DE10350340B4 - Device and method for transmitting an analog data stream with compensation of spectral side shares - Google Patents
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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).
Die
Vorverarbeitungseinrichtung
Das
durch die zweite Filterungseinrichtung
Die
als eine komplexe Zahl, welche beispielsweise nach Betrag und Phase
definiert ist, ausgebildeten Trägersignale
Die
Paare von Betragssignalen
Beispielsweise
setzen herkömmliche DMT-Verfahren
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
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
Die
In
nachteiliger Weise offenbart die
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.
- 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) Empfangen des analogen Datenstroms mittels einer analogen Empfangseinheit;a) receiving the analog data stream by means of a analog receiver unit;
- b) Umsetzen des empfangenen analogen Datenstroms in einen vorverarbeiteten digitalen Datenstrom mittels einer Vorverarbeitungseinrichtung; b) converting the received analog data stream into a preprocessed one digital data stream by means of a preprocessing device;
- c) Transformieren des vorverarbeiteten digitalen Datenstroms von dem Zeitbereich in Trägersignale, die im Frequenzbereich bereitgestellt sind, mittels einer Transformationseinrichtung; undc) 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) Ausgeben der Trägersignale mittels einer Trägersignal-Ausgabeeinrichtung, wobei mittels einer Kompensationseinrichtung spektrale Nebenanteile eines aus einem Trägersignal übertragenen Mehrfachtonsignals, welche auf mindestens einem weiteren Trägersignal überlagert sind, kompensiert werden, wobei der Schritt eines Kompensierens der spektralen Nebenanteile ferner die folgenden Unterschritte umfasst: e1) Erfassen mindestens eines Gebührenbestimmungssignals mittels einer in der Kompensationseinrichtung bereitgestellten Erfassungseinheit; e2) Gewichten des von der Erfassungseinheit erfassten mindestens einen Gebührenbestimmungssignals bezüglich spektraler Nebenanteile des mindestens einen Gebührenbestimmungssignals mittels einer in der Kompensationseinrichtung bereitgestellten Gewichtungseinheit; e3) Multiplizieren des von der Gewichtungseinheit bezüglich spektraler Nebenanteile gewichteten mindestens einen Gebührenbestimmungssignals mit einem vorgebbaren Amplitudendämpfungsfaktor, um ein Kompensationssignal bereitzustellen mittels einer in der Kompensationseinrichtung bereitgestellten Gewichtungseinheit; und e4) Addieren mindestens eines von der Korrektureinrichtung ausgegebenen, korrigierten Trägersignals und des Kompensationssignals, um mindestens ein kompensiertes Trägersignal zu erhalten, mittels einer in der Kompensationseinrichtung bereitgestellten Addiereinheit.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:
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
In
der Transformationseinrichtung
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
Zur
Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
spielt es nun in vorteilhafter Weise keine Rolle, dass das Gebührenbestimmungssignal
nicht exakt in dem von der Transformationseinrichtung
Als
eine wesentliche Komponente enthält
die in
Das
von der Gewichtungseinheit
Es
sei darauf hingewiesen, dass, obwohl in
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
Die Überlagerung
des von einer Korrektureinrichtung
Es
sei darauf hingewiesen, dass die Erfassungseinheit
Es
sei darauf hingewiesen, dass die in der Gewichtungseinheit
Die
Bezüglich des
in
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.
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DE2003150340 DE10350340B4 (en) | 2003-10-29 | 2003-10-29 | Device and method for transmitting an analog data stream with compensation of spectral side shares |
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ID=34584792
Family Applications (1)
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- 2003-10-29 DE DE2003150340 patent/DE10350340B4/en not_active Expired - Lifetime
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