Самосинхронизирующаяся тестовая последовательность

Самосинхронизирующаяся тестовая последовательность

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение касается связи по сети и, в конкретных вариантах осуществления изобретения, касается самосинхронизирующейся тестовой последовательности.

Уровень техники

Технологии цифровой абонентской линии (DSL) обеспечивают широкую полосу пропускания для цифровой связи по существующим абонентским линиям (например, по медным парам). При передаче данных по абонентским линиям может иметь место переходное затухание сигналов, передаваемых по соседним линиям, например, в одном и том же или соседнем пучке линий. Переходное затухание, в том числе переходное затухание (NEXT) на ближнем конце, переходное затухание (FEXT) на дальнем конце, может ограничить эффективность различных DSL систем, таких как системы, определенные в существующих стандартах, в том числе асимметричной DSL 2 (ADSL2), сверхскоростной DSL (VDSL), сверхскоростной DSL 2 (VDSL2), а также стандарта G.fast, который является будущим стандартом, выпускаемым исследовательской группой 15 (SG 15) сектора (ITU-T) по стандартизации телекоммуникаций Международного совета по телекоммуникациям.

В DSL системах с векторизацией для оценки матрицы канала используют ортогональную тестовую последовательность (также иногда называется пилотной последовательностью). Возьмем в качестве примера VDSL2 систему: для инициализации VDSL2 блока (VTU-R) приемопередачи в модеме удаленной стороны, чтобы присоединиться в правильном битовом индексе исходящей тестовой последовательности, может понадобиться передать от VDSL2 блока (VTU-O) приемопередачи на стороне оператора исходящую тестовую последовательность и ее битовый индекс. Подробности, касающиеся того, как маркер исходящей тестовой последовательности передают из блока VTU-O в блок VTU-R, можно найти в стандарте G.993.5 ITU-T разделе 10.3.3.5 рекомендаций, озаглавленном «Входящий символ синхронизации и маркеры исходящей пилотной последовательности» и включенном в настоящий документ посредством ссылки.

В соответствии со стандартом G.993.5, который определяет протоколы векторизации для компенсации FEXT в VDSL2 модемах, в первую очередь могут быть обучены блоки (FEQ) частотного выравнивания для гармоник из цифрового многочастотного устройства (DMT) демодуляции. В других DSL системах с векторизацией, таких как G.fast, используемый диапазон частот может быть гораздо выше, a FEXT может быть гораздо сильнее. В результате, обучение FEQ с использованием обычных способов, в том числе способа минимальной среднеквадратичной ошибки (LMS), способа слепой LMS (BLMS) и способа усреднения, может работать менее эффективно (например, сходимость может занимать больший промежуток времени).

Раскрытие изобретения

В одном варианте осуществления, изобретение представляет собой способ, включающий в себя этапы, на которых: модулируют множество синхронизированных сигналов с помощью ортогональной тестовой последовательности (OPS), для генерирования множества модулированных синхронизированных сигналов, при этом OPS содержит нулевой элемент (0-элемент), указывающий начало или конец OPS, и параллельно передают, с использованием одного или более устройств передачи, множество модулированных синхронизированных сигналов в течение длительности некоторого количества дискретных многочастотных символов (DMT), при этом каждый из множества модулированных синхронизированных сигналов предназначен для одного из множества устройств приема, удаленно соединенных с одним или более устройствами передачи через группу абонентских линий с векторизацией, а 0-элемент вызывает то, что все множества модулированных синхронизированных сигналов обладают нулевой амплитудой во время первого или последнего DMT символа.

В другом варианте осуществления изобретение представляет собой устройство, содержащее процессор модулирования множества синхронизированных сигналов с использованием OPS, для генерирования множества модулированных синхронизированных сигналов, при этом каждый из множества модулированных синхронизированных сигналов содержит некоторое количество DMT символов, и одно или более устройств передачи, соединенных с процессором, и выполненных с возможностью параллельной передачи множества модулированных синхронизированных сигналов в течение некоторого количества временных периодов, соответствующих DMT символам, при этом каждый из множества модулированных синхронизированных сигналов предназначен для одного из множества устройств приема, удаленно соединенных с одним или более устройствами передачи через группу абонентских линий с векторизацией, и при этом все множество модулированных синхронизированных сигналов обладают нулевой амплитудой во время первого или последнего временного периода.

В еще одном варианте осуществления изобретения изобретение представляет собой устройство, содержащее устройство приема для приема сигнала от устройства передачи в течение множества временных периодов, при этом каждый из множества временных периодов соответствует длительности DMT символа, при этом каждый DMT символ модулирован элементом тестовой последовательности, при этом тестовая последовательность ортогональна другим тестовым последовательностям других устройств передачи во множество синхронизированных устройствах передачи, и процессор, соединенный с устройством приема и выполненный с возможностью определения временного периода, когда принятый сигнал обладает нулевой амплитудой во всех каналах сигнала, для синхронизации нулевого уровня (0-элемента) с временным периодом, так что 0-элемент маркирует начало эталонной тестовой последовательности, известной процессору, и для извлечения прямого канала из принятого сигнала в течение некоторого количества временных периодов, непосредственно следующих за 0-элементом, что делают с использованием эталонной тестовой последовательности.

Эти и другие признаки будут лучше ясны из последующего подробного описания изобретения, приведенного со ссылками на приложенные чертежи и с формулой изобретения.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания настоящего изобретения далее будет приведено краткое описание со ссылками на приложенные чертежи и подробное описание, при этом одинаковые ссылочные позиции представляют аналогичные части.

Фиг. 1 - вид, схематически показывающий один вариант секции нисходящей передачи системы (DSL) цифровой абонентской линии;

фиг. 2 - вид, схематически показывающий один вариант секции выходящей передачи DSL системы;

фиг. 3 - другой вид, схематически показывающий один вариант осуществления DSL системы;

фиг. 4А и 4В - виды, показывающие примеры традиционных матриц ортогональных тестовых последовательностей (OPS);

фиг. 4С-4F - виды, показывающие примеры описанных здесь вариантов осуществления OPS матриц;

фиг. 5А - вид, схематически показывающий шаблон модуляции символов, указывающий битовый индекс тестовой последовательности выходящей передачи из блока VTU-O в блок VTU-R и используемый в G.993.5;

фиг. 5В - вид, схематически показывающий пример варианта осуществления шаблона модуляции символов, который может быть использован в G.fast;

фиг. 6А-6D - виды, показывающие результаты моделирования, полученные при обучении блока (FEQ) частотного выравнивания с использованием алгоритма минимальной среднеквадратичной ошибки (LMS);

фиг. 7А-7D - виды, показывающие результаты моделирования, полученные при обучении FEQ с использованием описанного алгоритма типа множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA);

фиг. 8 - блок-схема варианта осуществления способа, реализованного в DSL системе, содержащей входящую секцию и исходящую секцию.

Осуществление изобретения

Для начала нужно понимать, что, хотя ниже приведена реализация одного или более вариантов осуществления изобретения, описанные системы и/или способы могут быть реализованы с использованием любого количества известных или существующих технологий. Настоящее изобретение не должно быть ограничено приведенными ниже для иллюстрации реализациями, чертежами и технологиями, в том числе приведенными и описанными здесь приведенными для примера моделями и реализациями, а может быть модифицировано в пределах объема приложенной формулы изобретения и ее эквивалентов.

В зависимости от поддерживаемого стандарта, система (DSL) цифровой абонентской линии иногда может быть обозначена как xDSL система, где «х» может обозначать любой стандарт DSL. Например, «х» означает «А» в асимметричных DSL 2 (ADSL2) или ADSL2+ системах и означает «V» в высокоскоростных DSL (VDSL) или VDSL2 системах. Когда устройство приемопередачи расположено на конце оператора DSL системы, например, центральном офисе (СО), DSL мультиплексоре (DSLAM) доступа, шкафу или блоке (DPU) точки распределения, устройство приемопередачи может быть названо xTU-O. С другой стороны, когда устройство приемопередачи расположено на конце пользователя или удаленном конце, например, в оборудовании (СРЕ) в помещении абонента, устройство приемопередачи можно называть xTU-R. Например, для G.fast системы: устройство приемопередачи на стороне оператора может быть названо блоком (FTU-O) G.fast приемопередачи на стороне оператора, а СРЕ устройство приемопередачи может быть названо FTU на удаленном терминале (FTU-R), то есть на стороне абонента.

В стандарте G.fast при использовании DMT модуляции может понадобиться оценивать прямой канал и его инвертировать для каждой поднесущей DMT с целью получения FEQ коэффициентов с использованием набора ортогональных тестовых последовательностей, аналогично оценке FEXT канала в стандарте G.993.5. Каждый канал (порт) может использовать тестовую последовательность, длина которой совпадает с длиной тестовой последовательности других каналов (портов), но которая ортогональна каждой из упомянутых тестовых последовательностей. Каждую тестовую последовательность можно рассматривать как вектор-строку. Матрица, содержащая тестовые последовательности для каждого порта в качестве своих строк, образует матрицу ортогональных тестовых последовательностей, которую для краткости можно называть OPS. Тестовые последовательности из OPS, используемой в системе с векторизацией, могут начинаться в один момент времени, например, первый столбец OPS одновременно передают через порты. В основанном на VDSL2 стандарте G.993.5, когда может быть мал уровень FEXT по сравнению с прямым каналом, прямой канал оценивают с присутствующим FEXT. Далее вычисляют FEQ и используют результаты для оценки FEXT каналов. При оценке входящего (DS) FEXT канала в стандарте G.993.5, в блоке VTU-R не нужно обладать знанием DS OPS или ее битового индекса, так как блок VTU-R может просто сообщать о записанной ошибке назад в соответствующий блок VTU-O. Сигнал ошибки, принятый каждым блоком FTU-O, далее обрабатывают движком векторизации для оценки DS FEXT канала с целью использования в устройстве DS предварительного кодирования, в котором исключают FEXT. Тем не менее, в отличие от стандарта G.993.5, блоку FTU-R в стандарте G.fast необходимо знать битовый индекс DS OPS для осуществления оценки DS прямого канала. Оценку входящего FEXT канала можно осуществить аналогично стандарту G.993.5.

Здесь описаны системы, способы, устройства и программные продукты для самосинхронизации инициализируемого блока xTU-R с DS тестовой последовательностью, например, даже при наличии сильного FEXT. С использованием ортогональных тестовых последовательностей в DS каждого блока xTU-O, DS прямые каналы можно оценивать в соответствующих блоках xTU-R при удаленных FEXT каналах. Синхронизации достигают благодаря использованию нулевых элементов (0-элементов) в тестовых последовательностях, синхронно передаваемых каждым блоком xTU-O. Более конкретно, когда OPS используют на стороне передачи для модуляции синхронизированных сигналов, для маркировки начала или конца OPS в OPS может быть введен 0-элемент (иногда равноценно здесь называют Z-состоянием или Z-битом). DMT символ, умноженный на 0-элемент, может быть принудительно установлен равным нулю. Таким образом, 0-элемент может быть причиной того, что модулированные синхронизированные сигналы, которые передают со стороны передачи, обладают нулевой амплитудой по всем портам во время первого или последнего DMT символа. Так как сторона передачи активных и соединительных линий может использовать 0-элемент в первом или последнем DMT символе, то может не быть никакой амплитуды сигнала или никакого FEXT в группе линий с векторизацией. Следовательно, обнаружение первого или последнего DMT символа может быть осуществлено без необходимости в FEQ. Для уменьшения затрат, 0-элемент может быть введен в каждый N-й (любое целое число, большее единицы) OPS период вместо всех OPS периодов или 0-элемент может быть использован только при присоединении новой линии к группе линий с векторизацией. Благодаря созданию 0-элемента в OPS и синхронного его использования в блоках xTU-O, в блоке xTU-R может быть достигнута самосинхронизация без необходимости сначала передать битовый индекс OPS из соответствующего блока xTU-O.

На фиг. 1 схематически показан вариант осуществления DS секции 100 DSL системы. Хотя предполагаем, что DSL система соответствует стандарту G.fast, но специалист в рассматриваемой области техники поймет, что описанные здесь механизмы могут быть аналогичным образом применены в любой другой DSL системе. В DS секции или конфигурации 100, в N блоках 110 FTU-O могут принимать прошедшие предварительное кодирование DS сигналы из N абонентских линий 120, обрабатывать сигналы и передавать обработанные DS сигналы в N абонентских линий 160, где N является целым числом, большим единицы. N абонентских линий 160 можно рассматривать как группу линий с векторизацией, так как их сигналы могут быть обработаны совместно движком 142 векторизации, расположенным в точке распределения, где расположены блоки 110 FTU-O, что сделано для компенсации DS FEXT с использованием технологии предварительного кодирования. Каждый блок 110 FTU-O может содержать устройство 130 кодирования символов и блок 150 (IFFT) обратного быстрого преобразования Фурье. Таким образом, входящий поток битов для линии 120, содержащий данные из расположенного ниже сетевого источника, может быть закодирован в соответствующем устройстве 130 кодирования символов. В устройстве 130 кодирования символов могут делить входящий поток битов на небольшие группы битов, при этом каждую группу могут модулировать с помощью поднесущей цифрового многочастотного символа (DMT). Здесь количество поднесущих в каждой линии может быть обозначено через М, где M является целым числом.

Закодированные символы в группе линий можно подавать в устройство 140 предварительного кодирования, которое выполнено так, чтобы линейно объединять сигналы из каждой линии и генерировать сигналы для блоков 150 (IFFT) обратного быстрого преобразования Фурье. Устройством 140 предварительного кодирования может управлять движок 142 векторизации и в устройстве 140 предварительного кодирования могут вычислять несколько выходов по нескольким входам, таким образом, устройство 140 предварительного кодирования является системой с несколькими входами и несколькими выходами (MIMO) в частотной области. Так как может быть использовано несколько гармоник, то устройство 140 предварительного кодирования может содержать отдельную матрицу коэффициентов для каждой гармоники. В DS направлении для каждой DS гармоники матрицу канала можно извлечь из обратного канала между блоком 110 FTU-O и блоком 170 FTU-R. Матрица канала может быть использована в устройстве 140 предварительного кодирования для компенсации или уменьшения FEXT в DS. Более конкретно, фильтр предварительного искажения или матрица предварительного кодирования могут быть использованы для предварительного искажения сигналов и, таким образом, уменьшения или компенсации FEXT, которое имеет место в абонентских линиях 160, тем самым обеспечивают то, что каждое DS устройство приема в блоках 170 FTU-R достигает большей скорости передачи данных.

Каждый IFFT блок 150 может быть использован для DMT модуляции, когда M символов в частотной области преобразуют в M сигналов во временной области. Сигналы во временной области передают в N выходных абонентских линий 160, которые можно рассматривать как группу линий с векторизацией и их сигналы сгенерировано во множестве блоков 110 FTU-O и предназначены для множества блоков 170 FTU-R. Переходные затухания, в том числе NEXT и/или FEXT, могут привноситься тогда, когда сигналы перемещаются в абонентских линиях 160. Для каждого DS устройства приема может существовать соответствующая абонентская линия или медная пара, которая соединяет DS устройство приема с блоком 110 FTU-O. Абонентские линии 160 могут быть собраны вместе в пучок или связку кабелей.

Каждому специалисту в рассматриваемой области ясно, что каждое DS устройство приема в помещении абонента, то есть каждый блок 170 FTU-R может быть выполнен для приема соответствующего сигнала от одной из абонентских линий 160. Более того, каждый блок 170 FTU-R может содержать блок 172 (FFT) быстрого преобразования Фурье и блок 174 FEQ. FFT блок 172 может быть использован для DMT демодуляции, когда сигналы во временной области преобразуют в символы в частотной области. Блок 174 FEQ может быть использован для компенсации искажений сигналов, вызванных потерями прямого канала абонентской линии.

В секции 100 нисходящей передачи блок 110 FTU-O может использовать OPS, содержащую 0-элемент, в абонентских линиях 160 для синхронизации соединительной линии (может быть любой из N линий) с OPS. N блоков 110 FTU-O могут модулировать множество синхронизированных сигналов с помощью OPS, содержащей 0-элемент, с целью генерирования множества модулированных синхронизированных сигналов, и множество модулированных синхронизированных сигналов можно параллельно передавать через порты N блоков 110 FTU-O в N блоков 170 FTU-R в течение длительности DMT символов.

0-элемент также может быть использован для осуществления дополнительных функций, например, для оценки FEXT, оценки прямого канала и получения коэффициентов FEQ. Например, на раннем этапе обучения, когда коэффициенты адаптивного блока 174 FEQ еще не получены, после синхронизации соединительной линии с помощью тестовой последовательности, в описанных вариантах осуществления изобретения возможно в соединительной линии осуществить быстрое обучение FEQ даже при наличии сильного FEXT.

В стандарте G.993.5 синхронизация может быть обеспечена только на позднем этапе после получения коэффициентов FEQ, а получение коэффициентов FEQ с использованием обычного LMS может работать плохо при наличии сильного FEXT. Как следствие, при плохом обучения FEQ, эффективность векторизации, которая предназначена для компенсации FEXT, также может быть слабой. С другой стороны, описанное обучение FEQ может использовать подход типа множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) с применением OPS, что лучше LMS или других традиционных алгоритмов с точки зрения точности и скорости сходимости. Так как более современные DSL системы, такие как G.fast, могут иногда характеризоваться сравнительно сильным FEXT, описанное обучение FEQ может оказаться более эффективным.

На фиг. 2 схематически показан вариант осуществления US секции 200 DSL системы. Исходящая секция 200 может соответствовать DS секции 100, таким образом некоторые аспекты будут аналогичны. Для краткости дальнейшее описание будет концентрироваться на отличающихся или не раскрытых аспектах. В US секции 200, в N блоках FTU-O 210 могут принимать US сигналы из N входных абонентских линий 260, демодулировать сигналы с использованием FFT 250 и передавать сигналы в блок 240 компенсации FEXT, где Ν является целым числом, большим единицы.

US секция 200 содержит множество блоков 270 FTU-R, каждый из которых содержит IFFT блок или модуль 272 и устройство 274 кодирования символов для каждой абонентской линии 260. Таким образом, входящий поток битов, содержащий US данные, может быть закодирован в соответствующем устройстве 274 кодирования символов. В устройстве 274 кодирования символов могут делить входящий поток битов на небольшие группы битов, при этом каждую группу могут модулировать с помощью некоторой гармоники или поднесущей DMT символа.

Каждый IFFT блок 272 может быть использован для DMT модуляции, когда символы в частотной области преобразуют в сигналы во временной области. Сигналы во временной области передают в N выходных абонентских линий 260, которые можно рассматривать как группу линий с векторизацией, так как их сигналы генерируют во множестве блоков 270 FTU-R и они синхронизированы в блоках 210 FTU-O с помощью движка 242 векторизации. Переходные затухания, в том числе NEXT и/или FEXT, могут привноситься тогда, когда US сигналы перемещаются в абонентских линиях 260. Для каждого US устройства приема может существовать соответствующая абонентская линия или медная пара, которая соединяет US устройство приема с одним из блоков 270 FTU-R. Абонентские линии 260 могут быть собраны вместе в пучок или связку кабелей.

FFT блоки 250 могут быть использованы для DMT демодуляции, когда сигналы во временной области преобразуют в символы в частотной области. Демодулированные символы могут подавать в устройство 240 компенсации переходного затухания, которое выполнено так, чтобы линейно объединять сигналы из каждой линии, компенсировать FEXT и генерировать сигналы для блоков 230 FEQ. Устройство 240 компенсации также является MIMO системой в частотной области. Так как может быть использовано несколько гармоник, то устройство 240 компенсации может содержать отдельную матрицу коэффициентов компенсации для каждой гармоники. В US направлении для каждой US гармоники можно извлечь матрицу канала. Матрица канала может быть использована в устройстве 240 компенсации для уменьшения или компенсации FEXT в US. Блоки 230 FEQ могут быть использованы для компенсации искажений сигналов, вызванных потерями (например, потерями внедрения) прямого канала абонентских линий 260. Аналогично DS секции 100 в US секции 200 каждый блок 270 FTU-R может использовать эталонную тестовую последовательность, содержащую 0-элемент для синхронизации.

На фиг. 3 схематически показан вид, иллюстрирующий вариант осуществления DSL системы 300, которая может быть так выполнена, что реализует входящую секцию 100, исходящую секцию 200, и иллюстрирующий другие описанные здесь варианты осуществления. DSL система 300 содержит блок 302 (DPU) точки распределения и множество СРЕ 330, удаленно соединенных с DPU 302 с помощью группы абонентских линий с векторизацией. Для входящей синхронизации, блок FTU-O, расположенный в DPU 302, рассматривается как сторона передачи, и каждое СРЕ 340 рассматривается как сторона приема. Для исходящей синхронизации блок FTU-O рассматривается как сторона приема, и каждое СРЕ 340 рассматривается как сторона передачи.

DPU 302 содержит процессор 310, запоминающее устройство 320 и множество устройств 330 приемопередачи, выполненных так, как показано на фиг. 3 (может присутствовать N устройств приемопередачи, где N является целым числом, большим единицы). С другой стороны, каждое СРЕ 340 также содержит процессор 310, запоминающее устройство 320 и устройство 342 приемопередачи. В стандарте G.fast каждое из устройств 310 приемопередачи может быть блоком FTU-O, а каждое из устройств 342 приемопередачи может быть блоком FTU-R. Процессор 310 может быть реализован как одна или более интегральных схем центрального процессорного элемента (CPU), ядер (например, многоядерный процессор), программируемые пользователем матрицы логических элементов (FPGA), специализированные интегральные схемы (ASIC) и/или цифровые сигнальные процессоры (DSP). Процессор 310 может быть реализован аппаратно или с использованием сочетания аппаратного и программного обеспечения.

Запоминающее устройство 320 может содержать кэш, оперативное запоминающее устройство (RAM), постоянное запоминающее устройство (ROM), внешнее запоминающее устройство или их любое сочетание. Внешнее запоминающее устройство обычно содержит один или более дисковых запоминающих устройств или запоминающих устройств на магнитной ленте и внешнее запоминающее устройство используют как энергонезависимое запоминающее устройство для данных и как запоминающее устройство для переполнения, если RAM недостаточно велико для всех рабочих данных. Внешнее запоминающее устройство может быть использовано для хранения программ, которые загружают в RAM, когда такие программы выбирают для выполнения. ROM может быть использовано для хранения команд и возможно данных, которые считывают во время выполнения программы. ROM является энергонезависимым запоминающим устройством, объем которого относительно мал по сравнению с большим объемом внешнего запоминающего устройства. RAM может быть использовано для хранения текущих данных и, возможно, для хранения команд. Доступ как к ROM, так и к RAM, обычно осуществляется быстрее, чем доступ к внешнему запоминающему устройству

Устройства 330 приемопередачи могут быть выполнены для осуществления DMT модуляции и демодуляции. Устройства 330 приемопередачи могут служить как устройства ввода и/или вывода для DPU 302. Например, если устройство 330 приемопередачи функционирует как устройство передачи, оно может передавать данные из DPU 302. Например, если устройство 330 приемопередачи функционирует как устройство приема, оно может принимать данные для DPU 302. DPU 302 может быть выполнено для осуществления любой из описанных здесь схем, такой как передача OPS, к которой в начале или в конце добавили 0-элемент. С другой стороны, каждое СРЕ 340 может достичь самосинхронизации благодаря получению OPS, к которой в начале или в конце добавили Z-состояние, как описано в настоящем документе.

Ясно, что с помощью программирования и/или загрузки выполняемых команд в блок xTU-O или СРЕ 340, по меньшей мере или процессор 310 или память 320 изменятся, частично преобразуя блок xTU-O в специализированную машину или устройство (например, блок xTU-O, выполненный для передачи OPS, к которой в начале или в конце добавили 0-элемент) Выполнимые команды могут храниться в памяти 320 и для выполнения могут быть загружены в процессор 310. Из области проектирования электрических схем и программного обеспечения известно, что функциональные возможности, которые могут быть реализованы путем загрузки выполняемого программного обеспечения в компьютер, могут быть реализованы аппаратно с помощью хорошо известных правил проектирования. Решения о реализации концепции с помощью программного обеспечения или с помощью аппаратного обеспечения зависят от соображений стабильности модели и количества вырабатываемых блоков, а не вопросов, касающихся перехода из области программного обеспечения в область аппаратного обеспечения. В общем, модель, которая часто подвергается изменениям, может быть предпочтительно реализовать программно, так как переделка аппаратной реализации дороже переделки программной модели. В общем, стабильную модель, которую будут производить в больших объемах, может быть предпочтительно реализовать аппаратно, например, с помощью специализированной интегральной схемы (ASIC), так как большое производство аппаратной реализации может быть дешевле программной реализации. Часто модель может быть разработана и протестирована в программной форме и затем преобразована, с помощью хорошо известных правил проектирования, в эквивалентную аппаратную реализацию с помощью специализированной интегральной схемы, в которой аппаратно реализуются команды программного обеспечения. Аналогично тому, как машина, управляемая новой ASIC, является специализированной машиной или устройством, компьютер, который запрограммирован и/или в него загружены выполнимые команды, можно рассматривать как специализированную машину или устройство.

Описанные варианты осуществления изобретения могут предоставлять возможность инициализировать блок FTU-R с целью самосинхронизации его устройства приема с битовым индексом OPS входящего устройства передачи до обучения FEQ. В результате самосинхронизация может позволить проводить быстрое обучение FEQ типа CDMA, даже при наличии сильного FEXT. Далее самосинхронизация также может позволить инициализируемому устройству передачи блока FTU-R синхронизировать исходящий битовый индекс OPS.

Обучение FEQ может использовать идею, аналогичную использованной в CDMA при беспроводной связи. Упрощенная математическая модель может быть записана следующей формулой:

где Н является матрицей канала, которая содержит прямой канал и один или более FEXT каналов, X является матрицей, представляющей множество переданных сигналов, которые являются ортогональными или псевдоортогональными сигналами в символе синхронизации. Z является матрицей, представляющей шумы, такие как аддитивный белый гауссовский шум (AWGN) (заметим, что те же принципы применимы к любому другому шаблону шумов), и Y является матрицей, представляющей множество принятых сигналов.

Для вычисления Н обе стороны равенства (1) можно умножить на матрицу, обратную для Н, как показано ниже:

где X^H является матрицей, сопряженной с X, а с является определителем X.

Матрица Н канала может содержать N×N элементов (N обозначает количество абонентских линий в группе с векторизацией) и элемент h_ii представляет прямой канал с индексом i строки и индексом i столбца. Коэффициенты FEQ могут быть вычислены как обращение прямого канала h_ii в матрице Н. Для вычисления h_ii, перепишем приведенное выше матричное равенство для диагональных элементов и получим следующее равенство:

где k представляет индекс гармоники от 1 до m, y_ik представляет элемент в строке i и столбце k матрицы Y, и представляет элемент в строке i и столбце k матрицы X^H.

можно рассматривать как сигнал, обратный для переданного сигнала и может быть использован как эталонный сигнал на приемном конце. состоит из нескольких частей, как показано в равенстве (при этом здесь опущены индексы):

Устройство генерирования псевдослучайной двоичной последовательности (PRBS) может сгенерировать случайное или псевдослучайное значение, например, в спектре или гармониках. PRBS может быть сброшена в начале каждого DMT символа и PRBS может быть известна на стороне приема. PRBS может указывать, что скремблер квадранта поворачивает созвездие каждой гармоники от исходной точки, например, имеющей значение «1+i» или «1-i», на основе двух битов PRBS.

В равенстве (4) содержимое PRBS может быть фиксированным значением и может быть известно на удаленной стороне приема, что справедливо в G.993.5. В других применимых DSL системах, таких как G.fast, содержимое PRBS может быть передано на сторону приема (например, FTU-R в DS случае) на этапе установления связи. Далее, в G.fast для разных блоков FTU-R могут быть использованы отдельные скремблеры. Также устройство генерирования PRBS может быть одинаковым для каждого блока FTU-R, но начальное состояние может быть различным для разных блоков FTU-R. Начальное состояние может быть передано в каждый блок FTU-R на этапе установления связи.

При подходе типа CDMA при обучении FEQ, с целью извлечения прямого канала, стороне приема, такой как блок FTU-R, может быть нужен точный битовый индекс или временной маркер OPS для текущего принятого сигнала. Когда определен битовый индекс или временной маркер, на стороне приема могут осуществить надлежащее сопоставление со своей эталонной тестовой последовательностью с целью получения прямого канала из принятого сигнала или сигналов и отклонить FEXT каналы. Это возможно, так как тестовая последовательность, переданная в каждое устройство приема, ортогональна тестовой последовательности, переданной в другие устройства приема. После извлечения прямого канала, на стороне приема могут инвертировать прямой канал с целью получения коэффициентов FEQ, тем самым завершить обучение FEQ.

Описанные здесь варианты осуществления изобретения могут позволить на стороне приема обнаружить (Z)-состояние нулевого уровня, на которое указывает один или более 0-элементов. Z-состояние может позволить стороне приема синхронизировать пилотную последовательность стороны передачи до обучения FEQ. Другими словами, аналогично обучению FEQ типа CDMA, в описанных вариантах осуществления изобретения можно найти или определить символ, или позицию во времени или битовый индекс OPS. Первый или последний символ синхронизации OPS используют как маркер. Маркер может содержать один или несколько символов молчания. Этот символ молчания могут не учитывать в общей длине OPS. Например, используют OPS длиной 16, а фактический период OPS равен 17.

На фиг. 4А показан пример обычной OPS 400, используемой в существующих xDSL системах. Здесь мы считаем, что OPS 400 принимает форму матрицы размера 4×4, соответствующей четырем портам группы четырех блоков FTU-R с векторизацией. Ясно, что описанные здесь OPS могут обладать любым подходящим количеством строк и столбцов. Заметим, что обычные OPS 400 состоят только из элементов +1 и -1, без 0-элементов. OPS 400 является матрицей Адамара (обозначена как W), в которой любая строка ортогональна любой другой строке; то есть внутреннее произведение любой строки на другую строку равно нулю. Хотя здесь в основном используется термин OPS, специалисту в рассматриваемой области ясно, что те же принципы применимы к псевдослучайной тестовой последовательности или более общей тестовой последовательности.

В OPS 400 (или любой другой описанной здесь OPS) каждая строка может быть использована для некоторого порта и каждый элемент или бит в рассматриваемом случае может модулировать символ синхронизации. Каждый столбец указывает на передачу символов синхронизации по различным портам в заданный момент времени. «+1» бит оставляет точки созвездия без изменения, а «-1» инвертирует и действительную и мнимую части точек созвездия для всех гармоник и наоборот. Другими словами, «+1» бит может инвертировать как действительную, так и мнимую части точек созвездия, а «-1» бит может оставлять точки созвездия без изменения. OPS 400 могут периодически передавать с помощью символов синхронизации. Следовательно, как показано на фиг. 4В, OPS матрицу 400 можно наблюдать как повторяющуюся вправо с течением времени, и она формирует со временем множество OPS матриц. Ясно, что элемент тестовой последовательности можно рассматривать как модуляцию DMT символа с помощью фиксированных точек созвездия для каждой поднесущей, где каждая поднесущая DMT символа повернута с учетом выходного значения скремблера, элемент тестовой последовательности можно эквивалентно рассматривать как сопоставление с точкой созвездия. Например, элемент -1 может быть сопоставлен с точкой 1+i созвездия, а элемент +1 может быть сопоставлен с точкой -1-i созвездия, а 0-элемент может быть сопоставлен с точкой 0+0i созвездия (другими словами, представленный маскированной поднесущей или поднесущей с коэффициентом усиления, равным нулю) для всех поднесущих. Далее скремблер может работать по поднесущим для придания случайности созвездиям. Эти два подхода эквивалентны и в DSL стандартах могут применять любой подход (например, в G.fast могут применять второй подход).

В отличие от обычной OPS 400, показанной на 4А, на фиг. 4С показан пример описанной здесь OPS 440, которая совпадает с OPS 400 за исключением добавления в начале дополнительного столбца 0-элементов, предназначенного для указания на начало OPS 440. В реализации столбец 0-элементов указывает, что все порты всех блоков FTU-R могут не передавать сигналы или передавать сигналы нулевой амплитуды (что определено 0-элементом) в этот момент времени или в этой позиции символа. Нулевая амплитуда в группе абонентских линий с векторизацией может быть обнаружена на стороне приема без FEQ. Когда на стороне приема обнаруживают 0-элемент, на стороне приема могут синхронизироваться с временным периодом, например, когда 0-элемент маркирует начало или конец эталонной тестовой последовательности. На стороне приема известно содержимое эталонной тестовой последовательности, которое может быть заранее сохранено на стороне приема или которое может быть передано со стороны передачи на сторону приема во время более ранней фазы инициализации, такой как фаза установления связи. С