[发明专利]用于数据处理的方法和设备以及包括这种设备的通信系统

说明书

技术领域

本发明涉及用于数据处理的方法和设备，并且涉及包括这种设备的通信系统。

背景技术

DSL或xDSL是通过本地电话网络的导线提供数字数据传输的技术族。

非对称数字用户线（ADSL）是DSL的一种形式，其是一种实现比传统音频带调制解调器能够提供的更快的通过铜电话线的数据传输的数据通信技术。这样的快速传输通过利用在正常情况下不被语音电话呼叫所使用的频率（尤其是比正常人类听力更高的频率）来实现。

VDSL（甚高速DSL）是一种提供通过单个双绞线的更快数据传输的xDSL技术。在大约300米（1000ft）范围下实现高比特率，其允许26 Mbit/s的对称接入或者在下游中高达52 Mbit/s-上游中12 Mbit/s的非对称接入。

当前，标准VDSL使用高达4个不同频带，两个用于上行（从客户端到电信供应商）且两个用于下行。适合的调制技术是QAM（正交幅度调制）或DMT（离散多音调调制（discrete multitone modulation））。

根据其高带宽，VDSL能够通过单个连接支持诸如HDTV的应用以及电话服务（例如IP语音）和普通因特网接入。

VDSL2（甚高速数字用户线2）是一种利用最初用于普通老式电话服务（POTS）的铜线的现有基础设施的接入技术。它可以从中心局（CO）、从优选位于客户驻地附近的光纤馈送机箱而部署，或者被部署在建筑物内。

ITU－T G.993.2（VDSL2）是准许使用高达30 MHz的带宽以高达200 Mbit/s的非对称和对称（全双工）聚集数据率在双绞线上传输的G.993.1(VDSL)的增强。

xDSL宽带调制方法容易受到被引入到双绞传输线并由调制解调器接收的串扰（crosstalk）干扰的影响。

当导线耦合时发生串扰，尤其是在用于不同信号传输的相同或附近束捆（bundle）的导线对之间。因此，来自一个或多个源的数据信号可以被叠加在数据信号上并且损害数据信号。串扰包括近端串扰（NEXT）和远端串扰（FEXT）。

基于这样的串扰，通过双绞线传输的数据信号会因在相同和/或附近多芯电缆或束捆中的一个或多个邻近双绞电话线上生成的串扰干扰而大幅降级。随着传输速度的增加，这种情况甚至变得更坏，这会明显限制经由单条线传输的最大数据率。

此外，发送的空闲数据引起串扰干扰并且因此扰乱经由（例如多芯电缆）的其他线发送的用户数据。由于通常在一个多芯电缆中存在50条线，所以这样的串扰可能明显削弱传输能力的整体性能。

关于ADSL或VDSL系统，存在着通过利用适合的预编码机制（例如通过在传输侧处理的矩阵乘法）来改进ADSL系统的整体容量或覆盖的尝试。因为典型的VDSL系统通过一单个电缆支持高达50个客户驻地设备（CPE），所以满串扰信道矩阵大小是50×50，其导致相当大的处理工作量。

幸运地是，电缆线之间的远端串扰（FEXT）通常非常小，因此导致稀疏占用的（sparsely occupied）串扰矩阵。典型地，串扰矩阵基本具有块对角结构，其源于以下事实：电缆被分成具有高串扰的子束捆，而子束捆的串扰因为所述子束捆的特殊钻孔（drilling）而减少。

诸如迫零（zero-forcing）或MMSE估计的预编码技术是已知的并可以被用来至少部分地补偿串扰。

DSL第3层尤其是涉及下述挑战：

a）在中心局（CO）处的预编码矩阵的处理可能需要处理50×50预编码矩阵，其导致在芯片上的相当大的区域并且因此导致高功率消耗。因此，为了使系统能实现，需要以中等处理工作量来导致高性能增益的有用解决方案。

b）高达100条线（50条输入并且50条输出）被附接到预编码处理单元。

c）理想地，当前ADSL标准的几乎没有变化或仅最小变化将对保留与现有设备（至少部分）兼容的新解决方案有用。

d）将需要具有高准确度和低协议开销的、所有频率选择性电缆信道以及尤其从每个输入到每个输出线的串扰的估计。

在根据图1的DSLAM架构中，并行提供若干线卡（line card），每一个都包括经由无源底板朝向中央卡（central card）的以太网交换机的IP连接。此外，每一个线卡为若干端口（例如12或24个端口）提供服务。