基于MIMO信道的DSL傳輸模式研究

摘 要:DSL技術(shù)是當前主流的寬帶接入技術(shù)，串音干擾是制約DSL系統(tǒng)傳輸性能的重要因素。提出一種利用MIMO技術(shù)降低DSL系統(tǒng)中串音干擾的方法。在分析串擾對線路影響的基礎(chǔ)上，建立了基于離散多音調(diào)制下的MIMO信道模型，應(yīng)用奇異值分解法消除串擾，采用注水算法解決了MIMO-DSL信道的功率分配問題。Matlab仿真結(jié)果表明，其速率可以達到non-MIMO信道的1.5倍，有效降低了DSL系統(tǒng)串音干擾的影響。

關(guān)鍵詞:多輸入多輸出; 數(shù)字用戶復(fù)接線; 遠端串擾; 注水算法

中圖分類號:TN91 文獻標識碼:A

文章編號:1004-373X(2010)11-0075-04

Study on DSL Transmission Based on MIMO Channel

FANG Wen-bo， LIU Shi-bin， CUI Zhi-jun

(Northwestern Polytechnical University， Xi’an 710129， China)

Abstract:DSL is the major network access technique， crosstalk is one of the main limitations in the rates achievable by digital subscriber line (DSL) systems. A method of using the multiple-input multiple-output (MIMO) transmission technique to reduce the crosstalk in the DSL system. The MIMO channel model based on discrete multi-tone modulation is built by analyzing impact of crosstalk on line， the crosstalk is canceled by singular value decomposition， the power allocation of MIMO-DSL channel is resolved by the water-filling solution. The simulation results indicate that the rate can reach 1.5 times of non-MIMO system， the influence of DSL crosstalk is reduced.

Keywords: MIMO; DSL; far-end crosstalk; water-filling

0 引 言

DSL(Digital Subscriber Line)技術(shù)是當前主流的寬帶接入技術(shù)，可以利用現(xiàn)網(wǎng)的銅質(zhì)雙絞線實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸，因而得到廣泛應(yīng)用。從接入中心局點或光纖節(jié)點(ONU)到用戶之間的線路通常成組鋪設(shè)，一般由幾十對線纜組成，相鄰線對間通過電磁耦合所形成的串音干擾很強，是制約DSL傳輸性能的重要因素之一。

為避免串音干擾導(dǎo)致的性能嚴重下降，ITU-T提出了多種解決或降低串音影響的技術(shù)方案，主要有虛擬噪聲[1]及頻譜管理[2]方案，分別通過調(diào)整噪聲容限和發(fā)送功率譜來規(guī)避、減小噪聲的影響，但二者都是以犧牲性能換取穩(wěn)定性和低誤碼率的方法，均會帶來速率的下降。本文提出將無線通信中普遍應(yīng)用的MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技術(shù)應(yīng)用到有線DSL信道的方法，通過在收發(fā)端對信號的聯(lián)合處理降低串擾的影響，不需要限制各用戶的頻譜，就可以有效消減串擾，提高容量。

1 串音干擾

串音干擾主要是由相鄰線對之間的電磁輻射引起的，通常有兩類:近端串擾(Near-End CrossTalk，NEXT)和遠端串擾(Far-End CrossTalk，F(xiàn)EXT)。……