專利名稱：：頻譜管理方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，更具體而言，涉及用于xDSL系統(tǒng)例如xDSL的頻"i普管理方法和裝置。
背景技術(shù)：
：xDSL(DigitalSubscriberLine,凄史字用戶線，縮寫為DSL，xDSL是指各種數(shù)字用戶線)是一種在電話雙絞線(無屏蔽雙絞線，UnshieldedTwistPair,UTP)上的高速數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。經(jīng)過多年的發(fā)展，已經(jīng),人第一^的ADSL(AsymmetricalDigitalSubscriberLine,非對稱數(shù)字用戶線)發(fā)展到現(xiàn)在的第二代的ADSL2、ADSL2+以及更^斤的VDSL(Very-high-bit-rateDigitalSubscriberLine,甚高速凄t字用戶線)和VDSL2。ADSL和VDSL是一種xDSL系統(tǒng)，它采用離散多音頻調(diào)制(DiscreteMulti-TONEModulation,縮寫為DMT)方式，將頻域分為多個(gè)互不重疊的子信道，每個(gè)子信道指定為上行或下行傳輸。每個(gè)子信道對應(yīng)不同頻率的載波，在不同的栽波上分別進(jìn)行QAM調(diào)制。對頻域的這種劃分大大方便了DSL的設(shè)計(jì)。在各種數(shù)字用戶線技術(shù)(xDSL)中，除了IDSL(InternetDigitalSubscriberLine,互聯(lián)網(wǎng)凄史字用戶線路)和SHDSL(SymmetricalHighbitDigitalSubscriberLine,對稱高速數(shù)字用戶線路)等基帶傳輸?shù)腄SL外，通帶傳輸?shù)膞DSL利用頻分復(fù)用技術(shù)使得xDSL與傳統(tǒng)電話業(yè)務(wù)(POTS)共存于同一對雙絞線上，其中xDSL占據(jù)高頻段，POTS占用4KHz以下基帶部分，POTS信號與xDSL信號通過分離器分離。通帶傳輸?shù)膞DSL采用離散多音頻調(diào)制(DMT)進(jìn)4亍調(diào)制和解調(diào)。提供多路xDSL接入的系統(tǒng)叫做DSL接入復(fù)用器(DSLAM),其系統(tǒng)參考模型如圖1所示。圖1示出了相關(guān)技術(shù)的xDSL系統(tǒng)IOO的參考模型。如圖1所示，DSLAM120包括用戶端收發(fā)單元122和分離/整合器124,在上行方向，用戶端收發(fā)單元122接收來自計(jì)算機(jī)110的DSL信號并對所收到的信號進(jìn)行放大處理，將處理后的DSL信號發(fā)送至分離/整合器124;分離/整合器124將來自用戶端收發(fā)單元122的DSL信號和電話終端130的POTS信號進(jìn)行整合處理；整合后的信號通過多路的UTP140的傳輸，由對端的DSLAM150中的分離/整合器152接收；分離/整合器152將所接收的信號進(jìn)行分離，將其中的POTS信號發(fā)送至公用電話交換網(wǎng)(PublicSwitchedTelephoneNetwork,縮寫為PSTN)160，將其中的DSL信號發(fā)送至DSLAM150的收發(fā)單元154,收發(fā)單元154再將所收到的信號進(jìn)4亍;改大處理后發(fā)送至網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)(NetworkManagementSystem,縮寫為NMS)170。在〗言號的下4亍方向，則4言號按照與上述才目反的》l頁序進(jìn)4亍傳豐lT。隨著xDSL技術(shù)使用頻帶的提高，串?dāng)_(crosstalk),尤其是高頻段的串?dāng)_問題表現(xiàn)得日益突出。圖2示出了相關(guān)技術(shù)中的遠(yuǎn)端串?dāng)_和近端串?dāng)_示意圖。用戶電纜基本上都包含多對(25對或以上)雙絞線，在各個(gè)雙絞線上可能運(yùn)行了多種不同的業(yè)務(wù)，各種類型的xDSL同時(shí)工作的時(shí)候互相之間會產(chǎn)生串?dāng)_，其中某些線路會因?yàn)檫@個(gè)原因性能急劇下降；當(dāng)線路比較長時(shí)，某些線路根本不能開通任何形式的DSL業(yè)務(wù)。串?dāng)_是當(dāng)前DSLmodem(調(diào)制解調(diào)器)(如ADSL,VDSL)系統(tǒng)中影響用戶速率的主要因素，可分為遠(yuǎn)端串護(hù)L(FEXT)和近端串?dāng)_(NEXT)，如圖2所示。通常NEXT的影響要比FEXT大，但在ADSL/VDSL中，由于采用了上、下行頻域分隔和頻分復(fù)用技術(shù)，F(xiàn)EXT的影響要遠(yuǎn)大于NEXT,特別是在CO/RT(COcentraloffice,中心控制器，RTremoteterminal,遠(yuǎn)程終端)混合使用環(huán)境中更是長口此。以下來詳細(xì)分析這種串?dāng)_情況。在一個(gè)采用離散多音頻調(diào)制(DMT)、N個(gè)用戶、K個(gè)TONE的通信才莫型中，在接收端各個(gè)TONE上的信號可獨(dú)立地表示為h公式(1)其中，仏表示第k個(gè)TONE上的N氺N的傳輸矩陣；表示某用戶在第k個(gè)TONE上接收到的信號；A:表示某用戶在第k個(gè)TONE上的發(fā)送信號；以及表示某用戶在第k個(gè)TONE上的噪聲信號。在通常的情況下，每個(gè)xDSL調(diào)制解調(diào)器(modem)的4妄收端將其它調(diào)制解調(diào)器對它的干擾作為噪聲，則第n個(gè)用戶第k個(gè)TONE上可達(dá)到的數(shù)據(jù)速率可用香農(nóng)信道容量公式計(jì)算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>公式(2)其中，S::表示在第n條用戶線路上第k個(gè)TONE的發(fā)送功率；《m:表示在第k個(gè)TONE上第m個(gè)用戶對第n個(gè)用戶的信道串?dāng)_函數(shù)；/C":表示第n個(gè)用戶在第k個(gè)TONE上的傳llT函凄t;表示第n個(gè)用戶在第k個(gè)TONE上的噪聲信號；以及W:表示在第n條用戶線上第k個(gè)TONE所能承載的比特?cái)?shù)；公式2算出的是每個(gè)tone上的比特加栽數(shù)，即用戶在第K個(gè)tone上達(dá)到的數(shù)據(jù)速率。如果串?dāng)_嚴(yán)重，那么《會比較大，導(dǎo)致整個(gè)公式得出的結(jié)果比較小，從而降低了線路的速率。由/>式(2)可以看出，串?dāng)_嚴(yán)重影響了線路的傳輸容量，換句話說，就是降低了線路速率。如圖2所示，由于xDSL上下行信道采用頻分復(fù)用，所以近端串?dāng)_(NEXT)對系統(tǒng)的性能不產(chǎn)生太大的危害；但遠(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT)會嚴(yán)重影響線路的傳輸性能。當(dāng)一捆電纜內(nèi)有多路用戶都要求開通xDSL業(yè)務(wù)時(shí)，會因?yàn)檫h(yuǎn)端串?dāng)_(FEXT)使一些線路速率低、性能不穩(wěn)定、甚至不能開通等，最終導(dǎo)致DSLAM的出線率比較低。DSM技術(shù)通過調(diào)整各個(gè)頻帶的發(fā)射功率來消除或減弱噪聲，以達(dá)到提高數(shù)據(jù)速率的目的。傳統(tǒng)的調(diào)整功率的方法為靜態(tài)頻譜管理方法，其中包括平坦功率回々貴方法(FlatPowerBack-Off),參考PSD方法(ReferencePSDMethod)和參考噪聲法(ReferenceNoiseMethod)等。動(dòng)態(tài)頻^普管理方法(DynamicSpectrumManagement,DSM)是近幾年提出的能更加有效地管理分配功率的方法，它克服了靜態(tài)頻語管理方法的缺陷，動(dòng)態(tài)地調(diào)整功率來達(dá)到消除或減弱各用戶之間串?dāng)_影響的目的，能大大地提高速率。特別是在CO/RT混合使用的情況下短線對長線的串?dāng)_影響較大。動(dòng)態(tài)頻譜管理(DSM)的目的是在不違反頻譜兼容性的前提下實(shí)時(shí)地或是周期性地調(diào)整頻譜控制參數(shù)，讓系統(tǒng)始終工作在最佳的狀態(tài)是一種更好的方法。具體地，DSM的目的就是自動(dòng)調(diào)整在同一電纜中的各個(gè)調(diào)制解調(diào)器上的傳輸功率來達(dá)到消除串?dāng)_。特別是在CO/RT混合應(yīng)用的情況下短線對長線的串?dāng)_影響較大。如圖3所示，線路2對線路1的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于線路1對線路2的影響。圖3中，從上到下，線路依次為線路l,2,3,4。DSM的目標(biāo)就是通過調(diào)整發(fā)射功率使每個(gè)調(diào)制解調(diào)器在達(dá)到自身速率最大化和減少對其它調(diào)制解調(diào)器的串?dāng)_影響之間達(dá)到一個(gè)平4軒。動(dòng)態(tài)頻譜管理方法分成兩大類，第一類為具有中心控制器的方法，i。OSB(OptimumSpectrumBalancing,最優(yōu)頻i普平4軒)，ISB(IterativeSpectrumBalancing,迭代步貞鐠平衡)算法等。第二類為分布式的方法，如IWF(IterativeWaterFilling,迭代注水)，ASB(AutonomousSpectrumBalancing,自治頻"i普平衡)等。下面一奪分別詳細(xì)地描述這兩類算法。OSB方法是一種DSM的最優(yōu)方法。4叚設(shè)共有N個(gè)用戶，每個(gè)用戶有K個(gè)TONE，且其中N-l個(gè)用戶有一個(gè)目標(biāo)速率。這才羊DSM的基本問題可表示為在滿足N-1個(gè)用戶速率的前提下，盡量提高第一個(gè)用戶的速率，同時(shí)每個(gè)信號的能量要滿足最大PSD要求，且每個(gè)用戶的總功率應(yīng)滿足相應(yīng)的約束條件(|>^戶,戶為n用戶的最大允許發(fā)送功率)。由于該問題的非凸性，直接對其進(jìn)行完整求解需要枚舉所有可能的《取值，那么算法就同時(shí)具有關(guān)于用戶數(shù)N和TONE數(shù)K的指數(shù)計(jì)算復(fù)雜度，即O(J"。OSB應(yīng)用對偶方法，將上述問題用公式表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>其中，表示在第n條用戶線路上第k個(gè)TONE的發(fā)送功率；i"-l^":為第n條用戶線的總速率；W,人分別為拉格朗日算子。7>式(3)中目標(biāo)函凄t又可轉(zhuǎn)化為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>公式(6)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage10</formula>公式(7)其中，表示在第n條用戶線路上第k個(gè)TONE的發(fā)送功率;《表示在第n條用戶線上第k個(gè)TONE可能承載的比特?cái)?shù)；mv人分別為拉格朗日算子。這里Wl=1，考慮到A只與第k個(gè)TONE上的功率分配4，4,...，《有關(guān)，而與其它TONE上的功率分配無關(guān)這一特性，我們只需要枚舉在第k個(gè)TONE上各個(gè)用戶的功率分配就可以求出A的最大j直。對各個(gè)獨(dú)立的TONE分別求解max^即可求出J的最優(yōu)解。OSB在保證找到最優(yōu)解的前提下將原來的計(jì)算復(fù)雜度降到了。下面一夸參照圖4來詳細(xì)i兌明DSM的具體實(shí)if見結(jié)構(gòu)圖4示出了相關(guān)技術(shù)的DSM參考模型示意圖。DSM才支術(shù)目前還沒有商用，DSM第一層面的主流架構(gòu)如圖4所示，有一個(gè)4空制器SMC(SpectrumManagementCenter,頻i瞽管理中心)和三個(gè)控制4秦口，分別為DSM-S、DSM-C、DSM-D。SMC通過DSM-D4妄口從DSL-LT讀取DSL線路的工作狀態(tài)等參^t,通過DSM-S接口與其相關(guān)聯(lián)的SMC進(jìn)行信息交互，當(dāng)SMC掌握足夠的信息之后，作一系列的優(yōu)化算法，最后通過DSM-C向DSL-LT下發(fā)控制參數(shù)，使線路工作在最佳的狀態(tài)。下面將參照圖5和圖6來il明OSB的具體實(shí)現(xiàn)框架。圖5示出了相關(guān)^t術(shù)的OSB方法的實(shí)現(xiàn)流程；圖6示出了相關(guān)技術(shù)的OSB方法的數(shù)學(xué)模型求解過程。如圖5所示，OSB方法的實(shí)現(xiàn)流程包括以下步驟步驟S502，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型人-fKA"-步驟S504,計(jì)算使^最大的&《，...，《，其中，求解過程如圖6所示，對所有的《在[0，；;T的空間上以一定的顆粒度進(jìn)行枚舉直至收斂為止，即，對每個(gè)TONEk計(jì)算使入最大的s!A2,...，^,直至所有約束條件均得到滿足且功率分配不再發(fā)生變化為止。其中，對每個(gè)用戶n,根據(jù)約束條件滿足的程度動(dòng)態(tài)地調(diào)整、和;i"值；以及步驟S506，根據(jù)所求得的4乂,...，《來調(diào)整在同一電纜中的各個(gè)調(diào)制解調(diào)器上的傳輸功率。在圖6的求解過程中，在計(jì)算使人最大的4，《，...,《時(shí)，因?yàn)槿藶榉峭购瘮?shù)，不存在簡單的解析解。因此，要求出最優(yōu)的4,《,...，《則需對所有的《在[o，；;T的空間上進(jìn)行枚舉。當(dāng)一輪枚舉結(jié)束后，根據(jù)約束條件滿足的程度動(dòng)態(tài)地對vv"和/1進(jìn)行調(diào)整。如果約束條件已滿足，則要降低相應(yīng)用戶線上的V^或人值，以降低此部分對整個(gè)目標(biāo)函數(shù)的影響程度；如果約束條件尚未滿足，則需提高相應(yīng)用戶線上的w。或;i"值，以增大此部分約束在整個(gè)目標(biāo)函數(shù)中所占比重。算法不斷重復(fù)以上操作，直至所有約束條件均得到滿足且功率分配不再發(fā)生變化為止。此時(shí)可認(rèn)為算法收斂。算法的收斂性證明可在參考文獻(xiàn)"R.Cendrillon，W.Yu,M.Moonen,J.Verlinden,andT.Bostoen,"Optimalmulti-userspectrummanagementfordigitalsubscriberlines,，，acceptedbyIEEETransactionsonCommunications,2005."中獲得。OSB是一種最優(yōu)算法，當(dāng)用戶凄tN不太大時(shí)，在可4妾受的時(shí)間內(nèi)可得到計(jì)算結(jié)果。但當(dāng)用戶數(shù)增大時(shí)，其計(jì)算時(shí)間成指數(shù)爆炸式增長，很快便達(dá)到無法接受的地步。簡言之，OSB的優(yōu)點(diǎn)為最優(yōu)性、當(dāng)N4交小時(shí)的可計(jì)算性。OSB的缺點(diǎn)為關(guān)于N的指數(shù)復(fù)雜度、非自治、需要中心管理器進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。另一種可選的DSM方法是IWF方法。IWF即迭^注水方法，它是一種貪心方法。它只考慮《的變化對第n個(gè)用戶線上速率的影響，不從優(yōu)化的角度考慮對其他線路產(chǎn)生的干擾。其目標(biāo)函數(shù)A可以寫為A三A"=-vr。圖7示出了相關(guān)4支術(shù)的IWF方法的實(shí)現(xiàn)流程；圖8示出了相關(guān)技術(shù)的IWF方法的數(shù)學(xué)模型求解過程。如圖7所示，IWF方法的具體過考呈如下步驟s202,構(gòu)建數(shù)學(xué)模型As/:-wx-步驟S204，計(jì)算使A最大的4乂，...,《，其中，求解過程如圖8所示，這里不再贅述；以及步驟S206，按照所求得的4,《,.,.，《來調(diào)整在同一電纜中的各個(gè)調(diào)制解調(diào)器上的傳輸功率。如上所述，IWF是一種貪心算法，因此它所要找的解是局部最優(yōu)解而非全局最優(yōu)解，所以其計(jì)算結(jié)果要比OSB差。IWF的方法計(jì)算復(fù)雜度較低，對于4交大的N和K都可進(jìn)行計(jì)算。并且它是完全自治的，即各個(gè)用戶只需優(yōu)化自身的速率和滿足自身的功率約束即可，而不需要不同用戶之間進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的交互，即不需要中心管理器，易于在實(shí)際系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。簡言之，IWF的優(yōu)點(diǎn)為低計(jì)算復(fù)雜度、自治、不需要中心管理器、可實(shí)現(xiàn)性。IWF的缺點(diǎn)為貪心、無法保證最優(yōu)解或近似最優(yōu)解。表3列出了OSB算法和IWF算法的優(yōu)缺點(diǎn)比較。表3:OSB算法和IWF算法比4交表<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>上面纟是到的OSB方法和IWF方法是具有fC表意義的方法。還包4舌比4交多有關(guān)OSB的簡4b方法，以及IWF的擴(kuò)展方法等。如上所述，第一類算法是從全局優(yōu)化的角度出發(fā)，不管是什么環(huán)境總是能找到比較優(yōu)化的結(jié)果，但是算法比較復(fù)雜，隨著用戶數(shù)的增加，算法的復(fù)雜度隨指數(shù)上升；而且需要增加中心控制器等設(shè)備，成本增加比較多。第二類并不是從全局最優(yōu)的角度出發(fā)，能得到局部最優(yōu)結(jié)果，算法比較簡單，也不需要增加額外的設(shè)備。圖9示出了一個(gè)串?dāng)_環(huán)境比較惡劣的場景，圖9表示出一條用戶線對另一條用戶線串繞比較大的這種場景。如圖9所示，由于ONU端發(fā)出的信號耦合到userl線路上，經(jīng)過較短距離的衰減，串?dāng)_相對比較大；而從CentralOffice發(fā)出的信號耦合到user2線路上，要經(jīng)過比較長的線路衰減，所以說這種情況下user2對userl的串?dāng)_比較大，這種兩條用戶線串?dāng)_相差懸殊的布線場景是惡劣的。圖10示出了在圖9所示的串?dāng)_環(huán)境比較惡劣的情況下OSM與IWF的效果比4交。當(dāng)串?dāng)_不是非常惡劣的時(shí)候，第二類算法的結(jié)果基本接近第一類算法，但串?dāng)_情況比較惡劣的時(shí)候，第二類算法的結(jié)果比第一類算法的結(jié)果差4艮多。如圖io所示在環(huán)境比4交惡劣的情況下，可以看出第二類算法IWF(迭代注水)比第一類算法OSM(頻譜最優(yōu)化管理)性能差很多。因此，人們希望能夠?qū)WF方法作改進(jìn)，能夠保持IWF的簡單復(fù)雜度，又能夠使IWF達(dá)到比較接近OSM的性能，從而實(shí)現(xiàn)理想的自治頻i普管理。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在提供一種用于xDSL系統(tǒng)的頻i普管理方法和裝置，以解決上述相關(guān)技術(shù)中性能和復(fù)雜度不能平衡的問題。才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于xDSL系統(tǒng)的頻-潛管理方法，包括以下步驟步驟a，根據(jù)線路的串?dāng)_情況確定發(fā)送功率譜密度模板；步驟b，利用發(fā)送功率i普密度模板進(jìn)行迭代注水運(yùn)算；以及步驟c,利用迭代注水運(yùn)算結(jié)果動(dòng)態(tài)地管理線路的頻譜。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于xDSL系統(tǒng)的頻譜管理裝置，包括發(fā)送功率譜密度模板確定模塊，用于根據(jù)線路的串?dāng)_情況確定發(fā)送功率譜密度才莫板；迭代注水運(yùn)算^f莫塊，用于利用發(fā)送功率譜密度模板進(jìn)行迭代注水運(yùn)算；以及動(dòng)態(tài)頻譜管理模塊，用于利用迭代注水運(yùn)算結(jié)果動(dòng)態(tài)地管理線路的頻"i普。通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果本發(fā)明提供了一種自治的動(dòng)態(tài)功率譜管理方法和裝置，能在不需要中心控制器和使用比較簡單算法的情況下，在串?dāng)_情況比較惡劣的情況下，使DSLAM能接近OSM的性能。并且本發(fā)明簡化了DSLAM優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。從而本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了DSLAM的性能與復(fù)雜度的適當(dāng)平4軒。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過在所寫的說明書、權(quán)利要求書、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)和獲得。此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1示出了相關(guān)技術(shù)的xDSL系統(tǒng)的參考模型的示意圖2示出了相關(guān)#支術(shù)中的遠(yuǎn)端串#尤和近端串4尤示意圖3示出了在用戶端分別發(fā)送，在DSLAM端聯(lián)合接收的情形的示意圖4示出了相關(guān)技術(shù)的DSM參考模型示意圖5示出了相關(guān)技術(shù)的OSB方法的實(shí)現(xiàn)流程的流程圖6示出了相關(guān)技術(shù)的OSB方法的數(shù)學(xué)模型求解過程的示意圖7示出了相關(guān)4支術(shù)的IWF方法的實(shí)現(xiàn)流程的流程圖8示出了相關(guān)4支術(shù)的IWF方法的數(shù)學(xué)才莫型求解過程的示意圖9示出了一個(gè)串?dāng)_環(huán)境比較惡劣的場景的示意圖；圖IO示出了在圖9所示的串?dāng)_環(huán)境比較惡劣的情況下OSM與IWF的效果比壽交圖11為本發(fā)明的頻語管理方法的流程圖12為本發(fā)明的頻i普管理裝置的方框圖13是才艮據(jù)圖9的布線場景4吏用迭代注水的方法得出的ONU發(fā)送功率i普的示意圖14是才艮據(jù)圖9的布線場景使用迭代注水的方法得出的CO端的發(fā)送功率語的示意圖15示出了圖9中的ONU與userl之間的遠(yuǎn)端串4尤函凄t的示意圖；以及圖16示出了針對圖9所示的場景，在4艮據(jù)本發(fā)明使用功率諳限制后的IWF的結(jié)果示意圖。*#^實(shí)施方式下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例，來詳細(xì)說明本發(fā)明。本發(fā)明提出通過約定的發(fā)送功率謙密度的方法進(jìn)行迭代注水(IWF)，使迭代注水(IWF)的性能達(dá)到比較接近OSM的目的。這樣使在不需要中心控制器和使用比較簡單算法的情況下，可以達(dá)到比較優(yōu)化的性能。迭代注水(IWF)方法是一種貪心方法。它只考慮發(fā)送功率譜密度《的變化使自身線路速率達(dá)到預(yù)定的目標(biāo)值()，不從優(yōu)化的角度考慮對其他線路產(chǎn)生的干擾使其他線路的速率降低。其目標(biāo)函數(shù)力可以寫為力三6:-vr。圖8示出了IWF的實(shí)現(xiàn)流程。其中，《表示在第n條用戶線路上第k個(gè)TONE的發(fā)送功率；P:表示第n條用戶線路上的發(fā)送功率限制；W:表示在第n條用戶線上第k個(gè)TONE可能承載的比特?cái)?shù)；i'罕'表示線路的目標(biāo)速率。乂人圖8中可以看出，如果共有N個(gè)用戶，那么N個(gè)用戶按一定的順序循環(huán)完成圖5中最內(nèi)層循環(huán)的功能。理論上可以^f呆^t當(dāng)N個(gè)用戶不斷的循環(huán)，最終會達(dá)到一個(gè)平衡點(diǎn)，這個(gè)平衡點(diǎn)就是IWF的一個(gè)局部最優(yōu)解。它比沒有作迭代注水的modem的傳輸速率要高很多。內(nèi)層循環(huán)的主要目的是求出目標(biāo)函數(shù)力取最大值時(shí)對應(yīng)發(fā)送器所應(yīng)發(fā)射的功率和對應(yīng)的可傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)。同時(shí)在內(nèi)層循環(huán)里，《應(yīng)滿足一個(gè)耳又值范圍o《《s訓(xùn)0<,其中訓(xùn)M、"表示第n個(gè)用戶在第k個(gè)TONE上的功率密度i普限制(PSDMASK)。在一般的情況下，該P(yáng)SDMASK都是由相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的。如ADSL的標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的PSDMASK就有LimitPSDMASK,MIBPSDMASK和TransmitPSDMASK等。圖11示出了才艮據(jù)本發(fā)明的頻i普管理方法的流程圖。步驟S1102,根據(jù)線路的串?dāng)_情況確定發(fā)送功率i普密度模板；步驟S1104，利用發(fā)送功率譜密度模板進(jìn)行迭代注水運(yùn)算；以及步驟S1106,利用迭代注水運(yùn)算結(jié)果動(dòng)態(tài)地管理線路的頻語?？蛇xi也，步驟S1102包4舌以下步驟步驟al，通過xDSL系統(tǒng)的布線場景和經(jīng)驗(yàn)公式得出串?dāng)_情況；以及步驟a2,根據(jù)串?dāng)_情況確定發(fā)送器的發(fā)送功率譜密度模板?？蛇x地，布線場景包括以下至少之一線路的規(guī)格；串?dāng)_耦合長度；使用的標(biāo)準(zhǔn)模板。可選地，步驟a2包括以下步驟設(shè)置干擾管理門限值m，并根據(jù)串?dāng)_情況確定大于m的頻段flf2;以及通過經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算新的發(fā)送功率譜密度模版?？蛇x地，經(jīng)驗(yàn)公式為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>其中，6為發(fā)送功率鐠密度模板所降低的dB值，并且為負(fù)數(shù)；等式左端的訓(xùn)"A(/1~/2)為/1~/2頻段上所要求出的新的功率鐠密度模版；等式右端的扁^t(/l/2)為/1/2頻段上原來的功率譜密度模版；《//F，(/l~/2))為/1/2頻段上串?dāng)_函數(shù)；其中，^^r(/1~/2〗)+w+6是用于更新的值，如果所根據(jù)串?dāng)_情況確定述功率譜密度模板沒有發(fā)生改變或者不更新，那么這個(gè)項(xiàng)就等于零。圖12示出了才艮據(jù)本發(fā)明的頻_潛管理裝置1200的方框圖，其包括發(fā)送功率譜密度模板確定模塊1202，用于根據(jù)線路的串?dāng)_情況確定發(fā)送功率譜密度模板；迭代注水運(yùn)算模塊1204，用于利用發(fā)送功率謙密度模板進(jìn)行迭代注水運(yùn)算；以及動(dòng)態(tài)頻-潛管理才莫塊1206,用于利用迭代注水運(yùn)算結(jié)果動(dòng)態(tài)地管理線路的頻i普?？蛇x地，發(fā)送功率語密度模板確定模塊1202包括串?dāng)_計(jì)算模塊(未示出)，用于通過xDSL系統(tǒng)的布線場景和經(jīng)驗(yàn)公式得出串?dāng)_情況；以及確定模塊(未示出)，用于根據(jù)串?dāng)_情況確定發(fā)送器的發(fā)送功率語密度模板?？蛇x地，布線場景包括以下至少之一線路的規(guī)格；串?dāng)_耦合長度；使用的標(biāo)準(zhǔn)模板?？蛇x地，確定模塊用于設(shè)置干擾管理門限值m，并根據(jù)串?dāng)_情況確定大于m的頻,炎flf2;以及通過經(jīng)騶y厶式，計(jì)算新的發(fā)送功率譜密度模版?？蛇x地，經(jīng)-驗(yàn)7>式為訓(xùn)flf^(/1~/2)=(/1~/2)+(/1/2)|++"其中，6為發(fā)送功率譜密度模板所降低的dB值，并且為負(fù)數(shù)；等式左端的^fl^(/1~/2)為/1~/2頻段上所要求出的新的功率譜密度模版；等式右端的，c^t(/l/2)為/1/2頻段上原來的功率語密度模版；—fOT(/l~/2))為/1/2頻段上串?dāng)_函數(shù)；其中，《&(/1~/2〗)+w+6是用于更新的值，如果所才艮據(jù)串?dāng)_情況確定述功率譜密度模板沒有發(fā)生改變或者不更新，那么這個(gè)項(xiàng)就等于零。下面以圖9所示的布線場景和ADSL的實(shí)施為例來說明本發(fā)明的具體方案。在圖13和圖14是根據(jù)圖9的布線場景使用迭代注水的方法得出的發(fā)送功率譜，圖13為ONU(光纖連網(wǎng)絡(luò)單元OpticalNetworkingUnit)的發(fā)送功率譜，囝14為CO(中心局CenterOffice)端的發(fā)送功率謙。從ONU到userl的距離為3kft,他們間的遠(yuǎn)端串?dāng)_函數(shù)如圖15所示。在0.4~lMHz的頻率范圍內(nèi)遠(yuǎn)端串?dāng)_^直均大于-65W。通過計(jì)算可以看出ONU在這個(gè)頻段內(nèi)發(fā)送的信號會對userl產(chǎn)生非常大的串?dāng)_。使userl的下行線路速率很低。從圖6可以看出使用迭代注水的ONU在0.4-0.7MHz的頻率范圍的發(fā)送功率"i瞽密度沒有作任何的調(diào)整，還是跟其他頻率段的發(fā)送功率譜密度一樣，這就是由于貪心算法的必然結(jié)果，IWF作為一種貪心的算法，只要可以增加自身的一點(diǎn)速率，便增大自身的發(fā)送功率，而不考慮對其他線路造成多大的速率損失。所以得不到全局最優(yōu)的結(jié)果。從全局的角度出發(fā)應(yīng)該對ONU的下4亍進(jìn)4亍適當(dāng)?shù)南拗?，會得到一個(gè)更優(yōu)化的結(jié)果。下面詳細(xì)i兌明本發(fā)明的方法第一步確定發(fā)送功率譜密度模板(PSDMASK)。1)通過布線場景和經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出串?dāng)_的大致情況。布線場景包括線路的規(guī)格(介質(zhì)，線徑)；串?dāng)_耦合長度U);使用的標(biāo)準(zhǔn)模板等。串?dāng)_的經(jīng)驗(yàn)公式為|/W(/)|"|U|2x"/x/2。其中耦合常數(shù)^3.083xl0-2。；|//由一(/)|為在串?dāng)_耦合長度上線路的衰減，可以根據(jù)布線場景所確定的參數(shù)通過經(jīng)驗(yàn)公式獲得。f可以通過使用的標(biāo)準(zhǔn)模板獲得。如果使用的是ADSL的標(biāo)準(zhǔn)模塊，那么對于下行信道f的范圍大約是0.25~1.2MHz。2)根據(jù)串?dāng)_的大致情況分別確定各個(gè)發(fā)送器的發(fā)送功率譜密度模板。A、設(shè)置一個(gè)門限值m,如本發(fā)明例中-65dB，根據(jù)串?dāng)_的情況確定大于這個(gè)門限值的頻率,殳。如flf2,f3f4等。B、對千擾者的發(fā)送功率語密度模板(PSDMASK)在上述的頻段進(jìn)行限定，最終在這些頻段內(nèi)的發(fā)送功率譜密度模板(PSDMASK)為wuwA;(/l/2卜纖a"(/卜/2)+(l/^燈(/卜/2)l+w+6)，其中b為PSD降低的dB值，為負(fù)數(shù)，如取值-20dBm/Hz。第二步在確定的發(fā)送功率譜密度模板(PSDMASK)的前提下使用迭代注水的方法進(jìn)行發(fā)送功率。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，該實(shí)施例中的迭代注水算法可以采用現(xiàn)有技術(shù)中任一公知的迭代注水算法，因?yàn)榍懊嬉呀?jīng)進(jìn)行了詳細(xì)i侖述，所以這里不再進(jìn)一步說明。如上所述，在該實(shí)施例中采用了本發(fā)明的頻i普管理方法來進(jìn)行優(yōu)化，首先對ONU的發(fā)送功率語密度進(jìn)行一個(gè)限制，根據(jù)圖15的串?dāng)_函凄t,在0.40.8MHz的頻率范圍內(nèi)在ONU的PSDMASK的基礎(chǔ)上4巴PSDMASK降低20dBm/Hz。然后在限定的PSDMASK的基礎(chǔ)上進(jìn)行迭代注水。其結(jié)果如圖16中黑線所示，其性能已經(jīng)基本接近于由OSM產(chǎn)生的結(jié)果，只是ONU端的發(fā)送功率鐠進(jìn)行了限制無法達(dá)到原來那么高的速率。在一詢殳情況下，PSDMASK都是由相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)井見定的。如ADSL的標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)見定的PSDMASK就有LimitPSDMASK,MIBPSDMASK和TransmitPSDMASK等。而在本發(fā)明中，通過布線場景和經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出串?dāng)_的大致情況，然后才艮據(jù)串?dāng)_的大致情況分別確定所述發(fā)送器的PSDMASK。從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果本發(fā)明提供了一種自治的動(dòng)態(tài)功率譜管理方法和裝置，能在不需要中心控制器和使用比較簡單算法的情況下，在串?dāng)_情況比較惡劣的情況下，使DSLAM能接近OSM的性能。并且本發(fā)明簡化了DSLAM優(yōu)化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。從而本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了DSLAM的性能與復(fù)雜度的適當(dāng)平衡。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個(gè)的計(jì)算裝置上，或者分布在多個(gè)計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個(gè)集成電路模塊，或者將它們中的多個(gè)模塊或步驟制作成單個(gè)集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。應(yīng)該明白，這些具體實(shí)施中的變化對于本領(lǐng)域的4支術(shù)人員來i兌是顯而易見的，不脫離本發(fā)明的精神保護(hù)范圍。以上所述^f又為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1.一種用于xDSL系統(tǒng)的頻譜管理方法，其特征在于，包括以下步驟步驟a，根據(jù)線路的串?dāng)_情況確定發(fā)送功率譜密度模板；步驟b，利用所述發(fā)送功率譜密度模板進(jìn)行迭代注水運(yùn)算；以及步驟c，利用所述迭代注水運(yùn)算結(jié)果動(dòng)態(tài)地管理線路的頻譜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻譜管理方法，其特征在于，所述步驟a包4舌以下步驟步驟al,通過所述xDSL系統(tǒng)的布線場景和經(jīng)驗(yàn)公式得出所述串?dāng)_情況；以及步驟a2，根據(jù)所述串?dāng)_情況確定所述發(fā)送器的發(fā)送功率譜密度模板。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻語管理方法，其特征在于，所述布線場景包括以下至少之一線路的規(guī)格；串?dāng)_耦合長度；使用的標(biāo)準(zhǔn)模板。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的頻譜管理方法，其特征在于，所述步驟a2包括以下步驟設(shè)置干擾管理門限值m，并才艮據(jù)所述串?dāng)_情況確定大于m的頻段flf2;以及通過經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算新的發(fā)送功率鐠密度模版。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的頻譜管理方法，其特征在于，所述經(jīng)驗(yàn)公式為<formula>seeoriginaldocumentpage3</formula>，其中，b為所述發(fā)送功率譜密度模板所降低的dB值，并且為負(fù)數(shù)；等式左端的smask(f1-f2))為f1-f2頻段上所要求出的新的功率普密度模版；等式右端的smask(f1-f2)為f1-f2頻段上原來的功率譜密度模版；(｜HFEXT(f1-f2)｜)為f1-f2頻段上串?dāng)_函數(shù)；其中，(｜HFEXT(f1-f2)｜)+m+6是用于更新的值，如果根據(jù)所述串?dāng)_情況確定所述功率鐠密度模板沒有發(fā)生改變或者不更新，那么這個(gè)項(xiàng)就等于零。6.—種用于xDSL系統(tǒng)的頻譜管理裝置，其特征在于，包括發(fā)送功率譜密度模板確定模塊，用于根據(jù)線路的串?dāng)_情況確定發(fā)送功率譜密度模板；迭代注水運(yùn)算模塊，用于利用所述發(fā)送功率鐠密度模板進(jìn)行迭代注水運(yùn)算；以及動(dòng)態(tài)頻譜管理模塊，用于利用所述迭代注水運(yùn)算結(jié)果動(dòng)態(tài)地管理線路的頻語。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的頻譜管理裝置，其特征在于，所述發(fā)送功率譜密度模板確定模塊包括串?dāng)_計(jì)算模塊，用于通過所述xDSL系統(tǒng)的布線場景和經(jīng)驗(yàn)公式得出所述串?dāng)_情況；以及確定模塊，用于根據(jù)所述串?dāng)_情況確定所述發(fā)送器的發(fā)送功率譜密度模板。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的頻譜管理裝置，其特征在于，所述布線場景包括以下至少之一線路的失見格；串?dāng)_耦合長度；使用的標(biāo)準(zhǔn)模板。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的頻譜管理裝置，其特征在于，所述確定模塊用于設(shè)置干擾管理門限值m，并根據(jù)所述串?dāng)_情況確定大于m的頻段flf2;以及通過經(jīng)驗(yàn)公式，計(jì)算新的發(fā)送功率譜密度模版。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的頻譜管理裝置，其特征在于，所述經(jīng)驗(yàn)公式為<formula>seeoriginaldocumentpage4</formula>其中，b為所述發(fā)送功率鐠密度模板所降低的dB值，并且為負(fù)數(shù)；等式左端的smask(f1-f2)為f1-f2頻段上所要求出的新的功率譜密度模版；等式右端的smask(f1-f2)為f1-f2頻段上原來的功率譜密度模版；<formula>seeoriginaldocumentpage4</formula>為f1-f2頻段上串?dāng)_函數(shù)；其中<formula>seeoriginaldocumentpage4</formula>是用于更新的值，如果根據(jù)所述串?dāng)_情況確定所述功率譜密度模板沒有發(fā)生改變或者不更新，那么這個(gè)項(xiàng)就等于零。全文摘要本發(fā)明提供了一種用于xDSL系統(tǒng)的頻譜管理方法，包括以下步驟步驟a，根據(jù)線路的串?dāng)_情況確定發(fā)送功率譜密度模板；步驟b，利用發(fā)送功率譜密度模板進(jìn)行迭代注水運(yùn)算；以及步驟c，利用迭代注水運(yùn)算結(jié)果動(dòng)態(tài)地管理線路的頻譜。本發(fā)明還提供了一種用于xDSL系統(tǒng)的頻譜管理裝置。文檔編號H04B3/04GK101174855SQ20061013780公開日2008年5月7日申請日期2006年11月1日優(yōu)先權(quán)日2006年11月1日發(fā)明者劉立賀,方李明申請人:華為技術(shù)有限公司