数据恢复方案制造技术

本发明专利技术涉及对预测到将经受重复噪声脉冲的线路信号中的数据进行恢复的方法，所述线路信号包括数据帧序列，该方法包括以下步骤：对包括所述线路信号中预期将被噪声信号破坏的一个或更多个帧的组进行预测；对该组的一个或更多个预期将被破坏的帧进行消隐；确定与所述组相邻的前面的帧和后面的帧；以及将一个或更多个奇偶校验块包括在所述各组的一个或更多个帧中，其中，如果所述噪声信号偏离其预测定时间隔或时长并破坏了在与所述组相邻的一个或更多个帧中携带的所述数据，则使用该组消隐帧的一个或更多个所述奇偶校验块以及所述相邻帧中的另一个帧来恢复被破坏的数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于恢复经受了重复脉冲扰动(disturbance)的数字信号 中的数据的方法。具体地但不排除地，该方法涉及一种使用预测消隐技术并利用真实 的通信系统固有的不可预测性来恢复在不可预测性中丢失的数据的数据 恢复方案。
技术介绍
电气扰动所产生的干扰脉冲是诸如双绞铜线网络的本地接入网络中 显著的噪声源。很多类型的噪声可影响通信信号，而在本领域中已知很 多减少经受噪声影响的通信中的错误的技术。 一种处理噪声的普通技术 是将通信信号分段或分帧并且使帧或段交织。通常以逐帧或逐比特为基 础进行交织。交织技术可能不提供足够的保护以防止在交织器的跨度内出现由于 诸如在附图的图1A和图1B中示意性地示出的脉冲噪声事件(以下将更 详细地描述)而引起的数据丢失。这种噪声事件在本领域中也被称为击 穿噪声事件(punctured noise event)-例女口，参见Les Humphrey禾口 Andrew Wallace于2007年1月提交给ITU Study Group 15的题为G.vdsl, ADSL: Impulse Noise Monitoring and Punctured Noise Events的文件SD-046。该 现有技术讨论了多种脉冲噪声事件(在附图的图2A到图2D中重复地示 出了从其中选择的一些脉冲噪声事件)，并且提出了能够进行数据恢复的 多种方案。但是，这些数据恢复方案并不完美并且仍然可能丢失数据。诸如在图2A到图2D中示出的那些短时脉冲噪声事件潜在地具有很 大的破坏性，并且已知潜在地对诸如ADSL、 HDSL、 VDSL、 xDSL等数 字用户线路(DSL)上提供的业务质量造成影响，并且限制了从最近的本地交换设施到客户的住所(premises)能够对各种裘型的数字用户线路 进行部署的范围。干扰脉冲可能是重复的，例如在干扰脉冲的源与电气 电源(如已知的市电(mains electricity))的交流波形相联系的情况 下。重复电脉冲噪声(REIN， repetitive electrical impulse noise)的来源包 括由市电供电的家用电器。在UK，市电具有50Hz的额定频率，这导致 在用户与本地电话交换之间的数字接入通信网络中的线路信号中以大约10 ms或20 ms的间隔产生干扰脉冲。在本领域中已知很多用于解决REIN的技术。标题为Method and System for Suppressing an Interference Signal的美国专禾lj申请 US20070019718描述了在两台xDSL收发机之间对数据符号进行双向数 据传输期间如何抑制周期性干扰信号。消隐(blanking)是本领域中另一 种已知技术，该技术可用于减轻REIN的影响，例如，参见Krista S. Jacobsen、 Shanti Kolluri (2Wire )的标题为REIN, REIN, Go Away — The Return of Frame Blanking的提议，ITU-T SGI 5 Q4 Ghent, Belgium, 12-16 June 2006,文件名GB-081Rl.doc。该文献提供了对消隐技术的概述和相 对于前向纠错(FEC， forward error correction)的性能。对数字用户线路的线路信号进行消隐是用于限制在REIN事件中丢 失的数据量的一种可能的解决方案。消隐寻求通过从在REIN事件出现时 发送的线路信号中去除任何有效负载数据(payload data)来防止DSL信 号中的数据丢失。尽管该解决方案是以线路信号的数据携带效率为代价， 但是消隐仍然是一种应对REIN事件的相对低成本的解决方案。为了实现 消隐，用户的调制解调器对(model pair)需要预测REIN将何时出现， 而在调制解调器对设备中可以提供的处理能力现在已经足够地先进，从 而用相对可靠的模型来预测脉冲扰动何时可能影响调制解调器的线路信 号，使得调制解调器可以避开在该时间期间发送数据。但是，在实际通信系统中，由于产生噪声脉冲的因素并不固定而是 随着时间发生变化，因此不可能生成针对何时将出现脉冲扰动的100%准 确的模型。现在返回到附图的图1A和图1B，假设在其中已经配置了消隐装置8以减轻REIN的影响的任意通信系统中，已经将线路信号划分成合适的帧。在该情况下， 一帧包括适于实现消隐方案和适于管理目的任意合 适的统一时长的发送单位，在该发送单位期间，或是原样地发送一个单 位的数据，或者是在不能原样地发送一个单位数据的情况下，该帧所携带的数据丢失(即，不可恢复)。例如，在ADSL中， 一帧可以包括一个 符号，而在脉冲相关(pulse oriented)的系统中， 一帧可包括一个或更多 个脉冲。各帧具有短的时长，而噪声事件的时长可能超过了多个连续帧 的时长。在这种情况下，对多组连续顿进行消隐以防止在预测到将出现 这种较长时长的脉冲干扰事件时这些连续帧携带数据。图1A示出了如何将线路信号划分成帧序列，以及在包括窄噪声脉冲 (术语窄在这里表示噪声脉冲的整个宽度小于线路信号的一帧的时 长)的噪声事件出现时的预测点处，如何预料到一帧内的数据将会丢失。 在图1A中，为了防止在预测到将出现噪声脉冲时丢失数据，如果预测到 单个帧的发送与预期将破坏该帧的内容的噪声脉冲重合，则将该帧消隐。 在这种情况下，术语消隐是指仅仅确保在预期出现噪声脉冲时被发 送的帧不携带任何数据的常规技术。图1B示出了这样一种情形，其中，在线路信号中，噪声脉冲跨越两 个相邻的帧。为了补偿这种情形，取决于噪声脉冲的预期宽度而消隐了 多个帧。例如，在图2B中，具有一定宽度的噪声脉冲跨越了两个相邻帧， 因此标准的消隐策略会将这两个帧都消隐掉。在本领域中己知的Jacobsen等人的消隐提议在以下方面受到限制， 即，如果预测出现非常细微的错误，则不仅线路信号上被消隐的帧不发 送数据，而且由其发送确实与脉冲噪声事件重合且被消隐的一帧或多帧 的相邻帧中所携带的任何数据也将丢失。这使消隐系统更加低效。为了解决噪声信号的漂移(drift),可以分配由消隐机制有规律地消 隐的多个帧。之后，例如使用可以被配置成对市电的相位漂移进行跟踪 的锁相环处理，可以对该帧数进行更改以适于REIN噪声脉冲的任何预期 重复速率的漂移。因而，本领域中已知的消隐系统可以增加形成消隐组 的帧数以对比预期的噪声脉冲串(noise burst)稍长时段的线路信号进行消隐，从而确保在与消隐组相邻的帧中不丢失数据。诸如ADSL的一些通信系统在线路信号的可以用于消隐目的的帧之间引入了小的间隙。在本领域中将这种间隙称为循环前缀(cyclicprefix)并且长度为l/69ms。在这些系统中，如果噪声脉冲足够窄并且与间隙的发送重合，则噪声事件不会破坏与该间隙相邻的帧所携带的任何数据。如果这些脉冲与消隐的帧完全不重合，则噪声事件可能延伸出帧边界但之后终止于循环间隙中，使得相邻的帧不受到噪声事件的影响。因此，在线路信号中间隙的存在可提高消隐技术的潜在有效性，这是由于该间隙降低了在预测的脉冲噪声事件的定时发生细微错误的情况下相邻帧受到影响的可能性。图3以简化的形式示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对线路信号中的数据进行恢复的方法，该数据已经被具有一个或更多个可预测定时特征的重复噪声事件破坏，所述线路信号包括数据帧序列，针对各预测出的噪声事件，该方法包括以下步骤：　确定包括所述线路信号中的一个或更多个帧的组，所述组与所述预测 到的噪声事件的预测定时和时长重合；以及　确定在该重合的组中有多少帧的数据将由于与所述预测到的噪声事件重合而受到破坏；以及　在所述重合的组中包括足够的冗余数据，使得能够在至少一个噪声事件的至少一个定时特征与其相应的预测值不同的情况 下恢复从所述线路信号中丢失的数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 2007-4-2 0706427.21、一种对线路信号中的数据进行恢复的方法，该数据已经被具有一个或更多个可预测定时特征的重复噪声事件破坏，所述线路信号包括数据帧序列，针对各预测出的噪声事件，该方法包括以下步骤确定包括所述线路信号中的一个或更多个帧的组，所述组与所述预测到的噪声事件的预测定时和时长重合；以及确定在该重合的组中有多少帧的数据将由于与所述预测到的噪声事件重合而受到破坏；以及在所述重合的组中包括足够的冗余数据，使得能够在至少一个噪声事件的至少一个定时特征与其相应的预测值不同的情况下恢复从所述线路信号中丢失的数据。2、 根据权利要求1所述的方法，其中，预测到其数据受到不可恢复 程度的破坏的一个或更多个帧被消隐并且没有携带任何线路信号数据。3、 根据权利要求2所述的方法，其中，如果噪声事件的至少一个定 时特征与相应的预测值不同，则改为向一个或更多个所述消隐帧提供使 得能够对所述线路信号中受到破坏的所述数据进行恢复的数据。4、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，定时特征包括噪 声事件的时长。5、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，定时特征包括噪 声事件的重复时间。6、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，该方法进一步包括以下 步骤在接收机处接收所述线路信号；以及个灰复在所述线路信号中由于一个或更多个所述噪声事件而受到破坏的任何数据。7、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述组中的至少一个帧与所述预测到的噪声事件的所预测到的定时和时长重合；并且该 方法包括以下步骤将足够的冗余数据包括在所述至少一个重合的帧中，使得能够在噪 声事件的一个或更多个所述时长和定时特征与其预测值不同的情况下， 由所述线路信号的接收机来恢复从所述线路信号的该组帧中丢失的数据。8、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，该方法进一步包括以下步骤预测所述预测到的脉冲噪声事件将在何时出现以及该脉冲噪声事 件使得所述线路信号丢失多少数据。9、 根据前述权利要求中任一项所述的数据恢复方法，其中，在一个 或更多个预测到的重合的帧经受住所述噪声事件的情况下，使用所述冗 余数据来恢复在该组预测到的重合的帧中丢失的数据。10、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，该方法进一步包括以下步骤从该组预测到的重合的帧中，确定预测到与所述噪声事件不重合的 一个或更多个相邻帧；以及如果所述一个或更多个前面的相邻帧和/或后面的相邻帧的数据丢 失，则使用来自所述一个或更多个预测到的重合的帧的所述冗余数据来 恢复从所述相邻帧中丢失的数据。11、 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，利用奇偶校验 数据修正方案将冗余数据包括在各组的一个或更多个帧中。12、 根据权利要求ll所述的方法，该方法进一步包括以下步骤确定与所述组相邻的一个或更多个前面的帧和启面的帧；以及如果与该组帧相邻的所述一个或更多个前面和/或后面的帧的数据 由于一个或更多个所述时长和定时特征与其预测值不同而受到破坏，则 在接收机处使用利用了所述奇偶校验数据修正方案而包括在一组的一个 或更多个帧中的所述冗余数据来恢复所述数据，所述冗余数据以及来自 所述线路信号的一个或更多个未受破坏的相邻帧的数据一起能够恢复受 到破坏的数据。13、 根据权利要求12所述的方法，其中，所述奇偶校验数据修正方 案被实现为所述组中的一个或更多个帧与一个或更多个未受破坏的相邻帧的XOR运算。14、 根据权利要求12所述的方法，其中，所述奇偶校验数据修正方 案被实现为借助于所述组中的一个或更多个帧与一个或更多个未受破坏...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特霍华德柯比，
申请(专利权)人：英国电讯有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]