[发明专利]用于控制通过多个订户线路的通信的方法和通信控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制通过多个订户线路的通信的方法和装置，这些通信利用了为了串扰预补偿而经过预编码器加以联合处理的通信信号。

背景技术

对于诸如数字订户线路(DSL)通信系统的多输入多输出(MIMO)通信系统而言，串扰(或者信道间干扰)是信道减损的主要来源。

随着对于更高数据速率的需求增加，DSL系统正在朝向更高的频带演进，其中相邻传输线路(也就是说，在它们长度的一部分或者整个长度上处于紧邻的传输线路，诸如电缆结合件中的双绞铜线对)之间的串扰更加显著(频率越高，耦合越多)。

MIMO系统能够由以下的线性模型来描述：

Y(k)＝H(k)X(k)+Z(k) (1)，

其中N-分量的复数矢量X、Y分别标示从N个信道分别接收的、通过N个信道发射的符号的作为频率/载波/音调索引k的函数的离散频率表示；其中N×N的复数矩阵H被称为信道矩阵：信道矩阵H的第(i,j)个分量描述了通信系统如何响应于正被发射给第j个信道输入的信号而在第i个信道输出上产生信号；信道矩阵的对角元素描述了直接信道耦合，并且信道矩阵的非对角元素描述了信道间耦合(也称为串扰系数)；并且其中N-分量的复数矢量Z标示N个信道上的加性噪声，诸如射频干扰(RFI)或者热噪声。

已经发展出不同的策略来缓解串扰并且最大化有效吞吐量、范围以及线路稳定性。这些技术正在从静态或动态频谱管理技术逐渐地演进到多用户信号协调(或者矢量化(vectoring))。

用于减少信道间干扰的一种技术是联合信号预编码：发射数据符号在通过相应的通信信道被发射之前联合地经过预编码器。预编码器使得预编码器与通信信道的级联在接收机处导致很小的信道间干扰或者没有信道间干扰。例如，线性预编码器在频域中执行发射矢量X(k)与预编码矩阵P(k)的矩阵积，预编码矩阵P(k)使得结果信道矩阵H(k)P(k)是对角化的，意味着总信道H(k)P(k)的非对角系数(并且因此信道间干扰)大多减少为零。事实上，预编码器在受害线路(victim line)上连同直接信号一起叠加反相串扰预补偿信号，该反相串扰预补偿信号在接收机处与来自相应扰乱源线路(disturber line)的实际串扰信号相消地干扰。

用于减少信道间干扰的另一技术是联合信号后处理：接收数据符号在被检测之前联合地经过后编码器。后编码器使得通信信道与后编码器的级联在接收机处导致很小的信道间干扰或者没有信道间干扰。

对矢量化组(也就是说，其信号被联合处理的通信线路的集合)的选择，对于实现良好的串扰缓解性能而言是相当关键的。在矢量化组内，每个通信线路都被考虑为是引发进入到该组的其他通信线路中的串扰的扰乱源线路，并且相同的通信线路被考虑为是接收到来自该组的其他通信线路的串扰的受害线路。来自不属于矢量化组的线路的串扰被视为外来的噪声并且没有被消除。

理想地，矢量化组应当匹配于物理地且明显地彼此相互作用的通信线路的整个集合。但是，由于国家管制政策和/或有限的矢量化能力，本地环路开放(local loop unbundling)可能阻止了这样的穷尽方法，在该情况中，矢量化组将包括所有物理上相互作用的线路的仅子集，由此产生有限的矢量化增益。

通常在流量聚合点处执行信号矢量化，在流量聚合点处，通过矢量化组的所有订户线路并发地发射或者从矢量化组的所有订户线路接收的所有数据符号是可用的。例如，有利地在被部署于中心局(CO)处或者作为更接近于订户驻地(街道机柜、极点机柜等)的光纤馈送的远程单元的数字订户线路接入复用器(DSLAM)内执行信号矢量化。信号预编码特别适合用于下游通信(朝向客户驻地)，而信号后处理特别适合用于上游通信(来自客户驻地)。

通常，信道矩阵是对角地主导的，意味着串扰增益相比于直接信道增益是可忽略的。并且预编码矩阵也是如此：叠加在受害线路上的串扰预补偿信号对总发射功率添加很小。

随着新接入技术的出现以及对更宽的发射频谱的使用，这个假设可能不再适用，意味着串扰增益相比于直接信道增益开始变得显著，并且信道矩阵和结果预编码矩阵不再是对角地主导的。如果这样的话，串扰预补偿信号在受害线路上的叠加可能妨碍可应用到该受害线路的发射功率谱密度(PSD)掩码。一个或多个通信信号在预编码步骤之前需要被缩小，以平衡这一过多的信号功率。