用于测试矢量化系统的部件的方法和被配置为执行所述方法的线路终端设备

摘要

本发明涉及用于测试诸如执行串扰消除的DSLAM的矢量化系统的部件的方法和装置。本发明基于如下见解：诸如DSLAM之类的特别是串扰消除器的线路终端设备可以用于模拟多线路网络。在线路终端设备和附接的网络终端设备之间通过作为多线路模拟器的串扰消除器交换信号。使用指示信号的所接收的版本中的误差分量的信息来评估矢量化系统的操作。

说明书

技术领域

本发明涉及诸如用于应用矢量的数字用户线接入复用器 (DSLAM)之类的线性终端设备。特别是，本发明涉及测试包括这 样的线路终端设备的矢量化系统的某些功能的方法。测试可以针对 DSLAM、用户端设备(customer premises equipment，CPE)或这样 的DSLAM和这样的CPS之间的互操作等。

背景技术

已经开发出了电子有线线路模拟器来使得能够在无需采用“电 缆农场”(cable farm，即可以通过它来测试传输能力的各种不同类 型和长度的电缆的大的集合)的情况下测试有线线路传输设备。已 知的有线线路模拟器合成用于表示对施加给它的信号的特定衰减和 相位失真的电路。通过这种方式，已知的有线线路模拟器充分地模 拟单根线缆，线缆的模拟的长度和类型可以在预定范围内变化。已 知的有线线路模拟器并不能够对多个线路之间的串扰进行模拟。

现代的数字用户线路设备(特别是ADSL和VDSL设备)具有 执行“矢量化”的能力，即使用串扰消除器协调在不同线路上传输 的信号，使得通过由串扰消除器增加到每个原始信号的信号分量来 基本消除不同线路之间的串扰。为了充分和有效地测试包括具有矢 量化能力的数字用户线接入复用器(DSLAM)的系统，需要线路模 拟器的等同物具有模拟多个双向耦合的线路的能力。

发明内容

本发明的一个目的在于克服已知的线路模拟器的上述缺陷。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于测试矢量化系统的部 件的方法，所述矢量化系统包括具有串扰消除器的线路终端设备和 附接到所述线路终端设备的网络终端设备，所述方法包括：利用表 示模拟网络的第一串扰消除器参数集合来配置所述串扰消除器；在 所述线路终端设备和所述网络终端设备之间交换第一信号，所述第 一信号被所述串扰消除器编码；在所述线路终端设备处获取指示所 述第一信号的所接收到的版本中的误差分量的信息；以及使用所述 信息来评估所述模拟网络中的所述部件的操作。

本发明的方法的一个优势在于，能够在不使用额外的设备的情 况下(即通过使用线路终端设备自身作为完全在数字域中进行操作 的有线线路模拟器)来提供耦合的多线路有线线路模拟器的功能。 在本申请中使用的术语“线路终端设备”和“线路终端装置”应被 理解为是指DSLAM，无论其是否为独立的、安装于机架的、安装于 机柜的或任何其他配置，或者这样的DSLAM的线路卡或公共控制 的线路卡的集合均是如此。当使用术语“DSLAM”时，除非另有说 明，否则其不失一般性。

可以通过利用表示具有特定程度的互串扰耦合(并且可选地， 特定的衰减和/或相位失真特性)的一组线路的参数集合来对串扰消 除器进行初始编程来有益地实现该目标。由线路终端设备发送(或 接收)的任何信号将通过串扰消除器，经历与在如果信号真的通过 对应的有线线路网络将观察到的变形相同的变形。通过分析编码信 号的所接收的版本中的误差分量，可以确定诸如DSLAM(更具体而 言其串扰消除器)之类的系统组件、或CPE、或包括DSLAM和CPE 的整个体统的矢量化功能是都操作正确。

在本发明的方法的一个实施例中，所述使用所述信息包括：在 所述线路终端设备处根据所述信息确定第二串扰消除器参数集合； 以及验证所述第二串扰消除器参数集合是否基本上消除了所述第一 串扰消除器参数集合。

如果DSLAM、CPE或整个系统的矢量化功能正确操作，则验证 步骤将表示所计算出的串扰消除器参数能够消除由第一参数集合人 为引入的串扰。该第二步骤可以被额外地进行原样测试。

在本发明的方法的一个实施例中，所述验证包括从所述线路终 端设备获取所述第二串扰消除器参数集合，并且断定所述第二串扰 消除器参数集合是否基本上是所述第一串扰消除器参数集合的逆矩 阵。

本实施例的一个优势在于，可以在执行了大量的测试之后离线 地执行所述验证步骤。

在本发明的方法的一个实施例中，所述验证包括：根据所述第 一串扰消除器参数集合和所述第二串扰消除器参数集合，计算所述 第三串扰消除器参数集合；利用所述第三串扰消除器参数集合重新 配置所述串扰消除器；在所述线路终端设备和所述网络终端设备之 间交换第二信号，所述第二信号被所述串扰消除器编码；以及检测 所述编码的第二信号的误差分量。

本实施例的一个优势在于，可以通过使用适当的标准化的用户 端设备终结正在测试中的线路，来执行验证。这样的用户端设备通 常能够测量由DSLAM发送的导频信号中的误差分量来配置矢量化 控制实体。这样的用户端设备通常还能够估计由DSLAM发送的信 号的信噪比。

在本发明的方法的一个实施例中，所述串扰消除器包括预编码 器，所述交换所述第一信号包括从所述线路终端设备向所述网络终 端设备发送所述第一信号，并且由所述网络终端设备确定所述误差 分量。

本实施例实现了在下行信道中使用的本发明的方法。

在本发明的方法的一个实施例中，所述串扰消除器包括后编码 器，所述交换所述第二信号包括从所述网络终端设备向所述线路终 端设备发送所述第一信号，并且由所述线路终端设备确定所述误差 分量。

本实施例实现了在上行信道中使用的本发明的方法。

在本发明的方法的一个实施例中，所述线路终端设备具有用于 执行所述配置的管理接口。在特定的实施例中，所述管理接口适用 于接收指令以从一组预先存储的串扰消除器参数集合中选择所述第 一串扰消除器参数集合。在特定的实施例中，所述管理接口适用于 接收指令，所述指令指明构成所述第一串扰消除器参数集合的衰减 和串扰耦合系数。

本实施例的一个优势在于，可以利用通过不同的串扰消除器参 数集合表示的各种模拟耦合的有线线路网络来执行本发明的测试过 程。

根据本发明的另一方面，提供了一种适合于测试矢量化系统的 部件的线路终端装置，所述线路终端装置可连接到网络终端设备并 包括串扰消除器，所述串扰消除器适用于被配置有表示模拟网络的 第一串扰消除器参数集合，其中所述线路终端设备被配置为：与所 述线路终端设备交换第一信号，所述第一信号被所述串扰消除器编 码；获取指示所述第一信号的所接收到的版本中的误差分量的信息； 以及使用所述信息来评估所述模拟网络中的所述部件的操作。

在一个实施例中，本发明的线路终端装置被配置为根据所述信 息确定第二串扰消除器参数集合，并验证所述第二串扰消除器参数 集合是否基本上消除了所述第一串扰消除器参数集合。

在一个实施例中，本发明的线路终端装置被配置为断定所述第 二串扰消除器参数集合是否基本上是所述第一串扰消除器参数集合 的逆矩阵。

在本发明的线路终端装置的一个实施例中，所述串扰消除器还 适合于被重新配置有第三串扰消除器参数集合，所述线路终端装置 还被配置为：根据所述第一串扰消除器参数集合和所述第二串扰消 除器参数集合来计算所述第三串扰消除器参数集合；利用所述第三 串扰消除器参数集合重新配置所述串扰消除器；与所述线路终端设 备交换第二信号，所述第二信号被所述串扰消除器编码；以及获取 所述编码的第二信号的检测到的误差分量。

在本发明的线路终端装置的一个实施例中，所述串扰消除器包 括预编码器，其中所述线路终端设备被配置为通过将所述第一信号 发送到所述网络终端设备来交换所述第一信号，并且被配置为从所 述网络终端设备获取所述信息。

在本发明的线路终端装置的一个实施例中，所述串扰消除器包 括后编码器，其中所述线路终端设备被配置为通过从所述网络终端 设备接收所述第一信号来交换所述第一信号，并且被配置为通过分 析所述第一信号的所接收到的版本来获取所述信息。

在一个实施例中，本发明的线路终端装置还包括管理接口，所 述管理接口适用于接收指令以从一组预先存储的串扰消除器参数集 合中选择所述第一串扰消除器参数集合。

在一个实施例中，本发明的线路终端装置还包括管理接口，所 述管理接口适用于接收指令，所述指令指明构成所述第一串扰消除 器参数集合的衰减和串扰耦合系数。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于具有串扰消除器的一 个线路终端设备的处理器的程序，所述程序包括用于执行上述方法 的指令。

根据本发明的线路终端装置和程序及它们的各个实施例的优势 等同于以上针对对应方法描述的优势。

附图说明

现在通过示意性的示例并参考附图来描述根据本发明实施例的 装置和/或方法的一些实施例，在附图中：

图1示意性地说明了根据本发明的线路终端装置；

图2呈现了根据本发明的方法的实施例的流程图；以及

图3呈现了根据本发明的方法的另一实施例的流程图。

具体实施方式

在本申请中，用于消除所发送的(从DSLAM到用户侧的)下行 信号中的串扰的预编码器和用于消除所接收的(从用户侧到DSLAM 的)上行信号中的串扰的后编码器被统称为串扰消除器。其中，在 以下的描述中，不失一般性地对“预编码器”和“后编码器”进行 了说明，并且除非另有明确的说明，否则这些说明类似地应用于相 应的对应体。此外，“交换”信号意在表示相应地“接收”或“发 送”信号。

在具有矢量化化功能的DSLAM中，矢量化控制实体(VCE)和 预编码器在本质上是多线路系统。测试VCE和预编码器的功能需要 在多个线路之间存在串扰。这无法通过已知的有线线路模拟器来执 行，即便是多线路模拟器也不行，这是因为它们提供了衰减，但并 没有专门地引入线路之间的串扰。因此矢量化功能的测试过程需要 线缆池，并且如果需要多个线路长度和量规等，则需要整个电缆农 场。这样的实际电缆提出了测试重复性的问题：在零售商的前提下 执行的测试可能产生与在客户的电缆农场处执行的测试不同的结 果。此外，为了能够实现无需现场测试，从该重复中得出重要的信 任测量。

本发明尤其基于认知：在数字域中提供多个耦合线路的模拟是 有益的。还基于如下认知：在每个矢量化系统中可用的预编码器能 够有益地用作串扰模拟器。

要被测试的矢量化功能之一是串扰估计算法(在VCE中运行)。 可用通过设置预编码器系数以在线路之间引入一定量的串扰来对此 进行测试。可以(基于统计)随机选择或预先定义(例如在可应用 的标准中定义的串扰信道矩阵)这些系数。而且，直接信道系数可 以被设置来模拟衰减，或者能够利用已知的单线路模拟器来执行衰 减。

通过确保串扰估计算法不知道这些系数，算法的功能可以通过 使其估计模拟的信道(即所设置的系数)来测试。从系数推导出的 是VCE的算法的准确性的测量。

在一般的串扰消除模式中，VCE将所计算出的系数写入到预编 码器的存储器中。这将破坏根据本发明的VCE的“线路模拟”属性。 因此，在本发明的方法中，所计算出的系数必须被独立地读出和评 估，而无需移动到矢量化功能的操作阶段，或者VCE必须被命令来 将累积的系数写入到预编码器中，包括模拟系数的集合和所计算出 的系数的集合的组合的效果。

在利用这些累积的系数操作预编码器的同时从DSLAM发送的 信号的的信噪比或者误差分量是可以用于评估VCE的算法的准确性 的度量。具体而言，高信噪比或小误差分量表示操作良好的VCE。 相反，低信噪比或大误差分量表示未操作良好的VCE。当评估信噪 比或误差分量时，适当考虑将DSLAM连接到网络终端设备的电缆 和/或线路模拟器的贡献。

不失一般性地以下行为例，在实际电缆上，所接收的信号y的 矢量可以被写为：

y＝Hx+u     (1)

其中，x是所发送的信号的矢量，H是实际电缆的信道矩阵。对角元 素表示直接信道(衰减和相位旋转)而非对角分量表示串扰值(再 一次地，幅度和相位)。在矢量化的系统中，在DSLAM中引入预 编码器，其对信号X进行预失真，使得所接收的信号的矢量显现为 未失真(除了外部噪声u之外)：

y＝HPx+u＝x+u。

多线路模拟器的目标是用模拟信道矩阵Hsim替换实际电缆H。 本发明通过设置预编码器系数：P＝Hsim来在DSLAM内模拟H， 其中Hsim是为测试矢量化功能所引入的随机或固定矩阵并且包括 非对角元素，并且可以包括幅度小于1的对角元素。在进一步的阶 段中，所计算出的预编码器系数P’被“加到”预编码器，其中该增 加可以是矩阵乘法，或者在正确的逼近条件下，矩阵增加如下表示：

y＝Px+u＝(Hsim+P’)x+u      (2)

可以根据本发明的方法测试的功能是VCE估计Hsim的能力， 可以通过其(Hsim+P’)逼近1的程度来观察Hsim。类似地，可以 测试加入和离开事件以及追踪。

图1示意性地说明了DSLAM 100，DSLAM 100包括由表示四个 数字用户线路的四个数字信号处理器101-104馈送的预编码器110。 四个网络终端设备(优选地是用户端设备131-134)通过优选地具有 极低衰减的线路附接到DSLAM 100的端口。可选地，可以在DSLAM  100和每个用户端设备131-134之间设置有线线路模拟器。应当注意， 为了附图的清晰起见，用户线路和DSLAM端口的数量被任意选择 为4，这不应当被视为对本发明施加了限制。

DSLAM 100还呈现了管理站120所附接到的管理接口。在图1 的设置中，以下行矢量化模式操作，预编码器110从每个数字信号 处理器101-104按照特定的星座顺序接收信号，并且通过将各个信号 中的每个的伸缩的分量增加到每个其他信号来混合这些信号，随后 通过DSLAM 100的端口发送矢量化的信号。

应当理解的是，在已知的DSLAM中，预编码器110将在基本上 不在各个信号之间引入混合的模式下开始，并将随后评估由用户端 设备131-134报告的误差分量，以估计有线线路网络的串扰特性，并 更新预编码器的系数以使得接收端处的察觉到的串扰最小化。在已 知的矢量化DSLAM的操作中，该过程的进行无需管理代理的干涉。 在本发明的DSLAM的实施例中，管理站120用于利用预定的模拟 参数对预编码器110进行编程，并且采取必要的步骤来读出根据模 拟设置得到的所计算出的预编码器系数，或继续到修改后的矢量化 模式中，利用从原始模拟集合和所计算出的集合二者得到的预编码 器系数的组合集合来对预编码器进行重新编程。可以根据上述方法 执行测试过程。

应当被理解的是，图1中的DSLAM 100可以额外或附加地包括 后编码器，用于执行上行路径中的串扰消除。所得到的DSLAM呈 现与之前描述的相同的结构，并且可以通过相同的图1来阐明。 DSLAM 100包括后编码器110，馈送到表示四个数字用户线路的四 个数字信号处理器101-104中。四个网络终端设备(优选为用户端设 备131-134)通过优选地具有极低衰减的线路附接到DSLAM 100的 端口。可选地，可以在DSLAM 100和每个用户端设备131-134之间 设置有线线路模拟器。

在图1的设置中，以上行矢量化模式操作，预解码器110从用 户端设备131-134所附接到的每个用户线路中按照特定的星座顺序 接收信号，并且通过将各个信号中的每一个的伸缩的分量增加到每 个其他信号来使得这些信号不混合，随后将矢量化的信号提供给数 字信号处理器101-104。DSLAM 100能够确定从后编码器110接收 的信号中的误差分量。

图2提供了本发明的方法的实施例的流程图。在第一步骤210 中，利用第一参数集合来配置预编码器110，其表示在各个线路之间 具有串扰耦合的特定多线路网络。将预编码器系数作为矩阵来考虑， 通过矩阵的非对角线位置中的非零值来表示线路之间的这样的耦 合。显然，可以选择矩阵的各个系数的值，从而也表示特定量的衰 减和/或相位失真。

优选由管理代理120经由适当的管理接口来进行预编码器110 的配置。由于要在标准化测试中使用的预编码器的系数通常与在测 试标准中公布的那些系数相同，因此提供允许针对待执行的测试来 选择预编码器系数的给定预编程的集合的管理接口是有益的。替代 地或者额外地，管理接口可以允许输入实际的预编码器系数值，以 允许额外的测试，特别是定制的测试，以应对特定的操作情况。通 常，管理接口也允许选择将运行测试的DSLAM 100的线路。

接下来将允许DSLAM 100的VCE来执行其算法以估计串扰信 道，并计算将所估计出的串扰消除到最佳可能程度的适当的预编码 器系数。为了执行这些功能，在步骤220中，VCE将首先使得DSLAM 200通过预编码器发送第一信号到所附接的网络终端设备131-134。 所附接的网络终端设备131-134可以有益地为标准的用户端设备，所 述用户端设备能够确定所接收到的信号(特别是导频信号)中的误 差分量。用户端设备131-134还能够估计所接收的信号的信噪比。在 测量了该误差分量之后，用户端设备在步骤230中通常利用专用的 管理消息向DSLAM 100告知其测量结果。这样从不同的各个线路上 的不同的各个用户端设备131-134接收的误差分量将允许VCE估计 串扰信道。基于该信息，在步骤240中，VCE将计算第二预编码器 参数集合，其是将用于消除由第一集合模拟的网络中的串扰的集合。

为了评估整个矢量化系统的质量或者诸如VCE算法之类的子功 能，现在需要确定第二预编码器参数集合的充分性。这可以通过经 由适当的管理接口从DSLAM 100中读出所计算出的预编码器参数、 并将它们与用于模拟的第一预编码器参数集合进行比较来实现。具 体而言，应当进行比较以表明所计算出的集合是否将充分地消除由 模拟集合表示的串扰。就矩阵而言，第一预编码器系数集合的矩阵 和第二预编码器系数集合的矩阵应当基本上互逆，即它们相乘之后 应当产生单位矩阵。在预编码器和CPE之间的(例如通过电缆的) 路径中的无意识的串扰将确定矩阵乘法产生单位矩阵的程度。

本领域技术人员将认识到，可以使用各种度量来对所计算出的 参数集合偏离能够实现最优的串扰消除的矩阵的量进行量化。

作为从DSLAM 100提取所计算出的参数集合并对其进行比较的 替代，使用作为第一系数集合和第二系数集合的组合的预编码器参 数集合来使得DSLAM 100在常规矢量化模式中进行操作是有益的。 当预编码器110使用这种第三系数集合进行操作时，其立即有效地 用作多线路有线线路模拟器和用作串扰消除引擎。在理想的情况下， 由DSLAM 100通过预编码器110发送的所得到的信号应当是完全无 串扰的。

可以通过在步骤270中将第二信号从DSLAM 100发送到所附接 的网路终端设备131-134、并通过在步骤280中确定在网络终端设备 131-134处接收的信号中的误差分量，来评估预编码器接近该理想情 况的程度。可以通过将步骤270-280中的线路的性能度量与其他线路 都不活动并且因此不存在串扰时的该线路的性能度量进行比较来对 预编码器接近理想情况的程度进行量化。

如在上文中所示，标准的用户端设备可以用于终结网络，其具 有如下优势：该设备的检测误差分量的能力或估计信噪比的能力可 以用于评估编码后的信号的质量。可以理解，在用户端设备处接收 的具有非常小的误差分量或对应的高信噪比的信号将指示预编码引 擎操作良好，而在用户端设备处接收的具有大误差分量或对应的低 信噪比的信号将表示矢量化引擎操作较差。

因此，本发明的方法提供了以部分自测试模式使用DSLAM的方 式，以确定该DSLAM中的矢量化功能的适当操作。

替代地或者额外地，上述方法可以用于测试标准用户端设备的 功能或者标准用户端设备与DSLAM的互操作性。与功能测试分离 地，上述方法还可以用于性能测试。

上述方法还可以用于测试向上行信号施加的矢量化算法。图3 提供了向上行信号施加的根据本发明的方法的实施例的流程图。以 与向下行信号施加的矢量化类似的方式来执行该方法；图2的上下 文中描述的具体细节可以应用于图3的方法，在此不再赘述。

在步骤310中，利用第一后编码器参数集合来对后编码器110 进行初始编程，所述第一后编码器参数集合表示具有特定量的串扰 的网络拓扑。在步骤320，从网络终端设备131-134向DSLAM 100 发送第一信号(优选为导频信号)集合。在步骤S330中，在DSLAM 处确定误差分量信息，并且在步骤S340中基于该信息来计算第二后 编码器参数集合。在步骤350中，可以如先前描述的那样评估计算 出的第二后编码器参数集合，或者可以通过基于第一和第二集合计 算第三预编码器参数集合来将其合并到后编码器110中。随后利用 该第三参数集合对后编码器110进行重新配置。在步骤370中，从 网络终端设备131-134向DSLAM 100发送第二信号(优选为导频信 号)集合。基于已经通过后编码器110的第二信号集合的所接收到 的版本，能够判断后编码器操作的质量。具体而言，在步骤380中， 将第二信号集合的接收到的版本与这些信号的预期或原始版本进行 比较。该比较可以包括确定误差分量或信噪比。

本发明的实施例涉及诸如DSLAM、线路终端卡或线路终端卡的 集合之类的被配置为执行上述方法的相关步骤的线路终端装置。

本领域技术人员将认识到，可以通过编程的计算机来执行上述 各个方法的步骤。在本文中，一些实施例也意在涵盖程序存储器件 (例如数字数据存储介质)，所述程序存储器件是机器或计算机可 读的，并且对机器可执行或计算机可执行的程序指令进行编码，其 中所述指令执行上述方法中的一些或全部步骤。程序存储器件例如 可以是数字存储器、诸如磁盘和磁带之类的磁存储介质、硬盘或者 光学可读的数字数据存储介质。实施例还意在涵盖被编程来执行上 述方法的所述步骤的计算机。