DE10129015C2

DE10129015C2 - Method for transmitting an analog data stream with an optimized adaptation of the time domain equalizer

Info

Publication number: DE10129015C2
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: 2003-07-17
Anticipated expiration: 2021-06-16
Also published as: DE10129015A1; WO2002103973A3; WO2002103973A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertra gen eines analogen Datenstroms, und betrifft insbesondere ein Verfahren zum Übertragen eines analogen Datenstroms, bei dem eine Entzerrung zum Verringern von Einschwingvorgängen vorge nommen wird.The present invention relates to a method for transmission gene of an analog data stream, and particularly concerns one Method for transmitting an analog data stream, in which equalization to reduce transients is taken.

Nach dem Stand der Technik wird für eine asymmetrische Daten stromübertragung über gewöhnliche Telefonleitungen ein Mehr fachton-Verfahren (DMT, Discrete Multitone, diskrete Multi tonmodulation) eingesetzt, wobei gewöhnliche Telefonleitungen üblicherweise als asymmetrische digitale Teilnehmerleitungen (ADSL = Asymmetric Digital Subscriber Line) ausgebildet sind. Ein wesentlicher Vorteil von ADSL-Übertragungstechniken be steht darin, dass herkömmliche Kabelnetze für eine Übertra gung 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 "High speed digital subscriber lines, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, ISSN 0733-8716, Vol. 9, No. 6, Au gust 1991, Seiten 765-784" beschrieben. In nachteiliger Weise stellt das Verfahren dieser Publikation keine Entzerungsfunk tion vor, die nach Maßgabe eines Fehlersignals einzustellen ist. Unter den Übertragungsverfahren mit einer hohen Datenra te 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. The state of the art is for asymmetrical data power transmission via ordinary telephone lines is a plus fachton process (DMT, Discrete Multitone, Discrete Multi sound 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 be is that conventional cable networks for transmission can be used, usually together twisted copper pairs are used. digital State-of-the-art high-speed subscriber lines See, for example, technology in the publication "High speed digital subscriber lines, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, ISSN 0733-8716, Vol. 9, No. 6, Au gust 1991, pages 765-784 ". In a disadvantageous manner the procedure of this publication does not provide a radio broadcast tion to set according to an error signal is. Among the transmission methods with a high data rate te on the basis of digital subscriber lines (DSL = Digital Subscriber Line) are several VDSL (Very High Data) Rate DSL = high data rate DSL -) arrangements known, whereby for this z. B. Methods such as 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 bestim menden Übertragungspfads mit einem aus einer Verzögerungsein heit 120 und einer Ersatzsystemeinheit 123 bestehenden Über tragungspfad 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 a to determ Menden transmission path with a uniform from a Verzögerungsein 120 and a replacement system unit 123 existing over tragungspfad 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 Entzerrungs einheit 107 ausgegebene Signal wird einer zweiten Überlage rungseinheit 106 zugeführt, in welcher das Signal mit einem über die Verzögerungseinheit 120 und die anschließende Er satzsystemeinheit 123 laufende Signal verglichen wird. Das als Ausgangssignal der zweiten Überlagerungseinheit 106 er haltene Fehlersignal e_k wird ausgegeben und weiterverarbei tet.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 superposition 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 received} 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 Rücktrans formationseinheit 402 eine Transformation des von der Adap tierungssignaleinheit 401 ausgegebenen Signals von dem Fre quenzbereich in den Zeitbereich durchgeführt, anschließend wird das von der ersten Rücktransformationseinheit 402 ausge gebene 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 . Subsequently formation unit in a first backhaul 402, a transformation of the of the Adap tierungssignaleinheit 401 output signal from the frequency range; in the time domain performed, then the out of the first inverse transformation unit 402 passed signal is applied in a first windowing unit 403 with a window function.

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 Fehlerbestimmungsein heit 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 , which is present in the frequency domain, 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 Ausgangs signal der zweiten Rücktransformationseinheit 407 wird in einer zweiten Fensterungseinheit 408 im Zeitbereich ge fenstert und anschließend einer zweiten Transformationsein heit 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 present in the time domain of the second reverse transformation unit 407 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 Transfor mation von dem Zeitbereich in den Frequenzbereich durchge führt, um ein adaptiertes Ausgangssignal W_w,k+1 auszugeben.A transformation from the time domain to 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 Verfah ren mit einer durch das Übertragungssystem fest vorgegebenen Abtastrate arbeiten, wodurch eine Genauigkeit einer Bestim mung einer Ersatzsystemfunktion einschließlich einer Korrek tureinrichtung eingeschränkt ist.It is a major disadvantage of known methods for Equalization in the time or frequency domain that this procedure ren with a predetermined by the transmission system Sampling rate work, creating an accuracy of a determ replacement system function including a correction is limited.

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

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Übertragen eines analogen Datenstroms bereitzu stellen, bei dem eine Entzerrung zum Verringern von Ein schwingvorgängen vorgenommen wird.It is therefore an object of the present invention Methods for transmitting an analog data stream ready with equalization to decrease On vibrations is carried out.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentan sprüchen 1 und 6 angegebenen Verfahren zum Übertragen eines analogen Datenstroms gelöst, wobei eine Entzerrung zum Ver ringern von Einschwingvorgängen im Zeitbereich gemäß Anspruch 1 und/oder im Frequenzbereich gemäß Anspruch 6 vorgenommen wird.This object is achieved by the in the patent Proverbs 1 and 6 specified method for transmitting a analog data stream solved, an equalization to Ver wrestling settling in the time domain according to claim 1 and / or made in the frequency domain according to claim 6 becomes.

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 Ersatz systemeinheit aufweist, mit einer Überabtastung, die durch eine Abtastratenerhöhungseinheit bereitgestellt wird und einer anschließenden Reduktion der Abtastrate in einer Ab tastratenverringerungseinheit. Weiterhin wird im Frequenzbe reich mindestens ein Eingangssignal in eine Überabtastadap tierungssignaleinheit eingebbar.An essential idea of the invention is in a transmission path of known, predeterminable order, the a known delay unit and a known replacement System unit with oversampling by a sampling rate increasing unit is provided and a subsequent reduction of the sampling rate in one Ab tastratenverringerungseinheit. Furthermore, the frequency reaches at least one input signal in an oversampling adapter tion signal unit can be entered.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Übertragen eines analogen Datenstroms, bei dem eine Entzerrung zum Verringern von Ein schwingvorgängen im Zeitbereich vorgenommen wird, weist im Wesentlichen die folgenden Schritte auf:
The method according to the invention for transmitting an analog data stream, in which equalization is carried out to reduce transients in the time domain, essentially has the following steps:

a) Entering an input signal present in the time domain increase in a channel transmission unit and in a sampling rate hung unit;
b) superimposing one of the channel transmission unit level channel transmission signal with a beat signal in a first overlay unit;
c) equalizing one from the first superimposition unit given sum signal in an equalization unit, where by connecting the channel transmission in series unit, the overlay unit and the equalization unit first, unknown transmission path is formed;
d) decelerating the output from the sampling rate increasing unit benen signal in a delay unit;
e) passing the delayed by the delay unit Signal by a replacement system unit;
f) Reduce a sampling rate for that by the replacement systems signal passed through in a sampling rate reduction delay unit;
g) overlaying of the sample rate reduction unit output signal with the ent in the equalization unit distorted signal in a second overlay unit, where through the series connection of the sampling rate increase unit, the replacement system unit and the sampling rate reduction a transmission path of known, predeterminable Order is formed;
h) outputting the superimposed signal as an error signal from the second overlay unit;
i) outputting an error signal from the second overlay unit, which is characterized by a superposition of the Equalization unit and the sampling rate reduction unit output signals in the second superimposition unit provided; and
j) adapting the sum signal in the equalization unit weighting equalization function in the time domain such that the error signal output in step i) is minimized.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildun gen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfin dung.Advantageous further training can be found in the subclaims conditions and improvements of the respective subject of the invention dung.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfin dung wird ein Signalverlauf eines Eingangssignals vorgegeben, um einen Übertragungspfad zu bestimmen, der die Kanalübertra gungseinheit, die erste Überlagerungseinheit und die Entzer rungseinheit umfasst.According to a preferred development of the present invention a signal curve of an input signal is specified, to determine a transmission path that the channel transm unit, the first superposition unit and the equalizer unit includes.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegen den Erfindung wird ein Übertragungspfad bekannter, vorgebba rer Ordnung durch die Hintereinanderschaltung aus der Abtast ratenerhöhungseinheit, der Verzögerungseinheit, der Ersatz systemeinheit und der Abtastratenverringerungseinheit bereit gestellt.According to a further preferred development of the present the invention, a transmission path is known, vorgebba rer order through the series connection from the sampling rate increase unit, the delay unit, the replacement system unit and the sampling rate reduction unit ready posed.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vor liegenden Erfindung wird eine Abtastrate des Eingangssignals in der Abtastratenerhöhungseinheit um einen vorgebbaren Fak tor erhöht, um eine Fehlerminimierung in Abhängigkeit von dem von der zweiten Überlagerungseinheit ausgegebenen Fehlersig nal bereitzustellen.According to yet another preferred development of the above lying invention is a sampling rate of the input signal in the sampling rate increasing unit by a specifiable factor gate to minimize errors depending on the Faulty output from the second superposition unit nal to provide.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vor liegenden Erfindung wird eine Abtastrate des von der Ersatz systemeinheit ausgegebenen Signals in der Abtastratenverrin gerungseinheit um den vorgebbaren Faktor m verringert. According to yet another preferred development of the above lying invention becomes a sampling rate of that of the replacement system unit output signal in the sampling rate unit reduced by the specifiable factor m.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Übertragen eines analogen Datenstroms, bei dem eine Entzerrung zum Verringern von Ein schwingvorgängen im Frequenzbereich vorgenommen wird, weist weiterhin die folgenden Schritte auf:
The method according to the invention for transmitting an analog data stream, in which equalization is carried out to reduce oscillation processes 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 oversampling adaptation signal unit;
c) transforming the oversampling signal back naleinheit output signal in a first oversampling inverse transform unit from the frequency range in the Time domain;
d) windows of the oversampling inverse transform unit output signal in a first oversampling window unit in the time domain;
e) transforming that from the first oversampling window Unit output signal in a first oversampling trans formation unit from the time domain to the frequency domain;
f) determining an error signal depending on that of the first oversampling transformation unit Signal in an oversampling error determination unit;
g) adapting that from the oversampling error determination unit output signal in an oversampling matching unit in such a way that a mistake made by comparing a transfer path of known, predeterminable order with an unknown th transmission path is determined is minimized;
h) inverse transforming that from the oversampling adapter output signal in a second oversampling reverse transfor mation unit from the frequency domain to the time domain;
i) windows of the second oversampling transform output unit signal in a second oversampling window unit, the second window like the first Windows taking place in the time domain;
j) transforming the second oversampling window unit output signal in a second oversampling unit of transformation from the time domain to the frequency domain rich; and
k) outputting at least one adapted output signal W w, k + 1 from the second oversampling transformation unit, with an output of the adapted output signal taking place in the frequency range.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vor liegenden Erfindung werden in der Überabtastadaptierungssig naleinheit Adaptierungssignale mit einem vorgebbaren Überab tastfaktor m bereitgestellt.According to yet another preferred development of the above lying invention are in the oversampling adaptation Adaptation signals with a predeterminable oversab duty factor m provided.

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

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vor liegenden 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 Anpas sung durch eine Minimierung der mittleren Fehlerquadrate der von der Überabtastfehlerbestimmungseinheit ausgegebenen Sig nale aus.According to yet another preferred development of the above invention leads the oversampling adapter to Minimize an error by comparing between a transmission path of known, predeterminable order and an unknown transmission path is determined, an adaptation solution by minimizing the mean squares of the error Sig output from the oversampling error determination unit nale out.

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

Fig. 1a ein Ablaufblockbild eines Verfahrens zum optimier ten Anpassen im Frequenzbereich gemäß einem Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; Figure 1a is a flow block diagram of a method for optimizing th adjusting the frequency domain according to an exporting approximately example 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 Über tragen von analogen Datenströmen, welche diskrete Mehrfachtonsymbole aufweisen, über einen Übertra gungskanal; FIG. 2a is a block diagram of a circuit arrangement for transmitting of analog data streams, which have discrete Mehrfachtonsymbole, supply channel via a Übertra;

Fig. 2b schematisch einen Aufbau eines diskreten Mehrfach tonsymbols mit zyklischem Präfix; FIG. 2b shows a schematic structure of a discrete multi tonsymbols with cyclic prefix;

Fig. 3 ein in Fig. 2a gezeigtes Übertragungssystem zum Übertragen eines analogen Datenstroms mittels dis kreten Mehrfachtonsymbolen in detaillierterer Dar stellung; . Fig. 3 is a transmission system 2a shown in Fig position for transmitting an analog data stream by means of dis kreten Mehrfachtonsymbolen in detail Dar;

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 Übertragungs kanal 102 und der Datenstromempfänger 211 veranschaulicht sind. Fig. 2a shows a schematic block diagram of an arrangement for transmitting an analog data stream according to the DMT method, wherein the data stream transmitter 210, the transmission channel 102 and the data stream receiver are illustrated 211th

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 eingegebe nen 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 is used 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 Transfor mation von den im Frequenzbereich vorliegenden Daten in Daten bereit, die im Zeitbereich vorliegen. Die Rücktransformati onseinrichtung 203 kann beispielsweise durch eine Einrichtung bereitgestellt werden, in welcher eine inverse schnelle Fou rier-Transformation (IFFT = Inverse Fast Fourier Transforma tion) 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 Rücktransformati onseinrichtung 203 durchgeführte Transformation von dem Fre quenzbereich in den Zeitbereich eine zu derjenigen Transfor mation 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 range into the time range represents a transformation inverse to that transformation which the transformation device 110 shown in FIG. 1 carries out.

Schließlich erfolgt eine Umsetzung des von der Rücktransfor mationseinrichtung 203 ausgegebenen digitalen Datenstroms in einen analogen Datenstrom mittels eines Digital-Analog- Umsetzers 204. Der nunmehr im Zeitbereich vorliegende, analo ge 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 Transforma tionseinrichtung 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 supplied to a transmission channel 102 which provides the data transmission described above, with a 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 supplied 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 supplied to the transformation device 110 .

Nach einer zu der in der Rücktransformationseinrichtung 203 inversen Transformation von dem Frequenzbereich in den Zeit bereich erfolgt nach einem Durchlaufen des transformierten Datenstroms durch eine Korrektureinrichtung (nicht gezeigt) und eine Bestimmungseinrichtung (nicht gezeigt) eine Dekodie rung in der Dekodierungseinrichtung 117. Der dekodierte Da tenstrom 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 203 transformierten 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:
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 < NM <N

Auf diese Weise kann einem Datenstromempfänger ein periodi sches Signal vorgetäuscht werden, wenn der durch den Übertra gungskanal verursachte Einschwingvorgang nach M Abtastwerten abgeklungen ist, d. h., es tritt keine Intersymbolinterferenz (ISI) auf.In this way, a periodic signal are simulated if the by the transfer 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 Mehrfachton symbol 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:
As shown in FIG. 2b, the original multiple-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.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 übertra gen 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 Gesamt länge 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 Milli sekunden 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 , a total length of the time sample to be transmitted is 544, which results in a sampling time T at a maximum audio frequency of a DMT signal of 2.208 MHz _A of 544 × 10 ^-6 / 2.208 seconds or 0.25 milliseconds results, 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 Entzerrungsverfah ren 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 bereitgestell tes Mehrfachtonsignal 303 bildet schließlich einen digitalen senderdatenstrom, der vom Frequenzbereich in den Zeitbereich transformiert worden ist. Das als digitaler Datenstrom ausge bildete Mehrfachtonsignal 303 wird schließlich in dem Digi tal-Analog-Umsetzer 204 in einen analogen Datenstrom umge setzt und einer Leitungstreibereinrichtung 304 zugeführt.A multiple-tone signal 303 provided by the reverse transformation device 203 finally forms a digital transmitter data stream which has been transformed from the frequency domain into the time domain. The multi-tone signal 303 formed 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 Übertra gungskanal 102, dessen Kanalübertragungsfunktion prinzipiell bekannt bzw. messbar ist. Im Übertragungskanal findet weiter hin 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 Vorverarbeitungsein richtung 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 in principle or can be measured. 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 Übertragungs verhaltens des Übertragungskanals bereitgestellt wird. Die korrigierten Transformationssignale 113a-113n werden weiter hin einer Bestimmungseinrichtung 116 zugeführt, in welcher Paare von Betragssignalen 114 und Phasensignalen 115 entspre chend den Mehrfachtonsignalen in dem analogen Datenstrom 101 bestimmt werden. Die Paare von Betragssignalen 114 und Pha sensignalen 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 subsequently 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 determining 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 übertra genden analogen Datenstrom 101 enthalten ist, sind üblicher weise äquidistant verteilt und werden nach folgender Formel berechenbar:
The frequencies of the multi-tone signal which is contained in the analog data stream 101 to be transmitted are usually distributed equidistantly and can be calculated using the following formula:

wobei T einer Zeitdauer und N einer Anzahl von Abtastwerten eines DMT-Symbols entspricht.where T is a time period and N is a number of samples corresponds to a DMT symbol.

Beispielsweise setzen herkömmliche DMT-Verfahren 256 Töne ein, welche jeweils als Sinustöne in Betrag und Phase modu lierbar sind. Die Grundfrequenz beträgt hierbei 4,3 kHz und der Frequenzabstand zwischen aufeinanderfolgenden Tönen be trägt 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 ausge bildeten 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 bei spielsweise M Abtastwerten abgeklungen sind.For example, conventional DMT methods use 256 tones, which can be modulated as sine tones in magnitude and phase. The basic frequency is 4.3 kHz and the frequency spacing between successive tones is also 4.3 kHz. A frequency spectrum of 4.3 kHz (fundamental frequency) to (4.3 kHz + 256 × 4.3 kHz) = 1.1 MHz is thus transmitted. Each DMT symbol is thus represented by a sine tone that can be modulated in magnitude and phase, with a maximum of 15 bits per symbol usually being represented as a complex number. When a multi-tone signal formed in this way is transmitted, however, the problem arises that transient processes are brought about by the transmission channel, which can be formed, for example, as a twisted copper double-wire line, which have decayed after, for example, M samples.

In der Sendereinrichtung werden nach einer inversen schnellen Fourier-Transformation (IFFT = Inverse Fast Fourier Transfor mation) 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 transform (IFFT = Inverse Fast Fourier Transfor mation) 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 Entzer rungsaufwand in einer Entzerrungseinrichtung, welche in dem Datenstromempfänger angeordnet ist, beträchtlich verringern, da nach einer Demodulation des empfangenden analogen Daten stroms 101 im Datenstromempfänger nur eine einfache Korrektur mit dem inversen Frequenzgang des Übertragungskanals in der Korrektureinrichtung 112 vorgenommen werden muss.As a result, in conventional methods, an equalization effort in an equalization device which is arranged in the data stream receiver can be considerably reduced, 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 is carried out must become.

Ein wesentlicher Nachteil einer Datenübertragung nach dem ADSL-Verfahren über Kupferleitungen, bei dem Mehrfachtonsig nale übertragen werden, besteht darin, dass lange Einschwing vorgänge 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:
A major disadvantage of data transmission using the ADSL method over copper lines, in which multi-tone signals are transmitted, is that long transient events 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,
M << N,

da andernfalls in nachteiliger Weise eine Reduzierung der Übertragungskapazität auftritt.otherwise, a disadvantageous reduction in Transmission capacity occurs.

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 bekann ten Verfahren in der Vorverarbeitungseinrichtung, die in dem Datenstromempfänger angeordnet ist, eine spezielle Entzer rungseinrichtung für den Zeitbereich (TDEQ = Time Domain Equalizer) in Form eines adaptiven Transversalfilters bereit gestellt, welches mit einer Abtastrate Fs arbeitet (bei spielsweise 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 Limiting to the cyclic prefix is known th method in the preprocessing device, which in the Data stream receiver is arranged, a special equalizer device for the time domain (TDEQ = Time Domain Equalizer) in the form of an adaptive transversal filter which works with a sampling rate Fs (at 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 Daten stroms 101 eine Übertragungsgüte in nachteiliger Weise ver schlechtert, da auch bei einem Einsatz einer Entzerrungsein richtung in dem Datenstromempfänger eine erhebliche Intersym bolinterferenz (ISI) vorhanden ist.Due to the necessary limitation of the length of the cyclic prefix to, for example, M = 4, as mentioned above, in conventional methods for transmitting an analog data stream 101, a transmission quality is adversely deteriorated, since even when using an equalization device in the data stream receiver Significant intersym interference (ISI) is present

In nachteiliger Weise enthält ein üblicher Übertragungskanal weiterhin Hoch- und Tiefpässe, um den zu übertragenden analo gen 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 analog to be transmitted to limit the data stream in its bandwidth, and in order to 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 angeordne ten 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 Shares which of those arranged in the data stream receiver equalization device cannot be eliminated.

In nachteiliger Weise sind diese Faltprodukte als Störsignale im Übertragungssignalband enthalten, wodurch eine Übertra gungsgüte verschlechtert wird.These folded products are disadvantageous as interference signals included in the transmission signal band, whereby a transmission quality of service 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 defi nierten 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 digi tal 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 is 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 is a digital transform of a signal is present in the digital time domain into a signal which is present in the frequency range digi tal, performs.

Die Transformationssignale 111a-111n entsprechen beispiels weise komplexen Zahlen für jeden der Mehrfachtöne, wobei eine Auswertung in Betrag und Phase bzw. in Realteil und Imaginär teil bereitgestellt wird. Weiterhin können die komplexen Zahlen als Amplituden von innerhalb eines Blocks auszusenden den 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 amount and phase or in real part and imaginary part being provided. Furthermore, the complex numbers can be provided as amplitudes of the cosine (real part) and sine vibrations (imaginary part) to be sent out 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 Transfor mationssignal 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 Fre quenzbereich 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. Here, 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 = Fast Fourier Transformation) in order to provide a fast transformation from the time domain to the frequency domain.

In einer Korrektureinrichtung 112 werden die Transformations signale 111a-111n mit einer bekannten Korrekturfunktion ge wichtet, die der Korrektureinrichtung 112 vorgegeben wird. Vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, ist diese Korrektur funktion, die der Korrektureinrichtung 112 vorgegeben wird, eine Inverse der Kanalübertragungsfunktion des Übertragungs kanals. Auf diese Weise können Einflüsse des Übertragungska nals hinsichtlich Frequenzgang, Phase etc. kompensiert wer den, 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 given to 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 113 a- 113 n 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, unbe kannten Pfad und einem in Fig. 1a gezeigten unteren, bekann ten Pfad.In Fig. 1a is shown how equalization can be optimized in the time domain. To this end, an input signal is x _k fed to two paths, one in Fig. Upper, non-known path and a bottom shown in Fig. 1a, well-th path shown 1a.

Im oberen Pfad wird das Eingangssignal x_k in eine Kanalüber tragungseinheit 103 eingegeben, welche das Übertragungsver halten eines Übertragungskanals 102 wiederspiegelt. Das Aus gangssignal 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 Kanalübertra gungseinheit 103 stellt dieser aus der Kanalübertragungsein heit 103 der ersten Überlagerungseinheit 105 und der Entzer rungseinheit 107 gebildete Kanal einen unbekannten Übertra gungspfad, d. h. einen Übertragungspfad mit einer zu bestim menden 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 from the channel transmission unit 103 is superimposed in a first superimposition unit 105 with a superimposition signal n _k , which can be designed, for example, as a noise signal, 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 , this 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 Übertragungs system 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 Verzöge rung 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 anschlie ßend wieder, um mit dem im oberen Übertragungspfad übertrage nen 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 of the second superposition unit 106 can be supplied.

Es sei darauf hingewiesen, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren in vorteilhafter Weise eine Güte einer Lösung be züglich 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 Überlage rungseinheit werden die über den oberen, unbekannten Übertra gungspfad und den unteren Übertragungspfad bekannter, vorgeb barer 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 regard 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. In the second superimposition unit, the signals transmitted via the upper, unknown transmission path and the lower transmission path known, predeterminable order are superimposed, so that an error signal e _k can be formed.

Dieses Fehlersignal e_k wird dazu verwendet, die in dem Über tragungspfad bekannter, vorgebbarer Ordnung liegende Ersatz systemeinheit 123 derart zu konzipieren, dass eine Entzer rungseinrichtung optimal angepasst werden kann.This error signal e _k is used to design the replacement system unit 123 known in the transmission path, which can be predetermined, in such a way that an equalization device can be optimally adapted.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird eine Entzerrung im Frequenzbereich bereitge stellt, 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 zuge führt. Der Ausdruck "Überabtast" bezeichnet Systemeinheiten, welche mit einer gegenüber dem Übertragungskanal um einen Faktor m erhöhter Abtastrate arbeiten. Das in der Überabtast adaptierungssignaleinheit 125 gemäß der Beziehung:
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. The adaptation signal unit 125 in the oversampling according to the relationship:

verarbeitete Signal wird einer ersten Überabtastfensterungs einheit 127 zugeführt. Hierbei bezeichnet B eine Ersatzsys temeinheit, Y ein Ausgangssignal und X ein Eingangssignal, wobei der Index m eine Überabtastung um den Faktor m bedeu tet. In der ersten Überabtastrücktransformationseinheit 126 erfolgt eine Rücktransformation des von der Überabtastadap tierungssignaleinheit 125 ausgegebenen Signals von dem Fre quenzbereich in den Zeitbereich.processed signal is supplied to a first oversampling window 127 . Here B denotes a replacement 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 range into the time range.

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 Überabtasttransformations einheit 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. Then, in the time domain, a windowing signal is 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 aus gegebene Signal wird in einer Überabtastfehlerbestimmungsein heit 129 hinsichtlich eines Fehlers zwischen einer vorgebba ren Übertragungsfunktion, d. h. einem Übertragungspfad bekann ter, vorgebbarer Ordnung und einem zu bestimmenden, d. h. unbekannten Übertragungspfad verglichen, wobei darauf hinge wiesen 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 reference is made to the fact that only one works with oversampled signals in order to obtain a controllable quality of a solution, depending on the oversampling factor m.

Das von der Überabtastfehlerbestimmungseinheit 129 ausgegebe ne Signal wird einer Überabtastanpasseinheit 130 zugeführt, in welcher der Fehler nach einem vorgebbaren Verfahren mini miert wird. Insbesondere wird der Fehler nach einem im Fre quenzbereich ablaufenden Fehlerminimierungsverfahren auf der Basis des geringsten quadratischen Fehlers minimiert. Es sei darauf hingewiesen, dass auch andere herkömmliche Fehlermini mierungsverfahren in der Überabtastanpasseinheit 130 einge setzt 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 predeterminable method. In particular, the error is minimized according to an error minimization method running in the frequency range on the basis of the smallest quadratic error. It should be noted that other conventional error minimization methods can be used in the oversampling matching unit 130 .

Ein Ausgangssignal der Überabtastanpasseinheit 130 wird einer zweiten Überabtastrücktransformationseinheit 131 zugeführt, in welcher bei dem vorgegebenen Überabtastfaktor m eine Rück transformation 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 Überab tastfensterungseinheit 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, at the predetermined oversampling factor m, a reverse transformation is carried out from the frequency domain into the time domain. 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 ange legt, welche eine Transformation von dem Zeitbereich in den Frequenzbereich bereitstellt. Das von der zweiten Überabtast transformationseinheit 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} present in the frequency domain, which can be further processed in a data stream receiver.

Bezüglich der in den Fig. 4a und 4b dargestellten Ablauf blockdiagramme 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.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

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

101101

Analoger Datenstrom
Analog data stream

101101

' Übertragener analoger Datenstrom
'' Analog data stream transmitted

102102

Übertragungskanal
transmission channel

103103

Kanalübertragungseinheit
Channel transmission unit

104104

Analog-Digital-Umsetzer
Analog-to-digital converter

105105

Erste Überlagerungseinheit
First overlay unit

106106

Zweite Überlagerungseinheit
Second overlay unit

107107

Entzerrungseinheit
peaking unit

108108

Abtastratenerhöhungseinheit
Upsampling unit

109109

Empfangssymboldatenstrom
Reception symbol stream

110110

Transformationseinrichtung
transformation means

111111

a-a-

111111

n Transformationssignale
n transformation signals

112112

Korrektureinrichtung
corrector

113113

a-a-

113113

n Korrigierte Transformationssignale
n Corrected transformation signals

114114

Betragssignal
amount signal

115115

Phasensignal
phase signal

116116

Bestimmungseinrichtung
determiner

117117

Dekodierungseinrichtung
decoding means

118118

Dekodierter Datenstrom
Decoded data stream

119119

Datenausgabeeinrichtung
Data output means

120120

Verzögerungseinheit
delay unit

121121

Überlagerungseinrichtung
Superposition device

122122

Rauschsignal
noise signal

123123

Ersatzsystemeinheit
Replacement system unit

124124

Abtastratenverringerungseinheit
Downsampling unit

125125

Überabtastadaptierungssignaleinheit
Überabtastadaptierungssignaleinheit

126126

Erste Überabtastrücktransformationseinheit
First oversampling reverse transformation unit

127127

Erste Überabtastfensterungseinheit
First overscan window unit

128128

Erste Überabtasttransformationseinheit
First oversampling transformation unit

129129

Überabtastfehlerbestimmungseinheit
Überabtastfehlerbestimmungseinheit

130130

Überabtastanpasseinheit
Überabtastanpasseinheit

131131

Zweite Überabtastrücktransformationseinheit
Second oversampling reverse transformation unit

132132

Zweite Überabtastfensterungseinheit
Second overscan window unit

133133

Zweite Überabtasttransformationseinheit
Second oversampling transformation unit

201201

Dateneingabeeinrichtung
Data input device

202202

Kodierungseinrichtung
coding means

203203

Rücktransformationseinrichtung
Transform means

204204

Digital-Analog-Umsetzer
Digital-to-analog converter

205205

DMT-Symbolanfang
DMT symbol beginning

206206

DMT-Symbolende
DMT symbol end

207207

Präfixanfang
Präfixanfang

208208

Diskretes Mehrfachtonsymbol ("discrete multi tone", DMT-Symbol)
Discrete multi tone symbol ("DMT" symbol)

209209

Kanalübertragungssignal
Channel transmission signal

210210

Datenstromsender
Stream channels

211211

Datenstromempfänger
Data stream receiver

212212

Zyklischer Präfix
Cyclic prefix

213213

DMT-Symbolendwerte
DMT Symbolendwerte

301301

Vorverarbeitungseinrichtung
preprocessing

302302

Vorverarbeiteter digitaler Datenstrom
Pre-processed digital data stream

303303

Mehrfachtonsignal
Mehrfachtonsignal

304304

Leitungstreibereinrichtung
Line driver device

401401

Adaptierungssignaleinheit
Adaptation signal unit

402402

Erste Rücktransformationseinheit
First reverse transformation unit

403403

Erste Fensterungseinheit
First windowing unit

404404

Erste Transformationseinheit
First transformation unit

405405

Fehlerbestimmungseinheit
Problem determination unit

406406

Anpasseinheit
matching unit

407407

Zweite Rücktransformationseinheit
Second reverse transformation unit

408408

Zweite Fensterungseinheit
Second windowing unit

409409

Zweite Transformationseinheit
Second transformation unit

Claims

1. A method for transmitting an analog data stream ( 101 ), in which an equalization is carried out to reduce transients in the time domain, with the steps:

a) entering an input signal (x _k ) in a channel transmission unit ( 103 ) and in 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 reducing unit ( 124 );
g) superimposing the signal output by the sampling rate reduction unit ( 124 ) with the signal equalized in the equalization unit ( 107 ) in a second superimposition unit ( 106 );
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 superimposing the signals output by the equalization unit ( 107 ) and the sampling rate reduction unit ( 123 ) in the second superimposition unit ( 106 ); and
j) adapting an equalization function in the time domain weighting the sum signal (v _k ) in the equalization unit ( 107 ) such that the error signal (e _k ) output in step i) is minimized.

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 any one of the preceding claims, characterized in that a transmission path of known, predeterminable order by the series arrangement of the sampling rate increase unit ( 108 ), the delay unit ( 120 ), the replacement system unit ( 123 ) and the sample rate reduction unit ( 124 ) is predetermined.

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

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a sampling rate of the signal output by the replacement system unit ( 123 ) in the sampling rate reduction unit ( 124 ) is reduced by the predeterminable factor (m).

6. A method for transmitting an analog data stream ( 101 ), in which equalization is carried out to reduce transients in the frequency domain, with the steps:

a) entering 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) transforming the signal output by the oversampling adaptation signal unit ( 125 ) in a first oversampling reverse transformation unit ( 126 ) from the frequency domain into the time domain;
d) windows of the signal output by the first oversampling reverse transformation 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) inversely transforming the signal output by the oversampling adaptation unit ( 130 ) in a second oversampling inversion transformation unit ( 131 ) from the frequency domain into the time domain;
i) windows of the signal output by the second oversampling transformation 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 predeterminable oversampling factor (m) are provided in the oversampling adaptation signal unit ( 125 ).

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

9. The method according to any one 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 error squares of the signals output by the oversampling error determination unit ( 129 ).