支持HDSL接入的信号处理技术

支持HDSL接入的信号处理技术——李斯伟
    高比特数字用户接入（HDSL）是一种用户线高速传输技术，它是以传统的用户铜线为
传输媒介，为充分利用已有的铜线，满足当前电信发展的需要。实现扩容和开展部分新业
务的技术手段。
    目前的用户铜线主要有两种：24线规（24AWG大约为0.5mm线径）和26线规（26AWG大
约为0.4mm线径）。在同等条件下，26AWG比24AWG的传输距离远，但若不采取先进的数字
信号处理技术，如数字调制技术、回波抵消技术等，高速数字信号在铜线上是不可能达到
实用的传输距离的。本文就这一点说明支持HDSL接入的信号处理技术。
    1、数字调制技术
    铜线的衰减随着频率的增高而增加，用它来传送高速率的数字信号时，传输距离受到
了极大的限制。因高频信号的损耗大都受到噪声的干扰，速率越高，传输距离越近，此外
传输速率也与线径和质量有关。当采用HDSL接入时，还必须采用合适的调制方式形成健全
的线路码，通常采用的调制技术有：2BIQ、CAP和DMT3种，它们都是利用了高频频带。
    （1）2BIQ方式  它是由2个二进制比特通过编码后转换为1个四进制模拟脉冲幅度，是
一种无冗余度的4电平幅度调制码，实际上属于PAM调制方式中的一种。每个符号位表示2
比特，共有4种符号位：+3，+1，-1，-3，分别表示：10、11、01、00，其中第一位为符
号位，第二位为幅度位。
    （2）CAP方式  它是一种无载波的幅度相位调制，它的基本原理与正交幅度调制（QAM）
一样。数据经两路正交信号分别调制后叠加，只是CAP中抑制了载波（因载波并不携带信
息）。与16QAM、64QAM相对应，也有16CAP和64CAP。同2BIQ相比，CAP码的带宽减少了一
半，传输效率提高了一倍，所引起的码间干扰较小。
    （3）DMT方式  它被称为离散多频调制。在多频调制系统中，为更有效地利用整个传
输带宽，将它分成几百个子信道，每个子信道有一个载波，各个子信道是完全独立的，在
频谱上也是分离的。每个子信道的信号功率只集中在非常窄的一个小部分。对于传输线路
来说，高频衰减远远大于低频衰减，另外，无线广播等电磁波还对信号造成各种窄带噪声，
所以当多频调制信号在长距离铜线上传输时，达到最佳的传输线利用率，如让信噪比高的
子信道传送更多的比特，而完全关闭被窄带噪声淹没的子信道。那么，多频调制如何实现
呢？只要对数据分段进行正交变换就可以了，常用的是离散傅立叶变换（DFT），利用DFT
的多频调制就是DMT。
    2、回波抵消技术
    它是在二线传输的两个方向上同时间、同频谱的占用线路。在线路上两个方向传输的
信号是完全混合在一起的，为了分开收、发两线，一般是采用混合电路，即将2/4线变换
器。回波抵消技术用来抵消由于混合平衡网络误差而汇漏的发送信号以及由于线路阻抗不
匹配引起反射的本端发送信号。利用回波抵消技术，就可以实现信号的二线全双工数字传
输。利用回波抵消技术，可达到的传输距离要长些，如采用0.4mm线径时，一般距离为4km；
采用0.5mm线径时，一般距离为5-6km。目前，由于微电技术及大规模集成电路的发展，回
波抵消器都进行大规模集成或超大规模集成。因此，回波抵消技术也已经数字化了。
    3、高速自适应滤波技术
    回波抵消技术中的回波抵消器采用高速自适应滤波器，根据从本端发送支路引入的部
分发送信号，来消除接收信号中的本端发送信号产生的回波，也就是将回波从接收信号中
消除。这种技术实际上是一种对码间干扰的自适应均衡技术，它是一种数字滤波器，其目
的是为了消除码间干扰。
    因此，HDSL是通过回波抵消技术实现一对对绞铜线上全双工传输；用特定的编码与调
制方式产生线路码来提高传输质量，延长传输距离；用DMT对并行传输减低每线对上的传
信率，以增加传输距离；通过高速自适应滤波等信号处理技术来实现低噪声的信号传输。