DE10325834A1

DE10325834A1 - Crest-factor reducing method for transmitted data symbol in multi-carrier data transmission system, by shifting Direct-type function to position of maximum of time function

Info

Publication number: DE10325834A1
Application number: DE2003125834
Authority: DE
Inventors: Werner Henkel; Dietmar STRÄUSSNIGG; Steffen Trautmann; Axel Clausen
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2003-06-06
Filing date: 2003-06-06
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2023-06-07
Also published as: DE10325834B4

Abstract

The method involves storing a direct-type function, whose amplitude is scaled to a predetermined value, and checking if the time function of a data symbol (X) to be transmitted has at least one maximum that excites a threshold within a predetermined time interval. The position of the maximum within the time interval is determined. A correction function is formed by shifting the direct-type function to the position of the maximum. The data symbol is modified by subtracting the correction function, to produce a data symbol with a reduced crest factor. An independent claim is included for a circuit for crest factor reduction.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung eines zu sendenden Datensymbols in einem Mehrträger-Datenübertragungssystem, bei dem das zu sendende Datensymbol eine Funktion einer Vielzahl von innerhalb eines vorgegebenen Datenrahmens vorgesehener Signale ist und jedes dieser Signale einem Träger zugeordnet ist, wobei jeder Träger jeweils mindestens eine Frequenz aus einem Sendedatenspektrum belegt, wobei zumindest ein Träger reserviert ist, der nicht für die Datenübertragung vorgesehen ist.The The invention relates to a method and a circuit for crest factor reduction of a data symbol to be transmitted in a multi-carrier data transmission system in which the data symbol to be sent is a function of a plurality of within one predetermined data frame is provided signals and each of these Signals to a carrier is assigned, each carrier each occupied at least one frequency from a transmission data spectrum, being at least one carrier reserved, not for the data transmission is provided.

In der modernen Telekommunikation spielt die hochbitratige Datenübertragung auf einer Teilnehmerleitung eine zunehmend größere Rolle, insbesondere deshalb, da man sich von ihr eine größer nutzbare Bandbreite der zu übertragenden Daten kombiniert mit einer bidirektionalen Datenkommunikation verspricht.In modern telecommunication plays the hochbitratige data transmission an increasingly important role on a subscriber line, especially because you get a bigger usable from her Bandwidth of the to be transmitted Data combined with bidirectional data communication promises.

Eine Technik, die in jüngster Zeit immer mehr an Bedeutung gewinnt, ist die sogenannte Mehrträgerdatenübertragung, die auch als "Multi-Carrier"-Übertragung, als „Discrete Multitone (DMT)" Übertragung oder als „Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)" Übertragung bekannt ist. Eine solche Datenübertragung wird beispielsweise bei leitergebundenen Systemen, aber auch im Funkbereich, für Broadcast-Systeme und für den Zugang zu Datennetzen verwendet. Solche Systeme zur Übertragung von Daten mit Mehrträgerübertragung verwenden eine Vielzahl von Trägerfrequenzen, wobei für die Datenübertragung der zu übertragende Datenstrom in viele parallele Teilströme zerlegt wird, welche im Frequenzmultiplex unabhängig voneinander übertragen werden. Diese Teilströme werden auch als Einzelträger bezeichnet.A Technique, the most recent Time is gaining in importance, is the so-called multi-carrier data transmission, also called "multi-carrier" transmission, as "discrete Multitone (DMT) "transmission or as "Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) "Transmission is known. Such a data transfer is used, for example, in wire-bound systems, but also in the Radio range, for Broadcast systems and for used the access to data networks. Such systems for transmission of data with multicarrier transmission a variety of carrier frequencies, being for the data transmission the data stream to be transmitted into many parallel partial streams which are transmitted independently in frequency multiplexing become. These partial flows are also considered a single carrier designated.

Ein Vertreter der Mehrträger-Datenübertragung ist die ADSL-Technik, wobei ADSL für „Asymmetric Digital Subscriber Line" steht. Mit ADSL ist eine Technik bezeichnet, die die Übertragung eines hochbitratigen Bitstromes von einer Zentrale zum Teilnehmer und eines niederbitratigen, vom Teilnehmer zu einer Zentrale führenden Bitstromes erlaubt. Bei dieser Technik wird die Telekommunikationsleitung in zumindest einen Kanal für herkömmliche Telefondienste (also Sprachübertragung) und mindestens einen weiteren Kanal für die Datenübertragung unterteilt.One Representative of the multi-carrier data transmission is the ADSL technology, being ADSL for "Asymmetric Digital Subscriber Line "stands. With ADSL a technology is called, which the transmission of a high bitratigen Bitstream from a central office to the subscriber and a bit rate, allowed by the subscriber to a central leading bitstream. at This technique is the telecommunications line in at least one Channel for conventional Telephone services (ie voice transmission) and subdivided at least one further channel for data transmission.

Wenngleich bereits sehr viele Probleme bei solchen Mehrträger-Datenübertragungssystemen wie ADSL gelöst sind, bleiben immer noch einige Probleme ungelöst.Although already many problems with such multi-carrier data transmission systems as ADSL solved are still some problems remain unresolved.

Ein mit dieser Mehrträger-Datenübertragung einher gehendes Problem ergibt sich dadurch, dass infolge der Überlagerung sehr vieler Einzelträger sich diese kurzzeitig zu sehr hohen Spitzenwerten aufaddieren können. Das Verhältnis von Spitzenwert zu Effektivwert wird als Crestfaktor, sein Quadrat als PAR (Peak to Average Ratio) bezeichnet. Speziell bei Mehrträgersystemen wie ADSL kann der Crestfaktor sehr groß – zum Beispiel größer als 6 – werden. Auch wenn diese Spitzenwerte in der sich daraus ergebenden Amplitude sehr selten und typischerweise nur für sehr kurze Zeitdauern vorhanden sind, stellen sie einen großen Nachteil der Mehrträger-Datenübertragung dar.One associated with this multi-carrier data transmission going problem arises from the fact that due to the overlay very many individual carriers These can briefly add up to very high peaks. The relationship from peak to rms is called crest factor, its square referred to as PAR (Peak to Average Ratio). Especially for multi-carrier systems Like ADSL, the crest factor can be very large - for example, larger than 6 - become. Even though these peaks in the resulting amplitude very rare and typically only for very short periods of time are, make a big one Disadvantage of multi-carrier data transmission represents.

Ein großer Crestfaktor verursacht verschiedene Probleme im Gesamtsystem der Datenübertragung:
Die maximal mögliche Aussteuerung der Digital/Analog-Wandler und der analogen Schaltungsteile, zum Beispiel Filter und Leitungstreiber, müssen in ihrem Aussteuerbereich und ihrer Dynamik bzw. Auflösung für die maximal vorkommenden Spitzenwerte ausgelegt sein. Das bedeutet, diese Schaltungsteile müssen wesentlich größer dimensioniert sein, als die effekti ve Aussteuerung. Dies geht mit einer entsprechend hohen Betriebsspannung einher, was unmittelbar auch zu einer hohen Verlustleistung führt. Speziell bei Leitungstreibern, die im Allgemeinen eine nicht zu vernachlässigende Nichtlinearität aufweisen, führt dies zu einer Verzerrung des zu sendenden Signals.A large crest factor causes various problems in the overall system of data transmission:
The maximum possible modulation of the digital / analog converters and of the analog circuit components, for example filters and line drivers, must be designed in their modulation range and their dynamics or resolution for the maximum occurring peak values. This means that these circuit parts must be dimensioned much larger than the effekti ve modulation. This is accompanied by a correspondingly high operating voltage, which also leads directly to a high power loss. Especially with line drivers, which generally have a non-negligible non-linearity, this leads to a distortion of the signal to be transmitted.

Ein weiteres Problem der Datenübertragung bei hohen Crestfaktoren besteht darin, dass ein sehr hoher Spitzenwert im Sendesignal die maximal mögliche Aussteuerung überschreiten kann. In diesem Falle setzt eine Begrenzung des Sendesignals ein – man spricht hier von einem Clipping. In diesen Fällen repräsentiert das Sendesignal aber nicht mehr die ursprüngliche Sendesignalfolge, so dass es zu Übertragungsfehlern kommt.One Another problem of data transmission High crest factors is that a very high peak in the transmission signal the maximum possible Exceed modulation can. In this case, a limitation of the transmission signal begins - one speaks here from a clipping. In these cases, however, the transmission signal represents no longer the original one Transmission signal sequence, causing it to transmission errors comes.

Aus diesem Grunde besteht bei Mehrträger-Datenübertragungssystemen der Bedarf, solche Spitzenwerte weitestgehend zu unterdrücken oder zu vermeiden. Dieses Problem ist in der Literatur unter dem Begriff Crestfaktor-Reduzierung oder auch PAR-Reduzierung bekannt. Es existieren hier mehrere Lösungsansätze zur Reduzierung des Crestfaktors:
Bei einem bekannten Verfahren werden einige Träger oder Trägerfrequenzen aus dem Mehrträger-Datenübertragungssystem reserviert (typischerweise etwa 5% des Spektrums). Aus diesen reservierten Trägern wird eine Funktion im Zeitbereich mit möglichst hohem, zeitlich schmalen Spitzenwert erzeugt, die das Korrektursignal bzw. den sogenannten Kernel bildet. Iterativ wird dieser Kernel, der lediglich die reservierten Träger belegt, mit einem Amplitudenfaktor gewichtet, der proportional der Differenz von maximalem Spitzenwert und gewünschtem Maximalwert ist, und im Zeitbereich vom Sendesignal subtrahiert. Dabei wird der Kernel an die Stelle des entsprechenden Spitzenwertes des Sendesignals, der für den überhöhten Crestfaktor verantwortlich ist, zyklisch verschoben. Der Verschiebungssatz der DFT-Transformation stellt sicher, dass auch nach der Verschiebung nur die reservierten Träger belegt werden.For this reason, multi-carrier data transmission systems have the need to suppress or avoid such peak values as much as possible. This problem is known in the literature under the term crest factor reduction or PAR reduction. There are several approaches to reduce the crest factor here:
In a known method, some carriers or carrier frequencies are reserved from the multi-carrier data transmission system (typically about 5% of the spectrum). From these reserved carriers, a function in the time domain with the highest possible time-limited peak value is generated, which forms the correction signal or the so-called kernel. Iteratively, this kernel, which occupies only the reserved carriers, is weighted with an amplitude factor proportional to the difference of ma x maximum peak value and desired maximum value, and subtracted in the time domain from the transmission signal. In this case, the kernel is cyclically shifted to the position of the corresponding peak value of the transmission signal, which is responsible for the excessive crest factor. The shift rate of the DFT transformation ensures that even after the shift, only the reserved carriers are occupied.

In der internationalen Patentanmeldung WO 03/026240 A2 ist ein auf dem vorstehend dargelegten Verfahren aufbauendes Verfahren beschrieben, bei dem Spitzenwerte im zu sendenden Zeitsignal, die für einen zu hohen Crestfaktor verantwortlich sind, durch iterative Berechnung des Korrektursignals reduziert werden. Dabei findet auch eine Überabtastung des Eingangssignals sowie eine Modellierung der der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung nachgeschalteten Filter statt.In International Patent Application WO 03/026240 A2 is a described in the method set out above, at the peak value in the time signal to be sent, which for a are responsible for high crest factor, by iterative calculation the correction signal can be reduced. There is also an oversampling of the input signal as well as a modeling of the circuit for Crest factor reduction downstream filter instead.

Die eben beschriebenen Verfahren arbeiten lediglich im Zeitbereich und sind daher durch ihre Schnelligkeit und geringe Komplexität gekennzeichnet.The just described methods work only in the time domain and are therefore characterized by their speed and low complexity.

Nachteilig an den eben beschriebenen Verfahren und Anordnungen ist einerseits, dass aus dem Datenspektrum einige Träger reserviert werden müssen, die zur Herstellung des Korrektursignals (Kernels) verwendet werden und die somit nicht mehr für die Datenübertragung zur Verfügung stehen. Die Datenübertragungsrate eines derartigen Multiträger-Datenübertragungssystems und damit auch seine Leistungsfähigkeit sinkt daher abhängig von der Anzahl der reservierten Träger.adversely on the methods and arrangements just described, on the one hand, that from the data spectrum some carriers must be reserved, the used to make the correction signal (kernel) and thus no longer for the data transfer to disposal stand. The data transfer rate such a multi-carrier data transmission system and thus also its efficiency therefore decreases depending from the number of reserved carriers.

Ein weiterer Nachteil dieser Verfahrens besteht darin, dass eben dieses Korrektursignal erst aus den entsprechend reservierten Trägern des Datenspektrums erzeugt werden muss. Die Erzeugung des Korrektursignals erfolgt durch Bildung einer dirac-ähnlichen Funktion, die typischerweise auf einen Wert von eins normiert ist. Die dirac-ähnliche Korrekturfunktion wird aus den reservierten Trägern des Datenspektrums abgeleitet und mit einem Faktor entsprechend der Amplitude des zu reduzierenden Spitzenwertes gewichtet. Bei dieser Gewichtung wird die dirac-ähnliche Funktion mit einem Wichtungsfaktor multipliziert, wobei diese Multiplikation bei jedem Iterationsschritt erneut durchgeführt werden muss. Eine Multiplika tion ist eine schaltungstechnisch oder auch softwaretechnisch relativ aufwendige Operation und erfordert somit einen erheblichen Schaltungsaufwand bzw. Rechenaufwand. Dies muss im Falle entweder durch die entsprechende Schaltung oder die Recheneinheit vorgehalten werden. Darüber hinaus haben iterativ vorzunehmende Multiplikationen auch eine nicht unbeachtliche Zeitverzögerung zur Folge. Um die Leistungsfähigkeit und damit die Schnelligkeit bei der Erzeugung der Korrekturfunktionen auf ein Minimum zu reduzieren, müssen entsprechend schnelle und leistungsfähige Recheneinheiten bereit gestellt werden, die jedoch das gesamte System verteuern.One Another disadvantage of this method is that just this Correction signal only from the corresponding reserved carriers of Data spectrum must be generated. The generation of the correction signal is done by forming a dirac-like function, which is typically normalized to a value of one. The dirac-like correction function becomes from the reserved carriers derived from the data spectrum and with a factor accordingly the amplitude of the peak value to be reduced weighted. at this weighting becomes the dirac-like function with a Weighting factor multiplied, this multiplication at each Iteration step must be performed again. A multiplication is a circuit technology or software technology relative complex operation and thus requires a considerable amount of circuitry or computational effort. This must be done in the case either by the appropriate Circuit or the arithmetic unit are kept. In addition, have iterative multiplications also not inconsiderable Time Delay result. To the efficiency and thus the speed of generating the correction functions to reduce to a minimum correspondingly fast and powerful computing units are provided which, however, make the whole system more expensive.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einfachere, insbesondere leistungsfähigere Verfahren und Schaltungen zur Crestfaktor-Reduzierung bereitzustellen.Of the The present invention is therefore based on the object simpler, especially more powerful To provide methods and circuits for crest factor reduction.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch zwei Verfahren mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 2 sowie eine Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst.According to the invention this Task by two methods with the features of claims 1 and 2 and a circuit for crest factor reduction with the features of claim 10.

Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht darin, auf die zeitaufwendigen und insbesondere auch rechenaufwendigen Multiplikationsschritte bei der Erzeugung eines Korrektursignals zu verzichten, indem die zur Erzeugung des Korrektursignals verwendeten dirac-ähnlichen Funktionen bereits hinsichtlich ihrer Amplitude in vorskalierter Form abgespeichert werden. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass eine Vielzahl solcher vorskalierter dirac-ähnlicher Funktionen vorliegen, die innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls (Frame) des zu sendenden Datensignals zeitlich an unterschiedlichen Positionen positioniert vorliegen. Eine Verschiebung des Korrektursignals hin zu der Position eines Spitzenwertes wäre demnach nicht mehr erforderlich.The The idea underlying the present invention is that on the time-consuming and especially computationally expensive Multiplication steps in the generation of a correction signal to dispense by using the signals used to generate the correction signal Dirac-like Functions already in terms of their amplitude in pre-scaled Form are saved. additionally or alternatively it can also be provided that a plurality of such pre-scaled dirac-like Functions are present within the given time interval (Frame) of the data signal to be transmitted temporally at different Positions are present. A shift of the correction signal Accordingly, it would no longer be necessary to reach the position of a peak value.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass eine multiplikative Skalierung zur Gewichtung der dirac-ähnlichen Funktion in Abhängigkeit von der Amplitude eines detektierten Spitzenwertes auf der Basis der Robustheit des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht notwendigerweise erforderlich ist. Es zeigt sich, dass auf die exakte Skalierung entsprechend der Differenz zwischen der tatsächlichen Amplitude des Spitzenwertes und dem Schwellwert sowie damit einhergehend auf die Multiplikation der dirac-ähnlichen Funktion mit einem exakten Skalierungsfaktor zur Bildung eines Korrektursignals verzichtet werden kann.Of the The present invention is based on the finding that a multiplicative scaling to weight the dirac-like function in dependence from the amplitude of a detected peak on the base the robustness of the method according to the invention not necessarily required. It turns out that up the exact scaling according to the difference between the actual Amplitude of the peak value and the threshold value and associated therewith on the multiplication of the dirac-like function with a exact scaling factor is omitted to form a correction signal can be.

Die Vorgehensweise bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist dabei wie folgt:
Statt einer Normierung der dirac-ähnlichen Funktion auf eins speichert man bereits eine oder mehrere vorskalierte Versionen der gefilterten und/oder verschobenen (geshifteten) dirac-ähnlichen Korrekturfunktionen ab. Die Skalierung der so vorskalierten dirac-ähnlichen Funktion kann zum Beispiel so gewählt werden, dass im Falle einer gegebenen mittleren Leistung ein maximales PAR von zum Beispiel 15 dB exakt auf ein reduziertes PAR von zum Beispiel 10 dB reduziert wird. Die abgespeicherten skalierten dirac-ähnlichen Korrekturfunktionen werden also typischerweise anhand eines maximalen Spitzenwert festgelegt. Dadurch können im Rahmen der Robustheit des Verfahrens Crestfaktor reduzierte zu sendende Signale gewonnen werden, die ohne nennenswerte Einbußen der Qualität der Datenübertragung noch innerhalb der Toleranz der Crestfaktor-Reduzierung liegen.The procedure in the method according to the invention is as follows:
Instead of normalizing the dirac-like function to one, one already stores one or more pre-scaled versions of the filtered and / or shifted (shifted) dirac-like correction functions. For example, the scaling of the pre-scaled dirac-like function may be chosen such that in the case of a given average power, a maximum PAR of, for example, 15 dB, exactly to a reduced PAR of, for example, 10 dB is reduced. The stored scaled dirac-like correction functions are thus typically determined by a maximum peak value. As a result, crest factor reduced signals to be transmitted can be obtained within the scope of the robustness of the method, which are still within the tolerance of the crest factor reduction without significant losses in the quality of the data transmission.

Statt dieser Grundskalierung bezogen auf eine maximale Amplitude wäre jedoch auch jede andere Grundskalierung bezogen auf einer betragsmäßig über der Schwelle liegende Amplitude denkbar. Vorteilhafterweise sollte sich die Grundskalierung auf eine häufig vorkommende Amplitude eines Spitzenwertes beziehen.Instead of However, this basic scaling relative to a maximum amplitude would be also any other basic scaling in terms of amount above the Threshold amplitude conceivable. Advantageously, should be the basic scaling to one frequently refer to the occurring amplitude of a peak value.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung werden diese vorskalierten, abgespeicherten dirac-ähnlichen Korrekturfunktionen iterativ verwendet. Man beginnt hier die Iterationen mit den vorskalierten dirac-ähnlichen Korrekturfunktionen, zunächst unabhängig von dem tatsächlichen Spitzenwert innerhalb des jeweiligen Zeitintervalls des zu sendenden Signals. Diese Schritte werden solange wiederholt, bis der aktuelle Spitzenwert mit dem aktuell zu sendenden Symbol eine bestimmte (vorgegebene) Schwelle unterschreitet. Für die weitere Iteration kann dann vorteilhafterweise mit einer dirac-ähnlichen Korrekturfunktion weiter gerechnet werden, die eine reduzierte, zum Beispiel halbierte, Amplitude aufweist. Eine solche reduzierte Amplitude kann zum Beispiel durch ein rechts Verschieben der dirac-ähnlichen Korrekturfunktion gewonnen werden.In In an advantageous embodiment, these are prescaled, stored dirac-like correction functions used iteratively. Here you start the iterations with the pre-scaled ones Dirac-like Correction functions, first independently from the actual Peak value within the respective time interval of the to be sent Signal. These steps are repeated until the current peak with the symbol currently being sent a certain (given) Threshold falls below. For the further iteration can then advantageously with a dirac-like Correction function, which has a reduced, for example, halved, having amplitude. Such a reduced Amplitude can be adjusted, for example, by moving the dirac-like right Correction function can be obtained.

Diese erfindungsgemäße Modifikation bei der Erzeugung von Korrekturfunktionen kommt einem schwankenden, effektiven Dämpfungsfaktor α gleich.These inventive modification when generating correction functions comes a fluctuating, effective damping factor α is the same.

Im Unterschied zu dem eingangs beschriebenen Verfahren wird statt der Berechnung eines Skalierungsfaktors ein grob gestuftes Korrektursignal verwendet. Dadurch wird der effektive Dämpfungsfaktor α für das Korrektursignal, abhängig von der jeweiligen Stufung, vergrößert bzw. auch verkleinert. Voraussetzung für diese Amplitudenquantisierung ist allerdings die Robustheit des erfindungsgemäßen Verfahrens.in the Difference to the method described above is instead of Calculation of a scaling factor uses a rough graded correction signal. As a result, the effective damping factor α for the correction signal, dependent from the respective grading, enlarged or reduced. requirement for this Amplitude quantization, however, is the robustness of the method according to the invention.

In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann nach einer vorgegebenen Anzahl von Iterationen automatisch auf die nächst niedrigere Skalierung der abgespeicherten, vorskalierten dirac-ähnlichen Funktionen heruntergeschaltet werden. Zusätzlich oder alternativ kann auch vorgesehen sein, dass eine (vorzeitige) Reduzierung der Amplitude der vorskalierten dirac-ähnlichen Korrekturfunktion vorgenommen wird, wenn sich zum Beispiel zeigt, dass der zu reduzierende Spitzenwert nach einer iterativen Modifikation betragsmäßig grö ßer geworden ist, als vor dieser Modifikation. Durch die gerade beschriebenen Maßnahmen lässt sich eine Instabilität des Verfahrens bzw. der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung auf ein Mindestmaß reduzieren. Durch diese zusätzliche Stabilitätskontrolle lässt sich der Skalierungsfaktor sehr hoch ansetzen, was die Konvergenzgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens zusätzlich erhöht.In an embodiment of the method according to the invention can according to a predetermined number of iterations automatically to the next lower one Scaling the stored, pre-scaled dirac-like ones Functions are downshifted. Additionally or alternatively also be provided that a (premature) reduction of the amplitude the pre-scaled dirac-like Correction function is performed when, for example, shows that the peak value to be reduced after an iterative modification in terms of amount increased is as before this modification. By the just described activities let yourself an instability of the method or circuit for crest factor reduction reduce a minimum. Through this additional Stability control can be the scaling factor set very high what the convergence speed the method according to the invention additionally elevated.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmbar.advantageous Embodiments and further developments are the dependent claims and the description with reference to the drawings.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt dabei:The Invention will be described below with reference to the schematic figures The drawings specified embodiments explained in more detail. It shows attended:

1 ein Blockschaltbild einer ersten, allgemeinen erfindungsgemäßen Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung eines Mehrträger-Übertragungssystems; 1 a block diagram of a first, general inventive circuit for crest factor reduction of a multi-carrier transmission system;

2 ein Blockschaltbild einer zweiten, bevorzugten erfindungsgemäßen Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung mit Iterationspfaden; 2 a block diagram of a second preferred circuit according to the invention for crest factor reduction with iteration paths;

3 ein Blockschaltbild einer dritten, besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung. 3 a block diagram of a third, particularly preferred circuit for crest factor reduction according to the invention.

In allen Figuren der Zeichnung sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente, Signale und Funktionen – sofern nichts anderes angegeben ist – gleich bezeichnet worden.In all figures of the drawing are identical or functionally identical elements, Signals and functions - provided nothing else is indicated - the same Service.

1 zeigt das Blockschaltbild einer ersten, allgemeinen erfindungsgemäßen Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung – nachfolgend als CF-Schaltung bezeichnet – eines Mehrträger-Übertragungssystems. 1 shows the block diagram of a first, general invention circuit for crest factor reduction - hereinafter referred to as CF circuit - a multi-carrier transmission system.

In 1 ist mit Bezugszeichen 1 ein Ausschnitt aus einem Mehrträger-Datenübertragungssystem bezeichnet. Hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise eines solchen Mehrträger-Datenübertragungssystems 1 und insbesondere einer CF-Schaltung wird auf die bereits eingangs erwähnte WO 03/026240 A2 verwiesen, die hinsichtlich des Aufbaus eines Mehrträger-Datenübertragungssystems und insbesondere einer CF-Schaltung vollinhaltlich in die vorliegende Patentanmeldung miteinbezogen wird.In 1 is with reference numerals 1 a section of a multi-carrier data transmission system called. With regard to the structure and operation of such a multi-carrier data transmission system 1 and in particular a CF circuit reference is made to the already mentioned above WO 03/026240 A2, which is incorporated in the present patent application in full with regard to the structure of a multi-carrier data transmission system and in particular a CF circuit.

In 1 ist lediglich der senderseitige Übertragungspfad 5 dargestellt, der zwischen einem nicht dargestellten Sender und einer ebenfalls nicht dargestellten Gabelschaltung, die mit der entsprechenden Telefonleitung verbunden ist, angeordnet ist. Der empfangsseitige Übertragungspfad 5 ist hier ebenfalls nicht dargestellt.In 1 is just the sender-side over tragungspfad 5 shown, which is arranged between a transmitter, not shown, and a likewise not shown hybrid circuit which is connected to the corresponding telephone line. The receive-side transmission path 5 is also not shown here.

Im Sendepfad 5 des Mehrträger-Datenübertragungssystems sind nacheinander ein IFFT-Modul 2, eine Schaltungsanordnung zur Crestfaktor-Reduzierung 3 und ein Ausgabefilter 4 angeordnet. Dem IFFT-Modul 2 wird von dem Sender ein Eingangssignal X0 zugeführt, welches von dem IFFT-Modul 2 mittels inverser Fourier-Transformation moduliert wird. Das so modulierte Eingangssignal X, welches im Falle einer ADSL-Datenübertragung eine Frequenz von 2,208 MHz und im Falle einer ADSL+ Datenübertragung eine Frequenz von 4,416 MHz aufweist, wird der nachgeschalteten CF-Schaltung 3 zugeführt. Die CF-Schaltung 3 erzeugt ein Crestfaktor-reduziertes Ausgangssignal Z, welches dem nachgeschalteten Ausgabefilter 4 zugeführt wird. Nach der Filterung des Crestfaktor-reduzierten Ausgangssignals Z gibt das Filter 4 ein Signal Z' aus, welches nach wie vor Crestfaktor-reduziert ist.In the transmission path 5 of the multicarrier data transmission system are successively an IFFT module 2 , A circuit for crest factor reduction 3 and an output filter 4 arranged. The IFFT module 2 An input signal X0 supplied by the transmitter is supplied by the IFFT module 2 is modulated by inverse Fourier transform. The thus modulated input signal X, which has a frequency of 2.208 MHz in the case of ADSL data transmission and a frequency of 4.416 MHz in the case of ADSL + data transmission, becomes the downstream CF circuit 3 fed. The CF circuit 3 generates a crest factor-reduced output signal Z, which is the downstream output filter 4 is supplied. After filtering the crest factor-reduced output signal Z, the filter is present 4 a signal Z ', which is still Crestfaktor-reduced.

Die CF-Schaltung 3 weist zu diesem Zwecke einen Modellpfad 6 auf, der parallel zu einem Teil 5' des Sendepfades 5 angeordnet ist.The CF circuit 3 has a model path for this purpose 6 on, which is parallel to a part 5 ' of the transmission path 5 is arranged.

Der Modellpfad 6 zweigt am Eingang der CF-Schaltung 3 von dem Sendepfad 5' ab, so dass dem Modellpfad 6 ebenfalls das modulierte Eingangssignal X zugeführt wird. Am Anfang des Modellpfads 6 ist ein Überabtastblock 11 vorgesehen, der das ursprüngliche, von den Nutzerdaten gebildete Zeitsignal X L-fach, zum Beispiel 4-fach oder 2-fach, überabtastet. Unter Umständen kann auf den Überabtastblock 11 auch verzichtet werden.The model path 6 branches at the input of the CF circuit 3 from the transmission path 5 ' off, leaving the model path 6 also the modulated input signal X is supplied. At the beginning of the model path 6 is an oversampling block 11 provided that the original, formed by the user data time signal X L-times, for example, 4-fold or 2-fold oversampled. You may be able to access the oversampling block 11 also be waived.

Das überabgetastete Signal X' wird einem nachgeschalteten Modellfilter 12 zugeführt. Bei dem Modellfilter 12 handelt es sich um eine möglichst getreue Abbildung des der CF-Schaltung 3 nachgeschalteten Filters 4, so dass damit der Charakteristik des Filters 4 und dessen Einfluss auf das zu sendende Signal X Rechnung getragen wird. Es kann so sicher gestellt werden, dass, obwohl durch das Ausgabefilter 4 das Ausgangssignal Z verfälscht wurde und somit die Möglichkeit einer erneuten Erzeugung eines überhöhten Crestfaktors besteht, das gefilterte Ausgangssignal Z' dennoch keine überhöhten Spitzenwerte aufweist.The oversampled signal X 'becomes a downstream model filter 12 fed. In the model filter 12 it is a faithful representation of the CF circuit 3 downstream filter 4 So that's the characteristic of the filter 4 and its influence on the signal X to be transmitted is taken into account. It can be made sure that, though through the output filter 4 the output signal Z has been falsified and thus there is the possibility of a renewed generation of an excessive crest factor, the filtered output signal Z 'nevertheless has no excessive peak values.

Dem Modellfilter 12 ist eine Analyse- und Auswerteeinheit 13 nachgeschaltet, die das überabgetastete und gefilterte Signal X' dahingehend überprüft, ob innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls ein Spitzenwert vorhanden ist. Dabei wird überprüft, ob der Betrag bzw. die Amplitude des Signals X' eine vorgegebene Schwelle überschritten hat. Überschreitet der Betrag der Amplitude des Signals X' diese Schwelle, schließt man auf einen Spitzenwert und damit auf einen überhöhten Crestfaktor, den es zu reduzieren gilt. In diesem Fall bestimmt die Analyse- und Auswerteeinheit 13 auch die relative zeitliche Position dieses Spitzenwertes innerhalb des Zeitintervalls.The model filter 12 is an analysis and evaluation unit 13 which checks the oversampled and filtered signal X 'to see if there is a peak within a given time interval. It is checked whether the amount or the amplitude of the signal X 'has exceeded a predetermined threshold. Exceeds the magnitude of the amplitude of the signal X 'this threshold, one concludes on a peak value and thus on an excessive crest factor, which is to be reduced. In this case, the analysis and evaluation unit determines 13 also the relative temporal position of this peak within the time interval.

Die Analyse- und Auswerteeinheit 13 bestimmt zudem den Wert der Amplitude des Spitzenwerts. Vorteilhafterweise ist hier keine exakte Amplitudenbestimmung vorgesehen, sondern ledig lich eine grobe Bestimmung, angepaßt an die Quantisierung der Amplitude und die Vorskalierung.The analysis and evaluation unit 13 also determines the value of the amplitude of the peak. Advantageously, no exact amplitude determination is provided here, but single Rough determination, adapted to the quantization of the amplitude and the Vorskalierung.

Vorteilhafterweise ist die Analyse- und Auswerteeinheit 13 als programmgesteuerte Einheit, insbesondere als Mikroprozessor oder Mikrocontroller, ausgebildet.Advantageously, the analysis and evaluation unit 13 as a program-controlled unit, in particular as a microprocessor or microcontroller formed.

Das für die Suche eines Spitzenwertes und dessen zeitlicher Position innerhalb eines Zeitintervalls verwendete Verfahren entspricht vorteilhafterweise dem in der WO 03/026240 A2 beschriebenen Verfahren. Diese Druckschrift WO 03/026240 A2 wird hinsichtlich des dort beschriebenen Verfahrens voll inhaltlich in die vorliegenden Patentanmeldung mit einbezogen.The for the Search for a peak and its temporal position within a time interval used advantageously corresponds the method described in WO 03/026240 A2. This document WO 03/026240 A2 is described with regard to the method described there fully included in the present patent application.

Der Analyse- und Auswerteeinheit 13 ist erfindungsgemäß eine Speichereinrichtung 19 nachgeschaltet. In der Speichereinrichtung 19 ist ein Satz vorskalierter und an verschiedene Positionen des Zeitintervalls verschobener dirac-ähnlicher Korrekturfunktionen abgelegt. Hat die Analyse- und Auswerteeinheit 13 einen Spitzenwert im zu sendenden Signal X detektiert, dann gibt die Speichereinheit 19 abhängig von dem Steuersignal CTR1 ein dirac-ähnliches Korrektursignal YCF aus. Dabei wird aus dem Satz vorskalierter und verschobener dirac-ähnlicher Korrekturfunktionen diejenige ausgewählt, welche der entsprechenden Position des Spitzenwertes entspricht.The analysis and evaluation unit 13 is a memory device according to the invention 19 downstream. In the storage device 19 is a set of pre-scaled and shifted to different positions of the time interval dirac-like correction functions stored. Has the analysis and evaluation unit 13 detects a peak in the signal X to be transmitted, then the memory unit gives 19 depending on the control signal CTR1 from a dirac-like correction signal YCF. In this case, the one which corresponds to the corresponding position of the peak value is selected from the set of precalculated and shifted dirac-like correction functions.

In einer der Speichereinrichtung 19 nachgeschalteten Addiereinrichtung 10 wird das vorskalierte und bereits verschobene Korrektursignal YCF mit dem zeitlich geeignet verzögerten Sendesignal X im Sendepfadteil 5' überlagert. Die Überlagerung erfolgt zum Beispiel durch Subtraktion des Korrektursignals YCF von dem entsprechenden Teil des Zeitsignals X in der Addiereinrichtung 10.In one of the storage device 19 downstream adder 10 is the precalculated and already shifted correction signal YCF with the temporally suitably delayed transmission signal X in the transmission path part 5 ' superimposed. The superposition takes place, for example, by subtracting the correction signal YCF from the corresponding part of the time signal X in the adder 10 ,

In dem Ausführungsbeispiel in 1 ist keine iterative Bestimmung des Korrektursignals YCF vorgesehen. Das Korrektur signal YCF wird entsprechend des effektiven Dämpfungsfaktors α mit dem Spitzenwert des zu sendenden Signals X überlagert. Dies ist aber nicht immer sinnvoll, da durch eine solche Überlagerung mit einem betragsmäßig sehr großen Korrektursignal YCF wiederum Spitzenwerte im zu sendenden Signal X erzeugt werden können, die dann – insbesondere bei mehreren Spitzen pro Rahmen – zum Beispiel an einer anderen Stelle des Zeitintervalls auftauchen können. Dies ist aber nicht erstrebenswert. Aus diesem Grunde wird typischerweise, jedoch nicht notwendigerweise, das Korrektursignal YCF, welches mit dem zu sendenden Signal X überlagert wird, iterativ mit nur einer oder weniger Spitzenreduktionen pro Iteration erzeugt.In the embodiment in 1 no iterative determination of the correction signal YCF is provided. The correction signal YCF is superposed according to the effective attenuation factor α with the peak value of the signal X to be transmitted. However, this is not always useful because a sol In addition, peak values in the signal X to be transmitted can be generated, which can then emerge, for example at a plurality of peaks per frame, at another point in the time interval, for example. This is not desirable. For this reason, typically, but not necessarily, the correction signal YCF superimposed on the signal X to be transmitted is generated iteratively with only one or fewer peak reductions per iteration.

2 zeigt ein Blockschaltbild einer zweiten, bevorzugten erfindungsgemäßen Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung mit iterativer Erzeugung des Korrektursignals. 2 shows a block diagram of a second preferred circuit according to the invention for crest factor reduction with iterative generation of the correction signal.

Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel sind dort Rückkopplungspfade 17, 18 im Sendepfadteil 5 und Modellpfad 6 vorgesehen. Die Rückkopplungspfade 17, 18 im Sendepfadteil 5' und Modellpfad 6 sowie die in diesen Pfaden 5', 6 angeordneten Schalter 7, 8, 14 dienen der iterativen Behandlung der jeweiligen Signale. Dabei zeigt der Sendepfadteil 5' die iterative Veränderung der nicht überabgetasteten Zeitfunktion X, während der Modellpfad 6 die zugehörige Modifikation im überabgetasteten Zeitraster mit dem Signal X' durchführt.In contrast to the exemplary embodiment, there are feedback paths 17 . 18 in the send path part 5 and model path 6 intended. The feedback paths 17 . 18 in the send path part 5 ' and model path 6 as well as those in these paths 5 ' . 6 arranged switch 7 . 8th . 14 serve the iterative treatment of the respective signals. The send path part shows 5 ' the iterative change of the non-oversampled time function X during the model path 6 performs the associated modification in the oversampled time frame with the signal X '.

Für die iterative Behandlung der Eingangssignale X enthält der Sendepfadteil 5' einen ersten Schalter 7 (Start), einen zweiten Schalter 8 (Stop), und einen zwischen diesen Schaltern 7, 8 angeordneten Puffer 9 und Additionseinrichtung 10. Die Puffereinrichtung 9 dient der Pufferung, d.h. der Verzögerung des eingangsseitig zugeführten Zeitsignals X, um einer Zeitverzögerung im Modellpfad 6 Rechnung zu tragen sowie für eine Abspeicherung der jeweiligen Zwischenwerte aus der Iteration.For the iterative treatment of the input signals X contains the transmission path part 5 ' a first switch 7 (Start), a second switch 8th (Stop), and one between these switches 7 . 8th arranged buffers 9 and adder 10 , The buffer device 9 serves the buffering, ie the delay of the input side supplied time signal X by a time delay in the model path 6 Account for the storage of the respective intermediate values from the iteration.

Für die iterative Behandlung der überabgetasteten Signale X' ist im Modellpfad 6 ein erster Schalter 14 (Start), eine Puffereinrichtung 15 sowie eine Addiereinrichtung 16 vorgesehen. Die Rechen- und Speichereinheit 13 führt eben das Korrektursignal Y*CF auch der Addiereinrichtung 16 zu, in der das überabgetastete Korrektursignal YCF von dem Zeitsignal Y im Modellpfad subtrahiert wird. Es ergibt sich somit eine zweite Iterationsschleife.For the iterative treatment of the oversampled signals X 'is in the model path 6 a first switch 14 (Start), a buffer device 15 and an adder 16 intended. The computing and storage unit 13 leads just the correction signal Y * CF and the adder 16 in which the oversampled correction signal YCF is subtracted from the time signal Y in the model path. This results in a second iteration loop.

Die in der Speichereinrichtung 19 abgespeicherten vorskalierten und verschobenen Korrekturfunktionen sind hier so bemessen, dass sie einen maximal möglichen oder typischerweise vorhandenen Spitzenwert unter Berücksichtigung einer Mehrzahl von Iterationen auf einen vorgebbaren Wert unterhalb des Maximalwertes reduzieren.The in the storage device 19 stored precalculated and shifted correction functions are here dimensioned so that they reduce a maximum possible or typically existing peak value taking into account a plurality of iterations to a predeterminable value below the maximum value.

Die Ausführungsbeispiele der 1 und 2 sind außerordentlich Speicherplatz intensiv, da hier eine Vielzahl von Zeitvektoren für die einzelnen Positionen eines Korrektursignals abgespeichert werden müssen.The embodiments of the 1 and 2 are extremely memory intensive, since here a plurality of time vectors for the individual positions of a correction signal must be stored.

3 zeigt anhand eines Blockschaltbildes eine dritte, besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen CF-Schaltung. Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen in 1 und 2 sei dort in der Speichereinrichtung 19 nicht ein Satz zeitlich verschobener Korrekturfunktionen abgelegt. Vielmehr ist in der Speichereinrichtung 19 lediglich eine einzige (oder auch einige wenige) vorskalierte Korrekturfunktion YCF' abgelegt, was aus Gründen des Speicherplatzbedarfs sehr viel vorteilhafter ist. 3 shows a block diagram of a third, particularly preferred embodiment of the CF circuit according to the invention. In contrast to the embodiments in 1 and 2 be there in the storage device 19 not a set of temporally shifted correction functions filed. Rather, in the storage device 19 stored only a single (or a few) pre-scaled correction function YCF ', which is much more advantageous for reasons of storage space requirements.

Zusätzlich ist hier eine Verschiebeeinheit 20 vorgesehen, die der Speichereinrichtung 19 nachgeschaltet angeordnet ist und welche diese vorskalierte Korrekturfunktion YCF' an die entsprechende zeitliche Position des detektierten Spitzenwertes innerhalb des Zeitintervalls verschiebt. Dies wird typischerweise durch ein Steuersignal CTR2 der Analyse- und Auswerte einheit 13 gesteuert. Die Verschiebeeinheit 20 gibt dann ein zeitlich geeignet verschobenes, vorskaliertes Korrektursignal YCF aus, welches mit dem geeignet verzögerten, zu sendenden Signal X in der Addiereinrichtung 10 überlagert wird.In addition, here is a shift unit 20 provided, the memory device 19 is arranged downstream and which shifts this pre-scaled correction function YCF 'to the corresponding time position of the detected peak value within the time interval. This is typically by a control signal CTR2 the analysis and evaluation unit 13 controlled. The displacement unit 20 then outputs a temporally suitably shifted, precalculated correction signal YCF, which coincides with the suitably delayed signal X to be transmitted in the adder 10 is superimposed.

Der Vorteil des in 3 dargestellten Ausführungsbeispiels besteht darin, dass hier der Speicher sehr klein ausgebildet ist, da lediglich ein (oder zumindest sehr wenige im Falle einer Überabtastung) vorskalierte Werte abgespeichert werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Zeitintervall sehr groß ist und in diesem Falle ein sehr großer Satz zeitlicher verschobener, vorskalierter Korrekturfunktionen abgelegt werden müsste.The advantage of in 3 illustrated embodiment is that here the memory is very small, since only one (or at least very few in the case of oversampling) vorskalierte values are stored. This is particularly advantageous if the time interval is very large and in this case a very large set of temporally shifted, vorscalierter correction functions would have to be stored.

Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.Even though the present invention above based on preferred embodiments It is not limited to this, but in many ways modifiable.

Insbesondere ist die Erfindung nicht auf die vorstehenden Datenübertragungssysteme und Verfahren beschränkt, sondern lässt sich zum Zwecke der Crestfaktor-Reduzierung auf sämtliche, auf Multiträger-Datenübertragung basierende Systeme und Verfahren erweitern. Insbesondere sei die Erfindung nicht auf eine ADSL-Datenübertragung beschränkt, sondern lässt sich auf sämtliche xDSL-Datenübertragungen erweitern. Denkbar sind auch mobile Anwendungen wie DAB (= Digital Audio Broadcasting) oder DVB-T (= Digital Video Broadcasting-Terrestrium).Especially the invention is not limited to the above data transmission systems and methods limited but lets for the purpose of crest factor reduction to all, on multi-carrier data transmission Expand based systems and procedures. In particular, be the Invention is not limited to ADSL data transmission, but let yourself on all xDSL data transmissions expand. Also conceivable are mobile applications such as DAB (= Digital Audio Broadcasting) or DVB-T (= Digital Video Broadcasting Terrestrial).

Auch sei die Erfindung nicht notwendigerweise auf eine 2-fache oder 4-fache Überabtastung des zu sendenden Datensignals beschränkt. Vielmehr kann auch vorgesehen sein, dass hier keine Überabtastung, sogar eine Unterabtastung oder eine beliebig hohe Überabtastung stattfindet.Also, the invention is not necessarily limited to a 2-fold or 4-fold oversampling of the data signal to be transmitted. Rather, it can also be provided that no oversampling, even a sub-sampling or a belie big high oversampling takes place.

Insbesondere sei die Erfindung nicht auf die vorstehenden Zahlenangaben beschränkt, sondern lässt sich im Rahmen der Erfindung und des fachmännischen Wissens in beliebiger Weise abändern.Especially the invention is not limited to the above figures, but can be in the context of the invention and the expert knowledge in arbitrary Modify way.

Es versteht sich, dass die Elemente der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung sowie das angegebene IFFT-Modul und das Filter herkömmliche Hardware-Komponenten sind, die aber auch Softwaremäßig realisiert werden können.It It is understood that the elements of the crest factor reduction circuit as well as the specified IFFT module and the filter conventional Hardware components are, but also implemented software can be.

Bei der Generierung geeigneter dirac-ähnlicher Funktionen hat es sich bewährt, eine zufällige Auswahl von Trägerfrequenzen mit einem konstanten reellen Wert zu belegen. Die resultierende Zeitfunktion hat stets beim Zeitindex 0 ihren Maximalwert, welcher außerdem in der Regel deutlich größer ist als der zweitgrößte Wert. Diese Vorgehensweise setzt allerdings eine flache PSD-Maske voraus. PSD (= Power Spectral Density) bezeichnet die maximale spektrale Leistungsdichte des Sende-Signals, welche durch den entsprechenden Standard definiert ist. Wenngleich eine Datenübertragung nach dem ADSL-Standard eine flache PSD-Maske aufweist, ist dies nicht notwendigerweise bei allen, auf Multiträgern basierenden Datenübertragungssystemen der Fall. Um bei Mehrträger-Datenübertragungssystemen mit nicht-flacher PSD-Maske das Verhältnis der Leistung in den einzelnen Trägerfrequenzen, die nicht für die Datenübertragung zur Verfügung stehen, zur Leistung, in den diese umgebenden Trägerfrequenzen, die für die Datenübertragung vorgesehen sind, dennoch konstant zu halten bzw. um nicht die durch die PSD-Maske vorgegebene Sendeleistungsdichte zu überschreiten, werden vorteilhafterweise die vormals konstanten reellen Koeffizienten in den nicht für die Datenübertragung verwendeten Trägerfrequenzen entsprechend der Struktur der PSD-Maske gewichtet. Die Eigenschaften einer so erzeugten, dirac-ähnlichen Funktion sind nur geringfügig schlechter als im Falle einer flachen PSD-Maske.at it has the generation of suitable dirac-like functions proven, a random selection of carrier frequencies with a constant real value. The resulting Time function always has its maximum value at time index 0, which Furthermore usually much larger as the second largest value. However, this procedure requires a flat PSD mask. PSD (= Power Spectral Density) refers to the maximum spectral Power density of the transmission signal, which is defined by the corresponding standard. Although a data transfer according to the ADSL standard has a flat PSD mask, this is not necessarily in all multicarrier-based data transmission systems the case. To multi-carrier data transmission systems with non-flat PSD mask the ratio of power in the individual Carrier frequencies, not for the data transmission to disposal stand to power, in which these surrounding carrier frequencies necessary for data transmission are provided, yet to keep constant or not by the to exceed the PSD mask predetermined transmission power density are advantageously the formerly constant real coefficients in the not for the data transmission used carrier frequencies weighted according to the structure of the PSD mask. The properties a so-created, dirac-like Function are only slightly worse as in the case of a flat PSD mask.

11: Mehrträger-DatenübertragungssystemMulti-carrier data transmission system
22: IFFT-ModulIFFT module
33: Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung, CF-Schaltungcircuit for crest factor reduction, CF circuit
44: Ausgabefilter, nachgeschaltete FilterketteOutput filter, downstream filter chain
55: Sendepfadtransmission path
66: Modellpfadmodel path
77: Schalterswitch
88th: Schalterswitch
99: Puffereinrichtung, SpeicherBuffer means, Storage
1010: Addiereinrichtungadder
1111: Einheit zur Überabtastungunit for oversampling
1212: Modellfiltermodel filter
1313: Analyse- und AuswerteeinheitAnalysis- and evaluation unit
1414: Schalterswitch
1515: Puffereinrichtung, SpeicherBuffer means, Storage
1616: Addiereinrichtungadder
1717: IterationspfadIterationspfad
1818: IterationspfadIterationspfad
1919: Speichereinrichtungmemory device
2020: Einheit zum Verschiebenunit to move
X0X0: Eingangssignalinput
XX: (IFFT moduliertes) Eingangssignal(IFFT modulated) input signal
X'X ': (überabgetastetes, moduliertes) Eingangssignal(Oversampled, modulated) input signal
YY: gefiltertes Signalfiltered signal
ZZ: Ausgangssignaloutput
Z'Z ': gefiltertes Ausgangssignalfiltered output
Y_CF, Y_CF'Y _CF , Y _CF ': Korrektursignale für den Sendepfadcorrection signals for the transmission path
Y*_CF Y * _CF: überabgetastetes Korrektursignal für den Modellpfadoversampled Correction signal for the model path
CTR1CTR1: Steuersignalcontrol signal
CTR2CTR2: Steuersignalcontrol signal

Claims

Method for reducing the crest factor of a data symbol (X) to be transmitted in a multicarrier data transmission system ( 1 ), wherein the data symbol (X) to be transmitted is a function of a plurality of signals provided within a given data frame and each of these signals is assigned to a carrier, each carrier occupying at least one frequency from a transmit data spectrum, wherein at least one carrier is reserved which is not intended for data transmission, comprising the steps of: (a) providing and storing at least one dirac-like function whose amplitude is scaled in magnitude to a predetermined value; (b) providing a data symbol (X) to be sent; (c) checking whether the time function of the data symbol (X) to be transmitted within a predetermined time interval has at least one maximum which exceeds a first threshold in terms of magnitude; (d) determining the maximum associated position within the time interval; (e) forming a correction function (Y _CF ) by shifting the stored dirac-like function to the position of the maximum; (f) modifying the data symbol (X) to be transmitted by superimposing, in particular by subtracting, the correction function (Y _CF ) with the data symbol (X) to be transmitted to produce a crest factor-reduced data symbol (Z).

Method for reducing the crest factor of a data symbol (X) to be transmitted in a multicarrier data transmission system ( 1 ), wherein the data symbol (X) to be transmitted is a function of a plurality of within a given data frame mens provided signals and each of these signals is assigned to a carrier, each carrier occupies at least one frequency from a transmission data spectrum, wherein at least one carrier is reserved, which is not provided for data transmission, with the method steps: (a) Provision and Storing a plurality of dirac-like functions whose amplitudes are scaled in magnitude to a predetermined value and whose peak values are each arranged at a different position within a predetermined time interval; (b) providing a data symbol (X) to be sent; (c) checking whether the time function of the data symbol (X) to be transmitted within the predetermined time interval has at least one maximum which exceeds a first threshold in terms of amount; (d) determining the maximum associated position within the time interval; (e) forming a correction function (Y _CF ) by selecting the stored dirac-like function that has its maximum at the position of the maximum or that is closest to that maximum; (f) modifying the data symbol (X) to be transmitted by superimposing, in particular by subtracting, the selected correction function (Y _CF ) with the data symbol (X) to be transmitted to produce a crest factor reduced data symbol (Z).

Method according to one or more of claims 1 or 2, characterized in that several dirac-like functions provided are whose scales are roughly graded, with the individual Prescale values of the dirac-like functions dependent from a quantization of the amplitude of the peak value and / or a fluctuating damping factor be determined.

Method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that steps (c) - (f) iteratively repeated until the corresponding maximum in the modified data symbol (X) to be transmitted below a second threshold, especially below the first threshold, or the number the iterations has reached a predetermined maximum value.

Method according to claim 4, characterized in that that the amplitudes of the dirac-like features be precalculated so that taking into account a maximum Amplitude of the data symbol (X) to be sent and the number of required iterations the data symbol (X) to be sent after modification to one Amplitude is reduced, the amount below the maximum amplitude lies.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that several dirac-like features provided are whose amplitude in terms of amount different values are pre-scaled.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in process step (c) additionally also the amplitude value of the maximum is determined and that depends on the amplitude value of the maximum is a dirac-like function for the determination the correction function is used whose precalculated amplitude in terms of amount predetermined maximum value minus a desired maximum value.

Method according to one of claims 4 to 7, characterized that from a predetermined number of iteration steps such Dirac-like Function whose scaled amplitude is smaller in magnitude is the scaled amplitude of the previously used dirac-like Function.

Method according to one of claims 4 to 8, characterized that for the case that the maximum in the modified data symbol to be sent (Z) has become larger in size after the modification than before Modification, for the further iteration uses such a dirac-like function whose scaled amplitude is smaller in magnitude than the scaled one Amplitude of the previously used dirac-like Function.

Circuit for crest factor reduction ( 3 ), in particular for carrying out a method according to any one of the preceding claims, the transmitting side in a multi-carrier data transmission system ( 1 ) is arranged, (A) with a transmission path ( 5 . 5 ' ) with a data symbol (X) to be sent, (B) with a model path ( 6 ) parallel to a section of the transmission path ( 5 ' ) is arranged - to which the data symbol (X) to be sent can be supplied, - the an analysis and evaluation circuit ( 13 ), which checks whether the time function of the data symbol (X) to be transmitted has at least one maximum within a predetermined time interval, which exceeds a first threshold and / or determines the associated position of the maximum within the time interval; - the one memory device ( 19 ), in which at least one dirac-like function is stored, the amplitude of which is scaled in absolute value to a predetermined value and / or which are each arranged at a different position within the predetermined time interval; - Which has an output unit which depends on the analysis and evaluation a correction function (Y _CF ) from the stored dirac-like functions forms and outputs, (C) with a subtracting device ( 10 ), the output side with the model path ( 6 ) and the transmission path ( 5 ' ) and which subtracts the correction signal (Y _CF ) from the data symbol (X) to be transmitted.

Circuit according to Claim 10, characterized in that the transmission path ( 5 ' ) and the model path ( 6 ) each have a feedback path ( 17 . 18 ) exhibit.

Circuit according to one of Claims 10 or 11, characterized in that in the model path ( 6 ) one unity ( 11 ) is arranged for oversampling the data symbol (X) to be transmitted.

Circuit according to one of Claims 10 to 12, characterized in that in the model path ( 6 ) a filter ( 12 ), in particular a non-recursive model filter, in particular an FIR filter, is provided, which determines the characteristic of one of the circuits for crest factor reduction ( 3 ) downstream filter or filter chain ( 4 ) having.

Circuit according to one of Claims 10 to 13, characterized in that a displacement unit ( 20 ) is provided, the memory device ( 19 ) is arranged downstream and one of the memory device ( 19 ) which corresponds to a precalculated but not shifted dirac-like function, shifts to the corresponding position of a maximum within the time interval of the sending data symbol (X).

Circuit according to one of Claims 10 to 14, characterized in that the analysis and evaluation unit ( 13 ) is designed as a program-controlled unit, in particular as a microprocessor or microcontroller.