[发明专利]一种数字用户线上行系统中的分布式动态频谱管理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有线宽带接入网中的频谱管理技术，尤其是涉及一种数字用户线上行系统中的分布式动态频谱管理方法。

背景技术

现代社会对信息的需求越来越大，特别是视频点播、多人视频会议等业务的兴起，使得人们对通信业务和通信手段提出了更高层次的要求。当前通信网的骨干网带宽、路由器的速度和服务器的处理能力都能满足各种宽带业务需求。建立宽带通信网的最大困难在于如何提高用户接入网的传输速率。

由于历史原因，提供话音业务的铜双绞线构成的电信网，分布面广、所占比重大，构成了整个通信网的重要组成部分，在我国有近5亿铜双绞线用户。因此，如何充分利用这些现有资源开发新的宽带业务成为接入网发展的热点。数字用户线（Digital Subscriber Line，DSL）接入技术就是一种最大限度地利用传统电话线路资源的宽带接入技术，其能够在铜双绞线资源上高速传输数据，并已获得成功应用。

目前广泛关注的第二代甚高速数字用户线（Second Generation Very-high-bit-rate DSL，VDSL2）接入技术，将通过扩展频谱至30MHz，并与其它类型的DSL接入技术兼容，拟采用先进的信号处理、非线性动态规划和编码理论，在1km距离上提供30～50Mbps的速率，而在300m距离内理论上可实现100Mbps双向对称的高速数据传送。因此，第二代甚高速数字用户线接入技术被认为是消除最后一公里瓶颈的有效途径之一，是未来10～20年全球最主要的宽带接入方式。

第二代甚高速数字用户线接入技术由于采用更高的频段进行信息传输，使得同一电缆中双绞线间电磁干扰增加，这种电磁干扰就是串音（Crosstalk），串音比其它类型噪声强15～20dB，成为了影响第二代甚高速数字用户线接入技术传输性能的主要因素，因此如何快速有效地抑制串音干扰是保证第二代甚高速数字用户线高速传输的关键。

动态频谱管理（Dynamic Spectrum Management，DSM）是减少串音干扰的有效途径之一，动态频谱管理按照协调相关性可分为三个层次。第三层动态频谱管理（DSM 3）要求数字用户线系统的发送端或接收端满足协作关系，但有些数字用户线系统会同时出现局端（Central Office，CO）和远程终端（Remote Terminate，RT），以致不能满足协作条件，无法采用第三层动态频谱管理；第二层动态频谱管理（DSM 2）利用频谱管理中心（Spectrum Management Central，SMC）收集所有的信道信息以及运营商和用户的需求，对所有的调制解调器进行频谱的统一协调和均衡，虽然第二层动态频谱管理能有效地抑制串音干扰，但同时算法复杂度较大，导致频谱管理中心负担过大，最优频谱均衡（Optimal Spectrum Balancing，OSB）是一种典型第二层动态频谱管理算法；第一层动态频谱管理（DSM 1）只需频谱管理中心发布少量控制信息或甚至完全不用发布任何信息，由各个调制解调器根据自身信道情况以及从频谱管理中心获得的信息来进行自身的频谱分配，这样便大大地减少了频谱管理中心的负担，第一层动态频谱管理也称为分布式动态频谱管理。

第一层动态频谱管理即分布式动态频谱管理中采用迭代注水（Iterative Water-filling，IWF）方法进行频谱管理非常具有代表性，但迭代注水方法中各用户都最大化自身的数据传输速率而忽略对其他用户的串音干扰，特别是在具有远近效应的数字用户线系统中采用迭代注水方法会使得弱用户受到强用户的严重干扰，从而导致弱用户的数据传输速率很低或甚至无法工作。在IWF方法基础上，Wooyul Lee提出了一种分布式频带优先频谱管理（Distributed Band-preference Spectrum Management，DBPSM）算法，以改善弱用户所受干扰严重的问题，但DBPSM方法仍留有空间可以改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种数字用户线上行系统中的分布式动态频谱管理方法，其能够快速、有效的抑制串音干扰，提高数字用户线系统的数据传输速率，且计算复杂度低。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种数字用户线上行系统中的分布式动态频谱管理方法，其特征在于包括以下步骤：

①数字用户线系统采用离散多音调制，将整个信道分成多个独立的子信道，再对所有子信道进行上、下行划分，将用于上行信息传输的子信道作为上行子信道，将用于下行信息传输的子信道作为下行子信道；