DE10350340B4

DE10350340B4 - Device and method for transmitting an analog data stream with compensation of spectral side shares

Info

Publication number: DE10350340B4
Application number: DE2003150340
Authority: DE
Inventors: Dietmar STRÄUSSNIGG; David Schwingshackl
Original assignee: Infineon Technologies AG
Current assignee: Intel Germany Holding GmbH
Priority date: 2003-10-29
Filing date: 2003-10-29
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2023-10-30
Also published as: DE10350340A1

Abstract

Vorrichtung zur Übertragung eines analogen Datenstroms (101), der aus Mehrfachtonsignalen bereitgestellt ist, von einem Datenstromsender zu einem Datenstromempfänger über einen Übertragungskanal, wobei der Datenstromempfänger aufweist:
a) eine analoge Empfangseinheit (AFE) zum Empfangen des analogen Datenstroms (101);
b) eine Vorverarbeitungseinrichtung (301) zur Umsetzung des empfangenen analogen Datenstroms (101) in einen vorverarbeiteten digitalen Datenstrom (302);
c) eine Transformationseinrichtung (110) zur Transformation des vorverarbeiteten digitalen Datenstroms (302) von dem Zeitbereich in Trägersignale (111a–111n), die im Frequenzbereich bereitgestellt sind; und
d) eine Trägersignal-Ausgabeeinrichtung (206a–206n) zur Ausgabe der Trägersignale (110a–110n);
dadurch gekennzeichnet, dass der Daten
stromempfänger weiter aufweist:
e) eine Kompensationseinrichtung (102) zur Kompensation von spektralen Nebenanteilen eines auf einem Trägersignal (111a–111n) übertragenen Mehrfachtonsignals, welche auf mindestens einem weiteren Trägersignal (111a–111n) überlagert sind, wobei die Kompensationseinrichtung (102) ferner aufweist:
e1) eine Erfassungseinheit (105) zur Erfassung mindestens eines Gebührenbestimmungssignals;
e2) eine Gewichtungseinheit (106) zur Gewichtung des von der...Apparatus for transmitting an analog data stream (101) provided from multi-tone signals from a data stream transmitter to a data stream receiver over a transmission channel, the data stream receiver comprising:
a) an analog receiving unit (AFE) for receiving the analog data stream (101);
b) preprocessing means (301) for converting the received analog data stream (101) into a preprocessed digital data stream (302);
c) transformation means (110) for transforming the preprocessed digital data stream (302) from the time domain into carrier signals (111a-111n) provided in the frequency domain; and
d) carrier signal output means (206a-206n) for outputting the carrier signals (110a-110n);
characterized in that the data
current receiver further comprises:
e) compensation means (102) for compensating for spectral side portions of a multi-tone signal transmitted on a carrier signal (111a-111n) superimposed on at least one further carrier signal (111a-111n), the compensation means (102) further comprising:
e1) a detection unit (105) for detecting at least one charge determination signal;
e2) a weighting unit (106) for weighting the weight of the ...

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Übertragung eines analogen Datenstroms mit Kompensation von spektralen Nebenanteilencontraption and method for transmitting a analog data stream with compensation of spectral side contributions

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Übertragen eines analogen Datenstroms von einem Datenstromsender zu einem Datenstromempfänger über einen Übertragungskanal, und betrifft insbesondere eine Vorrichtung zur Übertragung eines analogen Datenstroms, der aus Mehrfachtonsignalen bereitgestellt ist und eine Kompensation von spektralen Nebenanteilen eines auf einem Trägersignal übertragenen Mehrfachtonsignals, welche auf mindestens einem weiteren Trägersignal eines übertragenen Mehrfachtonsignals überlagert sind.The The present invention relates generally to a method of transmission an analog data stream from a data stream transmitter to a data stream receiver over a transmission channel, and more particularly relates to an apparatus for transmitting an analog data stream, which is provided from multi-tone signals and a compensation of spectral side portions of a transmitted on a carrier signal Mehrfachtonsignals which on at least one other carrier signal of a transmitted Multi-tone signal are superimposed.

Spezifisch betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Übertragung eines analogen Datenstroms zu einem Datenstromempfänger, wobei der Datenstromempfänger eine analoge Empfangseinheit zum Empfang des analogen Datenstroms; eine Vorverarbeitungseinrichtung zur Umsetzung des empfangenen analogen Datenstroms in einen vorverarbeiteten digitalen Datenstrom; eine Transformationseinrichtung zur Transformation des vorverarbeiteten digitalen Datenstroms von dem Zeitbereich in Trägersignale, die im Frequenzbereich bereitgestellt sind; und eine Trägersignal-Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe der Trägersignale aufweist.Specific The present invention relates to a device for transmission an analog data stream to a data stream receiver, wherein the Data stream receiver an analog receiving unit for receiving the analog data stream; a Preprocessing device for converting the received analog Data stream into a preprocessed digital data stream; a Transformation device for transforming the preprocessed digital data stream from the time domain into carrier signals in the frequency domain are provided; and a carrier signal output device for the output of the carrier signals having.

Weit verbreitet ist der Einsatz einer asymmetrischen Datenstromübertragung über gewöhnliche Telefonleitungen. Üblicherweise wird für eine asymmetrische Datenstromübertragung über gewöhnliche Telefonleitungen ein Mehrfachton-Verfahren (DMT, Discrete Multitone, diskrete Multitonmodulation) eingesetzt, wobei gewöhnliche Telefonleitungen üblicherweise als asymmetrische digitale Teilnehmerleitungen (ADSL = Asymmetric Digital Subscriber Line) ausgebildet sind. Ein wesentlicher Vorteil von ADSL-Übertragungstechniken besteht darin, dass her kömmliche Kabelnetze für eine Übertragung verwendet werden können, wobei üblicherweise miteinander verdrillte Kupfer-Doppeladern eingesetzt werden. Unter den Übertragungsverfahren mit einer hohen Datenrate auf der Basis von digitalen Teilnehmerleitungen (DSL = Digital Subscriber Line) sind mehrere VDSL- (Very High Data Rate DSL = hochdatenratige DSL) -Anordnungen bekannt, wobei hierfür z.B. Verfahren wie CAP (Carrierless Amplitude/Phase), DWMT (Discrete Wavelet Multitone), SLC (Single Line Code) und DMT (Discrete Multitone) einsetzbar sind.Far widespread is the use of asymmetric data stream transmission over ordinary telephone lines. Usually is for an asymmetric data stream transmission over ordinary telephone lines a multi-tone method (DMT, Discrete Multitone, Discrete Multitone Modulation) used, being ordinary Telephone lines usually as asymmetrical digital subscriber lines (ADSL = Asymmetric Digital Subscriber Line) are formed. A significant advantage of ADSL transmission techniques is that traditional Cable networks for a transmission can be used usually twisted copper pairs be used. Under the transfer procedure with a high data rate based on digital subscriber lines (DSL = Digital Subscriber Line) are several VDSL (Very High Data Rate DSL = high-speed DSL) arrangements known, for which purpose e.g. method such as CAP (Carrierless Amplitude / Phase), DWMT (Discrete Wavelet Multitone), SLC (Single Line Code) and DMT (Discrete Multitone) can be used.

Bei dem DMT-Verfahren wird das Sendesignal aus mehrfachen sinusförmigen bzw. kosinusförmigen Signalen bereitgestellt, wobei jedes einzelne sinusförmige bzw. kosinusförmige Signal sowohl in der Amplitude als auch in der Phase modulierbar ist. Die somit erhaltenen mehrfachen modulierten Signalen werden als quadraturamplitudenmodulierte Signale (QAM = Quadrature Amplitude Modulation) bereitgestellt.at the DMT method, the transmission signal from multiple sinusoidal or cosine Provided signals, each individual sinusoidal or cosine Signal modulatable in both amplitude and phase is. The thus obtained multiple modulated signals become as quadrature amplitude modulated signals (QAM = Quadrature Amplitude Modulation).

5 zeigt einen herkömmlichen Datenstromempfänger zum Empfangen eines analogen Datenstroms 101, der Mehrfachtonsignale enthält. Die Mehrfachtonsignale werden von einem Datenstromsender bereitgestellt und über einen Übertragungskanal übertragen, wie untenstehend detaillierter beschrieben werden wird. Nach einem Empfang des analogen Datenstroms 101 in einer Vorverarbeitungseinrichtung 301 wird ein vorverarbeiteter digitaler Datenstrom 302 für eine Weiterverarbeitung bereitgestellt. 5 shows a conventional data stream receiver for receiving an analog data stream 101 containing multi-tone signals. The multi-tone signals are provided by a data stream transmitter and transmitted over a transmission channel, as will be described in more detail below. After receiving the analog data stream 101 in a preprocessing device 301 becomes a preprocessed digital data stream 302 provided for further processing.

Die Vorverarbeitungseinrichtung 301 enthält in herkömmlicher Weise einen Analog-Digital-Umsetzer 104, mit welchem der analoge Datenstrom 101 in einen digitalen Datenstrom 103 umgesetzt wird. Anschließend wird der digitale Datenstrom 103 mit einer ersten Filterungseinrichtung 401 in einen gefilterten Datenstrom umgesetzt, wobei die erste Filterungseinrichtung 401 eine Dezimation des eingehenden digitalen Datenstroms 103 bereitstellt. Die somit dezimierten, durch die erste Filterungseinrichtung 401 gefilterten Daten werden einer zweiten Filterungseinrichtung 402 bereitgestellt, in welcher eine Zeitbereichsentzerrung unternommen wird. Die zweite Filterungseinrichtung 402 ist als ein adaptives Transversalfilter ausgebildet, das beispielsweise mit einer Symbol-Abtastrate Fs arbeitet, welche bei einer Vermittlungsstelle für ADSL beispielsweise 276 kHz beträgt.The preprocessing device 301 includes in a conventional manner an analog-to-digital converter 104 with which the analog data stream 101 into a digital data stream 103 is implemented. Subsequently, the digital data stream 103 with a first filtering device 401 converted into a filtered data stream, wherein the first filtering device 401 a decimation of the incoming digital data stream 103 provides. The thus decimated by the first filtering device 401 filtered data is a second filtering device 402 provided in which a time domain equalization is undertaken. The second filtering device 402 is designed as an adaptive transversal filter which operates, for example, with a symbol sampling rate Fs which, for example, is 276 kHz at an exchange for ADSL.

Das durch die zweite Filterungseinrichtung 402 entzerrte Signal wird als ein vorverarbeiteter digitaler Datenstrom 302 einer Transformationseinrichtung 110 zugeführt, in welcher beispielsweise eine schnelle Fourier-Transformation (FFT = Fast Fourier Transformation) durchgeführt wird.This through the second filtering device 402 equalized signal is called a preprocessed digital data stream 302 a transformation device 110 in which, for example, a fast Fourier transform (FFT = Fast Fourier Transformation) is performed.

Die als eine komplexe Zahl, welche beispielsweise nach Betrag und Phase definiert ist, ausgebildeten Trägersignale 111a–111n werden anschließend einer Korrektureinrichtung 112 zugeführt, in welcher eine Korrektur eines Übertragungsverhaltens des Übertragungskanals bereitgestellt wird. Die korrigierten Trägersignale 113a–113n werden weiterhin einer Bestimmungseinrichtung 116 zugeführt, in welcher Paare von Betragssianalen 114 und Phasensignalen 115 entsprechend den Mehrfachtonsignalen in dem analogen Datenstrom 101 bestimmt werden.The carrier signals formed as a complex number, defined for example by magnitude and phase 111 - 111n are then a correction device 112 in which a correction of a transmission behavior of the transmission channel is provided. The corrected carrier signals 113a-113n continue to be a determining device 116 supplied in which pairs of sum sianals 114 and phase signals 115 corresponding to the multi-tone signals in the analog data stream 101 be determined.

Die Paare von Betragssignalen 114 und Phasensignalen 115 werden einer Dekodierungseinrichtung 117 zugeführt, in welcher die Paare von Betragssignalen und Phasensignalen in einen dekodierten Datenstrom 118 dekodiert werden. Der dekodierte Datenstrom 118 wird anschließend über eine Datenausgabeeinrichtung 119 ausgegeben. Die Frequenzen des Mehrfachtonsignals, das in dem zu übertragenden analogen Datenstrom 101 enthalten ist, sind üblicherweise äquidistant verteilt und werden nach folgender Formel berechenbar:

wobei T einer Zeitdauer und N einer Anzahl von Abtastwerten eines DMT-Symbols entspricht.The pairs of amount signals 114 and Pha sensignalen 115 become a decoding device 117 in which the pairs of magnitude signals and phase signals are converted into a decoded data stream 118 be decoded. The decoded data stream 118 is subsequently via a data output device 119 output. The frequencies of the multi-tone signal, that in the analog data stream to be transmitted 101 are usually distributed equidistantly and can be calculated according to the following formula:

where T corresponds to a time duration and N corresponds to a number of samples of a DMT symbol.

Beispielsweise setzen herkömmliche DMT-Verfahren 256 Töne ein, welche jeweils als Sinustöne in Betrag und Phase modulierbar sind. Die Grundfrequenz beträgt hierbei 4,3 kHz und der Frequenzabstand zwischen aufeinanderfolgenden Tönen beträgt ebenfalls 4,3 kHz.For example, put conventional DMT methods 256 Sounds, which can be modulated as sinusoids in magnitude and phase. The fundamental frequency here is 4.3 kHz and the frequency spacing between successive tones is also 4.3 kHz.

Somit wird ein Frequenzspektrum von 4,3 kHz (Grundfrequenz) bis (4,3 kHz + 256 × 9,3 kHz) = 1,1 MHz übertragen. Jedes DMT-Symbol ist somit durch einen in Betrag und Phase modulierbaren Sinuston dargestellt, wobei üblicherweise pro Symbol maximal 15 Bit als komplexe Zahl dargestellt werden. Bei einer Übertragung eines auf diese Weise ausgebildeten Mehrfachtonsignals tritt jedoch das Problem auf, dass durch den Übertragungskanal, der beispielsweise als eine verdrillte Kupfer-Doppeldrahtleitung ausgebildet sein kann, Einschwingvorgänge herbeigeführt werden, welche nach beispielsweise M Abtastwerten abgeklungen sind.Consequently a frequency spectrum of 4.3 kHz (fundamental frequency) to (4.3 kHz + 256 × 9.3 kHz) = 1.1 MHz. Each DMT symbol is thus modulated by an amount and phase modulatable Sinusoidal, usually a maximum of 15 bits can be represented as a complex number per symbol. at a transmission However, a multi-tone signal formed in this way occurs the problem on that through the transmission channel, for example, as a twisted copper double-wire cable can be formed, transient effects are brought about, which have subsided after, for example, M samples.

In der Sendereinrichtung werden nach einer inversen schnellen Fourier-Transformation (IFFT = Inverse Fast Fourier Transformation) die letzten M Abtastwerte eines DMT-Symbols an einen Blockanfang angehängt, wobei die Beziehung gilt: M < N. Durch diese zyklische Erweiterung (zyklischer Präfix) kann dem Datenstromempfänger ein periodisches Signal vorgetäuscht werden, wenn der durch den Übertragungskanal verursachte Einschwingvorgang nach M Abtastwerten abgeklungen ist, wobei eine gegenseitige Störung unterschiedlicher DMT-Symbole, d.h. eine Intersymbolinterferenz (ISI) vermieden werden kann. Dadurch lässt sich in herkömmlichen Verfahren ein Entzerrungsaufwand in einer Entzerrungseinrichtung, welche in dem Datenstromempfänger angeordnet ist, beträchtlich verringern, da nach einer Demodulation des empfangenden analogen Datenstroms 101 im Datenstromempfänger nur eine einfache Korrektur mit dem inversen Frequenzgang des Übertragungskanals in der Korrektureinrichtung 112 vorgenommen werden muss.In the transmitter device, the last M samples of a DMT symbol are appended to a block start following an inverse fast Fourier transformation (IFFT), the relationship being: M <N. By means of this cyclic extension (cyclic prefix) the data stream receiver is simulated a periodic signal when the transient caused by the transmission channel to M samples has subsided, whereby a mutual interference of different DMT symbols, ie an intersymbol interference (ISI) can be avoided. As a result, in conventional methods, an equalization effort in an equalizer arranged in the data stream receiver can be considerably reduced because after demodulation of the receiving analog data stream 101 in the data stream receiver only a simple correction with the inverse frequency response of the transmission channel in the correction device 112 must be made.

Bei dem ADSL-Standard wird für eine Datenübertragung von einem Teilnehmer zu einer Vermittlung beispielsweise eine DMT-Symbollänge von N = 64 und ein Wert eines zyklischen Präfix von M = 4 bereitgestellt. Um einen Einschwingvorgang auf den zyklischen Präfix zu begrenzen, wird bei dem bekannten Verfahren in der Vorverarbeitungseinrichtung, die in dem Datenstromempfänger angeordnet ist, eine spezielle Entzerrungseinrichtung für den Zeitbereich (TDEQ = Time Domain Equalizer) in Form eines adaptiven Transversalfilters bereitgestellt, welches mit einer Abtastrate Fs arbeitet (beispielsweise 276 kHz in der Vermittlungsstelle bei ADSL).at the ADSL standard is for a data transfer from a subscriber to a switch, for example, a DMT symbol length of N = 64 and a value of a cyclic prefix of M = 4 is provided. To limit a transient to the cyclic prefix is at the known method in the preprocessing device, which in the data stream receiver is arranged, a special equalization device for the time domain (TDEQ = Time Domain Equalizer) in the form of an adaptive transversal filter provided which operates with a sampling rate Fs (for example 276 kHz in the exchange at ADSL).

Insbesondere ist es nachteilig, dass bei einer Anregung von Tiefpässen mit DMT-Signalen Einschwingvorgänge auftreten, die in einem Frequenzbereich beträchtliche spektrale Anteile oberhalb des vorgesehenen Übertragungssignalbands aufweisen. Bei einer Abtastrate Fs von beispielsweise 276 kHz ergeben sich durch Faltprodukte im Übertragungssignalband spektrale Anteile, welche von der in dem Datenstromempfänger angeordneten Entzerrungseinrichtung, d.h. von dem Zeitbereichsentzerrer nicht eliminiert werden können.Especially it is disadvantageous that with an excitation of low-passes with DMT signals transient phenomena occur in a frequency range considerable spectral components above the intended transmission signal band exhibit. At a sampling rate Fs of 276 kHz, for example by folding products in the transmission signal band spectral components which are arranged by the in the data stream receiver Equalizer, i. not eliminated by the time domain equalizer can be.

In nachteiliger Weise sind diese Faltprodukte als Störsignale im Übertragungssignalband enthalten, wodurch eine Übertragungsgüte verschlechtert wird.In disadvantageously, these folding products are as interference signals in the transmission signal band contain, whereby a transmission quality is deteriorated.

Zur Vergebührung bzw. zur Abrechnung einer Benutzung von Datenübertragungsleitungen werden sogenannte Gebührenbestimmungssignale bei bestimmten Frequenzen, typischerweise bei Frequenzen von 16 kHz bzw. 12 kHz von der Vermittlungsstelle zur Teilnehmerstelle übertragen. Hierbei sind im Rahmen zulässiger Toleranzen Spannungspegel für die Gebührenbestimmungssignale vorgegeben, welche länderspezifisch variieren können. Hierbei ist zu beachten, dass die geforderten Span nungspegel der Gebührerbestimmungssignale (auch als Teletax-Signale bezeichnet) unabhängig von einer jeweiligen Leitungsimpedanz einer oder mehrerer Datenübertragungspfadeinheiten ausgelegt werden müssen.to billing or for billing a use of data transmission lines so-called fee determination signals at certain frequencies, typically at frequencies of 16 kHz or 12 kHz transmitted from the exchange to the subscriber station. Here are within the scope allowed Tolerances voltage level for the charge determination signals specified, which country-specific can vary. in this connection It should be noted that the required voltage levels of the charge determination signals (also as teletax signals independently) from a respective line impedance of one or more data transmission path units must be interpreted.

Bei der Übertragung von Gebührenbestimmungssignalen ist es insbesondere nachteilig, dass infolge der sehr einfach aufgebauten Leitungstreiber Harmonische des Gebührenbestimmungssignals entstehen können. Insbesondere Leitungstreiber, die extrem niedrige Verlustleistungsanforderungen aufweisen, erzeugen Harmonische des Gebührenbestimmungssignals, welches bei 16 kHz bzw. 12 kHz beispielsweise vorliegt. Insbesondere im Upstream-Band eines Datenübertragungssystems führt dies in unzweckmäßiger Weise zu erheblichen Störungen, die mit einer wesentlichen Reduzierung des Signal-zu-Rauschverhältnisses verbunden sind.at the transmission of charge determination signals It is particularly disadvantageous that due to the very simple design Line drivers harmonics of the charge determination signal arise can. In particular, line drivers, the extremely low power dissipation requirements generate harmonics of the charge determination signal which at 16 kHz or 12 kHz, for example. Especially in the upstream band a data transmission system does this in an inappropriate way to considerable disturbances, with a significant reduction of the signal-to-noise ratio are connected.

In nachteiliger Weise werden CRC-Fehler herbeigeführt (CRC = Cyclic Random Check = zyklische Zufallsüberprüfung), welche zu einem Abbruch der Datenübertragungsverbindung, insbesondere bei sehr langen Leitungen, führen können.In disadvantageously, CRC errors are caused (CRC = Cyclic Random Check = cyclic random checking), which to a termination of the data transmission connection, especially for very long lines, can lead.

Zur Lösung dieses Problems ist vorgeschlagen worden, in dem Datenstrom eine geringere Anzahl von Bits zuzulassen, als sie einem gemessenen Signal-zu-Rauschverhältnis entspricht, d.h. einen Margin zu erhöhen. Dies führt jedoch zu dem Nachteil, dass eine Datenübertragungsrate reduziert ist.to solution This problem has been suggested in the data stream allow a lower number of bits than corresponds to a measured signal-to-noise ratio, i.e. to increase a margin. this leads to however, to the disadvantage that a data transfer rate is reduced.

In der US 2003/16741 A1 ist eine Einrichtung zur Kompensation von spektralen Nebenanteilen unter anderem in DLL-Empfängern offenbart. Ferner ist eine Vorrichtung zur Übertragung eines analogen Datenstroms, der aus Mehrfachtonsignalen besteht, von einem Datenstromsender zu einem Datenstromempfänger über einen Übertragungskanal gezeigt. Es wird zwar gelehrt, eine inverse nicht-lineare Übertragungsfunktion einzusetzen, mit welcher ein digitalisiertes gestörtes Signal beaufschlagt wird, um eine nicht-lineare Störung auszugleichen, in nachteiliger Weise ist es jedoch nicht möglich, ein bei einer festen Frequenz auftretendes Gebührenbestimmungssignal hinsichtlich spezifisch vorgegebener Harmonischer zu kompensieren.In US 2003/16741 A1 is a device for compensation of spectral Nebenanteilen among other things in DLL receivers revealed. Furthermore, a Device for transmission an analog data stream consisting of multi-tone signals of a data stream transmitter to a data stream receiver over a transmission channel shown. It is taught to use an inverse non-linear transfer function, with which a digitized disturbed signal is applied, around a non-linear disorder However, it is not possible to compensate in a disadvantageous way at a fixed frequency occurring charge determination signal in terms to compensate for specific harmonics.

Die US 6 570 514 B1 offenbart einen Kompensator zur Kompensation von Linearitätsfehlern, wie etwa harmonischen Störungen und Intermodulations-Störungen, wobei eine Vorrichtung beschrieben ist, die eine Einrichtung zum Phasenschieben und eine Einrichtung zur Exponentenbildung einschließt, um ein Kompensationssignal derart zu erzeugen, dass die Linearitätsfehler-Störsignale am Systemausgang aufgehoben werden, während das gewünschte Fundamentalsignal aufrecht erhalten wird.The US Pat. No. 6,570,514 B1 discloses a compensator for compensating for linearity errors, such as harmonic distortion and intermodulation interference, in which an apparatus is disclosed which includes phase shifting means and exponentiation means for generating a compensation signal such that the linearity error jamming signals at the system output cancel while maintaining the desired fundamental signal.

Die US 6 157 680 A beschreibt ein Entstörverfahren für Audio-Störungen und eine entsprechende Vorrichtung. Zu diesem Zweck werden unterschiedliche Schritte eines Zuführens eines Sendesignals zu einem Modulator, eines Zuführens des Ausgangs des Modulators zu einer nicht-linearen Vorrichtung, eines Zuführens des Ausgangs der nicht-linearen Vorrichtung zu einem Echo-Kompensator, eines Zuführens eines Empfangssignals, das eine Störung enthält, zu einem ersten Filter, um ein Fehlersignal zu erhalten, eines Aktualisierens des Echo-Kompensators unter Verwendung des Fehlersignals, wobei der Echo-Kompensator ein Echo-Replika-Signal bereitstellt, eines Filterns des Echo-Replika-Signals in einem zweiten Filter, um ein gefiltertes Echo-Replika-Signal zu erhalten; und eines Subtrahierens des gefilterten Echo-Replika-Signals von dem Ausgang des Modulators, um ein fehler-korrigiertes Signal zu erhalten, ausgeführt. Mit dem offenbarten Verfahren können jedoch unterschiedliche Trägersignale eines Mehrfachtonsignals mittels spezifisch vorgegebener Kompensationssignale nicht kompensiert werden.The US 6 157 680 A describes a suppression method for audio interference and a corresponding device. For this purpose, different steps of supplying a transmit signal to a modulator, feeding the output of the modulator to a non-linear device, feeding the output of the non-linear device to an echo canceller, supplying a receive signal that is a disturbance including, to a first filter to obtain an error signal, updating the echo canceller using the error signal, the echo canceller providing an echo replica signal, filtering the echo replica signal in a second filter, to obtain a filtered echo replica signal; and subtracting the filtered echo replica signal from the output of the modulator to obtain an error-corrected signal. With the disclosed method, however, different carrier signals of a multi-tone signal can not be compensated by means of specifically predetermined compensation signals.

In nachteiliger Weise offenbart die US 6 157 680 A lediglich ein einziges, durch nicht-lineare Verzerrungen gestörtes "Träger"-Signal, das mit dem beschriebenen Verfahren kompensiert werden kann.Disadvantageously discloses the US 6 157 680 A only a single "carrier" signal, disturbed by non-linear distortions, which can be compensated by the described method.

Die Publikation "D'ANDREA, A.N.; LOTTICI, V.; REGGIANNINI, R.: An Application of amplitude and phase predistortion to OFDM systems, in: IEEE Global Telecommunications Conference, 27. Nov. – 1. Dez. 2000, Vol. 3, S. 1417–1421" offenbart eine Amplituden- und Phasen-Vorentstörung und OFDM-Systeme. Ferner ist die Kompensation von Amplituden- und Phasen-Störungen beschrieben, nicht jedoch die Kompensation von Harmonischen eines bestimmten Signals (des Gebührenbestimmungssignals), das auf oder in der Nähe von spezifischen Trägersignalen auftritt.The Publication "D'ANDREA, A. N. LOTTICI, V .; REGGIANNINI, R .: An Application of amplitude and phase predistortion to OFDM systems, in: IEEE Global Telecommunications Conference, Nov. 27 - 1. Dec. 2000, Vol. 3, pp. 1417-1421 "discloses an amplitude and Phase-Disruption and OFDM systems. Furthermore, the compensation of amplitude and Phase disturbances but not the compensation of harmonics of a particular one Signal (of the charge determination signal), that on or near of specific carrier signals occurs.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Übertragung eines analogen Datenstroms, der aus Mehrfachtonsignalen besteht, bereitzustellen, wobei Harmonische von bei einer festen Frequenz mit-übertragenen Gebührenbestimmungssignalen, die bei höheren Trägern des Mehrfachtonsignals auftreten, kompensiert werden.It It is therefore an object of the present invention to provide a device for transmission an analogue data stream consisting of multi-tone signals, to provide harmonics of at a fixed frequency transmitted with- Fees determination signals the at higher carriers of the multi-tone signal occur, are compensated.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ferner wird die Aufgabe durch ein im Patentanspruch 7 angegebenes Verfahren gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.These The object is achieved by a Device solved with the features of claim 1. Further The object is achieved by a method specified in claim 7 solved. Further Embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, die Auswirkungen der Harmonischen in dem Datenstromempfänger zu kompensieren, indem das Signal bei der Grundfrequenz erfasst wird und vorgebbar mit Gewichtungsfaktoren bei dem Harmonischen des Signals gewichtet wird, derart, dass harmonische Signalanteile erhalten werden, die von dem transformierten Empfangssignal, d.h. den erhaltenen Trägersignalen in dem Datenstromempfänger, subtrahiert werden können.One The essential idea of the invention is the effects the harmonic in the data stream receiver by the Signal is detected at the fundamental frequency and can be specified with weighting factors at the harmonic of the signal is weighted such that harmonic signal components obtained from the transformed received signal, i. the received carrier signals in the stream receiver, subtracted can be.

Es ist somit ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass Leitungstreiber (SLIC, Subscriber Line Interface Circuit) verwendet werden können, die extrem niedrige Verlustleistungsanforderungen aufweisen und somit Harmonische eines Gebührenbestimmungssignals erzeugen können.It Thus, one advantage of the present invention is that line drivers (SLIC, Subscriber Line Interface Circuit) can be used have extremely low power dissipation requirements and thus Harmonics of a charge destination signal can generate.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass das erfasste Gebührenbestimmungssignal nicht exakt in einem Frequenzraster einer in dem Datenstromsender eingesetzten Transformationseinrichtung, beispielsweise einer Fourier-Transformationseinrichtung, liegen muss.Another advantage of the device according to the invention and of the method according to the invention is that the recorded fee determination mung signal does not exactly in a frequency grid of a transformer used in the data stream transmitter, such as a Fourier transform device must lie.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Übertragung eines analogen Datenstroms, der aus Mehrfachtonsymbolen bereitgestellt ist, von einem Datenstromsender zu einem Datenstromempfänger über einen Übertragungskanal umfasst einen Datenstromempfänger, der im Wesentlichen aufweist:

a) eine analoge Empfangseinheit zum Empfangen des analogen Datenstroms;
b) eine Vorverarbeitungseinrichtung zur Umsetzung des empfangenen analogen Datenstroms in einem vorverarbeiteten digitalen Datenstrom;
c) eine Transformationseinrichtung zur Transformation des vorverarbeiteten digitalen Datenstroms von dem Zeitbereich in Trägersignale, die im Frequenzbereich bereitgestellt sind; und
d) eine Trägersignal-Ausgabeeinrichtung zur Ausgabe der Trägersignale, wobei der Datenstromempfänger weiter eine Kompen sationseinrichtung zur Kompensation von spektralen Nebenanteilen eines auf einem Trägersignal übertragenen Mehrfachtonsignals, welche auf mindestens einem weiteren Trägersignal überlagert sind, aufweist, wobei die Kompensationseinrichtung ferner aufweist: e1) eine Erfassungseinheit zur Erfassung mindestens eines Gebührenbestimmungssignals; e2) eine Gewichtungseinheit zur Gewichtung des von der Erfassungseinheit (105) erfassten mindestens einen Gebührenbestimmungssignals bezüglich spektraler Nebenanteile des mindestens einen Gebührenbestimmungssignals; e3) eine Multipliziereinheit zur Multiplikation des von der Gewichtungseinheit bezüglich spektraler Nebenanteile gewichteten mindestens einen Gebührenbestimmungssignals mit einem vorgebbaren Amplitudendämpfungsfaktor, um ein Kompensationssignal bereitzustellen; und e4) eine Addiereinheit zur Addition mindestens eines von der Korrektureinrichtung ausgegebenen, korrigierten Trägersignals und des Kompensationssignals, um mindestens ein kompensiertes Trägersignal zu erhalten.

The inventive apparatus for transmitting an analog data stream provided from multiple tone symbols from a data stream transmitter to a data stream receiver over a transmission channel comprises a data stream receiver comprising, in essence:

a) an analog receiving unit for receiving the analog data stream;
b) a preprocessing device for converting the received analog data stream in a preprocessed digital data stream;
c) transformation means for transforming the preprocessed digital data stream from the time domain into carrier signals provided in the frequency domain; and
d) a carrier signal output device for outputting the carrier signals, wherein the data stream receiver further comprises a compen sationseinrichtung for compensating spectral side portions of a transmitted on a carrier signal Mehrfachtonsignals which are superimposed on at least one further carrier signal, wherein the compensation device further comprises: e1) a Detection unit for detecting at least one charge determination signal; e2) a weighting unit for weighting that of the registration unit ( 105 ) detected at least one charge determination signal with respect to spectral side portions of the at least one charge determination signal; e3) a multiplier unit for multiplying the at least one payload signal weighted by the weighting unit with respect to spectral minorities by a predefinable amplitude attenuation factor to provide a compensation signal; and e4) an adder unit for adding at least one corrected carrier signal output by the correction device and the compensation signal to obtain at least one compensated carrier signal.

Ferner weist das erfindungsgemäße Verfahren zum Übertragen eines analogen Datenstroms, der aus Mehrfachtonsignalen (Multi-Tonsignalen) bereitgestellt ist, von einem Datenstromsender zu einem Datenstromempfänger über einen Übertragungskanal, im Wesentlichen die folgenden Schritte auf:Further has the inventive method to transfer an analog data stream consisting of multi-tone signals (multi-tone signals) from a data stream transmitter to a data stream receiver over a transmission channel, essentially the following steps:

a) receiving the analog data stream by means of a analog receiver unit;
b) converting the received analog data stream into a preprocessed one digital data stream by means of a preprocessing device;
c) transforming the preprocessed digital data stream from the time domain to carrier signals, which are provided in the frequency domain, by means of a transformation device; and
d) outputting the carrier signals by means of a carrier signal output device, wherein by means of a compensation device spectral side portions one transmitted from a carrier signal Mehrfachtonsignals, which superimposed on at least one other carrier signal are compensated, the step of compensating the spectral minorities further comprises the following substeps: e1) Detecting at least one charge determination signal by means of a detection unit provided in the compensation device; e2) Weights of at least one detected by the registration unit Fees determination signal in terms of spectral side portions of the at least one charge determination signal by means of a weighting unit provided in the compensation means; e3) Multiplying that of the weighting unit with respect to spectral Side shares weighted at least one charge determination signal a predefinable amplitude damping factor, to provide a compensation signal by means of a in the Compensation device provided weighting unit; and e4) Adding at least one output from the correction device, corrected carrier signal and the compensation signal, at least one compensated carrier signal obtained by means provided in the compensation device Adder.

In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung.In the dependent claims find advantageous developments and improvements of respective subject of the invention.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung weist die Kompensationseinrichtung eine Korrektureinrichtung zur Korrektur eines Übertragungsverhaltens des Übertragungskanals auf. Die Korrektureinrichtung erzeugt aus Trägersignalen, die dieser zugeführt werden, korrigierte Trägersignale derart, dass Einflüsse des Übertragungskanals, die zuvor gemessen bzw. bekannt sein müssen, korrigiert sind.According to one preferred embodiment of the present invention, the compensation device a correction device for correcting a transmission behavior of the transmission channel on. The correction device generates from carrier signals, which are supplied to this corrected carrier signals such that influences the transmission channel, previously measured or known must be corrected.

Vorzugsweise enthält der analoge Datenstrom, der aus Mehrfachtonsignalen bereitgestellt ist, Gebührenbestimmungssignale als Grundlage für eine Vergebührung bzw. Abrechnung einer Benutzung von Datenübertragungsleitungen. In bevorzugter Weise betragen die Grundfrequenzen der Gebührenbestimmungssignale 16 kHz oder 12 kHz.Preferably contains the analog data stream, which is provided by multi-tone signals is, charge determination signals as a basis for a billing or billing a use of data transmission lines. In preferred Way, the basic frequencies of the charge determination signals are 16 kHz or 12 kHz.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird in der Transformationseinrichtung zur Transformation des vorverarbeiteten digitalen Datenstroms von dem Zeitbereich in den Frequenzbereich, um Trägersignale, die im Frequenzbereich vorliegen, zu erhalten, eine Fourier-Transformation durchgeführt.According to one more Another preferred embodiment of the present invention will in the transformation means for transforming the preprocessed digital data stream from the time domain to the frequency domain, to carrier signals, the in the frequency domain, to obtain a Fourier transform.

Wie obenstehend angegeben, weist die Kompensationseinrichtung eine Erfassungseinheit zur Erfassung mindestens eines Gebührenbestimmungssignals auf. Vorzugsweise wird der Erfassungseinheit dasjenige Trägersignal zugeführt, das in seiner Frequenz der Grundfrequenz des Gebührenbestimmungssignals am nächsten kommt.As As stated above, the compensation device comprises a detection unit Detection of at least one charge determination signal on. Preferably, the detection unit becomes that carrier signal supplied which comes closest in frequency to the fundamental frequency of the rate determination signal.

Wie obenstehend angegeben, weist die Kompensationseinrichtung eine Gewichtungseinrichtung zur Gewichtung des von der Erfassungseinheit erfassten mindestens einen Gebührenbestimmungssignals bezüglich spektraler Nebenanteile des mindestens einen Gebührenbestimmungssignals auf. Hierbei ist es vorzuziehen, dass eine bestimmte vorgebbare Funktion, wie beispielsweise eine Taylorreihe oder eine Sinc-Funktion herangezogen wird, um die spektralen Anteile höherer Harmonischer der Grundfrequenz des Gebührenbestimmungssignals abzuschätzen.As As stated above, the compensation device has a weighting device for the weighting of the at least one item covered by the registration unit a charge determination signal in terms of spectral side portions of the at least one charge determination signal. in this connection It is preferable that a certain predefinable function, such as For example, a Taylor series or a sinc function used is the spectral components of higher harmonics of the fundamental frequency of the charge determination signal.

Wie obenstehend angegeben, weist die Kompensationseinrichtung eine Multipliziereinrichtung zur Multiplikation des von der Gewichtungseinheit bezüglich spektraler Nebenanteile gewichteten mindestens einen Gebührenbestimmungssignals mit einem vorgebbaren Amplitudendämpfungsfaktor auf, um ein Kompensationssignal bereitzustellen. Dieses Kompensationssignal ist vorzugsweise derart gestaltet, dass es einer tatsächlichen Harmonischen der Grundfrequenz des Gebührenbestimmungssignals im Bereich eines entsprechenden Trägersignals nahe kommt. Es ist vorteilhaft, wenn der vorgegebene Amplitudendämpfungsfaktor, mit welchem das mindestens eine Gebührenbestimmungssignal mittels der Multipliziereinheit multipliziert wird, als ein konstanter Faktor, der betragsmäßig kleiner als 1 ist, bereitgestellt wird.As As stated above, the compensation device has a multiplier for multiplying that of the weighting unit with respect to spectral Side shares weighted at least one charge determination signal with one predefinable amplitude damping factor to provide a compensation signal. This compensation signal is preferably designed so that it is an actual Harmonics of the fundamental frequency of the toll rate signal in the area close to a corresponding carrier signal comes. It is advantageous if the predetermined amplitude damping factor, with which the at least one charge determination signal means the multiplication unit is multiplied, as a constant factor, the amount smaller than 1 is provided.

Wie obenstehend angegeben, umfasst die Kompensationseinrichtung eine Addiereinheit zur Addition mindestens eines von der Korrektureinrichtung ausgegebenen, korrigierten Trägersignals und des Kompensationssignals, um mindestens ein kompensiertes Trägersignal zu erhalten.As As stated above, the compensation device comprises a Adding unit for adding at least one of the correction device output, corrected carrier signal and the compensation signal, at least one compensated carrier signal to obtain.

Wie obenstehend angegeben, wird die in der Kompensationseinrichtung bereitgestellte Gewichtungseinheit zur Gewichtung des von der Erfassungseinheit erfassten mindestens einen Gebührenbestimmungssignals bezüglich spektraler Nebenanteile des mindestens einen Gebührenbestimmungssignals mit einer Gewichtungsfunktion beaufschlagt, die gemäß einer Taylorreihe oder einer Sinc-Funktion bereitgestellt ist.As stated above, the in the compensation device provided weighting unit for weighting of the detection unit detected at least one charge determination signal in terms of Spectral minority of the at least one fee determination signal with a weighting function, according to a Taylor series or a Sinc function is provided.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird der Amplitudendämpfungsfaktor, mit welchem das mindestens eine Gebührenbestimmungssignal mittels der Multipliziereinheit multipliziert wird, durch eine Gradientenbestimmung ermittelt.According to one more Another preferred embodiment of the present invention will the amplitude damping factor, with which the at least one charge determination signal by means of Multiplier unit is multiplied by a gradient determination determined.

Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Amplitudendämpfungsfaktor, mit welchem das mindestens eine Gebührenbestimmungssignal mittels der Multipliziereinheit multipliziert wird, adaptiv einstellbar.According to one more Another preferred embodiment of the present invention the amplitude damping factor, with which the at least one charge determination signal means the multiplication unit is multiplied, adaptively adjustable.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:embodiments The invention is illustrated in the drawings and in the following Description closer explained. In the drawings show:

1 ein Blockdiagramm eines Teils eines Datenstromempfängers zum Empfang eines über einen Übertragungskanal übertragenen analogen Datenstroms mit einer Kompensationseinrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 1 a block diagram of a portion of a data stream receiver for receiving an analog data stream transmitted over a transmission channel with a compensation device according to a preferred embodiment of the present invention;

2 Verläufe eines Signal-Rauschverhältnisses für kompensierte und unkompensierte Trägersignale als Funktion einer Trägersignal-Nummer; 2 Waveforms of signal-to-noise ratio for compensated and uncompensated carrier signals as a function of a carrier signal number;

3 den Verlauf eines Signal-Rauschverhältnisses eines unkompensierten Trägersignals gemäß 2 in größerem Detail; 3 the course of a signal-to-noise ratio of an uncompensated carrier signal according to 2 in greater detail;

4 den Verlauf eines Signal-Rauschverhältnisses eines kompensierten Trägersignals gemäß 2 in größerem Detail; und 4 the course of a signal-to-noise ratio of a compensated carrier signal according to 2 in greater detail; and

5 einen herkömmlichen Datenstromempfänger. 5 a conventional data stream receiver.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten oder Schritte.In the same reference numerals designate the same or functionally identical Components or steps.

In 1 ist ein Blockbild eines Teils eines Datenstromempfängers gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Einer Transformationseinrichtung 110 des Datenstromempfängers werden in einer Vorverarbeitungseinrichtung (nicht gezeigt) vorverarbeitete und analog-zu-digital-gewandelte Daten als ein vorverarbeiteter digitaler Datenstrom 302 zugeführt.In 1 Figure 13 illustrates a block diagram of a portion of a data stream receiver in accordance with a preferred embodiment of the present invention. A transformation facility 110 of the data stream receiver, preprocessed and analog-to-digital converted data are processed in a preprocessing device (not shown) as a preprocessed digital data stream 302 fed.

In der Transformationseinrichtung 110 wird beispielsweise eine schnelle Fourier-Transformation (FFT = Fast Fourier Transformation) durchgeführt, derart, dass aus der Transformationseinrichtung 110 Trägersignale 111a–111n, welche im Frequenzbereich vorliegen, ausgegeben werden. Somit wird durch die Transformationseinrichtung 110 eine Transformation vom Zeitbereich in den Frequenzbereich bereitgestellt, wobei die Transformationseinrichtung diskrete Trägersignale 111a–111n ausgibt.In the transformation facility 110 For example, a fast Fourier transformation (FFT) is performed such that the transformation means 110 carrier signals 111a-111n , which are present in the frequency domain, are output. Thus, by the transformation means 110 provided a transformation from the time domain to the frequency domain, wherein the transformation means discrete carrier signals 111a-111n outputs.

Wie obenstehend erläutert, setzen herkömmliche DMT-Verfahren vorzugsweise 256 Töne ein, welche jeweils als Sinustöne in Betrag und Phase modulierbar sind. Die Grundfrequenz beträgt hierbei 4,3 kHz und der Frequenzabstand zwischen aufeinanderfolgenden Tönen (Trägern, Trägersignalen) beträgt ebenfalls 4,3 kHz. Im Folgenden wird angenommen, dass ein Gebührenbestimmungssignal bei einer Grundfrequenz von 16 kHz übertragen wird. Es sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf eine spezifische Frequenz des Gebührenbestimmungssignals beschränkt ist. Wird das Gebührenbestimmungssignal bei einer Grundfrequenz von 16 kHz übertragen, so treten neben der Grundfrequenz infolge nicht-linearer Effekte des senderseitigen Leitungstreibers Harmonische auf. Der Datenstromsender enthält somit einen Generator zur Erzeugung einer Frequenz von 16 kHz, welche dem Leitungstreiber (SLIC) zugeführt wird, der aus Kostengründen einen nicht-linearen Verlauf aufweisen kann, derart, dass insbesondere dritte, fünfte, siebte etc. Harmonische im ADSL-Upstream entstehen können.As explained above, put conventional DMT method preferably 256 tones, which each as sinus tones can be modulated in amount and phase. The fundamental frequency is here 4.3 kHz and the frequency spacing between successive tones (carriers, carrier signals) is also 4.3 kHz. The following is assumed to be a charge determination signal is transmitted at a fundamental frequency of 16 kHz. It is important pointed out that the device according to the invention and the inventive method not is limited to a specific frequency of the charge determination signal. Will the charge determination signal transmitted at a fundamental frequency of 16 kHz, so come next the fundamental frequency due to non-linear effects of the transmitter side Line driver harmonics on. The data stream transmitter thus contains a generator for generating a frequency of 16 kHz, which supplied to the line driver (SLIC) will, for cost reasons may have a non-linear course, such that in particular third, fifth, seventh etc. harmonics may arise in the ADSL upstream.

Üblicherweise sind die Trägersignale bzw. Träger, die am Ausgang der Transformationseinrichtung 110 vorliegen, nummeriert, ausgehend von der Grundfrequenz 4,3 kHz = Träger-Nummer 1. Somit entspricht die Grundfrequenz des Gebührenbestimmungssignals, die bei 16 kHz liegt, dem Träger bzw. Trägersignal-Nummer 4, d.h. der Frequenz von 17,2 kHz = 4 × 4,3 kHz.Usually, the carrier signals or carriers which are at the output of the transformation device 110 numbered, starting from the fundamental frequency 4.3 kHz = carrier number 1. Thus, the fundamental frequency of the charge designation signal, which is at 16 kHz, the carrier or carrier signal number 4, ie the frequency of 17.2 kHz = 4 × 4.3 kHz.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens spielt es nun in vorteilhafter Weise keine Rolle, dass das Gebührenbestimmungssignal nicht exakt in dem von der Transformationseinrichtung 110 ausgegebenen Frequenzraster liegt.For carrying out the method according to the invention, it does not matter in an advantageous manner that the charge determination signal does not exactly match that in the transformation device 110 output frequency grid is located.

Als eine wesentliche Komponente enthält die in 1 gezeigte Kompensationseinrichtung 102 eine Erfassungseinheit 105, welche, wie in 1 gezeigt, das Gebührenbestimmungssignal in dem vierten Träger erfasst. Sobald der Signalanteil der Grundfrequenz des Gebührenbestimmungssignals erfasst und damit bekannt ist, kann erfindungsgemäß abgeschätzt werden, wie groß die spektralen Nebenanteile bzw. Harmonischen des Gebührenbestimmungssignals in der Nähe anderer Trägersignale sind. Sobald die spektralen Nebenanteile berechnet sind, können diese von dem ursprünglichen Trägersignal bei der entsprechenden Frequenz des spektralen Nebenanteils abgezogen werden. Zur Bestimmung der spektralen Nebenanteile wird das durch die Erfassungseinheit 105 erfasste Gebührenbestimmungssignal mit einer Gewichtungseinheit 106 gewichtet, derart, dass in der Gewichtungseinheit 106 eine vorgebbare Gewichtungsfunktion eingesetzt wird, um das erfasste Gebührenbestimmungssignal zu gewichten. Die Gewichtungsfunktion kann beispielsweise gemäß einer Taylorreihe, die dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, bereitgestellt werden, derart, dass höhere spektrale Nebenanteile berechenbar sind. Da es sich bei den Trägersignalen um komplexe (d.h. durch Real- und Imaginärteil ausdrückbare) Funktionen handelt, müssen bei jeder komplexen Zahl jeweils zwei reelle Zahlen verarbeitet (multipliziert, addiert, etc.) werden.As an essential component contains the in 1 shown compensation device 102 a detection unit 105 which, as in 1 shown capturing the charge determination signal in the fourth carrier. Once the signal component of the fundamental frequency of the charge determination signal is detected and thus known, it can be estimated according to the invention how large the spectral subsidiary components or harmonics of the charge determination signal are in the vicinity of other carrier signals. Once the spectral side contributions are calculated, they can be subtracted from the original carrier signal at the corresponding frequency of the spectral tributary. For the determination of the spectral secondary components, this is done by the detection unit 105 recorded charge determination signal with a weighting unit 106 weighted, such that in the weighting unit 106 a predetermined weighting function is employed to weight the detected charge determination signal. For example, the weighting function may be provided according to a Taylor series known to those of ordinary skill in the art, such that higher spectral side contributions are calculable. Since the carrier signals are complex functions (ie expressions that can be expressed by the real and imaginary parts), two real numbers must be processed (multiplied, added, etc.) for each complex number.

Das von der Gewichtungseinheit 106 gewichtete Gebührenbestimmungssignal wird schließlich dem entsprechenden Träger zugeführt. Für den Fall, dass beispielsweise die dritte harmonische Grundfrequenz des Gebührenbestimmungssignals kompensiert werden soll, muss ein entsprechendes Kompensationssignal 207 auf dem Trägersignal-Nummer 11 überlagert werden. Das Trägersignal-Nummer 11 entspricht einer Frequenz von 11 × 4,3 = 47,3 kHz und liegt somit nahe bei der dritten Harmonischen (3 × 16 = 48 kHz) des Gebührenbestimmungssignals.That of the weighting unit 106 the weighted charge determination signal is finally supplied to the corresponding carrier. In the event that, for example, the third harmonic fundamental frequency of the charge determination signal is to be compensated, a corresponding compensation signal must be used 207 be superimposed on the carrier signal number 11. The carrier signal number 11 corresponds to a frequency of 11 × 4.3 = 47.3 kHz and is thus close to the third harmonic (3 × 16 = 48 kHz) of the charge determination signal.

Es sei darauf hingewiesen, dass, obwohl in 1 nur die Kompensation eines spektralen Nebenanteils, beispielsweise der dritten Harmonischen, veranschaulicht ist, die Kompensationseinrichtung derart ausgelegt werden kann, mehrere Harmonische der Grundfrequenz des Gebührenbestimmungssignals gleichzeitig zu kompensieren. Das von der Gewichtungseinheit 106 ausgegebene gewichtete Gebührenbestimmungssignal wird weiter einer Multipliziereinheit 107 zugeführt, in welcher das von der Gewichtungseinheit 106 bezüglich spektraler Nebenanteile gewichtete mindestens eine Gebührungsbestimmungssignal mit einem vorgebbaren Amplitudendämpfungsfaktor 108 multipliziert wird, derart, dass das Kompensationssignal bereitgestellt wird.It should be noted that, although in 1 only the compensation of a spectral tributary, for example, the third harmonic is illustrated, the compensation means can be designed such that several harmonics of the fundamental frequency of the charge determination signal to compensate simultaneously. That of the weighting unit 106 The weighted charge determination signal issued continues to be a multiplying unit 107 fed, in which that of the weighting unit 106 with respect to spectral minorities, weighted at least one penalty determination signal having a predeterminable amplitude damping factor 108 is multiplied such that the compensation signal is provided.

Der Amplitudendämpfungsfaktor kann ein komplexer Faktor sein, der beispielsweise durch ein Gradientenverfahren bestimmt wird, wie es dem Durchschnittsfachmann geläufig ist. Somit ist es klar ersichtlich, dass in der Multipliziereinheit 107 eine komplexe Multiplikation des von der Gewichtungseinheit 106 ausgegebenen gewichteten Gebührenbestimmungssignals mit dem vorgebbaren Amplitudendämpfungsfaktor 108 bereitgestellt wird. Diese komplexe Multiplikation kann weiterhin durch vier reelle Multiplikationen ausgeführt werden.The amplitude attenuation factor may be a complex factor determined, for example, by a gradient method, as understood by one of ordinary skill in the art. Thus it is clear that in the multiplying unit 107 a complex multiplication of that of the weighting unit 106 output weighted fee determination signal with the predetermined amplitude attenuation factor 108 provided. This complex multiplication can continue through four real Multiplications are performed.

Die Überlagerung des von einer Korrektureinrichtung 112 ausgegebenen korrigierten Trägersignals 113a–113n und des Kompensationssignals 207 wird durch eine Addiereinheit 109 bereitgestellt, mit welcher je nach Vorzeichen des Amplitudendämpfungsfaktors 108 eine Addition oder eine Subtraktion ermöglicht wird. Auf diese Weise erhaltene kompensierte Trägersignale 205a–205n werden schließlich entsprechend den Trägersignal-Ausgabeeinrichtungen 201-201n der Kompensationseinrichtung 102 zugeführt und aus diesen zur Weiterverarbeitung in dem Datenstromempfänger ausgegeben.The superposition of the by a correction device 112 output corrected carrier signal 113n-113a and the compensation signal 207 is through an adding unit 109 provided with which depending on the sign of the amplitude attenuation factor 108 an addition or a subtraction is made possible. Compensated carrier signals obtained in this way 205a-205n eventually become according to the carrier signal output devices 201-201n the compensation device 102 supplied and output from these for further processing in the data stream receiver.

Es sei darauf hingewiesen, dass die Erfassungseinheit 105 mehrfach ausgebildet sein kann, um Gebührenbestimmungssignale bei unterschiedlichen Grundfrequenzen zu erfassen. Weiterhin kann die Gewichtungseinheit 106 mehrfach ausgeführt werden, um mehrfache Gebührenbestimmungssignale in den Trägersignalen 111a–111n hinsichtlich spektraler Nebenanteile zu kompensieren.It should be noted that the detection unit 105 may be formed multiple times to detect charge determination signals at different fundamental frequencies. Furthermore, the weighting unit 106 be executed multiple times to multiple charge determination signals in the carrier signals 111a-111n with regard to spectral minor components.

Es sei darauf hingewiesen, dass die in der Gewichtungseinheit 106 zur Gewichtung des erfassten Gebührenbestimmungssignals hinsichtlich spektraler Anteile durch eine beliebige Funktion ausgedrückt werden kann, die die Amplituden spektraler Nebenanteile beschreibt. Vorzugsweise wird, wie erwähnt, eine Taylorreihe eingesetzt, es lassen sich aber auch andere Funktionen einsetzen. Beispielsweise ist es bei einer Fensterung durch ein Rechteckfenster, die auf das Gebührenbestimmungssignal angewandt wird, vorteilhaft, statt der Taylorreihe eine Sinc-Funktion einzusetzen, um eine Gewichtung des erfassten Gebührenbestimmungssignals vorzunehmen.It should be noted that in the weighting unit 106 can be expressed for weighting the detected charge determination signal in terms of spectral components by any function describing the amplitudes of spectral side contributions. Preferably, as mentioned, a Taylor series is used, but it can also use other functions. For example, in windowing through a rectangular window applied to the charge determination signal, it is advantageous to substitute a sinc function for the Taylor series to weight the detected charge determination signal.

2 zeigt Trägersignale, die von 0 bis 35 nummeriert sind. Es sei darauf hingewiesen, dass der Abstand zwischen den einzelnen Trägersignalen 4,3 kHz beträgt. In der y- Achsenrichtung ist das Signal-Rauschverhältnis 202 als Funktion der Trägersignal-Nummer 201 aufgetragen. Es sind zwei Verläufe gezeigt, ein kompensierter Trägersignalverlauf, der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten wird, und ein unkompensierter Trägersignalverlauf, der in einem herkömmlichen Datenstromempfänger vorliegt. Das Gebührenbestimmungssignal wurde in diesem Fall bei einer Frequenz von 16 kHz bereitgestellt. Es wurde ein herkömmlicher Leitungstreiber eingesetzt, welcher insbesondere bei der dritten Harmonischen der Grundfrequenz des Gebührenbestimmungssignals wesentliche Signalanteile erzeugt, die zu einer Verschlechterung des Signal-zu-Rauschverhältnisses führen. In dem unkompensierten Trägersignalverlauf 204 ist bei der Träger-Nummer 11 eine entsprechende Absenkung in dB des Signal-Rauschverhältnisses 202 zu erkennen. Wird das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt, so ergibt sich ein kompensierter Trägersignalverlauf 203, der diese Abknickung nicht aufweist. Auch bei der vierten Harmonischen des Gebührenbestimmungssignals, d.h. bei der Trägersignal-Nummer 15 ist ein entsprechender Einbruch zu erkennen. Das Trägersignal-Nummer 15 entspricht einer Frequenz von 64,5 kHz, die ungefähr mit der vierten Harmonischen übereinstimmt. 2 shows carrier signals numbered from 0 to 35. It should be noted that the distance between the individual carrier signals is 4.3 kHz. In the y-axis direction is the signal-to-noise ratio 202 as a function of the carrier signal number 201 applied. Two waveforms are shown, a compensated carrier waveform obtained by the inventive method and an uncompensated carrier waveform present in a conventional data stream receiver. The charge determination signal was provided in this case at a frequency of 16 kHz. A conventional line driver has been used, which generates significant signal components, in particular at the third harmonic of the fundamental frequency of the charge determination signal, which lead to a deterioration of the signal-to-noise ratio. In the uncompensated carrier waveform 204 is at the carrier number 11, a corresponding reduction in dB of the signal-to-noise ratio 202 to recognize. If the method according to the invention is used, the result is a compensated carrier signal course 203 that does not have this kinking. Even with the fourth harmonic of the charge determination signal, ie at the carrier signal number 15 a corresponding burglary can be seen. The carrier signal number 15 corresponds to a frequency of 64.5 kHz, which coincides approximately with the fourth harmonic.

Die 3 und 4 zeigen einen unkompensierten Trägersignalverlauf 204 bzw. einen kompensierten Trägersignalverlauf 203 an der Stelle des Trägersignals 11 (dritte Harmonische) in größerem Detail. Es ist deutlich erkennbar, dass das erfindungsgemäße Verfahren zu einer wesentlichen Verbesserung des Signal-Rauschverhältnisses führt, da die entsprechenden Trägersignale mit den zugeordneten Kompensationssignalen überlagert werden.The 3 and 4 show an uncompensated carrier waveform 204 or a compensated carrier signal course 203 at the location of the carrier signal 11 (third harmonic) in greater detail. It can be clearly seen that the method according to the invention leads to a significant improvement in the signal-to-noise ratio, since the corresponding carrier signals are superimposed with the associated compensation signals.

Bezüglich des in 5 dargestellten, herkömmlichen Datenstromempfängers wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen.Regarding the in 5 shown, conventional data stream receiver is referred to the introduction to the description.

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.

Auch ist die Erfindung nicht auf die genannten Anwendungsmöglichkeiten beschränkt.Also the invention is not limited to the aforementioned applications limited.

Claims

Device for transmitting an analog data stream ( 101 ) provided from multi-tone signals from a data stream transmitter to a data stream receiver over a transmission channel, the data stream receiver comprising: a) an analog receiving unit (AFE) for receiving the analog data stream ( 101 ); b) a preprocessing device ( 301 ) for converting the received analog data stream ( 101 ) into a preprocessed digital data stream ( 302 ); c) a transformation device ( 110 ) for transforming the preprocessed digital data stream ( 302 ) from the time domain into carrier signals ( 111a-111n ) provided in the frequency domain; and d) a carrier signal output device ( 206a-206n ) for outputting the carrier signals ( 110a-110n ); characterized in that the data stream receiver further comprises: e) a compensation device ( 102 ) to compensate for spectral side contributions of a on a carrier signal ( 111a-111n ) transmitted Mehrfachtonsignals on at least one other carrier signal ( 111a-111n ) are superimposed, wherein the compensation device ( 102 ) further comprises: e1) a registration unit ( 105 ) for detecting at least one charge determination signal; e2) a weighting unit ( 106 ) for weighting of the recording unit ( 105 ) detected at least one charge determination signal with respect to spectral side portions of the at least one charge determination signal; e3) a multiplying unit ( 107 ) for multiplying the weighting unit ( 106 ) with respect to spectral minor components weighted at least one charge determination signal with a predefinable amplitude damping factor ( 108 ) to generate a compensation signal ( 207 ) to provide; and e4) an adding unit ( 109 ) for adding at least one of the correction device ( 112 ), corrected carrier signal ( 113a-113n ) and the compensation signal ( 207 ), at least one compensated carrier signal ( 205a-205n ) to obtain.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the compensation device ( 102 ) a correction device ( 112 ) for correcting a transmission behavior of the transmission channel.

Device according to Claim 1, characterized in that the analogue data stream ( 101 ) provided from multi-tone signals containing tariff determination signals.

Device according to Claim 1, characterized in that the transformation device ( 110 ) for transforming the preprocessed digital data stream ( 302 ) from the time domain into carrier signals ( 111a-111n ) provided in the frequency domain performs a Fourier transform.

Apparatus according to claim 1 or 3, characterized in that the predetermined amplitude attenuation factor ( 108 ) with which the at least one charge determination signal is multiplied by means of the multiplication unit (107) is provided as a constant factor smaller than one.

Apparatus according to claim 1 or 3, characterized in that in the compensation device ( 102 ) weighting unit ( 106 ) for weighting of the recording unit ( 105 ) at least one charge determination signal with respect to spectral side portions of the at least one charge determination signal employs a weighting function provided according to a Taylor series or a sinc function.

Method for transmitting an analog data stream ( 101 ) provided from multi-tone signals from a data stream transmitter to a data stream receiver over a transmission channel, comprising the steps of: a) receiving the analog data stream ( 101 ) by means of an analogue receiving unit (AFE); b) conversion of the received analog data stream ( 101 ) into a preprocessed digital data stream ( 302 ) by means of a preprocessing device ( 301 ); c) transforming the preprocessed digital data stream ( 302 ) from the time domain into carrier signals ( 111a-111n ), which are provided in the frequency domain, by means of a transformation device ( 110 ); and d) outputting the carrier signals ( 110a-110n ) by means of a carrier signal output device ( 206a-206n ); characterized in that the method comprises the further step of: e) compensating by means of a compensation device ( 102 ), of spectral side contributions of a on a carrier signal ( 111a-111n ) transmitted Mehrfachtonsignals on at least one other carrier signal ( 111a-111n ), wherein the step of compensating the auxiliary spectral components further comprises the following substeps: e1) detecting at least one charge determination signal by means of one in the compensation device ( 102 ) provided registration unit ( 105 ); e2) weights of the data from the registration unit ( 105 ) detected at least one charge determination signal with respect to spectral side portions of the at least one charge determination signal by means of one in the compensation device ( 102 ) weighting unit ( 106 ); e3) multiplying that of the weighting unit ( 106 ) with respect to spectral minor components weighted at least one charge determination signal with a predefinable amplitude damping factor ( 108 ) to generate a compensation signal ( 207 ), by means of a in the compensation device ( 102 ) weighting unit ( 106 ); and e4) adding at least one of the correction means ( 112 ), corrected carrier signal ( 113a-113n ) and the compensation signal ( 207 ), at least one compensated carrier signal ( 205a-205n ), by means of a compensation device ( 102 ) provided adder unit ( 109 ).

A method according to claim 7, characterized in that a transmission behavior of the transmission channel by means of a in the compensation device ( 102 ) provided corrective device ( 112 ) is corrected.

Method according to Claim 7, characterized in that in the analogue data stream ( 101 ) provided from multi-tone signals, charge designation signals from the data stream transmitter are transmitted to the data stream receiver.

Method according to claim 7, characterized in that the transformation device ( 110 ) for transforming the preprocessed digital data stream ( 302 ) from the time domain into carrier signals ( 111a-111n ) provided in the frequency domain performs a Fourier transform.

Method according to claim 7 or 9, characterized in that the predetermined amplitude attenuation factor ( 108 ), with which the at least one charge determination signal by means of the multiplication unit ( 107 ) is multiplied by providing a constant factor of less than one.

Method according to claims 7, characterized in that at least one of the correction device ( 112 ), corrected carrier signal ( 113a-113n ) and the compensation signal ( 207 ) by means of a compensation device ( 102 ) provided adder unit ( 109 ) are added to at least one compensated carrier signal ( 205a-205n ) to obtain.

A method according to claim 7 or 9, characterized in that in the compensation device ( 102 ) weighting unit ( 106 ) for weighting of the recording unit ( 105 ) at least one charge determination signal with respect to spectral side portions of the at least one charge determination signal employs a weighting function provided according to a Taylor series or a sinc function.

Method according to claim 7 or 9, characterized in that the amplitude attenuation factor ( 108 ), with which the at least one charge determination signal by means of the multiplication unit ( 107 ) is determined by a gradient determination.

Method according to claim 7 or 9, characterized in that the amplitude attenuation factor ( 108 ), with which the at least one charge determination signal by means of the multiplication unit ( 107 ) is adjusted adaptively.