DE10305077A1

DE10305077A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Echokompensation

Info

Publication number: DE10305077A1
Application number: DE2003105077
Authority: DE
Inventors: Ronalf Kramer
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Infineon Technologies AG
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2004-08-26

Abstract

Bei der Echokompensation werden Einkopplungen eines Sendesignals (2) in ein Empfangssignal (3) mittels eines Kompensationssignals eliminiert. Um insbesondere durch die Nichtlinearität eines Verstärkers (6) im Sendesignalpfad verursachte nichtlineare Einkopplungen im Empfangssignal (3) kompensieren zu können, wird erfindungsgemäß in den Signalpfad zur Berechnung des Kompensationssignals ein Verzerrer (8) zwischengefügt, mit dem die Verzerrungen im Sendesignalpfad nachgebildet werden können. An den Verzerrer (8) kann sich ein bekanntes Echokompensationsfilter (9) anschließen, wobei vorteilhafterweise vor einer Adaption des Echokompensationsfilters (9) der Verzerrer (8) adaptiert wird, wenn die Adaption des Verzerrers (8) abhängig von einem Differenzsignal zwischen dem Kompensationssignal und dem Ausgangssignal des Verstärkers (6) durchgeführt wird. Zur Adaption des Verzerrers (8) kann in einer vorteilhaften Weiterbildung das gegebenenfalls verzögerte Sendesignal (2) mit dem Empfangssignal (3) bei wirksamer Echokompensation korreliert werden, so dass auch im normalen Sende- und Empfangsbetriebe die nichtlinearen Echos des Sendesignals (2) im Empfangssignal (3) von den übrigen Signalen getrennt werden können.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Echokompensation, wobei in Abhängigkeit eines Sendesignals ein Kompensationssignal erzeugt und von einem Empfangssignal subtrahiert wird.

Eine Echokompensation ist in der Regel bei einem Duplexübertragungssystem erforderlich, bei dem gleichzeitig in beide Richtungen einer Übertragungsleitung, z.B. einer Zweidrahtleitung, Daten bzw. Signale übertragen werden. Dabei wird ein Sendesignal mittels einer Weiche, die auch als Hybrid bezeichnet wird, auf die Übertragungsleitung aufgeschaltet, wobei mit Hilfe der Weiche bzw. des Hybrids das Empfangssignal aus der Übertragungsleitung ausgekoppelt wird.

Dabei werden aus dem Sendesignal über den Hybrid in das Empfangssignal Echos eingekoppelt, die beispielsweise durch ein Übersprechen des Sendesignals auf das Empfangssignal oder Reflexionen in der Übertragungsleitung hervorgerufen werden. Um diese Einkopplungen des Sendesignals in das Empfangssignal zu kompensieren, wird in Abhängigkeit des Sendesignals ein Kompensationssignal erzeugt, welches von dem Empfangssignal subtrahiert wird. In der Regel wird das Kompensationssignal so erzeugt, dass es den Einkopplungen des Sendesignals auf das Empfangssignal entspricht, und wird von dem Empfangssignal abgezogen. Üblicherweise wird das Kompensationssignal mit Hilfe eines einstellbaren Echokompensationsfilters erzeugt, dessen Einstellungen in einer Lernphase gewonnen werden. Das Echokompensationsfilter wird dabei so eingestellt, dass die Einkopplungen des Sendesignals in das Empfangssignal soweit wie möglich kompensiert werden.

Nachteiligerweise kann jedoch insbesondere der Signalverarbeitungspfad des Sendesignals Nichtlinearitäten aufweisen, die mit einem Echokompensationsfilter, welches linear arbeitet, nicht kompensiert werden können. Diese Nichtlinearitäten treten insbesondere auf Grund der ausschließlich im Sendepfad erforderlichen Treiber bzw. Verstärker auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Echokompensation zu schaffen, mit denen die Einkopplungen des Sendesignals in das Empfangssignal wirkungsvoller kompensiert werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 19 gelöst. Die Unteransprüche definieren jeweils bevorzugte und vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Erfindungsgemäß wird das Sendesignal verzerrt und das Kompensationssignal in Abhängigkeit des verzerrten Sendesignals erzeugt. Auf diese Weise können Nichtlinearitäten im Sendepfad im Kompensationssignal nachgebildet werden, so dass nach Differenzbildung des Kompensationssignals auch die nichtlinearen Anteile in den Einkopplungen des Sendesignals in das Empfangssignal im Empfangssignal kompensiert werden können. Insgesamt kann damit das Übersprechen bzw. Einkoppeln des Sendesignals in das Empfangssignal verringert werden. Eine verbesserte Echokompensation führt zu einem besseren Signalstörverhältnis des Empfangssignals, so dass die Qualität der Signalübertragung verbessert werden kann.

Vorteilhafterweise wird das Sendesignal definiert verzerrt, indem eine nichtlineare Übertragungskennlinie auf das Sendesignal angewendet wird. Die Übertragungskennlinie wird vorteilhafterweise so gewählt, dass sie der Übertragungskennlinie des Sendepfads mit all seinen Nichtlinearitäten entspricht. Dabei wird insbesondere die Komponente mit der schlechtesten Linearität im Sendepfad berücksichtigt, welches in den meisten Fällen der Treiber bzw. Verstärker sein wird.

Die Übertragungskennlinie kann beispielsweise ein Polygonzug sein, der sich aus verschiedenen linearen Kennlinien unterschiedlicher Steigung zusammensetzt. Ferner kann als Übertragungskennlinie auch ein Polynom oder jede beliebige andere Kennlinie verwendet werden.

Um die Verzerrung den Nichtlinearitäten im Sendepfad anzupassen, wird vorteilhafterweise die Verzerrung des Sendesignals in einer Lernphase so adaptiert, dass das verzerrte Sendesignal möglichst gut dem tatsächlich von dem Sendepfad erzeugten Signal entspricht. Damit wird erreicht, dass nach der Kompensation des Empfangssignals mit dem Kompensationssignal die Einkopplungen des Sendesignals in das Empfangssignal ebenso minimiert werden können. Wenn die Verzerrung des Sendesignals durch Anwendung einer Übertragungskennlinie durchgeführt wird, werden in der Lernphase die optimalen Einstellungen für die Parameter der Übertragungskennlinie ermittelt, wobei sich die Anzahl und die Art der Parameter nach der verwendeten Übertragungskennlinie richten. Beispielsweise kann bei einem Polygonzug der Eingangsbereich der Übertragungskennlinie in Bereiche aufgeteilt werden, deren Begrenzungen von Parametern bestimmt werden, wobei weitere Parameter vorgesehen sein müssen, um den Verlauf der Abschnitte des Polygonzugs hinreichend beschreiben zu können. Daneben kann auch eine Splinekennlinie verwendet werden, die sich stückweise aus Kennlinien wie beispielsweise Polynomen zusammensetzt, die sich stoßfrei fortsetzen. Grundsätzlich ist jede beliebige Kennlinie als Übertragungskennlinie verwendbar.

Die Einstellung der Verzerrung bzw. die Ermittlung der optimalen Parameter für eine Übertragungskennlinie stellen eine Optimierungsaufgabe mit dem Ziel dar, das Kompensationssignal möglichst gut an die Einkopplungen des Sendesignals in das Empfangssignal anzupassen. Dazu wird vorteilhafterweise ein Fehlersignal ermittelt, welches in der Lernphase minimiert wird und ein Maß für die Qualität der Echounterdrückung dar stellt. Dazu kann das Fehlersignal beispielsweise erzeugt werden, indem von dem Sendesignal am Ende des Sendesignalpfads das verzerrte Sendesignal abgezogen wird. Die Differenz ist ein Maß für die Qualität der Anpassung des verzerrten Sendesignals zur Berechnung des Kompensationssignals an das tatsächlich im Sendesignalpfad verzerrte Sendesignal. Das Sendesignal am Ende des Sendesignalpfads liegt dabei in aller Regel als Analogsignal vor, so dass bei Berechnung des Kompensationssignals in Abhängigkeit eines noch digitalen Sendesignals das verzerrte Sendesignal mittels eines Digital-Analog-Wandlers zur Differenzbildung in ein Analogsignal umgewandelt werden muss. Dabei besteht auch die Möglichkeit, das analoge Sendesignal am Ende des Sendesignalpfads zu digitalisieren und die Differenzbildung digital auszuführen, wobei zu diesem Zweck auch ein ggf. in einem Empfangspfad vorhandener Analog-Digital-Wandler verwendet werden kann.

Eine weitere Möglichkeit zur Berechnung des Fehlersignals besteht darin, das Empfangssignal nach der Differenzbildung mit dem Kompensationssignal auszuwerten. Dabei kann beispielsweise eine einfache Differenzbildung zwischen dem Sendesignal und dem Empfangssignal durchgeführt werden, wenn sichergestellt ist, dass das Empfangssignal keine von einer Gegenseite ausgesendeten Signale enthält. In diesem Fall beinhaltet das Empfangssignal ausschließlich die Einkopplungen des Sendesignals in das Empfangssignal. Dabei kann vorteilhafterweise die Einrichtung zum Subtrahieren des Kompensationssignals von dem Empfangssignal verwendet werden, so dass das Empfangssignal nach Differenzbildung des Kompensationssignals in Abhängigkeit des verzerrten Sendesignals bereits das zu minimierende Fehlersignal darstellt.

Eine weitere Möglichkeit zur Auswertung des Empfangssignals besteht darin, dieses mit dem Sendesignal zu korrelieren. Dies bedeutet, dass Signale, die von dem Sendesignal statistisch unabhängig sind, wie z.B. der auf der Gegenseite gesendete Teil des Empfangssignals, ausgeblendet werden können und somit die Adaptierung der Verzerrung auch während der normalen Signalübertragung durchgeführt werden kann, in der das Empfangssignal von einer Gegenseite ausgesendete Signale aufweist.

Grundsätzlich kann bei der Berechnung des Fehlersignals das Sendesignal vor der Verzerrung verzögert werden, um Signalverzögerungen im Sendesignalpfad und ggf. auch im Empfangssignalpfad bis zu der Stelle auszugleichen, an der das Vergleichssignal zur Bildung des Fehlersignals abgegriffen wird.

In einer vorteilhaften Ausführungsform liegt das Sendesignal zunächst als Digitalsignal vor und wird zur Einkoppelung in einen Hybrid zur Einspeisung in eine Datenleitung zuerst mittels eines Digital-Analog-Wandlers in ein Analogsignal umgewandelt und anschließend gefiltert und verstärkt. Auf der Empfangsseite wird das vom Hybrid ausgekoppelte Empfangssignal als Analogsignal zuerst gefiltert und anschließend in einem Analog-Digital-Wandler in ein Digitalsignal umgewandelt. Die Echokompensation kann auf das Empfangssignal entweder vor der Digitalisierung oder danach angewendet werden, wobei davon abhängig das Kompensationssignal als Analogsignal zum Beaufschlagen im anlogen Abschnitt des Empfangssignals oder als Digitalsignal erzeugt werden muss, wenn das Kompensationssignal nach der Digitalisierung subtrahiert wird. Bei den derzeit auf dem Gebiet der Nachrichtenübertragung über Festnetze herrschenden Anforderungen in Bezug auf Fehlerrate und Datenübertragungsrate empfiehlt sich die Erzeugung eines digitalen Kompensationssignals in Abhängigkeit des digitalen Sendesignals und die Differenzbildung des Kompensationssignals über das digitalisierte Empfangssignal.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Sendesignal zusätzlich zur Verzerrung noch mittels eines Echokompensationsfilters gefiltert. Das Echokompensationsfilter kann grundsätzlich im Signalpfad vor dem Verzerrer oder hinter dem Verzerrer angeordnet sein, wobei es bevorzugt hinter dem Verzer rer angeordnet ist. Weiterhin ist das Echokompensationsfilter einstellbar und wird in einer Lernphase so eingestellt, dass die linearen Einkopplungen des Sendesignals auf das Empfangssignal minimiert werden können. Das Echokompensationsfilter und der Verzerrer können dabei auch parallel geschaltet sein, so dass ausgehend von dem Sendesignal ein verzerrtes Sendesignal und ein mit dem Echokompensationsfilter gefiltertes Sendesignal erzeugt werden, die beide von dem Empfangssignal subtrahiert werden können. Da im Sendesignalpfad die Nichtlinearitäten aufweisenden Komponenten nahezu ausschließlich in Serie mit den übrigen Komponenten geschaltet sind, empfiehlt sich auch die serielle Anordnung des Verzerrers und des Echokompensationsfilters.

Die Adaptierung des Echokompensationsfilters und des Verzerrers kann grundsätzlich unabhängig voneinander durchgeführt werden, wobei in beiden Fällen das Ziel eine möglichst geringe Einkopplung des Sendesignals in das Empfangssignal ist. Wenn der Verzerrer und das Echokompensationsfilter in Serie geschaltet sind, entsteht eine Verkopplung zwischen der Einstellung der Verzerrung und der Einstellung des Echokompensationsfilters. Vorteilhafterweise wird bei serieller Anordnung von Verzerrer und Echokompensationsfilter die Komponente als erstes eingestellt, die im Signalpfad vor der anderen angeordnet ist, wenn die Adaption in Abhängigkeit des Differenzsignals zwischen Kompensationssignal und Ausgangssignal des Verstärkers durchgeführt wird.

Im Falle der Korrelation zwischen Sendesignal und Empfangssignal zur Bildung eines Fehlersignals zur Adaption des Verzerrers muss zunächst das Echokompensationsfilter adaptiert werden, bevor der Verzerrer adaptiert wird.

Bei der Einstellung des Verzerrers stellt sich die Aufgabe, mehrere Parameter in Abhängigkeit eines einzigen Fehlersignals zu optimieren. Die Optimierung der Einstellungen des Echokompensationsfilters ist aus dem Stand der Technik be kannt, so dass darauf nicht weiter eingegangen wird. Grundsätzlich können auch zur Ermittlung der optimalen Parameter für den Verzerrer sämtliche bekannten Optimierungsverfahren angewendet werden. Beispielsweise kann ein Gradientenverfahren durchgeführt werden, bei dem ausgehend von Startwerten iterativ für die Parameter die optimalen Werte für die Parameter ermittelt werden. Wenn das Fehlersignal als Kennlinie von den Parametern aufgefasst wird, sollen bei der Optimierung die Parameter ermittelt werden, bei denen die Kennlinie des Fehlersignals ihr globales Minimum besitzt. Bei dem Gradientenverfahren wird ein Maß für die Ableitung des Fehlersignals nach jedem Parameter ermittelt, um den jeweiligen Parameter so verändern zu können, dass sich das Fehlersignal verringert. In der Regel wird dabei eine Schrittweite vorgegeben, mit der der jeweilige Parameter in die richtige Richtung verändert wird, wobei die Schrittweite mit dem Gradienten multipliziert werden kann.

De Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
1 zeigt den schematischen Aufbau einer Schaltungsanordnung zur Echounterdrückung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
2 zeigt den schematischen Aufbau einer Schaltungsanordnung zur Echounterdrückung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
3 zeigt den schematischen Aufbau einer Schaltungsanordnung zur Echounterdrückung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
4 zeigt den schematischen Aufbau einer Schaltungsanordnung zur Echounterdrückung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
5 zeigt den schematischen Verlauf der Übertragungskennlinie eines Verstärkers im Sendesignalpfad,
6 zeigt eine Übertragungskennlinie der Verzerrung des Sendesignals zur Erzeugung des Kompensationssignals bei den vier Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung,
7 zeigt ein Blockdiagramm einer Schaltung zur Realisierung der Übertragungskennlinie gemäß 6, und
8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Verzerreradaption.
In 1 ist eine Schaltungsanordnung zur Datenübertragung nach dem Duplexverfahren dargestellt, wobei ein Sendesignal 2 in zunächst digitaler Form von einem Digital-Analog-Wandler 4 in ein analoges Sendesignal 2 umgewandelt wird, welches anschließend in einem analogen Filter 5 gefiltert und in einem Verstärker 6 verstärkt wird. Das Ausgangssignal des Verstärkers 6 beaufschlagt einen Hybriden 1, der als Weiche zum Einkoppeln des Sendesignals 2 und zum Auskoppeln des Empfangssignals 3 dient. Der Hybrid 1 ist rechts an eine Datenleitung angeschlossen, über die sowohl das Sendesignal 2 ausgesendet als auch das Empfangssignal 3 empfangen wird. Das vom Hybriden 1 ausgekoppelte Empfangssignal 3 liegt zunächst in analoger Form vor, wobei in einem Subtrahierglied 14 ein Kompensationssignal davon subtrahiert wird. Dazu wird in dem Subtrahierglied 14 von dem analogen Empfangssignal 3 am Ausgang des Hybriden 1 das Kompensationssignal abgezogen. Das Ausgangssignal des Subtrahierglieds 14 wird in einem analogen Filter 15 gefiltert und anschließend mittels eines Analog-Digital-Wandlers 16 in ein digitales Empfangssignal 3 umgewandelt. Das digitale Empfangssignal 3 am Ausgang des Analog-Digital-Wandlers 16 durchläuft noch eine Echokompensationsadaption 17, in der das Empfangssignal 3 jedoch nicht verändert wird, sondern als Eingangsgröße zur Adaption eines Echokompensationsfilters 9 verwendet.
Gemäß dem bekannten Verfahren zur Echokompensation wird das digitale Sendesignal 2 mittels eines digitalen Echokompensationsfilters 9 gefiltert und nach Umwandlung in ein Analogsignal mittels eines zweiten Digital-Analog-Wandlers 10 und anschließender Filterung in einem analogen Filter 11 zu dem Subtrahierglied 14 geleitet, um dort von dem analogen Empfangssignal 3 subtrahiert zu werden. Das Echokompensationsfilter 9 wird dabei so eingestellt, dass die Einkopplungen des Sendesignals 2 in das Empfangssignal 3 eliminiert werden. Dazu wird in einer Lernphase ein Testsignal als Sendesignal 2 verwendet und wird sichergestellt, dass von der Gegenseite keine Signale ausgesendet werden, so dass das Empfangssignal 3 im Wesentlichen ausschließlich die Einkopplungen des Sendesignals 2 aufweist. Diese Einkopplungen im Empfangssignal 3 werden von der Echokompensationsadaption 17 erfasst und zur Einstellung bzw. Adaption des Echokompensationsfilters 9 verwendet, wobei das Ziel dieser Einstellung die Kompensation der Einkopplungen des Sendesignals 2 im Empfangssignal 3 ist.
In 5 ist übertrieben die Übertragungskennlinie des Verstärkers 6 dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass die Übertragungskennlinie nicht linear ist, so dass das Sendesignal 2 vor der Einkopplung in den Hybriden 1 verzerrt wird. Entsprechend weisen auch die Einkopplungen des Sendesignals 2 in das Empfangssignal 3 Verzerrungen auf. Mit dem Echokompensationsfilter 9 allein ist es nicht möglich, die in das Empfangssignal 3 eingekoppelten nichtlinearen Verzerrungen des Sendesignals 2 zu kompensieren. Daher wird das Sendesignal 2 erfindungsgemäß in einem Verzerrer 8 definiert verzerrt und anschließend zu dem Echokompensationsfilter 9 geleitet. Die Verzerrung im Verzerrer 8 wird durch Anwendung einer Übertragungskennlinie erreicht, die vorteilhafterweise die Nichtlinearität der Komponenten im Sendesignalpfad und dabei insbesondere des Verstärkers 6 nachbildet. Eine derartige Übertragungskennlinie ist in 6 dargestellt. Vor dem Verzerrer 8 ist ein Verzögerer 7 geschaltet, um eine Signalverzögerung des Sendesignals 2 nachzubilden.
Das Kompensationssignal wird weiterhin zu einem zweiten Subtrahierglied 12 geleitet, in dem es von dem Sendesignal 2 am Ausgang des Verstärkers 6 abgezogen wird. Dadurch wird ein Fehlersignal erzeugt, welches der Differenz zwischen dem verstärkten Sendesignal 2 und dem Kompensationssignal entspricht. Dieses wird verwendet, um mittels einer Verzerrungsadaption 13 den Verzerrer 8 einzustellen. Die Einstellung des Echokompensationsfilters 9 und des Verzerrers 8 bilden zwei Regelkreise, die voneinander getrennt sind. Die Adaption der gesamten Schaltungsanordnung kann daher in zwei Schritten nacheinander erfolgen. Zunächst wird nach einer geeigneten Einstellung des Verzögerers 7 der Verzerrer 8 adaptiert, wobei das Echokompensationsfilter 9 so eingestellt wird, dass es die gleiche Verstärkung wie der Verstärker 6 aufweist. Die Adaption erfolgt so lange, bis das Fehlersignal am Ausgang des zweiten Subtrahierglieds 12 einen definierten Restfehler unterschreitet. Die in diesem ersten Schritt ermittelte Einstellung für den Verzerrer 8 wird beibehalten und in einem zweiten Schritt das Echokompensationsfilter 9 in bekannter Weise adaptiert.
Die Adaption des Verzerrers 8 wird im Folgenden in Bezug auf die in 6 dargestellte Übertragungskennlinie des Verzerrers beschrieben. Diese Übertragungskennlinie setzt sich aus drei linearen Kennlinienabschnitten zusammen, die sich in den Bereichen von –x2 bis –x1, von –x1 bis +x1 und von +x1 bis +x2 erstrecken, wobei x die Eingangsgröße des Verzerrers darstellt. Die zugehörigen Ausgangsgrößen werden durch die Parameter y1 und y2 beschrieben, wobei y2 den zugehörigen Ausgangswert für x2 und y1 den zugehörigen Ausgangswert für x1 darstellt. Da der Wert x2 fest vorgegeben ist, da er der Vollaussteuerung des Signals entspricht, wird er bei der Adaption nicht berücksichtigt. Die Übertragungskennlinie kann somit durch die folgenden Gleichungen beschrieben werden:
für ∣⁣x∣⁣ <= x1: y = y1·x/x1
für x > x1 : y = y1 + (x – x1)·(y2 – y1)/(x2 – x1)
für x < –x1: y = –y1 + (x + x1)·(y2 – y1)/(x2 – x1)
Zur Adaption wird nun ein sinusförmiges Signal gesendet, wobei die Aussteuerung dabei so hoch ist, dass ein großer Bereich der Kennlinie des Verstärkers 6 überstrichen wird. Die Adaption erfolgt in diskreten Schritten, deren Index im Folgenden mit i bezeichnet wird. Während des Adaptionsvorgangs wird ein Fehler sv minimiert, der abhängig von einem Fehlersignal am Ausgang des zweiten Subtrahierglieds 12 ermittelt wird. Der Fehler sv wird für ein Zeitintervall, das ein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer des gesendeten Sinussignals ist, für einen bestimmten Adaptionsschritt i bestimmt. Dieser wird im Folgenden als sv(i) bezeichnet. Beispielsweise kann man die Summe der Quadrate des Fehlersignals in einem Intervall als Fehler sv(i) heranziehen, wobei im Analogen das Integral verwendet wird.
Die Veränderung der Parameter x1, y1 und y2 erfolgt nach dem Gradientenverfahren, wobei die Parameter in einem Zeilenvektor zusammengefasst sind. Die Parameter für den Iterationsschritt i + 1 würden sich demnach aus den Parametern zum Iterationsschritt i wie folgt berechnen: (x1, y1, y2) (i + 1) = (x1, y1, y2) (i) – (g1, g2, g3)·(?[sv] (i)/?x1 (i), ?[sv] (i)/?y1 (i), ?[sv] (i)/?y2 (i)) = (x1, y1, y2) (i) – (g1, g2, g3) grad [ sv] (i)
Hierbei sind g1, g2, g3 Faktoren, die die Geschwindigkeit der Adaption bestimmen und die vorteilhafterweise sehr viel kleiner als 1 gewählt werden. Der Ausdruck ?[sv](i)/?x1(i) bezeichnet die Ableitung des Fehlers nach dem Parameter x1. Da die Größenordnungen der drei Anteile der Gradienten in etwa gleich ist, kann auch für g1, g2 und g3 der gleiche Wert verwendet werden. Die Ableitungen lassen sich jedoch nicht ge schlossen berechnen. Sie werden daher in einem Adaptionsschritt wiederum durch Auswertung des Fehlersignals gewonnen. Dazu wird ein Differenzquotient gemäß folgender Formel gebildet: Δ[sv] (i)/Δx1 (i)
Hierzu verändert man den Parameter x1 von i um einen kleinen Wert Δx1(i), stellt hiermit den Verzerrer 8 ein und bestimmt dann den durch Δx1(i) leicht veränderten Fehler sv in Abhängigkeit des Fehlersignals. Die Differenz zum unveränderten Fehler [sv](i) ist dann Δ[sv](i) . Anschließend wird x1 auf den vorigen Wert zurückgestellt und wird x2 verändert, um den Differenzenquotienten für x2 zu ermitteln. In der gleichen Weise ermittelt man die Differenzenquotienten für die übrigen Parameter.
Der gesamte Adaptionsvorgang wird ausgehend von Startwerten für die drei Parameter so lange durchgeführt, bis der Fehler oder auch eine Änderung des Fehlers von Adaptionsschritt zu Adaptionsschritt eine vorgegebene Schranke unterschreitet.
Im vorliegenden Fall sollten die Anfangswerte so gewählt sein, dass x1 < x2 und y < y2.
Ausgehend von den Anfangswerten für die Parameter wird zur Adaption des Verzerrers 8 der folgende Iterationsschritt in Form einer Schleife wiederholt. Zunächst werden die neuen Parameter x1, y1, y2 in Abhängigkeit des berechneten Gradienten eingestellt, wobei zu Beginn des Verfahrens die Startwerte übernommen werden. Mit den neuen Parametern wird der aktuelle Fehler berechnet und überprüft, ob der Fehler unterhalb einer vorgegebenen Schranke liegt. Wenn dies der Fall ist, wird das Verfahren abgebrochen. Wenn der Fehler oberhalb der Schranke liegt, wird für jeden Parameter wie oben beschrieben der Gradient berechnet, indem zunächst der Parameter ein wenig ver ändert wird, der Fehler für den veränderten Parameter ermittelt und der Differenzenquotient gebildet wird.
Die Gradienten werden zur Berechnung der neuen Parameter zu Beginn des nächsten Iterationsschritts verwendet.
Ein Realisierungsbeispiel für den Verzerrer 8 ist in 7 als Blockschaltbild dargestellt. Dabei wird das Eingangssignal x zusammen mit dem Wert x1 einem Vergleicher 25 zugeführt, der ermittelt, ob x > x1 oder ob ∣⁣x∣⁣ <= 1 ist und davon abhängig einen Multiplexer 26 und zwei Addier-/Subtrahierglieder 27, 28 ansteuert. Die Ansteuerung des Multiplexers 26 bewirkt ein Umschalten des Ausgangssignals y des Multiplexers zwischen den beiden oben und unten an dem Multiplexer 26 anliegenden Signalen. Die beiden Addier-/Subtrahierglieder 27, 28 sind so eingerichtet, dass das jeweils von unten zugeführte Signal abhängig von der Ansteuerung entweder mit positiven oder mit negativem Vorzeichen dem jeweils von links zugeführtem Signal additiv überlagert werden kann bzw. dass je nach Ansteuerung das von unten zugeführte Signal dem von links zugeführtem Signal hinzuaddiert oder davon subtrahiert wird.
Bei dem Verzerrer 8 gemäß 7 werden zwei Koeffizienten c1 = y1/x1 und c2 = (y2 – y1)/(x2 – x1) verwendet, die vorteilhafterweise gleich in der Verzerreradaption 13 berechnet werden, so dass eine Lösung mit geringem Aufwand möglich ist.
Im Folgenden soll der Fall für eine zweite Übertragungskennlinie des Verzerrers 8 dargelegt werden. Dabei wird ein Polynom fünften Grades verwendet, wobei nur ungeradzahlige Potenzen verwendet werden. Die Übertragungskennlinie des Verzerrers 8 lautet somit: y = a1·x(t) + a3·x3(t) + a5·x5(t)
Die Parameter a1, a3 und a5 werden wieder wie zuvor beschrieben iterativ adaptiert. Grundsätzlich kann die Übertragungskennlinie des Verzerrers 8 mit beliebig vielen Termen gebildet werden.
Bei der Verwendung eines Polynoms als Verzerrungskennlinie werden nun anstelle der Parameter x1, y1 und y2 die Parameter a1, a3 und a5 eingestellt. Da die Werte für die Gradienten mit steigender Potenz sehr stark zunehmen, muss in diesem Fall der Faktor g2 für den Parameter a3 sehr viel kleiner als der Faktor g1 für den Parameter a1 und der Faktor g3 für den Parameter a5 sehr viel kleiner als g2 sein. Beispielsweise kann g2 = g1/100 gewählt werden. Bei der Ermittlung der Gradienten bzw. der Differenzenquotienten müssen die Veränderungen der Parameter ?a1(i), ?a3(i) und ?a5(i) wesentlich kleiner als für die Parameter x1, y1 und y2 sein, da die Werte für die Gradienten in diesem Fall wesentlich größer sind. Hieraus ergibt sich auch, dass die Berücksichtigung höherer Potenzen als 5 praktisch nicht mehr sinnvoll ist, da dann die erforderliche Auflösung sehr stark ansteigt. Sinnvollerweise werden als Anfangswerte für die Parameter folgende Werte verwendet: a1 = 1, a3 = 0 und a5 = 0.
Wie bei der in 1 dargestellten Schaltungsanordnung zu sehen ist, arbeitet der Verzerrer 8 digital. Die Übertragungskennlinie des Verzerrers 8 kann daher grundsätzlich durch Hardware oder Software oder eine Kombination davon realisiert werden. Insbesondere da zur Ermittlung der Gradienten leichte Veränderungen der Parameter erforderlich sind, ist in der Regel für die Verzerrungsadaption 13 eine Softwarelösung vorzuziehen, die als Eingangssignal ein analoges Fehlersignal erhält und ausgangsseitig den digitalen Verzerrer einstellen muss. Dabei ist für die Abtastfrequenz einer digitalen Lösung zu beachten, dass am Ausgang des Verstärkers 6 durch die Verzerrung höherfrequente Signalanteile entstehen, wobei in der Regel Frequenzanteile bis zu dem 3- bis 5-fachen der höchsten Nutzfrequenz im Sendesignal 2 berücksichtigt werden müssen. Wenn in Abhängigkeit des Fehlersignals am Ausgang des zweiten Subtrahierglieds 12 der Fehler sv analog gebildet wird und anschließend in ein Digitalsignal umgewandelt wird, kann im Verzerrertraining 13 der Fehler auch mit einer geringen Rate in ein Digitalsignal umgewandelt werden, falls eine Digitalisierung zur Ermittlung der Parameter für den Verzerrer 8 erforderlich ist. Wenn dagegen der Fehler sv in Abhängigkeit des Fehlersignals digital ermittelt wird, muss für die Abtastrate bei der Analog-Digital-Wandlung des Fehlersignals berücksichtigt werden, dass im Fehlersignal auch höherfrequente Signalanteile berücksichtigt werden müssen. Die Abtastfrequenz des Fehlersignals sollte in diesem Fall mindestens das 10-fache der höchsten Frequenz im Sendesignal 2 betragen.
Der Verzerrer 8 kann sowohl in Hardware als auch in Software realisiert werden, wobei der Verzerrer 8 das Sendesignal 2 in digitaler Form verarbeiten können muss.
In 2 ist eine Schaltungsanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. Grundsätzlich entspricht diese Schaltungsanordnung der Schaltungsanordnung gemäß 1, wobei im Unterschied dazu das erste Subtrahierglied 14 zur Gewinnung des Fehlersignals verwendet wird. Dazu wird an den Eingang des ersten Subtrahierglieds 14, an dem während des normalen Sende- und Empfangbetriebs das Empfangssignal 3 anliegt, das Ausgangssignal des Verstärkers 6 angelegt. Dies wird mit einem analogen Umschalter 29 bewirkt, mit dem entweder das ausgekoppelte Empfangssignal des Hybriden 1 oder das Ausgangssignal des Verstärkers 6 auf das erste Subtrahierglied 14 geschaltet werden kann. Das Fehlersignal wird anschließend mit dem analogen Filter 15 gefiltert und mit dem Analog-Digital-Wandler 16 im Empfangssignalpfad in ein Digitalsignal umgewandelt, welches zu der Verzerreradaption 13 geleitet wird. Da in diesem Fall der Fehler sv in Abhängigkeit des Fehlersignals digital ermittelt werden muss, müssen das erste Subtrahierglied 14, das Analogfilter 15 und der Analog-Digital-Wandler 16 zur Verarbeitung von Frequenzanteilen geeignet sein, die eine höhere Frequenz als das Sendesignal 2 aufweisen und durch die Verzerrung im Verstärker 6 entstehen können. Wie zuvor gesagt muss hier die Wandlungsrate in der Regel wenigstens das 10-fache der maximalen Frequenz im Sendesignal 2 betragen. Die Adaption des Verzerrers 8 geschieht auf die gleiche Weise wie bei der Schaltungsanordnung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Ebenso wird das Echokompensationsfilter 9 nach der Adaption des Verzerrers 8 adaptiert.
Bei den in den 1 und 2 dargestellten Schaltungsanordnungen wurde das Kompensationssignal als Analogsignal von dem Empfangssignal subtrahiert. Daneben besteht jedoch auch die Möglichkeit, das Kompensationssignal als Digitalsignal vom Empfangssignal 3 zu subtrahieren, wobei dies im Empfangssignalpfad notwendigerweise nach dem Analog-Digital-Wandler 16 geschehen muss. Dabei entfallen die Komponenten 10 und 11.
In 3 ist eine Schaltungsanordnung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, bei dem das digitale Sendesignal 2 ohne Verzögerer 7 den Verzerrer 8 und anschließend das Echokompensationsfilter 9 durchläuft. Das Kompensationssignal am Ausgang des Echokompensationsfilters 9 wird in einem dritten Subtrahierglied 18 digital von dem Ausgangssignal des Analog-Digital-Wandlers 16 im Empfangssignalpfad abgezogen. In diesem Fall wird die Verzögerung des Sendesignals 2 vom Echokompensationsfilter 9 erreicht.
Die Adaption des Verzerrers 8 wird vorteilhafterweise unter der Voraussetzung durchgeführt, dass das Kompensationssignal an der Differenzbildungsstelle zu dem Empfangssignal 3 die gleiche Verzögerung besitzt, wie die Einkopplungen des Sendesignals 2 in das Empfangssignal 3 an dieser Stelle. Vor einer Adaption des Verzerrers 8 wird vorteilhafterweise das Echokompensationsfilter 9 adaptiert. Die Kompensation des linearen Echoanteils ist eine Voraussetzung für die Adaption des Verzerrers 8 mittels Korrelation. Weiterhin wird dadurch die geeignete Signalverzögerung erreicht und kann somit der Verzerrer 8 besser adaptiert werden. In diesem Fall wird auf bekannte Art und Weise zunächst das Echokompensationsfilter 9 mittels der Echokompensationsfilteradaption 17 eingestellt und anschließend mit adaptiertem Echokompensationsfilter 9 der Verzerrer 8 eingestellt. Die Verzerreradaption 13 ermittelt den Fehler durch Auswertung des Sendesignals 2, welches zuvor in dem Verzögerer 7 verzögert worden ist, und des Empfangssignals 3.
Dabei sind zwei grundsätzlich verschiedene Vorgehensweisen denkbar, die unterschiedliche Ausführungen der Verzerreradaption 13 bedingen. Wenn beim Einrichten des Verzerrers 8 keine von einer Gegenseite gesendeten Signale im Empfangssignal 3 vorhanden sind, was beispielsweise auch durch entsprechende Stellung des Schalters 29 erreicht werden kann, kann in der Verzerreradaption 13 nach geeigneter Einstellung der Verzögerung im Verzögerer 7 der Fehler sv durch Differenzbildung zwischen dem Sendesignal 2 und dem Empfangssignal 3 ermittelt werden. Dabei kann ein besonderes Testsignal verwendet werden, dessen Amplitudenbereich einen möglichst großen Teil des Aussteuerbereichs des Verstärkers 6 überstreicht. Die Adaptierung erfolgt dann nach dem Gradientenverfahren, wie es zuvor beschrieben ist.
Daneben kann die Adaption des Verzerrers 8 in den Schaltungsanordnungen gemäß 3 und 4 auch im normalen Sende- und Empfangsbetrieb durchgeführt werden, wobei man sich die Tatsache zunutze macht, dass die von einer Gegenseite ausgesendeten Signale statistisch unabhängig von dem Sendesignal 2 und somit von den Einkopplungen des Sendesignals 2 in das Empfangssignal 3 sind. Diese zu minimierenden Einkopplungen und die Empfangsdaten von einer Gegenseite sind somit unkor reliert, so dass durch Korrelation des um eine geeignete Verzögerung τ des Verzögeres 7 verzögerten Sendesignals 2 mit dem Empfangssignal 3 die Einkopplungen des Sendesignals 2 in das Empfangssignal 3 von den Signalen getrennt werden können, die von einer Gegenseite ausgesendet worden und im Empfangssignal 3 enthalten sind.
Das Ausgangsignal des dritten Subtrahierglieds 18, dem im Folgenden die Abkürzung sv(t) zugeordnet wird, enthält bei hinreichend guter linearer Echounterdrückung weitgehend nur nichtlinearen Anteile des Echos snonlin(t) und zusätzlich während der Datenübertragung das Empfangsnutzsignal snutz(t), wobei gilt: sv(t) = snonlin(t) + snutz(t)
Das Sendesignal 2, welchem im Folgenden zusätzlich die Abkürzung stx(t) zugeordnet wird, wird erzeugt aus einer ergodischen und mittelwertfreien Symbolfolge. Das Empfangssignal 3 stammt ebenso aus einer mittelwertfreien ergodischen Symbolfolge, die vom Sendesignal 2 statistisch unabhängig ist. Der nichtlineare Echoanteil snonlin(t) ist hingegen mit dem Sendesignal 2 korreliert.
Ohne Einschränkung der Allgemeinheit wird nachfolgend das Up- und Downsampling vernachlässigt, da am Ende ja alle Abtastfrequenzen der Symbolfolgen auf die Abtastfrequenz des Signals 3, dem im Folgenden die Abkürzung se(t) zugeordnet wird, im Empfänger umgesetzt sind.
Bei hinreichend guter linearer Echounterdrückung also hinreichend gut adaptiertem Echokompensationsfilter 9 enthält dann die Symbolfolge se(t) = = sv(t) weitgehend nur die nichtlinearen Anteile des Echos snonlin(t) und das Empfangsnutzsignal snutz(t).
Da Sende- und Empfangsdaten statistisch voneinander unabhängig sind ist der Nutzanteil snutz(t) nicht mit der Sendesymbolfolge stx(t) korreliert, wobei nachfolgend eine Korrelation mit cor bezeichnet ist. Der nichtlineare Echoanteil snonlin(t) ist hingegen mit dem Sendesignal stx(t) korreliert, da er ja genau aus dieser entsteht. cor (snutz(t), stx (t)) → 0 cor(snonlin(t), stx(t))∣⁣ > 0
Dieser Sachverhalt wird bei der Erzeugung des Stellsignals für die Adaption ausgenutzt. Übrigens ist der Rest des linearen Echos auch mit der Sendesymbolfolge korreliert, so dass auch die Korrelation nur einen sehr kleinen Wert ergibt.
Die Größe des Ergebnisses der Korrelationen hängt von der Zeitverschiebung der korrelierten Signale ab und hat sein Maximum wenn die Zeitverschiebung gegeneinander Null ist. Da die Gruppenlaufzeiten τ des Echokompensationspfades und des Echopfades bei adaptiertem Echokompensationsfilter 9 beide gleich τ_o _Pt sind, hat die Korrelation von stx(t) und se(t) ihr Maximum bei der Zeitdifferenz τ = τ_opt der beiden korrelierten Signale gegeneinander: max{cor(se(t), stx(t)) (τ)} = cor (se(t), stx(t)) (τ = τopt) = Σ[se(t)·stx(t – τopt)]
Die Bildung der Summe wird hierbei über ein Zeitintervall I durchgeführt. Um den maximalen Wert der Korrelation zu ermitteln, muss daher die Symbolfolge stx(t) vor der Korrelation im Verzögerer 7 um τ_opt verzögert werden. Die verzögerte Symbolfolge stxdelay(t) stellt daher den zweiten Eingang der Verzerreradaption 13 dar.
Außerdem müssen zur Bildung der Korrelation die Abtastraten von stx(t) und stxdelay(t) gleich sein. Falls die Abtastraten zwischen den beiden Eingängen der Verzerreradaption unter schiedlich sind, muss dies durch einen Auf- oder Abtakter ausgeglichen werden.
Falls ein Auftakter im Pfad der Verzögerers 7 benötigt wird, sollte der Verzögerer 7 vor dem Auftakter liegen. Falls ein Abtakter im Pfad der Verzögerers 7 benötigt wird, sollte der Verzögerer 7 hinter dem Abtakter angeordnet werden.
Eine gleitende – dh. zeitlich fortlaufende – Ermittlung des Maximalwertes der Korrelation der zwei Signale oder Symbolfolgen über ein zeitliches Intervall I kann nach folgender Vorschrift ausgeführt werden nach: max{cor (se(t), stx(t)) (τ)} = Σ [se(t)·stxdelay(t)]
Die fortlaufenden Intervalle seien mit dem Index i indiziert. Wenn das Intervall I jeweils n aufeinanderfolgende Symbole der Signale se(t) und stxdelay(t) umfaßt, kann das Abtastraster von i eine Rate besitzen, die n-fach kleiner ist als die Abtastrate von se(t) und stxdelay(t). Die Ergebnisfolge max{cor (se(t), stx(t)) (τ)} (i) kann also eine gegenüber se(t) und stxdelay(t) um den Faktor n dezimierte Abtastrate aufweisen.
Diese Ergebnisse werden als Stellsymbolfolge sstell(i) für die Adaption der Parameter des Verzerrers 8 verwendet.
Das Produkt se(t)·stxdelay(t) sei als sk(t) bezeichnet. Somit ergibt sich insgesamt: sstell(i) = Σ[sk(t)] = Σ[se(t)·stxdelay t)]wobei bei adaptiertem Echokompensationsfilter 9 gilt, dass sstell(i) => max{cor(snonlin(t), stx(t))(τ)}(i)
Demnach ist sstell(i) gut geeignet als Maß für den in se(t) erhaltenen nichtlinearen Echoanteil und damit als Stellsignal für die Parameter des Verzerrers, da es folgende Eigenschaften aufweist:

– es ist nicht vom Nutzsignal snutz(t) abhängig,
– es verschwindet bei verschwindenden nichtlinearen Echoanteilen snonlin(t), und
– es verschwindet wenn das Sendesignal stx(t) verschwindet.

Die zuvor beschriebene Bildung des Stellsignals ist in 8 als Blockschaltbild dargestellt, wobei das Sendesignal 2 stx(t) nach Verzögerung im Verzögerer 7 und ggf. nach einer erforderlichen Anpassung der Abtastrate in einem Ab- oder Auftakter 30 die Verzerreradaption 13 beaufschlagt. Hierin ist auch noch ein optional zusätzlicher Schwellwertschalter 31 enthalten, dessen Ausgangsignal nur dann von Null verschieden ist, wenn dessen Eingangsignal betragsmäßig einen vorgegebenen Wert (Schwelle) überschreitet. Dies bewirkt, dass der Wert von sk(t) nur für große Signalwerte stx(t), also große Sendesignale, bei denen auch eine nichtlineare Verzerrung im Verstärker 6 auftritt, ungleich Null wird und einen Beitrag zum Stellsignal leistet. Falls ein Schwellwertschalter 31 oder ein Vorzeichenbildner 22 enthalten ist, sind diese vorteilhafterweise möglichst weit vorne im Signalpfad angeordnet.
Weiterhin ist in 8 auch noch ein optional zusätzlicher Vorzeichenbildner 22 enthalten. Dieser bildet nur das Vorzeichen seiner Eingangssignale, so dass sein Ausgang nur 2 Bit breit ist, da nur die Werte -1, 0 und +1 vorkommen können. Die Korrelation nur mit dem Vorzeichen eines Signales liefert hierbei auch eine richtige Stellgröße. Da die Symbolfolge se(t) aus den drei oben dargestellten Komponenten besteht, darf man hingegen hiervon nicht einfach das Vorzeichen bilden, da allgemein gilt, dass sign(se(t)) ≠ sign(slonlin(t)). Durch Verwendung nur des Vorzeichens von stxdelay(t) vereinfacht sich der Multiplizierer 23 erheblich, der das Produkt aus dem Ausgangssignal des Vorzeichenbildners 22 und dem Empfangssignal 3 bildet. Diese Produkt wird in einem Summierer 32 aufsummiert, der beispielsweise in Form eines FIR-Filters realisiert sein kann, und anschließend in Bezug auf die Abtastrate falls erforderlich in einem weiteren Ab- oder Auftakter 33 angepasst. Danach schließt sich eine Steuerung 24 an, in der die Parameter x1, y1 und y2 ermittelt werden. Der Einstellalgorithmus der Parameter kann in Software realisiert werden.
Die hierbei verwendeten Parameter x1, y1 und y2 des Verzerrers 8 entsprechen denen im ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei entspricht x2 der Vollaussteuerung am Eingang des Verstärkers 6.
Es müssen nun mit dem einzigen Stellsignal sstell(i) die 3 Parameter des Verzerrers eingestellt werden. Dies geschieht nun in folgender Weise, wobei g1, g2 und g3 Faktoren (<< 1) sind und i die zeitdiskreten Adaptionsschritte indiziert: y2(i + 1) = y2(i) + g3·sstell(i); falls i = 1, 4, 7, 10,... x1(i + 1) = x1(i) + g1·sstell(i); falls i = 2, 5, 8, 11,.... y1(i + 1) = y1(i) + g2·sstell(i); falls i = 3, 6, 9, 12,...
Es wird also in jedem Adaptionsschritt nur einer der 3 Parameter geändert: Zuerst y2, dann x1, dann y1, dann wieder y2 usw. Auf diese Weise gelingt es, sich sukzessive der Verstärkerkennlinie anzunähern, obwohl nur eine Stellgröße sstell(i) für die Veränderung von 3 verschiedenen Parametern zur Verfügung steht.
Hierbei werden immer zusätzlich folgende Bedingungen geprüft: y1(i + 1)/x1 (i + 1) > = y2 (i + 1)/x2 (i + 1) (Kennlinie "S-förmig") y2(i + 1) > = y1(i + 1) (Kennlinie monoton steigend)
Falls die erste Bedingung nicht erfüllt ist wird y1 nicht geändert: y1(i + 1) = y1(i).
Falls die zweite Bedingung nicht erfüllt ist wird y2 nicht geändert : y2(i + 1) = y2(i).
Die beiden Bedingungen sichern, dass die Form der Verzerrerkennlinie qualitativ der eines begrenzenden Verstärkers entspricht. Ausgegangen wird von den folgenden Startwerten, mit denen auch die Adaption des Echokompensationsfilters 9 beginnt und bei denen der Verzerrer nicht verzerrt: x1(0) = y1(0) = y2(0) = x2 (x2 = Vollaussteuerung Verstärkers 6),
Die Geschwindigkeit der Adaption wird durch die Größe von g1, g2 und g3 und ggf. durch den Wert der Schwelle des Schwellwertschalters 31 bestimmt. Diese müssen also aufeinander abgestimmt sein.
Den Wert für den Verzögerer 7 kann man beispielsweise mittels Software aus den adaptierten Koeffizienten des Echokompensationsfilters 9 und den bekannten anderen Gruppenlaufzeiten im Kompensationspfad ermitteln.
In 4 ist eine Schaltungsanordnung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, die der Schaltungsanordnung gemäß 3 entspricht, wobei zusätzlich Einrichtungen 19, 20, 21 zum Verändern der Abtastrate des digitalen Sendesignals 2 bzw. des digitalen Empfangssignals 3 vorgesehen sind. Mit einem Auftakter 21 wird die Abtastfrequenz des Sendesignals 2 um einen bestimmten Faktor erhöht. Dieses Auftakten der Abtastfrequenz kann insbesondere im Zusammenhang mit einer digitalen Filterung vorteilhaft sein. Umgekehrt wird im Empfangssignalpfad durch einen Abtakter 20 die Abtastfrequenz verringert, wobei dies ebenso insbesondere im Zusammenhang mit einer digitalen Filterung vorgesehen sein kann. Um in diesem Fall das Kompensationssignal mit der richtigen Abtastfrequenz zu erzeugen, wird in den Signalpfad zur Erzeugung des Kompensationssignals ein zweiter Abtakter 19 eingefügt. Vorteilhafterweise wird der zweite Abtakter 19 zwischen den Verzerrer 8 und das Echokompensationsfilter 9 zwischengefügt.
Weiterhin ist ein wie folgt eingerichtetes optimiertes System insbesondere zur Verwendung bei einer Datenübertragung nach dem ADSL-Standard möglich. Dieses System entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß 4. Dabei ist jedoch die Verzerreradaption gemäß 8 eingerichtet, so dass zwischen dem Block Verzerreradaption 13 und dem Verzögerer 7 ein Auftakter 30 vorgesehen ist. Die übrigen Komponenten sind bereits mit Bezug auf die 8 beschrieben worden, wobei im vorliegenden Fall der Block 33 einen Abtakter darstellt, der die Abtastrate um den Faktor n verringert.

Claims

Verfahren zur Kompensation des Echos eines Sendesignals (2) in einem Empfangssignal (3), bei welchem Verfahren in Abhängigkeit des Sendesignals (2) ein Kompensationssignal erzeugt und von dem Empfangssignal (3) subtrahiert wird, dadurch gekennzeichnet , dass das Sendesignal (2) in einem Verzerrer (8) verzerrt wird und das Kompensationssignal in Abhängigkeit des durch den Verzerrer (8) verzerrten Sendesignals (2) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendesignal (2) verzerrt wird, indem auf das Sendesignal (2) eine nichtlineare Übertragungskennlinie angewendet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungskennlinie ein Polygonzug ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungskennlinie ein Polynom ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendesignal in Abhängigkeit wenigstens eines Parameters (x1, y1, y2) verzerrt wird, der in einer Lernphase in Abhängigkeit eines Fehlersignals derart eingestellt wird, dass das Fehlersignal minimiert wird, wobei das Fehlersignal ein Maß für die Differenz des durch den Verzerrer (8) verzerrten Sendesignals (2) und eines Ausgangssignals eines von dem Sendesignal (2) beaufschlagten Treibers bildet.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Lernphase überprüft wird, ob der wenigstens eine Parameter (x1, y1, y2) wenigstens einer Nebenbedingung genügt und bei Nichteinhaltung der Nebenbedingung der Parameter (x1, y1, y2) nicht oder in anderer Weise verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlersignal durch Differenzbildung zwischen dem durch den Verzerrer (8) verzerrten Sendesignal (2) und dem Ausgangssignal des von dem Sendesignal (2) beaufschlagten Treibers (6) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fehlersignal durch Differenzbildung zwischen dem durch den Verzerrer (8) verzerrten Sendesignal (2) und dem Empfangssignal (3) gebildet wird, wobei das Empfangssignal (3) keine von einer Gegenseite übertragenen Signale enthält.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stellsignal (sstell(t)) zur Adaption der Parameter durch Korrelation des Sendesignals (2) und des Empfangssignals (3) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Empfangssignal (3) von einer Gegenseite ausgesendete Signale enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass während der Lernphase das Sendesignal (2) ein Testsignal ist, dessen Amplitudenbereich wenigstens den Amplitudenbereich eines bei einer Informationsübertragung ausgesendeten Sendesignals (2) überstreicht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendesignal (2) ein Digitalsignal ist, das vor einer Übertragung in ein Analogsignal umgewandelt wird, und das Empfangssignal (3) ein Analogsignal ist, das nach dem Empfang in ein Digitalsignal umgewandelt wird, wobei das Kompensationssignal in Abhängigkeit des digitalen Sendesignals (2) als Digitalsignal erzeugt wird und das Kompensationssignal digital vom digitalen Empfangssignal (3) oder nach vorheriger Umwandlung in ein Analogsignal analog vom analogen Empfangssignal (3) subtrahiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,, dass das durch den Verzerrer (8) verzerrte Sendesignal (2) mit einem Echokompensationsfilter (9) gefiltert wird, bevor es vom Empfangssignal (3) subtrahiert wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Echokompensationsfilter (9) in einer Lernphase in Abhängigkeit des Empfangssignals (3) nach Subtraktion des Kompensationssignals adaptiert wird.
Verfahren nach Anspruch 7 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzerrer (8) vor dem Echokompensationsfilter (9) adaptiert wird.
Verfahren nach Anspruch 9 und 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Verzerrer (8) nach dem Echokompensationsfilter (9) adaptiert wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Parameter (x1, y1, y2) des Verzerrers (8) iterativ adaptiert werden und bei jedem Iterationsschritt nur ein Parameter (x1, y1, y2) verändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Sendesignal (2) ein Digitalsignal ist, das vor einer Umwandlung in ein Analogsignal aufgetaktet wird, und das Kompensationssignal in Abhängigkeit des aufgetakteten, digitalen Sendesignals (2) erzeugt und entsprechend der Auftaktung des Sendesignals (2) abgetaktet wird, bevor es vom Empfangssignal (3) subtrahiert wird.
Vorrichtung zur Kompensation des Echos eines Sendesignals (2) in einem Empfangssignal (3), mit einer Einrichtung zum Erzeugen eines Kompensationssignals und einer Einrichtung (14, 18), um das Kompensationssignal von dem Empfangssignal (3) zu subtrahieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erzeugen des Kompensationssignals einen Verzerrer (8) zum Verzerren des Sendesignals (2) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18 eingerichtet ist.