DE60202177T2

DE60202177T2 - Modem mit Gerät zur automatischen Verstärkungsregelung

Info

Publication number: DE60202177T2
Application number: DE60202177T
Authority: DE
Inventors: Keiichi Yokohama-shi Tomita; Nobuhiko Yokohama-shi Noma; Tatsuo Chigasaki-shi Imai
Original assignee: Panasonic Communications Co Ltd
Current assignee: Panasonic System Solutions Japan Co Ltd
Priority date: 2001-06-21
Filing date: 2002-05-14
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2022-05-15
Also published as: EP1278328A3; US20020196874A1; EP1278328B1; DE60202177D1; EP1278328A2; JP2003008536A

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft ein Gerät zur Verstärkungsregelung, welches eine Verstärkungsregelung von Signalenergie, die mit jedem Träger verbunden ist, in einer Datenübertragung durchführt, die ein Mehrträger-Verfahren (multi-carrier method) verwendet, und eine Modemvorrichtung, die zusammen mit dem Gerät zur Verstärkungsregelung bereitgestellt wird.
Beschreibung des Stands der Technik
Für eine Datenübertragung, die xDSL-Modems einschließlich ADSL verwendet, wird die Datenübertragung unter Einhaltung der ITU-T-Normen durchgeführt. Wenn ein ADSL-Modem verwendet wird, wird die Datenübertragung beispielsweise unter Einhaltung von ITU-T-Normen, wie beispielsweise G.992.1 (G.DMT) und G.992.2 (G.Lite) durchgeführt. In diesen Normen wird das DMT (Discrete Multi Tone) -Verfahren zum Modulieren/Demodulieren durch ADSL-Modems verwendet. Das DMT-Verfahren ist ein Mehrträger-Verfahren zum Modulieren/Demodulieren, das mehrere Träger (untergeordnete Träger) mit verschiedenen Frequenzen verwendet.
Signale in einer Datenübertragung, die xDSL-Modems verwendet, können auf Grund von Faktoren wie beispielsweise Leitungsbedingungen schwächer werden. Auf Grund einer solchen Signalverschlechterung sind Signale auf der Empfängerseite nicht erfassbar. Daher wird eine Verstärkungsregelung für die Signalverschlechterung verwendet, um die Signalenergie zu verstärken.
Allerdings kann eine herkömmliche Verstärkungsregelung, die in einer Einfachträger-Datenübertragung verwendet wird, nicht auf ein ADSL-Modem angewendet werden, das mit einem Mehrträger-Verfahren arbeitet.
Mit anderen Worten, in einer Einfachträger-Datenübertragung wird eine Verstärkungsregelung durch Regeln der Signalenergie eines einzelnen Trägers durchgeführt, so dass sie nicht so verstärkt wird, dass sie eine Obergrenze der Verstärkung überschreitet, wodurch ein Überlauf verhindert wird. Bei einem ADSL-Modem jedoch, das mit einer Mehrträger-Datenübertragung arbeitet, kann, selbst wenn eine Verstärkungsregelung für einen Träger so durchgeführt wird, dass seine Signalenergie nicht überläuft, die Signalenergie der anderen Träger überlaufen. Daher stand bisher keine entsprechende Verstärkungsregelung zur Verfügung.
WO 0139384 beschreibt eine Anordnung, in der ein programmierbarer Hochpassfilter an eine Übertragungsleitung eines DSL-Systems angeschlossen ist. Das Signal wird dann durch eine programmierbare Verstärkungs-Regelungseinheit und einen A/D-Wandler in einen digitalen Signalprozessor geführt, der wiederum in den programmierbaren Hochpassfilter rückkoppelt. Damit ist der Filter programmiert, um die Signalpegel der höchsten und der tiefsten Töne abzugleichen.
In US 6,219,378 wird ein Verfahren zum Initialisieren einer asymmetrischen Datenübertragung über Teilnehmerleitung-Modem (asymmetric subscriber line modern communication) unter Verwendung einer diskreten Mehrton-Technologie offenbart. Ein Analogfilter wird zum Trennen von netzaufwärts liegenden Datenübertragungs-Echos von netzabwärts liegenden Daten verwendet. Da dies die Dauer eines Impulsansprechens über den Kanal verlängert, ist eine Zeitbereichentzerrung erforderlich, so dass eine Intersymbolstörung unterdrückt wird. Transceiver-Richtprozesse (training processes) werden ausgeführt, um die Zeitbereichentzerrungs-Koeffizienten in optimaler Weise einzurichten.
US 6,044,107 beschreibt ein Verfahren für MDSL-Modembetrieb, in dem die verfügbare Bandbreite für das Modem in Untergruppen (subsets) unterteilt ist, von denen eine als ein Datenübertragungspfad verwendet wird. Das Signal-Rausch-Verhältnis wird reduziert, alle empfangenen Daten werden unterabgetastet, und die empfangenen Daten werden schnell einer Fourier-Transformation unterzogen, um die übertragenen Daten wiederzugewinnen.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird im Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme bereitgestellt. Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gerät zur Verstärkungsregelung, das eine Verstärkungsregelung der Signalenergie in einer Mehrträger-Datenübertragung in angemessener Weise durchführen kann, und eine Modemvorrichtung bereitzustellen, die mit dem Gerät zur Verstärkungsregelung ausgestattet ist.
In dieser Erfindung wird nach einem maximalen Träger-Energiebetrag gesucht unter Energiebeträgen von mehreren Trägern, die REVERB-Signale unter Einhaltung von G.992.1 (G.DMT) oder G.992.2 (G.Lite) der ITU-T-Normen umfassen. Eine Verstärkungsregelung wird ausgeführt, um den Energiebetrag auf einen Energie-Sollpegel zu bringen, und zur gleichen Zeit wird baugruppenübergreifend (across the board) die gleiche Verstärkungsregelung für den Träger mit dem maximalen Energiebetrag auch für andere Träger-Energiebeträge durchgeführt.
Dementsprechend ist es möglich, eine Verstärkungsregelung im Fall einer Signalverschlechterung auf Grund von Faktoren wie beispielsweise Leitungsbedingungen durchzuführen und Überläufe jedes beliebigen Trägers sicher zu verhindern. Daher ist es möglich, eine angemessene Verstärkungsregelung durchzuführen, die Überläufe in einer Mehrträger-Datenübertragung verhindert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die vorliegende Erfindung wird des Weiteren in der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die angegebene Vielzahl von Zeichnungen von nichteinschränkenden Beispielen von beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen ähnliche Teile durchgehend durch die mehreren Ansichten der folgenden Zeichnungen darstellen:
1 ist ein Blockschaltbild, das eine Auslegung eines Geräts zur Verstärkungsregelung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine Zeitsteuerungstabelle der ursprünglichen Sequenz auf der Basis von G.992.1 der ITU-T-Norm;
3 veranschaulicht Frequenz-Eigenschaften des REVERB-Signals auf der Basis von G.991.1;
4 veranschaulicht Frequenz-Eigenschaften, wenn sich jeder Träger-Energiebetrag mit REVERB-Signalen verringert;
5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Verstärkungsregelung durch das Gerät zur Verstärkungsregelung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
6(a) ist ein Abbild, wenn Koordinateninformationen (R, I) entsprechend 250 Abtastdaten in einem Puffer des Geräts zur Verstärkungsregelung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gespeichert werden;
6(b) ist ein Abbild für einen Prozess zum Suchen nach einem maximalen Träger-Energiebetrag gemäß der (R, I)-Koordinatendarstellung aller Abtastdaten, der durch einen Höchstbetrag-Sucher (maximum amount searcher) des Geräts zur Verstärkungsregelung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird;
7 ist ein Blockschaltbild, das eine Auslegung eines Integrationsfilters des Geräts zur Verstärkungsregelung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
8 veranschaulicht ein Situationsbeispiel, wenn ein ADSL-Modem, das zusammen mit dem Gerät zur Verstärkungsregelung bereitgestellt wird, angewendet wird gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die vorher beschriebenen Zeichnungen erläutert.
1 ist ein Blockschaltbild, das eine Auslegung eines Geräts zur Verstärkungsregelung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
In 1 funktioniert eine Verstärkungsregelungs-Vorrichtung 101 als ein Einstellelement für Signalenergie, die jedem Träger von Mehrfachträgern zugeführt wird. Insbesondere führt die Verstärkungsregelungs-Vorrichtung 101 eine Verstärkungsregelung für Signalenergie durch, die von einer öffentlichen Leitung (öffentlichem Fernsprechwählnetz) über eine Schnittstelle eingegeben oder an das öffentliche Fernsprechwählnetz ausgegeben wird. Die Verstärkungsregelung durch die Verstärkungsregelungs-Vorrichtung 101 wird gemäß einem Verstärkungsregelungs-Betrag durchgeführt, der von einer (später beschriebenen) Haupt-Regelungsvorrichtung vorgegeben wird.
Für das Gerät zur Verstärkungsregelung 100 besteht die Aufgabe darin, eine Verstärkungsregelung insbesondere für Signalenergie durchzuführen, die von dem öffentlichen Fernsprechwählnetz eingegeben wird, und eingegebene Signale entsprechend zu verarbeiten. Daher führt die Verstärkungsregelungs-Vorrichtung 100 eine besondere Verstärkungsregelung an einer Signaleingabe durch. Bei der Ausgabe eines Signals an das öffentliche Fernsprechwählnetz führt die Verstärkungsregelungs-Vorrichtung 101 andererseits einen allgemeinen Prozess durch, d. h. einen Prozess zum Erhöhen des Energiebetrags von Ausgangssignal-Energie auf einen vorgegebenen Pegel.
Ein A/D- (D/A-) Wandler 102 führt einen Digital-Analog-Umwandlungsprozess (D/A-Umwandlungsprozess) für ein Ausgangssignal in Richtung auf das öffentliche Fernsprechwählnetz durch, und führt einen Analog-Digital-Umwandlungsprozess (A/D-Umwandlungsprozess) für ein Eingangssignal aus dem öffentlichen Fernsprechwählnetz durch.
Das Signal nach dem A/D-Umwandlungsprozess durch den A/D- (D/A-) Wandler 102 wird des Weiteren für einen Fourier-Transformationsprozess durch den FFT- (Fast Fourier Transform) Prozessor 103 verarbeitet und wird an die Haupt-Regelungsvorrichtung 104 ausgegeben.
Ein IFFT- (Inverse Fast Fourier Transform) Prozessor 105 führt einen inversen Fourier-Transformationsprozess in Richtung auf das Signal durch, das von der Haupt-Regelungsvorrichtung 104 geliefert wird, und gibt das Signal an den A/D- (D/A-) Wandler 102 aus.
Die Haupt-Regelungsvorrichtung 104 arbeitet als eine Regelungsvorrichtung, die einen Verstärkungsregelungs-Betrag an der Verstärkungsregelungs-Vorrichtung berechnet auf der Basis der Ausgabe von dem FFT-Prozessor 103 (FFT-Ausgabe).
Insbesondere umfasst die Haupt-Regelungsvorrichtung 104 einen Puffer 106, der die FFT-Ausgabe speichert, einen Höchstbetrag-Sucher 107, der nach einem maximalen Betrag in der FFT-Ausgabe sucht, die in dem Puffer 106 gespeichert ist, und einen Integrationsfilter 108, der eine vorgegebene Integralberechnung für den maximalen Betrag durchführt, der von dem Höchstbetrag-Sucher 107 gefunden wurde, und einen Verstärkungsregelungs-Betrag an der Verstärkungsregelungs-Vorrichtung 101 berechnet. Details für die Berechnung des Verstärkungsregelungs-Betrags werden später beschrieben.
Das Gerät zur Verstärkungsregelung 100 führt eine Verstärkungsreglung unter Verwendung der Frequenz-Eigenschaften der REVERB-Signale durch, die unter G.992.1 (G.DMT) und G.992.2 (G.Lite) übertragen werden, die zu den ITU-T-Normen gehören.
Die REVERB-Signale werden in verschiedenen Normsituationen verwendet, wie beispielsweise G.992.1. 2 ist eine Zeitsteuerungstabelle der ursprünglichen Sequenz, die auf G.992.1 basiert. In 2 befindet sich ein ADSL-Modem der sendenden Seite (Sendestation) links, und ein ADSL-Modem der empfangenden Seite (Empfangsstation) befindet sich rechts. Wie in 2 gezeigt, werden die REVERB-Signale dreimal (C, R-REVERB1-3) zwischen den Sende- und Empfangsstationen in der ursprünglichen Sequenz gesendet.
In der G.992.1-Norm sendet die Sendestation nach dem Senden des dritten REVERB-Signals (S-REVERB3) ein SEGUE-Signal (C-SEGUE1), das angibt, dass Daten folgen werden. Danach sendet die Sendestation C-RATES1, mit dem die Übertragungsgeschwindigkeit eingestellt wird, und C-MSG1, das zusätzliche Informationen einstellt, wie beispielsweise einen Rauschabstand. Des Weiteren sendet die Sendestation C-MEDLEY, das die Übertragungsgeschwindigkeit und Datenbit-Zahlen einstellt, die an jeden Träger von mehreren Trägern angehängt sind.
In gleicher Weise wird unmittelbar nach dem dritten REVERB-Signal die Übertragung von wichtigen Steuersignalen in der nachfolgenden Datenübertragung durchgeführt. Um daher eine Verstärkungsregelung durchzuführen, ist die Verstärkungsregelung bevorzugt vor dem dritten REVERB-Signal abzuschließen. Daher führt das Gerät zur Verstärkungsregelung 100 eine Verstärkungsregelung nach dem Empfang der vorherigen REVERB-Signale (C-REVERB1, 2), insbesondere des ersten REVERB-Signals (C-REVERB1) aus. Dementsprechend ist es möglich, eine Verstärkungsregelung auch für REVERB-Signale durchzuführen, die nach dem ersten REVERB-Signal (C-REVERB1) auftreten, das zu Beginn gesendet/empfangen wurde.
Frequenz-Eigenschaften der REVERB-Signale werden im Folgenden erläutert. 3 veranschaulicht Frequenz-Eigenschaften der REVERB-Signale. In 3 stellt die seitliche Achse die Frequenz (f/kHz) dar, und die vertikale Achse stellt den Energiebetrag (G/db) dar. 3 veranschaulicht Frequenz-Eigenschaften, wenn REVERB-Signale von einem Detektor erfasst werden, wie beispielsweise von einem Spektrum-Analysator.
Wie in 3 gezeigt, weist jedes REVERB-Signal Frequenz-Eigenschaften mit Signalenergie mit dem gleichen Energiebetrag in mehreren Trägem auf, die in der Periodendauer (period) von 1.1104 kHz bis 4,3125 kHz angeordnet sind. Die Träger sind in Periodendauern von 4,3125 kHz angeordnet; daher weisen die REVERB-Signale Frequenz-Eigenschaften auf, die Zähnen eines Kamms ähneln, wie in 3 gezeigt. Die REVERB-Signale bestehen nur aus Signalenergie und weisen keine Datenanhänge auf.
Die REVERB-Signale sind so ausgelegt, dass sie solche Frequenz-Eigenschaften aufweisen, wie in 3 dargestellt, doch könnten bei der echten Datenübertragung die Energiebeträge der mit jedem Träger verknüpften Signalenergie (Träger-Energiebeträge) auf Grund der Leitungsbedingungen abnehmen. 4 veranschaulicht ein Beispiel von Frequenz-Eigenschaften von REVERB-Signalen, wenn sich jeder Träger-Energiebetrag verringert. In 4 weist der Träger-Energiebetrag von 17,25 kHz den höchsten Betrag auf, jedoch ist dieser Energiebetrag auch viel niedriger als der Soll-Energiemindestbetrag (zweiter Sollpegel), der später beschrieben wird.
Wenn der Energiebetrag jedes Trägers auf viel weniger als den zweiten Sollpegel abnimmt, ist es schwierig, Steuersignale von der Sendestation auf normale Weise zu erkennen, selbst hinsichtlich der folgenden Datenübertragung, und die Datenübertragung selbst normal durchzuführen. Um solche Probleme zu vermeiden, verwendet das Gerät zur Verstärkungsregelung 100 die Frequenz-Eigenschaften der REVERB-Signale und führt entsprechende Verstärkungsregelungen in einer Mehrträger-Datenübertragung durch.
Insbesondere sucht das Gerät zur Verstärkungsregelung 100 nach dem maximalen Träger-Energiebetrag unter den Energiebeträgen von mehreren Trägern, die REVERB-Signale enthalten, führt eine Verstärkungsregelung durch, um den Energiebetrag auf den Soll-Energiepegel zu bringen, und führt des Weiteren die gleiche Verstärkungsregelung des maximalen Träger-Energiebetrags baugruppenübergreifend für andere Träger-Energiebeträge durch. Daher ist es möglich, eine Verstärkungsregelung ohne Überlauf durchzuführen, selbst bei einer Mehrträger-Datenübertragung.
Unter Verwendung von 5 wird im Folgenden ein Ablaufdiagramm für das Gerät zur Verstärkungsregelung 100 zum Durchführen einer Verstärkungsregelung dargestellt. 5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine Verstärkungsregelung durch das Gerät zur Verstärkungsregelung 100 veranschaulicht.
Des Weiteren überwacht das Gerät zur Verstärkungsregelung 100 den Empfang von REVERB-Signalen immer, auch wenn es sich nicht in Betrieb befindet. 5 zeigt einen Ablauf nach der Bestätigung des Empfangs des REVERB-Signals in einem solchen Überwachungsbetrieb. Der Empfang des REVERB-Signals wird bestätigt, nachdem eine FFT-Ausgabe zum Empfangen eines REVERB-Signals mit den vorher beschriebenen Frequenz-Eigenschaften erfasst worden ist. Das heißt, der Empfang des REVERB-Signals wird nach dem Erfassen eines Signals bestätigt, das die in 3 gezeigten Frequenz-Eigenschaften aufweist.
Nach dem Bestätigen dem Empfangs eines REVERB-Signals (Schritt 501) wartet das Gerät zur Verstärkungsregelung 100 auf eine Symbolunterbrechung beim Empfangen eines REVERB-Signals (Schritt 502). Wenn an dem Gerät zur Verstärkungsregelung 100 der Empfang eines REVERB-Signals bestätigt wird, wird der Prozess des in 5 gezeigten Ablaufs wiederholt.
In dem Gerät zur Verstärkungsregelung 100 wird eine Symbolunterbrechung etwa alle 250 Sekunden (every 250. second) durchgeführt. Abtastdaten von Eingangssignalen werden andererseits alle 1 Sekunde (every 1. second) erhalten. Jedesmal wird ein A/D-Umwandlungsprozess an dem A/D- (D/A-) Wandler 102 durchgeführt, und die Daten werden an den FFT-Prozessor 103 ausgegeben. Wenn eine Symbolunterbrechung vorliegt, wird ein FFT-Prozess für die Abtastdaten an dem FFT-Prozessor 103 durchgeführt (Schritt 503). Insbesondere, wenn sich Abtastdaten für ein Symbol anhäufen, wird jedesmal ein FFT-Prozess durchgeführt.
Nach dem FFT-Prozess werden alle Abtastdaten als eine graphische Koordinaten-Abbildung auf einer R-I- (Real-Imaginary) (Real-Imaginär-) Fläche gezeigt. Danach werden die Koordinateninformationen (R, I) entsprechend allen Abtastdaten in dem Puffer 106 gespeichert. Anders ausgedrückt, für jeden FFT-Prozess werden die Koordinateninformationen (R, I), die mit 250 Abtastdaten verknüpft sind, gespeichert. 6(a) ist ein Abbild davon, wenn Koordinateninformationen (R, I), die 250 Abtastdaten entsprechen, in dem Puffer 106 gespeichert werden.
Wenn die Koordinateninformationen (R, I) gemäß den Abtastdaten eines Symbols in dem Puffer 106 gespeichert werden, sucht der Höchstbetrag-Sucher 107 nach dem maximalen Träger-Energiebetrag unter Energiebeträgen von mehreren Trägem, welche die REVERB-Signale enthalten, basierend auf den Koordinateninformationen (R, I) (Schritt 504). Der Abstand der graphischen (R, I)-Koordinaten-Abbildung aller Abtastdaten, die in der R-I-Fläche gezeigt werden, von dem Ausgangspunkt ergibt den Energiebetrag jedes Trägers. Daher sucht der Höchstbetrag-Sucher 107 nach dem maximalen Träger-Energiebetrag durch Vergleichen der Abstände der graphischen (R, I)-Koordinaten-Abbildung aller Abtastdaten von dem Ausgangspunkt.
Insbesondere wird nach dem maximalen Träger-Energiebetrag durch Vergleichen der Summe der Quadrate jedes R- und I-Werts auf den graphischen Koordinaten-Abbildungen aller Abtastdaten gesucht, die in dem Puffer 106 gespeichert sind. 6(b) ist eine Abbildung eines Prozesses zum Suchen nach einem maximalen Trägerbetrag gemäß der (R, I)-Koordinatendarstellung aller Abtastdaten, der von dem Höchstbetrag-Sucher 107 durchgeführt wird. Unter Verwendung des Beispiels von 4 wird 17,25 kHz als ein maximaler Träger-Energiebetrag ermittelt.
Das Integrationsfilter 108 führt eine vorgegebene Integralberechnung für den maximalen Träger-Energiebetrag durch, der durch den Höchstbetrag-Suche/Höchstwert-Sucher 107 ermittelt wird (Schritt 505). 7 ist ein Blockschaltplan, der eine Auslegung des Integrationsfilters 108 veranschaulicht.
Der Integrationsfilter 108 gibt einen Wert A an einen Addierer 702 aus, nachdem der maximale Träger-Energiebetrag, der durch den Höchstbetrag-Sucher 107 gefunden wurde, in einem Multiplizierer 701 mit 0,1 multipliziert worden ist (Schritt 505). Des Weiteren gibt der Integrationsfilter 108 einen Wert B' an den Addierer 702 aus, nachdem Wert B, der in einem internen Register 703 gespeichert ist, in einem Multiplizierer 704 mit 0,9 multipliziert worden ist (Schritt 506). Des Weiteren gibt der Integrationsfilter 108 an das interne Register 703 eine Summe B, (die durch den Addierer 702 summiert wurde), aus Wert A (der Eingabe von dem Multiplizierer 701); und Wert B' (der Eingabe von dem Multiplizierer 704) aus (Schritt 507). Dieser Wert B wird in dem internen Register 703 gespeichert.
Dementsprechend ist es durch Ausführen der vorgegebenen Integralberechnung für den maximalen Träger-Energiebetrag, der durch den Höchstbetrag-Sucher 107 gefunden wurde, möglich, eine große Schwankung von Wert B um den niedrigeren Energiebetrag zu verhindern, selbst wenn der danach gefundene maximale Träger-Energiebetrag plötzlich verringert wird.
Wenn die vorgegebene Integralberechnung für den maximalen Träger-Energiebetrag abgeschlossen ist, vergleicht die Haupt-Regelungsvorrichtung 104 den Wert B, der aus der Integralberechnung erhalten wird, mit dem maximalen Soll-Energiebetrag (dem ersten Sollpegel) und dem zweiten Sollpegel.
Zunächst prüft die Haupt-Regelungsvorrichtung 104, ob Wert B größer als der erste Sollbetrag ist (Schritt 508). Wenn Wert B größer als der erste Sollbetrag ist, nimmt die Haupt-Regelungsvorrichtung 104 eine Regelung vor, um den Träger-Energiebetrag zu verringern.
Insbesondere steuert die Haupt-Regelungsvorrichtung 104 die Verstärkungsregelungs-Vorrichtung 101, um den Energiebetrag des Eingangssignals um 1 db zu verringern (Schritt 509). Gemäß der Regelung verringert die Verstärkungsregelungs-Vorrichtung 101 den Energiebetrag des Eingangssignals um 1 db. Danach schließt die Haupt-Regelungsvorrichtung 104 die Verstärkungsregelung durch die aktuelle Symbolunterbrechung ab.
Dementsprechend verringert die Verstärkungsregelungs-Vorrichtung 101 alle der Träger-Energiebeträge, die später eingegeben werden, baugruppenübergreifend um 1 db. Daher ist es möglich, Träger-Energiebeträge für alle der Eingangssignale auf der Basis des maximalen Träger-Energiebetrags zu regeln, der durch den Höchstbetrag-Sucher 107 gefunden wird.
Wie vorher beschrieben, wird, wenn der Empfang der REVERB-Signale bestätigt wird, der Verstärkungsregelungs-Prozess des gleichen Ablaufs wiederholt. Wenn daher Wert B viel größer ist als der erste Sollpegel, werden alle der Träger-Energiebeträge von Eingangssignalen allmählich verringert, so dass sie schließlich auf zweckdienliche Beträge verringert werden, die kleiner sind als der erste Sollpegel.
Wenn Wert B nicht größer als der erste Sollpegel ist, prüft die Haupt-Regelungsvorrichtung 104, ob Wert B kleiner als der zweite Sollpegel ist (Schritt 510). Wenn Wert B kleiner als der zweite Sollpegel ist, nimmt die Haupt-Regelungsvorrichtung 104 eine Regelung zum Erhöhen des Träger-Energiebetrags vor.
Insbesondere steuert die Haupt-Regelungsvorrichtung 104 die Verstärkungsregelungs-Vorrichtung 101, um den Energiebetrag des Eingangssignals um 1 db zu erhöhen (Schritt 511). Gemäß der Regelung erhöht die Verstärkungsregelungs-Vorrichtung 101 den Energiebetrag der Eingangssignale um 1 db. Danach schließt die Haupt-Rege lungsvorrichtung 104 die Verstärkungsregelung mit der aktuellen Symbolunterbrechung ab.
Ähnlich wie beim Regeln zum Verringern des Energiebetrags erhöht die Verstärkungsregelungs-Vorrichtung 101 baugruppenübergreifend alle der Träger-Energiebeträge, die später eingegeben werden, um 1 db. Daher ist es möglich, Träger-Energiebeträge für alle der Eingangssignale auf der Basis des maximalen Träger-Energiebetrags zu regeln, der durch den Höchstbetrag-Sucher 107 gefunden wird.
Des Weiteren wird ähnlich wie beim Regeln zum Verringern des Energiebetrags beim Bestätigen des Empfangs der REVERB-Signale der Verstärkungsregelungs-Prozess des gleichen Ablaufs wiederholt. Wenn daher Wert B viel niedriger ist als der zweite Sollpegel, werden alle der Träger-Energiebeträge von Eingangssignalen allmählich erhöht, so dass sie schließlich auf zweckdienliche Beträge erhöht werden, die größer sind als der zweite Sollpegel.
Wenn des Weiteren in Schritt 510 Wert B größer als der zweite Sollpegel ist, ermittelt die Haupt-Regelungsvorrichtung 104, dass die Verstärkungsregelung nicht notwendig ist und beendet den Prozess.
Dementsprechend ist es mit einer Reihe von Soll-Energiepegeln möglich, eine Verstärkungsregelung für den maximalen Energiebetrag zu vermeiden, der bereits in dem Sollbereich liegt. Daher ist es möglich, einen komplizierten Prozess an dem Gerät zu verhindern, indem eine Verstärkungsregelung selbst für den Energiebetrag durchgeführt wird, der keine Verstärkungsregelung benötigt.
Der Prozess der Schritte 508–511 wird unter Bezugnahme auf 4 erläutert. In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 4 gezeigt, ist der Energiebetrag für den ersten Sollpegel "C", und der Energiebetrag des zweiten Sollpegels ist "D". In Schritt 504, wie vorher beschrieben, wird ein Träger-Energiebetrag von 17,25 kHz als der maximale Träger-Energiebetrag gefunden. Die Integralberechnung wird auf diesen Höchstbetrag angewendet, und Wert B wird berechnet.
Schritt 508 prüft, ob der Träger-Energiebetrag 17,25 kHz größer als "C" ist, welcher der erste Sollpegel ist. Wie in 4 gezeigt, ist der Träger-Energiebetrag 17,25 kHz kleiner als der erste Sollpegel "C"; daher prüft Schritt 510, ob der Energiebetrag kleiner als der zweite Sollpegel "D" ist. Wie in 4 gezeigt, ist der Träger-Energiebetrag 17,25 kHz kleiner als der zweite Sollpegel "D". Daher steuert die Haupt-Regelungsvorrichtung 104 in Schritt 511 die Verstärkungsregelungs-Vorrichtung 101, um den Träger-Energiebetrag des Eingangssignals um 1 db zu erhöhen. Unter dieser Steuerung erhöht die Verstärkungsregelungs-Vorrichtung 101 baugruppenübergreifend alle der Träger-Energiebeträge des Eingangssignals um 1 db. Beim Bestätigen des Empfangs der REVERB-Signale wird der Prozess des Ablaufs wiederholt, um den Energiebetrag zu erhöhen, bis der Träger-Energiebetrag 17,25 kHz größer wird als der zweite Sollpegel "D".
Gemäß dem Gerät zur Verstärkungsregelung 100 der vorliegenden Erfindung wird nach dem maximalen Träger-Energiebetrag unter den Energiebeträgen von mehreren Trägern gesucht, die REVERB-Signale enthalten, und eine Verstärkungsregelung wird durchgeführt, um den Energiebetrag auf einen Soll-Energiepegel zu bringen. Zur gleichen Zeit wird die gleiche Verstärkungsregelung für den maximalen Energiebetrag baugruppenübergreifend für andere Träger-Energiebeträge durchgeführt. Dementsprechend ist es möglich, eine Verstärkungsregelung für eine Signalverschlechterung durchzuführen, die durch Leitungsbedingungen verursacht wird, und gleichzeitig Überläufe von allen anderen Trägern zu verhindern. Daher ist es möglich, eine zweckdienliche Verstärkungsregelung durchzuführen, die Überläufe in einer Mehrträger-Datenübertragung verhindert.
8 veranschaulicht ein Situationsbeispiel, wenn ein ADSL-Modem 800, das zusammen mit dem Gerät zur Verstärkungsregelung 100 bereitgestellt wird, angewendet wird.
Wie in 8 gezeigt, ist ein ADSL-Modem 800, das zusammen mit dem Gerät zur Verstärkungsregelung 100 bereitgestellt wird, beispielsweise an ein Gerät zur Datenübertragung 801, wie beispielsweise einen Arbeitsplatzrechner, über ein Netzwerk, wie beispielsweise das Ethernet^® an einem Ende, das als Endgerätschnittstelle bekannt ist, und an das öffentliche Fernsprechwählnetz an dem anderen Ende angeschlossen, das als die Leitungsschnittstelle bekannt ist.
Das Gerät zur Verstärkungsregelung 100 der vorliegenden Erfindung führt eine Verstärkungsregelung für die Signale durch, die über das öffentliche Fernsprechwählnetz eingegeben werden, wie vorher beschrieben. Die Signale nach dem Verstärkungsregelungs-Prozess, der durch das Gerät zur Verstärkungsregelung 100 durchgeführt wird, werden in einem Speicher 802 gespeichert.
Der Datenübertragungs-Prozessor 803 ruft die Signale nach der Verstärkungsregelung ab, die in dem Speicher 802 gespeichert sind, steuert die Datenübertragung mit einem ADSL-Modem an der anderen Seite, und führt einen notwendigen Datenübertragungsprozess mit dem Gerät zu Datenübertragung 801 durch, der über das Ethernet^® angeschlossen ist.
Danach ist der Datenübertragungsprozessor 803 in der Lage, den Prozess in Übereinstimmung mit den Signalen nach der Verstärkungsregelung durchzuführen, die in dem Speicher 802 gespeichert sind. Daher ist es möglich, Datenübertragungsfehler auf Grund der Signalverschlechterung, die durch Leitungsbedingungen verursacht wird, sicher zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorher beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Variationen und Modifizierungen sind möglich ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims

Eine Modemvorrichtung zum Regeln einer Datenübertragung, durchgeführt mit einer Vielzahl von Trägern, die ein Empfangs-Analogsignal bilden, wobei jeder Träger jeweils eine andere Frequenz aufweist, wobei die Modemvorrichtung umfasst: eine Verstärkungsregelungs-Vorrichtung (101), die eine Verstärkungsregelung an dem Empfangs-Analogsignal durchführt, das von einer Telefonleitung empfangen wird, bevor das Empfangs-Analogsignal in einen A/D-Wandler (102) eingegeben wird; und den A/D-Wandler (102), der das Empfangs-Analogsignal abtastet, das von einer Telefonleitung empfangen wird, um Abtastdaten auszugeben; gekennzeichnet durch einen FFT-Bereich (103), der einen schnellen Fourier-Transformationsprozess an den Abtastdaten pro Symboleinheit durchführt, um eine Ausgabe zu erhalten, die einen Energiebetrag für jeden Träger angibt, indem reale und imaginäre Teile des schnellen Fourier-Transformationssignals analysiert werden; eine Höchstbetrag-Erfassungsvorrichtung (107), die einen maximalen Energiebetrag aus der Ausgabe erfasst; eine Haupt-Regelungsvorrichtung (104), welche die Verstärkungsregelungs-Vorrichtung (101) steuert, so dass sich die Energiebeträge aller der Träger des Empfangs-Analogsignals erhöhen, wenn der maximale Energiebetrag, der von der Höchstbetrag-Erfassungsvorrichtung (107) erfasst wird, niedriger ist als ein Sollbetrag, und die Verstärkungsregelungs-Vorrichtung (101) steuert, so dass sich die Energiebeträge aller der Träger des Empfangs-Analogsignals verringern, wenn der maximale Energiebetrag, der von der Höchstbetrag-Erfassungsvorrichtung (107) erfasst wird, höher ist als der Sollbetrag; einen IFFT-Abschnitt (105), der eine inverse schnelle Fourier-Transformation an Übertragungsdaten durchführt, um die Übertragungsdaten zu modulieren; einen D/A-Wandler (102), der die modulierten Übertragungsdaten in ein Übertragungs-Analogsignal umwandelt.
Modemvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Modemvorrichtung angepasst ist, um in Übereinstimmung mit wenigstens G.992.1, was einem ADSL-Standard mit voller Übertragungsgeschwindigkeit entspricht, und G.992.2, was einem ADSL-Standard mit halber Übertragungsgeschwindigkeit entspricht, betrieben zu werden, wobei die Haupt-Regelungsvorrichtung (104) angepasst ist, um die Verstärkungsregelung an dem Empfangs-Analogsignal durchzuführen und um die Einstellung des Verstärkungsregelungs-Betrags der Verstärkungsregelungs-Vorrichtung während der Zeit abzuschließen, die für den Empfang eines REVERB-Signals gebraucht wird, das durch den ADSL-Standard bereitgestellt wird.
Modemvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Modemvorrichtung angepasst ist, um in Übereinstimmung mit wenigstens G.992.1, was einem ADSL-Standard mit voller Übertragungsgeschwindigkeit entspricht, und G.992.2, was einem ADSL-Standard mit halber Übertragungsgeschwindigkeit entspricht, betrieben zu werden, wobei die Haupt-Regelungsvorrichtung (104) angepasst ist, um die Verstärkungsregelung an dem Empfangs-Analogsignal durchzuführen und um die Einstellung des Verstärkungsregelungs-Betrags der Verstärkungsregelungs-Vorrichtung während der Zeit abzuschließen, die für den Empfang eines ersten REVERB-Signals in einer ursprünglichen Sequenz gebraucht wird, das durch den ADSL-Standard bereitgestellt wird.
Modemvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sollbetrag einen Bereich von einem Mindestwert (C) bis zu einem Höchstwert (D) umfasst, wobei die Haupt-Regelungsvorrichtung (104) die Verstärkungsregelungs-Vorrichtung (101) nicht steuert, um die Energiebeträge zu erhöhen oder zu verringern, wenn der erfasste maximale Energiebetrag innerhalb des Bereichs liegt.
Modemvorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: eine Endgerätschnittstelle, die an ein Benutzer-Endgerät angeschlossen ist; eine Leitungsschnittstelle, die an eine Telefonleitung angeschlossen ist; einen Datenübertragungsprozessor (803), der Demodulationsdaten decodiert, der die Mehrträger-Demodulation durch das Gerät zur Verstärkungsregelung (100) für die Ausgabe an die Endgerätschnittstelle durchführt, und die Übertragungsdaten für die Ausgabe an die Verstärkungsregelungs-Vorrichtung (101) codiert; wobei die Modemvorrichtung für die Ausführung einer ADSL-Datenübertragung geeignet ist.
Ein Gerät zur Verstärkungsregelung (100) zum Durchführen einer Verstärkungsregelung eines Empfangs-Analogsignals mit einer Vielzahl von Trägern, wobei jeder Träger jeweils eine andere Frequenz aufweist, wobei das Gerät zur Verstärkungsregelung (100) umfasst: einen Puffer (106), der eine Ausgabe einer schnellen Fourier-Transformation speichert, wobei die Ausgabe der schnellen Fourier-Transformation durch Mittel zur schnellen Fourier-Transformation erhalten wird, welche die schnelle Fourier-Transformation an Abtastdaten pro Symboleinheit durchführen, wobei die Abtastdaten durch Abtasten eines Empfangs-Analogsignals erhalten werden; eine Höchstbetrag-Erfassungsvorrichtung (107), die einen maximalen Energiebetrag aus der Ausgabe der schnellen Fourier-Transformation erfasst, die in dem Puffer gespeichert ist; eine Haupt-Regelungsvorrichtung (104), welche die Energiebeträge aller der Träger des Empfangs-Analogsignals erhöht, wenn der maximale Energiebetrag, der von der Höchstbetrag-Erfassungsvorrichtung (107) erfasst wird, niedriger ist als ein Sollbetrag, und die Energiebeträge aller der Träger des Empfangs-Analogsignals verringert, wenn der maximale Energiebetrag, der von der Höchstbetrag-Erfassungsvorrichtung (107) erfasst wird, höher ist als der Sollbetrag.
Ein Verfahren zur Regelung von Datenübertragung, das eine Datenübertragung durchführt unter Verwendung einer Vielzahl von Trägern, die ein Empfangs-Analogsignal bilden, wobei jeder Träger jeweils eine andere Frequenz aufweist, wobei das Verfahren zur Regelung von Datenübertragung umfasst: Durchführen einer Verstärkungsregelung an dem Empfangs-Analogsignal; Abtasten eines Empfangs-Analogsignals, das von einer Telefonleitung empfangen wurde, um Abtastdaten auszugeben; gekennzeichnet durch Durchführen eines schnellen Fourier-Transformationsprozesses an den Abtastdaten pro Symboleinheit, um eine Ausgabe zu erhalten, die einen Energiebetrag für jeden Träger angibt, indem reale und imaginäre Teile des schnellen Fourier-Transformationssignals analysiert werden; Erfassen eines maximalen Energiebetrags aus der Ausgabe; Regeln, um die Energiebeträge aller der Träger des Empfangs-Analogsignals zu erhöhen, wenn der erfasste maximale Energiebetrag niedriger ist als ein Sollbetrag, und Regeln, um die Energiebeträge aller der Träger des Empfangs-Analogsignals zu erhöhen, wenn der erfasste maximale Energiebetrag höher ist als der Sollbetrag.