用于在有线网络环境中支持数字预失真和全双工的系统架构技术方案

提供了一种用于在有线网络环境中支持数字预失真(DPD)和全双工(FDX)的示例装置，其包括：第一路径，用于被发送出装置的信号；第二路径，用于被接收到装置中的信号；DPD执行器，位于第一路径上；放大器，位于第一路径上；回声消除(EC)执行器，位于第二路径上；以及数据接口，包括将装置连接到信号处理器的多个信道。通过数据接口将DPD系数、EC系数和延迟参数从信号处理器提供给装置。DPD执行器使用补偿由放大器引入的失真的DPD系数来对第一路径上的信号进行预失真，并且EC执行器使用EC系数和延迟参数来减少第二路径上的信号中的干扰，从而促进装置的FDX通信。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在有线网络环境中支持数字预失真和全双工的系统架构优先权声明本申请作为PCT国际申请于2017年11月14日被递交，并要求于2016年11月15日递交的美国申请序列号15/352,445的优先权的权益，其整体通过引用结合于此。
本公开总体涉及通信领域，并且更具体地，涉及用于在有线网络环境中支持数字预失真和全双工的系统架构。
技术介绍
在带宽消耗的50％的增长率的驱动下，有线网络运营商越来越关注混合光纤同轴(HFC)网络的性价比。预计消费者将转向越来越多的互联网协议内容和服务。因此，有线网络运营商正在寻求为其有线网络提供较低每位成本的技术解决方案。成本的主要部分是网络中的各种组件的电力消耗。电缆行业的电力成本在2015年约为10亿美元，并且预计到2020年将增至40亿美元。大部分功率由有线网络中的HFC放大器消耗。沿着电缆提供放大器以增强信号功率。例如，在整个有线网络中沿着三英里或其附近的长度提供平均十个放大器。然而，典型的放大器具有低功率效率，导致较大功耗，而吞吐量没有成比例增加。附图说明为了提供对本公开及其特征和优势的更完整的理解，参考结合附图的以下描述，在附图中，相同的附图标记表示相同的部分，其中：图1是示出通信系统的简化框图，该通信系统促进用于在有线网络环境中支持数字预失真和全双工的系统架构；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又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又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又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又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又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又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又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又其他示例细节的简化框图；图11是示出通信系统的实施例的又其他示例细节的简化框图；图12是示出通信系统的实施例的又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又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又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又其他示例细节的简化框图；图16是示出通信系统的实施例的又其他示例细节的简化框图；图17A是示出通信系统的实施例的又其他示例细节的简化框图；图17B是示出通信系统的实施例的又其他示例细节的简化框图；图18是示出通信系统的实施例的又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又其他示例细节的简化框图；图20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21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；以及图22是示出可以与通信系统的实施例相关联的又其他示例操作的简化流程图。具体实施方式概览提供了一种用于在有线网络环境中支持数字预失真(DPD)和全双工(FDX)的示例装置，其包括：第一路径，用于被发送出装置的信号；第二路径，用于被接收到装置中的信号；DPD执行器，位于第一路径上；放大器，位于第一路径上；回声消除(EC)执行器，位于第二路径上；以及数据接口，包括将装置连接到信号处理器的多个信道。通过数据接口将DPD系数、EC系数和延迟参数从信号处理器提供给装置。DPD执行器使用补偿由放大器引入的失真的DPD系数来对第一路径上的信号进行预失真，并且EC执行器使用EC系数和延迟参数来减少第二路径上的信号中的干扰，从而促进装置的FDX通信。如本文所使用的，术语“系数”表示被放置在代数表达式中的变量之前并与其相乘的数值或恒定量(例如，4xy中的4)。示例实施例转到图1，图1是示出根据一个示例实施例的用于在有线网络环境中支持数字预失真和全双工的通信系统10的简化框图。图1示出了促进电缆调制解调器终端系统(CMTS)14和一个或多个电缆调制解调器(CM)16之间的通信的有线网络12(通常用箭头表示)。网络12包括收发器18、独立混合光纤同轴(HFC)射频(RF)放大器19、(一个或多个)数字预失真(DPD)模块20、(一个或多个)回声消除(EC)模块22、以及分接头(tap)和分路器(splitter)23(除了图中未详细示出的各种其他组件)。根据各种实施例，收发器18和独立放大器19实现用于上游和下游网络流量二者的全频带通信，并实现动态干扰消除，本文也称为自适应干扰消除(AIC)。放大器19实现用于上游和下游网络流量二者的全频带通信，并实现具有振铃(例如，回声)抑制的AIC。分接头和分路器23可以实现用于下游和上游流量的全频带通信。此外，收发器18和放大器19内的信号的任何放大还可以与DPD机制结合。为了促进有线网络12中的DPD和全频带双工(FDX)通信，至少一个DPD模块20和至少一个EC模块22可以被并入收发器18和放大器19。一般意义上，网络12可以包括多个DPD模块20和EC模块22。通信系统10的实施例可以通过使用适当配置的组件(以及其他技术)实现全双工通信来解决带宽限制问题。可以通过抑制(例如，消除)被耦合回接收器的发送信号(例如，作为回声、作为泄漏到下游路径中的上游信号，反之亦然等)来成功地实现全双工通信。可以通过利用(以及其他参数)现有技术设备和数字信号处理技术、高速和高性能(例如，高分辨率)模数转换器(ADC)、具有更多信号处理能力的强大设备、适当的AIC算法和用于频谱共享的高级MAC调度来实现足够的发送信号抑制和/或消除。在各种实施例中，AIC算法在(适当地，收发器18或放大器19的)接收器处抑制由(适当地，收发器18或放大器19的)发送器发送的信号。此外，除了AIC算法之外，全频带放大器19利用多个EC模块22实现振铃抑制方案。转到通信系统10的基础设施，网络拓扑可以包括被互连以形成较大和复杂网络的任何数目的电缆调制解调器、客户端设备、服务器、交换机(包括分布式虚拟交换机)、路由器、放大器、分接头、分路器、组合器和其他节点。网络12表示用于接收和发送被传送到通信系统10的分组和/或信息帧的互连通信路径的一系列点或节点。节点可以是任何电子设备、计算机、打印机、硬盘驱动器、客户端、服务器、对等体、服务、应用或能够通过网络中的通信信道来发送、接收、放大、分离或转发信号的其他对象。图1的元件可以通过采用任何合适的(有线或无线)连接的一个或多个接口来彼此耦合，这为电子通信提供了可行的途径。此外，可以基于特定配置需求来组合或者从架构移除这些元件中的一个或多个。有线网络12提供了有线网络组件之间的通信接口，并且可以包括任何局域网(LAN)、无线局域网(WLAN)、城域网(MAN)、内联网、互联网、外联网、广域网(WAN)、虚拟专用网络(VPN)、或促进网络环境中的通信的任何其他适当的架构或系统。网络12可以实现用于在通信系统10内发送和接收数据分组的任何适当的通信协议。本公开的架构可以包括能够实现用于在网络中电子发送或接收信号的DOCSIS、TCP/IP、TDMA、和/或其他通信的配置。在适当的情况下并且基于特定需求，本公开的架构还可以结合任何适当的协议来操作。此外，网关、路由器、交换机和任何其他适当的(物理或虚拟)节点可以用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：第一路径，用于被发送出所述装置的信号；第二路径，用于被接收到所述装置的信号；数字预失真(DPD)执行器，位于所述第一路径中；放大器，位于所述第一路径中；回声消除(EC)执行器，位于所述第二路径中；以及数据接口，包括将所述装置连接到信号处理器的多个信道，其中，DPD系数、EC系数和延迟参数通过所述数据接口被从所述信号处理器提供到所述装置，其中，所述DPD执行器使用补偿由所述放大器引入的失真的所述DPD系数来对所述第一路径上的信号进行预失真，并且所述EC执行器使用所述EC系数和延迟参数来减少所述第二路径上的信号中的干扰，从而促进所述装置在有线网络中的全双工(FDX)通信。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.15 US 15/352,4451.一种装置，包括：第一路径，用于被发送出所述装置的信号；第二路径，用于被接收到所述装置的信号；数字预失真(DPD)执行器，位于所述第一路径中；放大器，位于所述第一路径中；回声消除(EC)执行器，位于所述第二路径中；以及数据接口，包括将所述装置连接到信号处理器的多个信道，其中，DPD系数、EC系数和延迟参数通过所述数据接口被从所述信号处理器提供到所述装置，其中，所述DPD执行器使用补偿由所述放大器引入的失真的所述DPD系数来对所述第一路径上的信号进行预失真，并且所述EC执行器使用所述EC系数和延迟参数来减少所述第二路径上的信号中的干扰，从而促进所述装置在有线网络中的全双工(FDX)通信。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述信号处理器包括DPD系数发现器、EC系数发现器和延迟系数发现器，其中，所述DPD系数发现器计算所述DPD系数，其中，所述EC系数发现器计算所述EC系数，并且所述延迟系数发现器计算所述延迟参数。3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述装置在数字域中实时处理信号，其中，所述处理包括由所述DPD执行器对所述第一路径上的信号进行预失真，其中，所述处理还包括由EC执行器减少所述第二路径上的信号中的干扰。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述信号处理器周期性地对穿过所述装置的信号进行采样，并离线地计算所述DPD系数、EC系数和延迟参数。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述数据接口包括从所述装置向所述信号处理器提供数据的至少四个信道，其中，五个信道包括：第一信道(D1)，在所述第一路径上将所述信号的样本提供给所述DPD执行器；第二信道(D2)，在所述第一路径上将所述信号的样本提供出所述放大器；第三信道(D3)，在所述第一路径上提供所述信号的基带(BB)部分；以及第四信道(D4)，在所述第二路径上提供信号的BB部分。6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述数据接口包括从所述信号处理器向所述装置提供数据的至少三个从信道，其中，所述三个信道包括：第五信道(C1)，提供使用通过所述第一信道和所述第二信道提供的数据计算的所述DPD系数的第一部分；第六信道(C2)，提供使用通过所述第一信道和所述第二信道提供的数据计算的所述DPD系数的第二部分；以及第七信道(C3)，提供使用通过所述第三信道和所述第四信道提供的数据计算的所述EC系数和所述延迟参数。7.根据权利要求1所述的装置，还包括ADC，位于所述放大器的输出和所述EC执行器之间的第三路径上。8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述数据接口包括从所述装置向所述信号处理器提供数据的至少五个信道，其中，所述五个信道包括：第一信道(D1)，在所述第一路径上将所述信号的样本提供给所述DPD执行器；第二信道(D2)，在所述第一路径上将所述信号的样本提供出所述放大器；第三信道(D3)，在所述第一路径上提供所述信号的BB部分；第四信道(D4)，在所述第三路径上提供信号的BB部分；以及第五信道(D5)，在所述第二路径上提供信号的BB部分。9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述数据接口包括从所述信号处理器向所述装置提供数据的至少两个信道，其中，所述两个信道包括：第六信道(D6)，提供使用通过所述第一信道和所述第二信道提供的数据计算的所述DPD系数；以及第七信道(D7)，提供使用通过所述第三信道、第四信道和第五信道提供的数据计算的所述EC系数和所述延迟参数。10.根据权利要求1所述的装置，还包括：组合器，所述组合器被连接到所述组合器的第一端口上的第一路径、所述组合器的第二端口上的第二路径以及所述组合器的第三端口上的同轴电缆，所述同轴电缆将所述装置连接到所述有线网络，其中，所述第一路径上的信号通过所述同轴电缆被发送出所述装置，其中，所述第二路径上的信号通过所述同轴电缆被接收到所述装置。11.根据权利要求1所述的装置，还包括：数字-模拟转换器(DAC)，位于所述第一路径...

【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