xDSL-Systeme
werden verbreitet benutzt, um sowohl Unternehmen als auch Privatkunden
Zugriff auf das Internet zu geben. So genannte „Backbone"-Stränge
liefern einen digitalen Datenstrom hoher Geschwindigkeit, welche
verschiedene Dienste zu lokalen DSL-Zugriffsmultiplexern (DSLAM,
DSL Access Multiplexer) liefern, welche die Nutzdaten wiederum auf
mehrere DSL-Anschlüsse verteilen, von
denen jeder mit einem DSL-Modem ausgerüstet ist. Jedes DSL-Modem benutzt üblicherweise
ein Paar von Kupferleitungen, um den jeweiligen Dienst bzw. die
jeweiligen Daten zu den Räumlichkeiten
eines Kunden zu liefern. Um ein entsprechendes Signal über das
Kupferleitungspaar zu senden, werden die Daten entsprechend auf
einen Träger
aufmoduliert. Insbesondere wird für ADSL (Asymmetric Digital Subscriber
Line) und VDSL (Very High Bit Rate Digital Subscriber Line) üblicherweise
ein Mehrträgermodulationsverfahren,
welches als diskrete Multitonmodulation (DMT) bezeichnet wird, benutzt.
Dieses
Modulationsverfahren basiert wiederum auf einer Quadraturamplitudenmodulation (QAM),
deren grundlegendes Prinzip unter Bezugnahme auf 3A und 3B im
Folgenden erläutert wird.
Bei
QAM-Verfahren wird sowohl die Amplitude als auch die Phase eines
Trägersignals
moduliert, um Daten zu übertragen.
Ein spezieller Fall der QAM ist das so genannte Quadraturphasenumtasten (QPSK,
Quadrature Phase Key Shifting), bei welchem nur die Phase des Signals
moduliert wird. Da Amplitude und Phase eines Signals auch als eine komplexe
Zahl dargestellt werden können,
können mögliche Konstellationen
des Signals einfach in der komplexen Ebene dargestellt werden.
In 3A ist eine derartige Darstellung
für QPSK
gezeigt. In diesem Fall stellt die x-Achse den Realteil der komplexen
Amplitude, auch In-Phase oder I-Komponente genannt, und die y-Achse
den Imaginärteil,
auch Quadratur- oder Q-Komponente genannt, dar. Bei dem in 3A gezeigten Beispiel kann
das Signal 4 unterschiedliche Konstellationen annehmen,
welche durch vier Punkte 24 bezeichnet sind und welche
vier verschiedenen Phasen des Signals entsprechen, nämlich +45°, +135°, +225° und +315°. Da es vier
mögliche
Konstellationen gibt, können
mit einem derartigen Signal zwei Bits übertragen werden, da 22 = 4.
Bei
allgemeiner QAM wird nicht nur die Phase, sondern auch die Amplitude
moduliert. Wenn es beispielsweise acht mögliche Werte (4 positive
Werte und 4 negative Werte) sowohl für die In-Phase als auch für die Quadraturkomponente
gibt, gibt es vierundsechzig mögliche
Konstellationen, wie dies durch Punkte 25 in dem Diagramm
von 3B gezeigt ist. Diese
Modulation wird daher auch als 64-QAM bezeichnet, während die
in 3A gezeigte Modulation auch
4-QAM statt QPFK genannt werden kann. Bei der 64-QAM können sechs
Bits gleichzeitig übertragen
werden, da 26 = 64, wobei jede einem der
Punkte 25 entsprechende mögliche Konstellation des Signals
einer bestimmten Bit-Kombination zugeordnet ist.
Offensichtlich
ist die Bitrate um so höher,
je mehr Konstellationen das Signal annehmen kann, da mehr Bits gleichzeitig übertragen
werden können. Wie
ebenso den 3A und 3B ein fach entnommen werden
kann, liegen die Konstellationen umso näher aneinander, je mehr Konstellationen
es gibt, so dass die Anforderungen an das Signalrauschverhältnis (SNR,
Signal to Noise Ratio) größer werden,
da beispielsweise in 3B ein
relativ geringes Rauschen dazu führen
kann, dass ein empfangenes Signal nicht der richtigen Konstellation
zugeordnet werden kann, während
in 3A die Konstellationen
deutlicher voneinander getrennt werden und daher die Zuordnung eines
Signals zu der richtigen Konstellation und somit eine korrekte Demodulation
des Signals rauschtoleranter ist.
Basierend
auf dem QAM-Modulationsverfahren wurde die diskrete Multitonmodulation
(DMT). entwickelt. Hier wird das oben skizzierte Prinzip parallel
auf eine Vielzahl von Trägern
angewendet. Für diese
Träger
bei einer ADSL-Übertragung
benutzte Kanäle
sind in 4 gezeigt. Hier
ist in einem Kanal 26 normale Sprachübertragung möglich, ein
Kanal 30 bei 16 kHz kann zum Berechnen von Gebühren für einen
Dienst benutzt werden, und in einem Frequenzbereich zwischen 25,875
kHZ-1104 kHz ist eine
Vielzahl von Kanälen 29 definiert,
wobei die Frequenz jedes Kanals als eine Trägerfrequenz für einen Träger für eine QAM-Modulation
benutzt wird. Manche der Kanäle 29 können für eine Datenübertragung von
einer zentralen Vermittlungsstelle zu den Räumen des Kunden benutzt werden,
wie durch einen Pfeil 28 angedeutet („Downstreamrichtung"), und manche können der
Datenübertragung
in der umgekehrten Richtung wie durch einen Pfeil 27 angedeutet zugeordnet
sein („Upstreamrichtung").
Die
Breite eines einzigen Kanals ist in dem vorliegenden Beispiel 4,3125
kHz. Im Allgemeinen können
die Breiten der Kanäle,
die Anzahl der Kanäle und
die Frequenzbereiche für
Upstream- und Downstreamrichtung sich zwischen den verschiedenen
xDSL-Standards unterscheiden.
In 5 ist ein schematisches
Blockdiagramm eines Übertragungssystems,
welches DMT benutzt, gezeigt. Ein serielles Da tensignal a wird einem
Seriell/Parallelwandler 31 zugeführt, welcher die seriellen
digitalen Daten a in Datenpakete umwandelt, welche jeweils eine
Anzahl von Unterpaketen abhängig
von der Anzahl von Kanälen 29 (siehe 4), welche für die Datenübertragung
benutzt werden sollen, aufweisen. Die Unterpakete eines Datenpaketes
werden parallel an einen Kodierer 32 übertragen, welches jedes Unterpaket,
welches ein oder mehrere Bits umfassen kann, auf eine eigene Trägerfrequenz,
eine in jedem zu benutzenden Kanal 20, gemäß einer
QAM-Modulation wie
unter Bezugnahme auf 3A und 3B erläutert kodiert. Der so erzeugte
Signalvektor wird einer Einrichtung zur inversen Fourier-Transformation
zugeführt,
welche mit diesem Vektor eine inverse Fourier-Transformation durchführt, was
zu einem weiteren digitalen Signalvektor führt, welcher zu sendende Abtastwerte
im Zeitbereich umfasst. Dieser digitale Signalvektor wird durch
einen Parallel/Seriellwandler 4 in eine Abfolge von zu übertragenden
Datenelementen umgewandelt und durch ein digitales Filter 5 gefiltert.
Ein Digital-Analog-Wandler 6 wandelt
diese digitalen Daten in analoge Daten um, welche durch einen Leitungstreiber 7 verstärkt und über einen Übertragungskanal 8,
beispielsweise ein Kupferleitungspaar, gesendet werden. Wie durch
einen Addierer 9 dargestellt wird während der Übertragung ein Rauschen b dem
Signal hinzugefügt.
Auf der Empfängerseite
wird das Signal durch einen kombinierten Entzerrer und Analog-Digital-Wandler 10 entzerrt
und digitalisiert. Diese zwei Funktionen können natürlich auch in zwei getrennten
Einheiten realisiert sein. Das Signal wird dann dekodiert, indem
im Wesentlichen die umgekehrten Arbeitsschritte wie die auf der
Senderseite durchgeführt
werden, nämlich
durch einen Seriell/Parallelwandler 11, eine Einrichtung 12 zur
Fourier-Transformation, einen Dekodierer 33, einen Entscheider 14 und
einen Parallel/Seriellwandler 34. Das sich ergebende Signal
entspricht, wenn keine Fehler auftreten, dem Signal a.
Ein
derartiges Kommunikationssystem ist beispielsweise in der
US 5,529,925 B1 beschrieben.
Wie
bereits unter Bezugnahme auf 3A und 3B erklärt wurde, kann das während der Übertragung
hinzugefügte
Rauschen b die Anzahl der Konstellationen und somit die Anzahl von
Bits, welche gleichzeitig über
einen einzigen Kanal übertragen werden
kann, verringern. Im Allgemeinen ist das Signal-Rausch-Verhältnis für Kanäle oder
Träger
mit höheren
Frequenzen geringer, da diese Frequenzen während der Übertragung stärker gedämpft werden.
Daher
werden vor der Übertragung
der tatsächlichen
Daten während
dem Aufbau der Verbindung Testdaten gesendet, um die für jeden
Kanal maximale Anzahl von Konstellationen zu messen. Danach wird
die Anzahl von Bits, welche jedem Unterpaket und somit jedem Kanal
zugeordnet werden, abhängig
von dieser Messung gewählt.
Im Allgemeinen wird für
Kanäle
mit niedrigeren Frequenzen eine größere Anzahl von Konstellationen
benutzt (beispielsweise wie in 3B gezeigt),
während
für Kanäle mit höheren Frequenzen
eine geringere Anzahl von Konstellationen gewählt wird (beispielsweise wie
in 3A gezeigt). Wenn
jedoch das Signal-Rausch-Verhältnis
zu niedrig wird, kann es unmöglich
sein, sogar ein einziges Bit (entsprechend nur zwei möglichen
Konstellationen) mit der gewünschten
Genauigkeit zu übertragen,
d. h. mit einer Bitfehlerrate unterhalb einer vorgegebenen Schwelle.
Daher
wurden Techniken entwickelt, um ein so genanntes „Fractional
Bit" auf eine einzige
Trägerfrequenz
oder einen einzigen Ton zu modulieren, beispielsweise, indem mehr
als ein Kanal benutzt wird, um ein einziges Bit zu übertragen,
so dass die Anzahl von pro Kanal übertragenen Bits tatsächlich kleiner als
1 ist. Diese bekannten Verfahren beinhalten es im Allgemeinen, QAM-Konstellationen über mehrere Träger zu modulieren,
was jedoch rechenzeitaufwändig
ist und einen komplexen Prozess darstellt, was Rechenleistung benötigt, welche
für andere
Prozesse nicht verfügbar
ist. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der ITU-Empfehlung
6.992.3, Ka pitel 8.6 beschrieben. Auf der anderen Seite würde eine einfache
Vernachlässigung
der Kanäle
mit einem sehr niedrigen Signal-Rausch-Verhältnis zu einer verringerten
Datenrate führen,
insbesondere für VDSL-Systeme,
bei denen viele Kanäle
mit hohen Frequenzen benutzt werden.
Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Verfahren und
Vorrichtungen zum Übertragen
und/oder Empfangen von Daten, welche auf ein oder mehrere Träger moduliert
werden, bereitzustellen, welche für die Datenübertragung über verrauschte Kanäle benutzt
werden können.
Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein Verfahren nach Anspruch 1, ein Verfahren nach Anspruch 13,
ein Verfahren nach Anspruch 14, ein Verfahren nach Anspruch 16,
ein Verfahren nach Anspruch 17, eine Vorrichtung nach Anspruch 19,
eine Vorrichtung nach Anspruch 21, eine Vorrichtung nach Anspruch 22
sowie eine Vorrichtung nach Anspruch 23. Die abhängigen Ansprüche definieren
vorteilhafte oder bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden
Erfindung.
Die
vorliegende Erfindung schlägt
ein Verfahren zum Übertragen
von Daten vor, wobei die Daten auf eine Vielzahl von Trägern moduliert
werden, und mindestens ein Datenelement dieser Daten auf mindestens
zwei verschiedene Träger
der Vielzahl von Trägern
moduliert wird. Um diese Daten zu empfangen, wird das zumindest
zweimal übertragene modulierte
Datenelement demoduliert, indem die mindestens zwei unterschiedlichen
Träger
kombiniert werden, beispielsweise, indem der Durchschnitt der mindestens
zwei unterschiedlichen Träger
gebildet wird, oder indem die mindestens zwei unterschiedlichen
Träger
addiert werden. Durch die Benutzung der mindestens zwei unterschiedlichen
Träger
für die Übertragung
des mindestens einen Datenelements kann das Datenelement über verrauschte
Kanäle übertragen
werden, bei welchen eine normale Übertragung nicht möglich wäre. Da nur
das Modulieren des Datenelements auf die mindestens zwei Träger und
eine Durchschnittsbildung oder an dere Kombination nötig ist,
kann ein derartiges Verfahren einfach implementiert werden.
Eine
Alternative zum Modulieren des mindestens einen Datenelements auf
die mindestens zwei unterschiedlichen Träger ist es, die Leistung des Trägers, auf
welche das mindestens eine Datenelement moduliert wird, zu vergrößern.
Eine
weitere Alternative ist es, das mindestens eine Datenelement auf
einen einzelnen Träger zu
modulieren und es mindestens zweimal, das heißt wiederholt, zu übertragen.
Für die
Demodulation werden entsprechend die mindestens zwei Übertragungen
kombiniert. Diese Alternative ist insbesondere auf Einträgerübertragungssysteme
anwendbar.
Alle
diese Alternativen erhöhen
effektiv die Gesamtleistung, welche zur Übertragung des mindestens einen
Datenelements benutzt wird.
Die
Daten können
auf die Vielzahl von Trägern
durch eine Phasenmodulationstechnik wie Quadraturamplitudenmodulation
moduliert werden. Insbesondere kann das Datenelement nur ein Bit
in Fällen
sein, in welchen die Übertragung
sogar eines einzigen Bits nicht auf einem einzigen Träger möglich ist,
beispielsweise aufgrund von Rauschen.
Die
Daten können
beispielsweise unter Benutzung der diskreten Multitonmodulation
auf eine Vielzahl von Trägern
in verschiedenen Kanälen
moduliert werden. In diesem Fall kann das oben beschriebene Verfahren
für diejenigen
Träger
benutzt werden, welche verrauschten Kanälen entsprechen, beispielsweise
Kanäle
mit einer hohen Frequenz in VDSL- oder ADSL-Systemen. Auf die übrigen Kanäle können Datenelemente
mit einem oder mehreren Bits wie üblich moduliert werden.
Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der
folgenden detaillierten Beschreibung eines bevor zugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung deutlich, wobei:
1 ein
schematisches Blockdiagramm eines Systems zur Datenübertragung
gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist,
2A-2D Phasendiagramme
sind, welche ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens
darstellen, wobei 2A, 2B und 2C einzelne Übertragungen
und 2D eine durchschnittliche Übertragung zeigt,
3A und 3B Phasendarstellungen von
QPSK bzw. 64-QAM sind,
4 eine
schematische Darstellung von zur ADSL-Übertragung mit diskreter Multitonmodulation
benutzten Kanälen
ist, und
5 ein
System zur Datenübertragung
gemäß dem Stand
der Technik ist.
In 1 ist
ein Übertragungssystem
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung gezeigt. In vielerlei Hinsicht ähnelt dieses Übertragungssystem
dem bereits in der Beschreibungseinleitung unter Bezugnahme auf 5 beschriebenen Übertragungssystem,
und ähnliche
oder identische Elemente weisen dieselben Bezugszeichen auf. Da
diese Elemente bereits in der Beschreibungseinleitung detailliert
beschrieben wurden, wird hier auf eine nochmalige detaillierte Beschreibung
verzichtet und auf die bereits ausgeführte Beschreibung verwiesen.
Wie
das System von 5 dient das in 1 gezeigte
System dazu, gemäß der diskreten Multitonmodulation
(DMT) modulierte Daten über eine Übertragungsleitung 8 zu übertragen,
wobei ein Rauschen b wie durch einen Addierer 9 symbolisiert hinzugefügt wird.
Für die
Modulation wird, wie bereits beschrieben wurde, ein Datenstrom a
von zu sendenden Daten in Pakete mit einer Anzahl von Unterpaketen
aufgeteilt, welcher einer Anzahl von für die Übertragung zu benutzenden Kanälen entspricht.
Jedes Unterpaket kann ein oder mehrere Bits umfassen. Diese Unterpakete
werden parallel zu einem Kodierer 2 gesendet, in welchem
die Unterpakete auf entsprechende Träger in den jeweiligen Kanälen aufmoduliert
werden. Für
ADSL-Systeme können diese
Kanäle
Frequenzen wie unter Bezugnahme auf 4 in der
Beschreibungseinleitung beschrieben aufweisen.
Für jeden
der Kanäle
wird ein jeweiliges Unterpaket auf einen Träger unter Benutzung der Quadraturamplitudenmodulation
(QAM) aufmoduliert. Die Anzahl von möglichen Konstellationen entsprechend einer
Anzahl von gleichzeitig gesendeten Bits hängt wie bereits in der Beschreibungseinleitung
beschrieben von dem Signal-Rausch-Verhältnis des jeweiligen Kanals
ab. Bei einigen Kanälen
kann es sogar unmöglich
sein, sogar ein einzelnes Bit mit einem einzelnen Unterpaket über den
Kanal zu übertragen, da
das Rauschen zu hoch ist, was zu einer inakzeptablen Menge an Bitfehlern
führen
würde.
Diese Kanäle
werden während
dem Verbindungsaufbau identifiziert. Bei ADSL-Systemen oder VDSL-Systemen kann diese
Situation insbesondere bei Kanälen
mit hoher Frequenz auftreten, beispielsweise in der oberen Hälfte des
benutzten Frequenzbereichs.
Eine
Synchronisationseinrichtung 22 steuert den Seriell/Parallelwandler 1,
so dass für
diese Kanäle
die entsprechenden Unterpakete (welche nur ein Bit enthalten) zumindest
zweimal parallel an den Kodierer 2 gesendet werden, d.h.
zur Modulation auf zwei verschiedene Träger in zwei verschiedenen Kanälen. Als
Alternative kann die erste Synchronisationseinrichtung 22 den
Seriell/Parallelwandler 1 ansteuern, das jeweilige Unterpaket
nur einmal an den Kodierer 2 zu senden, und der Kodierer 2 moduliert dieses
Unterpaket dann auf zwei unterschiedliche Träger. Die erste Synchronisationseinrichtung 22 ist nur
beispielhaft als getrennte Einheit dargestellt, ihre Funktionalität kann ebenso
direkt in dem Se riell/Parallelwandler 1 und/oder dem Kodierer 2 enthalten sein.
Die übrige Übertragung
umfassend die inverse schnelle Fourier-Transformation, welche von
der Einrichtung 3 zur inversen Fourier-Transformation durchgeführt wird,
bis zu der schnellen Fourier-Transformation, welche durch die Einrichtung 12 zur
Fourier-Transformation durchgeführt
wird, arbeitet genauso wie bereits unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Die
durch die schnelle Fourier-Transformation der Einrichtung 12 wiedergewonnenen
Kanäle werden
parallel an einen Dekodierer 13 angelegt, welcher von einer
zweiten Synchronisationseinrichtung 23 angesteuert wird,
um den Durchschnitt der empfangenen Signale oder Konstellationen
für diejenigen
Kanäle
zu bilden, auf denen das gleiche kodierte Unterpaket gesendet wurde,
und diesen Durchschnitt zu dekodieren. Um dies zu erreichen, umfasst der
Dekodierer 13 eine Berechnungseinheit, um diesen Durchschnitt
zu berechnen. Der Entscheider 14 entspricht dem Entscheider
des herkömmlichen
Systems von 5. Der Parallel/Seriellwandler 15 wird ebenso
von der zweiten Synchronisationseinrichtung gesteuert, um ein Signal
a auszugeben, welches dem zu sendenden Datenstrom a entspricht,
welcher dem Seriell/Parallelwandler 1 zugeführt wurde.
Um dies zu erreichen, werden die aus mehr als einem Träger dekodierten
Unterpakete nur einmal in den Datenstrom eingeführt.
Wie
die erste Synchronisationseinrichtung 22 ist die zweite
Synchronisationseinrichtung 23 nicht notwendigerweise eine
getrennte Einheit, sondern die entsprechenden Steuerfunktionalitäten können auch
direkt in dem Decoder 13 oder dem Parallel/Seriellwandler 15 eingebaut
sein oder in jeglicher geeigneten Steuereinheit, welche in dem jeweiligen Übertragungssystem
vorliegt, integriert sein.
Die
durch den Dekodierer 13 durchgeführte Durchschnittsbildung wird
nun anhand eines einfachen Beispiels unter Bezugnahme auf 2A-2D erläutert. Wie
in der Beschreibungsein leitung unter Bezugnahme auf 3A und 3B erklärt, können Konstellationen,
d. h. mögliche
Zustände
QAM-modulierter Signale, in einem zweidimensionalen Graphen dargestellt
werden, welche als komplexe Zahlen oder als so genannte In-Phase
(I) und Quadratur-(Q)komponenten angesehen werden können. Um
ein einziges Bit darzustellen, sind zwei Konstellationen nötig, um
die zwei möglichen
Zustände
des Bits zu bezeichnen. In 2A ist
eine derartige Darstellung angegeben, wobei auf der x-Achse die
In-Phasen-Komponente des Signals und auf der y-Achse die Quadraturkomponente
des Signals gezeigt wird. Es wird angenommen, dass ein erster möglicher
Zustand eines zu sendenden Bits der Konstellation 16 entspricht
(beispielsweise ein Wert „1" des Bits), während ein
zweiter möglicher
Wert des Bits durch die Konstellation 17 dargestellt wird
(in diesem Fall der Wert „0"). Im Folgenden wird
angenommen, dass ein Bit mit dem Wert „1" entsprechend Konstellation 16 über einen
verrauschten Kanal auf eine entsprechende Frequenz moduliert gesendet
werden soll. Im Fall einer DMT-Übertragung
kann dies insbesondere ein Kanal mit einer hohen Frequenz sein,
bei welchem das Signal-Rausch-Verhältnis nicht einmal die gleichzeitige Übertragung
eines einzelnen Bits erlaubt.
Daher
wird, wie bereits oben beschrieben, das Bit auf mindestens zwei
verschiedene Träger
von mindestens zwei verschiedenen Kanälen moduliert, beispielsweise
auf drei Träger. 2A zeigt
eine Übertragung
auf einen ersten Kanal nach dem Hinzufügen von Rauschen. Die empfangene
Konstellation entspricht dem Punkt 18 in 2A. 2B zeigt
ein entsprechendes Diagramm für
dasselbe Bit, welches auf einen zweiten Kanal übertragen wurde. Hier wird eine
Konstellation entsprechend Punkt 19 empfangen. Schließlich wird
bei einer Übertragung
auf einen dritten Kanal wie in 2C gezeigt
eine Konstellation entsprechend Punkt 20 empfangen. Dabei
würde, wenn
jede Konstellation für
sich betrachtet wird, die Übertragung
auf dem zweiten Kanal von 2B eher als „0" als als „1" klassifiziert werden,
da die Konstellation 19 näher an der Konstellation 17,
welche die „0" darstellt, als an
der Konstellation 16, welche die „1" darstellt, liegt. Daher würde diese
Konstellation für
sich genommen bedeuten, dass ein Bitfehler aufgetreten ist.
Wie
oben beschrieben wird erfindungsgemäß der Durchschnitt der drei
empfangenen Konstellationen der 2A, 2B und 2C gebildet, was
zu der in 2D gezeigten Konstellation 21 führt. Diese
Konstellation kann einfach als den Wert „1" darstellend identifiziert werden, da
sie wesentlich näher
an der Konstellation 16 als an der Konstellation 17 liegt.
Natürlich
können
statt der Bildung des Durchschnitts die drei Konstellationen 18, 19 und 20 der 2A-2C einfach
addiert werden, was abgesehen von einem die Anzahl der Konstellationen bezeichnenden
Faktor dasselbe wie die Durchschnittsbildung ist. Zudem können abhängig von
der tatsächlich
in den Kanälen
vorhandenen Rauschen nur zwei Kanäle bzw. Träger für ein einzelnes Bit benutzt
werden, oder mehr als drei Kanäle
bzw. Träger benutzt
werden, wobei ein größeres Rauschen
einem niedrigeren Signal-Rausch-Verhältnis entspricht, was eine
größere Anzahl
an Trägern
erfordert.
Natürlich ist
die in 2A-2D dargestellte
Kodierung als einfaches Beispiel zur Veranschaulichung des Prinzips
der vorliegenden Erfindung zu verstehen. Komplexere Formen des Modulierens
oder des Zuordnens von Bits auf Konstellationen können benutzt
werden, beispielsweise Trellis-ähnliches
kodieren.
Zudem
wäre es
prinzipiell möglich,
mehr als ein Bit auf die entsprechenden Kanäle zu modulieren, was mehr
als zwei möglichen
Konstellationen entspricht, und dieses modulierte Unterpaket auf
mehr als einem Kanal zu übertragen,
um ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis zu erhalten. In diesem
Fall wird es jedoch üblicherweise
einfacher sein, die Anzahl von möglichen
Konstellationen zu verringern, anstatt die entsprechend kodierten
Daten über
mehr als einen Kanal zu übertragen.
Im
Prinzip wäre
es zudem möglich,
die Übertragungsleistung
auf dem jeweiligen Kanal zu erhöhen,
anstatt das kodierte Unterpaket auf mehr als einen Kanal zu übertragen.
Während
dies ebenso als Möglichkeit
in Erwägung
gezogen wird, würde
dies einen größeren Aufwand
bei der Ausgestaltung entsprechender Leitungstreiber und Signalverarbeitungselemente
bedeuten, da diese auch für
die höhere Übertragungsleistung
ausgelegt sein müssten. Daher
ist das Senden über
mehr als einen Kanal im Allgemeinen einfacher zu implementieren.
Es ist zu bemerken, dass in der Tat das Senden des jeweiligen kodierten
Unterpakets auf mehr als einem Kanal ebenso einer Erhöhung der
für dieses
kodierte Unterpaket oder Datenelement benutzten Sendeleistung entspricht,
welche als Summe der Sendeleistung aller einzelnen Übertragungen
auf den jeweiligen Kanälen
gesehen werden kann.
Eine
weitere Alternative wäre
es, dasselbe Datenelement auf denselben Träger mehrmals zu übertragen,
und dann die Durchschnittsbildung oder Addition durchzuführen. In
diesem Fall wären
jedoch entsprechende Sortieralgorithmen und Zwischenspeichermittel
in dem Decoder 13 und/oder dem Parallel/Seriellwandler 15 nötig, um
die richtige Reihenfolge der übertragenen
Bits im Falle von Mehrträgerübertragungsverfahren
wie DMT einzuhalten. Bei Einträgertechniken
wie QAM ist diese Alternative jedoch gut anwendbar.
Bei
dem obigen Ausführungsbeispiel
wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf ein Übertragungssystem beschrieben,
welches diskrete Modulationstechniken benutzt. Prinzipiell ist die
Erfindung aber auf alle Fälle
anwendbar, in denen Daten über verrauschte
Kanäle übertragen
werden sollen und bei denen das modulierte zu sendende Signal mindestens
zwei Zustände
annehmen kann, wie die zwei in 2A gezeigten
Konstellationen 16 und 17. Insbesondere ist die
Erfindung auch für
Systeme benutzbar, welche einen einzigen Kanal anstelle der Vielzahl
von in DMT-Systemen benutzen Kanälen
benutzen, beispielsweise für
ein System, welches QRM benutzt.
Weiterhin
wäre es
anstelle der Durchschnittsbildung der empfangenen Konstellationen wie
unter Bezugnahme auf 2A-2D erläutert auch
möglich,
die Konstellationen getrennt zu demodulieren und den Wert des übertragenen
Unterpakets durch eine Mehrheitsentscheidung zwischen den Ergebnissen
zu bestimmen. Für
die Konstellationen der 2A-2C würde dies
empfangene Werte von „1", „0", bzw. „1" bedeuten, was zu
einem Gesamtergebnis von „1" führen würde, da „1" öfter als „0" empfangen wurde. Die Durchschnittsbildung
vor der Demodulation ergibt üblicherweise
jedoch bessere Ergebnisse.