电缆网络环境中的全双工网络架构制造技术

示例通信系统包括电缆网络中的媒体访问控制(MAC)调度器和全频段收发信机。MAC调度器在电缆网络中的多个电缆调制解调器之间实现二维发送‑接收(T‑R)协调机制。根据T‑R协调机制，电缆调制解调器被归类到干扰组，使得任意一个干扰组中都没有电缆调制解调器在相同干扰组中的另一电缆调制解调器在一频率范围中进行下行接收的同时在该频率范围中进行上行发送，从而有助于电缆网络中横穿该频率范围的全双工通信。全频段收发信机实现自适应干扰消除机制，其在相应组件的接收机处抑制该相应组件的发射机发送的信号。通信系统进一步包括全频段放大器，以实现自适应干扰消除机制和实现回声消除的振铃抑制机制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电缆网络环境中的全双工网络架构相关申请的交叉引用本申请要求于2015年7月15日递交的名为“FULLDUPLEXOPERATIONINCABLENETWORKS”的美国临时专利申请No.62/192,924的根据35U.S.C.§119(e)的优先权，其全部内容通过引用结合于此。
本公开总地涉及通信领域，更具体地涉及电缆网络环境中的全双工网络架构。
技术介绍
在电缆网络市场中，对于带宽的消费需求继续呈指数增长。在包括具有数字光纤的远程物理层(RPHY)在内的一些电缆网络架构中，同轴电缆光纤(coaxfiber)成为吞吐量的瓶颈，遏制了带宽的增加。由于现有的电缆网络组件的固有的技术局限性，一般多系统运营商(MSO)现在别无选择。例如，在现有的电缆网络架构中，实际上已经达到了香农信道容量极限(例如，信息可以在通信信道上可靠发送的速率的有效上限)。存在将频谱扩展到1.2GHz以上的客户驱动的需求，但是传统的扩展将需要昂贵的网络升级。网络组件的升级受到资本支出(CAPEX)预算限度的限制。所有光学设施(光纤到户(FTTH))都具有过多的CAPEX。在这种情况下，期望利用针对外部设备升级的有限资本支出，提供具有充分的下行/上行(DS/US)吞吐量的新服务(例如，匹配2.5G比特下行/1G比特上行比率的吉比特无源光网络(GPON)标准)。附图说明为了提供对于本公开及其特征和优点的更完整的理解，结合附图参考下面的描述，其中，相似的参考标号表示相似的部分，其中：图1A是示出电缆网络环境中包括全双工网络架构的通信系统的简化框图；图1B是示出通信系统的实施例的示例细节的简化框图；图2是示出通信系统的实施例的其他示例细节的简化框图；图3是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图4是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图5是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图6是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图7是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图8是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图9是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图10是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图11是示出可以与通信系统的实施例相关联的示例操作的简化流程图；图12是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图13是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图14是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图15是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图16是示出可以与通信系统的实施例相关联的示例操作的简化示意图；图17是示出可以与通信系统的实施例相关联的其他示例操作的简化流程图；图18是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图19是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图20是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图21是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图22是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图23A是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图23B是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图24是示出可以与通信系统的实施例相关联的进一步的其他示例操作的简化示意图；图25是示出可以与通信系统的实施例相关联的进一步的其他示例操作的简化示意图；图26是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化框图；图27是示出可以与通信系统的实施例相关联的进一步的其他示例操作的简化流程图；图28是示出可以与通信系统的实施例相关联的进一步的其他示例操作的简化流程图；图29是示出可以与通信系统的实施例相关联的进一步的其他示例操作的简化流程图；图30A是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化示意图；图30B是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化示意图；图30C是示出通信系统的实施例的进一步的其他示例细节的简化示意图。具体实施方式概述示例通信系统包括电缆网络中的媒体访问控制(MAC)调度器和全频段收发信机。MAC调度器在电缆网络中的多个电缆调制解调器之间实现二维发送-接收(T-R)协调机制。根据T-R协调机制，电缆调制解调器被归类到干扰组，使得任意一个干扰组中都没有电缆调制解调器在相同干扰组中的另一电缆调制解调器在一频率范围中进行下行接收的同时在该频率范围中进行上行发送，从而有助于电缆网络中横穿该频率范围的全双工通信。全频段收发信机和全频段放大器实现自适应干扰消除机制，其在相应组件的接收机处抑制该相应组件的发射机发送的信号。通信系统进一步包括全频段放大器，其实现自适应干扰消除机制和实现回声消除的振铃抑制机制。示例实施例转到图1A，图1A是示出根据一个示例实施例的在电缆网络环境中使能全双工网络通信的通信系统10的简化框图。图1示出了帮助电缆调制解调器终端系统(CMTS)14与一个或多个电缆调制解调器(CM)16之间的全双工通信的电缆网络12(总地如箭头所示)。网络12包括收发信机18、放大器20、以及阀门分流器(tapsandsplitters)22。CMTS14包括智能媒体访问控制(MAC)调度器26、以及处理器27和存储器元件28，其中，智能MAC调度器26使能用于干扰避免的二维发送-接收(T-R)协调，处理器27和存储器元件28帮助执行MAC调度器26中包括的指令。在各种实施例中，电缆调制解调器16可以被分组到各种干扰组30，以使能具有很小干扰甚至没有干扰的全双工通信。组30可以包括允许通过智能MAC调度实现频率重复利用的射频(RF)隔离组。收发信机18使能针对上行和下行网络流量的全频段通信并且实现动态干扰消除(这里也称为自适应干扰消除(AIC))。注意，如这里所使用的，术语“上行”是指从电缆调制解调器16到CMTS14的通信方向；术语“下行”是指从CMTS14到电缆调制解调器16的通信方向。放大器20使能针对上行和下行网络流量的全频段通信，并且利用振铃(回声)抑制来实现AIC。阀门分流器22可以使能针对上行和下行流量的全频段通信。每个电缆调制解调器16支持全频段通信，但是以针对上行或下行传输的单工模式操作。例如，每个电缆调制解调器16可以被分配以非重叠的频段用于上行和下行通信，但是同一组载波可以用于上行和下行通信，相比现有的非全双工系统产生了双倍的吞吐量。通信系统10可以通过全双工通信来使能更高的带宽(例如，带宽是可以穿过通信信道的最大数据量)和吞吐量(例如，吞吐量是指实际上成功穿过通信信道的数据量)。更一般地说，在一些通信网络中通过双通通信来解决带宽限制。一般意义上，双工通信是双向的，这允许通信信道的两个端节点同时并且一次一个地发送和接收数据。两个端节点具有同时作为发送者和接收者进行操作的能力，或者轮流发送或接收数据。基于双工的系统一般具有为上行(US)(例如，上行链路、外向、发送)和下行(DS)(例如，下行链路、内向、接收)通信提供单独介质(例如，路径)的两个通信信道。在全双工模式中，节点同时在相同频率范围上发送和接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通信系统，包括：电缆网络中的媒体访问控制(MAC)调度器，其中，所述MAC调度器在所述电缆网络中的多个电缆调制解调器之间实现二维发送‑接收(T‑R)协调机制，其中，根据所述T‑R协调机制，所述电缆调制解调器被归类到干扰组，任意一个干扰组中都没有电缆调制解调器在相同干扰组中的另一电缆调制解调器在一频率范围中进行下行接收的同时在该频率范围中进行上行发送，从而有助于所述电缆网络中横穿该频率范围的全双工通信；以及全频段收发信机，实现自适应干扰消除机制以在所述收发信机的接收机处抑制所述收发信机的发射机发送的信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.15 US 62/192,924;2016.02.24 US 15/052,4281.一种通信系统，包括：电缆网络中的媒体访问控制(MAC)调度器，其中，所述MAC调度器在所述电缆网络中的多个电缆调制解调器之间实现二维发送-接收(T-R)协调机制，其中，根据所述T-R协调机制，所述电缆调制解调器被归类到干扰组，任意一个干扰组中都没有电缆调制解调器在相同干扰组中的另一电缆调制解调器在一频率范围中进行下行接收的同时在该频率范围中进行上行发送，从而有助于所述电缆网络中横穿该频率范围的全双工通信；以及全频段收发信机，实现自适应干扰消除机制以在所述收发信机的接收机处抑制所述收发信机的发射机发送的信号。2.如权利要求1所述的通信系统，还包括全频段放大器，该全频段放大器实现所述自适应干扰消除机制和实现回声消除的振铃抑制机制。3.如权利要求1所述的通信系统，其中，不同干扰组中的电缆调制解调器在所述频率范围中同时进行上行发送和下行接收。4.如权利要求1所述的通信系统，其中，所述电缆调制解调器通过测距过程被归类到所述干扰组。5.如权利要求1所述的通信系统，还包括所述多个电缆调制解调器。6.如权利要求5所述的通信系统，其中，所述电缆调制解调器以单工模式操作，并且支持针对下行接收和上行发送的全频段操作。7.如权利要求1所述的通信系统，还包括阀门和分流器，该阀门和分流器支持所述电缆网络中的全频段通信。8.如权利要求1所述的通信系统，其中，所述MAC调度器在所述电缆网络的电缆调制解调器终端系统(CMTS)中运行。9.如权利要求1所述的通信系统，其中，所述电缆调制解调器终端系统包括核心和物理接口(PHY)模块，其中，所述PHY模块包括所述全频段收发信机。10.如权利要求1所述的通信系统，其中，所述MAC调度器在所述电缆网络中集中实现T-R协调，其中，根据集中实现的T-R协调机制，所述MAC调度器将任意一个干扰组可用的资源块划分为至少第一部分和第二部分，其中，所述第一部分被保留用于上行发送，所述第二部分被保留用于下行接收，所述第一部分和所述第二部分对于所述干扰组中的任意电缆调制解调器都不重叠。11.如权利要求1所述的通信系统，其中，所述MAC调度器在所述电缆网络中以分布式的方式实现T-R协调，其中，根据分布式T-R协调机制，电缆调制解调器管理任意一个干扰组中的上行发送和下行接收的调度，其中，所述MAC调度器在下行发送之前向所述多个电缆调制解调器发送下行图，其中，所述电缆调制解调器根据所述下行图调度相...

【专利技术属性】
技术研发人员：金航，约翰·T·查普曼，
申请(专利权)人：思科技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US