈路中的一者的時隙中服務(wù)被停用的鏈路。
[0032]根據(jù)本發(fā)明的第四方面中的方法的一種實施例包括將一束向量化的通信鏈路劃分成向量化的通信鏈路的多個群組。在一種實施例中，每一群組小于整束中的鏈路的數(shù)目。此劃分的至少一個效果是系統(tǒng)存儲器要求減少。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的第四方面中的方法的一種實施例包括在特定時間僅服務(wù)向量化的通信鏈路的子集，并且重新配置該系統(tǒng)中的發(fā)射器的PSD。至少一個效果可以是僅增強在此時接受服務(wù)的向量化的通信鏈路的子集的通信性能。
[0034]根據(jù)本發(fā)明的第四方面中的方法的一種實施例包括接收器向發(fā)射器提供基于均衡器系數(shù)的矩陣分析的結(jié)果。至少一個效果是這些結(jié)果可以在發(fā)射器處用作或提供預(yù)編碼器系數(shù)。
[0035]在第五方面中，本發(fā)明涵蓋一種用于初始化具有多個通信連接的通信系統(tǒng)的方法。在一種實施例中，這些通信連接被提供為電子通信連接。該方法包括:線路訓(xùn)練；估計信道特性；估計速率要求；向用戶分配帶寬；優(yōu)化系統(tǒng)分時；初始化位于分布點中的預(yù)編碼器，初始化位于CPE裝置處的均衡器，并且調(diào)整分布點的頻譜要求。在一種實施例中，線路訓(xùn)練包括收集關(guān)于信令和系統(tǒng)特性的數(shù)據(jù)。在一種實施例中，通過中央優(yōu)化器來執(zhí)行估計速率要求。在一種實施例中，該中央優(yōu)化器執(zhí)行向用戶分配帶寬。在一種實施例中，該中央優(yōu)化器執(zhí)行優(yōu)化系統(tǒng)分時。在根據(jù)本發(fā)明的第五方面中的方法的一種實施例中，該方法包括起始發(fā)射。
[0036]在第六方面中，本發(fā)明涵蓋用于通信系統(tǒng)中的分布點。該分布點包括:第一多個發(fā)射器，這些發(fā)射器被適配成與第二多個接收器通信連接；和一個預(yù)編碼器，這個預(yù)編碼器被配置成向這些接收器中的至少兩者分配這些發(fā)射器中的至少一者的發(fā)射功率。在一種實施例中，該預(yù)編碼器被配置成向這至少兩個接收器分配用于來自該發(fā)射器的多徑信號發(fā)射的發(fā)射功率。在根據(jù)本發(fā)明的第六方面中的分布點的一種實施例中，該分布點被適配成經(jīng)由接合的通信連接將該發(fā)射器連接到這些接收器上。此外，該分布點被適配成考慮到在接收器側(cè)上提供的均衡。至少一個效果是該分布點在分配發(fā)射功率時可以忽略與接合的通信連接之間的串?dāng)_有關(guān)的約束。在根據(jù)本發(fā)明的第六方面中的分布點的一種實施例中，CPE裝置被適配成執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟。
[0037]在第七方面中，本發(fā)明涵蓋一種用于通信系統(tǒng)中的CPE裝置。該CPE裝置被適配成與一個分布點中提供的第一多個發(fā)射器通信連接。此外，該CPE裝置包括第二多個接收器和一個被適配成消除串?dāng)_的向量均衡器。在根據(jù)本發(fā)明的第七方面中的CPE裝置的一種實施例中，該CPE裝置包括至少兩個用于經(jīng)由至少兩個通信連接向至少兩個接收器發(fā)射數(shù)據(jù)信號的發(fā)射器，其中該CPE裝置進(jìn)一步包括一個預(yù)編碼器，這個預(yù)編碼器被配置成向這至少兩個接收器分配至少一個發(fā)射器的發(fā)射功率以用于從這至少一個發(fā)射器向這至少兩個接收器的多徑信號發(fā)射。在根據(jù)本發(fā)明的第七方面中的CPE裝置的一種實施例中，CPE裝置被適配成執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的步驟。
[0038]在第八方面中，本發(fā)明涵蓋一種具有多個通信連接的通信系統(tǒng)。在一種實施例中，這些通信連接是電子通信連接。該系統(tǒng)包括一個具有被適配成執(zhí)行向量預(yù)編碼和向量發(fā)射PSD的多個部件的分布點，一個串?dāng)_信道和多個具有被適配成執(zhí)行向量均衡的多個部件的CPE裝置。在一種實施例中，服務(wù)CPE裝置的多個線路是接合的。在一種實施例中，該系統(tǒng)被配置成允許DP預(yù)編碼器和CPE均衡器或者DP均衡器和CPE解碼器的聯(lián)合優(yōu)化。在一種實施例中，該分布點被適配成控制該系統(tǒng)中的一些或所有兀件。在一種實施例中，該分布點被適配成操作該系統(tǒng)以針對給定系統(tǒng)資源使通信能力最大化。在一種實施例中，給定系統(tǒng)資源是最低可能系統(tǒng)資源。在一種實施例中，該系統(tǒng)被配置成允許通過相對于速率要求自適應(yīng)校正發(fā)射頻譜來分解調(diào)適向量解碼器和向量均衡器。在一種實施例中，該分布點被適配成控制分解調(diào)適過程以便使得用最低可能系統(tǒng)資源使通信能力最大化。
[0039]在一個變型中，第八方面中的本發(fā)明涵蓋一種具有多個通信連接的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一個分布點。該分布點包括多個發(fā)射器，這些發(fā)射器被配置成發(fā)射電子通信。在一種實施例中，該通信將是電子通信。該系統(tǒng)包括多個接收器，每一個此類接收器位于至少一個CPE裝置中的一者處。該系統(tǒng)包括至少一個CPE裝置。該CPE裝置包括一個或多個接收器，這些接收器被配置成接收通信。明確地說，這些發(fā)射器被配置成發(fā)射用于由接收器接收的通信。該系統(tǒng)包括位于該分布點與這至少一個CPE裝置之間的串?dāng)_信道。
[0040]在根據(jù)本發(fā)明的第八方面中的一種實施例中，該CPE裝置被配置成從一個發(fā)射器接收發(fā)射。此外，該CPE裝置被配置成向該CPE中包括的接收器傳達(dá)該發(fā)射。
[0041]在根據(jù)本發(fā)明的第八方面中的一種實施例中，該系統(tǒng)被適配成執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的一種實施例的步驟。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的第八方面中的系統(tǒng)的至少一個效果可以是當(dāng)與常規(guī)系統(tǒng)中的頻譜利用比較時頻譜利用得到改進(jìn)。
[0043]這里描述的一些實施例闡述了一種通信系統(tǒng)，這種通信系統(tǒng)允許一個電子通信系統(tǒng)中的不同CPE用戶之間的帶寬資源的動態(tài)重新分配。新的并且經(jīng)過改進(jìn)的算法在該系統(tǒng)上操作以便將帶寬資源從一個或多個在任何特定時間點需要小于全帶寬的用戶動態(tài)地重新分配給在該時間點需要較多帶寬的一個或多個用戶。一個效果可以是系統(tǒng)容量得到提高。另一個效果可以是在該系統(tǒng)中的最后一英里中提供新物理鏈路以實現(xiàn)額外系統(tǒng)容量的投資的邊際比率小于常規(guī)擴(kuò)容時的情況。又一個效果可以是緩和串?dāng)_的問題。在某些實施例中，肯定地使用串?dāng)_來提高系統(tǒng)容量。
[0044]—個實施例是一種用于增強具有多個電子通信連接的系統(tǒng)中的通信的方法。對于此系統(tǒng)，活躍發(fā)射器的數(shù)目大于活躍接收器的數(shù)目。在此系統(tǒng)中，一些發(fā)射器通過串?dāng)_路徑發(fā)射以增強到達(dá)由這些串?dāng)_路徑服務(wù)的特定CPE裝置的信號。在該系統(tǒng)的此配置中，根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例可以基本上(雖然不是排他性的)在所謂的“下游”或“下行鏈路”
路徑上操作。
[0045]在其他實施例中，該系統(tǒng)被配置成基本上(雖然不是排他性的)在所謂的“上游”或“上行鏈路”路徑上操作。對于這些實施例中的某些實施例，這些接收器中的某些接收器被適配成從串?dāng)_路徑接收通信。其效果是，可以增強來自特定CPE裝置的信號。雖然在從DP到CPE裝置的下行鏈路路徑中，但可以通過在DP側(cè)添加發(fā)射器來增加總功率。然而，在一種實施例中，上行鏈路路徑中卻不是這種情況，而是CPE裝置充當(dāng)發(fā)射器而非接收器。在一種實施例中，在上行鏈路路徑中，發(fā)射器的數(shù)目未增加，因為CPE裝置的數(shù)目是根據(jù)情況給定，并且因此是預(yù)定的。然而，在一種特定實施例中，在上行鏈路路徑中，可以在DP側(cè)添加額外接收器。在DP側(cè)添加接收器的一個效果(根據(jù)某些實施例中產(chǎn)生的情況)可以是增加系統(tǒng)增益，因此改進(jìn)信號干擾噪聲比(SINR)和增強通信質(zhì)量。
[0046]—個實施例是一種用于增強具有多個電子通信連接的系統(tǒng)中的通信的方法。在此系統(tǒng)中，動態(tài)地修改PSD，從而使得需要小于全帶寬的CPE裝置將具有降低的信號質(zhì)量，而需要更大或全帶寬的CPE裝置將具有更高的信號質(zhì)量。
[0047]一個實施例是一種用于增強具有多個電子通信連接的系統(tǒng)中的通信的方法。在此系統(tǒng)中，處理用于少于由該系統(tǒng)服務(wù)的全部線路的線路群組的數(shù)據(jù)，并且為所有系統(tǒng)線路的此子集重新分配帶寬。
[0048]一個實施例是一種用于增強具有多個電子通信連接的系統(tǒng)中的通信的方法。在分布點處收集和處理關(guān)于不同CPE裝置的動態(tài)改變的帶寬要求的數(shù)據(jù)?；谔幚砗蟮慕Y(jié)果，分布點在由該分布點服務(wù)的各種CPE裝置之間動態(tài)地重新分配帶寬。
[0049]一個實施例是一種具有多個電子通信連接的通信系統(tǒng)。該系統(tǒng)被配置成執(zhí)行用于一個接合的CPE環(huán)境中的多個CPE裝置的預(yù)編碼器和均衡器的聯(lián)合優(yōu)化。在某些實施例中，該系統(tǒng)被配置成針對一個或多個分布點處的預(yù)編碼器和均衡器執(zhí)行聯(lián)合優(yōu)化。在某些實施例中，該系統(tǒng)被配置成針對一個或多個CPE裝置處的預(yù)編碼器和均衡器執(zhí)行聯(lián)合優(yōu)化。在某些實施例中，該系統(tǒng)被配置成針對一個或多個分布點處的預(yù)編碼器和均衡器并且還針對一個或多個預(yù)編碼器和一個或多個CPE裝置執(zhí)行聯(lián)合優(yōu)化。
[0050]在根據(jù)本發(fā)明的第八方面中的系統(tǒng)的一種實施例中，這些發(fā)射器被配置成在全帶寬與小于全帶寬之間改變發(fā)射功率水平。在一種實施例中，該CPE被配置成在接收器需要的帶寬小于全帶寬時發(fā)信號。在一種實施例中，該信號將提供關(guān)于帶寬的信息。在一種實施例中，該信號將提供關(guān)于此接收器需要的帶寬的信息。在一種實施例中，該分布點被配置成接收一個指示一個接收器需要的帶寬小于全帶寬的信號。在一種實施例中，該信號是來自該CPE。在根據(jù)本發(fā)明的第八方面中的系統(tǒng)的一種實施例中，發(fā)射器被適配成以小于全帶寬向需要小于全帶寬的接收器進(jìn)行發(fā)射。
[0051]在根據(jù)本發(fā)明的第八方面中的系統(tǒng)的一種實施例中，該發(fā)射器被適配成使用全帶寬與用于向需要小于全帶寬的接收器進(jìn)行發(fā)射的帶寬之間的差來進(jìn)行發(fā)射，以用于向除了需要小于全帶寬的接收器之外的接收器進(jìn)行發(fā)射。
[0052]在根據(jù)本發(fā)明的第八方面中的系統(tǒng)的一種實施例中，該分布點包括被該預(yù)編碼器分開的一個前面部分和一個后面部分。該前面部分將與該通信連接接口連接。該分布點被配置成獨立于該前面部分而控制該后面部分。至少一個效果可以是針對在該后面部分中處理的給定數(shù)目的數(shù)據(jù)信號，其中提供每一數(shù)據(jù)信號以供相關(guān)聯(lián)的接收器接收，該分布點的大于數(shù)據(jù)信號數(shù)目的數(shù)目個發(fā)射器可以用于信號發(fā)射。
[0053]在根據(jù)本發(fā)明的第八方面中的系統(tǒng)的一種實施例中，根據(jù)第七方面中的本發(fā)明提供該分布點。在根據(jù)本發(fā)明的第九方面中的系統(tǒng)的一種實施例中，根據(jù)第八方面的本發(fā)明提供CPE裝置。在根據(jù)本發(fā)明的第九方面中的系統(tǒng)的一種實施例中，該系統(tǒng)被適配成執(zhí)行在根據(jù)第一至第六方面中的任一方面中的本發(fā)明中的方法的步驟。
[0054]各種實施例不受傳送數(shù)據(jù)所用的物理信道的限制或約束。因此，各種實施例是電纜，但是其他實施例是有線電話或其他有線通信，并且其他實施例是無線的。
[0055]各種實施例不受擁有或操作一個系統(tǒng)的方式的限制或約束。因此，各種實施例可以全部由單一實體來擁有和操作。在某些實施例中，一個系統(tǒng)完全是私有的。在某些實施例中，在設(shè)備由向一個或多個其他團(tuán)體提供服務(wù)的一個團(tuán)體擁有的意義上，系統(tǒng)完全是公有的。在某些實施例中，該系統(tǒng)包括所有權(quán)或操作的一個劃分，其中，舉例來說，一個中央局和多個分布點由一個團(tuán)體擁有和操作，而多個CPE裝置由一個或多個其他團(tuán)體擁有和操作。
[0056]除非另有明確聲明，否則這里還披露技術(shù)上可能的根據(jù)各種方面中的本發(fā)明的實施例的特征或元件的任何組合，即包括跨越各種方面和實施例的組合。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0057]本文中僅借助于實例參看附圖描述這些實施例。不嘗試示出比基本理解實施例必需的實施例的更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。在圖中:
[0058]圖1圖解說明一個多用戶通信系統(tǒng)的一個實施例；
[0059]圖2圖解說明一個描述一種用于在通信系統(tǒng)中供應(yīng)數(shù)據(jù)發(fā)射的方法的一個實施例的流程圖；
[0060]圖3圖解說明描述一種用于在通信系統(tǒng)中優(yōu)化發(fā)射參數(shù)的方法的一個實施例的流程圖；
[0061]圖4圖解說明能夠在一個分布點與一個CPE裝置之間進(jìn)行通信的多用戶通信系統(tǒng)的一部分的一個實施例；
[0062]圖5圖解說明描述一種用于在一個分布點與一個CPE裝置之間進(jìn)行通信的方法的一個實施例的流程圖；
[0063]圖6A圖解說明一個分布點與一個CPE裝置之間的多用戶通信系統(tǒng)的一部分的一個實施例；
[0064]圖6B圖解說明修改圖6A中圖解說明的系統(tǒng)的系統(tǒng)的一個實施例，其中所有功率都被分配給少于全部數(shù)目的接收器；
[0065]圖7圖解說明向少于發(fā)射器數(shù)目的若干接合群組分配多個發(fā)射器的發(fā)射功率的系統(tǒng)的一個實施例。
【具體實施方式】
[0066]在此描述中，以下符號具有指定含義:符號
[0067]~u接收信號向量
[0068]F信道矩陣的本征值的對角線矩陣[0069]Y發(fā)射協(xié)方差矩陣的本征值的對角線矩陣
[0070]Cn噪聲協(xié)方差矩陣
[0071]Cx發(fā)射協(xié)方差矩陣
[0072]G向量均衡器矩陣
[0073]Gmse用于最小均方誤差均衡器的向量均衡器矩陣
[0074]Gzf用于迫零均衡器的向量均衡器矩陣
[0075]n噪聲向量
[0076]P向量預(yù)編碼器矩陣
[0077]Pmse用于最小均方誤差預(yù)編碼器的向量預(yù)編碼器矩陣
[0078]Pti用于配置ti的預(yù)編碼器矩陣
[0079]Pzf用于迫零預(yù)編碼器的向量預(yù)編碼器矩陣
[0080]u發(fā)射信號向量
[0081]V信道矩陣的本征向量的矩陣
[0082]μ LMS更新算法的步長
[0083]μ !注水算法的注水水平
[0084]fi信道矩陣的第i個本征值
[0085]yi發(fā)射協(xié)方差矩陣的第i個本征值
[0086]Etx發(fā)射信號功率預(yù)算
[0087]fsym符號頻率
[0088]L束的線路的數(shù)目
[0089]Lr活躍接收器的數(shù)目，等于數(shù)據(jù)發(fā)射的數(shù)目
[0090]Lt活躍發(fā)射器的數(shù)目
[0091]Nmac 每秒的乘法累加運算的數(shù)目
[0092]pmax每副載波發(fā)射功率限制
[0093]在此描述中，以下縮寫具有指定含義:鐘M
[0094]AFE模擬前端
[0095]CPE客戶駐地設(shè)備
[0096]位于用戶場所的通信裝置。計算機(jī)硬件裝置，例如服務(wù)一個特定場所的個人計算機(jī)或本地服務(wù)器，是CPE裝置的實例。進(jìn)行用于發(fā)射、接收或發(fā)射與接收的無線通信的無線單元是其他實例。進(jìn)行用于發(fā)射或接收或發(fā)射與接收的有線通信的有線單元是其他實例。此類有線單元可以通過銅線、電纜或其他物理介質(zhì)通信地連接到通信主干線上。
[0097]DFE數(shù)字前端
[0098]DP分布點
[0099]DSM動態(tài)頻譜管理
[0100]2級DSM DSM的一種類型，也稱為“2級DSM頻帶偏好”或“DSM頻譜優(yōu)化”
[0101]FTTdp光纖到分布點
[0102]FTTH光纖到戶這是比FTTdp更普遍的術(shù)語。
[0103]IPTV互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議電視
[0104]LMS最小均方[0105]MIMO多輸入多輸出
[0106]麗SE最小均方誤差
[0107]ONU光網(wǎng)絡(luò)單元
[0108]PSD功率譜密度
[0109]SINR信號干擾噪聲比。
[0110]這有時被稱為“SNR”，是“信噪比”的縮寫，但是這里使用SINR來表明噪聲可以是環(huán)境噪聲(SNR中典型的情況)、發(fā)射信道噪聲(比如，舉例來說，由功率放大器引起的熱噪聲)、另一數(shù)據(jù)發(fā)射或干擾，或其他噪聲。
[0111]SRA無縫速率適配，VDSL的一種形式。
[0112]TDMA時分多址
[0113]在此描述中，以下術(shù)語具有指定含義:“接合”是多個DSL連接(典型地是銅線)被通信地連接以便提供增量帶寬用于高速連接(典型地但并不一定是以太網(wǎng)連接)的方法。類似地，“接合系統(tǒng)”是多個DSL連接已經(jīng)被連接或“接合”的系統(tǒng)。
[0114]“全帶寬”。在具有r數(shù)目個接收器的系統(tǒng)中，一種情況是每一接收器在特定時間接收相同發(fā)射功率，這是在該時間每一接收器接收“全帶寬”的情況。舉例來說，四個發(fā)射器中的每一者同時發(fā)射一瓦的功率，在該時間兩個接收器在接收此類發(fā)射，如果每一接收器在這個時間點接收兩瓦，那么每一接收器在接收“全帶寬”。相比之下，如果在該時間第一接收器在接收1.5瓦，并且第二接收器在接收0.5瓦，那么第一接收器在該時間將在接收超過“全帶寬”，而第二接收器在該時間將在接收小于“全帶寬”。
[0115]“最后一英里”是從通信中央局到客戶或用戶的通信系統(tǒng)的最終支路。典型地，是從系統(tǒng)主干線到CPE裝置的距離。這有時候也稱為“最后一千米”。在許多系統(tǒng)中，并且當(dāng)然對于大部分客戶，“最后一英里”實際上比一英里短很多，并且典型地約達(dá)250米。然而，在一些情況下，尤其是非城市地區(qū)，最終支路可能實際上超過一英里。在此描述中，目的是通信系統(tǒng)的最終支路，也就是說，從系統(tǒng)主干線到CPE裝置的距離。不期望特定的地理測量值。
[0116]“PSD配置”。在具有兩個或更多個發(fā)射器的系統(tǒng)中，在特定時間各種發(fā)射器的發(fā)射功率的特性是在該時間該系統(tǒng)的“PDS配置”。PDS配置將告訴每一發(fā)射器它在特定時間的各種消息的發(fā)射功率。
[0117]“頻譜利用”是一個系統(tǒng)中的可供使用的發(fā)射功率在特定時間的使用。在特定時間，一個接收器對頻譜的需求可以比第二接收器更大，或者根據(jù)一些優(yōu)先規(guī)則，在此時，第一接收器對頻譜的權(quán)利可以比第二接收器更高。在此時，如果根據(jù)特定時間的需求和優(yōu)先規(guī)則給第一接收器分配比第二接收器更多的發(fā)射功率，則頻譜利用被稱為“得到改進(jìn)”，或者頻譜被稱為“得到優(yōu)化”。
[0118]“有線通信”包括通過電纜、通過綁在一起的一對或更大數(shù)目的電話線路進(jìn)行的通信，或通過包括電纜或電線式通信的任何其他通信進(jìn)行的通信?！坝芯€”是作為電纜、有線電話或任何其他種類的用于通信的有線結(jié)構(gòu)的線路。“有線通信”或“有線連接”是有線通信發(fā)生的路徑。
[0119]“無線通信”包括通過無線(可以是陸地或衛(wèi)星、蜂窩式或陸地移動、微波或亞微波或任何其他種類的無線通信)進(jìn)行的通信?！盁o線通信”或“無線連接”是無線通信發(fā)生的路徑。
[0120]“混合通信系統(tǒng)”是包括兩個或更多個有線通信單元之間的至少一個有線連接還有兩個或更多個無線通信單元之間的至少一個無線連接的系統(tǒng)。在各種實施例中，這里的描述包括作為混合通信系統(tǒng)的系統(tǒng)。
[0121]“弱鏈路”是鏈路群組的一部分的通信鏈路，其中該弱鏈路被認(rèn)為具有比其他鏈路中的至少一些相對弱的接收。在技術(shù)術(shù)語中，弱鏈路的SINR比該群組中的其他鏈路中的至少一些鏈路的SINR相對低。弱鏈路的弱性可能歸因于這樣的事實:此鏈路比其他鏈路相對更長，或者比其他鏈路相對更老，或者比其他鏈路相對降級更多，或者比其他鏈路相對經(jīng)受更多的環(huán)境干擾，或者出于使得弱鏈路比該鏈路群組中的其他鏈路中的至少一些相對更弱的某種其他原因。
[0122]“放松約束”是在特定鏈路中提高功率因此提高帶寬的一種方式。約束通常是由法律規(guī)章(例如每線路發(fā)射的最大發(fā)射功率)或由技術(shù)要求(例如無法在不導(dǎo)致不需要的副作用的情況下提高功率)引起的。
[0123]圖1圖解說明一個多用戶通信系統(tǒng)的一個實施例。存在一個中央局100,包括一個中央優(yōu)化器110和一個或多個光網(wǎng)絡(luò)單元120A和120B。中央優(yōu)化器110優(yōu)化中央局100與系統(tǒng)的下游部件之間的通信。中央局100中的ONU單元120A和120B通過一個典型地是光纖電纜的光學(xué)連接與中央優(yōu)化器110和下游ONU單元130A和130B直接通信，典型地為光纖電纜的光學(xué)連接上的增益。來自中央局110的下游通信可以在多個路徑中流動。根據(jù)一條路徑，通信從中央局110流動到ONUl20A，流動到下游ONUl30A，其中130A是分布點140A的一部分，該分布點是通過串?dāng)_信道150與CPE設(shè)備160A和160B的連接。DP140A與CPE設(shè)備160A和160B之間的鏈路可以是有線或無線鏈路，但是典型地(非排他地)是銅線。上游通信在恰好相反的路徑中行進(jìn)，通過串?dāng)_信道150從CPE設(shè)備160A和160B到DP140A，到0NU130A，典型地通過光纖電纜到0NU120A，并且最后到中央局100中的中央優(yōu)化器110。
[0124]根據(jù)第二通信路徑，通信從中央局110流動到0NU120B，流動到下游0NU130B，其中1130B是分布點140B的一部分，也就是通過僅服務(wù)來自該特定DP140B的線路的串?dāng)_信道170的連接。通信于是從串?dāng)_信道170流動到服務(wù)多個分布點的串?dāng)_信道150，然后流動到CPE設(shè)備160C和160D。DP140B與串?dāng)_信道170之間的鏈路可以是有線或無線鏈路，但是典型地(非排他地)是銅線。串?dāng)_信道170與CPE設(shè)備160C和160D之間的鏈路可以是有線或無線鏈路，但是典型地(非排他地)是銅線。上游通信在恰好相反的路徑中行進(jìn)，通過串?dāng)_信道150從CPE設(shè)備160C和160D到串?dāng)_信道170，到DP140B，到0NU130B，典型地通過光纖電纜到0NU120B，并且最后到中央局100中的中央優(yōu)化器110。
[0125]這些并不是僅有的可能的通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。此類結(jié)構(gòu)的另一非限制性實例將僅僅是第一通信路徑，其中一個串?dāng)_信道服務(wù)所有線路。因此，該系統(tǒng)將包括100、110、120A、130A、140AU50和160A和160B。此類結(jié)構(gòu)的另一非限制性實例將是不存在用于單個DP的串?dāng)_信道的情況，因此，恰好是圖1中示出的結(jié)構(gòu)，但是不具有串?dāng)_信道125。
[0126]如圖1中所示，一些實施例示出了由經(jīng)由光纖電纜(也稱為光纖到分布點“FTTdp”)連接到主干線上的多個較小分布點(DP)組成的接入網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｃ恳环植键c服務(wù)于DP與客戶駐地之間的最后一英里(典型地但非排他地，通過銅線)上的固定數(shù)目的用戶，例如8個或16個用戶。[0127]就位的系統(tǒng)將執(zhí)行系統(tǒng)初始化以便為通信做好準(zhǔn)備。如圖2中所示，將存在線路訓(xùn)練200，其中收集關(guān)于信令和系統(tǒng)特性的數(shù)據(jù)。基于此類數(shù)據(jù)，執(zhí)行信道估計210。然后典型地通過中央優(yōu)化器110執(zhí)行速率估計220。將初始頻譜分配給各種用戶，并且使用外優(yōu)化算法規(guī)劃分時優(yōu)化230。頻譜分配和分時優(yōu)化230被視為是“全局”的，因為它是指所有CPE裝置，并非用于任何特定DP的裝置。接著，針對由特定DP服務(wù)的線路中的每一者執(zhí)行預(yù)編碼器和均衡初始化以及初始頻譜調(diào)節(jié)240。步驟240被認(rèn)為是“局部的”，因為這個步驟是針對每一 DP并且針對每一 DP內(nèi)的線路完成，而非跨越DP完成。然后，該系統(tǒng)準(zhǔn)備好開始數(shù)據(jù)發(fā)射250。
[0128]在本文所述的各種實施例(系統(tǒng)和方法)中，通過一種算法來提供動態(tài)資源分配，該算法計算用于分布點內(nèi)的信號預(yù)編碼、均衡和頻譜管理的局部設(shè)置。在這些各種實施例中的一些中，還應(yīng)用外優(yōu)化算法來增強系統(tǒng)和方法的有效性。
[0129]一些實施例描述用以在分布點上實施帶寬資源重新分配的各種系統(tǒng)和方法，其中MIMO處理可供使用。在各種這些實施例中，也可以應(yīng)用外優(yōu)化算法。
[0130]一些實施例示出了為發(fā)射器、接收器和對應(yīng)發(fā)射線路的預(yù)定義選擇計算預(yù)編碼器和均衡器系數(shù)，該預(yù)定義選擇是根據(jù)外優(yōu)化算法選擇的。在各種這些實施例中，也可以應(yīng)用外優(yōu)化算法。
[0131]一些實施例示出了發(fā)射頻譜和MMO信號處理的聯(lián)合優(yōu)化。在各種這些實施例中，也可以應(yīng)用外優(yōu)化算法。
[0132]用戶帶寬速率要求極頻繁地變化。不同用戶具有不同帶寬需求和隨時間的不同變化。如果一些用戶、因此一些通信線路在特定時間點并不需要全帶寬，那么可以使用來自這些線路的容量來增強在相同時間點需要更高帶寬的線路的性能。首先，需要通過快速優(yōu)化方法。為了實施快速數(shù)據(jù)速率變化，使用用于快速數(shù)據(jù)速率變化的快速線性優(yōu)化算法。第二，此處描述的各種實施例相對于當(dāng)前速率要求執(zhí)行串?dāng)_消除器系數(shù)和發(fā)射頻譜的聯(lián)合優(yōu)化。這些實施例需要用來尋找發(fā)射設(shè)置的局部最優(yōu)配置的方法。這里描述的各種實施例暗示了用來搜索用于通信系統(tǒng)(尤其是有線通信系統(tǒng)，但無線和混合系統(tǒng)也可受益于這些實施例)的局部最優(yōu)配置的方法。大部分(非排他地)在分布點處執(zhí)行此類方法。各種實施例考慮到這些分布點的計算和功率消耗局限性。
[0133]在各種實施例中，這些分布點測量上游業(yè)務(wù)的接收噪聲，并且從CPE裝置請求下游噪聲信息。在有線發(fā)射系統(tǒng)中，假設(shè)信道噪聲特性幾乎隨時間恒定。在訓(xùn)練過程中估計信道和噪聲特性。在中央優(yōu)化器內(nèi)計算發(fā)射功率和發(fā)射時序。基于信道估計在分布點內(nèi)局部計算其他的參數(shù)，例如預(yù)編碼器和均衡器的系數(shù)，以及對發(fā)射PSD的精細(xì)調(diào)節(jié)。
[0134]基于計算出的系數(shù)和其他局部設(shè)置，通過分布點將所得速率傳送到運行分時優(yōu)化的中央優(yōu)化器。為了遵循外部噪聲和信道特性的緩慢時間變化，每當(dāng)啟用給定配置時就更新這些系數(shù)。
[0135]圖3圖解說明描述一種用于在通信系統(tǒng)中優(yōu)化發(fā)射參數(shù)的方法的一個實施例的流程圖；在已經(jīng)通過初始化供應(yīng)了通信之后，必須定期更新該系統(tǒng)以在進(jìn)行中的基礎(chǔ)上優(yōu)化發(fā)射參數(shù)。在某些實施例中，每當(dāng)啟用新配置就更新該系統(tǒng)。圖3圖解說明在活躍數(shù)據(jù)發(fā)射過程中對發(fā)射參數(shù)的重新配置?；谠诨钴S發(fā)射過程中收集的信息來更新信道估計300。然后更新預(yù)編碼器、均衡器和發(fā)射頻譜(發(fā)射功率)310。然后更新發(fā)射速率信息320?；陉P(guān)于能實現(xiàn)的速率的新信息和對來自用戶的數(shù)據(jù)速率要求的更新330，確定對于“是否有必要重新配置？ ”這個問題的回答340。如果答案是“否”，則不執(zhí)行重新配置，并且系統(tǒng)等待下一輪更新。如果答案是“是”，則重新計算分時信息350，在此之后系統(tǒng)等待下一輪更新。
[0136]圖4圖解說明能夠在一個分布點與一個CPE裝置之間進(jìn)行通信的多用戶通信系統(tǒng)的一部分的一個實施例。分布點400準(zhǔn)備用于發(fā)射的信號向量。分布點400產(chǎn)生一個矩陣，如下文更全面描述，并且實施算法，也如下文更全面描述，來實施DP與CPE裝置之間的通信的預(yù)編碼、均衡和/或發(fā)射頻譜優(yōu)化。在一種實施例中，可以執(zhí)行PSD成形。此信息由DP300發(fā)射到串?dāng)_信道410，該串?dāng)_信道向位于每一 CPE裝置中的均衡器420傳達(dá)該信息。
[0137]已經(jīng)在從分布點流動到CPE裝置的發(fā)射的背景下解釋圖4中的結(jié)構(gòu)。這通常被稱為“下行鏈路”或“下游”路徑。在稱為“上行鏈路”或“上游”路徑的相反方向上使用相同結(jié)構(gòu)。也就是說，通信也可以從CPE裝置流動到DP。
[0138]實施局部優(yōu)化的實施方法是圖4中示出的結(jié)構(gòu)的必然結(jié)果。圖5中示出了此方法的一個實施例。在圖5中，在分布點處對關(guān)于動態(tài)PSD成形的信息進(jìn)行預(yù)編碼500。將此信息從DP發(fā)射510到串?dāng)_信道。然后，通過串?dāng)_信道將該信息傳送520到每一 CPE裝置，其中該信息通過CPE裝置內(nèi)的均衡器得到均衡530。
[0139]同樣，圖5示出了一種關(guān)于下游路徑的方法，但該方法可以顛倒，即關(guān)于上游路徑來使用，其中在CPE中進(jìn)行動態(tài)PSD成形，在DP處進(jìn)行均衡，并且消息從CPE裝置流動到串?dāng)_信道到達(dá)DP。
[0140]作為下游路徑的一個非限制性實例，考慮MMO發(fā)射信道，是通過信道矩陣(或在多載波系統(tǒng)的情況下為多個信道矩陣)來描述，具有一個信道矩陣H、一個預(yù)編碼器矩陣P和一個均衡器矩陣G。通過以下等式來計算接收信號向量:
[0141]a = G.(H.P‘u + n)
[0142]優(yōu)化算法選擇活躍發(fā)射 器的數(shù)目Lt和服務(wù)接收器的數(shù)目Lp在用于下游的通用情況下，均衡器矩陣G具有LXL的大小，信道矩陣H具有LXLt的大小，并且預(yù)編碼器矩陣P具有LtXk的大小。在上游方向中，預(yù)編碼器矩陣的大小為LtXLt,信道矩陣的大小為LXLt，并且均衡器矩陣的大小為LtXLp
[0143]通過選擇對應(yīng)于活躍接收線路的完整矩陣的行并且選擇對應(yīng)于活躍發(fā)射線路的完整矩陣的列，從完整信道矩陣產(chǎn)生用于活躍發(fā)射器和接收器的特定的子集的信道矩陣。
[0144]作為一個非限制性實例，考慮經(jīng)由發(fā)射器1、2、5和8在一個8對線束的線路2和5上服務(wù)CPE的情況。在以下兩個等式中示出了這些結(jié)果。在這些等式中，Pds是下游向量預(yù)編碼器矩陣，Hds是下游信道矩陣，Gds是下游向量均衡器矩陣向下，Pus是上游向量預(yù)編碼器矩陣，Hus是上游信道矩陣，并且Gus是上游向量均衡器矩陣向下。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在具有多個電子通信連接的通信系統(tǒng)中改進(jìn)頻譜利用的方法，包括: 若干發(fā)射器中的每一者向若干接收器發(fā)射一個信號； 將每一發(fā)射的功率的至少一部分傳送到兩個或更多個接收器中的每一者；并且 修改對這些接收器的發(fā)射的功率分配，從而使得頻譜利用大于每一接收器從來自每一發(fā)射器的每一發(fā)射接收相同發(fā)射功率的情況。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 修改這些發(fā)射器的PSD,其中向一個發(fā)射器通知一個接收器在一個特定時間不需要全帶寬，這些發(fā)射器向該接收器發(fā)射小于全功率的功率，這些發(fā)射器向其他接收器發(fā)射全帶寬與在該特定時間發(fā)射到所述接收器的帶寬之間的差，并且將接收到的信號質(zhì)量將因發(fā)射的更大帶寬而提高，或者因發(fā)射的更小帶寬而降低。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括: 在修改該PSD之前在系統(tǒng)存儲器中保存用于所有發(fā)射器的該PSD，并且還在修改該PSD之后在系統(tǒng)存儲器中保存用于所有發(fā)射器的該PSD。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括: 當(dāng)系統(tǒng)要求變化時將這些發(fā)射器從經(jīng)過修改的PSD同步切換到未經(jīng)修改的PSD，從而使得一次切換將提高該頻譜利用。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，進(jìn)一步包括: 在從這些發(fā)射器的一種PSD 配置同步切換到這些發(fā)射器的另一種PSD配置的過程中，通過僅切換到比這些發(fā)射器的該一種PSD配置更穩(wěn)定的一種配置來維持系統(tǒng)穩(wěn)定性。
6.如權(quán)利要求1到5中任一項所述的方法，進(jìn)一步包括:在預(yù)編碼器活躍時修改一種預(yù)編碼器配置；以及在該預(yù)編碼器活躍時修改一種PSD配置； 而該預(yù)編碼器配置和該PSD配置是彼此獨立地修改的。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中用一種LMS算法修改預(yù)編碼器配置，并且用一種LMS算法修改該PSD配置。
8.如權(quán)利要求1到7中任一項所述的方法，進(jìn)一步包括: 一個發(fā)射器接收獨立于與一種預(yù)編碼器配置或PSD配置有關(guān)的任何內(nèi)容已重新配置一種活躍均衡器配置的通知。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中向該發(fā)射器通知該均衡器配置是用一種LMS算法修改的。
10.一種用于通信系統(tǒng)中的分布點，該分布點包括:第一多個發(fā)射器，這些發(fā)射器被適配成用于與第二多個接收器通信連接；以及一個預(yù)編碼器，該預(yù)編碼器被配置成向這些接收器中的至少兩者分配這些發(fā)射器中的至少一者的發(fā)射功率， 其特征在于，該預(yù)編碼器被配置成向這至少兩個接收器分配用于來自該發(fā)射器的多徑信號發(fā)射的發(fā)射功率。
11.如權(quán)利要求10所述的分布點，其特征在于該分布點被適配成用于經(jīng)由多個接合通信連接將該發(fā)射器連接到這些接收器，并且其中該分布點進(jìn)一步被適配成考慮到在接收器側(cè)提供的均衡。
12.如權(quán)利要求10和11中任一項所述的分布點，其特征在于由該預(yù)編碼器分開的一個前面部分和一個后面部分，其中該前面部分將接口連接到該通信連接上，并且其中該分布點被配置成獨立于該前面部分而控制該后面部分，至少一個效果是對于在該后面部分中處理的給定數(shù)目的數(shù)據(jù)信號，其中提供每一數(shù)據(jù)信號供一個相關(guān)聯(lián)的接收器接收，可以使用該分布點中的比數(shù)據(jù)信號的該數(shù)目大的數(shù)目的發(fā)射器用于信號發(fā)射。
13.一種用于通信系統(tǒng)中的CPE裝置，該CPE裝置被適配成用于與在一個分布點中提供的第一多個發(fā)射器通信連接，該CPE裝置包括第二多個接收器，其特征在于一個向量均衡器被適配成消除串?dāng)_。
14.一種具有多個電子通信連接的通信系統(tǒng)，包括: 一個分布點，該分布點包括執(zhí)行向量預(yù)編碼和向量發(fā)射PSD的多個部件； 一個串?dāng)_信道； 多個CPE裝置，這些裝置包括執(zhí)行向量均衡的多個部件； 其中服務(wù)這些CPE裝置的多條線路是接合的； 其中該系統(tǒng)被配置成允許一個DP預(yù)編碼器和一個CPE均衡器或者一個DP均衡器和一個CPE解碼器的聯(lián)合優(yōu)化；并且 其中該分布點控制該系統(tǒng)中的所有元件，并且操作該系統(tǒng)以使用最低可能的系統(tǒng)資源使通信能力最大化。
15.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于以下各項中的至少一者:該分布點是根據(jù)權(quán)利要求10到12中任一項提供的，這些CPE裝置中的至少一者是根據(jù)權(quán)利要求13提供的，并且該系統(tǒng)被適配成執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一項所述的方法。
【文檔編號】H04B3/04GK103490795SQ201310233796
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月11日
【發(fā)明者】賴納·施特羅貝爾, 莉利亞·薩馬維, 弗拉迪米爾·奧克斯曼 申請人:領(lǐng)特德國有限公司