具有檢測(cè)到的星座點(diǎn)的誤差反饋的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及有線通信系統(tǒng)內(nèi)的串?dāng)_估計(jì)。
【背景技術(shù)】 陽(yáng)〇〇引串?dāng)_（或信道間干擾）是多輸入多輸出（MIMO)有線通信系統(tǒng)，諸如數(shù)字訂戶線路 值SL)通信系統(tǒng)，的信道損害的主要來(lái)源。
[0003] 隨著對(duì)更高數(shù)據(jù)速率的需求的增加，D化系統(tǒng)正朝著更高頻帶演進(jìn)，其中，在相鄰 傳輸線（也就是說(shuō)，在其部分或整個(gè)長(zhǎng)度上緊密接近的傳輸線，諸如電纜束中的雙絞銅線 對(duì)）之間的串?dāng)_更加明顯（頻率越高，越禪合）。
[0004] MIMO系統(tǒng)可W由W下線性模型來(lái)描述： 陽(yáng)005] Y化）=H化)X化)+Z化）（1)，
[0006] 其中N-分量復(fù)數(shù)向量X，相應(yīng)地Y，表示離散頻率表示，其為分別從N個(gè)信道接收 到的、通過(guò)N個(gè)信道所傳送的符號(hào)的頻率/載波/音調(diào)索引k的函數(shù)，
[0007] 其中NXN復(fù)矩陣H被稱為信道矩陣：信道矩陣H的第（i，j)個(gè)分量描述了通信系 統(tǒng)如何響應(yīng)于被傳送到第j個(gè)信道輸入的信號(hào)而在第j個(gè)信道輸出產(chǎn)生信號(hào)；信道矩陣的 對(duì)角線元素描述了直接信道禪合，并且信道矩陣的非對(duì)角元素描述了信道間禪合（也被稱 為串?dāng)_系數(shù)），并且其中N分量復(fù)向量Z表示N個(gè)信道上的加性噪聲，諸如無(wú)線電頻率干擾 (RFI)或熱噪聲。
[0008] 已經(jīng)開(kāi)發(fā)了不同的策略來(lái)減輕串?dāng)_，并且最大化有效吞吐量，達(dá)到和線路穩(wěn)定性。 運(yùn)些技術(shù)逐漸從靜態(tài)或動(dòng)態(tài)頻譜管理技術(shù)演進(jìn)到多用戶信號(hào)協(xié)調(diào)（或向量化）。
[0009] 一種用于減少信道間干擾的技術(shù)是聯(lián)合信號(hào)預(yù)編碼：傳送數(shù)據(jù)符號(hào)在通過(guò)相應(yīng)的 通信信道被傳送之前聯(lián)合地通過(guò)預(yù)編碼器。預(yù)編碼器使得預(yù)編碼器和通信信道的級(jí)聯(lián)在接 收機(jī)處幾乎沒(méi)有產(chǎn)生或者不產(chǎn)生信道間干擾。例如，線性預(yù)編碼器在頻域中執(zhí)行發(fā)射向量 x(k)與預(yù)編碼矩陣P(k)的矩陣乘法，預(yù)編碼矩陣P(k)使得所得到的信道矩陣H(k)P(k)被 對(duì)角化，運(yùn)意味著整個(gè)信道H(k)P(k)的非對(duì)角系數(shù)（并且由此信道間干擾）大部分減少為 零。實(shí)際上并且作為一階近似，預(yù)編碼器使受害線路上的反相串?dāng)_的前置補(bǔ)償信號(hào)W及接 收機(jī)處的破壞性干擾的直接信號(hào)與來(lái)自各個(gè)干擾線路的實(shí)際串?dāng)_信號(hào)疊加。
[0010] 用于減少信道間干擾的另一技術(shù)是聯(lián)合信號(hào)后處理：接收數(shù)據(jù)符號(hào)在被檢測(cè)之前 聯(lián)合地通過(guò)后編碼器。后編碼器使得通信信道和后編碼器的級(jí)聯(lián)在接收機(jī)處幾乎不產(chǎn)生或 者不產(chǎn)生信道間干擾。
[0011] 信號(hào)被聯(lián)合處理的向量化組的選擇，也就是說(shuō)通信線路的集合的選擇，對(duì)于獲得 良好串?dāng)_減輕性能是非常關(guān)鍵的。在向量化組內(nèi)，每個(gè)通信線路被認(rèn)為是將串?dāng)_引入該組 的其他通信線路的干擾線路，并且同一通信線路被認(rèn)為是從該組的其他通信線路接收串?dāng)_ 的受害線路。來(lái)自不屬于該向量化組的線路的串?dāng)_被看做外來(lái)噪聲并且沒(méi)有被消除。
[0012] 理想地，向量化組應(yīng)當(dāng)匹配物理上并且明顯地彼此交互的通信線路的整個(gè)集合。 然而，在考慮到國(guó)家法規(guī)政策和/或有限的向量化能力的本地環(huán)路拆分可W防止運(yùn)樣的窮 舉方法，在該情況下，向量化組將僅包括所有物理上交互的線路的子集，由此產(chǎn)生有限的向 量化增益。
[0013] 信號(hào)向量化通常在業(yè)務(wù)量聚合點(diǎn)處被執(zhí)行，在該業(yè)務(wù)量聚合點(diǎn)處可獲得通過(guò)向量 化組的所有訂戶線路被同時(shí)傳送或接收的所有的數(shù)據(jù)符號(hào)。例如，信號(hào)向量化有利地在中 屯、局（CO)處部署的數(shù)字訂戶線路接入復(fù)用器值SLAM)內(nèi)被執(zhí)行或者作為更接近訂戶駐地 (街道機(jī)柜、電線桿機(jī)柜等）的光纖饋送遠(yuǎn)程單元。信號(hào)預(yù)編碼特別適合于下游通信（朝向 客戶駐地），而信號(hào)后處理特別適合于上游通信（來(lái)自客戶駐地）。 |；0014]在標(biāo)題為"Self-FEXTCancellation(Vectoring)ForUsewith VD化2Transceivers"，ref.G. 993. 5并且在2010年4月由國(guó)際電信聯(lián)盟aTU)采納的建 議中，收發(fā)器被配置為通過(guò)所謂的同步符號(hào)發(fā)送上游或下游導(dǎo)頻序列，該同步符號(hào)在每256 個(gè)數(shù)據(jù)符號(hào)之后周期性地發(fā)生。在G. 993. 5建議中，進(jìn)一步假定接入節(jié)點(diǎn)通過(guò)向量化線路 同步傳送和接收同步符號(hào)（超帖對(duì)準(zhǔn)），從而在各個(gè)傳輸線上同步地執(zhí)行導(dǎo)頻信號(hào)傳送和 干擾測(cè)量。
[0015] 在給定的受害線路上，對(duì)向量化控制器報(bào)告誤差樣本W(wǎng)用于進(jìn)一步的串?dāng)_估計(jì)， 誤差樣本包括在每音調(diào)或音調(diào)組的基礎(chǔ)上針對(duì)特定同步符號(hào)測(cè)量的限制器誤差（或接收 誤差向量）的實(shí)部和虛部。誤差樣本與通過(guò)給定干擾線路傳送的給定導(dǎo)頻序列相關(guān)，W便 于從該干擾線路獲得串?dāng)_禪合函數(shù)。為了拒絕來(lái)自其他干擾線路的串?dāng)_貢獻(xiàn)，例如通過(guò)使 用包括'+1'和'-1'的反相符號(hào)的沃爾什-哈達(dá)瑪序列來(lái)使導(dǎo)頻序列彼此正交。串?dāng)_估計(jì) 被用于初始化預(yù)編碼器或后編碼器系數(shù)。
[0016] 一旦預(yù)編碼器或后編碼器系數(shù)被初始化，針對(duì)任何信道變化并且針對(duì)串?dāng)_信道的 初始估計(jì)中的任何殘余誤差來(lái)保持跟蹤串?dāng)_系數(shù)。運(yùn)通常通過(guò)迭代更新方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，諸如 最小均方（LM巧方法，其關(guān)于給定成本函數(shù)朝著最優(yōu)解逐漸收斂，該給定成本函數(shù)當(dāng)前是 殘余串?dāng)_信號(hào)的幕。
[0017] 在理想化的線性模型中，按照G. 993. 5建議的正交導(dǎo)頻序列是非常有效的，并且 總會(huì)產(chǎn)生串?dāng)_信道（初始化）或殘余串?dāng)_信道（跟蹤）的準(zhǔn)確和無(wú)偏差的估計(jì)。然而，由 于非線性效應(yīng)，串?dāng)_估計(jì)可能具有驅(qū)使預(yù)編碼器或后編碼器系數(shù)遠(yuǎn)離實(shí)際串?dāng)_信道的不期 望的偏移（或偏差）。
[001引在例如高串?dāng)_環(huán)境中，來(lái)自通過(guò)所有干擾線路傳送的導(dǎo)頻序列的串?dāng)_向量之和可W使得接收矢量（或接收頻率樣本）超出解調(diào)器的判決邊界。結(jié)果，報(bào)告針對(duì)錯(cuò)誤星座點(diǎn) 的誤差向量，產(chǎn)生在標(biāo)稱或殘余串?dāng)_信道的估計(jì)中的偏移。
[0019] 在G. 993. 5建議中，通過(guò)接收機(jī)估計(jì)理想期望發(fā)射向量?？蒞用作導(dǎo)頻的向量集 合被限制為兩個(gè)狀態(tài)：正常狀態(tài)（1)和反向狀態(tài)（-1)，運(yùn)等同于二進(jìn)制相移鍵控度PSK)調(diào) 審IJ。接收機(jī)基于確定最合適的半平面來(lái)確定期望的傳送矢量是什么（進(jìn)一步稱為解映射操 作），并且運(yùn)僅使用特定音調(diào)本身的信息。正交相移鍵控（QPSK或4-QAM)調(diào)制可W替代地 用于導(dǎo)頻調(diào)制，在該情況下，解映射基于確定最可能的象限。
[0020] 在解映射錯(cuò)誤的情況下，即當(dāng)接收機(jī)選擇不同于發(fā)射星座點(diǎn)的星座點(diǎn)時(shí)，所報(bào)告 的限制器（Slicer)誤差具有完全錯(cuò)誤的值。在矢量化控制器不知道解映射誤差已經(jīng)在接 收機(jī)內(nèi)發(fā)生時(shí)，運(yùn)導(dǎo)致在串?dāng)_禪合系數(shù)（并且因此預(yù)編碼器和后編碼系數(shù)）的計(jì)算中的主 要不準(zhǔn)確。
[0021] 用于處理解映射誤差的可能已知的解決方案可W是使用跨多個(gè)音調(diào)的多個(gè)解映 射判決。假定在具體同步符號(hào)中的所有探測(cè)音調(diào)全部利用來(lái)自給定導(dǎo)頻序列的相同特定比 特來(lái)調(diào)制，可W使用多個(gè)音調(diào)來(lái)進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)。運(yùn)應(yīng)當(dāng)比每音調(diào)的方法更加穩(wěn)健，但是在非 常低的信噪比（SNR)環(huán)境中，接收機(jī)仍然可能作出錯(cuò)誤判決。
[0022] 另一已知的解決方案是向接收機(jī)通知使用的導(dǎo)頻序列。優(yōu)點(diǎn)是接收機(jī)不再需要作 出判決。缺點(diǎn)是每次發(fā)送消息W改變導(dǎo)頻序列是麻煩的，在初始化過(guò)程中引入延遲，并且降 低了使向量化控制器在運(yùn)行中改變導(dǎo)頻序列的靈活度。
[0023] 又一種已知的解決方案是報(bào)告完整的接收到的向量。優(yōu)點(diǎn)是接收機(jī)不再需要作 出判決。然而，該解決方案遭受分辨率問(wèn)題：在高SNR的情況下，想要實(shí)現(xiàn)非常高的消除深 度。將串?dāng)_減小到低于噪聲的水平將意味著，與接收到的矢量相比，誤差信號(hào)將被減小為非 常小的值。在G. 993. 5建議中的用于誤差反饋的最有效的選擇利用二進(jìn)制浮點(diǎn)格式。隨著 誤差向量在收斂過(guò)程期間變小，指數(shù)減小，保持恒定的相對(duì)量化誤差。因此，絕對(duì)量化誤差 在收斂期間減少，即使利用小的比特?cái)?shù)目用于誤差反饋。如果要報(bào)告完整的接收到的向量， 則字長(zhǎng)度需要使得在MSB側(cè)，可W表示最大直接信號(hào)，并且在LSB側(cè)可W表示最小誤差信 號(hào)。因此，存在特定的絕對(duì)不準(zhǔn)確。在收斂的最后階段，該絕對(duì)量化誤差產(chǎn)生相對(duì)大的不準(zhǔn) 確性。為了對(duì)付運(yùn)種情況，可能需要很多比特來(lái)對(duì)誤差向量進(jìn)行編碼，運(yùn)將增加用于誤差反 饋所需要的帶寬，并且由此可W減少用于最終用戶的上游數(shù)據(jù)速率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0024] 本發(fā)明的目的在于減輕或克服上述已知方案的缺點(diǎn)或缺陷。