DE10129015A1

DE10129015A1 - Method for transmitting an analog data stream with an optimized adaptation of the time domain equalizer

Info

Publication number: DE10129015A1
Application number: DE2001129015
Authority: DE
Inventors: Dietmar Straeusnigg
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Germany Holding GmbH
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2003-01-09
Anticipated expiration: 2021-06-16
Also published as: WO2002103973A3; DE10129015C2; WO2002103973A2

Abstract

The invention relates to a method for transmitting an analogue data stream (101), comprising a regeneration process for reducing transient reactions. According to said method, an input signal (xk) is input into a channel transmission unit (103) and into a unit (108) that increases the sampling rate, the signal is regenerated in a regeneration unit (107), the signal that has been conducted via a unit (108) that increases the sampling rate and a delay unit (120) is conducted through a dummy system unit (123), a sampling rate of the signal that has been conducted through the dummy system unit (123) is reduced in a sampling rate reduction unit (124), the signal that is emitted from the sampling rate reduction unit (124) is overlaid with the signal that has been regenerated in the regeneration unit (107) and the overlaid signal is emitted as an error signal (ek) from the second overlay unit (106). The invention also relates to a regeneration for reducing transient reactions in the frequency range, whereby the signal in the frequency range is impinged by an oversampling factor m.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen eines analogen Datenstroms, und betrifft insbesondere ein Verfahren zum Übertragen eines analogen Datenstroms, bei dem eine Entzerrung zum Verringern von Einschwingvorgängen angepasst wird. The present invention relates to a method for Transmitting an analog data stream, and particularly affects one Method for transmitting an analog data stream, in which equalization to reduce transients is adjusted.

Nach dem Stand der Technik wird für eine asymmetrische Datenstromübertragung über gewöhnliche Telefonleitungen ein Mehrfachton-Verfahren (DMT, Discrete Multitone, diskrete Multitonmodulation) eingesetzt, wobei gewöhnliche Telefonleitungen üblicherweise als asymmetrische digitale Teilnehmerleitungen (ADSL = Asymmetric Digital Subscriber Line) ausgebildet sind. Ein wesentlicher Vorteil von ADSL-Übertragungstechniken besteht darin, dass herkömmliche Kabelnetze für eine Übertragung verwendet werden können, wobei üblicherweise miteinander verdrillte Kupfer-Doppeladern eingesetzt werden. Digitale Hochgeschwindigkeits-Teilnehmerleitungen nach dem Stand der Technik sind siehe beispielsweise in der Publikation "Highspeed digital subscriber lines, IEEE Journal Sel. Ar. In Comm., Vol. 9, No. 6, August 1991" beschrieben. Unter den Übertragungsverfahren mit einer hohen Datenrate auf der Basis von digitalen Teilnehmerleitungen (DSL = Digital Subscriber Line) sind mehrere VDSL-(Very High Data Rate DSL = hochdatenratige DSL-)-Anordnungen bekannt, wobei hierfür z. B. Verfahren wie CAP (Carrierless Amplitude/Phase), DWMT (Discrete Wavelet Multitone), SLC (Single Line Code) und DMT (Discrete Multitone) einsetzbar sind. According to the state of the art, an asymmetrical Stream data transmission over ordinary telephone lines Multi-tone process (DMT, Discrete Multitone, discrete Multitone modulation), using ordinary telephone lines usually as asymmetrical digital subscriber lines (ADSL = Asymmetric Digital Subscriber Line) are formed. A major advantage of ADSL transmission technologies is that conventional cable networks for one Transmission can be used, usually with each other twisted copper pairs are used. digital State-of-the-art high-speed subscriber lines See for example technology in the publication "Highspeed digital subscriber lines, IEEE Journal Sel. Ar. In Comm., Vol. 9, No. 6, August 1991 ". Among the Transmission method with a high data rate based of digital subscriber lines (DSL = Digital Subscriber Line) are several VDSL (Very High Data Rate DSL = high data rate DSL -) - arrangements known, for this. B. Processes like CAP (Carrierless Amplitude / Phase), DWMT (Discrete Wavelet Multitone), SLC (Single Line Code) and DMT (Discrete Multitone) can be used.

Bei dem DMT-Verfahren wird das Sendesignal aus mehrfachen sinusförmigen bzw. kosinusförmigen Signalen bereitgestellt, wobei jedes einzelne sinusförmige bzw. kosinusförmige Signal sowohl in der Amplitude als auch in der Phase modulierbar ist. Die somit erhaltenen mehrfachen modulierten Signalen werden als quadraturamplitudenmodulierte Signale (QAM = Quadrature Amplitude Modulation) bereitgestellt. With the DMT method, the transmission signal is made up of multiple provided sinusoidal or cosine-shaped signals, where each individual sinusoidal or cosine-shaped signal Can be modulated both in amplitude and in phase is. The multiple modulated signals thus obtained are expressed as quadrature amplitude modulated signals (QAM = Quadrature Amplitude Modulation).

Fig. 4a zeigt ein herkömmliches Verfahren zum Bestimmen eines Fehlersignals e_k aus einem Vergleich eines zu bestimmenden Übertragungspfads mit einem aus einer Verzögerungseinheit 120 und einer Ersatzsystemeinheit 123 bestehenden Übertragungspfad bekannter, vorgebbarer Ordnung. Hierbei wird ein Eingangssignal x_k sowohl einer Kanalübertragungseinheit 103 als auch der Verzögerungseinheit 120 zugeführt. Fig. 4a shows a conventional method for determining an error signal e _k from a comparison of an existing transmission path to be determined with one of a delay unit 120 and a standby system unit 123 transmission path of known predeterminable order. Here, an input signal x _k is fed to both a channel transmission unit 103 and the delay unit 120 .

Das von der Kanalübertragungseinheit 103 ausgegebene Signal wird einer ersten Überlagerungseinheit 105 zugeführt, in welcher es mit einem Überlagerungssignal n_k überlagert wird, so dass das Summensignal v_k erhalten wird. Das Summensignal v_k wird einer Entzerrungseinheit 107 zugeführt, in welcher das Summensignal v_k entzerrt wird. Das von der Entzerrungseinheit 107 ausgegebene Signal wird einer zweiten Überlagerungseinheit 106 zugeführt, in welcher das Signal mit einem über die Verzögerungseinheit 120 und die anschließende Ersatzsystemeinheit 123 laufende Signal verglichen wird. Das als Ausgangssignal der zweiten Überlagerungseinheit 106 erhaltene Fehlersignal e_k wird ausgegeben und weiterverarbeitet. The signal output by the channel transmission unit 103 is fed to a first superimposition unit 105 , in which it is superimposed with a superimposition signal n _k , so that the sum signal v _{k is} obtained. The sum signal v _k is fed to an equalization unit 107 , in which the sum signal v _{k is} equalized. The signal output by the equalization unit 107 is fed to a second superimposition unit 106 , in which the signal is compared with a signal running via the delay unit 120 and the subsequent replacement system unit 123 . The error signal e _k obtained as the output signal of the second superimposition unit 106 is output and further processed.

Weiterhin ist in Fig. 4b ein Verfahren zum Verringern von Einschwingvorgängen im Frequenzbereich gezeigt, wobei ein Eingangssignal W_w,k an eine Adaptierungssignaleinheit 401 angelegt wird. Anschließend wird in einer ersten Rücktransformationseinheit 402 eine Transformation des von der Adaptierungssignaleinheit 401 ausgegebenen Signals von dem Frequenzbereich in den Zeitbereich durchgeführt, anschließend wird das von der ersten Rücktransformationseinheit 402 ausgegebene Signal in einer ersten Fensterungseinheit 403 mit einer Fensterfunktion beaufschlagt. Furthermore, FIG. 4b shows a method for reducing transient processes in the frequency domain, an input signal W _{w, k being applied} to an adaptation signal unit 401 . A transformation of the signal output by the adaptation signal unit 401 from the frequency range into the time range is then carried out in a first reverse transformation unit 402 , and then the window output from the first reverse transformation unit 402 is subjected to a window function in a first windowing unit 403 .

Das somit im Zeitbereich gefensterte Signal wird einer ersten Transformationseinheit 404 zugeführt, um eine Transformation von dem Zeitbereich in den Frequenzbereich durchzuführen. Das im Frequenzbereich vorliegende Ausgangssignal der ersten Transformationseinheit 404 wird einer Fehlerbestimmungseinheit 405 zugeführt, in welcher ein Fehlersignal erzeugt wird, das einer Anpasseinheit 406 zugeführt wird, in welcher eine Minimierung des Fehlers erfolgt. The signal thus windowed in the time domain is fed to a first transformation unit 404 in order to carry out a transformation from the time domain to the frequency domain. The output signal of the first transformation unit 404 in the frequency range is fed to an error determination unit 405 , in which an error signal is generated which is fed to an adaptation unit 406 , in which the error is minimized.

Das von Anpasseinheit ausgegebene Signal wird einer zweiten Rücktransformationseinheit 407 zugeführt, in welcher eine Rücktransformation von dem Frequenzbereich in den Zeitbereich durchgeführt wird. Das im Zeitbereich vorliegende Ausgangssignal der zweiten Rücktransformationseinheit 407 wird in einer zweiten Fensterungseinheit 408 im Zeitbereich gefenstert und anschließend einer zweiten Transformationseinheit 409 zugeführt. The signal output by the matching unit is fed to a second reverse transformation unit 407 , in which a reverse transformation is carried out from the frequency domain into the time domain. The output signal of the second reverse transformation unit 407 present in the time domain is windowed in a second window unit 408 in the time domain and then fed to a second transformation unit 409 .

In der zweiten Transformationseinheit 409 wird eine Transformation von dem Zeitbereich in den Frequenzbereich durchgeführt, um ein adaptiertes Ausgangssignal W_w,k+1 auszugeben. A transformation from the time domain into the frequency domain is carried out in the second transformation unit 409 in order to output an adapted output signal W _{w, k + 1} .

Es ist ein wesentlicher Nachteil bekannter Verfahren zur Entzerrung im Zeit- oder Frequenzbereich, dass diese Verfahren mit einer durch das Übertragungssystem fest vorgegebenen Abtastrate arbeiten, wodurch eine Genauigkeit einer Bestimmung einer Ersatzsystemfunktion einschließlich einer Korrektureinrichtung eingeschränkt ist. It is a major disadvantage of known methods for Equalization in the time or frequency domain that this Method with a predetermined by the transmission system Sampling rate work, creating an accuracy of one Determination of a replacement system function including one Correction device is restricted.

In nachteiliger Weise können weiterhin Einschwingvorgänge durch eine Auslegung von Entzerrungseinheiten nicht ausreichend verringert werden. Adverse effects can continue to occur not by interpreting equalization units be reduced sufficiently.

Es ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Übertragen eines analogen Datenstroms bereitzustellen, bei dem eine Entzerrung zum Verringern von Einschwingvorgängen angepasst wird. It is therefore an object of the present invention Method for transmitting an analog data stream provide equalization to reduce Transient is adjusted.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüchen 1 und 6 angegebenen Verfahren zum Übertragen eines analogen Datenstroms gelöst, wobei eine Entzerrung zum Verringern von Einschwingvorgängen im Zeitbereich und/oder im Frequenzbereich angepasst wird. This object is achieved by the in the Claims 1 and 6 specified method for transmitting a solved analog data stream, with equalization to Reduction of settling processes in the time domain and / or in Frequency range is adjusted.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Further refinements of the invention result from the Dependent claims.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, in einem Übertragungspfad bekannter, vorgebbarer Ordnung, der eine bekannte Verzögerungseinheit und eine bekannte Ersatzsystemeinheit aufweist, mit einer Überabtastung, die durch eine Abtastratenerhöhungseinheit bereitgestellt wird und einer anschließenden Reduktion der Abtastrate in einer Abtastratenverringerungseinheit. Weiterhin wird im Frequenzbereich mindestens ein Eingangssignal in eine Überabtastadaptierungssignaleinheit eingebbar. An essential idea of the invention is in a transmission path of known, predeterminable order, the a known delay unit and a known one Replacement system unit has, with oversampling by a sampling rate increasing unit is provided and a subsequent reduction in the sampling rate in one Downsampling unit. Furthermore, in Frequency range at least one input signal in one Overscan adaptation signal unit can be entered.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Übertragen eines analogen Datenstroms, bei dem eine Entzerrung zum Verringern von Einschwingvorgängen angepasst wird, weist im Wesentlichen die folgenden Schritte auf:

a) Eingeben eines im Zeitbereich vorliegenden Eingangssignals in eine Kanalübertragungseinheit und in eine Abtastratenerhöhungseinheit;
b) Überlagern eines von der Kanalübertragungseinheit ausgegebenen Kanalübertragungssignals mit einem Überlagerungssignal in einer ersten Überlagerungseinheit;
c) Entzerren eines von der ersten Überlagerungseinheit ausgegebenen Summensignals in einer Entzerrungseinheit, wobei durch die Hintereinanderschaltung der Kanalübertragungseinheit, der Überlagerungseinheit und der Entzerrungseinheit ein erster, unbekannter Übertragungspfad ausgebildet wird;
d) Verzögern des von der Abtastratenerhöhungseinheit ausgegebenen Signals in einer Verzögerungseinheit;
e) Durchleiten des von der Verzögerungseinheit verzögerten Signals durch eine Ersatzsystemeinheit;
f) Verringern einer Abtastrate für das durch die Ersatzsystemeinheit durchgeleitete Signal in einer Abtastratenverringerungseinheit;
g) Überlagern des von der Abtastratenverringerungseinheit ausgegebenen Signals mit dem in der Entzerrungseinheit entzerrten Signal, wobei durch die Hintereinanderschaltung der Abtastratenerhöhungseinheit, der Ersatzsystemeinheit und der Abtastratenverringerungseinheit ein Übertragungspfad bekannter, vorgebbarer Ordnung ausgebildet wird; und
h) Ausgeben der in der zweiten Überlagerungseinheit überlagerten Signale, die von der Entzerrungseinheit und der Abtastratenverringerungseinheit ausgegeben werden, von der zweiten Überlagerungseinheit.

The method according to the invention for transmitting an analog data stream, in which an equalization is adapted to reduce transients, essentially has the following steps:

a) inputting an input signal present in the time domain into a channel transmission unit and into a sampling rate increasing unit;
b) superimposing a channel transmission signal output by the channel transmission unit with a superposition signal in a first superposition unit;
c) equalization of a sum signal output by the first superimposition unit in an equalization unit, a first, unknown transmission path being formed by the series connection of the channel transmission unit, the superimposition unit and the equalization unit;
d) delaying the signal output by the sampling rate increasing unit in a delay unit;
e) passing the signal delayed by the delay unit through a replacement system unit;
f) reducing a sampling rate for the signal passed through the replacement system unit in a sampling rate reduction unit;
g) superimposing the signal output by the sampling rate reduction unit with the signal equalized in the equalization unit, the transmission path of the sampling rate increasing unit, the replacement system unit and the sampling rate reducing unit forming a transmission path of known, predeterminable order; and
h) output from the second superimposition unit of the signals superimposed in the second superimposition unit, which are output by the equalization unit and the sampling rate reduction unit.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung. There are advantageous ones in the subclaims Developments and improvements to the subject of Invention.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird ein Signalverlauf eines Eingangssignals vorgegeben, um einen Übertragungspfad zu bestimmen, der die Kanalübertragungseinheit, die erste Überlagerungseinheit und die Entzerrungseinheit umfasst. According to a preferred development of the present According to the invention, a signal curve of an input signal is specified, to determine a transmission path that the Channel transmission unit, the first overlay unit and Equalization unit includes.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird ein Übertragungspfad bekannter, vorgebbarer Ordnung durch die Hintereinanderschaltung aus der Abtastratenerhöhungseinheit, der Verzögerungseinheit, der Ersatzsystemeinheit und der Abtastratenverringerungseinheit bereitgestellt. According to a further preferred development of the In the present invention, a transmission path becomes known, predeterminable Order through the series connection from the Sampling rate increasing unit, the delay unit, the Replacement system unit and the sampling rate reduction unit provided.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird eine Abtastrate des Eingangssignals in der Abtastratenerhöhungseinheit um einen vorgebbaren Faktor erhöht, um eine Fehlerminimierung in Abhängigkeit von dem von der zweiten Überlagerungseinheit ausgegebenen Fehlersignal bereitzustellen. According to yet another preferred development of the The present invention uses a sampling rate of the input signal in the sampling rate increasing unit by a specifiable Factor increased to minimize errors depending on the output by the second overlay unit Provide error signal.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird eine Abtastrate des von der Ersatzsystemeinheit ausgegebenen Signals in der Abtastratenverringerungseinheit um den vorgebbaren Faktor m verringert. According to yet another preferred development of the present invention is a sampling rate of the Replacement system unit output signal in the Sampling rate reduction unit reduced by the specifiable factor m.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Übertragen eines analogen Datenstroms, wobei eine Entzerrung zum Verringern von Einschwingvorgängen im Frequenzbereich angepasst wird, weist weiterhin die folgenden Schritte auf:

a) Eingeben mindestens eines Eingangssignals W_w,k, das im Frequenzbereich vorliegt, in eine Überabtastadaptierungssignaleinheit;
b) Bestimmen von Ersatzsystemkenngrößen in der Überabtastadaptierungssignaleinheit;
c) Rücktransformieren des von der Überabtastadaptierungssignaleinheit ausgegebenen Signals in einer ersten Überabtastrücktransformationseinheit von dem Frequenzbereich in den Zeitbereich;
d) Fenstern des von der Überabtastrücktransformationseinheit ausgegebenen Signals in einer ersten Überabtastfensterungseinheit im Zeitbereich;
e) Transformieren des von der ersten Überabtastfensterungseinheit ausgegebenen Signals in einer ersten Überabtasttransformationseinheit von dem Zeitbereich in den Frequenzbereich;
f) Bestimmen eines Fehlersignals in Abhängigkeit von dem von der ersten Überabtasttransformationseinheit ausgegebenen Signal in einer Überabtastfehlerbestimmungseinheit;
g) Anpassen des von der Überabtastfehlerbestimmungseinheit ausgegebenen Signals in einer Überabtastanpasseinheit derart, dass ein Fehler, der durch einen Vergleich eines Übertragungspfads bekannter, vorgebbarer Ordnung mit einem unbekannten Übertragungspfad bestimmt wird, minimiert wird;
h) Rücktransformieren des von der Überabtastanpasseinheit ausgegebenen Signals in einer zweiten Überabtastrücktransformationseinheit von dem Frequenzbereich in den Zeitbereich;
i) Fenstern des von der zweiten Überabtastrücktransformationseinheit ausgegebenen Signals in einer zweiten Überabtastfensterungseinheit, wobei das zweite Fenstern wie das erste Fenstern im Zeitbereich stattfindet;
j) Transformieren des von der zweiten Überabtastfensterungseinheit ausgegebenen Signals in einer zweiten Überabtasttransformationseinheit von dem Zeitbereich in den Frequenzbereich; und
k) Ausgeben mindestens eines adaptierten Ausgangssignals W_w,k+1 von der zweiten Überabtasttransformationseinheit, wobei eine Ausgabe des adaptierten Ausgangssignals im Frequenzbereich erfolgt.

The method according to the invention for transmitting an analog data stream, wherein an equalization is adapted to reduce transients in the frequency domain, furthermore has the following steps:

a) inputting at least one input signal W _{w, k} , which is present in the frequency domain, into an oversampling adaptation signal unit;
b) determining replacement system parameters in the oversampling adaptation signal unit;
c) inversely transforming the signal output by the oversampling adaptation signal unit in a first oversampling inverse transformation unit from the frequency domain into the time domain;
d) windows of the signal output by the oversampling transformation unit in a first oversampling window unit in the time domain;
e) transforming the signal output by the first oversampling window unit in a first oversampling transformation unit from the time domain to the frequency domain;
f) determining an error signal as a function of the signal output by the first oversampling transformation unit in an oversampling error determination unit;
g) adapting the signal output by the oversampling error determination unit in an oversampling adaptation unit such that an error which is determined by comparing a transmission path of known, predeterminable order with an unknown transmission path is minimized;
h) transforming the signal output by the oversampling matching unit in a second oversampling transforming unit from the frequency domain to the time domain;
i) windows of the signal output by the second oversampling transformation unit in a second oversampling window unit, the second window taking place like the first window in the time domain;
j) transforming the signal output by the second oversampling window unit in a second oversampling transformation unit from the time domain to the frequency domain; and
k) outputting at least one adapted output signal W _{w, k + 1} from the second oversampling transformation unit, the adapted output signal being output in the frequency domain.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung werden in der Überabtastadaptierungssignaleinheit Adaptierungssignale mit einem vorgebbaren Überabtastfaktor m bereitgestellt. According to yet another preferred development of the present invention are in the oversampling adaptation signal unit Adaptation signals with a predefinable Oversampling factor m provided.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung arbeitet die Überabtastanpasseinheit im Frequenzbereich. According to yet another preferred development of the In the present invention, the oversampling matching unit operates in Frequency range.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung führt die Überabtastanpasseinheit zur Minimierung eines Fehlers, der durch einen Vergleich zwischen einem Übertragungspfad bekannter, vorgebbarer Ordnung und einem unbekannten Übertragungspfad bestimmt wird, eine Anpassung durch eine Minimierung der mittleren Fehlerquadrate der von der Überabtastfehlerbestimmungseinheit ausgegebenen Signale aus. According to yet another preferred development of the present invention provides the oversampling adapter Minimize an error by comparing between a transmission path of known, predeterminable order and an unknown transmission path is determined, a Adjustment by minimizing the mean squares of the output from the oversampling error determination unit Signals off.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: Embodiments of the invention are in the drawings shown and in the description below explained. The drawings show:

Fig. 1a ein Ablaufblockbild eines Verfahrens zum optimierten Anpassen im Frequenzbereich gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; FIG. 1a is a flow block diagram of a process for adjusting optimized in the frequency domain according to an embodiment of the present invention;

Fig. 1b ein Blockbild eines Verfahrens zum optimierten Anpassen im Frequenzbereich gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; FIG. 1b shows a block diagram of a process for adjusting optimized in the frequency domain according to a further embodiment of the present invention;

Fig. 2a ein Blockbild einer Schaltungsanordnung zum Übertragen von analogen Datenströmen, welche diskrete Mehrfachtonsymbole aufweisen, über einen Übertragungskanal; FIG. 2a comprise a block diagram of a circuit arrangement for the transmission of analog data streams which discrete Mehrfachtonsymbole, via a transmission channel;

Fig. 2b schematisch einen Aufbau eines diskreten Mehrfachtonsymbols mit zyklischem Präfix; Fig 2b schematically illustrates a configuration of a discrete Mehrfachtonsymbols with cyclic prefix.

Fig. 3 ein in Fig. 2a gezeigtes Übertragungssystem zum Übertragen eines analogen Datenstroms mittels diskreten Mehrfachtonsymbolen in detaillierterer Darstellung; Figure 3 is a in Figure 2a is shown transmission system for transmitting an analog data stream by means of discrete Mehrfachtonsymbolen in more detail..;

Fig. 4a ein Ablaufblockbild eines Verfahrens zur Anpassung im Zeitbereich mittels Ersatzsystemmethode nach dem Stand der Technik; und Figure 4a is a flow block diagram of a method of adjustment in the time domain by replacement system method according to the prior art. and

Fig. 4b ein Ablaufblockbild eines Verfahrens zur Anpassung im Frequenzbereich nach dem Stand der Technik. FIG. 4b is a flow block diagram of a method for matching in the frequency range of the prior art.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten oder Schritte. In the figures, the same reference symbols designate the same or functionally identical components or steps.

Fig. 2a zeigt ein prinzipielles Blockbild einer Anordnung zum Übertragen eines analogen Datenstroms nach dem DMT- Verfahren, wobei der Datenstromsender 210, der Übertragungskanal 102 und der Datenstromempfänger 211 veranschaulicht sind. FIG. 2a shows a basic block diagram of an arrangement for transmitting an analog data stream according to the DMT method, the data stream transmitter 210 , the transmission channel 102 and the data stream receiver 211 being illustrated.

Datenstromsender 210 und Datenstromempfänger 211 bestehen aus getrennt identifizierbaren Blöcken, welche im Folgenden kurz beschrieben werden. Eine Dateneingabeeinrichtung 201 dient zur Eingabe von zu übertragenden Daten, wobei die eingegebenen Daten an eine Kodierungseinrichtung 202 weitergegeben werden. In der Kodierungseinrichtung 202 wird der Datenstrom entsprechend einem herkömmlichen Verfahren kodiert und einer Rücktransformationseinrichtung 203 zugeführt. Data stream transmitter 210 and data stream receiver 211 consist of separately identifiable blocks, which are briefly described below. A data input device 201 serves to input data to be transmitted, the input data being forwarded to a coding device 202 . In the coding device 202 , the data stream is coded in accordance with a conventional method and fed to a reverse transformation device 203 .

Die Rücktransformationseinrichtung 203 stellt eine Transformation von den im Frequenzbereich vorliegenden Daten in Daten bereit, die im Zeitbereich vorliegen. Die Rücktransformationseinrichtung 203 kann beispielsweise durch eine Einrichtung bereitgestellt werden, in welcher eine inverse schnelle Fourier-Transformation (IFFT = Inverse Fast Fourier Transformation) durchgeführt wird. The reverse transformation device 203 provides a transformation from the data present in the frequency domain into data which are available in the time domain. The reverse transformation device 203 can be provided, for example, by a device in which an inverse fast Fourier transformation (IFFT = Inverse Fast Fourier Transformation) is carried out.

Es sei darauf hingewiesen, dass die in der Rücktransformationseinrichtung 203 durchgeführte Transformation von dem Frequenzbereich in den Zeitbereich eine zu derjenigen Transformation inverse Transformation darstellt, die die in Fig. 1 gezeigte Transformationseinrichtung 110 ausführt. It should be pointed out that the transformation carried out in the reverse transformation device 203 from the frequency domain into the time domain represents an inverse transformation to the transformation carried out by the transformation device 110 shown in FIG. 1.

Schließlich erfolgt eine Umsetzung des von der Rücktransformationseinrichtung 203 ausgegebenen digitalen Datenstroms in einen analogen Datenstrom mittels eines Digital-Analog- Umsetzers 204. Der nunmehr im Zeitbereich vorliegende, analoge Datenstrom wird einem Übertragungskanal 102 zugeführt, welcher die oben beschriebene Datenübertragung bereitstellt, wobei bei einer Übertragung eine Bandpass-, Hochpass- und/oder Tiefpass-Filterung sowie eine Beaufschlagung des analogen Datenstroms 101 mit Rauschen vorhanden sein kann, wodurch der übertragene analoge Datenstrom 101' erhalten wird. Der übertragene analoge Datenstrom 101' wird weiter dem in dem Datenstromempfänger 211 angeordneten Analog-Digital- Umsetzer 104 zugeführt, welcher den übertragenen analogen Datenstrom 101 in einen digitalen Datenstrom 103 umsetzt, wobei der umgesetzte digitale Datenstrom 103 der Transformationseinrichtung 110 zugeführt wird. Finally, the digital data stream output by the reverse transformation device 203 is converted into an analog data stream by means of a digital-to-analog converter 204 . The analog data stream now present in the time domain is fed to a transmission channel 102 which provides the data transmission described above, with bandpass, high-pass and / or low-pass filtering and an exposure to noise to the analog data stream 101 may be present during a transmission, whereby the transmitted analog data stream 101 'is obtained. The transmitted analog data stream 101 ′ is further fed to the analog-to-digital converter 104 arranged in the data stream receiver 211 , which converts the transmitted analog data stream 101 into a digital data stream 103 , the converted digital data stream 103 being fed to the transformation device 110 .

Nach einer zu der in der Rücktransformationseinrichtung 203 inversen Transformation von dem Frequenzbereich in den Zeitbereich erfolgt nach einem Durchlaufen des transformierten Datenstroms durch eine Korrektureinrichtung (nicht gezeigt) und eine Bestimmungseinrichtung (nicht gezeigt) eine Dekodierung in der Dekodierungseinrichtung 117. Der dekodierte Datenstrom wird schließlich über die Datenausgabeeinrichtung 119 ausgegeben. After a transformation from the frequency domain into the time domain that is inverse to that in the inverse transformation device 203 , after the transformed data stream has passed through a correction device (not shown) and a determination device (not shown), decoding takes place in the decoding device 117 . The decoded data stream is finally output via the data output device 119 .

In Fig. 2b ist ein Schema eines diskreten Mehrfachtonsymbols gezeigt, wobei der zu übertragende analoge Datenstrom als eine Sequenz von Mehrfachtonsymbolen bereitgestellt wird. Vor einer Weitergabe der in der Rücktransformationseinrichtung 203transformierten Daten an den Digital-Analog-Umsetzer 204 werden die letzten M Abtastwerte eines Mehrfachtonsymbols an den Blockanfang nochmals angehängt, wodurch ein zyklischer Präfix definiert ist und wobei gilt:

M < N
In Fig. 2b, a scheme is shown of a discrete Mehrfachtonsymbols, wherein the analog data stream to be transmitted is provided as a sequence of Mehrfachtonsymbolen. Before the data transformed in the reverse transformation device 203 is passed on to the digital-to-analog converter 204 , the last M samples of a multiple-tone symbol are appended to the beginning of the block, as a result of which a cyclic prefix is defined and the following applies:

M <N

Auf diese Weise kann einem Datenstromempfänger ein periodisches Signal vorgetäuscht werden, wenn der durch den Übertragungskanal verursachte Einschwingvorgang nach M Abtastwerten abgeklungen ist, d. h., es tritt keine Intersymbolinterferenz (ISI) auf. In this way a data stream receiver can periodic signal are simulated when the by the Transmission channel caused transient response after M samples has subsided, d. that is, there is no intersymbol interference (ISI) on.

Wie in Fig. 2b gezeigt, weist das ursprüngliche Mehrfachtonsymbol eine Länge von N Abtastwerten, beispielsweise N = 64 auf, während beispielsweise die letzten vier Werte als ein zyklischer Präfix 212 an den Symbolanfang 205 gesetzt werden, wobei gilt:

M = 4.
As shown in FIG. 2b, the original multi-tone symbol has a length of N samples, for example N = 64, while, for example, the last four values are placed at the beginning of the symbol 205 as a cyclic prefix 212 , where:

M = 4.

Die Gesamtlänge eines Mehrfachtonsymbols 208 beträgt nun mit den an den Symbolanfang 205 angehängten DMT-Symbolendwerten 213 M + N von dem Präfixanfang 207 bis zu dem DMT-Symbolende 206. The total length of a multi-tone symbol 208 with the DMT symbol end values 213 attached to the symbol start 205 is now M + N from the prefix start 207 to the DMT symbol end 206 .

Es sei darauf hingewiesen, dass die Anzahl der zyklisch den Symbolanfang 205 angehängten DMT-Symbolendwerte 213 möglichst gering gehalten werden muss, d. h. M << N, um eine möglichst geringe Reduzierung der Übertragungskapazität und -güte zu erhalten. It should be pointed out that the number of DMT symbol end values 213 which are cyclically attached to the symbol start 205 must be kept as small as possible, ie M << N, in order to obtain the smallest possible reduction in the transmission capacity and quality.

In einem weiteren Beispiel besteht ein Mehrfachtonsymbol 208 aus 256 komplexen Zahlen, was bedeutet, dass 512 Zeitproben (Real- und Imaginärteil) als ein periodisches Signal übertragen werden müssen. In diesem Beispiel berechnet sich, wenn eine Anzahl von 32 DMT-Symbolendwerten 213 als zyklischer Präfix 212 an den Symbolanfang kopiert werden, eine Gesamtlänge der zu übertragenden Zeitprobe zu 544, was bei einer maximalen Tonfrequenz eines DMT-Signals von 2,208 MHz eine Abtastdauer T_A von 544 × 10^-6/2,208 Sekunden bzw. 0,25 Millisekunden ergibt, wobei sich die Symbolübertragungsfrequenz aus f_DMT = 1/T_A ≍ 4 kHz berechnet. In another example, a multi- tone symbol 208 consists of 256 complex numbers, which means that 512 time samples (real and imaginary part) have to be transmitted as a periodic signal. In this example, if a number of 32 DMT symbol end values 213 are copied to the beginning of the symbol as a cyclic prefix 212 , the total length of the time sample to be transmitted is 544, which results in a sampling time T _A for a maximum audio frequency of a DMT signal of 2.208 MHz of 544 × 10 ^-6 / 2.208 seconds or 0.25 milliseconds, the symbol transmission frequency being calculated from f _DMT = 1 / T _A ≍ 4 kHz.

Fig. 3 zeigt die Komponenten des in Fig. 2a dargestellten Blockbildes detaillierter und dient einer Erläuterung eines Einsatzes von Entzerrungseinrichtungen und Entzerrungsverfahren in einem Datenstromempfänger für Mehrfachtonsymbole. FIG. 3 shows the components of the block diagram shown in FIG. 2a in more detail and serves to explain the use of equalization devices and equalization methods in a data stream receiver for multi-tone symbols.

Der der Dateneingabeeinrichtung 201 zugeführte Datenstrom wird in Blöcke zusammengefasst, wobei je nach Stufigkeit eine bestimmte Anzahl von zu übertragenden Bits einer komplexen Zahl zugeordnet wird. In der Kodierungseinrichtung 202 erfolgt schließlich eine Kodierung entsprechend der gewählten Stufigkeit, wobei der kodierte Datenstrom schließlich der Rücktransformationseinrichtung 203 zugeführt wird. The data stream supplied to the data input device 201 is combined into blocks, a specific number of bits to be transmitted being assigned to a complex number depending on the level. Finally, coding is carried out in the coding device 202 according to the selected step, the coded data stream finally being fed to the reverse transformation device 203 .

Ein von der Rücktransformationseinrichtung 203 bereitgestelltes Mehrfachtonsignal 303 bildet schließlich einen digitalen senderdatenstrom, der vom Frequenzbereich in den Zeitbereich transformiert worden ist. Das als digitaler Datenstrom ausgebildete Mehrfachtonsignal 303 wird schließlich in dem Digital-Analog-Umsetzer 204 in einen analogen Datenstrom umgesetzt und einer Leitungstreibereinrichtung 304 zugeführt. Finally, a multiple-tone signal 303 provided by the reverse transformation device 203 forms a digital transmitter data stream which has been transformed from the frequency domain into the time domain. The multi- tone signal 303 embodied as a digital data stream is finally converted into an analog data stream in the digital-to-analog converter 204 and fed to a line driver device 304 .

Die Leitungstreibereinrichtung 304 verstärkt bzw. treibt den zu übertragenden analogen Datenstrom 101 in einen Übertragungskanal 102, dessen Kanalübertragungsfunktion prinzipiell bekannt bzw. messbar ist. Im Übertragungskanal findet weiterhin eine Überlagerung des analogen Datenstroms mit Rauschen statt, was in Fig. 3 durch eine Überlagerungseinrichtung 121 dargestellt ist. Der Überlagerungseinrichtung 121 wird der von dem Übertragungskanal übertragene analoge Datenstrom und ein Rauschsignal 122 zugeführt, so dass schließlich ein mit Rauschen überlagerter analoger Datenstrom 101 erhalten wird. Der analoge Datenstrom 101 wird einer Vorverarbeitungseinrichtung 301 zugeführt. The line driver device 304 amplifies or drives the analog data stream 101 to be transmitted into a transmission channel 102 , the channel transmission function of which is known or measurable in principle. The analog data stream is also overlaid with noise in the transmission channel, which is shown in FIG. 3 by an overlay device 121 . The superimposition device 121 is supplied with the analog data stream transmitted by the transmission channel and a noise signal 122 , so that finally an analog data stream 101 superimposed with noise is obtained. The analog data stream 101 is fed to a preprocessing device 301 .

Die als eine komplexe Zahl, welche beispielsweise nach Betrag und Phase definiert ist, ausgebildeten Transformationssignale 111a-111n werden anschließend einer Korrektureinrichtung 112 zugeführt, in welcher eine Korrektur eines Übertragungsverhaltens des Übertragungskanals bereitgestellt wird. Die korrigierten Transformationssignale 113a-113n werden weiterhin einer Bestimmungseinrichtung 116 zugeführt, in welcher Paare von Betragssignalen 114 und Phasensignalen 115 entsprechend den Mehrfachtonsignalen in dem analogen Datenstrom 101 bestimmt werden. Die Paare von Betragssignalen 114 und Phasensignalen 115 werden einer Dekodierungseinrichtung 117 zugeführt, in welcher die Paare von Betragssignalen und Phasensignalen in einen dekodierten Datenstrom 118 dekodiert werden. Der dekodierte Datenstrom 118 wird anschließend über eine Datenausgabeeinrichtung 119 ausgegeben. The transformation signals 111 a- 111 n formed as a complex number, which is defined, for example, according to magnitude and phase, are then fed to a correction device 112 , in which a correction of a transmission behavior of the transmission channel is provided. The corrected transformation signals 113 a- 113 n are further fed to a determination device 116 , in which pairs of magnitude signals 114 and phase signals 115 are determined in accordance with the multiple-tone signals in the analog data stream 101 . The pairs of magnitude signals 114 and phase signals 115 are fed to a decoding device 117 , in which the pairs of magnitude signals and phase signals are decoded into a decoded data stream 118 . The decoded data stream 118 is then output via a data output device 119 .

Die Frequenzen des Mehrfachtonsignals, das in dem zu übertragenden analogen Datenstrom 101 enthalten ist, sind üblicherweise äquidistant verteilt und werden nach folgender Formel berechenbar:

wobei T einer Zeitdauer und N einer Anzahl von Abtastwerten eines DMT-Symbols entspricht. The frequencies of the multi-tone signal contained in the analog data stream 101 to be transmitted are usually distributed equidistantly and can be calculated using the following formula:

where T corresponds to a time period and N corresponds to a number of samples of a DMT symbol.

Beispielsweise setzen herkömmliche DMT-Verfahren 256 Töne ein, welche jeweils als Sinustöne in Betrag und Phase modulierbar sind. Die Grundfrequenz beträgt hierbei 4,3 kHz und der Frequenzabstand zwischen aufeinanderfolgenden Tönen beträgt ebenfalls 4,3 kHz. Somit wird ein Frequenzspektrum von 4,3 kHz (Grundfrequenz) bis (4,3 kHz + 256 × 4,3 kHz) = 1,1 MHz übertragen. Jedes DMT-Symbol ist somit durch einen in Betrag und Phase modulierbaren Sinuston dargestellt, wobei üblicherweise pro Symbol maximal 15 Bit als komplexe Zahl dargestellt werden. Bei einer Übertragung eines derart ausgebildeten Mehrfachtonsignals tritt jedoch das Problem auf, dass durch den Übertragungskanal, der beispielsweise als eine verdrillte Kupfer-Doppeldrahtleitung ausgebildet sein kann, Einschwingvorgänge herbeigeführt werden, welche nach beispielsweise M Abtastwerten abgeklungen sind. For example, conventional DMT methods set 256 tones a, which each as sine tones in amount and phase are modular. The basic frequency is 4.3 kHz and the frequency spacing between successive tones is also 4.3 kHz. Thus a frequency spectrum of 4.3 kHz (fundamental frequency) to (4.3 kHz + 256 × 4.3 kHz) = 1.1 MHz transfer. Each DMT symbol is thus marked with an in Amount and phase modulatable sinus tone shown, where Usually a maximum of 15 bits per symbol as a complex number being represented. When transferring such a trained multi-tone signal, however, the problem occurs that through the transmission channel, for example, as a twisted copper double wire line can be formed, Settling processes are brought about, which after for example, M samples have decayed.

In der Sendereinrichtung werden nach einer inversen schnellen Fourier-Transformation (IFFT = Inverse Fast Fourier Transformation) die letzten M Abtastwerte eines DMT-Symbols an einen Blockanfang angehängt, wobei die Beziehung gilt: M < N. Durch diese zyklische Erweiterung (zyklischer Präfix) kann dem Datenstromempfänger ein periodisches Signal vorgetäuscht werden, wenn der durch den Übertragungskanal verursachte Einschwingvorgang nach M Abtastwerten abgeklungen ist, wobei eine gegenseitige Störung unterschiedlicher DMT-Symbole, d. h. eine Intersymbolinterferenz (ISI) vermieden werden kann. In the transmitter device are following an inverse fast Fourier transformation (IFFT = Inverse Fast Fourier Transformation) the last M samples of a DMT symbol to one Block beginning appended, where the relationship applies: M <N. By this cyclical extension (cyclic prefix) can be the Data stream receiver simulated a periodic signal if the caused by the transmission channel Settling process has decayed after M samples, where a mutual interference of different DMT symbols, i. H. intersymbol interference (ISI) can be avoided.

Dadurch lässt sich in herkömmlichen Verfahren ein Entzerrungsaufwand in einer Entzerrungseinrichtung, welche in dem Datenstromempfänger angeordnet ist, beträchtlich verringern, da nach einer Demodulation des empfangenden analogen Datenstroms 101 im Datenstromempfänger nur eine einfache Korrektur mit dem inversen Frequenzgang des Übertragungskanals in der Korrektureinrichtung 112 vorgenommen werden muss. In conventional methods, this can considerably reduce an equalization effort in an equalization device which is arranged in the data stream receiver, since after demodulation of the receiving analog data stream 101 in the data stream receiver, only a simple correction with the inverse frequency response of the transmission channel in the correction device 112 has to be carried out ,

Ein wesentlicher Nachteil einer Datenübertragung nach dem ADSL-Verfahren über Kupferleitungen, bei dem Mehrfachtonsignale übertragen werden, besteht darin, dass lange Einschwingvorgänge auftreten. In herkömmlicher Weise wird daher der zyklische Präfix erweitert, um dem Datenstromempfänger ein periodisches Signal zu liefern. Im Verhältnis zu der DMT- Symbollänge N muss der zyklische Präfix jedoch klein gehalten werden, d. h. es muss die Beziehung gelten:

M << N,

da andernfalls in nachteiliger Weise eine Reduzierung der Übertragungskapazität auftritt. A major disadvantage of data transmission using the ADSL method over copper lines, in which multi-tone signals are transmitted, is that long settling times occur. In a conventional manner, the cyclic prefix is therefore expanded to provide the data stream receiver with a periodic signal. In relation to the DMT symbol length N, however, the cyclic prefix must be kept small, ie the relationship must apply:

M << N,

otherwise, there will be a disadvantageous reduction in transmission capacity.

Bei dem ADSL-Standard wird für eine Datenübertragung von einem Teilnehmer zu einer Vermittlung beispielsweise eine DMT-Symbollänge von N = 64 und ein Wert eines zyklischen Präfix von M = 4 bereitgestellt. Um einen Einschwingvorgang auf den zyklischen Präfix zu begrenzen, wird bei dem bekannten Verfahren in der Vorverarbeitungseinrichtung, die in dem Datenstromempfänger angeordnet ist, eine spezielle Entzerrungseinrichtung für den Zeitbereich (TDEQ = Time Domain Equalizer) in Form eines adaptiven Transversalfilters bereitgestellt, welches mit einer Abtastrate Fs arbeitet (beispielsweise 276 kHz in der Vermittlungsstelle bei ADSL). The ADSL standard is for data transmission from a subscriber to an exchange, for example DMT symbol length of N = 64 and a value of a cyclic Prefix of M = 4 provided. A settling process to the cyclic prefix is used in the known methods in the preprocessing device, which in the Data stream receiver is arranged a special Equalization device for the time domain (TDEQ = Time Domain Equalizer) in the form of an adaptive transversal filter provided which operates at a sampling rate Fs (for example 276 kHz in the exchange at ADSL).

Durch die notwendige Beschränkung der Länge des zyklischen Präfix auf beispielsweise M = 4, wie oben erwähnt, wird bei herkömmlichen Verfahren zum Übertragen eines analogen Datenstroms 101 eine Übertragungsgüte in nachteiliger Weise verschlechtert, da auch bei einem Einsatz einer Entzerrungseinrichtung in dem Datenstromempfänger eine erhebliche Intersymbolinterferenz (ISI) vorhanden ist. Due to the necessary limitation of the length of the cyclic prefix to, for example, M = 4, as mentioned above, a transmission quality is disadvantageously deteriorated in conventional methods for transmitting an analog data stream 101 , because even when an equalization device is used in the data stream receiver, a significant intersymbol interference ( ISI) is present.

In nachteiliger Weise enthält ein üblicher Übertragungskanal weiterhin Hoch- und Tiefpässe, um den zu übertragenden analogen Datenstrom in seiner Bandbreite zu begrenzen, und um ein Außerbandrauschen bei Analog-Digital- und Digital-Analog- Umsetzern, welche beispielsweise als Sigma-Delta-Wandler ausgebildet sein können, zu unterdrücken. A common transmission channel disadvantageously contains continue high and low passes to the one to be transmitted limit analog data stream in its bandwidth, and order a Out-of-band noise in analog-digital and digital-analog Implementers, for example as a sigma-delta converter can be trained to suppress.

Insbesondere ist es nachteilig, dass bei einer Anregung von Tiefpässen mit DMT-Signalen Einschwingvorgänge auftreten, die in einem Frequenzbereich beträchtliche spektrale Anteile oberhalb des vorgesehenen Übertragungssignalbands aufweisen. Bei einer Abtastrate Fs von beispielsweise 276 kHz ergeben sich durch Faltprodukte im Übertragungssignalband spektrale Anteile, welche von der in dem Datenstromempfänger angeordneten Entzerrungseinrichtung nicht eliminiert werden können. In particular, it is disadvantageous that when Low passes with DMT signals that occur considerable spectral components in a frequency range have above the intended transmission signal band. With a sampling rate Fs of, for example, 276 kHz spectral due to folded products in the transmission signal band Proportions of those in the data stream receiver arranged equalization device can not be eliminated.

In nachteiliger Weise sind diese Faltprodukte als Störsignale im Übertragungssignalband enthalten, wodurch eine Übertragungsgüte verschlechtert wird. These folded products are disadvantageous as interference signals included in the transmission signal band, whereby a Transmission quality is deteriorated.

Die Transformationseinrichtung 110 stellt eine Transformation des dezimierten entzerrten digitalen Datenstroms 109 in Transformationssignale 111a-111n bereit, wobei n die maximale Anzahl, in diesem Beispiel 256, der in Betrag und Phase definierten Kosinus- bzw. Sinussignale darstellt. Es sei darauf hingewiesen, dass die Transformationseinrichtung 110 eine digitale Transformation von einem Signal, das im Zeitbereich digital vorliegt, in ein Signal, das im Frequenzbereich digital vorliegt, vornimmt. The transformation device 110 provides a transformation of the decimated, equalized digital data stream 109 into transformation signals 111 a- 111 n, where n represents the maximum number, in this example 256, of the cosine and sine signals defined in magnitude and phase. It should be noted that the transformation device 110 carries out a digital transformation from a signal that is digital in the time domain to a signal that is digital in the frequency domain.

Die Transformationssignale 111a-111n entsprechen beispielsweise komplexen Zahlen für jeden der Mehrfachtöne, wobei eine Auswertung in Betrag und Phase bzw. in Realteil und Imaginärteil bereitgestellt wird. Weiterhin können die komplexen Zahlen als Amplituden von innerhalb eines Blocks auszusendenden Kosinus-(Realteil) und Sinusschwingungen (Imaginärteil) bereitgestellt werden, wobei die Frequenzen äquidistant gemäß der oben angegebenen Gleichung verteilt bereitgestellt sind, wobei die zu übertragenden Daten in Blöcken zusammengefasst sind. The transformation signals 111 a- 111 n correspond, for example, to complex numbers for each of the multiple tones, an evaluation in magnitude and phase or in real part and imaginary part being provided. Furthermore, the complex numbers can be provided as amplitudes of cosine (real part) and sine vibrations (imaginary part) to be emitted within a block, the frequencies being provided equidistantly distributed according to the equation given above, the data to be transmitted being combined in blocks.

Es sei darauf hingewiesen, dass mehr oder weniger als 256 unterschiedliche Töne als in Betrag und Phase definierte und modulierbare Kosinus- bzw. Sinussignalen übertragbar sind, wobei sich eine entsprechend unterschiedliche Anzahl von Transformationssignalen 111a-111n ergibt. Hierbei wird das erste Transformationssignal als 111a und das letzte Transformationssignal als 111n bezeichnet. Vorzugsweise führt die Transformationseinrichtung 110 eine schnelle Fourier- Transformation (FFT = Fast Fourier Transformation) durch, um eine schnelle Transformation von dem Zeitbereich in den Frequenzbereich bereitzustellen. It should be pointed out that more or less than 256 different tones can be transmitted as cosine or sine signals, which are defined and modulable in magnitude and phase, resulting in a correspondingly different number of transformation signals 111 a- 111 n. The first transformation signal is referred to as 111 a and the last transformation signal as 111 n. The transformation device 110 preferably carries out a fast Fourier transformation (FFT) in order to provide a fast transformation from the time domain to the frequency domain.

In einer Korrektureinrichtung 112 werden die Transformationssignale 111a-111n mit einer bekannten Korrekturfunktion gewichtet, die der Korrektureinrichtung 112 vorgegeben wird. Vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, ist diese Korrekturfunktion, die der Korrektureinrichtung 112 vorgegeben wird, eine Inverse der Kanalübertragungsfunktion des Übertragungskanals. Auf diese Weise können Einflüsse des Übertragungskanals hinsichtlich Frequenzgang, Phase etc. kompensiert werden, so dass korrigierte Transformationssignale 113a-113n an dem Ausgang der Korrektureinrichtung 112 erhalten werden. Die korrigierten Transformationssignale 113a-113n werden anschließend einer Bestimmungseinrichtung 116 zugeführt, in welcher mindestens ein Betragssignal 114 und mindestens ein Phasensignal 115, bzw. ein Realteil und ein Imaginärteil eines korrigierten Transformationssignal bestimmt wird. In a correction device 112 , the transformation signals 111 a- 111 n are weighted with a known correction function that is specified for the correction device 112 . Preferably, but not exclusively, this correction function, which is given to the correction device 112 , is an inverse of the channel transmission function of the transmission channel. In this way, influences of the transmission channel with regard to frequency response, phase etc. can be compensated for, so that corrected transformation signals 113a- 113n are obtained at the output of the correction device 112 . The corrected transformation signals 113 a- 113 n are then fed to a determination device 116 , in which at least one magnitude signal 114 and at least one phase signal 115 , or a real part and an imaginary part of a corrected transformation signal, are determined.

In Fig. 1a ist gezeigt, wie eine Entzerrung im Zeitbereich optimiert werden kann. Hierzu wird ein Eingangssignal x_k zwei Pfaden zugeführt, einem in Fig. 1a gezeigten oberen, unbekannten Pfad und einem in Fig. 1a gezeigten unteren, bekannten Pfad. In Fig. 1a is shown how equalization can be optimized in the time domain. For this purpose, an input signal x _{k is} supplied to two paths, an upper, unknown path shown in FIG. 1a and a lower, known path shown in FIG. 1a.

Im oberen Pfad wird das Eingangssignal x_k in eine Kanalübertragungseinheit 103 eingegeben, welche das Übertragungsverhalten eines Übertragungskanals 102 wiederspiegelt. Das Ausgangssignal der Kanalübertragungseinheit 103 wird in einer ersten Überlagerungseinheit 105 mit einem Überlagerungssignal n_k, welches beispielsweise als ein Rauschsignal ausgebildet sein kann, überlagert, um ein Summensignal v_k zu bilden. Das Summensignal v_k wird einer Entzerrungseinheit 107 zugeführt, in welcher das Summensignal v_k mit einer Entzerrungsfunktion im Zeitbereich gewichtet wird. Das entzerrte Ausgangssignal der Entzerrungseinheit 107 wird an einen ersten Anschluss einer zweiten Überlagerungseinheit 106 angelegt. Durch die im allgemeinen unbekannte Übertragungsfunktion der Kanalübertragungseinheit 103 stellt dieser aus der Kanalübertragungseinheit 103 der ersten Überlagerungseinheit 105 und der Entzerrungseinheit 107 gebildete Kanal einen unbekannten Übertragungspfad, d. h. einen Übertragungspfad mit einer zu bestimmenden Übertragungsfunktion dar. In the upper path, the input signal x _k is input into a channel transmission unit 103 , which reflects the transmission behavior of a transmission channel 102 . The output signal of the channel transmission unit 103 is superimposed in a first superimposition unit 105 with a superimposition signal n _k , which can be in the form of a noise signal, for example, in order to form a sum signal v _k . The sum signal v _k is fed to an equalization unit 107 , in which the sum signal v _{k is} weighted with an equalization function in the time domain. The equalized output signal of the equalization unit 107 is applied to a first connection of a second superimposition unit 106 . Due to the generally unknown transfer function of the channel transfer unit 103 , the channel formed from the channel transfer unit 103 of the first superimposition unit 105 and the equalization unit 107 represents an unknown transfer path, ie a transfer path with a transfer function to be determined.

Der untere Übertragungspfad bekannter, vorgebbarer Ordnung wird erfindungsgemäß wie folgt realisiert. Das Eingangssignal x_k wird einer Abtastratenerhöhungseinheit 108 zugeführt, in welcher eine Abtastrate gegenüber einer in dem Übertragungssystem vorgegebenen Abtastrate um einen Faktor m erhöht wird. Diese Abtastratenerhöhung führt zu einer erhöhten Genauigkeit beim Bestimmen der unbekannten Übertragungsfunktion. Das Ausgangssignal der Abtastratenerhöhungseinheit wird einer Verzögerungseinheit 120 zugeführt, in welcher eine Verzögerung gemäß der Beziehung: z^-Δ durchgeführt. z^-Δ bezeichnet eine Verzögerung von Δ aufeinanderfolgenden Signalproben. Nach einer Signalverzögerung in der Signalverzögerungseinheit 120 wird das Signal einer Ersatzsystemeinheit 123 zugeführt, in welcher das in der Abtastrate um den Faktor m erhöhte Eingangssignal x_k verarbeitet wird. The lower transmission path of known, predeterminable order is realized according to the invention as follows. The input signal x _k is fed to a sampling rate increasing unit 108 , in which a sampling rate is increased by a factor m compared to a sampling rate specified in the transmission system. This increase in sampling rate leads to increased accuracy in determining the unknown transfer function. The output signal of the sampling rate ^increasing unit is fed to a delay unit 120 , in which a delay is carried out according to the relationship: z ^-Δ . z ^-Δ denotes a delay of Δ consecutive signal ^samples . After a signal delay in the signal delay unit 120 , the signal is fed to a replacement system unit 123 , in which the input signal x _k , which is increased by a factor m in the sampling rate, is processed.

Das Ausgangssignal der Ersatzsystemeinheit 123 muss anschließend wieder, um mit dem im oberen Übertragungspfad übertragenen Signal kompatibel zu sein, in einer sich anschließenden Abtastverringerungseinheit in der Abtastrate um den gleichen Faktor m reduziert werden, so dass das in der Abtastrate reduzierte Signal anschließend einem zweiten Anschluss der zweiten Überlagerungseinheit 106 zugeführt werden kann. The output signal of the replacement system unit 123 must then, in order to be compatible with the signal transmitted in the upper transmission path, be reduced in the sampling rate in a subsequent sampling reduction unit by the same factor m, so that the signal reduced in the sampling rate subsequently has a second connection can be supplied to the second superimposition unit 106 .

Es sei darauf hingewiesen, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise eine Güte einer Lösung bezüglich des Ersatzsystems mit dem Interpolationsfaktor bzw. dem Abtastratenerhöhungsfaktor m und dem Dezimationsfaktor bzw. dem Abtastratenverringerungsfaktor, der ebenfalls m beträgt, eingestellt werden kann. In der zweiten Überlagerungseinheit werden die über den oberen, unbekannten Übertragungspfad und den unteren Übertragungspfad bekannter, vorgebbarer Ordnung übertragenen Signale überlagert, so dass ein Fehlersignal e_k gebildet werden kann. It should be pointed out that the method according to the invention advantageously allows a quality of a solution with respect to the replacement system with the interpolation factor or the sampling rate increase factor m and the decimation factor or the sampling rate reduction factor, which is also m, to be set. The signals transmitted via the upper, unknown transmission path and the lower transmission path known, predeterminable order are superimposed in the second superimposition unit, so that an error signal e _k can be formed.

Dieses Fehlersignal e_k wird dazu verwendet, die in dem Übertragungspfad bekannter, vorgebbarer Ordnung liegende Ersatzsystemeinheit 123 derart zu konzipieren, dass eine Entzerrungseinrichtung optimal angepasst werden kann. This error signal e _k is used to design the substitute system unit 123 which is known and can be specified in the transmission path in such a way that an equalization device can be optimally adapted.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Entzerrung im Frequenzbereich bereitgestellt, wie in Fig. 1b dargestellt. According to a further exemplary embodiment of the present invention, equalization in the frequency domain is provided, as shown in FIG. 1b.

Hierbei liegt ein Eingangssignal W_w,k im Frequenzbereich vor und wird einer Überabtastadaptierungssignaleinheit 125 zugeführt. Der Ausdruck "Überabtast" bezeichnet Systemeinheiten, welche mit einer gegenüber dem Übertragungskanal um einen Faktor m erhöhter Abtastrate arbeiten. Das in der Überabtastadaptierungssignaleinheit 125 gemäß der Beziehung:

verarbeitete Signal wird einer ersten Überabtastfensterungseinheit 127 zugeführt. Hierbei bezeichnet B eine Ersatzsystemeinheit, Y ein Ausgangssignal und X ein Eingangssignal, wobei der Index m eine Überabtastung um den Faktor m bedeutet. In der ersten Überabtastrücktransformationseinheit 126 erfolgt eine Rücktransformation des von der Überabtastadaptierungssignaleinheit 125 ausgegebenen Signals von dem Frequenzbereich in den Zeitbereich. An input signal W _{w, k is present} in the frequency domain and is supplied to an oversampling adaptation signal unit 125 . The term "oversampling" denotes system units which operate with a sampling rate which is increased by a factor m compared to the transmission channel. That in the oversampling adaptation signal unit 125 according to the relationship:

processed signal is supplied to a first oversampling window unit 127 . Here B denotes an equivalent system unit, Y an output signal and X an input signal, the index m meaning an oversampling by the factor m. In the first oversampling reverse transformation unit 126 , the signal output by the oversampling adaptation signal unit 125 is transformed back from the frequency domain into the time domain.

Das von der ersten Überabtastrücktransformationseinheit 126 ausgegebene Signal wird schließlich im Zeitbereich von einer ersten Überabtastfensterungseinheit gefenstert, bzw. mit einer spezifischen zeitlichen Übertragsfunktion beaufschlagt. Anschließend wird das im Zeitbereich, mit einer Fensterung beaufschlagte Signal einer ersten Überabtasttransformationseinheit 128 zugeführt, in welcher eine Transformation des mit dem Faktor m überabgetasteten Signals von dem Zeitbereich in den Frequenzbereich durchgeführt wird. The signal output by the first oversampling transformation unit 126 is finally windowed in the time domain by a first oversampling window unit, or is subjected to a specific temporal transfer function. The signal which is subjected to windowing in the time domain is then fed to a first oversampling transformation unit 128 , in which a transformation of the signal oversampled by the factor m is carried out from the time domain to the frequency domain.

Das von der ersten Überabtasttransformationseinheit 128 ausgegebene Signal wird in einer Überabtastfehlerbestimmungseinheit 129 hinsichtlich eines Fehlers zwischen einer vorgebbaren Übertragungsfunktion, d. h. einem Übertragungspfad bekannter, vorgebbarer Ordnung und einem zu bestimmenden, d. h. unbekannten Übertragungspfad verglichen, wobei darauf hingewiesen wird, dass ausschließlich mit überabgetasteten Signalen gearbeitet wird, um eine steuerbare Güte einer Lösung, in Abhängigkeit von dem Überabtastfaktor m, zu erhalten. The signal output by the first oversampling transformation unit 128 is compared in an oversampling error determination unit 129 with regard to an error between a predefinable transmission function, ie a transmission path of known, predeterminable order and a transmission path to be determined, ie unknown, whereby it is pointed out that only oversampled signals are used in order to obtain a controllable quality of a solution, depending on the oversampling factor m.

Das von der Überabtastfehlerbestimmungseinheit 129 ausgegebene Signal wird einer Überabtastanpasseinheit 130 zugeführt, in welcher der Fehler nach einem vorgebbaren Verfahren minimiert wird. Insbesondere wird der Fehler nach einem im Frequenzbereich ablaufenden Fehlerminimierungsverfahren auf der Basis des geringsten quadratischen Fehlers minimiert. Es sei darauf hingewiesen, dass auch andere herkömmliche Fehlerminimierungsverfahren in der Überabtastanpasseinheit 130 eingesetzt werden können. The signal output by the oversampling error determination unit 129 is fed to an oversampling adaptation unit 130 , in which the error is minimized according to a predefinable method. In particular, the error is minimized based on an error minimization method running in the frequency domain on the basis of the smallest quadratic error. It should be noted that other conventional error minimization methods can also be used in oversampling unit 130 .

Ein Ausgangssignal der Überabtastanpasseinheit 130 wird einer zweiten Überabtastrücktransformationseinheit 131 zugeführt, in welcher bei dem vorgegebenen Überabtastfaktor m eine Rücktransformation von dem Frequenzbereich in den Zeitbereich durchgeführt wird. Das in den Zeitbereich rücktransformierte, von der zweiten Überabtastrücktransformationseinheit 131 ausgegebene Signal wird anschließend in einer zweiten Überabtastfensterungseinheit im Zeitbereich gefenstert, wobei die zweite Überabtastfensterungseinheit 132 in ähnlicher Weise wie die erste Überabtastfensterungseinheit 127 betrieben wird. An output signal of the oversampling adaptation unit 130 is fed to a second oversampling reverse transformation unit 131 , in which a reverse transformation from the frequency range into the time range is carried out at the predetermined oversampling factor m. The signal transformed back into the time domain and output by the second oversampling reverse transformation unit 131 is then windowed in a second oversampling window unit in the time domain, the second oversampling window unit 132 being operated in a similar manner to the first oversampling window unit 127 .

Ein Ausgangssignal der zweiten Überabtastfensterungseinheit 132 wird an die zweite Überabtasttransformationseinheit angelegt, welche eine Transformation von dem Zeitbereich in den Frequenzbereich bereitstellt. Das von der zweiten Überabtasttransformationseinheit 133 ausgegebene Signal stellt ein im Frequenzbereich vorliegendes adaptiertes Ausgangssignal W_w,k+1 dar, welches in einem Datenstromempfänger weiterverarbeitbar ist. An output signal of the second oversampling window unit 132 is applied to the second oversampling transformation unit, which provides a transformation from the time domain to the frequency domain. The signal output by the second oversampling transformation unit 133 represents an adapted output signal W _{w, k + 1} which is present in the frequency domain and can be further processed in a data stream receiver.

Bezüglich der in den Fig. 4a und 4b dargestellten Ablaufblockdiagramme von herkömmlichen Verfahren für eine Entzerrung im Zeitbereich bzw. im Frequenzbereich wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen. With regard to the flow block diagrams of conventional methods for equalization in the time domain or in the frequency domain shown in FIGS . 4a and 4b, reference is made to the introduction to the description.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Bezugszeichenliste In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten oder Schritte.
101 Analoger Datenstrom
101' Übertragener analoger Datenstrom
102 Übertragungskanal
103 Kanalübertragungseinheit
104 Analog-Digital-Umsetzer
105 Erste Überlagerungseinheit
106 Zweite Überlagerungseinheit
107 Entzerrungseinheit
108 Abtastratenerhöhungseinheit
109 Empfangssymboldatenstrom
110 Transformationseinrichtung
111a-111n Transformationssignale
112 Korrektureinrichtung
113a-113n Korrigierte Transformationssignale
114 Betragssignal
115 Phasensignal
116 Bestimmungseinrichtung
117 Dekodierungseinrichtung
118 Dekodierter Datenstrom
119 Datenausgabeeinrichtung
120 Verzögerungseinheit
121 Überlagerungseinrichtung
122 Rauschsignal
123 Ersatzsystemeinheit
124 Abtastratenverringerungseinheit
125 Überabtastadaptierungssignaleinheit
126 Erste Überabtastrücktransformationseinheit
127 Erste Überabtastfensterungseinheit
128 Erste Überabtasttransformationseinheit
129 Überabtastfehlerbestimmungseinheit
130 Überabtastanpasseinheit
131 Zweite Überabtastrücktransformationseinheit
132 Zweite Überabtastfensterungseinheit
133 Zweite Überabtasttransformationseinheit
201 Dateneingabeeinrichtung
202 Kodierungseinrichtung
203 Rücktransformationseinrichtung
204 Digital-Analog-Umsetzer
205 DMT-Symbolanfang
206 DMT-Symbolende
207 Präfixanfang
208 Diskretes Mehrfachtonsymbol ("discrete multi tone", DMT-Symbol)
209 Kanalübertragungssignal
210 Datenstromsender
211 Datenstromempfänger
212 Zyklischer Präfix
213 DMT-Symbolendwerte
301 Vorverarbeitungseinrichtung
302 Vorverarbeiteter digitaler Datenstrom
303 Mehrfachtonsignal
304 Leitungstreibereinrichtung
401 Adaptierungssignaleinheit
402 Erste Rücktransformationseinheit
403 Erste Fensterungseinheit
404 Erste Transformationseinheit
405 Fehlerbestimmungseinheit
406 Anpasseinheit
407 Zweite Rücktransformationseinheit
408 Zweite Fensterungseinheit
409 Zweite Transformationseinheit
Although the present invention has been described above on the basis of preferred exemplary embodiments, it is not restricted thereto, but rather can be modified in many ways. List of Reference Numerals In the figures, like reference numerals designate the same or functionally identical components or steps.
101 Analog data stream
101 'Analog data stream transmitted
102 transmission channel
103 channel transmission unit
104 analog-to-digital converters
105 First overlay unit
106 Second overlay unit
107 equalization unit
108 sampling rate increasing unit
109 Receive symbol data stream
110 transformation device
111 a- 111 n transformation signals
112 correction device
113 a- 113 n Corrected transformation signals
114 amount signal
115 phase signal
116 determination device
117 decoder
118 Decoded data stream
119 Data output device
120 delay unit
121 overlay device
122 noise signal
123 replacement system unit
124 sampling rate reduction unit
125 oversampling adaptation signal unit
126 First oversampling reverse transformation unit
127 First overscan window unit
128 First oversampling transformation unit
129 oversampling error determination unit
130 oversampling adapter
131 Second oversampling reverse transformation unit
132 Second oversampling window unit
133 Second oversampling transformation unit
201 data input device
202 coding device
203 reverse transformation device
204 digital-to-analog converter
205 DMT symbol start
206 DMT symbol end
207 Prefix start
208 Discrete multi tone symbol ("DMT symbol")
209 channel transmission signal
210 stream transmitters
211 Data stream receivers
212 Cyclic prefix
213 DMT symbol end values
301 preprocessing device
302 Preprocessed digital data stream
303 multi- tone signal
304 line driver device
401 adaptation signal unit
402 First reverse transformation unit
403 First windowing unit
404 First transformation unit
405 error determination unit
406 fitting unit
407 Second reverse transformation unit
408 Second window unit
409 Second transformation unit

Claims

1. A method for transmitting an analog data stream ( 101 ), wherein an equalization is adapted to reduce transients, comprising the steps:

a) inputting an input signal (x _k ) into a channel transmission unit ( 103 ) and into a sampling rate increasing unit ( 108 );

b) superimposing a channel transmission signal ( 209 ) output by the channel transmission unit ( 103 ) with a superimposition signal (n _k ) in a first superposition unit ( 105 );

c) equalizing a sum signal (v _k ) output by the first superimposition unit ( 105 ) in an equalization unit ( 107 );

d) delaying the signal output by the sampling rate increasing unit ( 108 ) in a delay unit ( 120 );

e) passing the signal delayed by the delay unit through a replacement system unit ( 123 );

f) reducing a sampling rate for the signal passed through the replacement system unit ( 123 ) in a sampling rate reduction unit ( 124 );

g) superimposing the signal output by the sampling rate reduction unit ( 124 ) with the signal equalized in the equalization unit ( 107 ); and

h) outputting the superimposed signal as an error signal (e _k ) from the second superimposition unit ( 106 ).

i) outputting an error signal (e _k ) from the second superimposition unit ( 106 ), which is provided by a superimposition of the equalization unit ( 107 ) and the sampling rate reduction unit ( 123 ) in the second superimposition unit ( 106 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that a signal curve of the input signal (x _k ) is predetermined in order to determine a transmission path which has the channel transmission unit ( 103 ), the first superimposition unit ( 105 ) and the equalization unit ( 107 ).

3. The method according to one or both of claims 1 and 2, characterized in that a transmission path of known, predeterminable order through the series arrangement of the sampling rate increasing unit ( 108 ), the delay unit ( 120 ), the replacement system unit ( 123 ) and the sampling rate reducing unit ( 124 ) is specified.

4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that a sampling rate of the input signal (x _k ) in the sampling rate increasing unit ( 108 ) is increased by a predeterminable factor (m) in order to minimize errors depending on that of the second superposition unit ( 106 ) output error signal (e _k ).

5. The method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that a sampling rate of the signal output by the replacement system unit in the sampling rate reduction unit ( 124 ) is reduced by the predeterminable factor (m).

6. A method for transmitting an analog data stream ( 101 ), wherein an equalization is adapted to reduce transients in the frequency domain, comprising the steps:

a) inputting at least one input signal (W _{w, k} ), which is present in the frequency domain, into an oversampling adaptation signal unit ( 125 );

b) determining replacement system parameters in the oversampling adaptation signal unit ( 125 );

c) inversely transforming the signal output by the oversampling adaptation signal unit ( 125 ) in a first oversampling inverse transformation unit ( 126 ) from the frequency domain into the time domain;

d) windows of the signal output from the first oversampling transform unit ( 126 ) in a first oversampling window unit ( 127 );

e) transforming the signal output by the first oversampling window unit ( 127 ) in a first oversampling transformation unit ( 128 ) from the time domain to the frequency domain;

f) determining an error signal as a function of the signal output by the first oversampling transformation unit ( 128 ) in an oversampling error determination unit ( 129 );

g) adjusting the signal output by the oversampling error determining unit ( 129 ) in an oversampling adjusting unit ( 130 ) in such a way that an error is minimized;

h) transforming the signal output by the oversampling matching unit ( 130 ) in a second oversampling transforming unit ( 131 ) from the frequency domain to the time domain;

i) windows of the signal output from the second oversampling transform unit ( 131 ) in a second oversampling window unit ( 132 );

j) transforming the signal output by the second oversampling window unit ( 132 ) in a second oversampling transformation unit ( 133 ) from the time domain to the frequency domain; and

k) outputting at least one adapted output signal (W _{w, k + 1} ) from the second oversampling transformation unit ( 133 ) in the frequency domain.

7. The method according to claim 6, characterized in that adaptation signals with a predefinable oversampling factor (m) are provided in the oversampling adaptation signal unit ( 125 ).

8. The method according to one or both of claims 6 and 7, characterized in that the oversampling matching unit ( 130 ) operates in the frequency domain.

9. The method according to one or more of claims 6 to 8, characterized in that the oversampling adaptation unit ( 130 ) carries out an adaptation to minimize an error by minimizing the mean square error of the signals output by the oversampling error determination unit ( 129 ).