DE10325835B4 - A method for modeling a model filter circuit and - Google Patents

A method for modeling a model filter circuit and

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DE10325835B4
DE10325835B4 DE2003125835 DE10325835A DE10325835B4 DE 10325835 B4 DE10325835 B4 DE 10325835B4 DE 2003125835 DE2003125835 DE 2003125835 DE 10325835 A DE10325835 A DE 10325835A DE 10325835 B4 DE10325835 B4 DE 10325835B4
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Steffen Trautmann
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    • H03H17/02Frequency selective networks
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    • H04L27/00Modulated-carrier systems
    • H04L27/26Systems using multi-frequency codes
    • H04L27/2601Multicarrier modulation systems
    • H04L27/2614Peak power aspects

Abstract

Das erfindungsgemaße Verfahren weist folgende Verfahrensschritte auf: The inventive method has the following method steps:
(a) Ein nicht-rekursives Modellfilter mit einer ersten Anzahl von Koeffizienten, welches eine der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung nachgeschaltete Filterkette nachbildet, wird bereitgestellt; (A) A non-recursive filter model having a first number of coefficients that simulates one of the circuit for crest factor reduction downstream filter chain is provided;
(b) Die Impulsantwort der Filterkette wird bestimmt; (B) The impulse response of the filter chain is determined;
(c) Aus der im Verfahrensschritt (b) bestimmten Impulsantwort werden anhand eines Fensters definierter Lange, in welchem die Impulsantwort den höchsten Energieinhalt aufweist, durch Approximation Filterkoeffizienten für ein optimiertes Modellfilter bestimmt. (C) from the in process step (b) certain impulse response are determined on the basis of a window of defined length in which the impulse response has the highest energy content by approximating filter coefficients for an optimized model filter.
Die Erfindung betrifft ferner eine Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung, die ein solches Modellfilter aufweist. The invention further relates to a circuit for crest factor reduction, which has such a model filter.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modellierung eines optimierten Modellfilters, welches in einem Modellpfad einer Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung eines Multiträger-Datenübertragungssystems angeordnet ist. The invention relates to a method for modeling of an optimized model filter, which is arranged in a path model of a circuit for reducing a crest factor multi-carrier data transmission system. Die Erfindung betrifft ferner eine Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung. The invention further relates to a circuit for crest factor reduction.
  • In der modernen Telekommunikation spielt die hochbitratige Datenubertragung 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 telecommunications, the high bit rate data transmission plays an increasingly important role on a subscriber line, particularly because it combined with a bi-directional data communication promises from her a greater usable bandwidth of the data to be transmitted.
  • Eine Technik, die in jüngster Zeit immer mehr an Bedeutung gewinnt, ist die sogenannte Mehrtrager-Datenubertragung, die auch als ”Multi-Carrier”-Übertragung, als „Discrete Multitone (DMT)” Ubertragung oder als „Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)” Ubertragung bekannt ist. One technique that is becoming more and more important in recent times, is the so-called multi-exchanging data transmission, also known as "multi-carrier" transmission, as "Discrete Multitone (DMT)" transfer or a "Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) known "transmission. Eine solche Datenübertragung wird beispielsweise bei leitergebundenen Systemen, aber auch im Funkbereich, für Broadcast-Systeme und fur den Zugang zu Datennetzen verwendet. Such data transmission is used for example in wire-line systems, but also in the radio range, for broadcast systems and for access to data networks. Solche Systeme zur Ubertragung von Daten mit Mehrtragerübertragung verwenden eine Vielzahl von Tragerfrequenzen, wobei für die Datenübertragung der zu ubertragende Datenstrom in viele parallele Teilströme zerlegt wird, welche im Frequenzmultiplex unabhängig voneinander übertragen werden. Such systems for transmission of data with multicarrier transmission using a plurality of carrier frequencies, being divided for data transmission to be transmitted is data stream into many parallel sub-streams which are transmitted independently of each other in the frequency division multiplexing. Diese Teilströme werden auch als Einzeltrager bezeichnet. These partial streams are also referred to as a single carrier.
  • Ein Vertreter der Mehrträger-Datenübertragung ist die ADSL-Technik, wobei ADSL für „Asymmetric Digital Subscriber Line” steht. A representative of the multi-carrier data transmission is the ADSL technology, with ADSL stands for "Asymmetric Digital Subscriber Line". 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 fuhrenden Bitstromes erlaubt. With ADSL, a technique is referred to, which permits the transmission of a high bit rate bitstream from a central station to the subscriber and a low bit, leading from the subscriber to a central bitstream. Bei dieser Technik wird die Telekommunikationsleitung in zumindest einen Kanal fur herkommliche Telefondienste (also Sprachubertragung) und mindestens einen weiteren Kanal fur die Datenubertragung unterteilt. In this technique, the telecommunication line is divided into at least one channel for herkommliche telephone services (i.e. voice transmission) and at least one further channel for the data transmission.
  • Wenngleich bereits sehr viele Probleme bei solchen Mehrtrager-Datenübertragungssystemen wie ADSL gelöst sind, bleiben immer noch einige Probleme ungelöst. Although a lot of problems in multi-transducer data transmission systems such as ADSL are already solved some problems still remain unsolved.
  • Ein mit dieser Mehrtrager-Datenubertragung einher gehendes Problem ergibt sich dadurch, dass infolge der Uberlagerung sehr vieler Einzeltrager sich diese kurzzeitig zu sehr hohen Spitzenwerten im Sendesignal aufaddieren konnen. A problem associated with this multi-transmitter data transmission continuous problem arises in that can add up this short time to very high peak values ​​in the broadcast signal due to the superposition of many single transformer. Das Verhaltnis von Spitzenwert zu Effektivwert wird als Crestfaktor, sein Quadrat als PAR (Peak to Average Ratio) bezeichnet. The ratio of peak to rms value is called the crest factor, its square as PAR (Peak to Average Ratio). Speziell bei Mehrtragersystemen wie ADSL kann der Crestfaktor sehr groß – zum Beispiel großer als 6 – werden. Especially in multicarrier systems such as ADSL, the crest factor may be very large - as large as 6 - be. 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-Datenubertragung dar. Although these peaks in the resulting amplitude are very rare and typically available only for very short periods of time, they are a major disadvantage of multi-carrier data transmission.
  • Ein großer Crestfaktor verursacht verschiedene Probleme im Gesamtsystem der Datenübertragung: A large crest factor causes various problems in the entire system of data transmission:
    Die maximal mogliche Aussteuerung der Digital/Analog-Wandler und der analogen Schaltungsteile, zum Beispiel Filter und Leitungstreiber, müssen in ihrem Aussteuerbereich und ihrer Dynamik bzw. Auflösung fur die maximal vorkommenden Spitzenwerte ausgelegt sein. The maximum possible modulation of the digital / analog converter and the analog circuit parts, such as filters and line drivers must be designed in its dynamic range and its dynamics or resolution for the maximum occurring peak values. Das bedeutet, diese Schaltungsteile mussen wesentlich größer dimensioniert sein, als die effektive Aussteuerung. This means that these circuit elements must be dimensioned substantially larger than the effective modulation. Dies geht mit einer entsprechend hohen Betriebsspannung einher, was unmittelbar auch zu einer hohen Verlustleistung führt. This is accompanied by a correspondingly high operating voltage, which also leads directly to a high power dissipation. Speziell bei Leitungstreibern, die im Allgemeinen eine nicht zu vernachlässigende Nichtlinearitat aufweisen, führt dies zu einer Verzerrung des zu sendenden Signals. Especially with line drivers, which have a non-negligible non-linearity in general, this leads to a distortion of the signal to be transmitted.
  • Ein weiteres Problem der Datenubertragung bei hohen Crestfaktoren besteht darin, dass ein sehr hoher Spitzenwert im Sendesignal die maximal mögliche Aussteuerung uberschreiten kann. Another problem with the data transmission at high crest factors is that a very high peak in the transmission signal may exceed the maximum possible modulation. In diesem Falle setzt eine Begrenzung des Sendesignals ein – man spricht hier von einem Clipping. In this case employs a limitation of the transmitted signal - this is called a clipping. In diesen Fallen repräsentiert das Sendesignal aber nicht mehr die ursprüngliche Sendesignalfolge, so dass es zu Ubertragungsfehlern kommt. In these cases, however, the transmission signal no longer represents the original transmit signal sequence so that it comes to transmission errors.
  • Aus diesem Grunde besteht bei Mehrträger-Datenubertragungssystemen der Bedarf, solche Spitzenwerte weitestgehend zu unterdrücken oder zu vermeiden. Therefore, there is at multicarrier Datenubertragungssystemen the need to suppress such peak values ​​as much as possible or avoid. Dieses Problem ist in der Literatur unter dem Begriff Crestfaktor-Reduzierung oder auch PAR-Reduzierung bekannt. This problem is known as crest factor reduction or PAR reduction in the literature. Es existieren hier mehrere Losungsansatze zur Reduzierung des Crestfaktors: There are here several solution approaches for reducing the crest factor:
    Bei einem bekannten Verfahren werden einige Trager oder Tragerfrequenzen aus dem Mehrtrager-Datenübertragungssystem reserviert (typischerweise etwa 5% des Spektrums), die dann nicht mehr fur die Datenubertragung zur Verfugung stehen. In a known method or a few transmitter carrier frequencies of the multi-transmitter data transmission system to be reserved (typically about 5% of the spectrum), which then no longer available for the data transmission to disposal. Das bedeutet, dass diese Träger zunachst zu Null gesetzt werden. This means that these carriers initially be set to zero. Aus diesen reservierten Tragern wird eine Funktion im Zeitbereich mit moglichst hohem, zeitlich schmalen Spitzenwert erzeugt, die das Korrektursignal bzw. den sogenannten Kernel bildet. From these reserved Tragern a function in the time domain with the highest possible high, narrow peak time value is generated which forms the correction signal or the so-called kernel. Iterativ wird dieser Kernel, der lediglich die reservierten Trager belegt, mit einem Amplitudenfaktor gewichtet, der proportional der Differenz von maximalem Spitzenwert und gewünschtem Maximalwert ist und im Zeitbereich vom Sendesignal subtrahiert. Iteratively is this kernel which only the reserved exchanger is weighted by an amplitude factor, which is proportional to the difference of the maximum peak value and the desired maximum value and subtracted in the time domain from the transmit signal. Dabei wird der Kernel an die Stelle des entsprechenden Spitzenwertes des Sendesignals, der fur den überhohten Crestfaktor verantwortlich ist, zyklisch verschoben. Here, the kernel is cyclically shifted to the location of the corresponding peak of the transmission signal, which is responsible for the überhohten crest factor. Der Verschiebungssatz der DFT-Transformation stellt sicher, dass auch nach der Verschiebung nur die reservierten Trager belegt werden. The displacement law of the DFT transformation ensures that even after the shift only the reserved carriers are occupied.
  • Das eben beschriebene Verfahren arbeitet lediglich im Zeitbereich und ist daher durch seine Schnelligkeit und geringe Komplexitat gekennzeichnet. The method just described only works in the time domain and is therefore characterized by its speed and low complexity. Ein wesentlicher Nachteil dieses Verfahrens besteht aber darin, dass nachfolgende Schaltungsteile und Filter fur die Bestimmung des Kernels nicht mehr berücksichtigt werden. A major disadvantage of this method, however, is that subsequent circuit components and filters for the determination of the kernel no longer be considered. Diese Filter, die in der Praxis immer vorhanden sind, erhöhen wiederum den Crestfaktor des mit dem Kernel überlagerten Signals und machen damit einen Teil der Crestfaktor-Reduzierung wieder zunichte. Increase These filters, which are always present in practice, turn the crest factor of the superimposed with the kernel signal and thus make part of the crest factor reduction stymied. Das oben beschriebene Verfahren eignet sich allein schon aus diesem Grunde nicht für die Praxis. The method described above is suitable not only for this reason alone for practice.
  • In der internationalen Patentanmeldung In the international patent application WO 03/026240 A2 WO 03/026240 A2 ist ein auf dem vorstehend beschriebenen Verfahren aufbauendes Verfahren beschrieben. described an anabolic on the above-described process procedure. Mittels des Korrektursignals werden die hohen Spitzenwerte im zu sendenden Zeitsignal, die für einen zu hohen Crestfaktor verantwortlich sind, iterativ reduziert. By means of the correction signal, the high peak values ​​to be transmitted time signal, which are responsible for a high crest factor, iteratively. Der Vorteil des in der WO 03/026240 A2 beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass für die Erzeugung des Korrektursignals und damit für die Crestfaktor-Reduzierung auch nachfolgende Filterfunktionen berücksichtigt werden, die somit auch nach der Überlagerung mit dem Korrektursignal nicht mehr zu einem überhöhten Crestfaktor in dem zu sendenden Zeitsignal führen können. The advantage of the method described in WO 03/026240 A2 is that also the other filter functions are taken into account for the generation of the correction signal and thus for the crest factor reduction, thus also after the superposition with the correction signal not to an excessive crest factor in can lead to the sending time signal. Zu diesem Zwecke ist in dem Modellpfad der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung ein Modellfilter vorgesehen, das die der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung nachgeschaltete Filterkette nachbildet. To this end, a model filter is provided in the model path of the circuit for crest factor reduction, which simulates the circuit for crest factor reduction downstream filter chain.
  • Um nun die der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung nachgeschaltete Filterkette möglichst optimal nachzubilden, wird typischerweise ein Modellfilter möglichst hoher Ordnung verwendet. To the circuit for crest factor reduction now replicate downstream filter chain as optimally as possible, a model filter the highest possible order is typically used. Ein solches Modellfilter weist eine Vielzahl von Filterkoeffizienten auf. Such a model filter has a plurality of filter coefficients. Als Filter können hier rekursive Filter, zum Beispiel ein IIR-Filter (IIR = infinite impulse response), oder nicht-rekursive Filter, zum Beispiel ein FIR-Filter (FIR = finit impulse response), verwendet werden. As filter recursive filter, for example an IIR filter can here (IIR = infinite impulse response), or non-recursive filter, for example, an FIR filter (FIR = finite impulse response) can be used. Solche Filter lassen sich hardwaremäßig ausbilden oder auch in einem digitalen Signalprozessor implementieren, da hier die Rechenwerke der Prozessoren meist Multiplizierer mit nachgeschalteten Akkumulatoren bereitstellen, mit denen die unmittelbare Ausführung der diskreten Faltung möglich ist. Such filters can be formed by hardware or implement in a digital signal processor, since the arithmetic units of processors usually provide multiplier with downstream accumulators, which permit the direct execution of the discrete convolution is possible. Im Falle eines FIR-Filters höherer Ordnung ist zur Berechnung des Korrektursignals allerdings ein Rechenaufwand erforderlich, der sich im Falle von m Koeffizienten im Wesentlichen aus einer m-fach durchzuführenden Multiplikation ergibt. In case of higher order FIR filter, a computational complexity is, however, necessary for the calculation of the correction signal, which essentially results in the case of m coefficients of a m-times multiplication to be carried out. Multiplikationen erfordern jedoch gegenüber anderen Rechenoperationen einen erhöhten Rechenaufwand. However multiplications require increased computational effort compared to other computing operations. Ein hoher Rechenaufwand reduziert zum einen die Leistungsfähigkeit des gesamten Systems und zum anderen ist hierfür eine entsprechend aufwendige Hardware bereitzustellen, was unmittelbar zu einer Vergrößerung der Chipfläche führt. A high computational effort reduces the efficiency of the whole system and, on the other thereof a correspondingly complex hardware to be provided which leads directly to an increase in chip area.
  • In der internationalen Patentanmeldung In the international patent application WO 01/82547 A1 WO 01/82547 A1 ist ein Spread-Spectrum-Datenübertragungssystem beschrieben. describes a spread spectrum communication system. Dieses Datenübertragungssystem weist ein nicht-rekursives Modellfilter mit einer vorgegebenen Anzahl von Koeffizienten, die ein nachgeschaltetes Filter nachbilden, auf, wobei die Impulsantwort dieses nachgeschalteten Filters bestimmt wird. This data transmission system comprises a non-recursive filter model having a predetermined number of coefficients that mimic a downstream filter, wherein the impulse response of this filter is determined downstream. Das Datenübertragungssystem arbeitet ”sample-basiert”, also basierend auf Abtastwerte. The data transmission system is working "sample-based", that is based on samples. Ferner arbeitet das dort beschriebene Datenübertragungssystem nicht völlig verzerrungsfrei, da eine gewisse Amplitudenverzerrung des gesendeten Signals unvermeidbar ist. Further, not the data transmission system described therein operates completely distortion-free since a certain amplitude distortion of the transmitted signal is unavoidable.
  • Ferner wird in der deutschen Offenlegungsschrift Further, in the German patent application DE 102 55 687 A1 DE 102 55 687 A1 ein weiteres Verfahren zur Verringerung des Crestfaktors eines Multiträgersignals offenbart, in dem eine Korrekturgröße für das Ausgangssignal mit Hilfe eines Schätzwertes für das Signalmaximum berechnet wird. Another method for reducing the crest factor of a multi-carrier signal is disclosed in which a correction quantity for the output signal is calculated using an estimate of the signal maximum.
  • Ausgehend davon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, den Rechenaufwand im Modellpfad, insbesondere im Modellfilter, einer Schaltungsanordnung zur Crestfaktor-Reduzierung zu verringern. Assuming the present invention has the object to reduce the amount of calculation in the model path, in particular in the model filter, a circuit arrangement for Crest factor reduction.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie eine Schaltung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. According to the invention this object is achieved by a method having the features of claim 1 and a circuit having the features of patent claim 9.
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, dass zur Modellierung der der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung nachgeschalteten Filterkette diese nicht notwendigerweise identisch modelliert werden muss. The present invention is based the idea is that, for modeling of the circuit for crest factor reduction downstream filter chain, these must be modeled not necessarily identical. Für eine Verringerung des Rechenaufwandes hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Filterkette im Signalpfad der Schaltungsanordnung zur Crestfaktor-Reduzierung durch ein geeignetes Ersatzfilter möglichst geringer Ordnung nachzubilden. For reducing the computational effort, it has proved advantageous to replicate the filter chain in the signal path of the circuit arrangement for the Crest factor reduction by a suitable replacement filter lowest possible order. Sehr häufig ist diese Filterkette im Signalpfad bis zu einer sehr viel höheren, als der im Modellpfad verwendeten Überabtastung definiert. Very often, these filter chain is defined in the signal path to a very much higher than the oversampling used in the model path. Es empfiehlt sich daher, als Zwischenstufe für eine Modellierung dieser Filterkette eine Unterabtastung der Impulsantwort der Filterkette vorzunehmen und eine Nachbildung mit einem Filtermodell hinreichend hoher Ordnung, jedoch mit geringerer Ordnung als zur exakten Modellierung der Filterkette im Signalpfad zu verwenden. It is therefore advisable to carry out as an intermediate for a modeling of these filters chain sub-sampling the impulse response of the filter chain and to use a replica of a filter model sufficiently high order, but with a lower order than for the accurate modeling of the filter chain in the signal path.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass es im Falle der Crestfaktor-Reduzierung entscheidend fur die Qualität des Modellfilters ist, eine möglichst getreue Nachbildung der Zeitbereichseigenschaften, also der Impulsantwort der Filterkette, und nicht des Frequenzgangs der Filterkette selbst vorzunehmen. The present invention is based on the realization that it is crucial for the quality of the model filter in the case of the crest factor reduction, as faithfully as possible reproduction of the time domain characteristics, so the impulse response of the filter chain, and not the frequency response of the filter chain to make themselves. Es hat sich ferner gezeigt, dass die unmittelbar Band begrenzenden Komponenten in der Filterkette einen dominanten Einfluss auf den Crestfaktor des zu übertragenden Zeitsignals haben. It has been further shown that the direct band-limiting components in the filter chain have a dominant influence on the crest factor of the transmitted time signal. Eine Reduzierung des Modellfilters auf eben diese Komponenten, beispielsweise die Hochpasskomponenten und zumindest die erste Stufe des Tiefpasses, hat nahezu keinen Einfluss auf die Form der Impulsantwort des Filters und somit die Qualitat der Crestfaktor-Reduzierung. A reduction of the model filter to provide these components, for example, the high-pass components and at least the first stage of the low-pass filter, has almost no influence on the shape of the impulse response of the filter and thus the quality of the Crest factor reduction.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird daher zunächst aus der unterabgetasteten Impulsantwort der Filterkette ein Fenster definierter Länge mit dem höchsten Energieinhalt als Approximation entsprechender Länge für das Modellfilter verwendet. Therefore, in the process of the invention a window of defined length is used with the highest energy content as an approximation of an appropriate length for the model filter first from the sub-sampled impulse response of the filter chain. In einer sehr vorteilhaften Ausgestaltung werden nicht berücksichtigte Koeffizienten, beispielsweise die ersten Koeffizienten der Impulsantwort der Filterkette, durch Verzögerungsglieder ersetzt oder auch vollstandig eliminiert. In a very advantageous embodiment, are not taken into account coefficients, for example, the first coefficients of the impulse response of the filter chain is replaced by delay devices or even completely eliminated. Der dadurch entstehende Zeitversatz zwischen Modellpfad und Signalpfad beeinflusst die Leistungsfähigkeit des Verfahrens nicht bzw. nur unerheblich. The resulting time shift between the model path and signal path is not or only slightly affects the performance of the process. Zusätzlich werden die so erlangten Koeffizienten des Modellfilters auf eine begrenzte Anzahl möglicher Amplitudenwerte quantisiert, so dass sich bei der nachfolgenden Faltungsoperation mehrere Abtastwerte vor der Multiplikation mit dem Filterkoeffizienten addieren lassen. In addition, the coefficients of the model filter thus obtained are quantized to a limited number of possible amplitude values ​​so that can add more samples before multiplication with the filter coefficients in the subsequent folding operation. Auf diese Weise verringert sich die Anzahl der Multiplikation pro Abtastschritt erheblich. In this way, the number of multiplication per sampling decreased significantly. Bei gleichem Rechenaufwand lässt sich eine deutlich längere Impulsantwort annähern. With the same amount of computation is significantly longer impulse response can converge.
  • Vorteilhafterweise ist ein sequentiell arbeitendes, nichtrekursives Modellfilter, insbesondere ein FIR-Filter, vorgesehen ist, welches das zu sendende Signal sequentiell abarbeitet. Advantageously, a sequential-working, non-recursive model filter, particularly a FIR filter, is provided which processes the signal to be transmitted sequentially.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Recheneinheit als programmgesteuerte Einheit, insbesondere als Mikroprozessor oder Mikrocontroller, ausgebildet. In an advantageous embodiment of the computing unit is designed as a program-controlled unit, in particular as a microprocessor or microcontroller.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmbar. Advantageous refinements and developments are specified in 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. The invention is explained in more detail below based on the specified in the schematic figures of the drawings embodiments. Es zeigt dabei: It shows:
  • 1 1 ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung eines Mehrtrager-Übertragungssystems mit erfindungsgemäßem FIR-Modellfilter; a block diagram of a circuit for crest factor reduction of a multi-transmitter communication system according to the invention with FIR-filter model;
  • 2 2 anhand einer kanonischen Darstellung ein Beispiel einer adaptiven Quantisierung eines FIR-Modellfilters mit 8 Koeffizienten, welches in seiner Komplexitat mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auf 3 Multiplikationsschritte reduziert wird; based on a canonical representation of an example of an adaptive quantization of an FIR filter model with 8 coefficients, which is in its complexity is reduced to 3 steps of multiplication by the inventive method;
  • 3 3 anhand einer kanonischen Darstellung ein Beispiel fur eine adaptive Quantisierung einer Realisierung eines Polyphasen-FIR-Modellfilters bei 2-facher Uberabtastung des Eingangssignals; based on a canonical representation of an example of an adaptive quantization of an implementation of a polyphase FIR filter model at 2-times oversampling of the input signal;
  • 4 4 ein Vergleich der Impulsantworten im Falle eines FIR-Filters mit 50 Koeffizienten und im Falle einer erfindungsgemaßen Reduzierung auf 5 Multiplikationen pro Polyphase bei 2-facher Uberabtastung des Eingangssignals; a comparison of the impulse responses in the case of an FIR filter having 50 coefficients and in the case of an inventive reduction to 5 multiplications per Polyphase at 2-times oversampling of the input signal;
  • 5 5 die Quantisierungsstufen für die erste Polyphasenkomponente (a) und fur die zweite Polyphasenkomponente (b). the quantization levels for the first polyphase component (a) and for the second polyphase component (b).
  • 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, identical or functionally identical elements, signals and functions - designated the same - unless otherwise specified.
  • 1 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung – nachfolgend als CF-Schaltung bezeichnet – eines Mehrtrager-Übertragungssystems mit erfindungsgemäßem FIR-Modellfilter. shows a block diagram of a circuit for crest factor reduction - hereinafter referred to as CF-circuit - a multi-transmitter communication system according to the invention with FIR filter model.
  • In In 1 1 ist mit Bezugszeichen is by reference numeral 1 1 ein Ausschnitt aus einem Mehrtrager-Datenübertragungssystem bezeichnet. refers to a section of a multi-transducer data transmission system. Hinsichtlich des Aufbaus und der Funktionsweise eines solchen Mehrträger-Datenübertragungssystems With regard to the construction and operation of such a multi-carrier data transmission system 1 1 und insbesondere einer CF-Schaltung wird auf die bereits eingangs erwähnte and particularly a CF circuit is said to have already been mentioned WO 03/026240 A2 WO 03/026240 A2 verwiesen, die hinsichtlich dieser Gegenstände vollinhaltlich in die vorliegende Patentanmeldung miteinbezogen wird. referred to, which is involved with regard to these items in full in the present application.
  • In In 1 1 ist lediglich ein Ausschnitt des senderseitigen Übertragungspfads Only a section of the transmission-side transmission path 5 5 dargestellt, der zwischen einem nicht dargestellten Sender und einer ebenfalls nicht dargestellten Gabelschaltung, die mit der entsprechenden Telefonleitung verbunden ist, angeordnet ist. shown, which is arranged between a transmitter not shown and a fork circuit, also not shown, which is connected with the corresponding telephone line.
  • Im Sendepfad In the transmit path 5 5 des Mehrtrager-Datenübertragungssystems sind nacheinander ein IFFT-Modul of the multi-transmitter data transmission system are in succession an IFFT module 2 2 , eine Schaltungsanordnung zur Crestfaktor-Reduzierung A circuit arrangement for crest factor reduction 3 3 und ein Ausgabefilter and an output filter 4 4 angeordnet. arranged. Dem IFFT-Modul The IFFT module 2 2 wird von dem Sender ein Eingangssignal X0 zugeführt, welches von dem IFFT-Modul an input signal from the transmitter X0 is supplied to which of the IFFT module 2 2 mittels inverser Fourier-Transformation moduliert wird. is modulated by inverse Fourier transform. Das so modulierte Eingangssignal X, welches im Falle einer ADSL-Datenübertragung eine Abtastfrequenz von 2,208 MHz und im Falle einer ADSL+ Datenübertragung eine Abtastfrequenz von 4,416 MHz aufweist, wird der nachgeschalteten CF-Schaltung The thus-modulated input signal X, which has a sampling frequency of 2.208 MHz and in the case of ADSL + data transmission, a sampling frequency of 4,416 MHz in the case of ADSL data transmission, is connected downstream of the circuit-CF 3 3 zugeführt. fed. Die CF-Schaltung The CF-circuit 3 3 erzeugt ein Crestfaktor-reduziertes Ausgangssignal Z, welches dem nachgeschalteten Ausgabefilter produces a crest factor-reduced output signal Z, which is the downstream output filter 4 4 zugeführt wird. is supplied. Nach der Filterung des Crestfaktor-reduzierten Ausgangssignals Z gibt das Ausgabefilter After filtering, the crest factor-reduced output signal Z, the output filter outputs 4 4 ein Signal Z' aus, welches nach wie vor Crestfaktor-reduziert ist, obwohl durch dieses Ausgabefilter a signal Z 'of which the crest factor is reduced as before, even though by this output filter 4 4 das Ausgangssignal Z verändert wurde und somit die Möglichkeit einer erneuten Erzeugung eines überhöhten the output signal Z was changed, and thus the possibility of re-generating an excessive
  • Crestfaktors besteht. Crest factor is. Dies ist nur möglich durch eine spezielle Ausgestaltung der CF-Schaltung This is only possible by a special design of the CF circuit 3 3 , die eben die Einwirkung dieses Filters Which indicate the effect of this filter 4 4 auf das Ausgabesignal Z mitberücksichtigt, indem es das Ausgabefilter taken into account to the output signal Z by the output filter 4 4 möglichst gut modelliert. as well as possible models.
  • Die CF-Schaltung The CF-circuit 3 3 weist zu diesem Zwecke einen Modellpfad has for this purpose a model path 6 6 auf, der parallel zu einem Teil to, in parallel with a part 5' 5 ' des Sendepfades the transmission path 5 5 angeordnet ist. is arranged.
  • Der Modellpfad The model path 6 6 zweigt am Eingang der CF-Schaltung branches at the entrance of the CF circuit 3 3 von dem Sendepfad of the transmission path 5' 5 ' ab, so dass dem Modellpfad , so that the model path 6 6 ebenfalls das modulierte Eingangssignal X zugeführt wird. also the modulated input signal X is supplied. Am Anfang des Modellpfads At the beginning of the model path 6 6 ist ein Uberabtastblock is a Uberabtastblock 11 11 vorgesehen, der das ursprungliche, von den Nutzerdaten gebildete Zeitsignal X L-fach, beispielsweise 2-fach oder 4-fach, überabtastet. provided that the ursprungliche, formed by the user data timing signal X L-fold, for example 2-fold or 4-fold oversampling. Unter Umstanden kann auf diesen Uberabtastblock Under certain circumstances can this Uberabtastblock 11 11 auch verzichtet werden. also be dispensed with.
  • Das überabgetastete Signal X' wird einem nachgeschalteten Modellfilter The oversampled signal X 'is a downstream filter model 12 12 zugeführt. fed. Bei dem Modellfilter In the model filter 12 12 handelt es sich um eine Modellierung des Ausgabefilters is it a model of the output filter 4 4 bzw. sämtlicher, der CF-Schaltung or all, of the CF circuit 3 3 nachgeschalteter Filter downstream filter 4 4 bzw. Filterketten. or filter chains. Das Verfahren zur Modellierung dieses Modellfilters The method for modeling this model filter 12 12 wird nachfolgend anhand der hereinafter with reference to the 2 2 bis to 5 5 noch detailliert beschrieben. described in more detail.
  • Dem Modellfilter The model filter 12 12 ist eine Recheneinheit is a computing unit 13 13 nachgeschaltet, die aus dem überabgetasteten und gefilterten Signal die entsprechende Maximalstelle sucht. downstream of that searches the corresponding maximum position out of the oversampled and filtered signal. Hierfür ist ein Verfahren vorgesehen, das im Wesentlichen dem in der For this purpose, a method is provided that is substantially in the WO 03/026240 A2 WO 03/026240 A2 sowie dem eingangs beschriebenen Verfahren entspricht. and corresponds to the process described at the outset. Ausgehend davon werden Korrektursignale Y CF erzeugt, beispielsweise dirac-ähnliche Musterfunktionen, die zum Beispiel in einem Speicher abgelegt sind. Assuming correction signals Y CF are generated, for example dirac-like pattern features, which are stored for example in a memory. In der Addiereinrichtung In the adder 10 10 werden diese Korrektursignale Y CF im Sendepfadteil this correction signals Y CF are in the transmission path part 5' 5 ' mit dem zeitlich geeignet verzögerten Sendesignal X mit geeigneter Gewichtung überlagert. superimposed with the timed appropriately delayed transmit signal X with appropriate weighting. Dabei wird das Korrektursignal Y CF zu der entsprechenden Stelle des Zeitsignals X verschoben, an der sich gerade das Maximum befindet. Here, the correction signal Y CF moves X to the appropriate location of the clock signal, at which just is the maximum. Die Überlagerung erfolgt dann zum Beispiel durch Subtraktion des Korrektursignals Y CF von dem entsprechenden Teil des Zeitsignals X in der Addiereinrichtung The overlay is then carried out, for example, by subtracting the correction signal Y CF of the corresponding part of the time signal X in the adder 10 10 . , Das überabgetastete Korrektursignal Y* CF wird in der Addiereinrichtung The oversampled correction signal Y * CF is in the adder 16 16 im Modellpfad the model path 6 6 mit dem zeitlich geeignet verzögerten Signal Y überlagert. superimposed with the timed appropriately delayed signal Y.
  • Die Rückkopplungspfade The feedback paths 17 17 , . 18 18 im Sendepfadteil in the transmission path part 5' 5 ' und Modellpfad and model path 6 6 sowie die entsprechenden Schalter and the corresponding switch 7 7 , . 8 8th , . 14 14 dienen der iterativen Behandlung der jeweiligen Signale. are used for iterative treatment of the respective signals. Zur Speicherung bzw. zur Pufferung sind die Puffereinrichtungen For storage or for buffering, the buffer means 9 9 , . 15 15 vorgesehen. intended. Dabei zeigt der Sendepfadteil Here, the transmission path part shows 5' 5 ' die iterative Veränderung der nicht überabgetasteten Zeitfunktion X, während der Modellpfad the iterative modification of the non-oversampled time function X, while the path model 6 6 die zugehorige Modifikation im überabgetasteten Zeitraster X durchführt. the zugehorige modification in the oversampled time frame X performs.
  • Für die iterative Behandlung der Eingangssignale X enthält der Sendepfadteil For iterative treatment of the input signals X of the transmission path part contains 5' 5 ' einen ersten Schalter a first switch 7 7 (Start), einen zweiten Schalter (Start), a second switch 8 8th (Stop), und einen zwischen diesen Schaltern (Stop), and between these switches 7 7 , . 8 8th angeordneten Puffer arranged buffer 9 9 und Additionseinrichtung and adding means 10 10 . , Die Puffereinrichtung The buffer device 9 9 dient der Pufferung, dh der Verzögerung des eingangsseitig zugeführten Zeitsignals X, um einer Zeitverzögerung im Modellpfad serves buffering, ie, the delay of an inputted timing signal X to a time delay in the path model 6 6 Rechnung zu tragen sowie für eine Abspeicherung der jeweiligen Zwischenwerte aus der Iteration. to take into account as well as for storage of the respective intermediate values ​​of the iteration.
  • Fur die iterative Behandlung der überabgetasteten Signale X' ist im Modellpfad For the iterative treatment of the oversampled signals X 'is in the path model 6 6 ein erster Schalter a first switch 14 14 (Start), eine Puffereinrichtung (Start), a buffer device 15 15 sowie eine Addiereinrichtung and an adder 16 16 vorgesehen. intended. Die Rechen- und Speichereinheit The computing and storage unit 13 13 führt eben das Korrektursignal auch der Addiereinrichtung just the correction signal also leads the adder 16 16 zu, in der das Korrektursignal Y* CF von dem Zeitsignal Y im Modellpfad subtrahiert wird. to, in the correction signal Y * CF is subtracted from the time signal Y in the model path. Es ergibt sich somit eine zweite Iterationsschleife. This results in a second iteration loop.
  • Erfindungsgemäß bildet das Modellfilter According to the invention forms the filter model 12 12 das Ausgabefilter the output filter 4 4 nicht exakt nach, sondern stellt ein vereinfachtes Modell des Ausgabefilters not exactly by, but represents a simplified model of the output filter 4 4 dar. Die Modellierung dieses Modellfilters . The modeling of this model filter 12 12 wird nachfolgend beschrieben. is described below.
  • Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass das Modellfilter Below it is assumed that the model filter 12 12 ein nicht-rekursives Filter, insbesondere ein FIR-Filter, ist. a non-recursive filter, in particular an FIR filter.
  • In einem ersten Approximationsabschnitt wird aus der tatsächlichen Impulsantwort des Ausgabefilters In a first Approximationsabschnitt is calculated from the actual impulse response of the filter output 4 4 , welches durchaus auch rekursiven Charakter besitzen kann, wie bereits eingangs beschrieben, ein Fenster der Länge M herausgeschnitten, welches den größeren Energieinhalt aufweist. Which certainly can also have recursive character, as already described above, cut out a window of length M, which has the greater energy content.
  • Ziel der weiteren Vereinfachung des Modellfilters The aim of the further simplification of the model filter 12 12 ist es, bei einer Realisierung eines Modellfilters is at a realization of a filter model 12 12 mit M Koeffizienten with M coefficients g = [g 0 , g 1 , ... g M-1 ] T g = [g 0, g 1, ... g M-1] T die Anzahl der notwendigen Multiplikationen pro Filterschritt erheblich zu reduzieren. to reduce the number of necessary multiplications per filter step considerably. Dafür wird ein Set von K << M adaptiver Quantisierungsstufen For this, a set of K << M adaptive quantization L = {l 0 , l 1 , ..., l K-1 } L = {l 0, l 1, ..., l K-1} definiert, aus denen sich ein Näherungsfilter (Modellfilter defined from which a proximity filter (filter model 12 12 ) mit den Filterkoeffizienten ) With the filter coefficients g G = [ = [ g G 0 , 0 g G 1 , ..., 1, ..., g G M-1 ] T mit | M-1] T with | g G l | l | ∊ L ε L konstruieren lässt, welches somit pro Filterschritt nur noch k Multiplikationen erfordert. can be constructed, which thus requires only k multiplications per filter step. Die einzelnen Quantisierungsstufen l k werden im folgenden Optimierungsschritt The individual quantization l k are the following optimization step
    Figure 00130001
    an die Koeffizienten des Ausgangsfilters on the coefficients of the output filter 4 4 angepasst. customized.
  • Das Prinzip dieser Vereinfachung ist in der kanonischen Darstellung in The principle of this simplification is in the canonical representation in 2 2 grafisch dargestellt worden, wobei have been represented graphically, wherein 2(a) 2 (a) das Filter in der Ausgangssituation (nicht optimiert) darstellt und the filter in the initial situation (not optimized) and represents 2(b) 2 B) das hinsichtlich der Anzahl der Multiplikationen reduzierte optimierte Filter bezeichnet. the reduced terms of the number of multiplications optimized filter called. Wie zu erkennen ist, verringert sich die Anzahl der notwendigen Additionen nicht bzw. nur dann, wenn einige der Koeffizienten zu Null quantisiert werden. As can be seen, the number of necessary additions not reduced or only if some of the coefficients are quantized to zero.
  • Im Falle eines überabgetasteten Eingangssignals X ist eine effiziente Polyphasenrealisierung des Modellfilters In the case of an over-sampled input signal X is an efficient Polyphasenrealisierung of the model filter 12 12 als praktische Implementierung wunschenswert. desirable as a practical implementation. Je nach Art der Realisierung ist es unter Umstanden notwendig, die adaptive Quantisierung getrennt auf die einzelnen Polyphasenfilter g m anzuwenden und dabei die Anzahl der Quantisierungsstufen für die jeweiligen Sets L m konstant zu halten, um eine gleichmäßige Auslastung der Hardware zu gewährleisten. Depending on the implementation, it is necessary under certain circumstances to apply the adaptive quantization separated g m to the individual polyphase while keeping the number of quantization for the respective sets of L m constant in order to ensure uniform utilization of hardware. Dies ist beispielhaft in This is exemplified in 3 3 für eine zweifache Uberabtastung dargestellt. shown for a two-fold oversampling.
  • Die Form der vereinfachten FIR-Realisierung des Modellfilters in The shape of the simplified FIR filter implementation of the model in 3 3 hat sich fur die Crestfaktor-Reduzierung als sehr effizient erwiesen. has proven to be very efficient for the crest factor reduction. Da in erster Linie die Zeitbereichseigenschaften des Modellfilters Since it is primarily the time domain characteristics of the model filter 12 12 und hier speziell die Positionen der Spitzenwerte von besonderer Wichtigkeit sind, lassen sich die Koeffizienten ohne signifikanten Performance-Verlust sehr grob quantisieren. and here specifically the positions of the peak values ​​of particular importance, the coefficient without significant performance loss can be very roughly quantize. Vorteilhafterweise können dabei auch mehrere Koeffizienten zu Null quantisiert werden, was den Rechenaufwand zusatzlich verringert. Advantageously, several coefficients to zero can be quantized doing what additionally reduces the computational effort.
  • In In 4 4 ist beispielhaft die Impulsantwort IA eines Modellfilters is an example of the impulse response of a model filter IA 12 12 mit 50 Koeffizienten (n) dargestellt (A), bei dem unter der Annahme eines 2-fach überabgetasteten Eingangssignals X die Anzahl der Multiplikationen pro Polyphase von ursprünglich 25 auf 5 reduziert ist (B). with 50 coefficients (n) (A), in which, assuming a 2-fold over-sampled input signal X is the number of multiplications per Polyphase of the original 25 is reduced to 5 (B). Die The 5 5 zeigt die Zuordnung der einzelnen Koeffizienten der Polyphasenkomponenten zu den jeweiligen Quantisierungsstufen. shows the assignment of the individual coefficients of the polyphase components to the respective quantization levels. 5(a) 5 (a) zeigt die Quantisierungsstufen für die erste Polyphasenkomponente l 0l (gerade Koeffizienten) und shows the quantization levels for the first polyphase l 0l (straight coefficient), and 5(b) 5 (b) zeigt die Quantisierungsstufen für die zweite Polyphasenkomponente l 1l (ungerade Koeffizienten; shows the quantization levels for the second polyphase l 1l (odd coefficients; 5(b) 5 (b) ). ).
  • Obwohl die vorliegende Erfindung vorstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Although the present invention has been described with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto but can be modified in many ways.
  • Insbesondere ist die Erfindung nicht auf die vorstehenden Datenubertragungssysteme und Verfahren beschränkt, sondern lässt sich zum Zwecke der Crestfaktor-Reduzierung auf sämtliche, auf Multitrager-Datenübertragung basierende Systeme und Verfahren erweitern. In particular, the invention is not limited to the above Datenubertragungssysteme and procedures, but can be for the purpose of crest factor reduction to all, on multi-transmitter-based data transmission systems and procedures expand. Insbesondere sei die Erfindung nicht auf eine ADSL-Datenubertragung beschrankt, sondern lasst sich auf samtliche xDSL-Datenübertragungen erweitern. In particular, the invention is not limited to an ADSL data transmission, but let's be extended to COMPLETE xDSL data transmissions. Denkbar sind auch mobile Anwendungen wie DAB (= Digital Audio Broadcasting), DVB-T (= Digital Video Broadcasting-Terrestrial) oder OFDM-basierte WLAN-Anwendungen (Wireless Local Area Network). Also possible are mobile applications such as DAB (Digital Audio Broadcasting), DVB-T (= Digital Video Broadcasting-Terrestrial) or OFDM-based wireless applications (Wireless Local Area Network).
  • Wenngleich die Erfindung vorstehend anhand von FIR-Filtern beschrieben wurde, sei sie nicht darauf beschränkt, sondern ist auf alle möglichen nicht-rekursiven Filter oder Transversalfilter erweiterbar. Although the invention has been described above on the basis of FIR filters, it is not limited thereto, but can be extended to all kinds of non-recursive filter or transversal filter. Auch sind die angegebenen Zahlenbeispiele für die Anzahl der Filterkoeffizienten bzw. die Anzahl der reduzierten Multiplikationsschritte nur beispielhaft zu verstehen und können selbstverständlich im Rahmen der Erfindung beliebig variiert werden. Also the number of examples given for the number of filter coefficients or the number of reduced multiplication steps are exemplary only to understand and can of course be varied within the scope of the invention as desired. Wesentlich ist lediglich, dass im Falle des erfindungsgemäßen Modellierungsverfahrens die Anzahl der im Modellfilter durchgeführten Multiplikationsschritte sich gegenüber der Anzahl der Koeffizienten bzw. der ursprünglich erforderlichen Multiplikationsschritte signifikant reduziert. It is only essential that in case of modeling method the number of performed in the model filter multiplication steps compared to the number of coefficients or the originally required multiplication steps significantly reduced.
  • Auch sei die Erfindung nicht ausschließlich auf die angegebenen Hochpassfilter, Bandpassfilter oder Tiefpassfilter beschränkt, sondern lässt sich auf wie auch immer ausgebildete Filtertypen erweitern. The invention is not limited solely to the stated high-pass filter, band pass filter or low-pass filter, but can be extended to whatever trained filter types.
  • Auch sei die Erfindung nicht notwendigerweise auf eine 2-fache oder 4-fache Überabtastung des zu sendenden Datensignals beschränkt. Also, the invention is not necessarily limited to a 2-fold or 4-fold oversampling of the data to be transmitted signal. Vielmehr kann auch vorgesehen sein, dass hier keine Überabtastung, sogar eine Unterabtastung oder eine beliebig hohe Überabtastung stattfindet. Rather, may also be provided that this does not oversampling, even a sub-sampling or an arbitrarily high oversampling takes place.
  • Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 1 1
    Mehrtrager-Datenübertragungssystem More exchanger data transmission system
    2 2
    IFFT-Modul IFFT module
    3 3
    Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung, CF-Schaltung Circuit for crest factor reduction, CF circuit
    4 4
    Ausgabefilter, nachgeschaltete Filterkette Output filter downstream filter chain
    5 5
    Sendepfad transmission path
    5' 5 '
    Teil des Sendepfades Part of the transmission path
    6 6
    Modellpfad model path
    7 7
    Schalter switch
    8 8th
    Schalter switch
    9 9
    Puffereinrichtung, Speicher Buffer device, memory
    10 10
    Addiereinrichtung adder
    11 11
    Block zur Überabtastung Block for oversampling
    12 12
    Modellfilter model filter
    13 13
    Rechen- und Speichereinheit Computing and storage unit
    14 14
    Schalter switch
    15 15
    Puffereinrichtung, Speicher Buffer device, memory
    16 16
    Addiereinrichtung adder
    17 17
    Iterationspfad Iterationspfad
    18 18
    Iterationspfad Iterationspfad
    X0 X0
    Eingangssignal input
    X X
    (IFFT moduliertes) Eingangssignal (IFFT-modulated) input signal
    X' X '
    (überabgetastetes, moduliertes) Eingangssignal (Oversampled modulated) input signal
    Y Y
    gefiltertes Signal filtered signal
    Z Z
    Ausgangssignal output
    Z' Z '
    gefiltertes Ausgangssignal filtered output
    Y CF Y CF
    Korrektursignal fur den Sendepfad Correction signal for the transmit path
    Y* CF Y * CF
    überabgetastetes Korrektursignal fur den Modellpfad oversampled correction signal for the model path

Claims (14)

  1. Verfahren zur Modellierung eines optimierten Modellfilters ( A method for modeling of an optimized model filter ( 12 12 ), welches in einem Modellpfad ( ) Which (in a model path 6 6 ) einer Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung ( ) Of a circuit for crest factor reduction ( 3 3 ) eines Multiträger-Datenübertragungssystems ( () Of a multi carrier data transmission system 1 1 ) angeordnet ist, mit den Verfahrensschritten: (a) Ein nicht-rekursives Modellfilter ( ) Is arranged, comprising the steps of: (a) A non-recursive filter model ( 12 12 ) mit einer ersten Anzahl (M) von Koeffizienten, welches eine der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung ( ) With a first number (M) of coefficients, which (one of the circuit for crest factor reduction 3 3 ) nachgeschaltete Filterkette ( ) Downstream filter chain ( 4 4 ) nachbildet, wird bereitgestellt; ) Replicates is provided; (b) Die Impulsantwort der Filterkette ( (B) The impulse response of the filter chain ( 4 4 ) wird bestimmt; ) is determined; (c) Aus der im Verfahrensschritt (b) bestimmten Impulsantwort werden anhand eines Fensters definierter Länge M, in welchem die Impulsantwort den höchsten Energieinhalt aufweist, durch Approximation Filterkoeffizienten für ein optimiertes Modellfilter ( (C) from the in process step (b) certain impulse response be defined on the basis of a window length M, in which the impulse response has the highest energy content (by approximation filter coefficients for an optimized model filter 12 12 ) bestimmt; ) certainly; dadurch gekennzeichnet , dass nach dem Verfahrensschritt (c) die so approximierten Filterkoeffizienten auf eine zweite Anzahl (K) möglicher Amplitudenwerte der Filterkoeffizienten quantisiert werden, wobei die zweite Anzahl (K) kleiner als die erste Anzahl (M) ist und die Anzahl der von dem optimierten Modellfilter ( characterized in that after process step (c) the so approximated filter coefficients to a second number (K) of possible amplitude values of the filter coefficients are quantized, wherein the second number (K) is smaller than the first number (M) and the number of of the optimized model filter ( 12 12 ) vorzunehmenden Multiplikationen pro Filterschritt bezeichnet. called) to be carried out multiplications per filter step.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Bestimmung der Impulsantwort im Verfahrensschritt (b) lediglich die bandbegrenzenden Elemente der Filterkette, insbesondere der Hochpassanteil und/oder die erste Stufe des Tiefpasses, berücksichtigt werden. A method according to claim 1, characterized in that for determining the impulse response in step (b), only the band-limiting elements of the filter chain, in particular of the high-pass portion and / or the first stage of the low pass considered.
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Quantisierung der Filterkoeffizienten adaptive Quantisierungsstufen definiert werden, aus denen sich das optimierte Modellfilter ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that adaptive quantization levels are defined for the quantization of the filter coefficients from which the optimized model filter ( 12 12 ) ableiten lässt, welche eine Näherung des nicht-rekursiven Modellfilters ( can be derived) which (an approximation of the non-recursive filter model 12 12 ) ist und welches pro Filterschritt eine zweite Anzahl (K) an Multiplikationen aufweist. ) And having per filter step a second number (K) of multiplications.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Optimierung der Koeffizienten des optimierten Modellfilters ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that (in order to optimize the coefficients of the optimized model filter 12 12 ) jeweils eine Quantisierungsstufe entsprechend an die Koeffizienten des nicht-rekursiven Modellfilters ( ) Respectively (one quantization to the coefficients of the non-recursive filter model 12 12 ) angepasst wird. ) Is adjusted.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Filterkoeffizienten der Filterkette ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that the filter coefficients of the filter chain ( 4 4 ), die außerhalb des Fensters liegen, durch Verzögerungsglieder ersetzt werden und/oder zu Null gesetzt werden. ) Which lie outside the window are replaced by the delay elements and / or be set to zero.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Überabtastung des Sendesignals (X) das optimierte Modellfilter ( Method according to one of the preceding claims, characterized in that an over-sampling of the transmitted signal (X), the optimized model filter ( 12 12 ) als ein Block von Polyphasenfiltern implementiert wird. ) Is implemented as a block of polyphase filters.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die adaptive Quantisierung getrennt auf die einzelnen Polyphasenfilter angewendet werden und die Anzahl der Quantisierungsstufen pro Polyphasenfilter im Vergleich zu einem Filter ohne Überabtastung gleich gehalten wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the adaptive quantization are applied separately to the individual polyphase filter and the number of quantization levels per polyphase filter in comparison to a filter without oversampling is kept the same.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass 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. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the data to be transmitted symbol is a function of a plurality of within a predetermined data frame provided signals, and each of these signals is associated with a carrier, each carrier in each case at least has a frequency of a transmission data range, wherein at least a carrier is reserved, which is not provided for the data transmission.
  9. Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung ( Circuit for crest factor reduction ( 3 3 ), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, die sendeseitig in einem Mehrträger-Datenübertragungssystems ( ), In particular for performing a method according to any one of the preceding claims, the transmitting end (in a multi-carrier data transmission system 1 1 ) angeordnet ist, (A) mit einem Sendepfad ( ) Is arranged, (A) (with a transmission path 5 5 ) mit einem zu sendenden Signal (X), (B) mit einem parallel zu einem Abschnitt des Sendepfades ( ) With a (signal to be transmitted X), (B) with a (parallel to a portion of the transmission path 5' 5 ' ) angeordneten Modellpfad ( ) Disposed model path ( 6 6 ), in dem ein nicht-rekursives Modellfilter ( ), In which (a non-recursive filter model 12 12 ) angeordnet ist, dem das zu sendende Signal (X) zuführbar ist, welches die Charakteristik einer der Schaltung zur Crestfaktor-Reduzierung ( is disposed) to which the signal to be transmitted (X) can be supplied, which (the characteristic of a circuit for the Crest factor reduction 3 3 ) nachgeschalteten Filterkette ( ) Downstream filter chain ( 4 4 ) nachbildet, welches eine erste Anzahl (M) an Filterkoeffizienten aufweist, wobei die erste Anzahl geringer ist als die Anzahl der Filterkoeffizienten für eine exakte Nachbildung der Filterkette ( ) Simulates having a first number (M) of filter coefficients, wherein the first number is less than the number of filter coefficients for an exact replica of the filter chain ( 4 4 ), wobei die so approximierten Filterkoeffizienten auf eine zweite Anzahl (K) möglicher Amplitudenwerte der Filterkoeffizienten quantisiert werden, wobei die zweite Anzahl (K) kleiner als die erste Anzahl (M) ist und die Anzahl der von dem optimierten Modellfilter ( ), The so approximated filter coefficients (a second number K) of possible amplitude values ​​of the filter coefficients are quantized, wherein the second number (K) is smaller than the first number (M) and the number of (of the optimized model filter 12 12 ) vorzunehmenden Multiplikationen pro Filterschritt bezeichnet. called) to be carried out multiplications per filter step. mit einer dem Modellfilter ( with one (the model filter 12 12 ) nachgeschalteten Recheneinheit ( ) Downstream computing unit ( 13 13 ), der ein vom Modellfilter ( ) Of the (from the model filter 12 12 ) gefiltertes Signal (Y) zuführbar ist, die abhängig davon ein Korrektursignal (Y CF ) erzeugt, (C) mit einer Subtrahiereinrichtung ( ) Filtered signal (Y) can be fed, which generates, depending on a correction signal (Y CF), (C) (with a subtractor 10 10 ), die ausgangsseitig mit dem Modellpfad ( ), The output side (with the model path 6 6 ) und dem Sendepfad ( ) And the transmit path ( 5 5 ) verbunden ist und die zur Reduzierung des Crestfaktors in dem zu sendenden Signal (X) das Korrektursignal (Y CF ) davon abzieht. ) And the (to reduce the crest factor in the signal to be transmitted X), the correction signal (Y CF) is withdrawn therefrom.
  10. Schaltung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sendepfad ( A circuit according to claim 9, characterized in that the transmission path ( 5 5 ) und der Modellpfad ( ) And the path model ( 6 6 ) jeweils einen Rückkopplungspfad ( ) Each having a feedback path ( 17 17 , . 18 18 ) zur iterativen Bildung des Korrektursignals (Y CF ) für den Sendepfad ( ) (For iterative formation of the correction signal (Y CF) for the transmission path 5 5 ) und des Korrektursignals (Y* CF ) für den Modellpfad ( ) And the correction signal (Y * CF) (for the model path 6 6 ) aufweisen. ) respectively.
  11. Schaltung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Modellpfad ( A circuit according to any one of claims 9 or 10, characterized in that (in the model path 6 6 ) eine Einheit ( ) one unity ( 11 11 ) zum Überabtasten vorgesehen ist, die vor dem Modellfilter ( ) Is provided for over-sampling, the (front of the model filter 12 12 ) angeordnet ist und die eine Überabtastung des zu sendenden Signals (X) vornimmt. ) And the oversampling of the signal to be transmitted (X) makes.
  12. Schaltung nach einem der Ansprüche 9–11, dadurch gekennzeichnet, dass Verzögerungsglieder vorgesehen sind, welche nicht im Modellfilter ( The circuit of any of claims 9-11, characterized in that delay elements are provided, which does not (in the model filter 12 12 ) verwendete Filterkoeffizienten, welche außerhalb des Fensters und zeitlich davor liegen, ersetzen. replace) the filter coefficients used which are outside of the window and in front of it in time.
  13. Schaltung nach einem der Ansprüche 9–12, dadurch gekennzeichnet, dass ein sequentiell arbeitendes, nicht-rekursives Modellfilter ( A circuit according to any of claims 9-12, characterized in that a sequential-working, non-recursive filter model ( 12 12 ), insbesondere ein FIR-Filter, vorgesehen ist, welches das zu sendende Signal (X) sequentiell abarbeitet. Is provided), in particular an FIR filter, which is the (signal to be transmitted X) executes sequentially.
  14. Schaltung nach einem der Ansprüche 9–13, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit ( A circuit according to any of claims 9-13, characterized in that the computing unit ( 13 13 ) als programmgesteuerte Einheit, insbesondere als Mikroprozessor oder Mikrocontroller, ausgebildet ist. ) Is designed as a program-controlled unit, in particular as a microprocessor or microcontroller.
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