DE10050337C1

DE10050337C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung der Maximalamplitude eines Transceiver-Sendesignals

Info

Publication number: DE10050337C1
Application number: DE2000150337
Authority: DE
Inventors: Peter Laaser
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Germany Holding GmbH
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2002-01-17
Anticipated expiration: 2020-10-12

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung des Maximalamplitude (A¶max¶) eines Transceiver-Sendesignals, das von einem ersten Transceiver (1) zu einem zweiten Transceiver (1') über einen Übertragungskanal (104) übertragen wird, mit den folgenden Schritten, nämlich DOLLAR A Begrenzen des Sendesignals durch Begrenzen von auftretenden Signalspitzen des Sendesignals auf eine einstellbare Maximalamplitude (A¶max¶), wobei die Maximalamplitude (A¶max¶) derart eingestellt wird, dass der Signalrauschabstand (SNR) des an den zweiten Transceiver (1') übertragenen begrenzten Sendesignals höher ist als ein vorgegebener Mindestsignalrauschabstand (SNRmin); DOLLAR A Subtrahieren des begrenzten Sendesignals von dem unbegrenzten Sendesignal zur Erzeugung eines Differenzsignals und DOLLAR A Kompensieren einer durch das Begrenzen des Sendesignals aufgrund einer Fehlanpassung des ersten Transceivers (1) an den Übertragungskanal (104) hervorgerufenen Echosignaländerung in Abhängigkeit von dem erzeugen Differenzsignal.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reduzierung der Maximalamplitude eines Sendesignals, das von einem ersten Transceiver zu einem zweiten Transceiver über einen bidirektionalen Übertragungskanal übertragen wird, wo bei das Sendesignal einen reduzierten CREST-Faktor aufweist.

Die DE 198 08 993 A1 beschreibt ein Verfahren zur Spitzen wertreduktion bei Einträger-modulierten oder Mehrträger modulierten, digitalen Sendesignalen. Die Maximalamplitude des Signals wird dabei dadurch begrenzt, dass zunächst der Spitzenwert des Transceiver-Sendesignals aus einer Mehrzahl von Sequenzsymbolen bestimmt wird und beim Überschreiten ei nes vorbestimmten Wertes ein Ersatzsymbol erzeigt wird, das ein vorbestimmtes Sendesymbol ersetzt. Das Ersatzsymbol ist dabei derart ausgewählt, dass es den Spitzenwert absenkt und unter Anwendung einer zur Schaffung der Sendesymbole verwen deten Codierung fehlerfrei in das ursprüngliche Sendesignal umwandelbar ist.

Fig. 1 zeigt ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Transcei vers nach dem Stand der Technik mit Echokompensation zur Vollduplex-Signalübertragung digitaler Signale auf einer Te lefonleitung T. Der Transceiver erhält von einer Symbolquelle SQ Datensymbole, die in einem Sendefilter SF gefiltert werden und anschließend in einem Digital-/Analogwandler DAC in ana loge Sendesignale umgewandelt werden. Eine nachgeschaltete Treiberschaltung LT führt die Signalaufbereitung für den Ü bertragungskanal T durch. Das analoge Sendesignal wird über einen Trafo mit einem bestimmten Übersetzungsverhältnis n auf die Telefonleitung T gekoppelt. Die Wahl des Trafo- Übersetzungsverhältnisses n erlaubt die Skalierung des Sig nalhubs im Analogteil des Transceivers. Der analoge Leitungstreiber LT wird mit einer bestimmten Versorgungsspannung U_V mit Spannung versorgt. Die Versorgungsspannung U_V ist dabei stets größer als die maximal vorkommende Sendesignalamplitu de.

Der Transceiver enthält ferner einen Analog-/Digitalwändler zur Umwandlung eines ankommenden analogen Empfangssignals in ein digitales Empfangssignal und ein Echokompensationsfilter EC. Der Signalausgang des Echokompensationsfilters EC wird an einem Summenpunkt dem digitalisierten Empfangssignal zur Kom pensation von Echosignalen überlagert, die durch die Fehlan passung des Transceivers an den Übertragungskanal entstehen. Anschließend wird das echokompensierte digitale Empfangssig nal in einer Entzerrerschaltung EZ entzerrt und einer Ent scheidungsschaltung ENZ zugeführt. Die Entscheidungsschaltung ENT ist ausgangsseitig an eine Symbolsenke SS angeschlossen.

Das dem Leitungstreiber LT zugeführte Sendesignal S(t) weist einen CREST-Faktor CF auf:

wobei T eine bestimmte Bezugszeit ist. Der CREST-Faktor CF hängt von der Maximalamplitude des Sendesignals und dem Ef fektivwert des Sendesignals ab. Mit steigender Maximalampli tude des Sendesignals erhöht sich der CREST-Faktor des Sende signals.

Das digitale Sendesignal am Eingang des Digital-/Analog wandlers DAC ergibt sich durch die Faltung der von der Sym bolquelle SQ stammenden Sendesymbole mit der Impulsantwort des Sendefilters SF. Durch konstruktive Überlagerung aufein anderfolgender Sendeimpulse kann es zu Sendesignalspitzen mit sehr hohen Amplituden kommen. Wenngleich derartige Signal spitzen nur mit einer sehr geringen Wahrscheinlichkeit auf treten, müssen die analogen Schaltungskomponenten, insbesondere der Leitungstreiber LT, dennoch für derartige Signal spitzen ausgelegt werden, da Signalverzerrungen von einem li nearen Echokompensator nicht nachgebildet werden können und zu einem Fehler an der Entscheidungsschaltung ENT führen.

Der aufgrund der möglichen Signalspitzen gegebene hohe Sig nalhub erfordert eine hohe Versorgungsspannung U_V für den a nalogen Leitungstreiber LT. Die Notwendigkeit einer hohen Versorgungsspannung U_V für die analoge Ausgangsstufe verhin dert eine Integration der analogen und der digitalen Schal tungsteile des Transceivers, da für die digitalen Schaltungs teile unter Verwendung herkömmlicher CMOS-Herstellungs prozesse lediglich eine niedrige Versorgungsspannung erfor derlich ist.

Es ist somit die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ver fahren zur Reduzierung des maximalen Signalhubes eines Trans ceiver-Sendesignals und einen Transceiver mit reduziertem Sendesignalhub zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen und durch einen Transceiver mit den im Patentanspruch 9 angegebenen Merkmalen gelöst.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Reduzierung der Maxi malamplitude eines Transceiver-Sendesignals, das von einem ersten Transceiver zu einem zweiten Transceiver über einen Übertragungskanal übertragen wird, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt, nämlich das Begrenzen des Sende signals durch Begrenzen von auftretenden Signalspitzen des Sendesignals auf eine einstellbare Maximalamplitude, wobei die Maximalamplitude derart eingestellt wird, dass der Sig nalrauschabstand des an den zweiten Transceiver übertragenen, begrenzten Sendesignals höher ist als ein vorgegebener Min destsignalrauschabstand, Subtrahieren des begrenzten Sendesignals von dem unbegrenzten Sendesignal zur Erzeugung eines Differenzsignals, und Kompensieren einer durch das Begrenzen des Sendesignals auf grund einer Fehlanpassung des ersten Transceivers an den Ü bertragungskanal hervorgerufenen Echosignaländerung in Abhän gigkeit von dem erzeugten Differenzsignal.

Das Kompensieren des Echosignals umfaßt vorzugsweise die fol genden Schritte, nämlich
Falten des unbegrenzten Sendesignals mit einer Echoimpulsant wort des unbegrenzten Signals des ersten Transceivers zur Er zeugung eines Echokompensationsignals,
Falten des Differenzsignals mit der Echoimpulsantwort des be grenzten Signals des ersten Transceivers zur Erzeugung eines Korrektursignals, und
Subtrahieren des Korrektursignals von dem Echokompensations signal zur Kompensation der durch das Begrenzen des Sendesig nals hervorgerufenen Echosignaländerung.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die begrenzten Signalspitzen des Sendesig nals durch Impulsformen ausgeweitet, um den Signalrauschab stand des an den zweiten Transceiver übertragenen, begrenzten Sendesignals zu erhöhen.

Dabei werden die begrenzten Sendesignalspitzen vorzugsweise bei dem Impulsvorgang proportional zur Höhe des Differenzsig nals ausgeweitet.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfin dungsgemäßen Verfahrens wird das Differenzsignal integriert und das integrierte Differenzsignal dem Sendesignal zur Im pulsformung aufaddiert.

Die Maximalamplitude des Sendesignals wird vorzugsweise zur Reduzierung des CREST-Faktors des Sendesignals auf einen vor gegebenen CREST-Faktorwert eingestellt.

Das unbegrenzte Sendesignal wird vorzugsweise durch ein Sen designalfilter gefiltert.

Das begrenzte Sendesignal wird vorzugsweise durch einen nach geschalteten Digital-/Analogwandler in ein analoges Sendesig nal umgewandelt, das von dem ersten Transceiver zu dem zwei ten Transceiver übertragen wird.

Die Erfindung schafft ferner einen Transceiver mit amplitu denbegrenzendem Sendesignal, der aufweist:
eine Begrenzungsschaltung zur Amplitudenbegrenzung von Sig nalspitzen eines von einer Signalquelle stammenden Sendesig nals auf eine einstellbare Maximalamplitude,
eine erste Subtrahierschaltung, die das begrenzte Sendesignal von dem unbegrenzten Sendesignal zur Erzeugung eines Diffe renzsignals subtrahiert,
einem ersten Filter zum Falten des unbegrenzten Sendesignals mit einer Echoimpulsantwort des unbegrenzten Sendesignals des Transceivers zur Erzeugung eines Echokompensationssignals, einen zweiten Filter zum Falten des erzeugten Differenzsig nals mit der Echoimpulsantwort des begrenzten Sendesignals des Transceivers zur Erzeugung eines Korrektursignals zum Ausgleich der durch die Begrenzungsschaltung hervorgerufenen Echosignaländerung,
einer zweiten Subtrahierschaltung, die das erzeugte Korrek tursignal von dem Echokompensationssignal zum Erzeugen eines Ausgleichssignals subtrahiert, und mit
einer dritten Subtrahierschaltung, die das Ausgleichsignal von dem Empfangssignal des Tranceivers subtrahiert.

Der erfindungsgemäße Transceiver weist vorzugsweise eine In tegratorschaltung zur Integration des Differenzsignals auf.

Vorzugsweise ist ferner eine erste Summmierschaltung vorgese hen, die das durch die Integratorschaltung integrierte Diffe renzsignal auf das unbegrenzte Sendesignal aufaddiert.

Vorzugsweise weist der erfindungsgemäße Transceiver ein Sen defilter zum Filtern des unbegrenzten Sendesignals auf.

Der Begrenzungsschaltung ist vorzugsweise ein Digital- /Analogwandler zur Umwandlung des begrenzten Sendesignals in ein analoges amplitudenbegrenztes Sendesignal nachgeschaltet.

Der erfindungsgemäße Transceiver enthält vorzugsweise ferner eine Treiberschaltung zum Treiben des analogen amplitudenbe grenzten Sendesignals.

Der erfindungsgemäße Transceiver besitzt vorzugsweise ferner eine Trafoschaltung zum Anschluß des Transceivers an einen Übertragungskanal.

Der Übertragungskanal besteht vorzugsweise aus einer Zwei draht-Telefonleitung.

Der erfindungsgemäße Transceiver weist vorzugsweise eine ana loge Echosignalkorrekturschaltung auf.

Der Transceiver besitzt ferner vorzugsweise einen Analog- /Digitalwandler zur Umwandlung eines über den Übertragungska nal empfangenen analogen Empfangssignals in ein digitales Empfangssignal.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der er findungsgemäße Transceiver eine dritte Subtrahierschaltung auf, die das von der zweiten Subtrahierschaltung erzeugte Ausgleichssignal von dem Analog-/Digitalwandler erzeugte di gitale Empfangssignal subtrahiert.

Der zweiten Summierschaltung ist vorzugsweise ein Signalent zerrer nachgeschaltet.

Dem Signalentzerrer ist vorzugsweise eine Entscheiderschal tung nachgeschaltet.

Im weiteren werden bevorzugte Ausführungsformen des erfin dungsgemäßen Verfahrens zur Reduzierung der Maximalamplitude eines Transceiver-Sendesignals und des erfindungsgemäßen Transceivers unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren zur Erläuterung erfindungswesentlicher Merkmale beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Transceiver nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Transcei vers mit Amplitudenbegrenzung;

Fig. 3 eine erste Ausführungsform einer Amplitudenbegren zungsschaltung mit Echokompensation gemäß der Erfindung;

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform einer Amplitudenbegren zungsschaltung mit Echokompensation gemäß der Erfindung;

5a-5c ein Übertragungssystem mit erfindungsgemäßen Transcei vern und zugehörigen Sende- und Empfangssignalen zur Erläute rung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 6 ein von dem erfindungsgemäßen Transceiver abgegebenes begrenztes impulsgeformtes Sendesignal;

Fig. 7 ein durch einen Transceiver empfangenes Empfangssig nal.

Wie man aus Fig. 2 erkennen kann, weist der erfindungsgemäße Transceiver 1 einen Signaleingang 2 zum Empfang von Datensym bolen von einer Datensymbolquelle 3 über eine Leitung 4 auf. Ferner besitzt der Transceiver 1 einen Datenausgang 5 zur Ab gabe von Empfangsdaten über eine Datenleitung 6 an eine Datensenke 7, in der die Empfangsdaten verarbeitet werden. Der Transceiver 1 weist ferner einen Anschluß 8 zum Anschluß an den Übertragungskanal auf. Bei dem Übertragungskanal handelt es sich beispielsweise um eine Zweidraht-Telefonleitung.

Der Datensignaleingang 2 des Transceivers 1 ist über eine Leitung 9 an den Signaleingang 10 eines digitalen Sendefil ters 11 angeschlossen. Das digitale Sendefilter 11 besitzt einen Signalausgang 12, der über eine Leitung 13 mit einem ersten Eingang 14 einer Echosignalkorrekturschaltung 15 ver bunden ist. An einem Verzweigungsknoten 16 wird das an dem Signaleingang 2 anliegende digitale Eingangssignal abgezweigt und über eine Leitung 17 zusätzlich an einen Eingang 18 eines ersten digitalen Filters 19 zum Falten des anliegenden digi talen Sendesignals mit der Echoimpulsantwort des Transceivers angelegt. Das digitale Filter 19 weist einen Signalausgang 20 auf, der über eine Leitung 21 an einen zweiten Eingang 22 der Echosignalkorrekturschaltung 15 angeschlossen ist. Die Echo signalkorrekturschaltung 15 besitzt einen Einstellanschluß 23, der über eine Einstelleitung 24 mit einem Einstellglied 25 verbunden ist. Die Echosignalkorrekturschaltung 15 weist einen Signalausgang 26 auf, der über eine Leitung 27 an einen Signaleingang 28 einer Digital-/Analogschaltung 29 ange schlossen ist. Die Digital-/Analogschaltung 29 weist einen analogen Signalausgang 30 auf, der über eine Signalleitung 31 an einem Eingang 32 eines Leitungstreibers 33 anliegt. Der Leitungstreiber 33 wird mit einer bestimmten Versorgungsspan nung U_V mit Spannung versorgt. Der Leitungstreiber 33 besitzt einen Ausgang 34, der über eine Leitung 35 und einen Wider stand 36 an die Primärspule 37 einer Trafoschaltung 38 ange schlossen ist. Die Trafoschaltung 38 enthält eine Sekundär spule 39, die mit dem Anschluß 8 des Transceivers 1 zum Anschluß an den Übertragungskanal verbunden ist. Die Trafo schaltung 38 weist ein bestimmtes Übersetzungsverhältnis n auf.

Der Transceiver 1 enthält eine analoge Echosignalkorrektur schaltung 40, die aus einem Widerstand 41, einem Widerstand 42 und einer Subtraktionsschaltung 43 besteht. Der Widerstand 41 ist über eine Leitung 44 mit dem Ausgang 34 der Treiber schaltung 33 verbunden. Die beiden Widerstände 41, 42 sind über eine Leitung 45 aneinandergeschaltet, die an einem Ab zweigungsknoten 46 über eine Leitung 47 an der Subtraktions schaltung 43 anliegt. Die Subtraktionsschaltung 43 erhält ü ber eine Leitung 48 das über die Trafoschaltung 38 von dem Übertragungskanal in den Transceiver 1 eingekoppelte analoge Empfangssignal und subtrahiert von dem analogen Empfangssig nal das an der Leitung 47 anliegende analoge Signal.

Der an der Treiberschaltung 33 anliegende Lastwiderstand Z_L hängt von dem Leitungswiderstand Z_Leitung wie folgt ab:

Für die analoge Echosignalkompensation wird der Wert des Wi derstandes 42 etwa so hoch gewählt wie der Lastwiderstand Z_Last. Der Lastwiderstand Z_Last reduziert sich mit dem Quadrat des Übersetzungsverhältnisses n der Trafoschaltung 38.

Der Ausgang der Subtraktionsschaltung 43 ist über eine Lei tung 49 mit dem Signaleingang 50 des Analog-/Digitalwandlers 51 verbunden, der das anliegende, analoge echokompensierte Empfangssignal in ein digitales Empfangssignal umwandelt und über einen digitalen Signalausgang 52 abgibt. Der digitale Signalausgang 52 des Analog-/Digitalwandlers 51 liegt über eine Signalleitung 53 an einem ersten Eingang 54 einer Sub trahierschaltung 55 an. Die Subtrahierschaltung 55 besitzt einen zweiten Eingang 56, der über eine Signalleitung 57 mit einem Ausgangsanschluß 58 der Echosignalkorrekturschaltung 15 verbunden ist. Die Subtrahierschaltung 55 subtrahiert das von der Echosignalkorrekturschaltung 15 erzeugte Ausgleichssignal von dem an dem Anschluß 54 anliegenden digitalen Empfangssignal und gibt das entstehende kompensierte digitale Empfangs signal über einen Ausgang 59, eine Leitung 60 an einen Sig naleingang 61 einer Entzerrerschaltung 62 ab. Die Entzerrer schaltung 62 besitzt einen Signalausgang 63, der über eine Leitung 64 mit einem Eingang 65 mit einer Entscheidungsschal tung 66 verbunden ist. Die Entscheiderschaltung 66 besitzt ihrerseits einen Signalausgang 67, der über eine Leitung 68 an dem Datenausgang 5 des Transceivers 1 angeschlossen ist.

Fig. 3 zeigt eine erste Ausführungsform der Echosignalkorrek turschaltung 15, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist.

Die Echosignalkorrekturschaltung 15 enthält eine Amplituden begrenzungsschaltung 69 mit einem Signaleingang 70 und einem Signalausgang 71. Die Begrenzungsschaltung 69 weist vorzugs weise ferner einen Einstellanschluß 72 auf, der über eine Leitung 73 an dem Einstellanschluß 23 der Echosignalkorrek turschaltung 15 anliegt. Der Signaleingang 70 der Begren zungsschaltung 69 ist über eine Leitung 74 mit dem ersten Signaleingang 14 der Echosignalkorrekturschaltung 15 verbun den. Der Signalausgang 71 der Begrenzungsschaltung 69 liegt über eine Leitung 75 an dem Signalausgang 26 der Echosignal korrekturschaltung 15 an. Die Begrenzungsschaltung 69 be grenzt die Amplitude des an dem Signaleingang 70 anliegenden gefilterten digitalen Sendesignals entsprechend einer über den Einstellanschluß 72 eingestellten maximalen Amplitude. Die von der Symbolquelle 3 abgegebenen Datensymbole werden durch das Sendefilter 11 gefiltert, d. h. die Sendesymbole werden mit der Impulsantwort des Sendefilters 11 gefaltet. Hierdurch entstehen aufgrund konstruktiver Überlagerungen aufeinanderfolgender Sendeimpulse zum Teil Sendesignalspitzen mit einer hohen Signalamplitude. Sendesignalspitzen, deren Amplitude oberhalb der eingestellten maximalen Amplitude lie gen, werden durch die Begrenzungsschaltung 69 begrenzt, d. h. die Sendesignalspitzen werden gekappt.

Das an der Leitung 74 anliegende unbegrenzte Sendesignal wird an einem Abzweigungsknoten 76 abgezweigt und über eine Lei tung 77 einem ersten Signaleingang 78 einer Subtraktions schaltung 79 zugeführt. Das an der Leitung 75 anliegende be grenzte Sendesignal wird an einem Abzweigungsknoten 80 abge zweigt und über eine Leitung 81 einem zweiten Signaleingang 82 der Subtraktionsschaltung 79 zugeführt. Die Subtraktions schaltung 79 subtrahiert das an dem Eingang 82 anliegende be grenzte Sendesignal von dem an dem Eingang 78 anliegenden un begrenzten Sendesignal und erzeugt ein Differenzsignal, das über einen Signalausgang 83 und eine Leitung 84 an einen Sig naleingang 85 eines zweiten digitalen Filters 86 abgegeben wird.

Das zweite digitale Filter 86 faltet das an dem Signaleingang 85 anliegende Differenzsignal mit der Echoimpulsantwort des begrenzten Sendesignals des Transceivers zur Erzeugung eines Korrektursignals. Das digitale Filter 86 gibt das erzeugte Korrektursignal über einen Ausgang 87 und eine Leitung 88 an einen Signaleingang 89 einer zweiten Subtrahierschaltung 90 ab. Die Subtrahierschaltung 90 besitzt einen weiteren Signal eingang 91, der über eine Leitung 21a das an dem Signalein gang 22 das von dem digitalen Filter 19 gefilterte unbegrenz te Sendesignal erhält. Die Subtraktionsschaltung 90 subtra hiert das erzeugte, an dem Signaleingang 89 anliegende Kor rektursignal von dem an dem Signaleingang 91 anliegenden E chokompensationssignal zur Erzeugung eines Ausgleichsignals, das über einen Signalausgang 92 und eine Leitung 93 an den Ausgangsanschluß 58 der Echosignalkorrekturschaltung 15 abge geben wird. Das erzeugte digitale Ausgleichsignal wird durch die Subtrahierschaltung 55 von dem an der Leitung 53 anlie genden digitalen Empfangssignal des Tranceivers subtrahiert.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der Echosignalkor rekturschaltung 15, wobei bei dieser Ausführungsform neben der Amplitudenbegrenzung zusätzlich eine Impulsformung der durch die Begrenzung der Signalspitzen entstandenen Signalspitzenrümpfe erfolgt. Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausfüh rungsform weist die Ausgangsleitung 84 der Subtraktionsschal tung 79 einen Verzweigungsknoten 94 auf, an dem das gebildete Differenzsignal über eine Leitung 95 an einen Signaleingang 96 eine Integrationsschaltung 97 verzweigt wird. Die Integra tionsschaltung 97 integriert das anliegende Differenzsignal und gibt das integrierte Differenzsignal über einen Signal ausgang 98 und eine Leitung 99 an einen Signaleingang 100 ei ner Summationsschaltung 101 ab. Die Summationsschaltung 101 weist einen zweiten Signaleingang 102 auf, der über eine Lei tung 74 mit dem Verzweigungsknoten 76 verbunden ist. Der Aus gang 103 der Summationsschaltung 101 liegt über die Leitung 105 an dem Signaleingang 70 der Begrenzungsschaltung 69 an.

Die Fig. 5a bis 5c dienen der Erläuterung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Reduzierung der Maximal amplitude eines Transceiver-Sendesignals.

Die in Fig. 5a dargestellten Transceiver 1 weisen jeweils ei nen Anschluß 8 zum Anschluß an einen Übertragungskanal 104 auf. Der Übertragungskanal 104 ist vorzugsweise ein bidirek tionaler Übertragungskanal zur Vollduplexsignalübertragung von analogen Signalen.

Das von der Symboldatenquelle 3 zu sendende Signal wird durch den Transceiver 1 an dem Signaleingang 2 aufgenommen und durch das darin enthaltene Sendefilter 11 gefaltet. Dabei entstehen durch konstruktive Überlagerung aufeinanderfolgen der Sendeimpulse die Sendesignalspitzen in dem Transceiver 1. Eine derartige Signalspitze ist in Fig. 5b dargestellt. Durch die in dem Transceiver 1 enthaltene Echosignalkorrekturschal tung 15 werden Signalspitzen, deren Amplitude oberhalb einer einstellbaren Maximalamplitude A_max liegen, durch die Begren zungsschaltung 69 amplitudenbegrenzt, wobei die Echosignal korrekturschaltung 15 gleichzeitig dafür sorgt, dass die durch die Signalbegrenzung hervorgerufene Echosignaländerung ausgeglichen wird.

Das an den Transceiver über den Übertragungskanal 104 gesen dete analoge Sendesignal wird durch den Übertragungskanal ge dämpft und durch den Transceiver 1' als verschliffenes Emp fangssignal empfangen. Fig. 5c zeigt das verschliffene Emp fangssignal, das durch den Transceiver 1' am anderen Ende des Übertragungskanals 104 empfangen wird. Wie man durch Ver gleich der Fig. 5b, 5c erkennen kann, ist aufgrund der Dis persionseigenschaften des Übertragungskanals 104 die Abwei chung zwischen einem unbegrenzten Sendesignal und einem amp litudenbegrenzten Sendesignal (siehe Fig. 5b) und der Abwei chung zwischen den zugehörigen Empfangssignalen unterschied lich. Die Amplitude des Sendesignals darf daher so weit be grenzt werden, dass nach der Signalbegrenzung der Signal rauschabstand SNR des an dem zweiten Transceiver 1' ankommen den Empfangssignals höher ist als ein vorgegebener Mindest signalrauschabstand. Der geforderte Signalrauschabstand am Entzerrerausgang vor dem Entscheider des Transceivers 1' be trägt beispielsweise 30 dB.

Das aufgrund der Fehlanpassung des Transceivers 1 an die Lei tungsimpedanz entstehende Echosignal innerhalb des Transcei vers 1 ist in der Regel deutlich größer als das durch den Ü bertragungskanal gedämpfte Nutzsignal, das über den Übertra gungskanal 104 von dem anderen Transceiver 1' empfangen wird. Um den notwendigen Signalrauschabstand am Signaleingang des Entscheiders 66 zu erreichen, muß die durch die Begrenzung hervorgerufene Echosignaländerung schaltungstechnisch genau nachgebildet werden. Bei einer Dämpfung des Nutzsignals auf der Leitung 104 von 45 dB und einer Dämpfung des Sendesignals von 5 dB und einem geforderten Signalrauschabstand am Entzer rerausgang von 30 dB beträgt die notwendige Genauigkeit zur Nachbildung des Echosignals innerhalb des Transceivers 70 dB.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Reduzierung der Maxi malamplitude des Transceiver-Sendesignals wird das von der Symbolquelle 3 stammende Sendesignal durch die Begrenzungsschaltung 69 amplitudenbegrenzt, wobei die einstellbare Maxi malamplitude A_max derart eingestellt wird, dass der Signal rauschabstand SNR des an den zweiten Transceiver 1' übertra genen, begrenzten Sendesignals höher ist als ein vorgegebener Mindestsignalrauschabstand von beispielsweise 30 dB. Das be grenzte Sendesignal wird innerhalb des Transceivers von dem unbegrenzten Sendesignal zur Erzeugung eines Differenzsignals subtrahiert. Die aufgrund der Begrenzung des Sendesignals und einer Fehlanpassung des ersten Transceivers 1 an den Übertra gungskanal 104 hervorgerufene Echosignaländerung wird in Ab hängigkeit von dem erzeugten Differenzsignal kompensiert. Diese Kompensation geschieht, indem das an dem Signalausgang 71 der Begrenzungsschaltung anliegende begrenzte Sendesignal durch die Subtraktionsschaltung 79 von dem an dem Signalein gang 102 der Summationsschaltung 101 anliegenden unbegrenzten Sendesignal zur Erzeugung des Differenzsignals subtrahiert wird. Das gebildete Differenzsignal wird durch das digitale Filter 86 gefiltert, wobei das Differenzsignal mit der Echo impulsantwort des begrenzten Sendesignals 1 zur Erzeugung ei nes Korrektursignals gefaltet wird. Das an der Leitung 9 an liegende Sendesignal wird durch das digitale Filter 19 eben falls mit der Echoimpulsantwort des unbegrenzten Sendesignals des Transceivers zur Erzeugung eines Echokompensationssignals gefaltet. In der Subtraktionsschaltung 90 wird das von dem digitalen Filter 86 abgegebene Korrektursignal von dem von dem digitalen Filter 19 abgegebenen Echokompensationssignal zur Kompensation der durch das begrenzende Sendesignal her vorgerufenen Echosignaländerung subtrahiert.

Die begrenzten Sendesignalspitzen des Sendesignals werden vorzugsweise durch Impulsformen zur Erhöhung des Signal rauschabstandes des an dem zweiten Transceiver 1' übertrage nen, begrenzten Sendesignals ausgeweitet. Hierfür weist die Echosignalkorrekturschaltung 15 zusätzlich, wie in Fig. 4 dargestellt, eine Integrationsschaltung 97 auf, die das Dif ferenzsignal integriert. Das integrierte Differenzsignal wird in der Summationsschaltung 101 dem Sendesignal hinzugefügt.

Fig. 6 zeigt ein unbegrenztes ursprüngliches Sendesignal S_U, das durch die Begrenzungsschaltung 69 entsprechend einer ein stellbaren maximalen Amplitude A_max begrenzt wird, wobei das Differenzsignal durch die Integrationsschaltung 97 integriert wird und dem Sendesignal überlagert wird. Das begrenzte und impulsgeformte Sendesignal S_B wird durch die Echosignalkor rekturschaltung 15 über den Signalausgang 26 an den Digital- /Analogwandler 29 des Transceivers abgegeben. Fig. 6 zeigt ferner die Signalabweichung zwischen dem unbegrenzten Sende signal und dem Sendesignal nach Impulsformung und Begrenzung S_B. Die Signalbegrenzung bei dem in Fig. 6 dargestellten Bei spiel beträgt 28%. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Beispiel wird daher die maximale Signalamplitude des Sendesignals bzw. der Signalhub des Transceivers 1 um 28% reduziert.

Fig. 7 zeigt in stark vergrößertem Maßstab das Fig. 6 ent sprechende Empfangssignal an dem Transceiver 1' auf der ande ren Seite des Übertragungskanals 104. Die Amplituden des ü bertragenen unbegrenzten Sendesignals, das als Empfangssignal E_U empfangen wird, und die Amplituden des begrenzten und im pulsgeformten Sendesignals, das als Empfangssignal E_B empfan gen wird, liegen nahezu übereinander, und die Abweichung Δe ist in Fig. 7 mit einem Vergrößerungsfaktor 10 dargestellt. Der Signalrauschabstand SNR auf der Empfängerseite beträgt bei dem in Fig. 7 dargestellten Beispiel nach dem Entzerrer 33,5 dB. Eine deutliche Reduzierung der Sendeamplitude führt somit aufgrund der Dispersionseigenschaften des Übertragungs kanals 104 zu einer sehr geringfügigen Abweichung des Emp fangssignals. Die Maximalamplitude A_max kann dabei höchstens soweit erniedrigt werden, dass der Signalrauschabstand SNR des übertragenen begrenzten Sendesignals höher ist als ein vorgegebener Mindestsignalrauschabstand.

Durch die Begrenzung des Sendesignals wird der CREST-Faktor CF und somit die notwendige Versorgungsspannung für den ana logen Schaltungsteil des Transceivers 1 reduziert. Alternativ dazu kann bei gleichbleibender Versorgungsspannung das Über setzungsverhältnis n der Trafoschaltung 38 erniedrigt werden und damit die Leistungsaufnahme des Transceivers 1 reduziert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbeson dere zur Erniedrigung des CREST-Faktors von Sendesignalen bei xDSL-Übertragungsverfahren.

Claims

1. Verfahren zur Reduzierung der Maximalamplitude eines Transceiver-Sendesignals, das nach Digital-Analogumwandlung von einem ersten Transceiver (1) zu einem zweiten Transceiver (1') über einen Übertragungskanal (104) übertragen wird, mit den folgenden Schritten:

a) Begrenzen des Sendesignals durch Begrenzen von auftreten den Signalspitzen des Sendesignals auf eine einstellbare Ma ximalamplitude (A_max), wobei die Maximalamplitude (A_max) derart eingestellt wird, dass der Signalrauschabstand (SNR) des an den zweiten Transceiver (1') übertragenen begrenzten Sende signals höher ist als ein vorgegebener Mindestsignalrauschab stand (SNRmin);
b) Subtrahieren des begrenzten Sendesignals von dem unbe grenzten Sendesignal zur Erzeugung eines Differenzsignals; und
c) Kompensieren einer durch das Begrenzen des Sendesignals aufgrund einer Fehlanpassung des ersten Transceivers (1) an den Übertragungskanal (104) hervorgerufenen Echosignalände rung in Abhängigkeit von dem erzeugten Differenzsignal.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass das Kompensieren des Echosignals die folgenden Schritte umfaßt:
Falten des unbegrenzten Sendesignals mit einer Echoimpulsant wort des unbegrenzten Sendesignals des ersten Transceivers (1) zur Erzeugung eines Echokompensationssignals;
Falten des Differenzsignals mit der Echoimpulsantwort des be grenzten Sendesignals ersten Transceivers (1) zur Erzeugung eines Korrektursignals; und
Subtrahieren des Korrektursignals von dem Echokompensations signal zur Kompensation der durch das Begrenzen des Sendesig nals hervorgerufenen Echosignaländerung.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die begrenzten Sendesignalspitzen des Sendesignals durch Impulsformen zur Erhöhung des Signalrauschabstandes des an den zweiten Transceiver (1') übertragenen begrenzten Sende signals ausgeweitet werden.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die begrenzten Sendesignalspitzen bei dem Impulsformen proportional zu der Höhe des Differenzsignals ausgeweitet werden.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Differenzsignal integriert wird und das integrierte Differenzsignal dem Sendesignal zur Impulsformung aufaddiert wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maximalamplitude (A_max) des Sendesignals zur Reduzie rung des CREST-Faktors des Sendesignals eingestellt wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das unbegrenzte Sendesignal durch ein Sendesignalfilter gefiltert wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das begrenzte Signal durch einen Digital-/Analogwandler in ein analoges Sendesignal umgewandelt wird, das von dem ersten Transceiver (1) zu dem zweiten Transceiver (1') über tragen wird.

9. Transceiver mit amplitudenbegrenztem digital/analog ge wandeltem Sendesignal, wobei der Transceiver (1) aufweist:

a) eine Begrenzungsschaltung (69) zur Amplitudenbegrenzung von Signalspitzen eines von einer digitalen Signalquelle (3) stammenden Sendesignals auf eine einstellbare Maximalamplitu de (A_max)
b) eine erste Subtrahierschaltung (79), die das begrenzte Sendesignal von dem unbegrenzten Sendesignal zur Erzeugung eines Differenzsignals subtrahiert;
c) einem ersten Filter (19) zum Falten des unbegrenzten Sen designals mit einer Echoimpulsantwort des unbegrenzten Sende signals des Transceivers (1) zur Erzeugung eines Echokompen sationssignals;
d) einem zweiten Filter (86) zum Falten des erzeugten Diffe renzsignals mit der Echoimpulsantwort des unbegrenzten Sende signals des Transceivers (1) zur Erzeugung eines Korrektur signals;
e) eine zweite Subtrahierschaltung, die das erzeugte Korrek tursignal zum Ausgleich der durch die Begrenzungsschaltung (69) hervorgerufenen Echosignaländerung von dem Echokompensa tionssignal zum Erzeugen eines Ausgleichsignals subtrahiert; und
eine dritte Subtrahierschaltung (55), die das Ausgleichssig nal von dem Empfangssignal des Tranceivers (1) subtrahiert.

10. Transceiver nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Impulsformschaltung zur Impulsformung des begrenz ten Sendesignals vorgesehen ist.

11. Transceiver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Impulsformschaltung eine Integratorschaltung zur In tegration des Differenzsignals aufweist.

12. Transceiver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Summmierschaltung vorgesehen ist, die das durch die Integratorschaltung integrierte Differenzsignal auf das unbegrenzte Sendesignal aufaddiert.

13. Transceiver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sendefilter (11) zum Filtern des unbegrenzten Sende signals vorgesehen ist.

14. Transceiver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Begrenzungsschaltung (69) ein Digital-/Analogwandler (29) zur Umwandlung des begrenzten Sendesignals in ein analo ges amplitudenbegrenztes Sendesignal nachgeschaltet ist.

15. Transceiver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Treiberschaltung (33) zum Treiben des analogen amp litudenbegrenzten Sendesignals vorgesehen ist.

16. Transceiver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trafoschaltung (38) zum Anschluß des Transceivers (1) an eine Zweidraht-Telefonübertragungsleitung vorgesehen ist.

17. Transceiver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine analoge Echosignalkorrekturschaltung (40) vorgese hen ist.

18. Transceiver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Analog-/Digitalwandler (51) zur Umwandlung eines a nalogen Empfangssignals in ein digitales Empfangssignal vor gesehen ist.

19. Transceiver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Subtrahierschaltung (55) zur Subtraktion des von der zweiten Subtrahierschaltung (90) erzeugten Aus gleichssignals von dem vom Analog-/Digitalwandler (51) er zeugten digitalen Empfangssignal vorgesehen ist.

20. Transceiver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der dritten Subtrahierschaltung (55) ein Signalentzerrer (62) nachgeschaltet ist.

21. Transceiver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Signalentzerrer (62) eine Entscheidungsschaltung nachgeschaltet ist.

22. Transceiver nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Transceiver (1) ein xDSL-Transceiver zur Übertragung von xDSL-Signalen ist.