專利名稱：用于提供和維護dsl的單端環(huán)路測試的方法和裝置的制作方法
技術領域：
0002本發(fā)明一般涉及電子通信系統(tǒng)，更具體地涉及提取發(fā)送環(huán)境(也就是“環(huán)路或回路”)信息，例如環(huán)路長度和環(huán)路終端的方法和系統(tǒng)，用于提供和維護數(shù)字用戶線路(DSL)環(huán)路。
背景技術：
0003當今流行的高帶寬技術使用簡易老式電話系統(tǒng)(POTS)通信所配置的現(xiàn)有銅線基礎設施。隨著互聯(lián)網(wǎng)和其他高帶寬電子通信網(wǎng)絡和系統(tǒng)的出現(xiàn)及消費者對信息需求的增長，例如互動游戲和如視頻點播這樣的電子娛樂，已經(jīng)存在對便于在服務提供者和它們的客戶之間的數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽壳屹I得起的高帶寬介質(zhì)的極大需求。和這個需求相關的現(xiàn)有銅線電話系統(tǒng)基礎設施被用于發(fā)送寬帶服務。
0004一種這樣的寬帶技術是數(shù)字用戶線路(DSL)，其有多個變體比如ADSL、HDSL、IDSL、SDSL、RADSL和VDSL(總稱為“xDSL”)。非對稱數(shù)字用戶線路(ADSL)提供的下行數(shù)據(jù)率(也就是到客戶)高于上行的數(shù)據(jù)率(也就是到服務提供者)。
0005對于服務提供者，為了以較低成本的方式有效供應新的客戶，就必須在提供服務之前獲得關于現(xiàn)有線路的信息。作為提供xDSL服務先決條件之一的關鍵任務是確定環(huán)路長度，該任務必須完成以使環(huán)路有資格用于DSL服務。環(huán)路連接判定也使得可能提供給特定客戶的服務類型具備資格。此外，負載線圈(沿著環(huán)路在特定間隔插入以增強和重建呼叫質(zhì)量)、橋接抽頭、(在本地環(huán)路之內(nèi)的通信線路上的未終止纜線，用于接入線路中)，以及其他線路特征的存在，影響了環(huán)路支持DSL的能力，并且在提供DSL服務時必須考慮到它們。安裝在用戶環(huán)路上的其他設備也可能使環(huán)路不適合于提供DSL服務。
0006在DSL應用中，給定任何給定環(huán)路的實際線路條件，能夠確定可實現(xiàn)率是有用的。這便于提供和維護服務，例如DSL服務。使這個任務困難的一件事是對環(huán)路特征測量的進行必須接入僅僅環(huán)路的一端，典型是交換局(Central Office，CO)。這種測試和預置(provisioning)被稱為單端環(huán)路測試或單端線路測試(SELT)。可根據(jù)環(huán)路衰減和出現(xiàn)的噪聲計算可實現(xiàn)的數(shù)據(jù)率。噪聲能夠被直接測量。如果環(huán)路長度和組成已知，就可計算環(huán)路衰減。
0007在實際的應用中，希望將DSL調(diào)制解調(diào)器和SELT測量服務相結合。它們共享相同的發(fā)送和接收器電路，以及數(shù)字處理單元。雖然在成本和易于使用上的好處是明顯的，但是這種安排給SELT測量方法的設計帶來了主要的復雜性，如下面解釋的。
0008在SELT測量中，接收的信號包含兩個組成部分遠端回波(FE)和近端回波(NE)。遠端回波包含遠端的環(huán)路終端和環(huán)路長度的信息。近端回波主要是由測量裝置的環(huán)路接口電路來確定，并且在確定SELT測量中的環(huán)路長度時不是必要的。但是，由于環(huán)路衰減，所以遠端回波信號比近端回波弱得多。因此，為了進行準確的SELT測量，有必要隔離來自遠端回波信號的貢獻。在DSL調(diào)制解調(diào)器中，遠端回波和近端回波組成部分在空間和時間上重疊。分隔單個遠端回波和近端回波組成部分以及假象(artifact)和殘余信號的能力是成功的SELT測量中的主要挑戰(zhàn)。
0009能夠確定待確定的用戶環(huán)路的物理和電學特征的測試方法和裝置是眾所周知的。這種方法和裝置例如在以下文獻中講授授予Bothof等人的美國專利第4,105,995號、授予Fuller等人的美國專利第4,870,675號、授予Zhang的美國專利第5,881,130號。授予Liu等人的美國專利第6,266,395號中公開的用于xDSL服務的客戶的單端質(zhì)量鑒定。傳統(tǒng)上，在公共交換電話網(wǎng)絡(PSTN)中的服務提供者向已經(jīng)表現(xiàn)出對xDSL服務感興趣的客戶駐地(customer premise)分派一個技術人員。該技術人員和另一技術人員在服務提供者的交換局(CO)協(xié)調(diào)測試。這個勞動密集型過程增加了操作開銷，并且延遲了服務提供。為了全面測試，需要全寬帶測試接入。
0010單端環(huán)路測試(SELT)可用于從反射的測量值提取關于DSL系統(tǒng)中傳輸環(huán)境或環(huán)路的信息。提取的信息可包括由傳輸介質(zhì)(例如有線線路)所引入的特征或者影響、傳輸介質(zhì)工作的噪聲環(huán)境、傳輸介質(zhì)上的DSL裝置引入的特征或者效應等等。關于轉(zhuǎn)換環(huán)境的信息可包括，例如環(huán)路長度、環(huán)路終端類型等等。例如，單端環(huán)路測試可包括在交換局(CO)在處于測試的環(huán)路中插入信號，以確定環(huán)路支持不同類型的DSL服務的能力。典型地，在環(huán)路測試中只涉及交換局，并且SELT被用于從測量值提取反射的信號信息(通常稱為遠端回波)。即使在近端回波的尾部或拖尾，近端回波也比遠端回波強得多，這導致遠端回波在相關的背景噪聲中被完全遮蔽。人們已經(jīng)做出努力來解決這個SELT問題，并且在G.selt項目下，由ITU所進行的標準化當前正在進行中。迄今為止，ITU文獻(contribution)已經(jīng)集中在校準過程，該過程將發(fā)射器、接收器和環(huán)路之間的信號路徑作為三端口線性時不變(LTI)網(wǎng)絡處理。該過程通過一個端口散射參數(shù)計算輸入阻抗。
0011因此，需要使用單端線路測試有效提供DSL服務，該測試使得能夠魯棒且準確地測量環(huán)路長度和環(huán)路終端類型。

發(fā)明內(nèi)容
0012以下將闡述與本發(fā)明的各種實施例范圍相當?shù)哪承┓矫妗摾斫獾氖?，呈現(xiàn)這些方面僅僅是向讀者提供本發(fā)明可能采用的某些形式的簡要概述，而這些方面并不打算限定本發(fā)明的范圍。實際上，本發(fā)明可包括下面沒有闡述的多個方面。
0013傳統(tǒng)上，單端環(huán)路測試是使用時域反射計(TDR)進行的。時域反射計在環(huán)路內(nèi)插入非常短的脈沖或電流中的急劇上升沿，接著測量電壓中的環(huán)路響應。接口電路是簡單直接的，具有準瞬時響應。這樣，近端回波(NE)和遠端回波(FE)在時域中被分隔開。遠端回波可以通過設置時間窗口而被隔離。
0014如果單端環(huán)路測試測量和DSL調(diào)制解調(diào)器相結合，環(huán)路接口電路就必須更復雜，引起了近端回波中的更長響應時間。典型的DSL調(diào)制解調(diào)器接口電路包括模擬濾波器、后向匹配(back-matching)電路、混合塊和耦合轉(zhuǎn)換器。因此，近端回波和遠端回波在時間上重疊。
0015將遠端回波從近端回波分隔的一個方法是通過基于校準來預測近端回波。這種方法是ITU中當前的SELT提案的基礎。根據(jù)這些提案，接口電路被建模為具有三個參數(shù)的線性網(wǎng)絡。在實際的環(huán)路被三個已知負載替換時，所述參數(shù)是由三個測量值確定的。雖然理論上是合理的，但是這種方法具有某些應用問題。首先，因為遠端回波和近端回波信號之間強度上的巨大差異，所要求的精確度就非常高。另一方面，在校準過程中涉及的計算對于測量和計算精確度極限在數(shù)字上是敏感的。第二，校準過程對于硬件平臺要求額外的組件，因此有附加的成本。
0016通過專注于兩個信號的不同特征，所提議的方法實現(xiàn)了近端回波和遠端回波之間的分隔。近端回波被定性地而非定量地建模。通過這個方法，它在應用中是簡單而具有魯棒性的。
0017在一個實施例中，本發(fā)明包括以下內(nèi)容。帶通Tx濾波器被用于減少近端回波。由于在高頻的環(huán)路衰減非常高，因此抑制高頻傳輸信號減少了近端回波，而遠端回波不受影響。抑制低頻傳輸信號減少了在時域中傳播的近端回波，其由在非常低頻率的轉(zhuǎn)換器和其他組件的響應引起。響應Tx和Rx之間的互相關。時間連續(xù)信號被發(fā)送，并且依賴于時間或時間相關的回波響應是從所述相關測量的。比較TDR使用的短脈沖，這個方法增加了平均信號功率而不增加峰值信號電平，因此實現(xiàn)了更好的信噪比。匹配的響應響應和遠回波模板之間的互相關。通過這種互相關(相當于匹配濾波)，遠端回波相對于近端回波被增強?？s放比例或改變比例的回波匹配的響應乘以依賴于時間的增益，以補償環(huán)路衰減。背景通過中值濾波器的縮放比例的回波。中值濾波器輸出匹配光滑的背景，同時把峰值排除在外。這提供了對近端回波建模的簡單方法。遠端回波縮放比例的回波減去背景。剩下的峰值表示遠端回波。以相對簡單的決策樹，考慮了正負峰值的位置和大小，由峰值的位置來確定環(huán)路的長度。
0018在其他情況之中，本發(fā)明提供一種從所測量的回波響應來計算環(huán)路長度的方法。
0019在另一實施例中，本發(fā)明提供單端線路測試(SELT)的方法，以提供xDSL服務。所述方法包括產(chǎn)生源于時間連續(xù)信號的模擬測試信號，并且發(fā)送模擬測試信號通過待測試的環(huán)路，接著接收依賴于時間的回波響應信號。所述方法包括應用帶通濾波來減少時域中的近端回波，以及使發(fā)送的模擬測試信號和接收的回波響應信號互相關，以獲得回波響應函數(shù)。所述方法包括對回波響應函數(shù)應用擾動補償濾波(bump compensation filtering)以及匹配濾波回波響應信號函數(shù)和遠端回波模板。所述方法包括對匹配的回波響應進行依賴于時間的成比例縮放，以補償環(huán)路衰減，對成比例縮放的回波響應進行中值濾波，以除去背景噪聲和增強用于檢測的峰值；以及至少部分基于峰值的位置來確定環(huán)路的長度。
0020根據(jù)本發(fā)明實施例的另一特征，提供一種在提供xDSL服務時確定環(huán)路長度的方法。所述方法包括通過使回波響應和遠端回波峰值模板相關，獲得遠端回波峰值；比較正峰值位置、正峰值高度、負峰值位置和負峰值高度中的至少兩個；比較正峰值位置和時間范圍；比較正峰值高度和負峰值高度；比較負峰值位置和正峰值位置；以及至少部分基于所述比較確定環(huán)路長度。
0021本發(fā)明實施例的另一特征包括一種用于單端線路測試(SELT)的裝置，以提供xDSL服務。所述裝置包括適于產(chǎn)生時間連續(xù)信號的處理單元。所述處理單元也可執(zhí)行所述裝置的附加功能。發(fā)射器將時間連續(xù)信號轉(zhuǎn)換成模擬測試信號，并且穿過待測試的環(huán)路發(fā)送該模擬測試信號。接收器接收由模擬測試信號的傳輸引起的回波響應信號。帶通濾波器減少了時域中的近端回波。相關器使發(fā)送的模擬測試信號和接收的回波響應信號相關，并且產(chǎn)生回波響應函數(shù)。擾動補償濾波器施加于回波響應函數(shù)，以減輕不希望的擾動，而且匹配濾波器應用于回波響應信號和遠端回波模板，以獲得匹配的回波響應。依賴于時間的縮放器(scaler)適于縮放匹配的回波響應，以補償環(huán)路衰減，以及中值濾波器，其施加到縮放比例的回波響應，以減少背景噪聲并增強要檢測的峰值。處理單元至少部分基于峰值的位置計算環(huán)路的長度。


0022被認為新穎的本發(fā)明的特征具體在所附的權利要求中闡述。但是本發(fā)明本身(關于操作的組織和方法，以及其另外的目標和優(yōu)點)可參考以下結合附圖的描述被最佳地理解，在附圖中同樣的編號表示同樣的組件，其中0023圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的單端線路測試的方框圖表示；0024圖2(a)是源自本發(fā)明的SELT實施例的頻域混合響應的圖示；0025圖2(b)是源自本發(fā)明的SELT實施例的時域混合響應的圖示；0026圖3(a)是源自本發(fā)明的SELT實施例的補償?shù)念l域混合響應的圖示；0027圖3(b)是源自本發(fā)明的SELT實施例的補償?shù)臅r域混合響應的圖示；0028圖4是在本發(fā)明的SELT實施例中使用的在距離3千英尺、6千英尺和9千英尺(Kft)的一系列遠端回波模板的圖示；0029圖5(a)是根據(jù)本發(fā)明實施例的、使用大線圈(big spool)模擬器的估計的環(huán)路長度分配的圖示。
0030圖5(b)是根據(jù)本發(fā)明實施例的、使用大線圈模擬器的環(huán)路長度的圖示。
0031圖6(a)是根據(jù)本發(fā)明實施例的、使用DLS90環(huán)路模擬器的估計的環(huán)路長度分配的圖示。
0032圖6(b)是根據(jù)本發(fā)明實施例的、使用DLS90環(huán)路模擬器的環(huán)路長度的圖示。
0033圖7(a)是根據(jù)本發(fā)明實施例的、使用大線圈環(huán)路模擬器的24AWG的SELT性能的圖示。
0034圖7(b)是根據(jù)本發(fā)明實施例的、使用DLS90環(huán)路模擬器響應的24AWG的SELT性能的圖示。
0035圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的環(huán)路長度確定步驟的流程圖。
0036圖9是根據(jù)本發(fā)明實施例的環(huán)路長度確定步驟的流程圖。
0037圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的來自具有不同長度的環(huán)路的成比例縮放的回波的圖示。
0038圖11是根據(jù)本發(fā)明實施例的說明正負遠端回波峰值的圖示。
0039圖12(a)是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于閉合終端環(huán)路的峰值位置與環(huán)路長度的線性關系圖。
0040圖12(b)是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于開放終端環(huán)路的峰值位置與環(huán)路長度的線性關系圖。
具體實施例方式
0041通過提供本發(fā)明的多個特定實施例和包括新穎裝置的結構和操作的細節(jié)，以下描述是為了傳達對本發(fā)明的全面理解。但是，應該理解本發(fā)明不限于這些特定的實施例和細節(jié)，它們僅僅是為了示例說明的目的而提供的。還應該理解，本領域的普通技術人員根據(jù)公知的裝置和方法，就可在任意數(shù)量的替代性實施例中使用本發(fā)明來達到其所希望的目的和利益，這取決于特定的設計和其他需求。
0042根據(jù)本發(fā)明的實施例，并且參考圖1，環(huán)路測試由處理單元105啟動，比如在交換局的處理單元，其產(chǎn)生偽隨機數(shù)字信號106，并將其提供給發(fā)射器110，發(fā)射器110將信號106轉(zhuǎn)換成模擬測試信號。模擬測試信號被傳送給環(huán)路耦合電路120，該電路120包含，例如混合的轉(zhuǎn)換器和其它電路，其它電路用于調(diào)節(jié)模擬信號以穿過處于測試的環(huán)路125傳輸。從耦合電路120，測試信號可被現(xiàn)有的環(huán)路終端裝置比如橋接抽頭(導致阻抗不匹配)和負載線圈(其充當?shù)屯V波器)衰減，這可防止使用用于發(fā)送DSL信號的更高頻率。信號最終被發(fā)送給遠程終端裝置130，例如電話、POTS/PSTN終端盒等等，并且穿過處于測試的環(huán)路125，作為回波響應信號124反射回來，并到達環(huán)路耦合電路120。接收器115接收反射的或彈回的回波響應信號，并且將它傳送到處理單元105用于處理，以確定DSL環(huán)路的環(huán)路長度和環(huán)路終端情況。在確定環(huán)路長度時至關重要的是遠端回波響應。因為環(huán)路耦合電路120導致近端回波殘留在回波響應信號124中，如接收器115看到的，必須施加濾波和/或其他調(diào)節(jié)，以除去這個近端回波響應的模糊的影響(obscuring effect)。濾波和除去近端回波的目的是增強對遠端回波響應峰值的檢測。
0043在本發(fā)明的一個實施例中，并且參考圖2(a)和2(b)的曲線，借助對與混合響應緊密相關的近端回波的行為的知識，例如由處理器105提供的擾動補償濾波器被實現(xiàn)以除去強背景噪聲。圖2(a)表示64個頻域混合響應230，并且表明該頻域混合響應具有出現(xiàn)在大約25kHz的擾動210，擾動210是造成時域中的振蕩220的原因，如圖2(b)的曲線所示。因為由振蕩所引起的近端回波的擴展尾部可能阻止所希望的遠端回波被檢測到，通常更好的做法是在進行檢測之前是除去或減少擾動。擾動補償濾波器(BCF)可被引入，或者通過處理器105數(shù)字地被引入或者以模擬方式引入，用于除去這一擾動。
0044在這個例子中，對于18千英尺(kft)開環(huán)，在從與在耦合電路120中繼續(xù)的混合裝置(例如Texas，Austin的Legerity，Inc.公司制造的裝置)關聯(lián)的8個DSL硬件平臺裝置中的每個裝置的8個端口收集的數(shù)據(jù)上計算64個混合響應。雖然混合向應因不同的硬件平臺裝置而變化，但是變化不劇烈，而且所有的響應是類似的它們的擾動210出現(xiàn)在大約相同的位置。因此，可能不需要每個電路板一個補償濾波器，而可基于多個測量值的平均值來使用單個濾波器。在本發(fā)明的此實施例中，實現(xiàn)了擾動補償濾波器的線性相位最小二乘判據(jù)。如圖3(a)所表明的，對于補償?shù)念l域響應，以及圖3(b)，對于補償?shù)臅r域響應，補償?shù)念l率響應310在大約25kHz被顯示為相對平坦。在時域響應的尾部，振蕩320也較小。此外，擾動補償濾波器在時域中引入了大約0.088ms的延遲，其可能影響圖3(b)中的兩條曲線330和340之間的相對對齊。在這個示例實施例中，延遲被施加到近端回波和遠端回波，從而不影響環(huán)路檢測。
0045如圖2(a)所示，近端回波響應230典型地因裝置不同而變化，盡管響應的基本特征(也就是形狀、峰值位置)保持相同。為了獲得要在處于測試的所有環(huán)路中使用的基線近端回波，在一個實施例中，本發(fā)明將多個測量值平均，并且極大地除去平均背景，因此，相對于增強峰值檢測的其他信號增強了遠端回波信號。
0046因為相對弱的遠端回波被淹沒在近端回波的強背景中，所以希望在進一步的信號處理之前除去這個背景。此外，因為信號強度隨著其通過有線線路而衰減，所以從更長的環(huán)路接收的信號更以近端回波占具優(yōu)勢。如果環(huán)路的長度足夠長(例如18kft)，接收的測量值就可被認為是近端回波的復制物。
0047在本發(fā)明的另一個實施例中，并且參考圖4，通過除去自近端回波(selfnear-end echo)背景，遠端回波模板可從一組測量值提取，然后和除去背景之后的信號互相關，從而提供峰值，該峰值表示出現(xiàn)了所希望的響應。使用遠端回波模板背后的基本原理是匹配濾波的概念。所希望的信號然后相對于其他的背景變體被增強。通過除去自近端回波背景，可從一組測量值來獲得遠端回波模板。參考圖4，本發(fā)明的方法和裝置利用三個模板410、420和430，分別對應于3000、6000和9000英尺的環(huán)路長度，產(chǎn)生類似的響應形狀，和近似相同的環(huán)路估計性能，允許固定的模板，或者換句話說匹配的模板應用在所有處于測試的環(huán)路上。
0048甚至在模板匹配之后，仍然存在某些背景，在這些背景上重疊有所希望的遠端回波，因此有必要除去這個殘留的背景，以便于正確的檢測。在本發(fā)明的一個實施例中，中值濾波器被實現(xiàn)，用于除去任何殘留的背景噪聲。標準的非線性濾波技術，中值濾波器具有有效除去峰值(也就是斜率的變號)而留下其他部分、更低的速率、完整的變化的屬性。在一個實施例中，中值濾波器的輸出被從原始信號減去，從而僅僅留下峰值。當有小的峰值重疊在平緩但是高幅度背景變量上時，這種方法在峰值增強中特別有效。中值濾波器的階數(shù)(濾波窗口尺寸)對決定要增強的峰值類型是至關重要的。更高的階數(shù)(更大的窗口尺寸)包括更寬的峰值在增強的特征中。另一方面，更低的階數(shù)(更小的窗口尺寸)僅僅增強峰值的尖端。在本發(fā)明中，已經(jīng)確定21階中值濾波器是最佳的，雖然根據(jù)本發(fā)明也可使用其他階數(shù)。
0049圖5(a)-7涉及使用在此描述的SELT發(fā)明執(zhí)行的示例模擬，并且將在下面詳細。
0050參考圖8，公開了一個示例的用于確定環(huán)路長度和終端效應的SELT進程。在步驟810中，獲得了發(fā)送的模擬測試和接收的回波響應信號之間的互相關。從相關性可獲得依賴于時間的回波響應。增加回波響應的平均信號功率而不增加峰值信號電平，以增強信噪比。發(fā)送的測試信號和接收的回波響應信號之間的互相關可以是時域響應。時間線是基于公知的采樣率建立的。在步驟815，通過將多個18千英尺的開環(huán)測量值取平均來獲得近端回波，以除去背景噪聲。
0051從補償?shù)捻憫谐テ骄€，并且在步驟820中，將擾動補償濾波器施加到相關函數(shù)，以減少出現(xiàn)在頻域混合響應中的大約25KHz頻率的擾動，該擾動也是時域中的振蕩的原因。擾動補償濾波器是基于在多個測量值之上平均的基線近端回波來設計的，并且對于處于檢查的環(huán)路是固定的。在步驟825，對應于諸如6000英尺環(huán)路長度的遠端峰值模板在所有環(huán)路的測試中被實現(xiàn)。通過相對于近端回波增強遠端回波，可執(zhí)行回波響應和實現(xiàn)的遠端峰值模板之間的互相關，以獲得和/或增強用于檢測的峰值。然后調(diào)整建立的時間線，以至于對于6000英尺環(huán)路響應，0時間可被平移到遠端回波和遠端峰值模板的最佳對齊。在步驟830，中值濾波被施加到相關的響應，以增強峰值，其中原始信號和中值濾波器輸出之間的差基本組成了峰值。考慮到信號強度隨著環(huán)路長度增加而衰減，而且峰值出現(xiàn)得越晚，環(huán)路長度越長。使用依賴于時間的縮放比例10αt(α＞0)，以計入遠端回波峰值強度。以這種方式，獨立于環(huán)路長度的固定閾值可在步驟835獲得，以增強峰值檢測。
0052在步驟840中，縮放比例的數(shù)據(jù)被分成相同符號的區(qū)域(正或負)，而且每個區(qū)域中的最大絕對值被標識為具有相應峰值位置的峰值。超過閾值的第一個(也就是最早的時間)峰值被用作遠回波峰值。峰值極性表示環(huán)路終端情況，也就是開放或閉合。最后在步驟845，使用來自已知環(huán)路的測量數(shù)據(jù)的最小二乘擬合計算線性系數(shù)來估計環(huán)路長度。遠端回波峰值的位置(時間上)是線性依賴于環(huán)路長度的。這些系數(shù)隨后被用于從峰值位置確定環(huán)路長度。
0053參考圖9，根據(jù)本發(fā)明的SELT進程，可使用四個線性方程之一來確定環(huán)路長度。圖9確定環(huán)路長度的示例性方法始于步驟905，在此正負峰值位置(tp和tn)以及正負峰值高度(hp和np)被用于確定環(huán)路長度。在步驟910，以秒記錄的正峰值位置tp與-0.05秒和0.013秒之間的范圍進行比較。如果確定tp在這個范圍內(nèi)(是)，那么該方法就移到步驟930，在步驟930確定環(huán)路是短長度環(huán)路或中長度環(huán)路。如果tp不在這個范圍內(nèi)(否)，那么方法就移到比較步驟915。如果tp少于-0.05秒(是)，那么環(huán)路就是短環(huán)路，而且長度估計過程就在步驟925停止。如果tp大于-0.05秒，就確定環(huán)路是步驟920中的長環(huán)路，并且該方法在步驟935檢查tp是否小于0.025秒。如果tp小于0.025秒(是)，那么就在步驟950假設它為不明確的范圍。在步驟980，正負峰值高度被加在一起，并且被比較以確定結果是否小于預定的或可限定的閾值。如果結果小于閾值(是)，那么環(huán)路就是開環(huán)，并使用在步驟990示出的函數(shù)確定環(huán)路長度。如果結果不小于閾值(否)，那么環(huán)路就是閉環(huán)，而且使用在步驟985示出的函數(shù)確定環(huán)路長度。
0054如果步驟935的答案被確定為否，也就是tp不小于0.025秒，那么環(huán)路就被確定為在步驟945的非常長的環(huán)路。該過程然后繼續(xù)到步驟985，在這里環(huán)路被確定為閉合的，并使用步驟985示出的函數(shù)確定環(huán)路長度。
0055從環(huán)路被確定為短長度或中長度的步驟930，在步驟940中比較負峰值位置tn和正峰值位置tp。如果位置tn不大于位置tp(否)，那么環(huán)路就確定為步驟955中的短的或閉合的。該方法在步驟965比較正峰值hp是否大于負峰值np。如果hp大于np(是)，就確定環(huán)路是閉環(huán)，并且使用步驟975示出的函數(shù)確定環(huán)路長度。如果hp不大于np(否)，那么它就是開環(huán)，并且使用步驟970示出的函數(shù)確定環(huán)路長度。
0056如果對步驟940的比較的回答是“是”，也就是tn大于tp，那么就確定環(huán)路是開環(huán)，并使用步驟960示出的函數(shù)確定環(huán)路長度。
0057圖12(a)和12(b)是閉合和開放的終端環(huán)路的峰值位置與環(huán)路長度的線性關系圖，其從所述函數(shù)獲得，如上所述。用于從正負峰值位置(毫秒)計算環(huán)路長度(千英尺)的公式是從以下得來的ti＝kil+bi其中i表示p或n，用于正或負峰值其中ti——是毫秒的峰值位置；ki——是線性方程的斜率；以及bi——是線性方程的截距。
0058根據(jù)上面的方程，計算終端環(huán)路的環(huán)路長度的四個線性函數(shù)被計算如下lpo＝(t+0.0230)/0.0040lno＝(t+0.0196)/0.0042lpc＝(t+0.0184)/0.0041lnc＝(t+0.0242)/0.000059下面的表1總結了參數(shù)、描述、判定和依賴性(dependence)。
表1

0060在另一示例性模擬中，本發(fā)明的SELT過程被施加于兩個26美國線規(guī)(AWG)環(huán)路模擬器大線圈(big spool)模擬器(圖5(a)和圖5(b))和Spirent DLS90環(huán)路模擬器(圖6(a)和圖6(b))。對于大線圈環(huán)路模擬器，從8個DSL硬件平臺裝置收集數(shù)據(jù)，所述裝置例如由Texas，Austin的Legerity，Inc.公司制造的裝置。從8個DSL硬件平臺裝置的8個端口獲得64個18kft開環(huán)測量值。這些測量值充當基線，而且每個裝置的24個變化環(huán)路長度(從1kft到12kft，以1kft遞增)測量值(開放和閉合終端)被用于驗證該算法。使用圖6(a)和圖6(b)的DLS90環(huán)路模擬器執(zhí)行類似的測試，只是在驗證中包括5個DSL裝置。獲得了以下觀察結果1)大線圈和DLS90環(huán)路模擬器的性能非常類似；2)在兩種情況下，獲得長達9000英尺的環(huán)路，其可在所有處于檢查的DSL裝置上工作；以及3)對于兩個環(huán)路模擬器，在10000英尺獲得90％的正確決定，并且在11000英尺超過一半的環(huán)路被正確估計。
0061在另一模擬中，SELT過程被應用于兩個24AWG環(huán)路模擬器、大線圈和DLS90。因為24AWG線的直徑大于26AWG線，所以24AWG線的反射信號更強。因此，預計和26AWG估計相比，更容易估計24AWG環(huán)路長度，并且這同樣被模擬所證實。對于每個模擬，為開放和閉合終端的、從1000英尺到12000英尺范圍的環(huán)路從兩個DSL硬件平臺裝置獲得48個測量值。在這個模擬中，來自相對的26AWG環(huán)路模擬的測量值的背景近端回波部分被再次使用，而且26AWG的補償濾波器也被再次使用。但是，與環(huán)路長度的峰值位置相關聯(lián)的系數(shù)是被重新計算的。圖7示出了對于兩個環(huán)路模擬，為長達11000英尺的環(huán)路獲得了高度準確估計。對超過11000英尺到12000英尺的環(huán)路的正確檢測的平均百分比高于75％。
0062擾動補償濾波器(BCF)也可匹配混合電路的相位響應(也就是線性均衡)，因此允許更多地抑制振蕩。其他示例性變體(未示出)表明相位響應在不同的DSL裝置之間也是非常類似的，因此本發(fā)明的擾動補償濾波器可用作相位匹配濾波器。
0063雖然前面的描述包括許多細節(jié)和特征，但是應該理解已經(jīng)包含的這些僅僅是用于解釋的目的，而并不能解釋為對本發(fā)明的限定?？蓪ι鲜龅膶嵤├M行許多改進，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種用于單端線路測試以提供xDSL服務的方法，所述方法包括產(chǎn)生來自于時間連續(xù)信號的模擬測試信號，并穿過待測試的環(huán)路發(fā)送所述模擬測試信號；接收依賴于時間的回波響應信號；應用帶通濾波，以減少時域中的近端回波；使所述發(fā)送的模擬測試信號和所述接收的回波響應信號互相關，以獲得回波響應函數(shù)；施加擾動補償濾波到所述回波響應函數(shù)；對所述回波響應信號函數(shù)和遠端回波模板進行匹配濾波；依賴于時間成比例縮放所述匹配的回波響應，以補償環(huán)路衰減；對所述成比例縮放的回波響應進行中值濾波，以除去背景噪聲并增強用于檢測的峰值；以及至少部分基于所述峰值的位置，來確定所述環(huán)路的長度。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述帶通濾波抑制高頻發(fā)送的模擬測試信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述擾動補償濾波至少部分地通過一個處理器來完成。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述匹配濾波允許檢測所述回波響應的峰值。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中匹配濾波通過一個處理器完成。
6.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述遠端回波的所述依賴于時間成比例縮放具有10αt的形式，其中α＞0。
7.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中中值濾波提供了所述回波響應的建模。
8.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述成比例縮放的回波響應被從所述背景減去，留下表示所述回波響應的峰值。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中環(huán)路長度是由正負峰值的位置共同確定的。
10.一種在提供xDSL服務時確定環(huán)路長度的方法，所述方法包括通過使回波響應和遠端回波峰值模板相關來獲得遠端回波峰值；比較正峰值位置、正峰值高度、負峰值位置和負峰值高度中的至少兩個；比較正峰值位置和時間范圍；比較正峰值高度和負峰值高度；比較負峰值位置和正峰值位置；以及至少部分基于所述的比較來確定所述環(huán)路長度。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中當所述正峰值位置小于-0.05秒時，所述環(huán)路是短長度或中長度環(huán)路。
12.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中當所述正峰值位置在所述時間范圍之內(nèi)時，所述環(huán)路是長環(huán)路。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中所述時間范圍在0.013和-0.05秒之間。
14.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中當所述負峰值位置小于所述正峰值位置時，所述環(huán)路是短環(huán)路或閉環(huán)。
15.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中當所述負峰值位置大于所述正峰值位置時，所述環(huán)路是開環(huán)。
16.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中當所述負峰值位置大于所述正峰值位置時，所述環(huán)路是短的開環(huán)。
17.一種用于單端線路測試以提供xDSL服務的裝置，所述裝置包括處理單元，其適于產(chǎn)生時間連續(xù)信號；發(fā)射器，其適于將所述時間連續(xù)信號轉(zhuǎn)換成模擬測試信號，并且將所述模擬測試信號穿過要測試的環(huán)路發(fā)送；接收器，其具有一個輸入端來接收回波響應信號，該回波響應信號產(chǎn)生于所述模擬測試信號的所述發(fā)送。帶通濾波器，其減少時域中的近端回波；相關器，其使所述發(fā)送的模擬測試信號和所述接收的回波響應信號相關，并且產(chǎn)生回波響應函數(shù)；擾動補償濾波器，其施加于所述回波響應函數(shù)以減輕不希望的擾動；匹配濾波器，其施加于所述回波響應信號和遠端回波模板，以獲得匹配的回波響應；依賴于時間的縮放器，其適于成比例縮放所述匹配的回波響應，以補償環(huán)路衰減；以及中值濾波器，其施加于所述成比例縮放的回波響應，以減輕背景噪聲和增強用于檢測的峰值；其中至少部分基于所述峰值的位置，所述處理單元計算所述環(huán)路的長度。
18.根據(jù)權利要求17所述的裝置，其中所述帶通濾波抑制高頻發(fā)送的模擬測試信號。
19.根據(jù)權利要求17所述的裝置，其中所述處理單元包括所述擾動補償濾波器。
20.根據(jù)權利要求17所述的裝置，其中所述處理單元包括所述匹配濾波器。
21.根據(jù)權利要求17所述的裝置，其中依賴于時間的回波是從所述發(fā)送和接收的信號之間的所述互相關來測量的。
22.根據(jù)權利要求17所述的裝置，其中所述匹配的回波響應的依賴于時間的縮放比例具有10αt的形式，其中α＞0。
23.根據(jù)權利要求17所述的裝置，其中中值濾波提供了對所述遠端回波的建模。
24.根據(jù)權利要求17所述的裝置，其中所述成比例縮放的遠端回波被從所述背景減去，留下表示所述遠端回波的峰值。
25.根據(jù)權利要求17所述的裝置，其中所述環(huán)路長度是由正負峰值的位置共同確定的。
全文摘要
一種用于提供和維護DSL的單端環(huán)路測試的方法和裝置，其使用數(shù)字技術提供DSL環(huán)路測試，以去除強背景并加強所需信號用于峰值檢測，所述數(shù)字技術包括頻率補償(820)、匹配濾波和中值濾波(830)。單端環(huán)路測試(SELT)系統(tǒng)允許DSL提供者在交換局(CO)從反射的測量值提取環(huán)路消息，從而確定支持不同DSL服務的環(huán)路能力。通過利用幾種數(shù)字信號處理技術(包括頻率)，以高度的準確性為24AWG的長達12kft(千英尺)的環(huán)路和26AWG的長達9kft的環(huán)路提供檢測環(huán)路長度(845)和終端類型的過程，所述方法和裝置獲得淹沒在相關的背景噪聲(近端回波)(815)中的所需信號(遠端回波)。
文檔編號H04M3/30GK1910891SQ200580002517
公開日2007年2月7日 申請日期2005年1月14日 優(yōu)先權日2004年1月14日
發(fā)明者F·歐陽, P·迪沃, M·顧 申請人:科勝訊系統(tǒng)公司