华为内部培训资料-ADSL常用参数详解

i 20021128 华 为 技 术 有 限 公 司 版权所有 侵权必究 录 第 1 章 工作模式（ . 1 2 章 交织与快速（ 及交织深度 . 2织与快速 . 2织深度与时延 . 2织与线路速率 . 2 3 章 线路速率（ 与噪声容限（ . 3 4 章 线路衰减（ . 4 5 章 上下行最大可达到速率 （ . 5 6 章 输出功率（ . 6 7 章 比特迁移（ . 7 8 章 线路参数之间的相互关系 . 8键词 ： 要 ： 本文比较详细的解释了 交织、快速、噪声容限、线路衰减等，并讲解了这次参数对 本文参照标准以及本人在处理网上问题 中的一些经验和体会写成的， 难免有些错误，欢迎指正。文中直接引用一些术语而没有加以解释，如有问题请参见附录中的参考书目。 缩略语清单 ： 参考资 料清单： 1、 : 4 2、 理 ，杨威，王巧燕译，人民邮电出版社 数详解 错误 !未找到引用源。 工作模式（ 1 1章 工作模 式（ 的是 间使用的 前的常用协议有 时候称为 时候称为 ，其中 有时候合称为 56 个子载波（频率范围为 25k 后者使用 128 个子载波（频率范围为 25k 512同时最大发送功率谱密度不 同，因而每一个 最多承载的 不同， 15以最终体现为支持的速率不同，前者为 8106/896行 /上行，下同）。另外 议又分为 （ 要适用于北美、亚洲除日本以外地区）， （ 要适用于欧洲），（时分双工方式，主要在日本使用） 。 一般地局端与终端都同时支持上述三种 不过现在 少使用。那么 局 端是如何确定使用何种 呢？首先 握手信号不同，前者使用 称 率组，也就是说握手发起信号为 、 17、 25 组成的时域叠加，称为 其特点是每个 16些子带的相位反转 180， 握手信号为 的单频正弦信号，称为 特点是以周期为 1024 化，首先以 z 发送 64 个 度，然后将功率降低 20发送64 个 宽度，然后静默 (96过检测这些信号来确认是否有 发起连接请求，实际上对于 9、 17、 25 任何一个频率成分都可以单独的被视为连接请求信号。这样局端将根据握手信号来进行训练，由 始的话将以 行，以 始则训练成 于是 是 取决于局端或终端的设置。 在全兼容的模式下，标准建议采用如下的握手信号，首先是 2s 的 号，然后是 静默，接下 来是 2s 的 号，跟着又是 静默，然后重复这个过程。 数详解 错误 !未找到引用源。 交织与快速（ 及交织深度 2 2章 交织与快速（ 及交织深度 交织与快速 在 帧结构中，有快速（ 与交织（ 之分，对应的有 分， 差别在于，经过 向纠错）编码（通常用 码）后的 要送到一个交织寄存器中，然后从中读出 进行下一步处理，而这个写入读出的过程就叫交织。下面简单介绍一下交织。 首先看一下交织通道的帧结构： 数详解 错误 !未找到引用源。 交织与快速（ 及交织深度 2个 3、 2 ）以及开销信道，每一个帧有 S 个数据帧（共 上 码后得到 S 个数据帧，实际上这就是一个 字，码中一个 字的长度为 256 这些字节被送进交织寄存器。交织的过程及作用可以用下文说明： 下图所示为一个块交织的例子 这里我们指定其深度 D=3，跨度 N=7。 块中的数字表示比特进入交织器的顺序。通常，比特按行写入并按列读出。一般的， 单 个的行包含了完整的 字。这样例子中该码字的长度将为 7。 而下图所示为一个 D=3， N=7 的去交织器 ，去交织器的输出为码元的正确顺序 数详解 错误 !未找到引用源。 交织与快速（ 及交织深度 2 图 中的表格 对在采用交织和无交织情况下突发错误的比较， 说明了交织的价值 ，表格前两行说明了比特在无交织和有交织两种情况下在信道传输的顺序。 如果在信道中发生如表格第三行所示的突发错误，请注意在每种情况下被干扰的比特数目。表格的最后两行为将要被发送到样例信道接收机上的 的那些 比特。注意如果采用交织，比特错误将会被分解，这就给了 更好的机会来纠正错误。这个例子可以用于预计突发错误不大于三个比特时长的信道。更实际的交织器通常将有更大的 D 和 N 参数。 交织为数据的端到端传送增加延迟并且也需要在发射机和接收机上具有存储缓冲。一般来说，发射机和接收机都需要大约 D*N 比特的内存空间来支持块交织以及因此而产生的约 2特的延迟。对于上面的试验例子来说，这样的负面影响看来是无关紧要的，但是对于深度和跨度更大的交织器，这些影响是非常明显的。 注意： 对于较高层的使用确认的协议（如 增加延迟会引起协议停滞，极大地降低数据吞吐量。 从内存需求和端到端地延迟考虑，卷积交织有更高地效率。注意卷积交织并没有隐含任何关于 型的信息。对于块或卷积 术，它都同样适用。码字长度 N 7 且深度 D 3 的卷积交织器如下图所示。 数详解 错误 !未找到引用源。 交织与快 速（ 及交织深度 2里比特按列写入并按行读出到 以做进一步操作。去交织器必须从每行只读取单个的码字，然后前进到下一行指导最后一行被读取为止。在读取了最后一行以后，去交织器返回第一行并且从下一个未读位置重新开始。 卷积交织能够将长度为 D 时间间隔上，导致 特的端到端时延。 需要注意的是虽然在交织例子中我们用比特作为单位来表示（深度和码字长度均以比特来表示），许多编码方案采用的是字节标准（比如，里德 所罗门编码采用 或者更一般的说，采用码元标准。工作于字节或码元标准的统的交织方案自身通常也工作于字节或码元标准。比如，假设一个码字长为 7 字节，有效负荷流被以字节标准交织，于是卷积交织器和去交织器端到端的延迟为 节。 注意，其它类型的交织也是可能的，比如螺旋状交织就是一种不同的交织方案。 由上可知，交织深度能带来比较好的稳定性，特别是对脉冲噪声具有良 好的抵御能力。 交织深度与时延 上面的说明同时也给出了交织深度的定义，在标准中规定交织深度的支持范围为下行 0 64，上行 0 8 且必须为 2 的整数字幂。大于上述值为 交织会带来时延，交织时延由两部分组成，一部分是 码的时间，另一部分是交织的时间，其计算公式为： +(4+S*D/4 数详解 错误 !未找到引用源。 交织与快速（ 及交织深度 2以交织深度可以用 单位，有时候也可以用时延为单位。这一延时对于不需要确认的数据传输（比如 接）是没有影响的，仅最开始那一下，但是对需要对方应答时（比如 接） ，这种延时将可观地降低了传输速率，因为发送一个报文经过一段时延才能到达对方，而对方的确认报文又要经过一个时延才能达到，在缺省交织深度时 式的 1/3 左右。 交织与线路速率 在使用 情况下，由于 开销（ 最大 16及一个码字的最大长度为 255 字节（当 S 1 时），因此实际上的最大线路速率为 4000 8（ 255 16 1） 7616中 4000 为波特率， 8 为 18号中的 1 为同步开销字节。 但是在标准中还有一个 况，即 S=1/2，此时一个帧的长度可以为两个字，此时最大速率将有很大的提高。计算如下： 在这种情况下，限制不再是 码长，而是每一个 多能承载的 于一个 多能承载 15此最大速率为 4000 15（ 255 31 1） 13380是实际上一个 般承载 14且 2 36 不用，所以实际上最大速率为 12000右。 我们的 32 路板已经支持 S=1/2，如果 可以看到这一结果。 数详解 错误 !未找到引用源。 线路速率（ 与噪声容限（ 3 3章 线路速率（ 与噪声容限（ 线路速率是在训练中，由 据线路的衰减、环境噪声以及双方的情况（比如均衡器的训练结果）计算出来的，具体的过程请参见 的分。实际上下行速率以及每一个比特的分布是由 算出来的并通知 ，反之 上行速率以及每一个比特的分布是由 出来并通知。 线路的运行速率计算的前提是在误码率不大于 10据每一个 及是否使用 算出来的。在使用 环前缀等编码的情况下，每承载一个 要消耗的信噪比为 3某个子带的信噪比为 可以用下面的公式表示 信噪比的关系： 3 0 表示某一个子信道能承载 2需的最小信噪比，由于一个星座图最少可以放 4 个点，也就是 2 由上式可知，在给定的线路条件下，线路速率与 间是一种此消彼长的关系，要求额 大，得到的线路速率就越低。 用来干什么的呢？由 于线路环境在不断变化，比如环境温度、湿度，周围的背景噪声，因此每一个 信噪比也在不断变化，噪声容限作用是在分配 ，留有一定余量，当环境变化导致的信噪比下降的幅度只要不超过 能保证误码率小于 10图可以形象说明这个问题。 信号功率t o n o i s e m a r g i nb i t 数详解 错误 !未找到引用源。 线路速率（ 与噪声容限（ 3中一排试管每一个表示一个 高度（兰虚线）代表装水的容量，绿虚线表示噪声功率谱，现在假设绿虚线的高度代表每一个试管中的泥土，用注水代表 配，这样注水越多因而水位越高，同时还与泥土的多少有关，水溢 出代表误码，红虚线表示最高允许水位，一段空间，这就是 泥土高度变化（噪声幅度变化）时里面的水位也会随着变化，但是只要变化不超过 幅度，水就不会溢出，也就不会有误码。同时也可以看出对于给定的条件 大，可以用于注水（分配比特）的高度越小。 还可以用另外一个示意图来表示这个问题。 图中每一个黑点代表一个 的符号，大圆代表 发送功率，它决定点的间距（信噪比），点越多（ 多）间距越小。在没有噪声的情况下每一个点都有其确定的位置，因此接收端能识别每一个点（因而能正确解调），但是实际上由于噪声的存在（比如随机噪声）这个点不再是在原来的位置，而是按照某种概率出现在以虚线画成的小圆内，但是只要这个小圆的半径小于两个点之间距离的一半，解调器还是能正确识别（没有误码），但是如果超过这个界限，解调器可能会将一个点判定成另一个点，这时误码就产生了，数详解 错误 !未找到引用源。 线路速率（ 与噪声容限（ 3中第 2 象限的两个点说明了这种情况，两个相交的虚线圆的公共部分中的点将会出现误判。图中两个相邻的小圆之间的间距就代表了噪声容限。 由于噪声功率 谱随频率变化，线路衰减也是随频率变化，因此实际上不同的噪比不同，分配的 也不同，并不是每一 个 信噪比刚好能满足上面的等式，所以不同的 声容限是不同的，但是显示参数时只显示一个， 一般而言应该以最小的那一个 噪声容限作为整个 实上大多数厂家也是这样做的，但是也有一些显示的是噪声容限最小的几个 噪声容限的平均值 。 在标准中噪声容限是有一个范围的，一般为 32 31训练时计算得到的值超过上述范围（比如在近距离限速激活时）时，训练将 中途退出，调整发送功率后重新训练，但是这个过程只重复一次。这样可以降低额外的噪声容限所付出的功率消耗，并且减小串扰。在新的标准 有更为严格的限制。 数详解 错误 !未找到引用源。 线路衰减（ 4 4章 线路衰减 （ 线路衰减是表征线路质量的一个重要参数，由于局端与终端的发送功率谱模板（ 限制，最大发送功率实际上是一定的（下行约为 行为 因此线路衰减越大，最后对端收到的信号强度越低，但是噪声通常由环境决定，因此接收端的信噪比（ 随着线路的衰减增大而减小。 线路的衰减与线路的线径、长度、导体以及介质材料特性决定。 线路衰减的计算方法，不同的厂家有所不同，标准规定上行衰减由 行衰减由 算，下行衰减是由 算，然后通过 询。具体的计算方法，标准规定，衰减是将所有的承载了 1s 中内收到平均功率与这些 期的功率相减得到。但是有些厂家计算方法是 对于上行，计算从 至 0的总接收功率，用预期的额定功率（ 减，得到的就是上行衰减，同理下行衰减就是计算 3 到 接收功率与额定功率相减而得到，比如 用10*计算；也有厂家通过其他的频带甚至有的采用一个 如 计算线路衰减。这样就导致采用不同的 使是同一条线路，得到的线路衰减也是不同的。另外由于 益调整），导致即使是同一个 同的版本也会报告出不同的衰减来。 下表是用 行 /下行，单位： 1/0 8 9 3/4 6.0 数详解 错误 !未找到引用源。 线路衰减（ 4们有时候使用“等效频率点”的衰减来代表线路的衰减，具体说来就是使用等效频率公式 f 等效 f1*其中 截至频率，用 f 等效 处的衰减来 代表这一频段的衰减，但是并不是所有的厂家的算法都可以用这种方法等效。对比试验表明 片报告的衰减与我们计算结果符合得比较好，其他的 存在一些问题，主要是下行衰减，这些问题正在交流中。因此如果说要将衰减作为参考依据的话，使用上行衰减的可靠性可能要高于用下行衰减。 线路衰减的经验参数已经在 介绍，现在就不再赘述。 数详解 错误 !未找到引用源。 上下行最大可达到速率 （ 5 5章 上下行最大可达到速率 （ 根据标准 ，在训练中根据现有的线路衰减，噪声环境以及各种编码算法带来的编 码增益，以及对噪声容限的要求， 及一个 ，因而可以计算出当前上下行最大可达到的速率（一个 4000）。上行由 算，下行由 算。公式仍是由 3 定。 由上可知最大可达到的速率仅仅是一个计算结果，并不一定真正能达到。而实际运行速率的是根据模板配置的最大速率和实际线路能达到的速率中较小者（还要考虑噪声容限）。 不同的套片，甚至相同的 套片不同的软件版本计算出来的最大可达到的速率都可能不同。因为要考虑到 分辨率，放大能力以及 范围，在训练中 改变自己的发送功率（比如相同情况下 此上行衰减递增 ），而且 会要求 低发送功率（ 63116在 0距离时就是如此，但是在新的版本中没有），另外最大可达到的速率与交织深度有关，有些 交织深度很大时下行只能到 7616是在 式下能到 8160有不同的 路性能不同 ，好的 能会有比较大的最大可达到速率。因此很难说是否正常，最大可达到的速率仅仅具有参考意义。 还有一种情况，就是部分 持 S=1/2，此时 算出来的最大可达到的速率能达到 10行也有 1种情况下也是正常的而且如果两端都支持 S=1/2的话，这个速率在扣除噪声容限后实际上也是可以达到的。 数详解 错误 !未找到引用源。 输出功率（ 6 6章 输出功率（ 发送功率指的是 送到线路上的信号功率。根据功率谱模板可以算出 381104 40z（每个子带的发送功率为 因此 最大发送功率为 40 10 1104 138） 1000 常显示时以 此最大功率为 20上行的频谱为 138SD 38z（每个子带的发送功率为 同理可以算得上行最大发送功率为 上面给出的是最大发送功率，但是实际上每一个子带的发送功率是可调的。在训练中的参数交换（ 中有一项是 和 ，其中 i 个子带分配的 ，而 是该子带的增益，该参数能调整子带的发送功率进而影响总发送功率，另外还有一个参数是 于微调发送功率。 对于 大发送功率是固定的。而对于 近距离时其发送功率还可以进一步降低，以避免 收端过载，降低对 模拟前端要求，这一调整叫做 是以在训练中 段接受到的上行频段 18 的功率为参考依据的，具体参见下表： 当上行 18 的功率超过 3，每超过 1行发送功率谱密度（ 低 2低到上行功率为 9下行发送 52z，此时的下行发送功率约为 8此一共有六档。 实际上 18 的发送功率最大为 此实际上，距离为 0 时，下行发送功率为 8 18 的衰减为 应上行衰减大概为 8左右， 径距离 600m？）时下行发送功率已经达到最大值 20 数详解 错误 !未找到引用源。 比特迁移（ 7 7章 比特迁移（ 尽管有噪声容限的存在，能保证 信噪比发生变化但不超过噪声容限时，线路的误码满足要求，然而实际环境中，噪声容限并不能总是保证有效，当线路环境的变化导致线路信噪比持续下降（比如一天内晚上到白天温度湿度持续变化或者是噪声变化）时，通常这种变化会大于噪声容限，此时线路将长时间出线误码高于 10者重训练以适应新的噪声环境。而 发送功率（因而调整信噪比），保证线路误码率低于 10 简单说来，当线 路接收器发现某些 信噪比下降到噪声容限为负值时，它将通过 道发出 求，请求的内容可能包括： 1、在某一个 减少一个 另外一个 增加一个 就是将一个 一个 转移到另一个 ） 2、增加或者减少某个 功率，比如某个 噪比变差，可以通过将另外某（几）个 发送功率上调，用于承载从这个 过来的 且降低这个 发送功率，因为发送原来的功率已经没有意义，除了带来串扰外。 一般地， 请求开始，会启动一个计数器（一般在达到 制解调器会立即启动两个计数器，用于计数发送帧计数和接收帧计数），在一定时间内没有应答会重复发送，但是一般发送 32 个请求仍没有收到应答就认为对方不支持 再继续尝试。如果收到同意的应答，则双方会根据协商的结果在指定的帧开始双方同时动作，发送端更新 配，接收端更换新的星座图。 这样在不中断 从上面的介绍可以看出， 目的是为了提高 ，能提高线路稳定性。但是当双方对 息的理解不一致时反而容易导致去激活。比如采用 片的部分早期版本的 近距离限速激活时， 将对方发送功率调得很低，数详解 错误 !未找到引用源。 比特迁移（ 7足，因而连续不断的发送 求，但是 应答确被其置之不理，最终很快就去激活，这种情况下的关掉 路反而更加稳 定 。 数详解 错误 !未找到引用源。 线路参数之间的相互关系 8 8章 线路参数之间的相互关系 为了介绍方便，