劉 超，林基明

（桂林電子科技大學(xué)信息與通信學(xué)院，廣西 桂林 541004)

多用戶VDSL2系統(tǒng)遠(yuǎn)端串?dāng)_抵消算法＊

劉 超，林基明

（桂林電子科技大學(xué)信息與通信學(xué)院，廣西 桂林 541004)

隨著寬帶接入網(wǎng)速率提升，VDSL2技術(shù)成為最后一公里的主流接入方式。用戶數(shù)量急劇增加使傳輸線路之間串?dāng)_成為制約VDSL2系統(tǒng)性能的重要因素，線路之間串?dāng)_分為近端串?dāng)_（NEXT)和遠(yuǎn)端串?dāng)_（FEXT)，VDSL2系統(tǒng)采用正交頻分復(fù)用調(diào)制技術(shù)，近端串?dāng)_可以通過(guò)濾波器濾除，遠(yuǎn)端串?dāng)_卻無(wú)法消除。主要研究VDSL2系統(tǒng)遠(yuǎn)端串?dāng)_噪聲消除的方法，提出遠(yuǎn)端串?dāng)_噪聲如何進(jìn)行評(píng)估和計(jì)算，推導(dǎo)出遠(yuǎn)端串?dāng)_噪聲計(jì)算公式，通過(guò)公式可以計(jì)算出每條線路受到其他線路串?dāng)_噪聲的大小，然后發(fā)送信號(hào)時(shí)通過(guò)串?dāng)_噪聲預(yù)抵消運(yùn)算，接收到的信號(hào)就能成功消除串?dāng)_噪聲的影響，提高了接收信號(hào)的SNR值，進(jìn)而提升了VDSL2傳輸速率。

第二代甚高速數(shù)字線；信噪比；星座映射；近端串?dāng)_；遠(yuǎn)端串?dāng)_

1 引言

第二代甚高速數(shù)字線VDSL2（Very high speed Digital Subscriber Line transceivers 2)技術(shù)作為最后一公里的主流接入方式，擁有廣闊的前景。隨著網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)日益升級(jí)，用戶對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率需求不斷增加，VDSL2技術(shù)很好地滿足了這種要求，上傳速率可達(dá)19.2Mbps，甚至更高。但是，傳輸線路之間的串?dāng)_成為制約VDSL2系統(tǒng)速率的主要因素，多個(gè)線路進(jìn)行信號(hào)傳輸時(shí)，線路中傳輸信號(hào)會(huì)泄漏到其它鄰近線路，線路之間串?dāng)_嚴(yán)重影響了VDSL2技術(shù)實(shí)際能夠提供的傳輸速率，成為VDSL2系統(tǒng)傳輸實(shí)現(xiàn)的主要障礙。

傳統(tǒng)數(shù)字用戶線DSL（Digital Subscriber Line)技術(shù)是在雙絞線上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)，由于用戶數(shù)量和頻譜范圍的限制，傳輸線路之間串?dāng)_通?？梢院?jiǎn)化為背景噪聲來(lái)處理。而對(duì)于VDSL2技術(shù)，頻譜可用范圍達(dá)到30MHz，高頻段低隔離度的特性使銅線間串?dāng)_更加嚴(yán)重，用戶數(shù)量大幅增加又加劇了這個(gè)問(wèn)題，線路之間串?dāng)_成為影響VDSL2實(shí)際傳輸速率的關(guān)鍵瓶頸。過(guò)高的串?dāng)_會(huì)降低傳輸信號(hào)的信噪比SNR（Signal to Noise Ratio)，限制了用戶速率并會(huì)導(dǎo)致高誤碼率、高掉線率等問(wèn)題［1，2］，使信道的實(shí)際傳輸速率變得很小，嚴(yán)重影響了用戶的體驗(yàn)。在比較惡劣的情況下，線路之間串?dāng)_會(huì)將速率降低到單線傳輸速率的一半。

2 近端串?dāng)_和遠(yuǎn)端串?dāng)_的原理

VDSL2系統(tǒng)受到的噪聲干擾主要分為背景噪聲、脈沖噪聲、串?dāng)_噪聲等，由于VDSL2系統(tǒng)的特點(diǎn)是傳輸距離短、傳輸速率高，這種條件下，VDSL2系統(tǒng)串?dāng)_噪聲影響尤為嚴(yán)重，通常比背景噪聲高10dB～15dB左右［3］，串?dāng)_噪聲成為影響 VDSL2系統(tǒng)性能的主要因素。串?dāng)_是傳輸過(guò)程中從一組線對(duì)耦合到鄰近線對(duì)的干擾信號(hào)，VDSL2系統(tǒng)利用頻分雙工 FDD（Frequency-Division Duplex)模式傳輸上行信號(hào)和下行信號(hào)，在30a的模式下上下行頻段的劃分如圖1所示，傳輸頻帶帶寬為30MHz，最大可以提供100Mbps高速數(shù)據(jù)傳輸速率［1］。上行信號(hào)是用戶端 CP（Customer Premises)傳輸數(shù)據(jù)到中心局端CO（Central Office)，下行信號(hào)是中心局端（CO)傳輸數(shù)據(jù)到用戶端（CP)。如圖2所示，從中心局端到用戶端之間的電纜中包含多條線路，根據(jù)串?dāng)_方向不同可分為近端串?dāng)_NEXT（Near-end crosstalk)［5］和遠(yuǎn)端串?dāng)_ FEXT（Far-end crosstalk)［6］。近端串?dāng)_指用戶上行信號(hào)和其它用戶下行信號(hào)產(chǎn)生的相互干擾。遠(yuǎn)端串?dāng)_指用戶上行信號(hào)對(duì)相鄰用戶上行信號(hào)或者用戶下行信號(hào)對(duì)相鄰用戶下行信號(hào)產(chǎn)生的干擾。由于上下行信道采用頻分多路復(fù)用FDM（Frequency-Di-vision Multiplexing)技術(shù)，近端串?dāng)_信號(hào)和接收端有用信號(hào)在頻段上是分開(kāi)的，這種近端串?dāng)_的影響可通過(guò)濾波器消除或大大降低，所以近端串?dāng)_泄漏不會(huì)對(duì)線路傳輸造成很大影響。遠(yuǎn)端串?dāng)_信號(hào)和接收到的有用信號(hào)同處于一個(gè)頻帶，無(wú)法通過(guò)頻帶濾波消除，會(huì)對(duì)用戶線路引入大量的串?dāng)_噪聲，造成線路SNR值急劇下降，影響線路傳輸性能。

Figure 1 Band allocation plan under 30amode in VDSL2system圖1 VDSL2系統(tǒng)30a模式下頻段劃分計(jì)劃

Figure 2 Schematic diagram of far-end crosstalk and near-end crosstalk圖2 遠(yuǎn)端串?dāng)_與近端串?dāng)_的示意圖

3 遠(yuǎn)端串?dāng)_對(duì)VDSL2傳輸速率的影響

VDSL2信號(hào)傳輸使用離散多音頻DMT（Discrete Multi-Tone)調(diào)制原理，DMT將整個(gè)頻譜分割為多個(gè)窄的子載波信道，每個(gè)子載波分別使用正交幅度調(diào)制QAM（Quadrature Amplitude Modulation)原理，根據(jù)線路情況分別承載1至15個(gè)數(shù)據(jù)比特［7］。根據(jù)協(xié)議ITU-993.2規(guī)定，VDSL2技術(shù)最高可使用30MHz頻帶，并將頻帶劃分成1 972～4 096個(gè)子載波，子載波的頻率間隔為4.312 5 kHz或8.625kHz，每個(gè)子載波承載的數(shù)據(jù)比特?cái)?shù)目由DMT調(diào)制器根據(jù)線路中的SNR值動(dòng)態(tài)決定［7，8］。

3.1 串?dāng)_噪聲的影響

目前，DSL技術(shù)的主要調(diào)制方式有QAM調(diào)制和DMT調(diào)制，VDSL2技術(shù)為了兼容ADSL的一些特點(diǎn)，采用DMT調(diào)制技術(shù)，將整個(gè)頻譜分割為多個(gè)窄的子載波信道，每個(gè)子載波獨(dú)立進(jìn)行QAM星座編碼，將多個(gè)比特包含的信息轉(zhuǎn)化為一個(gè)含有特定幅度和相位的矢量，通過(guò)DMT調(diào)制技術(shù)可以消除符號(hào)間干擾。

VDSL2傳輸系統(tǒng)中，鄰近線路信號(hào)會(huì)泄漏到用戶線路上，用戶線路將泄漏信號(hào)當(dāng)成串?dāng)_噪聲，信號(hào)之間串?dāng)_造成了線路上SNR值下降，子載波所承載的比特?cái)?shù)減少，進(jìn)而線路傳輸速率降低。如圖3所示，每個(gè)子載波的高度表示當(dāng)前信號(hào)的發(fā)送功率。雙絞線信道中每個(gè)子載波受到的干擾噪聲功率并不相同，承載的比特?cái)?shù)也不相同。信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中，當(dāng)噪聲功率變化不高于噪聲容限時(shí)，VDSL2系統(tǒng)可以正常工作。噪聲容限是信號(hào)發(fā)送時(shí)預(yù)留的資源，用來(lái)防止在傳輸過(guò)程中噪聲功率突然變大導(dǎo)致系統(tǒng)掉線，反映出VDSL2系統(tǒng)可以抵抗噪聲功率變化的極限。

Figure 3 Schematic diagram of noise size and bit allocation圖3 噪聲大小與比特分配的關(guān)系示意圖

3.2 串?dāng)_噪聲消除方法

多用戶之間的串?dāng)_噪聲嚴(yán)重影響了VDSL2的傳輸速率，消除串?dāng)_噪聲是提升速率最快、最有效的方法。本文提出的遠(yuǎn)端串?dāng)_抵消方法是評(píng)估出信道上串?dāng)_噪聲大小，在信號(hào)發(fā)送前進(jìn)行預(yù)失真處理，信號(hào)的預(yù)失真處理正好抵消了信號(hào)經(jīng)過(guò)信道時(shí)的串?dāng)_噪聲，接收端接收信號(hào)時(shí)串?dāng)_噪聲干擾最小，理想狀態(tài)下可以完全消除串?dāng)_噪聲。但是，在實(shí)際的VDSL2傳輸系統(tǒng)中，中心局端（CO)是運(yùn)營(yíng)商，用戶端（CP)是客戶，它們執(zhí)行的作用和功能不同，為降低用戶端的成本，串?dāng)_抵消運(yùn)算不能在用戶端實(shí)現(xiàn)，上行信號(hào)和下行信號(hào)的串?dāng)_抵消運(yùn)算都要在中心局端實(shí)現(xiàn)。

下行方向發(fā)射端是中心局端，設(shè)備的復(fù)雜度和運(yùn)算能力完全可以在信號(hào)發(fā)送前評(píng)估出信道的串?dāng)_噪聲并對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行預(yù)失真處理，然后信號(hào)經(jīng)過(guò)IFFT（Inverse Fast Fourier Transformation)調(diào)制發(fā)送到線路上，用戶端接收到信號(hào)后再經(jīng)過(guò)FFT（Fast Fourier Transformation)解調(diào)，就可以恢復(fù)出有用信息。上行方向發(fā)射端是用戶，信號(hào)未經(jīng)過(guò)預(yù)失真處理直接IFFT調(diào)制進(jìn)入信道，信號(hào)經(jīng)過(guò)信道會(huì)加入串?dāng)_噪聲，中心局端接收到信號(hào)后，根據(jù)當(dāng)前信道參數(shù)評(píng)估出串?dāng)_噪聲，對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行串?dāng)_噪聲的消除，再進(jìn)行FFT解調(diào)恢復(fù)出有用信號(hào)。

4 利用一階近似算法評(píng)估遠(yuǎn)端串?dāng)_噪聲

評(píng)估出信道串?dāng)_噪聲的大小，在中心局端對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行預(yù)失真處理，就可以完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。目前主流的算法有置零ZF（Zero Forcing)算法［4，9］和矩陣逆逼近算法［10］。本文利用一階近似算法思想評(píng)估信道上的遠(yuǎn)端串?dāng)_噪聲，評(píng)估的主要參數(shù)是信道上獲取的樣本誤差（Error Sample)。

4.1 歸一化樣本誤差的定義

歸一化樣本誤差通過(guò)發(fā)送端（中心局端或用戶端)發(fā)送特殊星座點(diǎn)坐標(biāo)，接收端進(jìn)行誤差大小評(píng)估。對(duì)于每一個(gè)子載波信道來(lái)說(shuō)，向量C是發(fā)送的歸一化樣本數(shù)據(jù)，表示為C＝cx＋j cy（cx為實(shí)部分量，cy為虛部分量，且cx＝±1，cy＝±1)；向量Z是樣本數(shù)據(jù)C經(jīng)過(guò)信道后對(duì)應(yīng)的星座判決點(diǎn)，可表示為Z＝zx＋j zy（zx為實(shí)部分量，zy為虛部分量)。歸一化樣本誤差E定義為E＝Z－C，其中E是復(fù)變量，可表示為E＝ex＋j ey（ex為實(shí)部分量，ey為虛部分量)［11］。在圖4中，測(cè)試樣本數(shù)據(jù)C為其中的一種，位于星座點(diǎn)（＋1，＋1)，經(jīng)過(guò)IFFT調(diào)制后發(fā)送到信道上，接收端將接收到信號(hào)經(jīng)過(guò)FFT解調(diào)，然后通過(guò)星座解映射為符號(hào)Z，歸一化樣本誤差E就可以表示出來(lái)。

Figure 4 Definition of normal sample error圖4 歸一化樣本誤差的定義

ITU-993.5協(xié)議指出，每個(gè)歸一化樣本誤差E的實(shí)部分量和虛部分量都要分別進(jìn)行截取和量化處理，截取后的誤差分量表示為qx和qy，公式如下：

其中，Q＝qx＋jqy表示量化的截取誤差，Bmax表示截取樣本誤差分量最高比特索引，Nmax表示樣

本誤差的最大量化深度。ITU-993.5協(xié)議里規(guī)定Bmax＜Nmax，Nmax應(yīng)該設(shè)置為12，即ex或ey左移11位，然后剩余的位就被丟棄，數(shù)據(jù)就是整數(shù)形式的qx和qy。

4.2 通過(guò)反饋通道上報(bào)樣本誤差

上行信號(hào)方向是中心局端獲取到樣本誤差，就直接把樣本誤差數(shù)據(jù)用于串?dāng)_噪聲的估計(jì)。下行信號(hào)方向是客戶端獲取到樣本誤差，要把獲取到的樣本誤差數(shù)據(jù)通過(guò)反饋通道傳回中心局端進(jìn)行處理。ITU-993.5協(xié)議規(guī)定，線路均在中心局端和用戶之間建立一條反饋通道，用戶端通過(guò)該反饋通道將子載波所獲取的樣本誤差發(fā)送給中心局端，該反饋通道可以是二層以太網(wǎng)反饋通道、EOC消息反饋通道和SOC反饋通道。以二層以太網(wǎng)反饋通道［11］為例，截取的樣本誤差封裝在以太網(wǎng)幀通過(guò)二層以太網(wǎng)反饋通道傳回中心局端。以太網(wǎng)幀封裝格式如圖5所示，其中消息凈荷包含線路標(biāo)識(shí)、同步符號(hào)計(jì)數(shù)值、分段號(hào)和反饋通道數(shù)據(jù)，反饋通道數(shù)據(jù)承載的就是歸一化樣本誤差。

Figure 5 Ethernet frame format圖5 以太網(wǎng)幀格式

4.3 根據(jù)樣本誤差推導(dǎo)串?dāng)_噪聲計(jì)算公式

中心局端根據(jù)上報(bào)的樣本誤差判斷樣本數(shù)據(jù)星座點(diǎn)偏移大小，反映出當(dāng)前鏈路串?dāng)_噪聲的情況。根據(jù)樣本誤差評(píng)估出串?dāng)_噪聲的大小，在信號(hào)發(fā)送時(shí)進(jìn)行預(yù)失真處理，就完成了遠(yuǎn)端串?dāng)_抵消。評(píng)估串?dāng)_噪聲的方法主要利用一階近似算法，首先發(fā)送探測(cè)信號(hào)Dn×n＝ ［D1… Dn］T得到典型VDSL2信道滿足的等式；然后將n路用戶信號(hào)Xn×1＝ ［x1… xn］T發(fā)送到添加預(yù)失真運(yùn)算的VDSL2通信模型，得到信號(hào)消除串?dāng)_時(shí)預(yù)失真矩陣滿足的條件；最后將探測(cè)信號(hào)滿足的等式代入推導(dǎo)出預(yù)失真系數(shù)計(jì)算公式。

4.3.1 每路用戶樣本探測(cè)信號(hào)

假設(shè)有n路用戶，每路用戶發(fā)送的樣本探測(cè)信號(hào)為di，探測(cè)信號(hào)di都是歸一化樣本數(shù)據(jù)C＝cx＋j cy（cx＝±1，cy＝±1)，它是4-QAM星座映射的特殊星座點(diǎn)坐標(biāo)。

其中，In×n為n階單位矩陣。

4.3.2 典型VDSL2通信模型

對(duì)于VDSL2信道通信模型，如圖6所示，X（bi)代表每路用戶信號(hào)星座點(diǎn)功率歸一化處理，目的是使不同的QAM調(diào)制方式都取相同的平均功率，每路信號(hào)X（bi)的值由QAM星座映射圖的大小決定。gi是用于線路的增益調(diào)整，取值為0.188 8～1.33，可以用它來(lái)均衡所有子載波SNR余 量［12］。 頻 域 均 衡 FEQ（Frequency domain EQualizer)的目的是消除子載波間干擾造成的信號(hào)失真。

Figure 6 Typical model in VDSL2system圖6 典型的VDSL2通信模型

由信道模型可知，n路用戶經(jīng)過(guò) Walsh碼正交調(diào)制后發(fā)送的信號(hào)為Dn×n＝ ［D1… Dn］T，

在VDSL2系統(tǒng)中，由于串?dāng)_噪聲比高斯白噪聲強(qiáng)15dB左右［10］，在整個(gè)處理中可以暫不考慮高斯白噪聲的影響。則由公式（6)可得樣本誤差

4.3.3 帶有預(yù)失真處理模塊的VDSL2通信模型

對(duì)VDSL2通信模型，在信號(hào)進(jìn)行IFFT調(diào)制前添加預(yù)失真處理模塊，帶有預(yù)失真處理的矩陣信道模型如圖7所示。

Figure 7 Predistortion computing in VDSL2communication model圖7 加入預(yù)失真運(yùn)算的VDSL2通信模型

將典型VDSL2信道滿足的公式（8)代入公式（10)化簡(jiǎn)可得：

由于公式（11)的形式較為復(fù)雜，矩陣直接求逆運(yùn)算量較大，很難在實(shí)際中應(yīng)用，利用一階泰勒近似公式（1＋x)－1≈1－x，簡(jiǎn)化可得：

5 串?dāng)_噪聲抵消性能仿真

通過(guò)公式（13)可以計(jì)算出周圍所有線路對(duì)一個(gè)用戶的預(yù)失真處理系數(shù)，但是隨著線對(duì)數(shù)的增加，預(yù)失真系數(shù)計(jì)算工作量呈指數(shù)上升趨勢(shì)，處理負(fù)擔(dān)加重。在實(shí)際系統(tǒng)中，線對(duì)間串?dāng)_隨著二者距離的加大而減小，抵消強(qiáng)弱不同的干擾線路所帶來(lái)的速率提升不一樣，串?dāng)_抵消分為全部串?dāng)_抵消和部分串?dāng)_抵消。計(jì)算出所有線路對(duì)一個(gè)用戶的干擾噪聲并且全部抵消，叫做全抵消運(yùn)算。對(duì)所有干擾線路串?dāng)_噪聲的功率進(jìn)行排序，選出串?dāng)_噪聲功率較大的線路，只抵消串?dāng)_較強(qiáng)的線路，其他的預(yù)失真處理系數(shù)全部設(shè)定為0，叫做部分串?dāng)_抵消運(yùn)算。

以100路用戶線路為例，對(duì)遠(yuǎn)端串?dāng)_抵消算法進(jìn)行仿真，線路傳輸長(zhǎng)度設(shè)定為100m～1 000m，每個(gè)用戶線路雙絞線使用26-AWG規(guī)格，噪聲容限Noise margin＝6dB，發(fā)送信號(hào)功率為14.5dBm/Hz，高斯白噪聲的大小為noise＝－130 dBm/Hz，根據(jù)RLCG模型對(duì)雙絞線信道建模［12］，分別做全部用戶（FEXT free)串?dāng)_影響的抵消運(yùn)算、70%用戶（70%vectored)串?dāng)_影響的抵消運(yùn)算、50%用戶（50%vectored)串?dāng)_影響的抵消運(yùn)算、30%用戶（30%vectored)串?dāng)_影響的抵消運(yùn)算，仿真結(jié)果如圖8所示。

Figure 8 Performance simulation results圖8 性能仿真結(jié)果

通過(guò)圖8的仿真結(jié)果可以看出，串?dāng)_噪聲抵消算法性能提升最明顯的區(qū)間在200m～500m。在100m～500m之間，30%用戶下，比不做串?dāng)_抵消速率提升40%～50%。70%用戶下的抵消大致接近全抵消的性能。從仿真結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，在一定條件下，部分串?dāng)_抵消能力只是稍弱于全抵消運(yùn)算，但是芯片實(shí)現(xiàn)難易程度和芯片規(guī)模都遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于全抵消運(yùn)算。所以，在芯片架構(gòu)的設(shè)計(jì)上，可以采用部分串?dāng)_抵消，這樣在節(jié)省功耗和規(guī)模的同時(shí)，對(duì)線路的串?dāng)_抵消性能也有很大的提升。

6 線性收斂法的性能仿真

以一階近似算法為基礎(chǔ)，不斷地更新迭代，使算法性能逼近理想效果。建立串?dāng)_信道模型，以64路用戶傳輸為例，部分串?dāng)_抵消32路用戶。線路傳輸長(zhǎng)度為500m，每個(gè)用戶線路雙絞線使用26-AWG規(guī)格，噪聲容限Noise margin＝6dB，發(fā)送信號(hào)功率為PSD＝－60dBm/Hz，高斯白噪聲的大小為noise＝－140dBm/Hz，VDSL2系統(tǒng)傳輸頻帶寬度為30MHz，子載波個(gè)數(shù)為3 478，頻帶間隔為8.625KHz。對(duì)矩陣逆算法、一階算法、二階算法和三階算法加載的比特進(jìn)行性能仿真。不同算法加載的比特?cái)?shù)仿真結(jié)果如圖9所示。

Figure 9 Number of subcarriers bit in various algorithms圖9 各種算法子載波承載的數(shù)目

通過(guò)仿真結(jié)果可以看出，三階算法的性能優(yōu)于一階和二階算法，在中低頻段提升性能明顯，隨著算法階數(shù)的變大，將逐漸逼近矩陣逆的理想性能。根據(jù)上報(bào)的樣本誤差不斷地更新迭代系數(shù)計(jì)算公式，可以得到串?dāng)_抵消的理想效果。

7 結(jié)束語(yǔ)

本文研究的重點(diǎn)是VDSL2遠(yuǎn)端串?dāng)_噪聲的影響和消除，利用一階近似算法推導(dǎo)出串?dāng)_噪聲計(jì)算公式，可以計(jì)算出周圍所有線路對(duì)一個(gè)用戶的干擾。通過(guò)發(fā)送信號(hào)前進(jìn)行預(yù)失真處理的方法，消除遠(yuǎn)端串?dāng)_的影響。由于用戶端設(shè)備復(fù)雜度限制，串?dāng)_噪聲的估計(jì)和抵消運(yùn)算都在中心局端進(jìn)行。仿真結(jié)果也表明了遠(yuǎn)端串?dāng)_抵消技術(shù)的優(yōu)越性和必要性。在實(shí)際應(yīng)用中，考慮到芯片的規(guī)模和功耗，提出了部分串?dāng)_抵消的思想，只抵消串?dāng)_噪聲影響最大的幾條線路，這種思想在抵消串?dāng)_噪聲性能方面也有很大提升。利用遠(yuǎn)端串?dāng)_抵消技術(shù)去除線路中的干擾噪聲，提升了VDSL2傳輸速率，實(shí)現(xiàn)了VDSL2技術(shù)的又一大飛躍。

［1］ Cook J W，Kirkby R H，Booth M G，et al.The noise and crosstalk environment for ADSL and VDSL systems［J］.IEEE Communication Magazine，2006，37（5)：73-78.

［2］ Cendrillon R，Ginis G，Van den Bogaert E，et al.A near-optimal linear crosstalk precoder for downstream VDSL［J］.IEEE Transactions on Communications，2007，55（5)：860-863.

［3］ Shen Wei.Multi-user access network interence suppression and spectrum management algorithm［D］.Ningbo：Ningbo University，2009.（in Chinese)

［4］ Zafaruddin S M，Prakriya S，Prasad S.Performance analysis of zero forcing crosstalk canceler in vectored VDSL2［J］.IEEE Signal Processing Letters，2012，19（4)：219-222.

［5］ Gujrathi M L，Homer J，Vaughan I，et al.A detection guided normalized least-mean-squares adaptive partial crosstalk canceller for multi-user DSL environments［J］.IEEE Signal Processing Letters，2009，16（6)：489-492.

［6］ Li B，Tsiaflakis P，Monnen M，et al.Dynamic resource allocation based partial crosstalk cancellation in DSL networks［C］∥Proc of 2010IEEE Global Telecommunications Conference（GLOBECOM 2010)，2010：1-5.

［7］ ITU std.G.993.2，Very high speed digital subscriber line transceivers（VDSL2)［S］.2006.

［8］ Wang Kun.The key technology of crosstalk cancellation in VDSL2system［J］.Modern Telecommunications Technology，2007，37（3)：52-58.（in Chinese)

［9］ Leshem A，Li You-ming.A low complexity linear precoding technique for next generation VDSL downstream transmission over copper［J］.IEEE Transactions on Signal Processing，2007，55（11)：5527-5534.

［10］ Cendrillon R，Huang Jian-wei，Chiang M，et al.Autonomous spectrum balancing for digital subscriber lines［J］.IEEE Transactions on Signal Processing，2007，55（8)：4241-4257.

［11］ ITU std.G.993.5，Self-FEXT cancellation（vectoring)for use with VDSL2transceivers［S］.2009.

［12］ Wen Hua-feng，Li Jin-xiang，Yang Ren-er.The simulation and modeling in VDSL channel［J］.Journal of Ningbo University，2008，21（4)：453-456.（in Chinese)

附中文參考文獻(xiàn)：

［3］ 沈微.多用戶接入網(wǎng)中的干擾抑制和頻譜管理算法研究［D］.寧波：寧波大學(xué)，2009.

［8］ 汪坤.VDSL2串音消除的關(guān)鍵技術(shù)［J］.現(xiàn)代電信科技，2007，37（3)：52-58.

［12］ 文化鋒，勵(lì)金祥，楊任爾.VDSL信道建模與仿真［J］.寧波大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，21（4)：453-456.

Far-end crosstalk cancellation algorithm in multi-user VDSL2system

LIU Chao，LIN Ji-ming
（School of Information and Communication Engineering，Guilin University of Electronic Technology，Guilin 541004，China)

As broadband access network speed advances，VDSL2technology has become the mainstream method of the last mile access.The dramatic increase in the number of user transmission makes the signal crosstalk an important factor between the transmissions lines，which restricts VDSL2system performance.The crosstalk between the lines is divided into a near-end crosstalk（NEXT)and a far-end crosstalk（FEXT).VDSL2system uses DMT carrier modulation technique，and near-end crosstalk can be filtered out by the filter，but far-end crosstalk cannot be eliminated.This paper mainly studies a method of far-end crosstalk noise cancellation in VDSL2system，proposes how far-end crosstalk noise is evaluated and calculated，and derives the far-end crosstalk offset formula.And it calculates the influence of crosstalk noise from other lines on each line.The receiver’s signal can eliminate the influence of crosstalk noise by the crosstalk noise pre-elimination algorithm at the transmitter.Therefore，SNR values of the receiver＇s signal and VDSL2transmission rate are improved.

VDSL2；signal to noise ratio；constellation mapping；near-end crosstalk；far-end crosstalk

TN913.8

A

10.3969/j.issn.1007-130X.2014.04.010

2013-01-07；

2013-04-03

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（61071088，61172054，61261017)

通訊地址：541004廣西桂林市桂林電子科技大學(xué)信息與通信學(xué)院

Address：School of Information and Communication Engineering，Guilin University of Electronic Technology，Guilin 541004，Guangxi，P.R.China

1007-130X（2014)04-0627-07

劉超（1988-)，男，河南洛陽(yáng)人，碩士生，研究方向?yàn)閂DSL2遠(yuǎn)端串?dāng)_抑制。E-mail：406085805＠qq.com

LIU Chao，born in 1988，MS candidate，his research interest includes VDSL2 far-end crosstalk suppression.

林基明（1970-)，男，四川三臺(tái)人，博士，教授，研究方向?yàn)闊o(wú)線通信。E-mail：linjm＠guet.edu.cn

LIN Ji-ming，born in 1970，PhD，professor，his research interest includes wireless communication.