DE10160733A1

DE10160733A1 - Verfahren zur kontinuierlichen Schätzung der Entzerrkoeffizienten für leitungsgebundene Übertragungssysteme

Info

Publication number: DE10160733A1
Application number: DE10160733A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr Ahrndt; Robert Klinski
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Siemens AG
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV; Siemens AG
Priority date: 2001-12-11
Filing date: 2001-12-11
Publication date: 2003-08-28
Also published as: WO2003055117A3; CN1636348A; WO2003055117A2; EP1593243A2; US20050063499A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Datenempfangsverfahren, ein Datenkommunikationssystem (9) sowie eine Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14), welche so eingerichtet ist, dass sie über einen Übertragungskanal (12) modulierte Übertragungssignale (3, 4, 5) von einer Sende- bzw. einer weiteren Sende/Empfangseinrichtung (15) empfangen kann, wobei mit Hilfe der Übertragungssignale (3, 4, 5) Synchronisationsdaten übertragen werden, die zur Synchronisation der Empfangseinrichtung (14) verwendet werden, und wobei die Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) eine Entzerrer-Einrichtung (22) aufweist zum Entzerren der empfangenen oder hieraus abgeleiteten Signale (3, 4, 5, Y¶k¶), dadurch gekennzeichnet, dass die gleichen Übertragungssignale (3, 4, 5), mit welchen die Synchronisationsdaten übertragen werden, in der Empfangseinrichtung (14) auch zum Einstellen der Entzerrer-Einrichtung (22) verwendet werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Datenkommunikationssystem mit einer derartigen Empfangseinrichtung, sowie ein Datenempfangsverfahren gemäß Oberbegriff des Anspruchs 15. Datenkommunikationssysteme weisen i. A. eine oder mehrere Sende- bzw. Sende/Empfangseinrichtungen auf, von der/denen aus Übertragungssignale z. B. über twisted-pair- Leitungen an eine oder mehrere Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtungen übertragen werden, und umgekehrt.
Die Sendeeinrichtung kann z. B. eine in einer EWSD-Endvermittlungsstelle (EWSD = Elektronisches Wählsystem Digital) vorgesehene elektronische Baugruppe sein, die mehrere Modems aufweist. An jedem Modem ist eine Teilnehmer-Anschlußleitung, z. B. eine twisted-pair-Leitung angeschlossen, über die jeweils modulierte Übertragungssignale z. B. an ein an einem Teilnehmer-Endanschluß vorgesehenes Modem übertragen werden. Entsprechende Übertragungssignale werden auch vom Teilnehmer- Endanschluß-Modem ausgesendet (z. B. über eine weitere twisted-pair-Leitung), und vom entsprechenden Endvermittlungsstellen-Modem empfangen.
Die Datenkommunikation zwischen den Modems (Modulatoren- Demodulatoren) kann z. B. auf Basis von POTS-(Plain Old Telephone Service), ISDN-(Integrated Services Digital Network), oder xDSL-(x Digital Subscriber Line)Datenübertragungsprotokollen erfolgen, z. B. mittels ADSL-Datenübertragung bzw. gemäß den Standards ITU G.992.1 (G.dmt) bzw. ITU G.992.2 (G.Lite).
Bei der Datenkommunikation gemäß einem xDSL-Protokoll werden mehrere Frequenzbänder (bins) verwendet, die oberhalb der zur POTS- bzw. ISDN-Datenübertragung genutzten Frequenzbänder liegen.
Zur Übertragung von Daten über die xDSL-Frequenzbänder kann z. B. ein QAM-Datenübertragungsverfahren eingesetzt werden. Dabei kann in einem bestimmten Frequenzband jeweils eine Cosinus-Schwingung verwendet werden, deren Frequenz z. B. in der Mitte des entsprechenden Frequenzbands liegt.
Jedem zu übertragenden Bit oder jeder zu übertragenden Bitfolge ist (z. B. unter Verwendung eines Phasensterns) eine Cosinus-Schwingung bestimmter Amplitude und Phase zugeordnet. Aus der Amplitude und Phase der jeweils empfangenen Cosinus- Schwingung kann dann in der Empfangseinrichtung das jeweils übertragene Bit bzw. die jeweils übertragene Bitfolge bestimmt werden.
Bei DSL-Datenübertragungsverfahren werden außer den eigentlichen Nutzdaten z. B. auch Synchronisationsdaten übertragen.
Die Übertragung von Synchronisationsdaten erfolgt während eines vorbestimmten, im DSL-Standard definierten Zeitabschnitts (d. h. während des sog. Synchronisationsdaten-Rahmens bzw. -Frames). In dem auf den Synchronisationsrahmen folgenden Zeitabschnitt, der in 68 Unterabschnitte unterteilt ist (Nutzdaten-Rahmen) werden die eigentlichen Nutzdaten übertragen.
Der Synchronisationsdaten-Rahmen, und die daraufolgenden 68 Nutzdaten-Rahmen bilden zusammen einen - insgesamt 69 Rahmen umfassenden - DSL-Super- bzw. Metarahmen.
Eine zur von der jeweiligen Sende/Empfangseinrichtung übertragenen Synchronisationsdatenbitfolge identische Synchronisationsdatenbitfolge ist vorab in der mit der jeweiligen Sende/Empfangseinrichtung kommunizierenden (weiteren) Sende/Empfangseinrichtung gespeichert.
Dort wird die jeweils empfangene Datenbitfolge mit der vorab abgespeicherten Synchronisationsdatenbitfolge verglichen. Abhängig davon, ob eine Übereinstimmung festgestellt werden kann, oder nicht, ist die jeweils empfangene Bitfolge einem Synchronisationsdaten-Rahmen, oder einem Nutzdaten-Rahmen zuzuordnen. Dadurch kann eine zeitliche Koordination der DSL- Datenübertragung zwischen der jeweils sendenden, und der jeweils empfangenden Sende/Empfangseinrichtung erreicht werden.
Bei der DSL-Datenübertragung über eine bestimmte twisted- pair-Leitung kann es aus einer Vielzahl von Gründen zu Verzerrungen des ursprünglich ausgesendeten Signals kommen.
Zur Kompensation der Verzerrungen ist an der jeweiligen Empfangseinrichtung eine (einstellbare) Entzerrer-Einrichtung vorgesehen, in der das empfangene Signal entzerrt wird.
Bei den o. g. DSL-Standards (ITU G.992.1 (G.dmt) bzw. ITU G.992.2 (G.Lite)) ist vorgesehen, während einer Initialisierungsphase der entsprechenden Sende/Empfangseinrichtungen (d. h. vor der eigentlichen Datenübertragung) die Verzerr- Eigenschaften des jeweiligen Übertragungskanals zu bestimmen.
Hierzu werden während der Initialisierungsphase von der jeweiligen Sendeeinrichtung aus sog. Trainingssequenzen übertragen. Diese sind in der jeweiligen Empfangseinrichtung bekannt, und werden dort mit den tatsächlich empfangenen (gestörten) Trainingssequenzen verglichen. Hieraus können auf an sich bekannte Weise die (momentanen) Kanalverzerrungen bestimmt werden.
Die o. g. Entzerrer-Einrichtung kann dann entsprechend so eingestellt werden, dass die empfangenen Signale (möglichst gut) entzerrt werden.
Da sich die Verzerr-Eigenschaften des jeweiligen Übertragungskanals laufend ändern, wird die Entzerrer-Einrichtung in regelmäßigen Abständen nachjustiert.
Allerdings werden nach Beendigung der o. g. Initialisierungsphase - d. h. nach Beginn der eigentlichen (Nutz-)Datenübertragung - gemäß den o. g. DSL-Standards keine Trainingssequenzen mehr übertragen.
Deshalb werden während der eigentlichen Nutzdatenübertragung zur Ermittlung der sich (ggf. geänderten) Verzerr- Eigenschaften des Übertragungskanals statistische Verfahren eingesetzt, z. B. statistische Gradientenalgorithmen, beispielsweise ein LMS-Algorithmus.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, eine neuartige Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung, ein neuartiges Datenkommunikationssystem mit einer derartigen Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung, sowie ein neuartiges Datenempfangsverfahren zur Verfügung zu stellen.

Die Erfindung erreicht diese und weitere Ziele durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 13 und 15. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung wird eine Empfangseinrichtung bzw. eine Sende/Empfangseinrichtung bereitgestellt, welche so eingerichtet ist, dass sie über einen Übertragungskanal modulierte Übertragungssignale von einer Sende- bzw. einer weiteren Sende/Empfangseinrichtung empfangen kann, wobei mit Hilfe der Übertragungssignale Synchronisationsdaten übertragen werden, die zur Synchronisation der Empfangseinrichtung verwendet werden, und wobei die Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung eine Entzerrer-Einrichtung aufweist zum Entzerren der empfangen, oder hieraus abgeleiteten Signale, dadurch gekennzeichnet, dass die gleichen Übertragungssignale, mit welchen die Synchronisationsdaten übertragen werden, in der Empfangseinrichtung auch zum Einstellen der Entzerrer-Einrichtung verwendet werden.

Dadurch kann - insbesondere auch dann, wenn die Initialisierungsphase der Empfangseinrichtung bereits beendet ist (d. h. während der eigentlichen Nutzdatenübertragung) - die Entzerrer-Einrichtung relativ schnell, und mit relativ hoher Genauigkeit eingestellt werden. Die gute Entzerrung der empfangen, oder hieraus abgeleiteten Signale führt zu einer gegenüber dem Stand der Technik verringerten Bitfehler-Rate.

Vorteilhaft enthalten die Synchronisationsdaten eine Synchronisationsdatenbitfolge, welche zur Synchronisation der Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung mit einer vorab in einer Speichereinrichtung der Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung gespeicherten Bitfolge verglichen wird.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung werden die Übertragungssignale, welche zur Synchronisation der Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung, und zum Einstellen der Entzerrer- Einrichtung verwendet werden, während eines Synchronisationsrahmens, und die eigentlichen Nutzdaten während eines (Nutz-) Datenrahmens übertragen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1a eine schematische Darstellung eines zur Übertragung von Nutz- und Referenz-/Synchronisationsdaten verwendeten Phasensterns;
Fig. 1b eine beim in Fig. 1a gezeigten Phasenstern verwendete Bitfolgen-Zuordnungstabelle;
Fig. 1c eine schematische Darstellung eines Datenkommunikationssystems mit Sende/Empfangseinrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1d eine schematische Darstellung der von einer erfindungsgemäßen Sende/Empfangseinrichtung zur POTS- bzw. ISDN-, und zur DSL-Datenübertragung verwendeten Frequenzbänder;
Fig. 2 eine zur Nutz- und Referenz- /Synchronisationsdatenübertragung verwendete Cosinusschwingung;
Fig. 3 eine weitere zur Nutz- und Referenz- /Synchronisationsdatenübertragung verwendete Cosinusschwingung;
Fig. 4 eine dritte zur Nutz- und Referenz- /Synchronisationsdatenübertragung verwendete Cosinusschwingung;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines bei der Erfindung zur Nutz- und Referenz- /Synchronisationsdatenübertragung verwendeten Super-Rahmens; und
Fig. 6 eine schematische Darstellung des Aufbaus und der Funktionsweise der in Fig. 1c gezeigten Sende/Empfangseinrichtung.
In Fig. 1c ist ein Beispiel für ein Datenkommunikationssystem 9 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Das Datenkommunikationssystem 9 weist eine an ein Telefonnetz (hier: das öffentliche Telefonnetz 10) angeschlossene Endvermittlungsstelle 11 (hier: ein elektronisches Wählsystem digital bzw. EWSD) auf. In der Endvermittlungsstelle 11 sind mehrere Sende/Empfangseinrichtungen 15 vorgesehen, die über Teilnehmeranschlußleitungen 12, z. B. twisted-pair-Leitungen jeweils mit Sende/Empfangseinrichtungen 14 verbunden sind, die in Teilnehmer-Endanschlußeinrichtungen 13 angeordnet sind. Die twisted-pair-Leitungen bestehen jeweils aus zwei Adern 12a, 12b. Zur Datenübertragung über die jeweiligen Adernpaare werden differentielle bzw. symmetrische Signale verwendet.
Die Datenkommunikation zwischen den in der Endvermittlungsstelle 11 vorgesehenen Sende/Empfangseinrichtungen 15 und den Sende/Empfangseinrichtungen 14 der Teilnehmer- Endanschlußeinrichtungen 13 erfolgt mittels POTS-(Plain Old Telephone Service) bzw. ISDN-(Integrated Services Digital Network) Sprachdatenübertragung, sowie mittels xDSL-(x Digital Subscriber Line) Datenübertragung.
Gemäß Fig. 1d werden bei der xDSL-Datenübertragung mehrere in einem Frequenzbereich 16 liegende Frequenzbänder (bins) 16a, 16b, 16c, 16d, 16e verwendet (hier: M verschiedene Frequenzbänder), die oberhalb einer Frequenz f1 liegen. Der Frequenzbereich 17 unterhalb der Frequenz f1 wird für herkömmliche POTS- bzw. ISDN-Sprachdatenübertragung genutzt. Im Falle einer POTS-Datenübertragung beträgt f1 ungefähr 25 kHz, und im Falle einer ISDN-Datenübertragung ungefähr 130 kHz.
Zur DSL-Datenübertragung zwischen entsprechenden Endvermittlungsstellen-Sende/Empfangseinrichtungen 15 und Teilnehmer- Sende/Empfangseinrichtungen 14 (und umgekehrt) kann z. B. ein QAM-Verfahren eingesetzt werden. Hierbei werden für jedes der o. g. M verschiedenen DSL-Frequenzbänder 16a, 16b, 16c, 16d, 16e Cosinus-Trägerschwingungen verwendet, deren Frequenzen z. B. jeweils in der Mitte des entsprechenden Frequenzbands 16a, 16b, 16c, 16d, 16e liegen können.
Zur Codierung von Daten (z. B. von Nutzdaten, sowie von Referenz-/Synchronisationsdaten) in einer Cosinusschwingung kann z. B. der in Fig. 1a gezeigte Phasenstern 1 verwendet werden.
Wie weiter unten noch genauer erläutert wird, dienen die Referenz-/Synchronisationsdaten beim hier erläuterten Ausführungsbeispiel zur Einstellung einer Entzerrer-Einrichtung 22, sowie zur Synchronisation der Nutzdatenübertragung.
Der Phasenstern 1 weist beim vorliegenden Ausführungsbeispiel drei konzentrische Kreise auf, denen gemäß der Darstellung unten jeweils eine Schwingungsamplitude A1, A2, A3 bestimmter Höhe zugeordnet ist. Auf diesen Kreisen sind hier insgesamt 16 Punkte a, b, c, d, f (bzw. - anders ausgedrückt - 16 in der komplexen Zahlenebene liegende Symbole a, b, c, d, f) angeordnet, denen hier jeweils eine von 16 verschiedenen Folgen von 4 Bits zugeordnet ist.
Vier Punkten a, b, d, e (bzw. vier in der komplexen Zahlenebene angeordneten Symbolen a, b, d, e), die jeweils bei einem Winkel φ1, φ2, φ3 bzw. φ4 von 45°, 135°, 225° bzw. 315° auf dem innersten, der ersten Amplitude A1 zugeordneten Kreis liegen, ist gemäß der in Fig. 1b gezeigten Zuordnungstabelle 2 jeweils die Bitfolge "1010", "0101", "1001" bzw. "0110" zugeordnet.
Auf entsprechende Weise ist gemäß Fig. 1a vier weiteren, bei entsprechenden Winkeln φ1, φ2, φ3 bzw. φ4 von 45°, 135°, 225° bzw. 315° auf dem äußersten, der dritten Amplitude A3 zugeordneten Kreis liegenden Punkten c, f (bzw. Symbolen c, f) gemäß der in Fig. 1b gezeigten Zuordnungstabelle 2 jeweils die Bitfolge "1100", "1111", "0000" bzw. "0011" zugeordnet.
Die übrigen Bitfolgen ("1101", "1110", "1000", "1011", "0100", "0111", "0001", "0010") sind 8 Punkten (bzw. Symbolen) zugeordnet, die auf dem mittleren, der zweiten Amplitude A2 zugeordneten Kreis liegen, und zwar jeweils bei Winkeln φ5, φ6, φ7, φ8, φ9, φ10, φ11 bzw. φ12 von ca. 20°, 70°, 110°, 160°, 200°, 250°, 290° bzw. 340°.
Zur Übermittlung von Nutzdaten, oder zur Übermittlung von Referenz-/Synchronisationsdaten von der Endvermittlungsstellen- Sende/Empfangseinrichtung 15 zur jeweiligen Teilnehmerendanschluß-Sende/Empfangseinrichtung 14, und umgekehrt, wird (jeweils parallel in jedem der o. g. Frequenzbänder 16a, 16b, 16c, 16d, 16e) eine Folge von mehreren, aufeinanderfolgend ausgesendeten, jeweils eine bestimmte Zeitdauer andauernden Cosinusschwingungen 3, 4, 5 übertragen (vgl. Fig. 2, 3, 4).
Sämtliche Cosinusschwingungen 3, 4, 5 weisen - abhängig vom jeweils verwendeten Frequenzband - eine bestimmte, konstante, wie oben erläutert jeweils in der Mitte des entsprechenden Frequenzbands 16a, 16b, 16c, 16d, 16e liegende Frequenz auf.
Jede Cosinusschwingung 3, 4, 5 kennzeichnet jeweils eine bestimmte der o. g. Bitfolgen, und zwar über die Höhe der Schwingungsamplitude A1, A2, A3, und über die Phasenverschiebung Δφ der jeweiligen Schwingung 3, 4, 5 gegenüber einem in den jeweiligen Sende/Empfangseinrichtungen 14, 15 synchron laufenden Grundtakt, bzw. gegenüber einer von der jeweiligen Sende/Empfangseinrichtung 15 ausgesendeten Pilottonschwingung.
Die jeweils verwendete Amplitude A1, A2, A3 enspricht dabei derjenigen Amplitude, die diejenigem Kreis des in Fig. 1a gezeigten Phasensterns 1 zugeordnet ist, auf dem der Punkt bzw. das Symbol a, b, c, d, e, f liegt, dem die jeweils zu übertragende Bitfolge zugeordnet ist.
Auf entsprechende Weise ist die Phasenverschiebung Δφ der jeweiligen Cosinusschwingung 3, 4, 5 so gewählt, dass sie dem o. g. Winkel φ1, φ2, φ3, φ4, φ5, φ6, φ7, φ8, φ9, φ10, φ11 bzw. φ12 des der jeweils zu übertragenden Bitfolge zugeordneten Punktes bzw. Symbols a, b, c, d, e, f im Phasenstern 1 entspricht.
Beispielsweise kennzeichnet die in Fig. 2 gezeigte Cosinusschwingung 3 durch deren Amplitude A1, und deren Phasenverschiebung von Δφ = 45° die dem Punkt bzw. dem Symbol a auf dem Phasenstern 1 zugeordnete Bitfolge "1010", die in Fig. 3 gezeigte Cosinusschwingung 4 durch deren Amplitude A1, und deren Phasenverschiebung von Δφ = 135° die dem Punkt bzw. dem Symbol d zugeordnete Bitfolge "1001", und die in Fig. 4 gezeigte Cosinusschwingung 5 durch deren Amplitude A3, und deren Phasenverschiebung von Δφ = 135° die dem Punkt bzw. dem Symbol c zugeordnete Bitfolge "1100".
Soll als Nutzdaten- oder als Referenz-/Synchronisationsdatenbitfolge z. B. die Datenbitfolge "101010011100" übertragen werden, kann dies dadurch erfolgen, dass z. B. von der Endvermittlungsstellen-Sende/Empfangseinrichtung 15 zur Teilnehmerendanschluß-Sende/Empfangseinrichtung 14 (oder umgekehrt) nacheinander die in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigten Cosinusschwingungen 3, 4, 5 übertragen werden.
Gemäß dem DSL-Protokoll findet in jedem Frequenzband 16a, 16b, 16c, 16d, 16d die Datenübertragung jeweils zu vorbestimmten Zeitabschnitten, d. h. innerhalb bestimmter Rahmen bzw. Frames statt. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, sind dabei mehrere (hier: 69) verschiedene, jeweils eine vorbestimmte Zeitdauer andauernde Rahmen 1a, 2a, 3a, . . ., 69a zu einem Meta- bzw. Super-Rahmen 6 zusammengefasst (auf den ein weiterer, entsprechend wie der Meta-Rahmen 6 aufgebauter Meta- Rahmen folgt, usw.). Die Meta-Rahmen 6 können z. B. eine Dauer von jeweils 10-25 ms, insbesondere von ungefähr 17 ms aufweisen.
Laut DSL-Protokoll stellt der erste Rahmen 1a des Meta- Rahmens 6 einen sog. Synchronisationsrahmen dar, auf den mehrere (hier: 68) Datenrahmen 2a, 3a, . . ., 69a folgen.
DSL-protokollgemäß, und beim hier beschriebenen Ausführungsbeispiel dienen die Datenrahmen 2a, 3a, . . ., 69a zum Übertragen von Nutz-, und (während einer Initialisierungsphase - d. h. vor Beginn der eigentlichen (Nutz-) Datenübertragung) von Referenzdaten.
Die während der Initialisierungsphase übertragenen Referenzdaten werden zur Einstellung der Entzerrer-Einrichtung 22 verwendet.
Gemäß dem DSL-Protokoll dient der Synchronisationsrahmen bzw. der erste Rahmen 1a zur Übertragung von Synchronisationsdaten. Wie weiter unten genauer erläutert wird, werden diese beim vorliegenden Ausführungsbeispiel - außer zur Synchronisation - zusätzlich als Referenzdaten verwendet, insbesondere zur Einstellung, z. B. zur Nachjustierung, der Entzerrer- Einrichtung 22.
Bei einem alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist z. B. denkbar, dass innerhalb der Datenrahmen 2a, 3a, . . ., 69a ausschließlich Nutzdaten, d. h. - auch während der Initialisierungsphase - keine Referenzdaten übertragen werden, d. h. die Einstellung der Entzerrer-Einrichtung 22 ausschließlich auf Basis der innerhalb eines Synchronisationsrahmens übertragenen Referenz-/Synchronisationsdaten erfolgt.
In Fig. 6 ist eine - schematische - Darstellung des Aufbaus und der Funktionsweise der in Fig. 1c gezeigten Sende/Empfangseinrichtung 14 dargestellt.
Die in der in der Endvermittlungsstelle 11 angeordnete Sende/Empfangseinrichtung 15 ist entsprechend aufgebaut, und weist entsprechende Funktionalitäten auf, wie die in Fig. 6 gezeigte teilnehmeranschlussseitige Sende/Empfangseinrichtung 14.
In der teilnehmeranschlussseitigen Sende/Empfangseinrichtung 14 werden die über die Teilnehmeranschlussleitung 12 von der Endvermittlungsstelle 11 empfangenen Analogsignale in einer (nicht dargestellten) Analog-Digital-Umsetzeinrichtung in (serielle) digitale Signale umgewandelt, die auf einer Leitung 7 ausgegeben werden.
Die von der Analog-Digital-Umsetzeinrichtung ausgegebene Folge von diskreten Signalwerten wird dann, wie in Fig. 6 dargestellt ist, über die Leitung 7 einer Seriell/Parallel- Wandeleinrichtung 8 zugeführt, und dort in entsprechende parallele, digitale Signale umgewandelt.
Die parallelen, digitalen Signale werden über ein Leitungsbündel 18 einer Fourier-Transformationseinrichtung 19 zugeführt. Dort wird mit Hilfe eines DFT-Verfahrens (DFT = diskrete Fourier-Transformation) jeweils die Amplitude A_k und Phase Δφ_k der o. g. M verschiedenen Cosinus-Trägerschwingungen 3, 4, 5 ermittelt (bzw. die den M Cosinus-Trägerschwingungen 3, 4, 5 zugeordneten M (komplexen) Symbol-Werte Y_k mit jeweils einer Amplitude A_k, und einer Phase Δφ_k (Vektor Y)).
Die Amplituden A_k und Phasen Δφ_k (bzw. die M (komplexen) Symbol-Werte Y_k) werden über ein aus mehreren verschiedene Leitungen bestehendes Leitungsbündel 20 einer Entzerrer- Einrichtung 22, und die entzerrten Signale (hier dargestellt durch M (komplexe) Symbol-Werte Y'_k, Vektor Y') zur weiteren Signalverarbeitung dann über ein aus mehreren, weiteren Leitungen bestehendes Leitungsbündel 27 einer (nicht dargestellten) Auswerteeinrichtung zugeführt.
Bei der DSL-Datenübertragung über die twisted-pair-Leitung 12 kann es aus einer Vielzahl von Gründen zu Verzerrungen der ursprünglich ausgesendeten Signale kommen.
Zur Kompensation der Verzerrungen dient die (einstellbare) Entzerrer-Einrichtung 22.
Die Entzerrer-Einrichtung 22 kann z. B. mehrere digitale Filter-Einrichtungen mit jeweils einem (oder mehreren, z. B. kaskadierten) Digitalfiltern aufweisen. Die Filterkoeffizienten der Digitalfilter können von Außen eingestellt werden, z. B. durch Anlegen entsprechender Steuersignale an entsprechenden Steuerleitungen eines Leitungsbündel 28.
Die o. g. Entzerrer-Einrichtung 22, insbesondere die Filterkoeffizienten der darin enthaltenen Digitalfilter werden so eingestellt, dass die empfangenen Signale (möglichst gut) entzerrt werden, insbesondere so, dass für jeden der o. g. von der Entzerrer-Einrichtung 22 ausgegebenen (komplexen) Symbol- Werte Y'_k - im Frequenzbereich betrachtet - die folgende Formel gilt:

Y'_k = FEQ_k Y_k (Formel (1))

bzw. die Formel

Y'_k = H^-1 _k Y_k (Formel (2))
Dabei ist FEQ_k bzw. H^-1 _k die Inverse der für den k-ten Kanal bzw. das k-te Frequenzband 16a, 16b, 16c, 16d, 16e (der insgesamt M Kanäle bzw. M Frequenzbänder) geltenden, geschätzten (Kanal-)Übertragungsfunktion H_k.
Die Entzerrer-Einrichtung 22 bzw. die Filterkoeffizienten werden während der Initialisierungsphase z. B. auf an sich bekannte Weise auf Basis der während der Datenrahmen 2a, 3a, . . ., 69a übertragenen Referenzdaten eingestellt.
Da sich die Verzerr-Eigenschaften des jeweiligen Übertragungskanals laufend ändern, wird die Entzerrer-Einrichtung 22 - nach der Initialisierungsphase - in regelmäßigen Abständen nachjustiert.
Die Einstellung bzw. Nachjustierung der Entzerrer-Einrichtung 22 bzw. der Filterkoefizienten erfolgt dabei, wie weiter unten im Detail erläutert wird, auf Basis der während des Synchronisationsrahmens 1a übertragenen Referenz- /Synchronisationsdaten.
Alternativ oder zusätzlich können auch bereits während der Initialisierungsphase die während des Synchronisationsrahmens 1a übertragenen Referenz-/Synchronisationsdaten zur Einstellung der Entzerrer-Einrichtung 22 bzw. der Filterkoefizienten verwendet werden. I
Wie bereits erwähnt, werden die (entzerrten) Signale (d. h. die o. g. M (komplexen) Symbol-Werte Y'_k, Vektor Y') von der Entzerrer-Einrichtung 22 aus über das Leitungsbündel 27 der (nicht dargestellten) Auswerteeinrichtung zugeführt. Dort wird - mit Hilfe eines dem in Fig. 1a gezeigten Phasensterns 1 entsprechenden Phasensterns - aus den von der Entzerrer- Einrichtung 22 bereitgestellten (entzerrten) Signalen Y'_k, genauer: den darin enthaltenen (entzerrten) Amplituden-Werten A'_k und (entzerrten) Phasen-Werten Δφ'_k die diesen jeweils zugeordneten, von den M empfangenen Cosinus- Trägerschwingungen 3, 4, 5 übertragenen Bits bzw. Bitfolgen ermittelt.
Die ermittelten Bitfolgen werden mit in einer (nicht dargestellten) Speichereinrichtung der Sende/Empfangseinrichtung 14 gespeicherten Referenz-/Synchronisationsdatenbitfolgen verglichen.
Abhängig davon, ob eine Übereinstimmung festgestellt werden kann, oder nicht, können die jeweils empfangenen Bitfolgen einem Synchronisations-Rahmen 1a, oder einem Daten-Rahmen 1a, 2a, 3a zugeordnet werden (vgl. Fig. 5). Dadurch, dass während des Synchronisationsrahmens 1a die o. g. Referenz- /Synchronisationsdatenbitfolgen übertragen werden, kann also eine zeitliche Koordination der DSL-Datenübertragung zwischen der jeweils sendenden, und der jeweils empfangenden Sende/Empfangseinrichtung 14, 15 erreicht werden.
Wie in Fig. 6 weiter gezeigt ist, werden die den M Cosinus- Trägerschwingungen 3, 4, 5 zugeordneten M (komplexen) Symbol- Werte Y_k über ein aus mehreren verschiedenen Leitungen bestehendes Leitungsbündel 21 einem Entzerrer-Koeffizienten- Schätzmittel 25 zugeführt.
Wird von der o. g. Auswerteeinrichtung ermittelt, daß eine Referenz-/Synchronisationsdatenbitfolge empfangen wurde, wird durch das Entzerrer-Koeffizienten-Schätzmittel 25 für jede der o. g. M Cosinus-Trägerschwingungen 3, 4, 5 bzw. für jedes der o. g. M Frequenzbänder 16a, 16b, 16c, 16d, 16e die Inverse H^-1 _k der jeweiligen (Kanal-) Übertragungsfunktion H_k geschätzt.
Wie bereits erläutert, sind in der Sende/Empfangseinrichtung 14 die während eines Synchronisations-Rahmens 1a übertragenen Referenz-/Synchronisationsdatenbitfolgen bekannt, und damit auch die diesen in einem dem in Fig. 1 gezeigten Phasenstern entsprechenden Phasenstern jeweils zugeordneten (komplexen) Symbole-Werte S_k.
Die (komplexen) Symbol-Werte S_k werden aus der o. g. (hier nicht dargestellten) Speichereinrichtung der Sende/Empfangseinrichtung 14 ausgelesen, und gemäß Fig. 6 über ein aus mehreren verschiedene Leitungen bestehendes Leitungsbündel 23 dem Entzerrer-Koeffizienten-Schätzmittel 25 zugeführt.
Zum Schätzen der Inversen H^-1 _k der für den k-ten Kanal geltenden (Kanal-)Übertragungsfunktion H_k wird im Entzerrer- Koeffizienten-Schätzmittel 25 - für jeden der M Kanäle bzw. M Frequenzbänder 16a, 16b, 16c, 16d, 16e separat - der Erwartungswert des Quotienten S_k/Y_k ermittelt, z. B. durch Mittelwertbildung (beispielsweise unter Verwendung von 10, 100 oder 1000 aufeinanderfolgenden, entsprechenden Symbol-Werten Y_k bzw. S_k. Diese können z. B. ein- und demselben Synchronisationsrahmen 1a, oder z. B. auch mehreren, aufeinanderfolgenden Synchronisationsrahmen zugeordnet sein).
Formelmäßig ausgedrückt wird also im Entzerrer-Koeffizienten- Schätzmittel 25 zur Ermittlung der Inversen H^-1 _k der Übertragungsfunktion H_k des k-ten der insgesamt M Träger die folgende Operation durchgeführt:

H^-1 _k = E{S_k/Y_k} (Formel (3))

wobei mit E {. . .} ein mathematischer Erwartungswert-Operator bezeichnet ist.
Bei der DSL-Datenübertragung über die o. g. twisted-pair- Leitung 12 kann es aus einer Vielzahl von Gründen zu Störungen kommen. Insbesondere können Übersprech-Störungen auftreten, die von benachbarten twisted-pair-Leitungen hervorgerufen werden - insbesondere dann, wenn über eine (oder mehrere) benachbarte twisted-pair-Leitung gerade eine DSL- Datenübertragung durchgeführt wird.
Die entsprechenden Störungen sind i. A. mit dem Nutzsignal nicht korreliert, sodaß sich die jeweiligen Störsignale bei der o. g. Erwartungswert- bzw. Mittwelwertbildung (bei Betrachtung einer genügend hohen Anzahl an Symbolen Y_k bzw. S_k) insgesamt - ungefähr - herausmitteln.
Wie in Fig. 6 weiter gezeigt ist, werden dem Entzerrer- Koeffizienten-Schätzmittel 25 jeweils die zuletzt in der Entzerrer-Einrichtung 22 verwendeten Einstellungen bzw. Filterkoeffizienten mitgeteilt, insbesondere die o. g. FEQ_k-Werte (Vektor FEQ) (siehe Formel (1)).
Die zuletzt verwendeten FEQ_k-Werte (d. h. die M Werte des Vektors FEQ) werden im folgenden mit "FEQ_k,N" bezeichnet (und bilden zusammen den Vektor FEQ_N), und die aktualisierten FEQ_k-Werte mit "FEQ_k,N+1" (diese bilden gemeinsam den Vektor FEQ_N+1).
Die (M verschiedenen, jeweils einem der insgesamt M Träger zugeordneten) FEQ_k,N-Werte werden mit einem Wichtungsfaktor µ' gewichtet, und die gemäß der o. g. Formel (3) ermittelten (M verschiedenen, jeweils einem entsprechenden der M Träger zugeordneten) Erwartungsewerte E {S_k/Y_k} jeweils mit einem weiteren Wichtungsfaktor µ.
Dabei gilt µ + µ' = 1, d. h. µ' = 1 - µ. Vorteilhaft ist µ > 0,5. Beispielsweise gilt 0,5 < µ < 0,9, insbesondere 0,6 < µ < 0,8.
Die sich ergebenden, entsprechend gewichteten Werte von E { Y_k/S_k} bzw. FEQ_k,N werden addiert, so dass sich für den kten der insgesamt M verschiedenen, aktualisierten FEQ_k,N+1- Werte die folgende Formel gilt:

FEQ_k,N+1 = µE{S_k/Y_k} + (1 - µ)FEQ_k,N (Formel (4))
Die entsprechenden, aktualisierten Werte FEQ_k,N+1 werden dann über das Leitungsbündel 28 vom Entzerrer-Koeffizienten- Schätzmittel 25 an die Entzerrer-Einrichtung 22 zugeführt, und diese dann gemäß der Darstellung oben entsprechend nachjustiert (d. h. die Filterkoeffizienten der Digitalfilter werden entsprechend (neu) eingestellt).
Die oben erläuterten Funktionen des Entzerrer-Koeffizienten- Schätzmittels 25, der Fourier-Transformationseinrichtung 19, der Entzerrer-Einrichtung 22, usw. können z. B. von mehreren, auf geeignete Weise miteinander kommunizierenden Mikroprozessoren erfüllt werden, oder z. B. auch von ein- und demselben Mikroprozessor.
Bei dem oben beschriebenen Verfahren kann - insbesondere auch dann, wenn die Initialisierungsphase der Sende/Empfangseinrichtung bereits beendet ist (d. h. während der eigentlichen Nutzdatenübertragung) - die Entzerrer- Einrichtung 22 relativ schnell, und mit relativ hoher Genauigkeit eingestellt werden. Die gute Signal-Entzerrung führt zu einer gegenüber dem Stand der Technik verringerten Bitfehler-Rate. Bezugszeichenliste 1 Phasenstern
1a Synchronisationsrahmen
2 Zuordnungstabelle
2a Datenrahmen
3 Cosinusschwingung
3a Datenrahmen
4 Cosinusschwingung
5 Cosinusschwingung
6 Meta-Rahmen
7 Leitung
8 Seriell/Parallel-Wandeleinrichtung
9 Datenkommunikationssystem
10 Telefonnetz
11 Endvermittlungsstelle
12 Teilnehmeranschlußleitung
12a Ader
12b Ader
13 Teilnehmer-Endanschlußeinrichtung
14 Sende/Empfangseinrichtung
15 Sende/Empfangseinrichtung
16 Frequenzbereich
16a Frequenzband
16b Frequenzband
16c Frequenzband
16d Frequenzband
16e Frequenzband
17 Frequenzbereich
18 Leitungsbündel
19 Fourier-Transformationseinrichtung
20 Leitungsbündel
21 Leitungsbündel
22 Entzerrer-Einrichtung
23 Leitungsbündel
24 Leitungsbündel
25 Entzerrer-Koeffizienten-Schätzmittel
27 Leitungsbündel
28 Leitungsbündel
69a Datenrahmen

Claims

1. Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14), welche so eingerichtet ist, dass sie über einen Übertragungskanal (12) modulierte Übertragungssignale (3, 4, 5) von einer Sende- bzw. einer weiteren Sende/Empfangseinrichtung (15) empfangen kann, wobei mit Hilfe der Übertragungssignale (3, 4, 5) Synchronisationsdaten übertragen werden, die zur Synchronisation der Empfangseinrichtung (14) verwendet werden, und wobei die Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) eine Entzerrer- Einrichtung (22) aufweist zum Entzerren der empfangen, oder hieraus abgeleiteten Signale (3, 4, 5, Y_k), dadurch gekennzeichnet, dass die gleichen Übertragungssignale (3, 4, 5), mit welchen die Synchronisationsdaten übertragen werden, in der Empfangseinrichtung (14) auch zum Einstellen der Entzerrer- Einrichtung (22) verwendet werden.

2. Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) nach Anspruch 1, bei welcher die Synchronisationsdaten eine Synchronisationsdatenbitfolge enthalten, welche zur Synchronisation der Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) mit einer vorab in einer Speichereinrichtung der Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) gespeicherten Bitfolge verglichen wird.

3. Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher jedem zu übertragenden Bit oder Bitfolge ein Übertragungssignal (3, 4, 5) bestimmter Amplitude (A1) und Phase (φ1) zugeordnet ist.

4. Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher zum Einstellen der Entzerrer-Einrichtung (22) die empfangenen, oder hieraus abgeleitete Signale (3, 4, 5) in den Frequenzbereich übertragen, insbesondere einer Fourier-Transformations-Operation unterzogen werden.

5. Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) nach Anspruch 4, bei welchem die Fourier-Transformations-Operation eine Diskrete-Fourier-Transformations- bzw. DFT-Operation ist.

6. Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher zum Einstellen der Entzerrer- Einrichtung (22) ein nach der Frequenzbereichs-Transformation der Signale (3, 4, 5) erhaltener Symbol-Wert (Y_k), und ein entsprechenden Synchronisationsdaten zugeordneter, in der Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) bekannter oder ermittelter Symbol-Wert (S_k) verwendet wird.

7. Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) nach Anspruch 6, bei welcher zum Einstellen der Entzerrer- Einrichtung (22) jeweils der Quotient aus einem den Synchronisationsdaten zugeordneten Symbol-Wert (S_k), und einem entsprechenden, nach der Frequenzbereichs-Transformation der Signale (3, 4, 5) erhaltenen Symbol-Wert (Y_k) gebildet wird.

8. Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) nach Anspruch 7, bei welcher zum Einstellen der Entzerrer- Einrichtung (22) der Erwartungswert mehrerer Quotienten jeweils entsprechender Synchronisationsdaten-Symbol-Werte (S_k) und Signal-Transformations-Symbol-Werte (Y_k) gebildet wird.

9. Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher zur Aktualisierung der Einstellung der Entzerrer-Einrichtung (22) zusätzlich ein oder mehrere Kenn-Werte (FEQ_k,N) verwendet werden, die die Einstellung der Entzerrer-Einrichtung (22) vor deren Aktualisierung kennzeichnen.

10. Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Übertragungssignale (3, 4, 5) QAM-modulierte Signale sind.

11. Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Übertragungssignale (3, 4, 5) DSL-modulierte Signale sind.

12. Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Übertragungssignale (3, 4, 5), welche zur Synchronisation der Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14), und zum Einstellen der Entzerrer-Einrichtung (22) verwendet werden, während eines Synchronisationsrahmens (1a) übertragen werden.

13. Datenkommunikationssystem (9), welches eine Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist.

14. Datenkommunikationssystem (9) nach Anspruch 13, welches eine Sende- bzw. eine weitere Sende/Empfangseinrichtung (15) aufweist, von der aus die modulierten Übertragungssignale (3, 4, 5) über den Übertragungskanal (12) an die Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) übertragen werden.

15. Datenempfangsverfahren, insbesondere zur Verwendung in einem Datenkommunikationssystem nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei eine Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) über einen Übertragungskanal (12) modulierte Übertragungssignale (3, 4, 5) von einer Sende- bzw. einer weiteren Sende/Empfangseinrichtung (15) empfängt, wobei mit Hilfe der Übertragungssignale (3, 4, 5) Synchronisationsdaten übertragen werden, die zur Synchronisation der Empfangs- bzw. Sende/Empfangseinrichtung (14) verwendet werden, und wobei das Verfahren den Schritt aufweist:

- Entzerren der empfangen, oder hieraus abgeleiteten Signale (3, 4, 5, Y_k) durch eine eine Entzerrer-Einrichtung (22)

dadurch gekennzeichnet,
dass die gleichen Übertragungssignale (3, 4, 5), mit welchen die Synchronisationsdaten übertragen werden, in der Empfangseinrichtung (14) auch zum Einstellen der Entzerrer- Einrichtung (22) verwendet werden.