[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

摘要

本发明公开了一种数字用户线上行系统中的分布式动态频谱管理方法，其通过利用强用户对弱用户干扰主要在低频的特点，对比特进行迭代注水预分配的基础上，对强用户再采用比特移动进行重分配，由于迭代注水方法进行比特预分配时，各个调制解调器都最大化自身的数据传输速率而忽视对其他用户的串音干扰，从而导致强用户对弱用户干扰严重，致使弱用户的数据传输速率很低，导致了严重的不公平性，而本发明方法通过比特移动将加载在强用户中的低频子信道中的比特尽可能多的移到高频子信道中去，这样有效的抑制了串音干扰，在满足强用户的目标数据传输速率要求的同时，最大化了弱用户的数据传输速率，从而提高了数字用户线系统的数据传输速率。

主权项

1.一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；②数字用户线上行系统中的频谱管理中心根据各个用户在整个上行信道上的信道状态将所有用户分成弱用户组U1和强用户组U2两组，强用户组U2中的任意一个强用户在整个上行信道上的信道状态优于弱用户组U1中的每个弱用户在整个上行信道上的信道状态，然后频谱管理中心将用户分组信息发送给数字用户线上行系统中的各个调制解调器；③在数字用户线上行系统中构建一个频谱管理模型：maxS1,···Sn,···SNΣn∈U1RnRn≥Rn,target,n∈U20≤skn≤skn,mask,n=1,···,N,k=1,···,KΣk=1Kskn≤Pn,tot,n=1,···,N,]]>该频谱管理模型描述为在强用户达到给定的目标数据传输速率要求的情况下，最大化弱用户的数据传输速率，其中，max()为取最大值函数，N表示一条电缆中的双绞线的对数，s¹表示用户1在所有上行子信道上的功率分配向量，sⁿ表示用户n在所有上行子信道上的功率分配向量，s^N表示用户N在所有上行子信道上的功率分配向量，U1表示弱用户组，Rⁿ表示用户n的数据传输速率，R^n，target表示用户n的目标数据传输速率，U2表示强用户组，表示用户n在第k个上行子信道上的功率，表示用户n在第k个上行子信道上的最大功率限制，K表示数字用户线上行系统中的上行子信道的个数，p^n，tot表示用户n的上行总功率限制；④数字用户线上行系统根据各个用户在每个上行子信道上的信干噪比、各个用户的上行总功率限制、各个用户在各个上行子信道上的最大功率限制及强用户组U2中的各个强用户的目标数据传输速率，采用迭代注水方法对每个用户的所有上行子信道进行比特预分配，对于强用户组U2中的强用户，当加载的比特数达到目标数据传输速率时，停止比特的加载，对于弱用户组U1中的弱用户，当加载的比特数所需的功率大于该弱用户的上行总功率限制时，停止比特的加载；⑤数字用户线上行系统中的强用户组U2中的各个强用户的调制解调器依次将预分配好的比特从低频上行子信道中移到高频上行子信道中，当强用户组U2中的各个强用户都完成比特移动后，采用单用户注水算法分别对弱用户组U1中的各个弱用户重新加载比特，反复进行上述强用户组U2中的各个强用户的比特的移动及弱用户组U1中的各个弱用户的重新加载比特的过程，直至收敛确定强用户组U2和弱用户组U1中的各个用户在每个上行子信道上加载的比特数；⑥数字用户线上行系统中的发送机将各个用户所需传输的数据编码变成可传输的二进制比特数，每个用户的调制解调器根据该用户在每个上行子信道上加载的比特数对需要传输的二进制比特数进行比特分配，然后将其通过信道发送。