干扰补偿控制是什么控制，探究补偿干扰的ADSL调制解调器设计

很多朋友对干扰补偿控制是什么控制，探究补偿干扰的ADSL调制解调器设计不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

介绍非对称数字用户线路(ADSL)系统是目前最流行的用户DSL系统。它可以在短环路中支持高达12 Mbps的数据速率。当环路延长到5.5公里或更长时，通过调整其速率和频谱，仍然可以实现有意义的数据速率。然而，许多干扰降低了ADSL的覆盖范围，形成了网络的漏洞，无法达到可接受的服务速率。图1针对长环路优化的调制解调器架构示例

本文将介绍一些ADSL调制解调器设计技术来补偿上述干扰，包括ISI、桥接抽头和射频干扰(RFI)，以及一些基于传输频谱改善的新标准，可以实现更长的覆盖范围，最小化串扰，解决混合本地局(CO)和远程终端(RT)的部署问题。随着新标准的不断发展和灵活的调制解调器架构的引入，两者的结合使运营商能够以一定的目标速率扩展所提供的DSL服务。ADSL基金会

ADSL通过使用离散多音(DMT)调制将单个宽带通信信道转换成多个窄带子信道。如果信道记忆不超过循环前缀的长度，则接收机的简化均衡可以通过使用循环前缀(在要传输的块之前的IFFT之后结束信号)来实现。在这种情况下，均衡只是子信道一个接一个的复数乘法，从而消除了信道的影响。

当信道存储器大于循环前缀时，通常在设计的接收机中使用信道缩短滤波器(称为时域均衡器或TEQ)，使得与信道串联的TEQ的大部分功率被限制在循环前缀长度为1。这与单通道情况相反，在单通道情况下，线性均衡器通常将最小均方误差设计为翻转通道。

典型的ADSL部署是频分双工(FDD)，单通道(双绞线)用于承载两种信号，通过混合电路连接到每个调制解调器的发送器和接收器。一般来说，混合电路使用隔离变压器进行四线到两线转换。更具体地，混合电路通过执行模拟回声消除来减少接收器中的传输信号(或回声)反射。混合回声抑制取决于反射线(通过变压器)的阻抗，并根据不同的环路拓扑而变化。干扰补偿

ADSL信道受到各种干扰的影响，有时数据速率甚至低到无法从商业角度使用ADSL(比如我们很难把32 kbps的速率作为宽带推向市场)。本部分将研究ISI、桥抽头和RFI，分析如何使用合适的调制解调器设计来限制干扰对ADSL系统的影响。工业标准项目（industry standard item的缩写）

ADSL信道中的码间干扰是双绞线介质和FDD滤波器结合的结果。在过渡带附近的强ISI条件下工作良好的TEQ可能在频率上产生凹槽。由于噪声从FFT传播，陷波会导致SNR损失，从而降低数据速率。

上述问题的解决方案之一是使用具有独立信道的多个接收路径来缩短均衡器，每个接收路径优化信道的不同部分。例如，一个TEQ可以被设计用于具有强ISI的过渡带，而另一个TEQ可以被设计用于剩余的频带，其中ISI将是弱的，这有利于获得更平滑的频率响应。FFT之后，两个通道的输出合并形成子通道的单个输出(这与在两个通道之间进行选择一样简单)。桥接抽头

桥接分接头意味着多条配线电缆连接到一条馈电电缆。只有一条分配电缆连接，其他保持开放。虽然这种架构方便运营商灵活分配线路，但是桥接抽头会造成通道中的阻抗匹配问题和反射问题。根据建筑的不同，家中的布线也会产生类似的影响。

桥抽头引起的发射信号的反射导致接收信号中回波分量的增加。即使ADSL系统工作在FDD配置下，回波的增强(如果没有补偿)也会导致数据速率的下降。这是因为当环路较长时，回波功率将大于接收信号功率，这实际上限制了接收机的增益设置，并增加了调制解调器的有效噪声水平。而且来自FFT的扩散，让一个频段扩散到其他频段，就像多了一个噪声源。

虽然使用灵敏的波段分离滤波器有助于减少扩散回波的数量，但其缺点是会给其他接收机带来均衡问题。此外，它不能解决调制解调器噪声水平的问题。所以在处理桥抽头带来的多余回声时，比较合理的方法是分两步走。

首先，为了优化接收机的动态范围，必须调整混合电路以适应由变化的环路拓扑引起的不同反射线路阻抗。在最简单的实现中，多个混合电路可以用于不同的环路拓扑来实现这一点。回声消除器(EC)可用于消除混合电路匹配未消除的回声分量的剩余回声信号。ADSL系统可以被设计成在时域中使用传统EC，或者在频域中执行回声消除(使用某种形式的循环回声合成)。射频干扰

RFI是由ADSL频段(0~1104或2208KHz)的射频信号耦合引起的。例如，由于不平衡的双绞线和调制解调器前端，AM无线电耦合到信号，FFT的正弦干扰信号的传播可能导致许多子信道中的数据速率降低。因此，有必要开发一些算法来处理RFI。

TEQ设计的主要准则是缩短信道，基于MMSE的TEQ设计是在强RFI源处处理零点。虽然调零会降低速度，但总的来说，噪音扩散会大大降低，降速的成本是合理的。这样，如果在校准TEQ时存在RFI源，可以使用TEQ来补偿RFI。

接收机开窗是可用于RFI补偿的第二种方法。接收器窗口使用循环前缀中的信息来形成窗口，这将影响噪声。只要信道记忆缩短到循环前缀减去窗口长度，就不会影响信号。这样，我们得到一个有旁瓣的窗口，它比矩形窗口衰减得快得多。因此，即使在调制解调器校准后出现RFI，调制解调器仍然表现出对RFI有害影响的高免疫力。

它付出的代价是通道缩短带来的额外限制(自由度降低)。

图2是为短环路(ADSL2)优化的调制解调器结构。请注意，针对长环路优化的调制解调器的两个路径的组合构成了基于传输频谱的TEQ和FFT操作的性能改进。由于ADSL是基于DMT调制的，所以在形成传输频带方面有很大的灵活性。我们可以利用这种灵活性来提高ADSL系统的覆盖范围，可以用来处理CO和RT混合部署，并最大限度地减少串扰。更宽的频谱整形

DSL信道的常见形状使得高频的衰减大于低频。此外，信道衰减随着环路长度的增加而增加。因为FDD ADSL系统将更高的频率分配给下行链路以改善ADSL在长环路上的性能，所以通常需要增加下行链路数据速率。

ADSL2是第二代ADSL，它用特定附件(范围扩展ADSL2)解决上述问题，即采用频谱成型将功率置于通道更好的地方或将上下行重叠，前者可通过缩小下行频率的范围或提高功率实现，而后者需要一个EC。此外，上行功率可降低频率以避免串扰并降低传入下行的回波。

ADSL2+处理CO与RT

混合部署情况

本地环路解除捆绑使得一家运营商可从CO为某一区域提供服务而另一家运营商则可从RT为同一区域提供服务成为可能。由于RT 可能比CO离最终用户要近得多，因此RT 带来的串扰会严重影响CO上运行的ADSL系统的性能。根据CO、RT与最终用户间距离的不同，以及不同线路间的耦合情况，性能所受的影响也有所不同。

ADSL2+是高速率版本的ADSL新标准，其下行带宽的宽度加倍，为CO与RT混合部署情况提供了可能的解决方案。基本的思路是让ADSL2+频谱的形成(可能只需关闭子通道即可)能够对较低频率造成的串扰尽量最小化。由于环路较短，RT部署的ADSL2+系统即使只用较高子通道也能实现较合理的速率。

与此相对应的是，CO部署的ADSL 系统如果在长环路上由环路衰减限制于较低子通道，那么系统来自于RT部署的ADSL2+系统的串扰就会较少，因此仍能实现较合理的速率。

串扰最小化

ADSL2遵循做现有系统(CO与RT混合部署是其实例)好邻居的原则，提供了更多串扰最小化的方法。这包括采用基于上限的功率缩减机制以去除功率，同时仍可保持相同的数据速率；还包括数据较少时减小传输功率的L2模式，并能够通过完全控制播放时间的位加载变化来进行反复迭代(iteraTIve waterfilling)以最小化串扰。

灵活的架构

对于长环路中各种干扰的补偿，根据通道不同部分上观测到的ISI可采用两条路径。EC可用于专为过渡带(这是回波最多的地方)设计的路径，而降低RFI的接收机窗口或TEQ设计可用于另一路径，因为上述干扰会出现在过渡带以外(见图1)。

对于上述干扰造成问题较小的较短环路，可将两条路径结合起来，使系统可处理的子通道数量加倍。假定TEQ可提供的每循环倍增数为常量，两个长度L TEQ中的每个都在每秒R采样率上工作，二者结合添加上最小的逻辑，则可得到在2R速率上工作的单长度L TEQ(将过滤操作拆分为两部分并使用延迟)。

此外，TEQ输出的奇偶采样可路由至N大小的独立FFT，而两个FFT输出可结合在一起，再加上额外的蝶级(butterfly stage)以生成大小为2N的FFT(基本遵循时间FFT衍生抽取)。这样，就得到了一个能实现短环路高效、高速运行的调制解调器，并能够处理长环路的大量干扰(见图2)。

结语

通过将灵活的调制解调器设计与ADSL 新标准相结合扩大了ADSL 调制解调器的覆盖范围。本文总结了补偿一般干扰的某些方法，加上ADSL 传输频谱中的灵活性，从而可大大提高所有环路长度情况下的数据速率。

以上知识分享希望能够帮助到大家！