[0035] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0036] 如图1所示为本发明xDSL系统中信号传输方法实施例一的流程图，包括：
[0037] 步骤101、从2N-1个信号输入端收到2N-1个信号。本发明实施例中，从信号输入端接收到的2N-1个信号是xDSL系统中每个独立信号传输的信号。
[0038] 步骤102、将2N-1个信号转换成2N个信号。具体可以包括：采用第一转换矩阵左乘2N-1个信号组成的(2N-1)×1矩阵，得到2N×1矩阵，2N×1矩阵中的各个元素分别对应2N个信号，第一转换矩阵是2N×(2N-1)矩阵。
[0039] 步骤103、将2N个信号分别通过N条双绞线发送，N为大于1的自然数。
[0040] 另外，如果有n条双绞线损坏，则可以将从2N-1个信道输入端中的2N-1-2n个信号输入端接收2N-1-2n个信号，将2N-1-2n个信号转换成2N-2n个信号，将2N-2n个信号分别通过N-n条双绞线发送。n为小于N的自然数。具体可以包括：采用第二转换矩阵左乘2N-1-2n个信号组成的(2N-1-2n)×1矩阵，得到(2N-2n)×1矩阵，(2N-2n)×1矩阵中的各个元素分别对应2N-2n个信号；第二转换矩阵是(2N-2n)×(2N-1-2n)矩阵。
[0041] 如图2所示为本发明xDSL系统中信号传输方法实施例一的示意图。假设有7(即该实施例中N的取值为4)个信道的信号，这7个信道的信号x1、x2、x3、x4、x5、x6和x7分别输入到7个信号输入端V1、V2、......、V7，再将这7个信号转换成2×4＝8个信号，具体地可以采用第一转换矩阵左乘这7个信号组成的7×1矩阵，得到8×1矩阵，第一转换矩阵可以是8×7矩阵。8×1矩阵中的8个元素分别对应8个信号。转换成的8个信号分别是y1、y2、y3、y4、y5、y6、y7和y8。这8个信号分别通过8个信号发送端发送出去，这8个信号发送端分别是TX1、TX2、TX3、TX4、TX5、TX6、TX7和TX8。8个信号发送端分别连接4条双绞线P1、P2、P3和P4中的一根导线。
[0042] 第一转换矩阵的设计过程可以如下：
[0043] 首先生成一个8×4矩阵，如下：
[0044]
[0045] 上述矩阵(1)中，每一行代表一条双绞线中的一根导线，每一列代表一个信号发送端发送的信号。前两行的第一列的数值分别是1和-1，两者之和为0，这样可以表示一个差分信号，即第一根导线和第二根导线联合起来传输一个差分信号，即与通常的双绞线上的信号传输方式相同。前两行中，除了第一列之外的其他各元素均为0，这表示前两根导线上没有叠加其他的发送信号。矩阵(1)中，从第一行开始，每两行代表一条双绞线。第三行和第四行中第2列的数值分别为1和-1，这表明第2个信道的信号在第2条双绞线上传输。
[0046] 再生成一个8×3的矩阵，如下：
[0047]
[0048] 矩阵(2)中，每一行代表一根导线，每一列代表一个信号发送端发送的信号。每一个元素的值表示对应的信道在该双绞线上发送的信号的大小。该矩阵中，可以使得每一列的元素之和为0，每一列中正数和负数的个数相同，例如，第一列中所有元素之和为0，表示该信道的信号分散到四根导线上传输，并且每两根导线上传输的信号构成一个差分信号。
[0049] 将矩阵(1)和矩阵(2)合并可以得到一个8×7的矩阵，如下：
[0050]
[0051] 该矩阵(3)就是第一转换矩阵，采用该第一转换矩阵左乘信号x1、x2、x3、x4、x5、x6和x7组成的7×1矩阵即可得到y1、y2、y3、y4、y5、y6、y7和y8这8个信号。具体左乘运算如下：
[0052]
[0053]
[0054] 由于各个信号发送端分别与4条双绞线中的一根导线连接，因此这8个信号就可以发送出去了。
[0055] 如果某条双绞线损坏，例如，如果第2条双绞线P2损坏，这时实际上能够传输的信道的信号变为2×4-1-2＝5个。从7个信号输入端中的2*4-1-2*1＝5个信号输入端接收5个信号，将5个信号转换成2*4-2*1＝6个信号。可以通过第二转换矩阵，把5个信号转换成6个信号。
[0056] 如图3所示为本发明xDSL系统中信号传输方法实施例一中第二条双绞线损坏后的示意图。第二转换矩阵可以如下：
[0057]
[0058] 采用矩阵(5)左乘5个信号x1、x3、x4、x5和x7组成的5×1矩阵，即可以得到6个信号。
[0059] 如果没有双绞线发生损坏，在进行信号传输时，信号按照2N-1个xDSL系统中信道信号的发送方式，将信号发送到2N-1个信号输入端。如果有n条双绞线发生损坏，则信号传输时，信号会变成2N-1-2n个，这2N-1-2n个信号被发送到2N-1-2n个信号输入端。
[0060] 在xDSL系统中，可以将多个xDSL实现绑定，当部分双绞线出现故障时，绑定线路的个数会根据双绞线的变化而减少，从而使得发送到信号输入端的信号数减少。
[0061] 以上述实施例为例，第2条双绞线P2发生损坏后，输入信号变成5个。系统可以选择向7个信号输入端中的5个发送信号。例如，可以选择向V1、V3、V4、V5和V7这5个信号输入端发送信号。
[0062] 将5个信号转换成6个信号后，再通过与这6个信号对应的信号发送端将这6个信号发送出去。
[0063] 上述第二转换矩阵的设计方法与第一转换矩阵相似。
[0064] 本发明实施例一提供的方法，由于各个发送端分别与各条双绞线中的一根导线连接，采用第一转换矩阵左乘所述2N-1个信号组成的(2N-1)×1矩阵，得到2N×1矩阵，2N×1矩阵中的各个元素分别对应2N个信号，用N条双绞线传输2N个信号，这样N条双绞线能够传输2N-1个信号，提高了信号传输的数量，从而提高了信号传输的效率。
[0065] 本发明实施例一提供的方法中，由于各个信号发送端分别与一根导线连接，如果n条双绞线损坏，那么会影响到与该n条双绞线连接的信号发送端的信号不能被发送，即能够传输的信道的信号的数量从2N-1变成2N-1-2n。例如，如果1条双绞线损坏，那么会影响到与该条双绞线连接的信号发送端的信号不能被传输。这种方法，在尽可能提高信号传输数量的同时，保证在有双绞线发生故障的情况下，不能传输的信号的数量尽可能少。
[0066] 而且，当有双绞线损坏时，只需要将2N-1-2n个信号输入端输入的信号转换成2N-2n个信号，再通过分别与N-n条双绞线连接的信号发送端将2N-2n个信号发送出去即可。如果通过左乘矩阵的方法来改变信号数量，则只需要将第一转换矩阵变为第二转换矩阵即可，方法简便。
[0067] 如图4所示为本发明xDSL系统中信号传输方法实施例二的流程图，包括：
[0068] 步骤201、通过分别与N条双绞线连接的2N个信号接收端接收2N个信号。
[0069] 步骤202、将2N个信号转换成2N-1个信号。该步骤中的2N-1个信号中的每个信号为xDSL系统中每个独立信道传输的信号。
[0070] 步骤202具体可以包括：采用第三转换矩阵左乘2N个信号组成的2N×1矩阵，得到(2N-1)×1矩阵，(2N-1)×1矩阵中的各个元素分别对应2N-1个信号，第三转换矩阵为(2N-1)×2N矩阵；2N-1个信号中的每个信号为xDSL系统中每个独立信道传输的信号。
[0071] 如果n条双绞线发生损坏，则通过分别与N条双绞线连接的2N个信号接收端中的2N-2n个信号接收端接收2N-2n个信号，将2N-2n个信号转换成2N-1-2n个信号。具体可以包括：采用第四转换矩阵左乘2N-2n个信号组成的(2N-2n)×1矩阵，得到(2N-1-2n)×1矩阵，(2N-1-2n)×1矩阵中的各个元素分别对应2N-1-2n个信号；第四转换矩阵为(2N-1-2n)×(2N-2n)矩阵。n为小于N的自然数。
[0072] 仍然以图2为例，如果各条双绞线均没有出现损坏，那么与4条双绞线连接的8个接收端RX1、RX2、RX3、RX4、RX5、RX6、RX7和RX8分别接收8个信号y1、y2、y3、y4、y5、y6、y7和y8，再用一个第三转换矩阵左乘这8个信号组成的8×1矩阵，得到7个信号x1、x2、x3、x4、x5、x6和x7。
[0073] 具体的运算可以如下：
[0074]
[0075] 如果某条双绞线损坏，例如，如果第2条双绞线P2损坏，则从剩余3条双绞线上接收6个信号，可以通过第四转换矩阵，把接收端接收到的6个信号转换成5个信号，参见图3。第四转换矩阵可以如下：
[0076]
[0077] 采用矩阵(7)左乘6个信号组成的6×1矩阵，得到5×1矩阵，5×1矩阵中的各个元素分别对应5个信号x1、x3、x4、x5和x7。
[0078] 如图2和图3中，当总双绞线的数量为2时，即N取值为2，信号发送端的数目为2×2＝4，信号输入端的数目为2×2-1＝3，信号接收端的数目为2×2＝4。
[0079] 当没有双绞线损坏时，对于信号输入端接收到的3个信号x1、x2和x3，可以采用第一转换矩阵左乘这三个信号组成的3×1列矩阵来得到4×1矩阵，这4×1矩阵中的各个元素分别对应4个信号y1、y2、y3和y4，具体的运算如下：
[0080]
[0081] 4个信号接收端接收到y1、y2、y3和y4这四个信号后，可以采用第三转换矩阵左乘这四个信号组成的4×1矩阵得到3×1矩阵，3×1矩阵中的各个元素分别对应3个信号x1、x2和x3，具体的运算过程如下：
[0082]
[0083]
[0084] 如果第2条双绞线出现了损坏，则对于信号输入端接收到的1个信号x1，可以采用第二转换矩阵左乘这1个信号组成的1×1矩阵，得到2×1矩阵，具体的运算如下：
[0085]
[0086] 接收端采用第四转换矩阵左乘2个信号组成的2×1矩阵，得到信号x1，具体的运算过程如下：
[0087]
[0088] 在本发明的各实施例中，第一转换矩阵可以满足如下条件：
[0089] (1)各列元素之和为0。由于每条双绞线对应转换矩阵中的两行元素，各列元素之和为0，可以保证每条双绞线上传输的信号均为各个导线上的信号的累加。对于xDSL技术来说，所有的用户信号均采用差分信号进行传输。
[0090] (2)各列中正数与负数的个数相同。这样可以保证每个差分信号对称地分布在了各条双绞线中，信号的传输质量更好，抵抗共模串扰的能力更强。
[0091] (3)第一转换矩阵和第三转换矩阵的乘积为对角矩阵，第二转换矩阵和第四转换矩阵的乘积为对角矩阵。这样，接收装置接收到的信号，相互之间不存在串扰，即第x个信号接收端接收到的信号中不包含第y个信号接收端接收到的信号。
[0092] 如果第一转换矩阵和第二转换矩阵的乘积不是对角矩阵，或者第二转换矩阵和第四转换矩阵的乘积不是对角矩阵，则可以通过其他的方式来消除信号接收端接收到的信号之间的串扰，例如可以采用矢量(Vector)技术来消除各个信号接收端接收到的信号之间的串扰。
[0093] 如图5所示为本发明xDSL系统中信号发送装置实施例一的结构示意图，该发送装置包括：2N-1个信号输入端11、第一转换模块13和2N个信号发送端14。2N-1个信号输入端11分别用于接收xDSL系统中每个独立信道传输的信号。第一转换模块13用于采用第一转换矩阵左乘2N-1个信号组成的(2N-1)×1矩阵，得到2N×1矩阵，所述2N×1矩阵中的各个元素分别对应2N个信号，所述第一转换矩阵是2N×(2N-1)矩阵。2N个信号发送端14分别与N条双绞线中的一根导线连接，用于将第一转换模块13得到的2N个信号通过N条双绞线中的一根导线发送出去。
[0094] 当有n条双绞线发生故障时，第一转换模块13具体可以采用第二转换矩阵左乘2N-1-2n个信号组成的(2N-1-2n)x 1矩阵，得到(2N-2n)×1矩阵，(2N-2n)×1矩阵中的各个元素分别对应2N个信号，第二转换矩阵是(2N-2n)×(2N-1-2n)矩阵。分别与未发生故障的N-n条双绞线连接的2N-2n个发送端用于将所述2N-2n个信号发送出去。
[0095] 如图6所示为本发明xDSL系统中信号发送装置实施例二的结构示意图，该实施例中，各个信号发送端均包括第一变压器141，该第一变压器141的一端与第一转换模块13连接，另一端与N条双绞线中的任一根导线连接，用于将第一转换模块13转换成的信号的电压转换成能够在双绞线中传输的电压后，将转换电压后的信号通过双绞线发送出去。
[0096] 如图7所示为本发明xDSL系统中信号发送装置实施例三的结构示意图，该实施例中，信号发送装置还包括映射模块16、反傅里叶变换模块17和D/A转换模块18。映射模块16用于将信号进行星座点映射。反傅里叶变换模块17与映射模块16连接，用于将经过星座点映射后的信号进行反傅里叶变换，将信号转换成时域信号，时域信号发送到信号输入端11。D/A转换模块18分别与第一转换模块13和信号发送端14连接，用于将第一转换模块13输出的信号进行D/A转换，转换成模拟信号，将转换成的模拟信号发送给信号发送端
14。
[0097] 如图7所示的实施例中，显示出了信号输入端及第一转换模块在xDSL系统中的位置。需要说明的是，该实施例没有给出完整的xDSL系统的发送装置的结构，如图7所示的实施例中还可以包括其他的xDSL系统的发送装置中的模块。
[0098] 如图8所示为本发明xDSL系统中信号发送装置实施例四的结构示意图，该实施例与如图7所示的实施例的区别之处在于：在图8所示的实施例中，反傅里叶变换模块17与其他模块的连接关系与图7所示的实施例不同。在图8所示的实施例中，反傅里叶变换模块17分别与第一转换模块13和D/A转换模块18连接，第一转换模块13与信号输入端11连接。
[0099] 图8所示的实施例中，信号输入端输入的2N-1个信号经过第一转换模块转换成2N个信号后，经过反傅里叶变换模块17，将信号转换成时域信号，再通过信号发送端14发送出去。
[0100] 如图9所示为本发明xDSL系统中信号接收装置实施例一的结构示意图，该装置包括2N个信号接收端21和第二转换模块22。2N个信号接收端21分别与N条双绞线中的一条导线连接，用于接收2N个信号。第二转换模块22用于采用第三转换矩阵左乘2N个信号组成的2N×1矩阵，得到(2N-1)×1矩阵，(2N-1)×1矩阵中的各个元素分别对应2N-1个信号，第三转换矩阵为(2N-1)×2N矩阵；2N-1个信号中的每个信号为xDSL系统中每个独立信道传输的信号；N为大于1的自然数
[0101] 其中，第二转换模块22还可以用于当有n条双绞线发生故障时，将通过2N个信号接收端接收到的2N-2n个信号转换成2N-1-2n个信号。具体地，第二转换模块22具体可以用于采用第四转换矩阵左乘2N-2n个信号组成的(2N-2n)×1矩阵，得到(2N-1-2n)×1矩阵，(2N-1-2n)×1矩阵中的各个元素分别对应2N-1-2n个信号；第四转换矩阵为(2N-1-2n)×(2N-2n)矩阵。
[0102] 如图10所示为本发明xDSL系统中信号接收装置实施例二的结构示意图，该实施例中，每个信号接收端21均包括第二变压器211，该第二变压器211的一端与第二转换模块22连接，另一端与N条双绞线中的任一条导线连接，用于将双绞线传输过来的信号发送给第二转换模块22。
[0103] 如图11所示为本发明xDSL系统中信号接收装置实施例三的结构示意图，该实施例还包括A/D转换模块23、傅里叶变换模块24和解映射模块25，A/D转换模块23分别与信号接收端21和第二转换模块22连接，用于将信号接收端21接收到的模拟信号转换成数字信号后发送给第二转换模块22。傅里叶变换模块24与第二转换模块22连接，用于将第二转换模块22输出的信号进行傅里叶变换，将第二转换模块22输出的信号转换成频域信号。解映射模块25与傅里叶变换模块24连接，用于将经过傅里叶变换后的信号进行解星座点映射。
[0104] 如图12所示为本发明xDSL系统中信号接收装置实施例四的结构示意图，该实施例与如图11所示的实施例的区别之处在于：图12中，傅里叶变换模块24与其他模块的连接关系与图11不同。图12中，傅里叶变换模块24分别与A/D转换模块23和第二转换模块22连接，第二转换模块22与解映射模块25连接。
[0105] 该实施例中，傅里叶变换模块24将经过A/D转换后的数字信号转换成频域信号发送给第二转换模块，第二转换模块输出的信号发送给解映射模块25进行解星座点映射。
[0106] 如图12所示的实施例中，显示出了信号接收端及第二转换模块在xDSL系统中的位置。需要说明的是，该实施例没有给出完整的xDSL系统的接收装置的结构，如图12所示的实施例中还可以包括其他的xDSL系统的接收装置中的模块。
[0107] 本发明实施例还提供一种xDSL信号传输系统，包括N条双绞线、如前各个实施例所述的信号发送装置和如前各个实施例所述的信号接收装置，信号发送装置的2N个信号发送分别与N条双绞线的一根导线连接，信号接收装置的2N个信号接收端分别与N条双绞线的一根导线连接。
[0108] 本发明实施例提供的装置及系统中，由于各个发送端分别与各条双绞线中的一根导线连接，采用第一转换矩阵左乘所述2N-1个信号组成的(2N-1)×1矩阵，得到2N×1矩阵，2N×1矩阵中的各个元素分别对应2N个信号，矩阵，用N条双绞线传输2N个信号，这样N条双绞线能够传输2N-1个信号，提高了信号传输的数量，从而提高了信号传输的效率。
[0109] 而且，当有双绞线损坏时，只需要将2N-1-2n个信号输入端输入的信号转换成2N-2n个信号，再通过分别与N-n条双绞线连接的信号发送端将2N-2n个信号发送出去即可。如果通过左乘矩阵的方法来改变信号数量，对于发送端而言，只需要将第一转换矩阵变为第二转换矩阵即可，对于接收端而言，只需要将第三转换矩阵变为第四转换矩阵即可，方法简便。
[0110] 本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0111] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
