用于激活和解除激活通信路径的方法和系统

摘要

至少一个示例实施例公开了一种初始化系统中的多个通信路径的方法。该方法包括从存储介质中获得第一矩阵，该第一矩阵包括该系统的与多个通信路径的子集相关联的至少一个信道子矩阵，获得哪些通信路径要变得活跃的指示，以及在获得该指示之后，基于至少一个信道子矩阵和活跃补偿系数来确定新的补偿系数，活跃补偿系数用于补偿在活跃通信路径的数目改变之前在活跃通信路径之间的串音。

说明书

背景技术

数字订户线路(DSL)在容量方面的性能取决于诸如衰减和噪声环境之类的多个因 素。DSL传输系统的性能受串音干扰的影响，该串音干扰是从一个双绞线到具有相同捆束的 另一个双绞线以及(在较小程度上的话)到相邻捆束中的双绞线的串音干扰。

因此，串音干扰可能影响跨多个双绞线的数据速率。

例如，彼此紧挨着并列的两个通信线路、诸如两个VDSL2线路在彼此中引起信号。 由于从通信线路周围的其他源所引起的串音和噪声，在这些线路上传输的数据可能受到串 音和噪声的干扰或者损坏。通过减少在通信线路上引起的串音或者补偿在通信线路上引起 的串音，可以减少受损坏的数据的数量并且增加信息能够可靠通信的速率。

每个通信线路是可能的干扰者，其引起一个或多个受害者线路中的串音。此外，在 当今的系统中，活跃通信线路的数目可以变化。因此，所引起的串音随着活跃通信线路的数 目变化而变化。

通过在所有线路上从传输测试信号，可能确定出每个干扰者线路对受害者线路的 影响。测试信号的特征可以在于：功率被分配到一个或多个信号音或者频率。例如，可以在 小的频率范围上使用特定功率水平来传输测试信号。受害者线路可以注意到在该频率范围 中的这个功率并且能够确定该功率的幅度。在特定线路上引起的串音的影响的幅度是良好 参考，用于确定特定串音干扰者对该受害者者干扰有多强或者哪些频率或信号音易受某些 串音干扰者对该受害者者的串音的影响。

预编码(也被称为预补偿)技术基于传输被添加到数据信号的附加信号，该附加信 号用于补偿在受害者线路上来自外部源的串音。因此，取代通过以恰当方式配置通信线路 来减少串音的影响或者避免串音影响，预编码可以被用于补偿通信信道上的串音的影响。 预编码技术基于串音信道信息，该串音信道信息包括幅度信息和相位信息两者。这样的信 息能够通过处理诸如限幅器(slicer)误差或者信噪比(SNR)之类的测量来获得。

这样的用于预编码的测量的具体示例是导频序列和误差反馈的使用。G.vector中 的导频序列的使用被描述在“Self-FEXTcancellation(vectoring)forusewith VDSL2transceivers,”SeriesG:TransmissionSystemsandMedia,DigitalSystems andNetworks,ITUG.993.5,April2010中，其整体内容通过引用而被结合。

向量化的DSL会话的初始化通常使用估计过程来估计正在激活的线路与已经活跃 的线路之间的串音信道耦合。

发明内容

示例实施例涉及用于激活和解除激活通信路径的方法和系统。例如，示例实施例 公开了用于激活和解除激活DSL线路的方法和系统。

在至少一个示例实施例中，存储历史信道矩阵而不是历史预编码器，因为信道矩 阵不依赖于活跃线路的集合。因为存储了历史信道矩阵，减少了在活跃线路的数目改变时 用于确定预编码器系数的计算的数量。

来自历史信道矩阵的信息可以与活跃预编码器中的信息结合来获得新的预编码 器系数而不需要估计并且不需要明确的矩阵倒转。历史信道矩阵可以基于在活跃预编码器 中包含的信息来更新。

可以维持与非活跃线路对应的信道系数以及与活跃线路对应的预编码器系数。所 有系数可以被存储在单个阵列中，该阵列具有与在所有线路均活跃时的预编码器矩阵相同 的尺寸。

至少一个示例实施例公开了一种初始化系统中的多个通信路径的方法。该方法包 括从存储介质中获得第一矩阵，该第一矩阵包括该系统的与多个通信路径的子集相关联的 至少一个信道子矩阵，获得哪些通信路径要变得活跃的指示，以及在获得该指示之后，基于 至少一个信道子矩阵和活跃补偿系数来确定新的补偿系数，活跃补偿系数用于补偿在活跃 通信路径的数目改变之前在活跃通信路径之间的串音。

在一个示例实施例中，至少一个信道子矩阵包括与在获得之前是非活跃的通信路 径对应的信道系数。

在一个示例实施例中，第一矩阵进一步包括补偿子矩阵，补偿子矩阵包括活跃补 偿系数。

在一个示例实施例中，第一矩阵仅包括补偿子矩阵和信道子矩阵，补偿子矩阵具 有与在获得之前的活跃通信路径的子集相关联的行和列，信道子矩阵具有与在获得之前的 非活跃通信路径的子集相关联的行和/或列。

在一个示例实施例中，活跃补偿系数对应于活跃通信路径。

在一个示例实施例中，该方法进一步包括更新至少一个信道子矩阵。

在一个示例实施例中，该方法进一步包括：如果活跃通信路径的数目改变，在确定 之前获得第二矩阵，该第二矩阵包括补偿子矩阵，补偿子矩阵包括活跃补偿系数。

在一个示例实施例中，第一矩阵包括与多个通信路径的子集相关联的多个信道子 矩阵。

在一个示例实施例中，该方法进一步包括：当该系统中的活跃通信路径的数目改 变时，维持第一矩阵。

在一个示例实施例中，该方法进一步包括：使用新的补偿系数来传输数据。

至少一个示例实施例公开了一种将系统中的多个通信路径解除激活的方法。该方 法包括：从存储介质中获得第一矩阵，第一矩阵包括与该系统中的活跃通信路径的至少第 一子集和第二子集相关联的活跃补偿子矩阵，活跃补偿子矩阵表示用于补偿该系统中的串 音的补偿系数；获得哪些通信路径要变得非活跃的指示；以及在获得该指示之后，基于活跃 补偿子矩阵来确定新的补偿系数和该系统的多个信道子矩阵。

在一个示例实施例中，该方法进一步包括将通信路径的第二子集解除激活。

在一个示例实施例中，该确定包括将新的补偿系数和多个信道子矩阵确定为：

Ω_RR’≈Ω_RR–Ω_RD(1+Ω_DD)^-1Ω_DR

G_DD,stor＝(I+Ω_DD-Ω_DR(I+Ω_RR)^-1Ω_RD)^-1-I

G_DR,stor＝-(I+Ω_DD)^-1Ω_DR(I+Ω_RR-Ω_RD(I+Ω_DD)^-1Ω_DR)^-1

G_RD,stor＝-(I+Ω_RR)^-1Ω_RD(I+Ω_DD–Ω_DR(I+Ω_RR)^-1Ω_RD)^-1

其中R是第一子集，并且D是第二子集，G_DD,stor、G_DR,stor和G_RD,stor是所存储的信道子 矩阵的估计，Ω_RR、Ω_RD、Ω_DR、Ω_DD是活跃补偿子矩阵，Ω_RR’是包括新的补偿系数的新的补偿 子矩阵，并且I是单位矩阵。

在一个示例实施例中，该确定包括将新的补偿系数和多个信道子矩阵确定为：

Ω_RR’＝Ω_RR–Ω_RD(I-Ω_DD)Ω_DR

G_DD,stor＝-Ω_DD+Ω_DR(I-Ω_RR)Ω_RD

G_DR,stor＝-(I-Ω_DD)Ω_DR(I-Ω_RR+Ω_RD(I-Ω_DD)Ω_DR)

G_RD,stor＝-(I-Ω_RR)Ω_RD(I-Ω_DD+Ω_DR(I-Ω_RR)Ω_RD)

其中R是第一子集并且D是第二子集，G_DD,stor、G_DR,stor和G_RD,stor是所存储的信道子矩 阵的估计，Ω_RR、Ω_RD、Ω_DR、Ω_DD是活跃补偿子矩阵，Ω_RR’是包括新的补偿系数的新的补偿子 矩阵，并且I是单位矩阵。

在一个示例实施例中，该方法进一步包括使用新的补偿系数来传输数据。

至少一个示例实施例公开了一种具有多个通信路径的系统。该系统包括存储器， 被配置为存储第一矩阵，该第一矩阵包括该系统的与多个通信路径的子集相关联的至少一 个信道子矩阵；以及处理器，该处理器被配置为获得哪些通信路径要变得活跃的指示、并且 在获得该指示之后，基于所存储的至少一个信道子矩阵和活跃补偿系数来确定新的补偿系 数，活跃补偿系数用于补偿在活跃通信路径的数目改变之前在活跃通信路径之间的串音。

在一个示例实施例中，至少一个信道子矩阵包括具有与在获得指示之前的非活跃 通信路径对应的行和/或列的信道系数。

在一个示例实施例中，第一矩阵进一步包括补偿子矩阵，补偿子矩阵包括活跃补 偿系数。

在一个示例实施例中，第一矩阵仅包括补偿子矩阵和信道子矩阵，补偿子矩阵具 有与在获得之前的活跃通信路径的子集相关联的行和列，信道子矩阵具有与在获得之前的 非活跃通信路径的子集相关联的行和/或列。

在一个示例实施例中，活跃补偿系数对应于活跃通信路径。

在一个示例实施例中，处理器被配置为更新至少一个信道子矩阵。

在一个示例实施例中，存储器被配置为存储第二矩阵，第二矩阵包括补偿子矩阵， 补偿子矩阵包括活跃补偿系数。

在一个示例实施例中，第一矩阵包括与多个通信路径的子集相关联的多个信道子 矩阵。

在一个示例实施例中，存储器被配置为当该系统中的活跃通信路径的数目改变 时，维持第一矩阵。

至少一个示例实施例公开了一种具有多个通信路径的系统。该系统包括存储器， 被配置为存储第一矩阵，第一矩阵包括与该系统中的活跃通信路径的至少第一子集和第二 子集相关联的活跃补偿子矩阵，活跃补偿子矩阵表示用于补偿该系统中的串音的补偿系 数；以及处理器，被配置为获得哪些通信路径要变得非活跃的指示、并且在获得指示之后基 于所存储的活跃补偿子矩阵来确定新的补偿系数和该系统的多个信道子矩阵。

在一个示例实施例中，处理器被配置为将通信路径的第二子集解除激活。

在一个示例实施例中，处理器被配置为将新的补偿系数和多个信道子矩阵确定 为：

Ω_RR’≈Ω_RR–Ω_RD(1+Ω_DD)^-1Ω_DR

G_DD,stor＝(I+Ω_DD-Ω_DR(I+Ω_RR)^-1Ω_RD)^-1-I

G_DR,stor＝-(I+Ω_DD)^-1Ω_DR(I+Ω_RR-Ω_RD(I+Ω_DD)^-1Ω_DR)^-1

G_RD,stor＝-(I+Ω_RR)^-1Ω_RD(I+Ω_DD–Ω_DR(I+Ω_RR)^-1Ω_RD)^-1

其中R是第一子集并且D是第二子集，G_DD,stor、G_DR,stor和G_RD,stor是所存储的信道子矩 阵的估计，Ω_RR、Ω_RD、Ω_DR、Ω_DD是活跃补偿子矩阵，Ω_RR’是包括新的补偿系数的新的补偿子 矩阵，并且I是单位矩阵。

在一个示例实施例中，处理器被配置为将新的补偿系数和多个信道子矩阵确定 为：

Ω_RR’＝Ω_RR–Ω_RD(I-Ω_DD)Ω_DR

G_DD,stor＝-Ω_DD+Ω_DR(I-Ω_RR)Ω_RD

G_DR,stor＝-(I-Ω_DD)Ω_DR(I-Ω_RR+Ω_RD(I-Ω_DD)Ω_DR)

G_RD,stor＝-(I-Ω_RR)Ω_RD(I-Ω_DD+Ω_DR(I-Ω_RR)Ω_RD)

其中R是第一子集并且D是第二子集，G_DD,stor、G_DR,stor和G_RD,stor是所存储的信道子矩 阵的估计，Ω_RR、Ω_RD、Ω_DR、Ω_DD是活跃补偿子矩阵，Ω_RR’是包括新的补偿系数的新的补偿子 矩阵，并且I是单位矩阵。

附图说明

根据以下具体实施方式结合所附附图，将更清楚地理解示例实施例。图1-9代表了 本文中所描述的非限制性示例实施例。

图1图示了常规DSL系统；

图2图示了用于向量化(串音消除)的系统；

图3图示了根据一个示例实施例的图2中包括预编码器(precoder)的控制器；

图4图示了根据一个示例实施例的初始化系统中的通信路径的子集的方法；

图5A-5B图示了确定新的补偿系数的示例实施例；

图6A-6B图示了确定新的补偿系数的示例实施例；

图7图示了根据一个示例实施例的将系统中的通信路径的子集解除激活的方法；

图8图示了根据一个示例实施例的图2中包括后编码器(postcoder)的控制器；以 及

图9图示了根据一个示例实施例的确定后编码器系数的方法。

具体实施方式

现在将参照其中图示了一些示例实施例的附图来更完全地描述各个示例实施例。

因此，尽管示例实施例能够具有各种修改和备选形式，实施例在附图中以示例方 式被示出并且将在本文中被详细描述。然而，应当理解的是，并非旨在于将示例实施例限制 为所公开的具体形式，而是相反，示例实施例要涵盖落入在权利要求的范围内的所有修改、 等同和备选。相似符号贯穿对附图的描述均指代相似元素。

将理解的是，尽管在本文中使用了术语第一、第二等来描述各种元素，这些元素不 应当受这些术语限制。这些术语仅用于在元素之间进行区别。例如，第一元素可以被称为第 二元素，并且类似地，第二元素可以被称为第一元素，而不偏离示例实施例的范围。如本文 中所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关联项中的一个或多个项的任何和所有组合。应 当理解的是，当一个元素被称为被“连接”或“耦合”到另一个元素时，它可以是被直接地连 接或耦合至其他元素、或者可以存在介于中间的元素。相反，当一个元素被称为被“直接地 连接”或者“直接地耦合”到另一个元素时，不存在介于中间的元素。用于描述元素之间的关 系的其他词语应当以类似的方式来解释(例如，“在……之间”与“直接在……之间”、“相邻” 与“直接相邻”等等)。

本文中所使用的术语仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在于限制示例实施 例。如本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“这个”旨在于也包括负数形式，除非上下 文清楚地指示并非如此。将进一步理解的是，在本文中使用时，术语“包括”、“包括的”、“包 含”和/或“包含的”指定所声称的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但是不排 除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或它们的分组的存在或者附加。

还应当注意的是，在一些备选实现方式中，所指出的功能/动作可以不以附图所指 出的顺序来发生。例如，取决于所涉及的功能/动作，以先后顺序示出的两个图实际上可以 基本上同时被执行或者有时可以以相反顺序被执行。

除非另外被定义，本文中所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有如示 例实施例所属领域的普通技术人员一般所理解的相同含义。将进一步理解的是，除非本文 中明确地如此定义，术语、例如在一般使用的字典中定义的术语应当被理解为具有与它们 在相关领域的上下文中的含义一致的含义、并且将不会在理想化或者过于正式的层面上被 解释。

示例实施例和对应的详细描述的部分在软件或者算法以及对计算机存储器内的 数据比特的操作的符号化表示方面被给出。这些描述和表示是由本领域的普通技术人员用 来有效将他们的基本工作传达给本领域的其他普通技术人员的描述和表示。算法，作为在 本文被使用的术语并且如其一般被使用的，被认为是导致所期望的结果的一系列有条理的 步骤。这些步骤是需要物理量的物理操纵的步骤。通常，尽管并非必要，这些量采用能够被 存储、传送、组合、比较和以其他方式被操纵的光、电或电磁信号的形式。已经证明有时是方 便的，原则上也是是出于一般使用的原因，把这些信号称为比特、值、元素、符号、字符、术 语、数目等等。

在以下描述中，将参照操作的动作和符号化表示(例如以流程图的形式)来描述说 明性实施例，这些操作可以被实现为包括例程、程序、对象、组件、数据结构等的流程模块或 功能过程，这些例程、程序、对象、组件、数据结构等执行特定任务或者实现特定抽象数据类 型并且可以使用在已有的网络元件或控制节点处的已有硬件来实现。这样的已有硬件可以 包括一个或多个中央处理单元(CPU)、数字信号处理器你(DSP)、专用集成电路、现场可编程 门阵列(FPGA)计算机等等。这些术语一般可以被称为处理器或控制器。

除非另外具体地声明或者从讨论中将清楚，诸如“处理”或“计算”或“演算”或“确 定”或“显示”之类的术语指的是计算机系统或者类似的电子计算设备的动作和过程，该计 算机系统或者类似的电子计算设备将被表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理电 子量操纵和转换为其他数据，这些其他数据被类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或 其他这样的信息储存、传输或显示设备内的物理量。

还注意到，示例实施例的软件实现的方面通常被编码在某种形式的有形(或者记 录)存储介质上。有形存储介质可以是磁性的(例如，软盘或硬盘)或者光学的(例如，压缩盘 只读存储器或者“CDROM)，并且可以是只读或者随机访问的。任何给定实现方式的这些方 面不限制示例实施例。

图1图示了常规DSL系统。如所示出的，系统100包括接入节点110和用户终端设备 (CustomerPremisesEquipment，CPE)150₁-150_n。在一些示例实施例中，接入节点110可以 是DSLAM(数字订户线路访问复用器，digitalsubscriberlineaccessmultiplexer)。在 其他示例实施例中，接入节点110可以包括与每个用户相关联的个体光网络单元(ONU)和四 个被连接的光纤。四个用户到单个线路的复用将在该网络的光纤部分中发生。CPE150₁- 150_n中的每一个可以处于具有例如它自己的CPE的单独家庭或者办公室中。此外，CPE150₁- 150_n中的每一个可以传输和接收数据、并且因此可以被称为收发器。

系统100可以是例如DSL系统、VDSL系统或者VDSL2系统。

接入节点1110可以处于运营方的控制之下。接入节点110包括ONU115，其被配置 为与网络处理器(NP)120通信。如已知的，ONU115提供与位于中央办公室(central office)的光线路终端(OLT)在光纤信道上的高带宽数据连接。ONU将接收到的下游数据帧 或分组传递至NP120，NP120然后确定这些帧或分组的目的地并且由此将它们转发到适当 的DSL接口。类似地，在上游方向中，NP120将来自DSL接口的帧或分组转发至ONU115。

NP120向处理设备125₁-125_n提供信号，每个处理设备具有一个或多个处理器。处 理设备125₁-125_n中的每一个提供DSL接口。尽管示出的处理设备125₁-125_n的数目是四，处 理设备125₁-125_n的数目可以大于或小于四。处理设备125₁-125_n可以是物理层单输入但输 出(SISO)处理设备。

处理设备125₁-125_n中的每一个可以在通信线路L1-Ln上通过相关联的线路驱动器 (LD)130₁-130_n来与CPE150₁-150_n中的一个CPE进行通信。通信线路L1-Ln可以是携带电磁 信号的双绞线。如应当理解的，通信不限于双绞线。系统100可以使用例如DSL信号、VDSL信 号以及以太网信号来进行通信。处理设备125₁-125_n和相关联的LD130₁-130_n中每一对可以 传输和接收数据、并且因此可以被称为收发器。

处理设备125₁-125_n调制数据，生成去往LD130₁-130_n的时域数字信号，时域数字 信号包括要传输的采样序列的值。LD130₁-130_n然后将数字信号转换为模拟形式、放大它、 并且将模拟信号分别通过通信线路L1-Ln分别传输至CPE150₁-150_n。

图1示出了被连接到接入节点110的总共四条通信线路。然而，分布点可以被连接 到数目大于四的线路。此外，预编码组可以不限于被连接到单个分布点的线路。预编码组可 以例如包含数十条线路，这些线路在数个分布点上分布。在这种情况下，可能需要分布点之 间的协同。图1另外仅示出了与理解示例实施例有关的通信网络中的元件。因此，诸如分布 点被连接到的网络设备、将分布点连接到这样的设备的链路、中间设备之类的元件未在这 个图中被示出。

尽管示出的CPE150₁-150_n的数目为四，CPE150₁-150_n的数目可以大于或小于四。 CPE150₁-150_n中的每一个包括相关联的线路驱动器155₁-155_n和处理设备160₁-160_n，每个 处理设备具有一个或多个处理器。

处理设备160₁-160_n可以与处理设备125₁-125_n相同或者基本上相同，并且因此为 了简洁性将不再详细描述。

通信线路L1-Ln可以从接入节点110分别扩展至CPE150₁-150_n。

然而，如果线路L1-Ln在物理上不是足够地分离，系统100可能受到串音。

更具体地，线路L1-Ln中的任何一条线路可以被认为是受害者线路，并且其余线路 L1-Ln可以被认为是干扰者线路。线路L1-Ln中的每一个可以与用户相关联。为了清楚性和 简洁性，L1将被描述为受害者线路。

近端串音(nearendcrosstalk，NEXT)是在干扰者线路、例如通信线路L2-Ln的一 侧处的传输信号与受害者线路L1的相同侧处的收发器(未示出)处的信号之间发生的耦合。 例如，从LD130₂传输到LD130₁处的接收器中的信号之间的耦合是近端串音。

与NEXT相反，远端串音(farendcrosstalk，FEXT)发生在例如当从接入节点110 发送到干扰者线路L2-Ln的信号耦合到受害者线路L1并且导致对CPE150₁处的接收器的干 扰、或者从CPE150₂-150_n发送到干扰者线路L2-Ln的信号耦合到受害者线路L1并且导致对LD 130₁处的接收器的干扰的时候。

在系统100中，数据速率可能受到通信线路L1-Ln之间的串音干扰的影响。

为了避免串音干扰，可能需要向接入节点110增加调度器。调度器允许一个订户在 一个时间进行传输。接口被定义在处理设备125₁-125_n与调度器之间。通过这种方式，每个用 户可以实现峰值速率而不会受到串音的影响。

然而，当使用调度时，通信线路L1-Ln变成了共享媒介，并且平均数据速率与活跃 线路的数目成反比。利用调度器，在一个时间仅存在一个活跃线路。

为了提高性能，可以使用向量化(vectoring)。向量化也被称为串音消除。串音消 除提高数据速率，并且与调度不同，串音消除允许在多个线路上同时传输。VDSL2中的串音 消除被描述在ITUG.993.5,“Self-FEXTcancellation(vectoring)forusewith VDSL2transceivers,”SeriesG:TransmissionSystemsandMedia,DigitalSystems andNetworks,ITUG.993.5,April2010中，其也被称为G.vector推荐。

图2图示了用于向量化(串音消除)的系统。如图2所示，系统200包括分布点210和 用户终端设备(CPE)250₁-250_n。

在系统200中，在G.vector中定义的技术被用于抑制活跃线路之间的串音。分布点 210可以处于运营方的控制之下。分布点210包括光网络单元(ONU)215，其被配置为与NP 220通信。ONU215和NP220分别与ONU115和NP120相同并且因此将不再更详细地描述。

NP220向处理设备225₁-225_n提供信号，每个处理设备具有一个或多个处理器。尽 管示出的处理设备225₁-225_n的数目是四，处理设备225₁-225_n的数目可以大于或小于四。处 理设备225₁-225_n被适配用于点对点通信。

分布点210进一步包括控制器222。控制器222可以包括根据示例实施例的预编码 器，该预编码器将在以下进一步详细描述。控制器222被配置为从处理设备225₁-225_n接收信 号数据。信号数据可以包括旨在于由对应的处理设备260₁-265_n接收的信号值。控制器还被 配置为将经预补偿的符号数据发送回处理设备225₁-225_n。一般而言，在处理设备225₁-225_n之间交换的数据将是频域样本，但是备选地，该数据可以例如被表示为时域样本。

控制器222与处理设备225₁-225_n进行通信。备选地，控制器222可以在处理设备 225₁-225_n与线路驱动器230₁-230_n之间。因此，控制器222的位置不限于如图2所示的位置。

更具体地，在下游方向中，控制器222从处理设备225₁-225_n接收信号数据、应用预 编码器系数来针对串音而预补偿该信号数据、并且向处理设备225₁-225_n提供经预补偿的信 号数据。

在上游方向中，处理设备225₁-225_n从线路驱动器230₁-230_n接收受串音污染的信 号。控制器222从处理设备225₁-225_n接收受串音污染的信号、应用串音滤波器系数来针对串 音而后补偿接收到的信号、并且向处理设备225₁-225_n提供经后补偿的信号数据。处理设备 225₁-225_n然后继续处理信号数据以便解调想要的上游信息。

CPE250₁-250_n中的每一个包括线路驱动器255₁-255_n和处理设备260₁-260_n。线路 驱动器255₁-255_n中的每一个可以与线路驱动器(LD)230₁-230_n相同或者基本上相同。

常规领域的讨论

向量化的DSL会话的初始化通常使用估计过程来估计正在激活的线路与已经活跃 的线路之间的串音信道耦合。

常规地，历史预编码器在线路解除激活时被使用。当DSL线路解除激活时，DSL线路 已经使用的预编码器系数被保持在存储器中，以在该线路下一次激活时被重新使用。理论 上，历史系数的使用可以使得不必要重复以线路第二次初始化为开始的串音估计过程。

然而，预编码器系数不仅是信道系数的负数值——预编码器系数是信道系数的活 跃子矩阵的逆的系数。在具有小串音的系统上，这些系数近似于信道系数的负数值并且不 强烈取决于线路的哪个子集是活跃的，在这种情况下常规的历史预编码器可以是有效的。 相反，在具有较大串音的系统上，这些系数显著地取决于线路的哪个子集是活跃的并且因 此取决于哪个活跃子矩阵要被倒转。如果线路激活两次，每次有不同的线路是活跃的，由于 二阶和更高阶的影响，那么将需要不同的系数。换而言之，通过简单地使用先前的预编码器 系数，DSL线路将利用二阶残余串音项来初始化。

G.vector提供常规的初始化过程。G.vector初始化过程使用误差反馈来估计残余 串音信道的子矩阵。

作为示例，于2011年1月28日提交的美国专利申请公开No.2012/0195183的方法可 以被用于基于所估计的残余串音信道子矩阵来更新补偿矩阵、利用乘法技术来避免串音瞬 态，该专利申请公开的内容通过引用而被结合。发送和收集误差反馈的过程花费大量的时 间。另外，处理误差范围以形成残余串音信道的估计所需要的计算也可能是消耗时间的。因 此，基于估计残余串音信道的初始化过程可能花费较长时间来执行。

相反，至少示例实施例公开了通过使用历史信道矩阵来跳过估计步骤。

残余串音是在已经应用向量化之后在活跃线路上留下的串音。在确定预编码器矩 阵并且使用它之后，通常存在一些能够被估计的少量残余串音。因此，预编码器矩阵被更新 以进一步减少残余串音。

术语反馈指的是如下的手段，通过该手段，通信系统的诸如CPE之类的收发器向通 信系统的诸如分布点之类的收发器通信从接收到的导频信号中获取的值。

根据示例实施例的激活和解除激活的讨论

图3图示了根据一个示例实施例的包括预编码器的控制器222。控制器222具有与 处理设备225₁-225_n中的每一个处理设备的通信接口305。输入通信接口305从处理设备 225₁-225_n接收数据和控制信号。输入通信接口305将符号数据X转发至子集选择器307。输入 通信接口305还将与哪些信息是活跃的有关的信息转发至子集选择器307和处理器310。处 理器310被配置为向存储器(存储介质)312存储数据并且从该存储器获取数据，该数据诸如 是历史信道矩阵。存储器312可以包括一个或多个存储器模块。这些存储器模块可以是分离 的物理存储器(例如硬盘)、单个物理存储器上的分离部分和/或单个物理存储器的单个部 分上的分离的存储位置。

输入通信接口305、子集选择器307、处理器310、预编码器315和输出通信接口320 可以例如以硬件、软件或者固件来实现。如果输入通信接口305、子集选择器307、处理器 310、预编码器315和输出通信接口320中的任一个是软件，诸如控制器222之类的控制器被 具体地编程为执行该软件。

在DSL会话期间，活跃线路发送恒定数据流(实际用户数据或者随机“占位”数据)。

子集选择器307将与活跃线路子集对应的符号数据Xs转发至预编码器315。预编码 器315将从处理器310接收的系数应用至从子集选择器307接收到的符号数据，以生成经补 偿的数据符号(经预编码的数据)，这些符号被转发至输出通信接口320。输出通信接口320 将经补偿的数据符号发送至处理设备225₁-225_n。

存储器312可以存储经归一化的串音信道H的估计(直接增益被移除)，该估计是：

H＝(I+G)(1)

其中G是相对串音矩阵并且I是单位矩阵。可以通过任何已知的手段来估计完整的 相对串音矩阵G，这些手段诸如是在训练阶段期间在所有通信路径上传输多个导频信号并 且使用来自所有通信路径的反馈信号来估计串音信道。所存储的估计将被表示为G_stor，以 区别于表示真实物理信道的矩阵G。

备选地，所存储的相对串音矩阵可以随着不同的通信路径变得活跃而随着时间逐 渐地被建立。例如，可以在通信路径n和k均是活跃的第一次估计机会时使用反馈信号来估 计针对通信路径n和k的系数G_mk和G_km。如果所有N条线路是活跃的，那么预编码器315实现矩 阵C，该矩阵C在理想情况下应当是经归一化的串音信道H的逆：

C＝(I+G)^-1(2)

处理器310被配置为确定预补偿矩阵Ω并且将预补偿矩阵Ω存储在存储器312中。 预补偿矩阵是：

Ω＝C–I(3)

如果A和B是线路的子集，那么G_AB可以被表示为G中与集合A中的行和子集B中的列 对应的子矩阵，并且对于其他矩阵和子集是类似的。

对于活跃线路的集合S，活跃信道子矩阵被表示为G_SS，并且预编码器的对应子矩阵 在理想情况下是：

C_SS＝(I+G_SS)^-1(4)

如果T是非活跃线路的集合，那么预补偿矩阵的其余子矩阵Ω_ST、Ω_TS和Ω_TT可以是 零。

在一个实施例中，存储器312可以存储两个阵列。存储器312在一个阵列中存储信 道矩阵G_stor、并且在另一个矩阵中存储当前的预编码器C。如先前所描述的，存储器310在各 个对的线路第一次均变得活跃期间确定G_stor值。

在后续的初始化时，从所存储的阵列中取得G值，而不是测量G值。

在另一个实施例中，存储器312存储单个的组合信道/补偿矩阵阵列A。在与活跃线 路相关联的子矩阵中，当前的补偿矩阵被存储：

A_SS＝Ω_SS≈(I+G_SS)^-1-I(5)

在A的其余子矩阵中，存储器312存储信道矩阵的对应子矩阵的估计。换而言之，存 储器312将对应的子矩阵存储为A_ST＝G_ST,stor、A_TS＝G_TS,stor和A_TT＝G_TT,stor。

激活

图4图示了初始化系统中的通信路径的子集的方法。为了协助图4的方法的描述， 使用了图3。然而，应当理解的是，图4的方法可以由不同于图3所描述的这些控制器和预编 码器来执行。

N个线路被划分成线路子集。例如，存在活跃线路子集S和非活跃线路子集T。

在S405处，该系统获得第一矩阵。例如，存储器312存储所估计的信道矩阵G_stor和 补偿矩阵Ω。在这个示例中，信道矩阵G_stor可以被称为第一矩阵。该信道矩阵包括信道矩阵 G的估计，并且补偿矩阵Ω包括与当前的活跃线路相关联的补偿系数。例如，在具有两个线 路子集S和T的系统中，所存储的信道矩阵G_stor将是NxN的矩阵，其中2x2的块结构包括信道 子矩阵G_SS,stor、G_ST,stor、G_TS,stor和G_TT,stor。如果线路子集S是活跃的并且线路子集T是非活跃 的，补偿矩阵Ω也将具有块结构，包括用于补偿活跃线路之间串音的非零子矩阵Ω_SS和三个 零子矩阵Ω_ST、Ω_TS和Ω_TT。

预编码器实现预编码器矩阵，该预编码器矩阵使用与当前活跃线路相关联的补偿 系数的矩阵和单位矩阵来消除活跃线路之中的串音。在S是活跃线路子集的示例中，预编码 器矩阵包括子矩阵C_SS＝I+Ω_SS和三个零子矩阵。

处理器310估计当线路第一次加入时信道矩阵G的任何位置元素，并且将它们存储 以用于后续使用。所存储的信道矩阵G_stor包括具有与非活跃线路(如果这些线路之前是活 跃的话)对应的信道系数的子矩阵。无论何时线路激活或者解除激活，处理器310更新补偿 矩阵Ω。

备选地，存储器312存储组合信道和补偿矩阵A。在这个实施例中，组合信道和补偿 矩阵A可以被称为第一矩阵。仅属于活跃线路集合的子矩阵包含当前的补偿矩阵中与活跃 线路相关联的子矩阵。组合矩阵的所有其他子矩阵包含相关联的信道矩阵G的估计G_stor。换 而言之，组合矩阵A仅包括补偿子矩阵(或者多个子矩阵)和信道子矩阵，补偿子矩阵具有与 活跃线路的子集相关联的行和列，信道子矩阵具有与非活跃线路的子集相关联的行和/或 列。

在S410，处理器310从子集选择器接收至少一个附加的线路要变得活跃的指示。该 指示将指示哪些线路要变得活跃。

处理器310然后在S415基于所存储的第一矩阵和活跃补偿系数来确定新的补偿系 数。活跃补偿系数是由存储器312在处理器310接收该指示之前所存储的系数Ω_SS。

例如，R是在激活之前的活跃线路集合，并且T是在激活之前的非活跃线路集合。T 中的线路子集J激活。在激活之后，线路集合S＝R∪J将是活跃的。图5A-5B图示了S415的一 个示例实施例。

贯穿图5A，为了简单，仅图示了与集合S＝R∪J中的线路对应的子矩阵。与在激活 过程之前或之后非活跃的线路对应的子矩阵在激活过程期间不改变并且因此未被示出。

图5A中的步骤(1)图示了在J激活之前的归一化的串音信道和预编码器矩阵。残余 串音E_RR接近于零，因为I+Ω_RR接近于(I+G_RR)^-1。归一化的串音信道H和信道矩阵G中的至少一 个可以由存储器312存储。预编码器矩阵包括子矩阵I+Ω_RR，用以补偿集合R中的活跃线路之 间的串音。

如图5A的步骤(2)所示，然后在集合J的线路上传输导频信号。在这时，预编码器矩 阵的子矩阵C_JJ变成等于单位矩阵，并且因此，从J中的线路到R中的线路的残余串音是E_RJ＝ G_RJ。处理器310通过收集集合R中的线路上的误差反馈来估计残余串音E_RJ；这个估计被表示 为E_RJ,est。在G.vector中，仅在同步符号期间发送导频符号，因此来自集合J中的线路的串音 不会干扰在集合R中的线路上接收到的数据符号。

在示例实施例中，所估计的残余串音E_RJ,est与所存储的信道估计G_RJ,stor之间的差 异可以由该系统用作一种引导，以确定是否继续使用所存储的值G_JR,stor和G_JJ,stor来在稍后 的步骤中确定新的补偿系数。贯穿全文，“est”指示经由误差反馈而获得的估计。例如，如果 差异的范数||E_RJ,est-G_RJ,stor||高于阈值，则存在较大的可能性所存储的要被使用的信息不 准确。

如图5A的步骤(3)所示，处理器310确定针对要实现的预编码器的系数：

Ω_RJ＝-(I+Ω_RR)E_RJ,est(6)从而消除从集合J到集合R的串音。一旦这些系数被 应用，E_RJ变得接近于零，并且E_RR保持接近于零，从而该系统能够在集合J的线路上发送正常 的初始化和数据信号而不会打扰集合R中的线路。

在步骤(4),如图5B所示，集合J中的线路经过初始化的信道发现阶段，建立集合J 中的线路上的两路通信。随后，处理器310可以在G.vector初始化的O-P-VECTOR-2阶段期间 从集合J中的线路接收误差反馈。然而，根据至少一个示例实施例，为了减少初始化时间，不 收集误差反馈，并且取而代之，处理器310基于所存储的信道子矩阵来计算残余串音矩阵 E_JR,comp和E_JJ,comp。更具体地，处理器310将残余串音矩阵E_JR,comp和E_JJ,comp计算为：

E_JJ,comp＝G_JJ,stor+G_JR,storΩ_RJ(7)

E_JR,comp＝G_JR,stor+G_JR,storΩ_RR(8)

已经计算出残余串音矩阵E_JJ,comp，处理器310通过将预编码器矩阵C中与集合J相 关联的列与矩阵I-E_JJ,comp相乘，来减少/消除集合J的线路之中的串音。因此，新的补偿系数 变成：

Ω'_JJ＝-E_JJ,comp(9)

Ω'_RJ＝Ω_RJ(I-E_JJ,comp)(10)

当新的补偿系数Ω’_JJ和Ω’_RJ被应用(步骤5)时，残余串音矩阵E_JJ被减少到近似于 零，而E_RJ维持接近于零。

处理器310接下来使用所确定的E_JR,comp的值来根据以下而更新预编码器矩阵C中 与集合R相关联的列：

Ω'_JR＝-(I+Ω'_JJ)E_JR,comp(11)

Ω'_RR＝Ω_RR-Ω'_RJE_JR,comp(12)

当新的补偿系数Ω’_JR和Ω’_RR被应用(图5B中的步骤6)时，残余串音矩阵E_JR被减少 到近似于零，而E_RR维持接近于零。在这时，整个残余串音子矩阵E_SS近似于零，意味着在新的 活跃集合中的线路之中的串音被正确地补偿。

图6A-6B图示了S415的另一个示例实施例。图6A-6B中示出的示例实施例类似于图 5A-5B中所描述的实施例。因此，为了简洁的目的，将仅描述区别。

在图6A中的步骤(2)，在发送导频信号以估计E_RJ之前，处理器310使用所存储的信 道矩阵G_stor的值来设置：

Ω_RJ＝-(I+Ω_RR)G_RJ,stor(13)如果所存储的值是正确的(G_RJ,stor接近于Ω_RJ)并且 活跃补偿系数Ω_RR在阈值方差之内(接近于(I+G_RR)^-1-I)，那么残余串音E_RJ将已经接近于零。 在一些实现中，这导致了比利用图5A-5B中所描述的方法所获得的更准确的估计E_RJ,est，其 中E_RJ可以较大。

在图6A中的步骤(3)处，处理器310将预编码器系数精细化为：

Ω'_RJ＝Ω_RJ-(I+Ω_RR)E_RJ,est(14)以便进一步消除从集合J到集合R的残余串音。 图6A-6B的后续步骤如针对图5A-5B的对应步骤所描述的那样被执行。

一旦活跃补偿系数被确定为包括新被激活的线路，该系统将新的补偿系数应用于 要被传输的数据。

解除激活

图7图示了将系统中的通信路径的子集解除激活的方法。为了协助图7的方法的描 述，使用了图3。然而，应当理解的是，图7的方法可以由与图3所描述的那些不同的控制器和 预编码器来执行。

在S705，该系统获得第一矩阵。步骤S705与步骤S405相同。因此，为了简洁的目的， 将不再详细描述S705。

在S710，处理器310接收当前活跃的至少一个线路要变得非活跃的指示。

处理器310然后在S715基于所存储的第一矩阵和活跃补偿系数来确定新的补偿系 数。

例如，存储器312以分区来存储活跃信道矩阵G_SS,stor：

$G_{SS}=\left(\begin{array}{c}{G}_{RR,stor}{G}_{RD,stor}\\ G_{DR,stor}{G}_{DD,stor}\end{array}\right)---\left(15\right)$

其中S＝{R并D}是活跃线路，其中D是要解除激活的线路的集合，并且R是将维持活 跃的线路的集合。处理器310接收子集D中的线路将要解除激活的指示。

逆预编码器Ω_SS满足(近似地)：

(I+G_SS)(I+Ω_SS)≈I(16)

因此，存储器312存储补偿矩阵或者组合信道/补偿矩阵的以下子矩阵：

${\Omega }_{SS}=\left(\begin{array}{cc}{\Omega }_{RR}& {\Omega }_{RD}\\ {\Omega }_{DR}& {\Omega }_{DD}\end{array}\right)---\left(17\right)$

在离开事件期间，处理器310计算新的、经减少的逆预编码器子矩阵：

Ω_RR’＝(I+G_RR)^-1–I(18)

在存储器312存储组合矩阵A的组合矩阵实施例中，处理器310还计算和存储信道 子矩阵G_RD,stor、G_DR,stor和G_DD,stor的估计。在存储器312分离地存储信道矩阵G_stor和补偿矩阵 Ω的两个矩阵实施例中，处理器不执行这些计算，因为子矩阵G_RD,stor、G_DR,stor和G_DD,stor已经 被存储在存储器312中。

在组合矩阵的实施例中，当存储器312存储组合矩阵A时，信道预编码器Ω_RR’和信 道子矩阵G_RD,stor、G_DR,stor和G_DD,stor由存储器312在旧的预编码器系数Ω_SS的位置中存储到阵 列A_SS中。通过这种方式，A中的与新的活跃集合R对应的部分构成预编码器系数，并且A中与 新的非活跃集合{T并D}对应的部分构成信道系数。在两个矩阵实施例中，新的预编码器 Ω_RR’被存储在补偿矩阵中，并且子矩阵Ω_RD、Ω_DR和Ω_DD被设置为零。

用于新的子矩阵的具体公式如以下：

Ω_RR’≈Ω_RR–Ω_RD(1+Ω_DD)^-1Ω_DR

G_DD,stor＝(I+Ω_DD-Ω_DR(I+Ω_RR)^-1Ω_RD)^-1-I

G_DR,stor＝-(I+Ω_DD)^-1Ω_DR(I+Ω_RR-Ω_RD(I+Ω_DD)^-1Ω_DR)^-1

G_RD,stor＝-(I+Ω_RR)^-1Ω_RD(I+Ω_DD–Ω_DR(I+Ω_RR)^-1Ω_RD)^-1(19)

使用针对矩阵逆的第一阶近似来简化这些表达式。所获得的整体近似是二阶的。

Ω_RR’＝Ω_RR–Ω_RD(I-Ω_DD)Ω_DR

G_DD,stor＝-Ω_DD+Ω_DR(I-Ω_RR)Ω_RD

G_DR,stor＝-(I-Ω_DD)Ω_DR(I-Ω_RR+Ω_RD(I-Ω_DD)Ω_DR)

G_RD,stor＝-(I-Ω_RR)Ω_RD(I-Ω_DD+Ω_DR(I-Ω_RR)Ω_RD)(20)

以上显示的针对Ω_RR’和G_DD,stor的表达式可以首先被计算、并且然后被用于后续对 G_DR,stor和G_RD,stor的计算。然后，针对G_DR,stor和G_RD,stor的表达式是：

G_DR,stor＝-(1-Ω_DD)Ω_DR(1-Ω_RR’)

G_RD,stor＝-(1-Ω_RR)Ω_RD(1+G_DD,stor)(21)

一旦确定出活跃补偿系数包括新的非活跃线路，该系统将新的补偿系数应用到要 被传输的数据。

上游

尽管以上参照确定预编码器系数来描述所描述的实施例，应当理解的是，类似的 方法可以被应用于确定后编码器系数。

例如，图8图示了用于处理上游通信的控制器222的一部分。如所示出的，控制器 222具有通信接口820，用以从CPE250₁-250_n接收符号数据。通信接口820将符号数据转发至 后编码器815。后编码器815应用后编码器矩阵(I+Ω_UP)来获得经后编码的符号数据。下标 “UP”用于标识被用于移除上游上的串音的矩阵。

如以上所描述的，处理器310被配置为向存储器(存储介质)312存储数据并且从存 储器312接收数据，该数据诸如是历史信道矩阵。

通信接口820和后编码器815可以以例如硬件、软件或者固件来实现。如果通信接 口820和后编码器815中的任一个是软件，诸如控制器222之类的控制器具体地被编程为执 行该软件。

图9图示了确定后编码器系数的方法。如应当理解并且将被描述的，图9的方法可 以在线路的激活和解除激活期间被执行。为了协助图9的方法的描述，使用了图8。然而，应 当理解的是，图9的方法可以由与图8所描述的那些不同的控制器和后编码器来执行。

在S905，该系统获得第一矩阵。例如，存储器312存储所估计的信道矩阵G_stor和补 偿矩阵Ω_UP。

后编码器实现后编码器矩阵，该后编码器矩阵使用与当前的活跃线路相关联的补 偿系数的矩阵和单位矩阵来消除活跃线路之中的串音。

备选地，存储器312存储组合信道和补偿矩阵A_UP。在这个实施例中，组合信道和补 偿矩阵A_UP可以被称为第一矩阵。仅属于活跃线路集合的子矩阵包含当前的补偿矩阵中与活 跃线路相关联的子矩阵。组合矩阵中的所有其他子矩阵包含相关联的信道矩阵G的估计 G_stor。换而言之，组合矩阵A_UP仅包括补偿子矩阵(或者多个子矩阵)和信道子矩阵，补偿子矩 阵具有与活跃线路的子集相关联的行和列，信道子矩阵具有与非活跃线路的子集相关联的 行和/或列。

在S910，处理器310从子集选择器接收至少一个附加的线路要变得活跃或非活跃 的指示。该指示将指示哪些线路要变得活跃或非活跃。

处理器310然后在S915基于所存储的第一矩阵和活跃后编码器补偿系数来确定新 的补偿系数。活跃补偿系数是由存储器312在处理器310接收该指示之前所存储的系数 Ω_SS,UP。

处理器310获取补偿矩阵Ω_RR,UP和所存储的信道矩阵G_JR,stor、G_RJ,stor,和G_JJ,stor。然 后新的补偿矩阵Ω’_SS,UP被计算。

处理器310可以将Ω’_SS,UP的对角子矩阵获得为如下：

Ω′_JJ,up＝(I+G_JJ,stor-G_JR,stor(I+Ω_RR,up)G_RJ,stor)^-1-I

Ω′_RR,up＝((I+Ω_RR,up)^-1-G_RJ,stor(I+G_JJ,stor)^-1G_JR,stor)^-1-I

(22)

处理器310然后获得非对角块为：

Ω′_JR，UP＝-(I+Ω'_JJ，UP)G_JR，stor(I+Ω_RR，UP)

Ω′_RJ，UP＝-(I+Ω′_RR，UP)G_RJ，stor(I+G_JJ，stor)^-1(23)

可以使用针对矩阵逆的第一阶近似或者其他类似的近似来简化这些表达式，如 下：

Ω′_JJ，UP＝G_JJ，stor+G_JR，stor(I+Ω_RR，UP)G_RJ，stor

Ω′_RR，UP＝Ω_RR，UP+G_RJ，stor(I-G_JJ，stor)G_JR，stor(24)随后是：

Ω′_JR，UP＝-(I+Ω′_JJ，UP)G_JR，stor(I+Ω_RR，UP)

Ω′_RJ，UP＝-(I+Ω′_RR，UP)G_RJ，stor(I-G_JJ，stor)。(25)

一旦新的补偿矩阵被应用，S＝{R并J}中的所有线路之间的串音被消除/减少。因 此，集合J中的线路上的初始化和数据信号的传输可以继续而不需要发送导频信号或者收 集误差反馈。

通过将公式中的后编码器系数取代为用于对应的活跃线路的预编码器系数，公式 (22)-(25)还可以用于下游激活。

与参照图4-6B描述的下游激活相反，在参照图8-9描述的激活过程中不使用任何 反馈。因为在公式(22)-(25)中不使用反馈，如果所存储的系数不正确的话，激活过程可能 导致在已经活跃的线路上的增加干扰。

因此，参照图4-6B描述的激活用作在没有反馈和G.vector的激活之间的中间方 案。因为反馈仅被使用一次(例如，图5A中的步骤(3))，参照图4-6B所描述的方法比 G.vector激活更快，而G.vector激活在两个不同的步骤处要求反馈。

应当理解的是，对于上游中的解除激活，如在下游情况中针对解除激活所描述的 同样的方法可以被应用。

因此描述了示例实施例，将清楚的是，同样可以以许多方式进行变化。这样的变化 不被认为脱离示例实施例的精神和范围，并且如本领域的技术人员将清楚的是，所有这样 的修改旨在于被包括在权利要求的范围内。