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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer
pseudozufälligen
Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen, wie
im nicht charakteristischen Teil von Anspruch 1 definiert, einen
Generator einer pseudozufälligen
Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen,
der in der Lage ist, das Verfahren anzuwenden, wie im nicht charakteristischen Teil
von Anspruch 2 definiert, einen Mehrträger-Sender, der einen solchen
Generator enthält
und einen Mehrträger-Empfänger, der
einen solchen Generator enthält,
wie im nicht charakteristischen Teil von Anspruch 3, bzw. Anspruch
6 definiert.
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Ein
solches Verfahren und eine solche Einrichtung zur Erzeugung einer
pseudozufälligen
Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen sind
bereits in der Technik bekannt, z.B. aus ADSL Standard Specification "Network and Customer
Installation Interfaces – Asymmetric
Digital Subscriber Line (ADSL) Metallic Interface", veröffentlicht
vom American National Standards Intitute (ANSI) im Jahr 1998 und
bezeichnet mit ANSI T1E1.413 Ausgabe 2. Gemäß dieser Standard-Spezifikation
erzeugt der ADSL-Leitungsabschluss in der Fernsprechvermittlung
eine pseudozufällige
Sequenz von 16384 DMT-(Discrete Multi Tone)-Datensymbolen, von denen
jedes 512 Bit umfasst. Die pseudozufällige Sequenz von DMT-Datensymbolen, die
im Abschnitt 9.6.6 der gerade zitierten Standard-Spezifikation C-MEDLEY
genannt wird, wird aus einer pseudozufälligen Sequenz von 511 Bits
abgeleitet, die wiederholt von einem Verwürfeler im ADSL-Leitungsabschluss
erzeugt wird. Die pseudozufällige
Sequenz von DMT-Datensymbolen, C-MEDLEY,
wird über
eine verdrillte Telefon-Doppelleitung
zum ADSL-Netzwerkabschluss beim Teilnehmer gesendet und wird darin
zur Analyse des Kanals in Abwärtsrichtung
benutzt. Auf die gleiche weise erzeugt der ADSL-Netzwerkabschluss
beim Teilnehmer eine pseudozufällige
Sequenz von 16384 DMT-Datensymbolen, von denen jede eine Länge von
64 Bit hat, die im Abschnitt 9.7.8 der oben zitierten Standard-Spezifikation
R-MEDLEY genannt wird, und sendet diese pseudozufällige Sequenz
von DMT-Datensymbolen zur Analyse des Kanals in Aufwärtsrichtung über die
verdrillte Telefon-Doppelleitung
zum ADSL-Leitungsabschluss in der Fernsprechvermittlung. Die pseudozufällige Sequenz
von DMT-Datensymbolen,
R-MEDLEY, wird aus einer 63 Bit langen pseudozufälligen Sequenz von Bits abgeleitet,
die wiederholt von einem Verwürfeler
im ADSL-Netzwerkabschluss erzeugt wird.
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In
Anwendungen, wie VDSL (Very High Speed Digital Subscriber Line),
in denen die Anzahl von Bits pro Mehrträger-Datensymbol, die im Rest dieser Patentanmeldung
mit N bezeichnet wird, unterschiedliche Werte haben kann, können zwei
Probleme auftreten, wenn die bekannte Technik angewendet wird: Die
Zufälligkeit
der Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen kann
sich beträchtlich
verringern und/oder die Länge
der pseudozufälligen
Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen kann
im Vergleich zu der längsten
erreichbaren Sequenz kurz werden, die L Mehrträger-Datensymbole enthält, wobei
L die Anzahl von Bits in der wiederholt erzeugten pseudozufälligen Sequenz
von Bits ist, die vom Verwürfeler
erzeugt wird. In der Tat wird die Länge der pseudozufälligen Sequenz
von Mehrträger-Datensymbolen
kurz, wenn diese Anzahl von Bits pro Mehrträger-Datensymbol, N, mit der
Anzahl von Bits, L, in der pseudozufälligen Sequenz von Bits, die
vom Verwürfeler
wiederholt erzeugt wird, auf eine bestimmte Weise in Beziehung steht,
z.B. a.N = b.L, wobei a und b ganzzahlige Werte sind, die jeweils
kleiner als L und N sind. Die Anzahl der Bits der jeweils erzeugten
pseudozufälligen
Sequenz von Bits, L, ist typischerweise gleich 2S-1,
wenn der Verwürfeler durch
einen endlichen Automaten implementiert wird und S die Anzahl von
Zuständen
dieses endlichen Automaten darstellt. Nehmen wir zum Beispiel an, dass
S gleich 9 ist und folglich, dass L gleich 29-1
= 511 ist. Wenn jedes Mehrträger-Symbol
eine Länge N
von 1022 Bit hat, dann wird, weil N = 2.L ist, jedes Mehrträger-Datensymbol
in der pseudozufälligen
Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen
aus exakt derselben pseudozufälligen
Sequenz von 1022 Bits bestehen. In dieser Situation ist die Länge der
pseudozufälligen
Sequenz nur 1 Mehrträger-Datensymbol, was
bedeutet, dass tatsächlich
keine Zufälligkeit vorhanden
ist. Für
den Fall, dass andere Relationen zwischen N und L erfüllt sind,
z.B. N=L-1 oder N=L+1, geht etwas Zufälligkeit verloren. Dies ist
so, weil die Bits der pseudozufälligen
Sequenz typischerweise paarweise benutzt werden, um auf die verschiedenen
Träger
zufällige
Drehungen anzuwenden. Für den
Fall N=L-1 oder N=L+1 kann das Paar von Bits, das die zufällige Drehung
definiert, die auf einen einzelnen Träger angewendet wird, sich nur
in einem Bit zwischen zwei aufeinander folgenden Mehrträger-Datensymbolen
unterscheiden, wodurch sich die Zufälligkeit der angewendeten Drehungen
verringert. Wenn es in einem VDSL-System angewendet wird, kann das
bekannte Verfahren somit eine pseudozufällige Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen
mit verringerter oder mit ziemlich kleiner Zufälligkeit erzeugen, während eine
lange zufällige
Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen
erforderlich ist, um in der Lage zu sein, den Kanal genau zu analysieren – bei ADSL
beinhaltet die Kanal-Analyse die genaue Beurteilung des SNR (Signal
to Noise Ratio, Signal-Rauschverhältnis).
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines
Verfahrens und einer Einrichtung zur Erzeugung einer pseudozufälligen Sequenz von
Mehrträger-Datensymbolen, die
gleich den bekannten sind, aber worin unabhängig von dem Zusammenhang zwischen
N, der Anzahl von Bits pro Mehrträger-Datensymbol, und L, der
Anzahl von Bits in der wiederholt erzeugten pseudozufälligen Sequenz
von Bits, aus der die pseudozufällige
Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen abgeleitet
wird, eine hohe Zufälligkeit
erreicht wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird diese Aufgabe durch das Verfahren zur Erzeugung einer pseudozufälligen Sequenz
von Mehrträger-Datensymbolen
realisiert, das von Anspruch 1 definiert wird, durch den Generator
einer pseudozufälligen Sequenz
von Mehrträger-Datensymbolen,
der in der Lage ist, das Verfahren anzuwenden und der in Anspruch
2 definiert wird, durch den Mehrträger-Sender, der einen solchen
Generator enthält
und den Mehrträger-Empfänger, der
einen solchen Generator enthält
und der durch Anspruch 3, bzw. Anspruch 6 definiert wird.
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In
der Tat wird eine pseudozufällige
Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen
mit höherer
Zufälligkeit
erzeugt, indem die pseudozufällige
Bitsequenz am Ausgang des Verwürfelers
in Folgen von N' Bits unterteilt
wird, wobei N' eine
ganze Zahl größer als
N ist, und indem nur N Bits aus jeder Folge von N' Bits benutzt werden,
um Mehrträger-Datensymbole zu bilden.
Wenn zum Beispiel in dem oben beschriebenen System mit L=511 und
N=1022 Folgen der Länge von
N'=1024 Bits erzeugt
würden,
von denen nur die ersten 1022 in einem Mehrträger-Symbol benutzt würden, während das
restliche Bit unbenutzt bleibt, würde eine Zufallssequenz mit
der maximal möglichen
Länge von
511 Mehrträger-Datensymbolen
erzeugt.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass eine direkte Alternativlösung für das Problem
der verringerten Zufälligkeit,
wenn N und L auf bestimmte Arten in Beziehung zueinander stehen,
die Vergrößerung von
L, der Anzahl von Bits in der wiederholt erzeugten pseudozufälligen Datensequenz
von Bits, ist. Wenn L jedoch groß gewählt wird, ist der Verwürfeler bezüglich des
PAR (Peak to Average Ratio, Verhältnis
von Spitzenwert zu Mittelwert) nicht optimiert, so dass diese direkte
Lösung
in Mehrträger-Überragungssystemen, in
denen die PAR-Verringerung ein wichtiger Punkt ist, nicht bevorzugt
wird.
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Es
muss darauf hingewiesen werden, dass der in den Ansprüchen benutzte
Begriff "enthält" nicht so interpretiert
werden darf, als ob er auf die danach aufgelisteten Mittel begrenzt
wäre. Der
Umfang des Ausdrucks "eine
Vorrichtung, die Mittel A und Mittel B enthält" darf nicht auf Vorrichtungen begrenzt
werden, die nur aus den Komponenten A und B bestehen. Er bedeutet
bezüglich
der vorliegenden Erfindung, dass nur die Komponenten A und B der
Vorrichtung relevant sind.
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Auf
gleiche Weise muss darauf hingewiesen werden, dass der Begriff "gekoppelt", der ebenfalls in den
Ansprüchen
verwendet wird, nicht so interpretiert werden darf, als ob er auf
direkte Verbindungen begrenzt wäre.
Der Umfang des Ausdrucks "eine
Vorrichtung A, die mit einer Vorrichtung B gekoppelt ist" darf nicht auf Vorrichtungen
oder Systeme begrenzt werden, bei denen ein Ausgang von Vorrichtung
A direkt an einen Eingang von Vorrichtung B angeschlossen ist. Er
bedeutet, dass ein Pfad zwischen einem Ausgang von A und einem Eingang
von B vorhanden ist, der ein Pfad sein kann, welcher andere Vorrichtungen
oder Mittel enthält.
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Eine
zusätzliche
optionale Eigenschaft des Mehrträger-Senders gemäß der vorliegenden
Erfindung wird durch Anspruch 4 definiert.
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Somit
kann in dem Fall, wenn die Länge
N' der Bitfolgen
nicht als eine Funktion von L und N vordefiniert ist (man kann sich
vorstellen, dass eine vordefinierte Tabelle, die auf der Sender-
und Empfängerseite
bekannt ist, jedem Paar von Werten N und L einen Wert N' zuordnen kann),
die Länge
N' der Bitfolgen
im Mehrträger-Empfänger, in
dem die pseudozufällige
Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen erzeugt
wird, gewählt
werden. Da der Wert N' auch auf
der Empfängerseite
bekannt sein muss, um in der Lage zu sein, dort dieselbe pseudozufällige Sequenz von
Mehrträger-Datensymbolen
zu erzeugen und die Kanal-Analyse durchzuführen, muss der vom Sender gewählte Wert
von N' zum Empfänger übertragen werden.
Dazu kann ein spezifiziertes Standard-Feld oder eine Nachricht benutzt
werden. Es ist offensichtlich, dass der Wert N' alternativ im Empfänger gewählt und vom Empfänger zum
Sender übertragen werden
kann. Spezieller wird in der bevorzugten Ausführung der Wert N' im Leitungsabschluss
oder auf der Seite der Fernsprechvermittlung berechnet, da der Spektralplan
dort bekannt ist und N dort bekannt ist (N wird aus dem Spektralplan
abgeleitet und ist typischerweise das Doppelte der Anzahl der Träger, entweder
der Träger
in Abwärtsrichtung
oder der Träger
in Aufwärtsrichtung).
Das bedeutet, dass der Wert N' für die Abwärtsrichtung
im Sender und für
die Aufwärtsrichtung
im Empfänger
bestimmt wird und offensichtlich für die Abwärts- und die Aufwärtsrichtung
verschiedene Werte haben kann.
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Eine
weitere optionale Eigenschaft des Mehrträger-Senders gemäß der vorliegenden
Erfindung wird durch Anspruch 5 definiert.
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In
der Tat wird eine hohe Zufälligkeit
zwischen aufeinander folgenden Mehrträger-Datensymbolen erreicht,
indem N' so ausgewählt wird,
dass N' sich von
L-1 und L+1 unterscheidet. Darüber
hinaus wird eine lange Zufallssequenz von Mehrträger-Datensymbolen erhalten,
indem N' so ausgewählt wird, dass
es keine fraktionelle Beziehung zu L hat.
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Die
oben erwähnten
und weitere Aufgaben und Ziele der Erfindung werden deutlicher,
und die Erfindung selbst wird am besten verstanden, indem man auf
die folgende Beschreibung einer Ausführung zusammen mit den begleitenden
Zeichnungen Bezug nimmt, in denen:
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1 ein
Funktions-Blockdiagramm eines VDSL-(Very High Speed Digital Subscriber Line)-Systems
ist, das eine Ausführung
des Mehrträger-Senders
MC-TX gemäß der vorliegenden
Erfindung und eine erste Ausführung
des Mehrträger-Empfängers MC-RX
gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält;
und
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2 ein
Zeitdiagramm ist, das die Unterteilung der pseudozufälligen Bitsequenz
PRBS1, die vom Verwürfeler
SCR1 im Mehrträger-Sender MC-TX
der 1 erzeugt wird, in 9 Bit lange Folgen und die
Erzeugung von 8 Bit langen Mehrträger-Datensymbolen DMT0, DMT1, DMT2 aus diesen
Bitfolgen zeigt.
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Das
in 1 gezeigte VDSL-(Very High Speed Digital Subscriber
Line)-System besteht aus zwei VDSL-Transceivern, die über eine
verdrillte Telefon-Doppelleitung CHANNEL miteinander kommunizieren.
Der in der Fernsprechvermittlung angeordnete VDSL-Transceiver enthält einen
Sendeteil und einen Empfangsteil, wovon nur der Sendeteil MC-TX gezeigt
wird. Dieser VDSL-Sender MC-TX enthält Sende-Schaltkreise TX, einen
ersten Pseudozufalls-Sequenz-Generator PR-GEN1, einen Selektor SEL
und Kommunikations-Schaltkreise COM. Der erste Pseudozufalls-Sequenz-Generator
PR-GEN1 enthält
die Reihenschaltung eines ersten Verwürfelers SCR1, eines ersten
Unterteilers DIV1 und eines ersten Einbetters EMB1 und ist über seinen
Ausgangsanschluss mit einem Eingangsanschluss des Sender-Schaltkreises
TX gekoppelt. Der Selektor SEL hat einen ersten Ausgangsanschluss,
der mit einem Steuereingang des ersten Pseudozufalls-Sequenz-Generator
PR-GEN1 gekoppelt ist, und einen zweiten Ausgangsanschluss, der
mit einem Eingangsanschluss des Kommunikations-Schaltkreises COM
gekoppelt ist. Ein Ausgangsanschluss des gerade erwähnten Kommunikations-Schaltkreises COM
ist mit einem Eingangsanschluss des Sender-Schaltkreises TX gekoppelt.
Der beim Teilnehmer angeordnete VDSL-Transceiver enthält auch
einen Sendeteil und einen Empfangsteil, wovon in 1 nur
der Empfangsteil MC-RX gezeigt wird. Der VDSL-Empfänger MC-RX
enthält
einen zweiten Pseudozufalls-Sequenz-Generator PR-GEN2, Empfangs-Schaltkreise
RX, einen Decoder DECODER und eine Einheit zur Berechnung des Signal-Rauschverhältnisses
SNR. Ein Ausgangsanschluss des Empfangs-Schaltkreises RX ist an
einen ersten Eingangsanschluss des Decoders DECODER gekoppelt. Der
Empfangs-Schaltkreis RX hat weiterhin einen zweiten Ausgangsanschluss,
der an einen Steueranschluss des zweiten Pseudozufalls-Sequenz-Generators
PR-GEN2 angeschlossen ist. Dieser zweite Pseudozufalls-Sequenz-Generator PR-GEN2
enthält
die Reihenschaltung eines zweiten Verwürfelers SCR2, eines zweiten
Unterteilers DIV2 und eines zweiten Einbetters EMB2, und sein Ausgangsanschluss
ist mit einem zweiten Eingangsanschluss des Decoders DECODER gekoppelt.
Ein Ausgangsanschluss des Decoders DECODER ist mit einem Eingangsanschluss
der Einheit zur Berechnung des Signal-Rauschverhältnisses SNR verbunden.
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Um
digitale Daten über
die Telefonleitung CHANNEL zu übertragen,
bilden der VDSL-Transceiver in der Fernsprechvermittlung und der
beim Teilnehmer DMT-(Discrete Multi Tone)-Symbole. Die VDSL-Transceiver
modulieren dazu die digitalen Daten auf einen Satz von Trägern gemäß einem
bestimmten Bitzuordnungs-Schema, das in der Fernsprechvermittlung
und beim Teilnehmer bekannt ist. Das Bitzuordnungs-Schema spezifiziert,
welche Träger
benutzt werden, wie viele Bits auf jeden benutzten Träger moduliert
werden, und welches Modulationsverfahren (4QAM, 8QAM, ...) benutzt
wird, um die Bits auf die Träger
zu modulieren. Dieses Bitzuordnungs-Schema wird nach der Kanal-Analyse
gebildet, einer Prozedur, die bei der Initialisierung des VDSL-Systems
ausgeführt
wird, in der das Signal-Rauschverhältnis (SNR) für die Übertragung
der verschiedenen Träger
von der Fernsprechvermittlung zum Teilnehmer oder umgekehrt auf
der Basis einer pseudozufälligen
Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen, die über die
Leitung CHANNEL gesendet und beim Empfang analysiert wird, berechnet
wird. In den folgenden Abschnitten wird detailliert beschrieben,
wie diese pseudozufällige
Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen
in der Ausführung
der vorliegenden Erfindung, die in 1 und 2 gezeigt wird,
erzeugt wird.
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Der
erste Verwürfeler
SCR1 erzeugt wiederholt eine pseudozufällige Sequenz von 4 Bits, die
in 2 mit 0, 1, 2 und 3 bezeichnet wird. Die wiederholt
erzeugte pseudozufällige
Sequenz von 4 Bits bildet eine erste pseudozufällige Bitsequenz PRBS1 am Ausgang
des ersten Verwürfelers
SCR1. Die erste pseudozufällige
Bitsequenz PRBS1 muss in Mehrträger-Datensymbole eingebettet
werden, in die 8 Bits eingebettet werden können, um eine erste pseudozufällige Sequenz
von Mehrträger-Datensymbolen PRMS1
zu bilden. Diese Mehrträger-Datensymbole werden
in 2 mit DMT0, DMT1 und DMT2 bezeichnet. Weil die
Länge N
(8 Bits) der Mehrträger-Datensymbole DMT0,
DMT1 und DMT2 das Doppelte der Länge
L (4 Bits) der pseudozufälligen Sequenz
von Bits beträgt,
die vom ersten Verwürfeler SCR1
erzeugt wird, würde
jedes Mehrträger-Datensymbol exakt
dieselbe pseudozufällige
Sequenz von 8 Bits enthalten, wenn die erste pseudozufällige Bitsequenz
PRBS1 direkt in die Mehrträger-Datensymbole
DMT0, DMT1 und DMT2 eingebettet würde. Als Folge davon würde die
erste pseudozufällige
Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen
PRMS1 keine Zufälligkeit
aufweisen. Aus diesem Grund teilt der erste Unterteiler DIV1 die
erste pseudozufällige Bitsequenz
PRBS1 in Folgen von N'=9
Bit. Nur die ersten 8 Bits jeder Folge von 9 Bits werden vom ersten
Einbetter EMB1 in ein Mehrträger-Datensymbol eingebettet,
während
das neunte Bit jeder Folge am Ausgang des ersten Unterteilers DIV1
vom ersten Einbetter EMB1 nicht benutzt wird. Die Unterteilung der
pseudozufälligen
Bitsequenz PRBS1 in Folgen von 9 Bits und die Einbettung in die
Mehrträger-Datensymbole
DMT0, DMT1 und DMT2 ist in 2 gezeigt.
Auf diese Weise erzeugt der erste Einbetter EMB1 an seinem Ausgang
die erste pseudozufällige Sequenz
von Mehrträger-Datensymbolen
PRMS1, die vom Sende-Schaltkreis TX über die Telefonleitung CHANNEL
an den VDSL-Empfänger
MC-RX beim Teilnehmer gesendet wird. Die Länge N' der vom ersten Unterteiler DIV1 erzeugten
Folgen wird vom Selektor SEL gewählt
und als Steuersignal an den ersten Unterteiler DIV1 im Pseudozufalls-Sequenz-Generator
PR-GEN1 gesendet. Zusätzlich dazu
liefert der Selektor SEL den Wert N'=9 an den Kommunikations-Schaltkreis
COM, der diesen Wert N' über den
Sende-Schaltkreis TX an den VDSL-Empfänger MC-RX beim Teilnehmer übermittelt.
Um den Wert N' zu übermitteln,
kann dieser Wert in ein dazu standardisiertes Feld oder in eine
Nachricht des Initialisierungs-Protokolls eingebettet werden.
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Bei
Empfang des Wertes N'=9
am VDSL-Empfänger
MC-RX liefert der Empfangs-Schaltkreis diesen Wert N' an den zweiten Unterteiler
DIV2 im zweiten Pseudozufalls-Sequenz-Generator PR-GEN2. Mit diesem
Wert N' kann der
zweite Pseudozufalls-Sequenz-Generator PR-GEN2,
d.h. der zweite Verwürfeler
SCR2, der zweite Unterteiler DIV2 und der zweite Einbetter EMB2,
eine zweite pseudozufällige
Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen PRMS2
erzeugen, die eine Kopie der ersten pseudozufälligen Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen
PRMS1 ist. Der zweite Verwürfeler
SCR2 erzeugt dazu eine zweite pseudozufällige Bitsequenz PRBS2, die
eine Kopie der ersten pseudozufälligen
Bitsequenz PRBS1 ist. Dies ist möglich,
weil die wiederholt erzeugte pseudozufällige Sequenz von 4 Bits, 0,
1, 2 und 3, welche die erste, sowie die zweite pseudozufällige Sequenz
von 4 Bits bildet, vordefiniert ist. Der zweite Unterteiler DIV2
teilt die zweite pseudozufällige
Bitsequenz PRBS2 in Folgen von N'=9
Bits, und der zweite Einbetter EMB2 bettet die ersten acht Bits
jeder Folge am Ausgang des zweiten Unterteilers DIV2 in ein Mehrträger-Datensymbol
ein und lässt
das neunte Bit in jedem Mehrträger-Datensymbol
unbenutzt.
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Die
Mehrträger-Datensymbole
DMT0, DMT1 und DMT2 der ersten pseudozufälligen Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen
PRMS1 werden nach der Übertragung über die
Telefonleitung CHANNEL und dem Empfang durch den Empfangs-Schaltkreis RX
(das Signal am Ausgang des Empfangs-Schaltkreises ist in 1 mit
PRMS1' bezeichnet,
da es sich von der ersten pseudozufälligen Bitsequenz PRBS1 unterscheiden
kann, z.B. als Folge von Rauschen/Störungen auf der Leitung CHANNEL)
an den Decoder DECODER gelegt, z.B. für den Fall, dass die Mehrträger-Datensymbole DMT-Symbole
sind, an einen Discrete-Multitone-Decoder. Die zweite, lokal erzeugte
pseudozufällige
Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen
PRMS2 wird auch an den Decoder DECODER angelegt. Nach der Decodierung kann
der Inhalt der Mehrträger-Datensymbole
in der pseudozufälligen
Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen
PRMS1' mit dem Inhalt
der Mehrträger- Datensymbole in der
zweiten pseudozufälligen
Sequenz von Mehrträger-Datensymbolen
PRMS2 verglichen werden, so dass das Signal-Rauschverhältnis des Kommunikationskanals
zwischen der Fernsprechvermittlung und dem Teilnehmer berechnet
werden kann. Dies wird von der Einheit zur Berechnung des Signal-Rauschverhältnisses
SNR durchgeführt.
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Eine
zweite Ausführung
der vorliegenden Erfindung, die in den Figuren nicht gezeigt wird,
unterscheidet sich von der oben beschriebenen ersten Ausführung dadurch,
dass die Bits der pseudozufälligen
Bitsequenz nicht in Mehrträger-Datensymbole eingebettet
oder eingekapselt werden, sondern dazu benutzt werden, auf die Träger, welche
die Mehrträger-Datensymbole bilden,
eine zufällige
Drehung anzuwenden. In dieser zweiten Ausführung erzeugt wieder ein Verwürfeler eine
pseudozufällige
Bitsequenz, die von einem Unterteiler in Folgen der Länge N' unterteilt wird.
Nur N Bits aus jeder Folge werden dazu benutzt, die Phase der Träger zufällig zu
bestimmen, während
N'-N Bits jeder
Folge unbenutzt gelassen werden. Die Bits können zum Beispiel in Paaren
dazu benutzt werden, die Phase der Träger zufällig zu drehen. Wenn die ersten
beiden Bits in einer Folge von N' Bits
00 sind, wird die Phase des ersten Trägers zum Beispiel nicht gedreht,
wenn die ersten beiden Bits 01 sind, wird die Phase des ersten Trägers um
90 Grad gedreht, wenn die ersten beiden Bits 11 sind, wird die Phase
des ersten Trägers
um 180 Grad gedreht, und wenn die ersten beiden Bits 10 sind, wird
die Phase des ersten Trägers
um 270 Grad gedreht. Auf eine ähnliche
Weise bestimmen die nächsten
beiden Bits in dieser Folge von N' Bits die Drehung, die auf den zweiten
Träger
angewendet wird, und so weiter. Die Phasendrehung kann durch einen
Codierer angewendet werden, der mit dem Unterteiler gekoppelt ist.
Am Empfänger
macht ein Decoder die Zufälligkeit
der Phase rückgängig. In
dieser zweiten Ausführung,
in der jeweils zwei Bits benutzt werden, um die Phase der Träger zu drehen,
wird N' so gewählt, dass
es sich von L-1 und L+1 unterscheidet, da andernfalls eine verringerte
Zufälligkeit
auftritt. N' wird
weiterhin so gewählt,
dass es keinen fraktionellen Zusammenhang mit L hat, d.h. a.N'≠b.L mit ganzzahligen Werten a
und b, die kleiner als L, bzw. N' sind,
weil eine solche Wahl von N' die
Länge der Zufallssequenz
von Mehrträger-Datensymbolen, die erzeugt
werden können,
beträchtlich
verringern würde.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass, obwohl oben das Beispiel einer DMT-(Discrete
Multi Tone)-Mehrträger-Kommunikation
angegeben wurde, die Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung nicht auf
einen speziellen Mehrträger-Leitungscode
beschränkt
ist. Die für
die Kanal-Analyse benutzte pseudozufällige Sequenz kann auch in
Mehrträger-Systemen
auf Zipper-Basis, in Mehrträger-Systemen
auf der Basis von OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
oder in anderen Mehrträger-Systemen gemäß der vorliegenden
Erfindung erzeugt werden.
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Eine
weitere Anmerkung ist, dass die Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung
nicht auf ein bestimmtes Verfahren der Kanal-Analyse beschränkt ist.
Obwohl oben das Beispiel der SNR-(Signal to Noise Ratio, Signal-Rauschverhältnis-)-Berechnung angegeben
wird, können
andere, die Qualität
der Teilnehmeranschlussleitung kennzeichnende Parameter auf der
Grundlage einer gemäß der vorliegenden
Erfindung erzeugten pseudozufälligen
Sequenz gemessen oder berechnet werden.
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Eine
weitere Anmerkung ist, dass die Länge L=4 Bits der wiederholt
erzeugten pseudozufälligen Sequenz
von Bits, die Länge
N=8 Bits der Mehrträger-Datensymbole
und die Länge
N'=9 Bits der Folgen
der Mehrträger-Datensymbole
nur als ein Beispiel angegeben werden. Realistischere Werte für ein VDSL-(Very High Speed
Digital Subscriber Line)-System sind zum Beispiel L=2047 Bits, N=2048 Bits
und N'=2050 Bits,
aber auch hier ist die vorliegende Erfindung nicht auf spezielle
Werte oder Wertebereiche dieser Parameter eingeschränkt.
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Obwohl
die Implementationen der vorliegenden Erfindung oben für die Abwärtsrichtung,
d.h. die Richtung von der Fernsprechvermittlung zum Teilnehmer eines
VDSL-(Very High Speed Digital Subscriber Line)-Systems beschrieben
wurde, kann die Erfindung offensichtlich auch in der Aufwärtsrichtung implementiert
werden, um die Genauigkeit der Kanal-Analyse in Aufwärtsrichtung
zu verbessern. Darüber
hinaus wird ein Fachmann erkennen, dass die vorliegende Erfindung
sowohl in unidirektionalen, als auch in bidirektionalen Systemen
implementiert werden kann.
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Wie
bereits im Einleitungsteil dieser Patentanmeldung angegeben, kann
jedem Paar von Werten von N und L ein Wert N' über
eine standardisierte Tabelle zugeordnet werden, die auf der Sender-
und Empfängerseite
bekannt ist, so dass keine Selektor-Schaltkreise benötigt werden
und keine Nachricht und kein Feld im Initialisierungs-Protokoll
zur Übertragung
des Wertes N' reserviert
werden muss. Ein geeigneter Wert von N', der zu einer zufriedenstellenden Genauigkeit
bei der SNR-Berechnung
führt, kann
alternativ auch durch Versuche gefunden werden, d.h. durch wiederholte
Erhöhung
des Wertes N' um
1, beginnend bei N.
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Weiterhin
wird darauf hingewiesen, dass die Anwendung der vorliegenden Erfindung
nicht nur in Situationen attraktiv ist, in denen N=2L ist und in
denen alle Mehrträger-Datensymbole
exakt dieselbe pseudozufällige
Sequenz von Bits übertragen
würden,
wenn die pseudozufällige
Sequenz von Bits nicht in Folgen unterteilt würde und Teile der Folgen nicht
unbenutzt gelassen würden.
Immer wenn zwischen N und L eine solche Beziehung besteht, dass sich
die Zufälligkeit
beträchtlich
verringert, z.B. wenn L=N±1
oder a.N=b.L, wobei a und b ganze Zahlen sind, die kleiner als L,
bzw. N sind, muss ein geeigneter Wert für N' gewählt
und zur Erzeugung von pseudozufälligen
Folgen verwendet werden, die nicht vollständig in Mehrträger-Datensymbole
eingebettet sind. Die Kriterien, unter denen die vorliegende Erfindung
angewendet wird, können
dienstabhängig
sein.
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Obwohl
oben Bezug auf die Technologie VDSL (Very High Speed Digital Subscriber
Line) genommen wurde, die zur Übertragung über verdrillte Telefon-Doppelleitungen
verwendet wird, wird jeder Fachmann erkennen, dass die vorliegende
Erfindung auch in anderen DSL-(Digital Subscriber Line)-Systemen angewendet
werden kann, wie z.B. in ADSL-(Asynchronous
Digital Subscriber Line)-Systemen, in SDSL-(Synchronous Digital Subscriber Line)-Systemen,
in HDSL-(High Speed Digital Subscriber Line)-Systemen und ähnlichen,
oder in auf Kabeln basierenden, auf Lichtwellenleitern basierenden
oder auf Funk basierenden Kommunikationssystemen, vorausgesetzt,
es wird ein Mehrträger-Leitungscode
für die Übertragung
von Daten verwendet.
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Weiterhin
wird darauf hingewiesen, dass eine Ausführung der vorliegenden Erfindung
oben in Form von Funktionsblöcken
beschrieben wird. Aus der Funktionsbeschreibung dieser Blöcke wird
es einem Fachmann für
die Entwicklung elektronischer Geräte offensichtlich sein, wie
Ausführungen
dieser Blöcke
mit wohlbekannten elektronischen Bauelementen hergestellt werden
können.
Eine detaillierte Architektur des Inhaltes der Funktionsblöcke wird
daher nicht angegeben.
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Obwohl
die Prinzipien der Erfindung oben in Zusammenhang mit einer speziellen
Vorrichtung beschrieben wurden, muss deutlich verstanden werden,
dass diese Beschreibung nur als Beispiel erfolgt und keine Einschränkung des
Umfanges der Ansprüche
darstellt.