JP2000082961A - Analog pre-circuit in digital subscriber line communication system and its processing method - Google Patents

Analog pre-circuit in digital subscriber line communication system and its processing method

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JP2000082961A
JP2000082961A JP11089818A JP8981899A JP2000082961A JP 2000082961 A JP2000082961 A JP 2000082961A JP 11089818 A JP11089818 A JP 11089818A JP 8981899 A JP8981899 A JP 8981899A JP 2000082961 A JP2000082961 A JP 2000082961A
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analog
digital
filter
function
signal
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JP11089818A
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Japanese (ja)
Inventor
Richard K Hester
リチャード ケイ ヘスター
Mukuherujii Subuhashishi
ムクヘルジー スブハシシ
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Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
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  • Communication Control (AREA)
  • Interface Circuits In Exchanges (AREA)
  • Telephonic Communication Services (AREA)
  • Compression, Expansion, Code Conversion, And Decoders (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify the constitution of an analog pre-function for a asynchronous digital subscriber line communication modem and to integrate it in a single integrated circuit. SOLUTION: An analogue pre-function 12 is integrated in a single integrated circuit and it contains a transmission side and a reception side. The transmission side contains an over sampler 44C and a digital filter 46C and they operate to improve the sampling rate of digital data. Consequently, down stream analog LPF 50C is realized by a comparatively simple low-order filter since a DA converter 48C operates by an over-sampling method. For reducing the complicated reception side analog LPF 58C, a digital filter 64C is contained in the down stream of an AD converter 62C. For conquering the influence of line attenuation to high frequency down stream transmission, a remote DSL modem contains an equalizer function boosting signal amplitude as the frequency becomes higher.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電気通信システム
の分野、特に、加入者線モデムでの信号処理及びインタ
フェース回路に関する。
The present invention relates to the field of telecommunications systems, and more particularly to signal processing and interface circuits in a subscriber line modem.

【0002】遠隔にあるコンピュータ間でのディジタル
情報の高速交換は、業務、教育及び個人コンピュータ用
途を含む多くのコンテキストの現代の計算にいまやほと
んど欠かせない部分である。高速データ通信の現在及び
将来の応用がこの分野におけるシステム及びサービスの
需要を持続させると予想される。例えば、ビデオ・オン
・デマンド(VOD)は、ディジタル情報交換の領域で
技術の発展をある期間にわたって推進してきた一領域で
ある。かなり最近、国際インターネット(以下、単に
「インターネット」)の用途及び人気の急速な増大が、
特に現存する基本施設を使用してかなり高いビット速度
を達成するに当たって、遠隔にあるコンピュータ間の情
報の進歩した通信を目指すシステムの研究及び準備開発
に更に動機を与えてきた。
[0002] The rapid exchange of digital information between remote computers is now almost an integral part of modern computing in many contexts, including business, educational and personal computer applications. It is anticipated that current and future applications of high speed data communications will sustain the demand for systems and services in this area. For example, video-on-demand (VOD) is one area that has promoted technology development for some time in the area of digital information exchange. Quite recently, the rapid growth in the use and popularity of the international Internet (hereinafter simply "Internet")
In particular, in achieving fairly high bit rates using existing infrastructure, there has been further motivation for research and preparation and development of systems aiming for advanced communication of information between remote computers.

【0003】上掲のかつ引き続き発展する状況から起こ
る技術の一型式は、ディジタル加入者線(DSL)とこ
の分野では呼ばれる。DSLは、一般に、従来の電話会
社の銅配線を介した比較的高い帯域幅を与える公衆網技
術を指す。DSLは、更に、特定の期待されるデータ転
送速度とデータを通信する媒体の型式及び長さと通信さ
れるデータをコード化しかつデコードする方式とに従っ
て技術のいくつかの異なるカテゴリーに分離されてい
る。
One type of technology that arises from the above and evolving situations is referred to in the art as Digital Subscriber Line (DSL). DSL generally refers to PSTN technology that provides relatively high bandwidth over conventional telephone company copper wiring. DSL is further divided into several different categories of technology according to specific expected data rates, the type and length of the medium over which the data is communicated, and the manner in which the data to be communicated is encoded and decoded.

【0004】各場合に、DSLシステムは、一対の通信
モデムとして考えることもでき、その対をなす1つがホ
ーム又はオフィス・コンピュータのような顧客サイトに
あり、この対をなす他の1つは網コントローラ・サイ
ト、典型的には電話会社電話局にある。電話会社システ
ム内で、このモデムは、しばしば主線網と呼ばれる網の
ある型式のものと通信するように接続され、この主線網
はルータ又はディジタル加入者線アクセス・マルチプレ
クサ(DSLAM)のような機器を介して他の通信経路
と通信する。これらの装置を通して、主線網は、専用情
報源及びインターネットと更に通信することもできる。
結果として、インターネット情報のような主線網を経由
してアクセス可能な情報を電話局DSLモデムとそれ自
身の互換性DSLモデムを有する顧客サイトとの間に通
信することもできる。
In each case, the DSL system can be thought of as a pair of communication modems, one of which is at a customer site, such as a home or office computer, and the other of which is a network. At the controller site, typically at the telephone company central office. Within the telephone company system, the modem is connected to communicate with one type of network, often referred to as a mains network, which connects devices such as routers or digital subscriber line access multiplexers (DSLAMs). Communicate with other communication paths via Through these devices, the mains network can also communicate further with dedicated information sources and the Internet.
As a result, information accessible via the mains network, such as Internet information, can also be communicated between the central office DSL modem and a customer site having its own compatible DSL modem.

【0005】この全体システム内で、DSLモデム間の
データ速度が現行音声モデム速度より遥かに高いことが
また予期される。試験中の又は計画中の現行DSLシス
テムは、実に、500Kbps程度から18Mbps又
はこれを上回るまでの速度の範囲に及んでいる。ある種
のDSL技術によれば、データ通信速度は非対称であ
り、いわゆるダウンストリーム通信、すなわち、電話局
から顧客サイトへの通信では顧客サイトから電話局への
アップストリーム通信よりかなり高いデータ速度が使用
される。ほとんどのDSL技術はまた、ツイストペア線
の全帯域幅を使用することはなく、(「普通の電話サー
ビス」であるPOTSと通常呼ばれる)従来の音声通信
用の比較的低い帯域幅を予約し、その結果、音声及びデ
ータ通信を同じ線路を通じて同時に実施することもでき
る。
[0005] Within this overall system, it is also expected that the data rates between DSL modems will be much higher than current voice modem rates. Current DSL systems being tested or planned range in speed from as low as 500 Kbps to 18 Mbps or more. According to certain DSL technologies, the data rate is asymmetric, so-called downstream communication, i.e. communication from the central office to the customer site, uses a significantly higher data rate than upstream communication from the customer site to the central office. Is done. Most DSL technologies also do not use the entire bandwidth of the twisted pair wire, but instead reserve a relatively low bandwidth for conventional voice communications (commonly referred to as "ordinary telephone service", POTS). As a result, voice and data communication can be performed simultaneously over the same line.

【0006】更に背景として、現在開発中のDSL技術
の例には、高ビット速度ディジタル加入者線(HDS
L)と単一回線ディジタル加入者線(SDSL)と極高
データ速度ディジタル加入者線(VDSL)がある。H
DSLは、対称データ転送速度を有し、アップストリー
ム方向及びダウンストリーム方向の両方に同じ速度で通
信する。現在認められている速度は1.544Mbps
程度の帯域幅であるが、2本の銅ツイストペアを必要と
する。しかしながら、HDSLの動作有効距離はある程
度に限定されている、すなわち、現在、約3.658k
m(12,000フィート)以下の距離に限定されてお
り、これを超えると信号中継器が必要とされる。SDS
Lは、HDSLに匹敵する対称データ転送速度を与える
が、これを単一の銅ツイストペアで達成する。ここで、
単一の銅ツイストペアはSDSLシステムの有効距離を
約3.048km(10,000フィート)に限定す
る。最後に、VDSLは、13Mbpsから52Mbp
s程度のダウンストリーム及び1.5Mbpsから2.
3Mbps程度のアップストリームのような遥かに高い
データ転送速度を有するが、305mから1.372k
m(1,000フィートから4,500フィート)の最
大有効距離にわたるに過ぎない。
As further background, examples of DSL technology currently under development include high bit rate digital subscriber lines (HDS).
L), Single Line Digital Subscriber Line (SDSL) and Very High Data Rate Digital Subscriber Line (VDSL). H
DSL has a symmetric data rate and communicates at the same rate in both the upstream and downstream directions. Currently approved speed is 1.544Mbps
Modest bandwidth, but requires two copper twisted pairs. However, the effective working distance of HDSL is limited to some extent, ie, currently about 3.658 k
m (12,000 feet) or less, beyond which a signal repeater is required. SDS
L provides symmetric data rates comparable to HDSL, but achieves this with a single copper twisted pair. here,
A single copper twisted pair limits the effective range of an SDSL system to about 10,000 feet (3.048 km). Finally, VDSL is from 13 Mbps to 52 Mbps
s downstream and 1.5 Mbps to 2.
It has a much higher data transfer rate, such as 3Mbps upstream, but from 305m to 1.372k
m (1,000 feet to 4,500 feet).

【0007】開発下の現在最も宣伝されているDSL技
術は、非対称ディジタル加入者線すなわちADSLと呼
ばれ、ANSI規格T1E1.413に相当する。AD
SL技術は、離散マルチトーン(DMT)変調に従う通
信を包含し、周波数領域多重化(FDM)も含む。無搬
送波振幅/位相変調(CAP)のような他の変調技術も
また技術的に知られている。いずれにしても、技術の現
在の状態によると、ADSLは1.5Mbpsから6M
bps程度のダウンストリーム(電話局から遠隔DSL
モデムへ)速度及び16kbpsから640kbpsの
範囲のアップストリーム速度で単一の銅ツイストペアを
通じてデータを通信することが予想される。ADSL技
術の特定の例は、25kHzから1,104kHzのダ
ウンストリーム(電話局から遠隔へ)信号帯域幅及び2
5kHzから138kHzのアップストリーム(遠隔か
ら電話局へ)信号帯域幅を利用する。この実現では、そ
の送信帯域幅がその受信トラフィックの帯域幅内にある
ので、エコー消去が遠隔DSLモデムで特に必要であ
る。いずれにしても、ADSL技術がこれらの高帯域幅
を現存するツイストペア基本施設を通じて達成可能とす
るという理由で、電話会社はADSL技術を使用してイ
ンターネット・アクセスを行うことを構想しているのみ
ならず、このアプローチを使用して遠隔LANアクセス
・サービス及びVODサービスを行うことを考慮してい
る。
The most advertised DSL technology currently under development, called Asymmetric Digital Subscriber Line or ADSL, corresponds to ANSI standard T1E1.413. AD
SL technology involves communication according to discrete multitone (DMT) modulation, and also includes frequency domain multiplexing (FDM). Other modulation techniques such as carrier-free amplitude / phase modulation (CAP) are also known in the art. In any case, according to the current state of the technology, ADSL is from 1.5 Mbps to 6 Mbps.
bps downstream (remote DSL from central office)
It is expected to communicate data over a single copper twisted pair at speeds (to the modem) and upstream speeds ranging from 16 kbps to 640 kbps. A specific example of ADSL technology is a 25 kHz to 1104 kHz downstream (from central office to remote) signal bandwidth and 2 kHz.
Utilizes an upstream (remote to central office) signal bandwidth of 5 kHz to 138 kHz. In this implementation, echo cancellation is particularly necessary with remote DSL modems because its transmission bandwidth is within the bandwidth of its received traffic. In any case, if the telephone company is only envisioning Internet access using ADSL technology, because ADSL technology can achieve these high bandwidths through existing twisted-pair infrastructures, Instead, consider providing remote LAN access services and VOD services using this approach.

【0008】もちろん、性能考慮及び従来のツイストペ
ア基本施設によってDSL通信を搬送することができる
距離に加えて、モデム・ハードウェアの費用がまた通信
技術の選択に当たって重要な因子である。したがって、
低データ速度技術が、現存するツイストペア網を通じて
1Mbpsを超えるダウンストリーム・データ速度でか
つ56kモデム、V.34モデム及びISDNモデムの
ような従来の非DSLモデムに匹敵する費用で、高速デ
ータ通信を行うことが予想される。
Of course, in addition to performance considerations and the distance over which DSL communications can be carried by conventional twisted-pair infrastructure, the cost of modem hardware is also an important factor in selecting a communication technology. Therefore,
Low data rate technology has been developed for downstream data rates over 1 Mbps over existing twisted pair networks and for 56k modems, It is expected that high speed data communications will be performed at a cost comparable to conventional non-DSL modems, such as 34 modems and ISDN modems.

【0009】DSL通信の性質が理由で、電話局及び遠
隔加入者の両方にとって、アナログ信号及びディジタル
信号の両方をハンドルするいわゆる混合信号回路がDS
Lモデムを実施するに当たって必要とされる。従来のD
SLモデム設計は、「アナログ前置」と呼ばれる機能を
含む。この機能では、ディジタル/アナログ変換及びア
ナログ/ディジタル変換、電力増幅、及び(低域通過、
帯域通過及び高域通過フィルタ動作を含む)ある量のフ
ィルタ動作のような動作を遂行する。数10kHzから
MHzまでの周波数の範囲に及ぶDSL技術に係わる周
波数が理由で、また、加入者ループの長さ及び品質の広
い変動に順応するために必要とされる大きなダイナミッ
ク・レンジが理由で、従来のDSLモデムに係わるフィ
ルタ動作は非常に複雑である。結果として、典型的なア
ナログ前置回路は、これまで、製造上の変動(manufact
uring variation)を除去するために狭い許容差構成要
素を使用する離散アナログ回路によって実現されてき
た。これらの従来のモデム内の複雑なフィルタ特性が、
特にDSL規格の急峻な帯域除去要件を持つフィルタを
用意するに当たって、そのフィルタ特性がディジタル/
アナログ変換器内のプロセス変動に従わなければならな
いことを考慮するとき、これらのアナログ・フィルタを
集積回路に有効に集積化することを妨げる。特に、この
アナログ前置回路の混合信号集積回路への集積化はプロ
セス変動を補償するためにアナログ・フィルタ帯域幅の
かなりのトリミングを必要とすることが予想される。
Due to the nature of DSL communications, for both central offices and remote subscribers, so-called mixed-signal circuits that handle both analog and digital signals are provided by DS.
Required in implementing L-modem. Conventional D
SL modem designs include a feature called "analog prefix". This feature includes digital-to-analog and analog-to-digital conversion, power amplification, and (low-pass,
Perform some amount of filtering (including band-pass and high-pass filtering). Because of the frequencies involved in DSL technology, which range from tens of kHz to MHz, and because of the large dynamic range required to accommodate wide variations in subscriber loop length and quality, The filter operation associated with a conventional DSL modem is very complicated. As a result, typical analog pre-circuits have heretofore been subject to manufacturing variations.
It has been realized by discrete analog circuits that use narrow tolerance components to eliminate uring variations. The complex filter characteristics in these traditional modems
In particular, when preparing a filter having a steep band rejection requirement of the DSL standard, the filter characteristic is digital /
Considering that the process variations in the analog converter must be followed, it prevents these analog filters from being effectively integrated into an integrated circuit. In particular, the integration of this analog pre-circuit into a mixed signal integrated circuit is expected to require significant trimming of the analog filter bandwidth to compensate for process variations.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、DSLモデム・システムにアナログ前置機能を
備える集積回路を提供することにある。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an integrated circuit having an analog prefix function in a DSL modem system.

【0011】本発明の更なる目的は、アナログ前置機能
で遂行されるアナログ・フィルタ動作の複雑性を最小限
にするこのような集積回路を提供することにある。
It is a further object of the present invention to provide such an integrated circuit which minimizes the complexity of the analog filter operation performed by the analog prefix function.

【0012】本発明の更なる目的は、有限インパルス応
答(FIR)ディジタル・フィルタ動作を利用して遅延
歪みを最小限にするこのような集積回路を提供すること
にある。
It is a further object of the present invention to provide such an integrated circuit that utilizes finite impulse response (FIR) digital filtering to minimize delay distortion.

【0013】本発明の更なる目的は、フィルタ帯域幅ト
リミングを最小限にするこのような集積回路を提供する
ことにある。
It is a further object of the present invention to provide such an integrated circuit that minimizes filter bandwidth trimming.

【0014】本発明の更なる目的は、エコー消去を実施
するDSLモデムに充分に適しているこのような集積回
路を提供することにある。
It is a further object of the present invention to provide such an integrated circuit that is well suited for DSL modems that perform echo cancellation.

【0015】本発明の更なる目的は、ディジタル・フィ
ルタ係数がプログラム可能であるこのような集積回路を
提供することにある。
It is a further object of the present invention to provide such an integrated circuit in which the digital filter coefficients are programmable.

【0016】本発明の他の目的及び利点は、以下の説明
をその図面とともに参照するならば当業者に明らかにな
る。
[0016] Other objects and advantages of the present invention will become apparent to those skilled in the art when the following description is taken in conjunction with the drawings.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明は、ディジタル加
入者線(DSL)モデム用アナログ前置集積回路に実施
することもでき、この集積回路内で高電圧インタフェー
ス機能以外のアナログ入力/出力信号処理機能が集積化
される。アナログ前置集積回路は、遠隔又は電話局DS
Lモデムのどちらにも有効である。本発明のアナログ前
置回路では、好適には、有限インパルス応答型のディジ
タル・フィルタをディジタル/アナログ変換に先立ち発
信信号に適用するかアナログ/ディジタル変換後に受信
信号に適用することによって、アナログ・フィルタ動作
の複雑性を減少させる。これらのフィルタの係数は、比
較的少数の非零数字で以て事前設定されるかもし望むな
らばプログラムされる。このディジタル・フィルタ動作
は、アナログ・フィルタが比較的簡単であることを許し
かつアナログ前置集積回路へのその集積化を可能とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention can also be implemented in an analog pre-integrated circuit for a digital subscriber line (DSL) modem, in which analog input / output signals other than high voltage interface functions. Processing functions are integrated. Analog pre-integrated circuit, remote or central office DS
It is effective for both L modems. In the analog pre-circuit of the present invention, the finite impulse response type digital filter is preferably applied to the transmission signal before the digital / analog conversion or to the received signal after the analog / digital conversion. Reduce operational complexity. The coefficients of these filters may be preset with a relatively small number of non-zero digits, or programmed if desired. This digital filter operation allows the analog filter to be relatively simple and allows its integration into an analog pre-integrated circuit.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1は電気通信システムを示し、
これに本発明を実現することができる。このシステムに
ついて説明する。図1のシステムは、本発明の、予想さ
れたディジタル加入者線(DSL)応用及び特に非対称
DSL(ADSL)技術を使用する同応用を示す。本発
明が他のシステム応用にもまた利点をもたらすことが、
もちろん、予想される。しかしながら、特にフィルタ性
能及びビット速度に関して、モデムDSL規格によって
提示された厳格な要件が与えられるならば、本発明はD
SL技術と関連した用途に特に充分に適していると予想
される。
FIG. 1 shows a telecommunications system,
Thus, the present invention can be realized. This system will be described. The system of FIG. 1 illustrates the proposed Digital Subscriber Line (DSL) application of the present invention, and particularly that using asymmetric DSL (ADSL) technology. That the present invention also provides advantages for other system applications,
Of course, as expected. However, given the stringent requirements imposed by the modem DSL standard, especially with respect to filter performance and bit rate, the present invention provides a D
It is expected to be particularly well suited for applications associated with SL technology.

【0019】図1は、DSLサービスの典型的なシステ
ム導入を示し、これらのサービスでは、多数の遠隔加入
者が電話システム電話局とインタフェースする。この例
では、ホーム又はオフィス環境内の利用者がパーソナル
・コンピュータ若しくはワークステーション又はこれに
代えてビデオ・オン・デマンド(VOD)・コンテキス
トの娯楽装置のような遠隔コンピュータ・システムRを
操作する。遠隔コンピュータ・システムRの各々は、通
信データの遠隔発信源及び遠隔宛先として働き、通信デ
ータは文、図形、動画、音声などである。各遠隔システ
ムRは遠隔DSLモデム15と関連し、このモデムを介
して遠隔システムRは従来のツイストペア電話施設TW
Pを通じて電話局DSLモデム8と通信する。POTS
音声通信がツイストペア線施設TWPを通じて代替的に
又は追加的に通信されるように、1つ以上の電話(不図
示)を各ツイストペア線施設TWPへ接続してよい。
FIG. 1 illustrates a typical system implementation of DSL services, in which a number of remote subscribers interface with a telephone system central office. In this example, a user in a home or office environment operates a remote computer system R, such as a personal computer or workstation or, alternatively, a video-on-demand (VOD) context entertainment device. Each of the remote computer systems R serves as a remote source and a remote destination of the communication data, and the communication data is a sentence, a graphic, a moving image, a voice, or the like. Each remote system R is associated with a remote DSL modem 15 via which the remote system R communicates with a conventional twisted-pair telephone facility TW.
It communicates with the central office DSL modem 8 through P. POTS
One or more telephones (not shown) may be connected to each twisted pair facility TWP such that voice communications are alternatively or additionally communicated through the twisted pair facility TWP.

【0020】図1に示されたように、ツイストペア線施
設TWPの各々は電話局DSLモデム8によって受けら
れる。このモデムは市内又は長距離電話サービス提供業
者の電話局にあると予想される。この例では、電話局D
SLモデム8は、多数のツイストペア線施設TWP(こ
の例では、これらのうちの2本だけが示されている)を
受ける能力を有する。電話局DSLモデム8は、ツイス
トペア線施設TWP間、それゆえ、遠隔システムRとホ
スト・コンピュータ(図1には不図示)との間のデータ
の通信を行う。ホスト・コンピュータは、データの発信
源又は宛先若しくはインターネット又は専用「ダイヤル
呼出し」内容提供業者又は提供網のような網への中継ゲ
ートウェイとして働く。もちろん、電話局は、遠隔シス
テムR(又は、関連した電話)によって発せられた呼の
ような呼のツイストペア線施設TWPを通じての経路選
択用開閉装置を、典型的には、また含むことになる。上
述したように、電話局モデム8は、おそらく、主線網に
接続される。主線網は、ルータ又はディジタル加入者線
アクセス・マルチプレクサ(DSLAM)のような機器
を介して他の通信経路と通信する。POTSサービスが
ADSLデータ・トラフィックをオーバレイする応用で
は、このような機器は、POTSトラフィックをデータ
・トラフィックから分離し、POTSトラフィックを従
来の電話網(PSTN)へ経路選択して転送し、データ
を広域網(WAN)へ経路選択して転送するためにある
型式の「スプリッタ」をまた含むことがある。
As shown in FIG. 1, each of the twisted pair facilities TWP is received by a central office DSL modem 8. This modem is expected to be at the local or long distance telephone service provider's central office. In this example, the central office D
SL modem 8 is capable of receiving a number of twisted-pair line facilities TWP (only two of which are shown in this example). The central office DSL modem 8 communicates data between twisted pair facilities TWP, and therefore between the remote system R and a host computer (not shown in FIG. 1). The host computer acts as a source or destination of data or a relay gateway to the Internet or a network such as a dedicated "dial-call" content provider or provider network. Of course, the central office will typically also include a switchgear for routing a call, such as a call originated by the remote system R (or the associated telephone), through the twisted pair facility TWP. As mentioned above, the central office modem 8 is probably connected to the mains network. The mains network communicates with other communication paths via devices such as routers or digital subscriber line access multiplexers (DSLAMs). In applications where the POTS service overlays ADSL data traffic, such devices separate the POTS traffic from the data traffic, route and forward the POTS traffic to a conventional telephone network (PSTN), and transmit the data over a wide area. It may also include some type of "splitter" for routing and forwarding to the network (WAN).

【0021】図1の特定例では、DSL技術は、非対称
型のもの(すなわち、ADSL)であり、25kHzか
ら1,104kHzの信号帯域幅で電話局DSLモデム
8から遠隔DSLモデム15へ(すなわち、ダウンスト
リーム)走行するトラフィックと、25kHzから13
8kHzの信号帯域幅で遠隔DSLモデム15から電話
局DSLモデム8へ(すなわち、アップストリーム)走
行するトラフィックを有する。もちろん、本明細書を参
照するならば当業者には明らかであるように、本発明
は、フィルタ及び他の機能の特定のものを適当に調節す
ることで以て、他のADSL構成及び他のDSL構成に
利点をもたらすように実施することもできる。
In the specific example of FIG. 1, the DSL technology is of the asymmetric type (ie, ADSL), with a signal bandwidth of 25 kHz to 1,104 kHz from the central office DSL modem 8 to the remote DSL modem 15 (ie, Downstream) running traffic and 25kHz to 13
It has traffic traveling from remote DSL modem 15 to central office DSL modem 8 (ie, upstream) with a signal bandwidth of 8 kHz. Of course, as will be apparent to one of ordinary skill in the art upon reviewing this specification, the present invention may be adapted to other ADSL configurations and other configurations by appropriately adjusting the particulars of the filters and other functions. It can also be implemented to provide benefits to the DSL configuration.

【0022】図1の例では、遠隔DSLモデム15は、
各々、複数の機能として構成される。これらの機能は、
本発明のこの模範的実施形態では個々の集積回路にほぼ
相当する。もちろん、いうまでもなく、これら種々の機
能間の特定集積回路又は「チップ」境界は実施間で変動
することがあり、図1に示した模範的実現は単に例とし
て挙げてある。この例では、遠隔DSLモデム15の各
々はホスト・インタフェース7を含み、これがディジタ
ル・トランシーバ機能13をその関連した遠隔システム
Rとインタフェースさせる。ホスト・インタフェース7
はこのようなインタフェース機能用の従来の構造のもの
であり、かつ、もちろん、DSLモデム15が接続され
るバスの種類(例えば、直列バス、PCIバス、ISA
バス)に依存することになる。ホスト・インタフェース
7の例は、テキサス・インスツルメンツ社から市販され
ているTNETD2100ディジタル直列バス・インタ
フェース回路である。
In the example of FIG. 1, the remote DSL modem 15
Each is configured as a plurality of functions. These features
In this exemplary embodiment of the invention, it corresponds approximately to an individual integrated circuit. Of course, it should be understood that the particular integrated circuit or "chip" boundary between these various functions may vary between implementations, and the exemplary implementation shown in FIG. 1 is merely exemplary. In this example, each of the remote DSL modems 15 includes a host interface 7, which interfaces digital transceiver function 13 with its associated remote system R. Host interface 7
Is of a conventional structure for such an interface function, and of course, the type of bus to which the DSL modem 15 is connected (eg, serial bus, PCI bus, ISA
Bus). An example of a host interface 7 is the TNETD2100 digital serial bus interface circuit available from Texas Instruments.

【0023】本発明のこの実施形態によると、遠隔DS
Lモデム15のディジタル・トランシーバ機能13は、
データ・ペイロードの送信及び受信の両方に必要なディ
ジタル処理動作を実行するプログラム可能装置である。
これらの動作は、以下に詳細に説明するが、ホスト・コ
ンピュータからのディジタル・データを(例えば、パケ
ット又はフレームに)書式化する機能、データを送信用
の適当なサブチャネルにコード化する機能、コード化デ
ータを時間領域信号に変換するために逆フーリエ変換
(IFFT)を遂行するような機能を含む。受信側で、
ディジタル・トランシーバ機能13は、これらの機能の
逆ばかりでなく、エコー消去処理をまた遂行する。特
に、上述したデータ速度で、ディジタル・トランシーバ
機能13のディジタル・データ処理容量及び処理能力
は、好適には、高レベルのものである。ディジタル・ト
ランシーバ機能13として使用されるのに適したアーキ
テクチャの例は、テキサス・インスツルメンツ社から市
販されているTMS320C6xのようなディジタル信
号プロセッサである。
According to this embodiment of the invention, the remote DS
The digital transceiver function 13 of the L modem 15
A programmable device that performs the digital processing operations required for both transmitting and receiving data payloads.
These operations, which are described in more detail below, include the ability to format digital data (e.g., into packets or frames) from the host computer, encode the data into appropriate subchannels for transmission, Includes the ability to perform an inverse Fourier transform (IFFT) to transform the coded data into a time domain signal. On the receiving side,
Digital transceiver function 13 performs not only the reverse of these functions, but also echo cancellation processing. In particular, at the data rates discussed above, the digital data processing capacity and processing capability of digital transceiver function 13 is preferably of a high level. An example of a suitable architecture for use as digital transceiver function 13 is a digital signal processor such as the TMS320C6x, available from Texas Instruments.

【0024】図2は、本発明の好適な実施形態によるデ
ィジタル・トランシーバ機能13を通る信号フロー及び
この機能によって遂行されるディジタル機能を示す。こ
れについて説明する。図2に示したように、ディジタル
・トランシーバ機能13は送信側DTx及び受信側DR
xを含み、これらを通して信号が遠隔システムRからツ
イストペア線施設TWPへ送信されかつツイストペア線
施設TWPから遠隔システムRに受信される。上述した
ように、ディジタル・トランシーバ機能13は、好適に
は、本発明のこの実施形態によるプログラム可能プロセ
ッサであり、かつ、図2のブロック線図はディジタル・
トランシーバ機能13内の特定ハードウェア構成要素よ
りはむしろ機能13によって遂行される機能に相当す
る。図2に示されたディジタル・トランシーバ機能13
の動作の全ては、ディジタル領域で遂行される。
FIG. 2 illustrates the signal flow through the digital transceiver function 13 and the digital functions performed by this function according to the preferred embodiment of the present invention. This will be described. As shown in FIG. 2, the digital transceiver function 13 includes a transmitting side DTx and a receiving side DR.
x through which signals are transmitted from the remote system R to the twisted pair facility TWP and received from the twisted pair facility TWP to the remote system R. As noted above, digital transceiver function 13 is preferably a programmable processor according to this embodiment of the present invention, and the block diagram of FIG.
It corresponds to the function performed by function 13 rather than specific hardware components within transceiver function 13. Digital transceiver function 13 shown in FIG.
All of the operations described above are performed in the digital domain.

【0025】送信側DTx上で、ディジタル・トランシ
ーバ機能13によってPCインタフェース7から受信さ
れた信号は、まず、フレーミング及びコード化プロセス
20Rに供給される。本発明のこの実施形態では、これ
らの受信信号は、ツイストペア線施設TWPを通じて通
信されるためにディジタル語の形を呈する。フレーミン
グ及びコード化プロセス20Rは、一般的な意味で、こ
れらのデータ語を物理層フレーム内のパケットに構成
し、このフレームで以て多数のDMT副搬送波すなわち
サブチャネルを変調する。この構成は、データの前に同
期用のデータヘッダ・フィールドを含み及びデータ・フ
ィールドに続いて誤り検出を可能にするために巡回冗長
コード(CRC)を含むように各パケットを書式化する
ことによって、また、モデム同期を維持するため、種々
のサブチャネルの信号対雑音比を検査するため、不良サ
ブチャネルを使用しないことを保証するために、「ダミ
ー」データを挿入することによって、遂行される。次い
で、パケット化データのコード化がプロセス20Rにお
いて遂行される。例えば、DMTアプローチに従って、
ディジタル・データが振幅−位相配置(constellatio
n)のある点に相当するようにコード化される。DMT
データのコード化についての議論は、次の文献に見るこ
ともできる。すなわち、シオッフィ,「マルチキャリア
入門」,IEEEの標準委員会T1に服する個人講義
(1991年)(Cioffi,“A Multicarrier Prime
r”,Tutorial submitted to Standards Committee T1
of IEEE (1991))、ショウ他,「HDSLに応用される
離散マルチトーン・トランシーンバ・システム」,ジャ
ーナル・オン・セレクテッド・エリアズ・イン・コミュ
ニケーションズ,第9巻,第6号(IEEE,1991年
8月),895〜908頁(Chow,et al.,”A Disc
rete Multitone Transceiver system for HDSL Applica
tions”、Journal on Selected Areas in Communicatio
ns,Vol.9,No.6(IEEE,Aug.1991),pp.895‐90
8)、及び、ビンガム,「データ伝送用マルチキャリア
変調:時節到来のアイデア」,IEEE通信誌(199
0年5月),5〜14頁(Bingham,“Multicarrier Mo
dulation for Data Transmission: An IdeaWhose Time
has Come”,IEEE Communications Magazine(May,199
0),pp.5‐14))、これらの全ては列挙することによ
ってそれらの内容が本明細書に組み入れられている。技
術上知られているように、DMTは、(特定サブチャネ
ル又は副搬送波に対するビット・ローディングに依存す
る)各可能なディジタル値を振幅と位相との組合せと関
連させる。例えば、もし副搬送波が4のビット・ローデ
ィングに割り当てられているならば、その搬送波の配置
は16の可能な振幅−位相組合せを含み、これらの組合
せの各々が16の可能なディジタル値の1つと関連させ
られる。もし副搬送波が8のビット・ローディングに割
り当てられているならば、256の振幅−位相組合せが
その配置内に存在し、これらの組合せの各々が8ビット
によって表された256の可能なディジタル値の1つと
関連させられる。コード化を容易にするために、小さい
配置は、好適には、最大(8ビット)配置の副集合であ
る。しかしながら、低密集度(less‐populated)配置
の副搬送波は高密集度配置の副搬送波より少ない電力を
有し、それとして、副搬送波の利得拡大縮小が低密集度
配置の副搬送波を増幅するのが好適である。なお更に、
ディジタル・トランシーバ機能13がパイプライン・デ
ィジタル・プロセッサ(DSP)を介して実施される場
合の動作の効率向上のために副搬送波を群としてコード
化するのが好適である。この群化は、各副搬送波が語境
界内に閉じ込められるように、多数の副搬送波を16ビ
ット語単位に閉じ込める。ある副搬送波は、それらのビ
ット・ローディングをこの群化を維持する必要に従って
1つビット又は数ビットだけ減少させられる。副搬送波
群化の事前記憶マクロ(prestored macro)を発生する
初期化プロセスの部分として副搬送波を事前群化する
(pre‐group)ことがまた、好適であって、ディジタル
信号プロセッサ・コード内での条件付き呼出し動作及び
条件付き分岐動作の必要を除去する。
On the transmitting side DTx, the signal received by the digital transceiver function 13 from the PC interface 7 is first supplied to the framing and coding process 20R. In this embodiment of the invention, these received signals take the form of digital words to be communicated over the twisted pair facility TWP. The framing and coding process 20R generally organizes these data words into packets within a physical layer frame, which modulates a number of DMT subcarriers or subchannels. This configuration is accomplished by formatting each packet to include a data header field for synchronization before the data and a cyclic redundancy code (CRC) following the data field to enable error detection. It is also performed by inserting "dummy" data to maintain modem synchronization, to check the signal-to-noise ratios of the various sub-channels, and to ensure that no bad sub-channels are used. . The encoding of the packetized data is then performed in process 20R. For example, according to the DMT approach,
The digital data is represented by an amplitude-phase constellation
n) is coded to correspond to a certain point. DMT
A discussion of data encoding can also be found in the following literature: That is, Shioffi, "Introduction to Multicarrier", a personal lecture to the IEEE Standard Committee T1 (1991) (Cioffi, "A Multicarrier Prime
r ”, Tutorial submitted to Standards Committee T1
of IEEE (1991)), Shaw et al., "Discrete Multitone Transceiver System Applied to HDSL", Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 9, No. 6 (IEEE, 1991) August), pages 895-908 (Chow, et al., "A Disc
rete Multitone Transceiver system for HDSL Applica
tions ”, Journal on Selected Areas in Communicatio
ns, Vol. 9, No. 6 (IEEE, Aug. 1991), pp. 895-90
8) and Bingham, "Multicarrier Modulation for Data Transmission: The Idea of Time Coming," IEEE Magazine (199
May 2005), pp. 5-14 (Bingham, "Multicarrier Mo
dulation for Data Transmission: An IdeaWhose Time
has Come ”, IEEE Communications Magazine (May, 199
0), pp. 5-14)), all of which are incorporated herein by reference. As is known in the art, a DMT associates each possible digital value (which depends on bit loading for a particular sub-channel or sub-carrier) with a combination of amplitude and phase. For example, if a sub-carrier is assigned a bit loading of four, that carrier constellation includes 16 possible amplitude-phase combinations, each of which is one of 16 possible digital values. Related. If the sub-carriers are assigned eight bit loadings, there are 256 amplitude-phase combinations in the constellation, each of these combinations representing 256 possible digital values represented by eight bits. Associated with one. To facilitate coding, the small constellation is preferably a subset of the maximum (8-bit) constellation. However, the sub-carriers in the less-populated configuration have less power than the sub-carriers in the higher-density configuration, so that the gain scaling of the sub-carriers amplifies the sub-carriers in the lower-density configuration. Is preferred. Still further
Preferably, the subcarriers are coded as a group to increase the efficiency of operation when the digital transceiver function 13 is implemented via a pipelined digital processor (DSP). This grouping confines multiple subcarriers to 16-bit words such that each subcarrier is confined within a word boundary. Certain sub-carriers have their bit loading reduced by one or several bits as necessary to maintain this grouping. It is also preferable to pre-group the sub-carriers as part of an initialization process that generates a pre-stored macro of the sub-carrier grouping, and Eliminates the need for conditional call operations and conditional branch operations.

【0026】この例では、副搬送波及びデータのアンパ
ッキングに従うデータの順序付けが、プロセス20R
で、好適には、ルックアップ・テーブルの使用を通し
て、各副搬送波内の配置点内へのデータのマッピングと
一緒に、また遂行される。種々の副搬送波の振幅拡大縮
小がプロセス20Rでまた実施される。プロセス20R
の出力は(配置によってコード化された)振幅値及び位
相値の列であり、その列内の順序は関連した副搬送波の
周波数に相当するので、プロセス20Rで行われる群化
及びコード化は、インタフェース7から受信されたデー
タ語の各々を有効に周波数領域に変換する。次いで、も
し適当ならば、クリッピング制御を、ディジタル・トラ
ンシーバ機能13の状態レジスタ内のあふれフラグを単
に監視することによって、加えることができる。あふれ
を検出すると、ある種のビット(動作及び維持ビット
(OAMビットと呼ばれる))が設定されかつパイロッ
ト・トーンが付加されて、送信機がクリップされたフレ
ームを次の2つのフレームにわたって修繕中であること
を表示する。この例では、これら2つのフレームは、受
信モデム8によって組み合わせられかつデコードされる
ことになる。
In this example, the ordering of the data according to the subcarriers and the unpacking of the data is performed by the process 20R.
And, preferably, together with the mapping of data into constellation points within each sub-carrier through the use of a look-up table. Various sub-carrier amplitude scaling is also performed in process 20R. Process 20R
Is a sequence of amplitude and phase values (encoded by constellation), and the order in that sequence corresponds to the frequency of the associated subcarrier, so the grouping and coding performed in process 20R is: Each of the data words received from interface 7 is effectively converted to the frequency domain. Then, if appropriate, clipping control can be added by simply monitoring the overflow flag in the status register of digital transceiver function 13. Upon detecting an overflow, certain bits (operating and sustaining bits (referred to as OAM bits)) are set and a pilot tone is added to allow the transmitter to repair the clipped frame over the next two frames. Show that there is. In this example, these two frames will be combined and decoded by the receiving modem 8.

【0027】次いで、コード化副搬送波に相当する時間
領域信号を発生するために、IFFTプロセス22Rが
フレーミング及びコード化プロセス20Rから受信され
たコード化データに遂行される。この例では、IFFT
プロセス22Rは、この通信用に(比較的低周波数アッ
プストリーム信号に対して)32トーンを発生する。I
FFTプロセス22Rに続いて、プロセス24Rが列の
フレーム間部分に循環プレフィックスを保護時間として
付加し、これが電話局DSLモデム8内の時間領域等化
器フィルタに適当なインパルス応答をすることを許す。
循環プレフィックスを付けたコード化時間領域ディジタ
ル・データが、アナログ前置機能(AFE)インタフェ
ース・プロセス26Rを経由して、ビットストリームの
形でアナログ前置機能11に供給される。
Next, an IFFT process 22R is performed on the coded data received from the framing and coding process 20R to generate a time domain signal corresponding to the coded subcarrier. In this example, the IFFT
Process 22R generates 32 tones (for relatively low frequency upstream signals) for this communication. I
Following the FFT process 22R, a process 24R adds a cyclic prefix to the interframe portion of the column as guard time, which allows the time domain equalizer filter in the central office DSL modem 8 to have an appropriate impulse response.
The coded time domain digital data with the cyclic prefix is provided to the analog prefix function 11 in the form of a bitstream via an analog prefix function (AFE) interface process 26R.

【0028】受信側DRxで、ディジタル・トランシー
バ機能13は、アナログ前置機能インタフェース・プロ
セス30Rを経由して、アナログ前置機能11からディ
ジタル・データ・ビットストリームを受信する。自動利
得制御(AGC)プロセス23Rが、従来の方法で、ア
ナログ前置機能11内に適正利得制御を維持する。この
模範的実施に従って、時間領域等化器(TEQ)プロセ
ス31Rがディジタル・トランシーバ機能13内に備わ
る。これは、存在するかもしれない、かつ、以下に更に
詳細に述べるように、特に、ツイストペア線施設TWP
を通じるアップストリームとダウンストリームとを分離
するアナログ前置機能11内のアナログ・フィルタによ
って導入されるシンボル間干渉(ISI)を除去するた
めである。本発明の実施形態に従う時間領域等化器プロ
セス31Rは、ディジタル信号プロセッサ(DSP)に
よって遂行されるソフトウェア・ルーチンを介して実施
される従来の有限インパルス応答(FIR)フィルタで
ある。時間領域等化器(TEQ)プロセス31Rの係数
はツイストペア線施設TWPの応答に依存するので、こ
れらの係数は初期化中に決定される。
At the receiving end DRx, the digital transceiver function 13 receives a digital data bit stream from the analog prefix function 11 via the analog prefix function interface process 30R. An automatic gain control (AGC) process 23R maintains proper gain control within analog pre-function 11 in a conventional manner. In accordance with this exemplary implementation, a time domain equalizer (TEQ) process 31R is provided within digital transceiver function 13. This may be present and as described in more detail below, in particular, the twisted pair facility TWP
This is to remove the intersymbol interference (ISI) introduced by the analog filter in the analog pre-function 11 that separates the upstream and downstream through. The time domain equalizer process 31R according to an embodiment of the present invention is a conventional finite impulse response (FIR) filter implemented via software routines performed by a digital signal processor (DSP). Since the coefficients of the time domain equalizer (TEQ) process 31R depend on the response of the twisted pair facility TWP, these coefficients are determined during initialization.

【0029】時間領域等化器プロセス31Rのシンボル
間干渉フィルタ動作に続いて、ディジタル・トランシー
バ機能13は、循環プレフィックスを除去するためにプ
ロセス32Rをビットストリームに適用する。高速フー
リエ変換(FFT)プロセス33Rが、遠隔DSLモデ
ム15によって受信された高周波数ダウンストリーム送
信に使用された128トーンを明細に変換するために2
56点FFTを遂行する。クリッピング制御プロセス3
4Rが、上述したように、あふれに因り送信中に分離さ
れたあらゆる語を回復し、かつ、結果の周波数領域列が
周波数等化器及び位相補償プロセス35Rに供給され
る。周波数領域等化器(EEQ)及び位相補償プロセス
35Rが受信信号の信号スペクトルを平坦化しかつ位相
歪みを補償する。デコーディング及びフレーミング解除
プロセス40Rが送信順序の逆を遂行し、これにはビッ
ト・デマッピング及び利得拡大縮小と、トーン再順序付
け及びパッキング・プロセスと、フレーミング解除及び
フロー制御とがあり、ディジタル語を生じ、これがホス
ト・インタフェース7を経由して遠隔システムRに供給
される。
Following the intersymbol interference filter operation of the time domain equalizer process 31R, the digital transceiver function 13 applies the process 32R to the bitstream to remove the cyclic prefix. A Fast Fourier Transform (FFT) process 33R converts the 128 tones used in the high frequency downstream transmission received by the remote DSL modem 15
Perform a 56-point FFT. Clipping control process 3
4R recovers any words separated during transmission due to overflow, as described above, and the resulting frequency domain sequence is provided to a frequency equalizer and phase compensation process 35R. A frequency domain equalizer (EEQ) and phase compensation process 35R flattens the signal spectrum of the received signal and compensates for phase distortion. A decoding and deframing process 40R performs the reverse of the transmission order, which includes bit demapping and gain scaling, a tone reordering and packing process, and a deframing and flow control. And this is supplied to the remote system R via the host interface 7.

【0030】図1に戻って参照しかつ図2に示したよう
に、ディジタル・トランジーバ機能13は、本発明の好
適な実施形態によるアナログ前置機能11に双方向に接
続されている。本発明のこの模範的実施形態では、各ア
ナログ前置機能11は、混合信号(すなわち、ディジタ
ル動作及びアナログ動作の両方を伴う)集積回路であ
り、この回路は、高電圧を伴うもの以外のDSL通信に
必要な全てのループ・インタフェース構成要素を用意す
る。この関係で、遠隔DSLモデム15の各々内のアナ
ログ前置機能11は、以下に更に詳細に述べる方法で、
送信インタフェース機能及び受信インタフェース機能の
両方を遂行する。
Referring back to FIG. 1 and shown in FIG. 2, the digital transceiver function 13 is bi-directionally connected to the analog pre-function 11 according to the preferred embodiment of the present invention. In this exemplary embodiment of the invention, each analog prefix 11 is a mixed signal (i.e., with both digital and analog operation) integrated circuit, which includes a DSL other than those with high voltages. Prepare all loop interface components necessary for communication. In this regard, the analog prefix function 11 within each of the remote DSL modems 15 may be configured in a manner described in further detail below.
Performs both transmission and reception interface functions.

【0031】遠隔DSLモデム15の各々内のアナログ
前置機能11は線路駆動器17と双方向にインタフェー
スし、線路駆動器17はツイストペア線施設TWP上の
ADSL信号を駆動しかつ受信する高速線路駆動器及び
受信機である。本発明の好適な実施形態に従って使用さ
れるのに適した線路駆動器集積回路の例は、テキサス・
インスツルメンツ社から市販されているTHS6002
線路駆動器である。遠隔DSLモデム15内の線路駆動
器17は4線式−2線式「ハイブリッド」集積回路19
に接続され、回路19は、全二重様式で、線路駆動器1
7からの専用送信線路及び専用受信線路をツイストペア
線施設TWPの2線構成に変換する。
The analog prefix 11 in each of the remote DSL modems 15 interfaces bi-directionally with a line driver 17 which drives and receives ADSL signals on the twisted pair line facility TWP. And receiver. An example of a line driver integrated circuit suitable for use in accordance with a preferred embodiment of the present invention is Texas Texas Instruments.
THS6002 commercially available from Instruments
It is a line driver. The line driver 17 in the remote DSL modem 15 is a 4-wire to 2-wire "hybrid" integrated circuit 19
Circuit 19 is connected to the line driver 1 in a full-duplex manner.
7 is converted into a two-wire configuration of the twisted pair line facility TWP.

【0032】電話局では、電話局DSLモデム8がホス
ト・インタフェース9を含む。このインタフェースがモ
デム8をホスト・コンピュータ(不図示)に接続する。
ホスト・インタフェース9は、上述したように、テキサ
ス・インスツルメンツ社から市販されているTNETD
2100ディジタル直列バス・インタフェース回路のよ
うな従来の回路によって実施することもできる。上述し
たように、ホスト・コンピュータは、データ・トラフィ
ックからPOSTを分離するスプリッタと電話局DSL
モデム8をインタフェースさせ、それゆえ、提供される
サービスに適当であるように従来の電話網(PSTN)
及び広域網(WAN)とインタフェースすることにな
る。電話局DSLモデム8はディジタル・トランシーバ
機能10を含み、この機能は、図1に示したように、多
数のアナログ前置機能(AFE)12に接続する。
At the central office, the central office DSL modem 8 includes a host interface 9. This interface connects the modem 8 to a host computer (not shown).
The host interface 9 is, as described above, a TNETD available from Texas Instruments.
It can also be implemented by a conventional circuit such as a 2100 digital serial bus interface circuit. As mentioned above, the host computer comprises a splitter for separating POST from data traffic and a central office DSL.
A conventional telephone network (PSTN) to interface the modem 8 and therefore be appropriate for the service provided.
And a wide area network (WAN). Central office DSL modem 8 includes a digital transceiver function 10, which connects to a number of analog prefix functions (AFEs) 12, as shown in FIG.

【0033】ディジタル・トランシーバ機能10は遠隔
DSLモデム15内のディジタル・トランシーバ機能1
3に類似して構成されかつ類似した処理を遂行するが、
以下に更に詳細に説明するように、受信トラフィック及
び送信トラフィックの周波数が両機能間で相違すること
から起こる機能上のある種の差がある。上のように、デ
ィジタル・トランシーバ機能10は、好適には、テキサ
ス・インスツルメンツ社から市販されているTMS32
0C6xのような高性能ディジタル信号プロセッサとし
て、実施される。
The digital transceiver function 10 is a digital transceiver function 1 in the remote DSL modem 15.
3 and perform similar processing,
As will be described in more detail below, there are certain functional differences that result from differences in the frequencies of the received traffic and the transmitted traffic between the two functions. As noted above, the digital transceiver function 10 is preferably a TMS32, commercially available from Texas Instruments.
It is implemented as a high performance digital signal processor such as OC6x.

【0034】図3は、電話局DSLモデム8内のディジ
タル・トランシーバ機能10の信号フロー及び機能を示
す。図3に使用されているのと同じ参照符号(ただし、
添え字C付き)は、遠隔DSLモデム15内のディジタ
ル・トランシーバ機能13に関して上述したのと同等の
機能を指示する。
FIG. 3 shows the signal flow and function of the digital transceiver function 10 in the central office DSL modem 8. The same reference numbers used in FIG.
The suffix C) indicates a function equivalent to that described above for the digital transceiver function 13 in the remote DSL modem 15.

【0035】要約すると、送信側DTxで、ディジタル
・トランシーバ機能10によってホスト・インタフェー
ス9から受信された信号がまずフレーミング及びコード
化プロセス20Cに供給され、このプロセスが、フレー
ム書式でデータをコード化し、このデータで、本発明の
実施形態では、DMT副搬送波すなわちサブチャネルを
変調し、これに、以下に説明するように、拡大縮小及び
クリッピング制御が続く。IFFTプロセス22Cがコ
ード化データをコード化副搬送波に相当する時間領域信
号に変換し、プロセス24Cがその列のフレーム間部分
に循環プレフィックスを付加する。循環プレフィックス
を付けたこのコード化時間領域ディジタル・データが、
次いで、アナログ前置機能インタフェース・プロセス2
6Cを経由して、ビットストリームの形でアナログ前置
機能12に供給される。
In summary, at the transmitting side DTx, the signal received by the digital transceiver function 10 from the host interface 9 is first provided to a framing and coding process 20C, which codes the data in frame format, With this data, in embodiments of the present invention, the DMT sub-carrier or sub-channel is modulated, followed by scaling and clipping control, as described below. An IFFT process 22C converts the coded data into a time domain signal corresponding to a coded subcarrier, and a process 24C adds a cyclic prefix to the interframe portion of the column. This coded time-domain digital data with a cyclic prefix is
Next, the analog prefix function interface process 2
Via 6C, it is supplied to the analog prefix function 12 in the form of a bit stream.

【0036】受信側DRxで、ディジタル・トランシー
バ機能10は、アナログ前置機能データ・インタフェー
ス機能30Cを経由して、アナログ前置機能12からデ
ィジタル・ビットストリームを受信する。ディジタル・
トランシーバ機能13について上述したように、AGC
プロセス23Cがディジタル・トランシーバ機能10に
含まれている。時間領域等化器(TEQ)プロセス31
Cが、有限インパルス応答(FIR)フィルタを使用し
て、シンボル間干渉(ISI)を除去し、その後、プロ
セス32Cがビットストリームから循環プレフィックス
を取り除く。上述したように、FFTプロセス33Cが
時間領域信号をディジタル周波数領域表現に変換し、ク
リッピング制御プロセス34Cがあふれに因り分離され
た語を回復する。周波数領域等化器及び位相補償プロセ
ス35Cが受信列の信号スペクトルを平坦化し、位相歪
みを補償する。最後に、デコーディング及びフレーミン
グ解除プロセス40Cが送信順序の逆を遂行し、これに
はビット・デマッピング及び利得拡大縮小とトーン再順
序付け及びパッキング・プロセスとフレーミング解除及
びフロー制御とがあり、ディジタル語を生じ、これがホ
スト・インタフェース9を経由してホスト・システムに
供給される。
At the receiving end DRx, the digital transceiver function 10 receives a digital bit stream from the analog prefix function 12 via the analog prefix function data interface function 30C. digital·
As described above for transceiver function 13, AGC
Process 23C is included in digital transceiver function 10. Time domain equalizer (TEQ) process 31
C uses a finite impulse response (FIR) filter to remove intersymbol interference (ISI), and then process 32C removes the cyclic prefix from the bitstream. As described above, the FFT process 33C converts the time domain signal into a digital frequency domain representation, and the clipping control process 34C recovers words separated due to overflow. A frequency domain equalizer and phase compensation process 35C flattens the signal spectrum of the received train and compensates for phase distortion. Finally, the decoding and deframing process 40C performs the reverse of the transmission order, which includes bit demapping and gain scaling, tone reordering and packing processes, deframing and flow control, and Which is supplied to the host system via the host interface 9.

【0037】図1に示したように、電話局DSLモデム
8はまた、好適には、互いの間でマスタ/スレーブ様式
に配置された多数のアナログ前置機能12を含む。これ
らの各々が、ツイストペア線施設TWPの1つと通信
し、それゆえ、図示のように、DSLセッションに遠隔
DSLモデム15の1つと通信する。
As shown in FIG. 1, the central office DSL modem 8 also preferably includes a number of analog prefix functions 12, arranged in a master / slave fashion between each other. Each of these communicates with one of the twisted-pair line facilities TWP, and thus communicates with one of the remote DSL modems 15 for a DSL session, as shown.

【0038】電話局DSLモデム8内のアナログ前置機
能12によって遂行される動作の多くが遠隔DSLモデ
ム15内のアナログ前置機能11によって遂行される動
作に類似しているが、ADSL技術における、特に各位
置での受信トラフィックの周波数の相違(上述したよう
に、電話局DSLモデム8の受信トラフィックは遠隔D
SLモデム15の受信トラフィックよりも実質的に低い
周波数にある)が原因で、これらの両者間にある種の差
が起こる。遠隔DSLモデム15内のアナログ前置機能
11に関して以下に更に詳細に説明するように、ツイス
トペア線施設TWPにわたっての周波数依存減衰が遠隔
DSLモデム15で受信された高周波数トラフィックに
特に影響する。この減衰は、本発明の好適な実施形態に
従って、遠隔DSLモデム15のアナログ前置機能11
内に含まれている等化器機能によって計算に入れられ
る。更に、電話局DSLモデム8の送信トラフィック
は、典型的には、その受信トラフィックよりもかなり高
い周波数にあるので、アナログ・エコー消去がモデム8
内のアナログ前置機能12には要求されないと予想され
る。もちろん、エコー消去機能を望むならば、それをア
ナログ前置機能12内に備えてよい。いずれにしても、
これらの機能上の差がアナログ前置機能11,12のハ
ードウェアに反映される。
Many of the operations performed by the analog prefix function 12 in the central office DSL modem 8 are similar to those performed by the analog prefix function 11 in the remote DSL modem 15, but in ADSL technology, In particular, the difference in the frequency of the received traffic at each location (as described above, the received traffic of the central office DSL modem 8 is
(At a frequency substantially lower than the received traffic of the SL modem 15), there is some difference between them. As will be described in more detail below with respect to the analog prefix function 11 in the remote DSL modem 15, frequency dependent attenuation across the twisted pair line facility TWP particularly affects high frequency traffic received by the remote DSL modem 15. This attenuation is controlled by the analog pre-function 11 of the remote DSL modem 15 in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
Is taken into account by the equalizer function contained within. In addition, since the transmit traffic of the central office DSL modem 8 is typically at a much higher frequency than its receive traffic, analog echo cancellation can be performed by the modem 8.
It is not expected to be required for the analog prefix function 12 within. Of course, if an echo cancellation function is desired, it may be provided in the analog prefix function 12. In any case,
These functional differences are reflected in the hardware of the analog prefix functions 11 and 12.

【0039】電話局DSLモデム8内のアナログ前置機
能12の各々は、関連した線路駆動器14と通信する。
この駆動器は、遠隔DSLモデム15に関して上に説明
したのと同じ線路駆動器であってよい。線路駆動器14
の各々は、そのモデムを関連したツイストペア線施設T
WPとインタフェースさせるために、関連した4線式−
2線式ハイブリッド16に双方向に結合されている。
Each of the analog prefix functions 12 in the central office DSL modem 8 communicates with an associated line driver 14.
This driver may be the same line driver as described above for the remote DSL modem 15. Line driver 14
Each has its modem associated with a twisted pair line facility T
Related 4-wire to interface with WP-
The two-wire hybrid 16 is bidirectionally coupled.

【0040】図1に示した模範的システムは、DSL通
信に、特にアップストリーム帯域幅とダウンストリーム
帯域幅が互いに異なる場合のADSL通信に充分に適し
ており、この技術の厳格な要件についての考慮を含む。
特に、例えば、T1E1.413規格に唱っているよう
に、DSL通信によって提示されたアナログ信号処理制
約が高性能フィルタ動作を要求し、これがアナログ前置
機能の離散実現をこれまで必要としてきた。説明とし
て、ADSL通信の帯域幅は極めて広く、模範的実施形
態では、ダウンストリーム(電話局から遠隔へ)信号帯
域幅は25kHzから1,104kHzであり、アップ
ストリーム(遠隔から電話局へ)信号は25kHzから
138kHzである。更に、加入者ループが長さ及び品
質上非常に広く変動し、このために、ADSLアナログ
前置機能は、可能な限り潜在ループ集団のうちの多くに
順応するように非常に大きなダイナミック・レンジ(例
えば、100dBから102dBの程度)を持つ必要に
迫られる。DSLデータ通信を100Vを超えるリング
信号を用いるPOTS通信でオーバレイすることは、D
SL受信機がこれらの高電圧を許容する能力を有する広
域通過フィルタを含まなければならないことを要求し、
それによって、アナログ処理を更に複雑にする。
The exemplary system shown in FIG. 1 is well suited for DSL communications, especially for ADSL communications where the upstream and downstream bandwidths are different from one another, and takes into account the strict requirements of this technology. including.
In particular, for example, as advocated in the T1E1.413 standard, analog signal processing constraints presented by DSL communication require high performance filter operation, which has previously required discrete realization of analog pre-functions. By way of illustration, the bandwidth of ADSL communications is very wide, in an exemplary embodiment the downstream (from central office to remote) signal bandwidth is 25 kHz to 1,104 kHz, and the upstream (remote to central office) signal is It is from 25 kHz to 138 kHz. In addition, the subscriber loops vary widely in length and quality, so that the ADSL analog pre-function will have a very large dynamic range (as large as possible) to accommodate as many of the potential loop populations as possible. (For example, about 100 dB to 102 dB). Overlaying DSL data communications with POTS communications using ring signals above 100V requires D
Requesting that the SL receiver must include a wide-pass filter capable of tolerating these high voltages;
This further complicates the analog processing.

【0041】本発明の好適な実施形態に従って、上述し
たように、アナログ前置機能11,12は、高電圧に晒
されない全てのアナログ・ループ機能を実行する集積回
路によって、(広範多岐な構成要素トリミングの必要の
ために集積化には適していない)複雑なアナログ・フィ
ルタ動作の必要を除去するが、これらの要件を満たすよ
うな方法で実現される。
In accordance with the preferred embodiment of the present invention, as described above, the analog pre-functions 11, 12 are implemented by an integrated circuit that performs all analog loop functions that are not exposed to high voltages (a wide variety of components). It eliminates the need for complex analog filter operation (which is not suitable for integration due to the need for trimming), but is implemented in a way that meets these requirements.

【0042】図4は、本発明の好適な実施形態による電
話局DSLモデム8内のアナログ前置機能12の構造を
示す。これについて詳細に説明する。上述のように、こ
の構造は、アナログ前置機能12を単一集積回路に集積
化することを可能とし、図1のシステムによって実施さ
れる電気通信に、少い費用、改善したシステム信頼性及
び構成要素整合を含む重要な利点をもたらす。アナログ
前置機能12の集積回路は、ディジタル処理及びアナロ
グ処理の両方を実施することを考慮するいわゆる「混合
信号」型のものである。もちろん、集積化規模の追加
も、アナログ前置機能12を、利用可能な製造技術に適
当であるようにディジタル・トランシーバ機能10又は
線路駆動器14のどちらか又は両方と共に本明細書に説
明するように集積化することによって、やはりまた達成
することができる。
FIG. 4 shows the structure of the analog prefix function 12 in the central office DSL modem 8 according to a preferred embodiment of the present invention. This will be described in detail. As described above, this structure allows the analog pre-function 12 to be integrated into a single integrated circuit, which adds less cost, improved system reliability and improved telecommunications implemented by the system of FIG. It offers significant advantages including component matching. The integrated circuit of the analog prefix function 12 is of the so-called "mixed signal" type, which allows for performing both digital and analog processing. Of course, the additional scale of integration may also apply to the analog pre-function 12 as described herein with either the digital transceiver function 10 or the line driver 14 or both, as appropriate to the available manufacturing technology. Again, this can be achieved by integration.

【0043】アナログ前置機能12は、上に説明したデ
ィジタル・トランシーバ機能10に類似して、送信側及
び受信側を含む。本発明のこの実施形態では、送信側及
び受信側は、インタフェース及び制御機能42Cを共用
し、このインタフェースを介してアナログ前置機能12
がディジタル・トランシーバ機能10と通信する。イン
タフェース及び制御機能42Cは並列ディジタル・イン
タフェースを含み、このインタフェースを介して、電話
局DSLモデム8によって送信されるディジタル語がア
ナログ前置機能12によって受信され、これを介して、
ツイストペア線施設TWPから受信されかつアナログ前
置機能12によって処理されたデータがディジタル語と
してディジタル・トランシーバ機能10へ通信される。
本発明の好適な実施形態に従って、この並列インタフェ
ースは、16ビット並列インタフェースであり、このイ
ンタフェースからのデータの読出し及びこのインタフェ
ースへのデータの書込みを制御するためにエッジ・トリ
ガ形の読出しストローブ入力及び書込みストローブ入力
を有する。更に、インタフェース及び制御機能42C
は、制御語を記憶するために多数のレジスタを含み、こ
れらの制御語は、(下に説明するように)種々のプログ
ラム可能増幅器用利得値、種々のフィルタ・ブロック及
び機能をバイパスする又は動作可能(enable)とするス
イッチ制御、及びアナログ前置機能12の場合、(以下
でまた更に詳細に説明する)受信端での入力インピーダ
ンス整合用スイッチ制御のような、アナログ前置機能1
2内の種々の機能の状態を設定する。
The analog prefix function 12 includes a transmitter and a receiver, similar to the digital transceiver function 10 described above. In this embodiment of the invention, the sender and receiver share an interface and control function 42C through which the analog pre-function 12
Communicates with the digital transceiver function 10. The interface and control function 42C includes a parallel digital interface, over which digital words transmitted by the central office DSL modem 8 are received by the analog prefix function 12, through which
Data received from the twisted pair facility TWP and processed by the analog prefix function 12 is communicated to the digital transceiver function 10 as a digital word.
In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the parallel interface is a 16-bit parallel interface, and has an edge-triggered read strobe input and Has a write strobe input. In addition, interface and control functions 42C
Includes a number of registers for storing control words, which bypass or operate (as described below) various programmable amplifier gain values, various filter blocks and functions. In the case of switch control to enable and analog pre-function 12, analog pre-function 1 such as switch control for input impedance matching at the receiving end (described below and in more detail).
2 sets the status of various functions.

【0044】インタフェース及び制御機能42Cはま
た、制御情報をディジタル・トランシーバ機能10から
受信し及びこれへ供給する適当な信号インタフェースを
含む。本発明のこの実施形態では、直列ポートSPが、
以下に述べるように、クロック信号の周波数を設定する
のに使用されるような制御情報を受信するために設けら
れている。JTAG規格に従うような従来の走査試験が
また、好適には、インタフェース及び制御機能42Cを
経由して実施される。
Interface and control function 42C also includes a suitable signal interface for receiving and providing control information from digital transceiver function 10. In this embodiment of the invention, the serial port SP is:
As described below, it is provided for receiving control information such as used to set the frequency of the clock signal. Conventional scanning tests, such as according to the JTAG standard, are also preferably performed via the interface and control functions 42C.

【0045】クロック回路66Cがアナログ前置機能1
2の送信側及び受信側によって共用され、これらの同期
動作のために相当するクロック制御を行う。本発明の好
適な実施形態に従って、クロック回路66Cは、外部電
圧制御水晶発振器(VCXO)65Xに基づいて内部
(及び、もし望むならば、外部)クロック信号を発生す
る。アナログ前置機能12で、ディジタル/アナログ
(DA)変換器63Cが備わり、これは、(特にこの機
能内の直列ポートSPに供給される更新信号を介して)
インタフェース及び制御機能42Cによって発生された
制御信号に応答して、アナログ信号を発生し、この信号
が電圧制御水晶発振器65Xに供給され、それゆえこれ
を制御する。DA変換器63Cは、好適な実施形態で
は、12ビット直列DA変換器であり、これは高周波数
(例えば、35.328MHz)VCXO65Xに適し
た精細解像度を生じる。
The clock circuit 66C has the analog pre-function 1
2 is shared by the transmitting side and the receiving side, and performs corresponding clock control for their synchronous operation. In accordance with a preferred embodiment of the present invention, clock circuit 66C generates an internal (and external, if desired) clock signal based on an external voltage controlled crystal oscillator (VCXO) 65X. In the analog prefix function 12, a digital / analog (DA) converter 63C is provided, which (in particular via an update signal supplied to the serial port SP in this function).
In response to the control signal generated by the interface and control function 42C, an analog signal is generated, which is provided to and therefore controls the voltage controlled crystal oscillator 65X. The D / A converter 63C is, in the preferred embodiment, a 12-bit serial D / A converter, which produces a fine resolution suitable for high frequency (eg, 35.328 MHz) VCXO65X.

【0046】基準電圧源68C、好適には、バンドギャ
ップ基準電圧のような安定基準電圧回路がまたアナログ
前置機能12の送信側及び受信側によって共用され、デ
ィジタル/アナログ変換動作及びアナログ/ディジタル
変換動作にばかりでなく、アナログ前置機能12の他の
構成要素にもまた使用される必要基準電圧レべルを確立
するために従来の回路によって実現されることがある。
アナログ前置機能12の動作に使用され、電源分配及び
調整、汎用ポート通信などのような標準集積回路機能を
含む他の回路も、もちろん、このアナログ前置機能に含
むこともできるが、この説明の簡明目的のために示して
ない。アナログ前置機能12はまた、図4に示したよう
に、オーバサンプリング・レジスタ44Cを含み、この
レジスタは、以下に説明するディジタル・フィルタ動作
を実現するに当たってアナログ前置機能12の送信側及
び受信側の両方に使用されてよいような1つ以上のレジ
スタ段を含む。
A reference voltage source 68C, preferably a stable reference voltage circuit such as a bandgap reference voltage, is also shared by the transmitting and receiving sides of the analog pre-function 12 to provide digital / analog conversion operation and analog / digital conversion. Not only operation, but also other components of the analog pre-function 12 may be implemented by conventional circuitry to establish the required reference voltage levels used.
Other circuits used in the operation of the analog prefix function 12 and including standard integrated circuit functions such as power distribution and regulation, general purpose port communication, etc., can of course be included in this analog prefix function, but this description Not shown for simplicity purposes. The analog pre-function 12 also includes an oversampling register 44C, as shown in FIG. 4, which controls the transmission and reception of the analog pre-function 12 in implementing the digital filtering operation described below. It includes one or more register stages that may be used on both sides.

【0047】アナログ前置機能12の送信側を参照する
と、ディジタル・フィルタ46Cがオーバサンプリング
・レジスタ44Cからディジタル・データ語を受け取
り、アナログ/ディジタル変換に先立ち、これらのディ
ジタル・データ語にディジタル・フィルタ動作を実施す
る。図5は、本発明の好適な実施形態の模範的実施に対
して、オーバサンプリング・レジスタ44Cと組み合わ
せられたディジタル・フィルタ46Cを通るデータ・フ
ローを示す。これについて詳細に説明する。
Referring to the transmitter side of the analog pre-function 12, a digital filter 46C receives the digital data words from the oversampling register 44C and applies a digital filter to these digital data words prior to analog / digital conversion. Perform the operation. FIG. 5 shows the data flow through a digital filter 46C combined with an oversampling register 44C for an exemplary implementation of the preferred embodiment of the present invention. This will be described in detail.

【0048】図5に示したように、アナログ前置機能1
2によって実行されるディジタル・フィルタ動作プロセ
スは多数のオプションを含む。これらのオプションは、
ディジタル・トランシーバ機能10によって供給される
ディジタル・データの周波数及び特性に依存してスイッ
チS1からスイッチS4によって選択可能である。オー
バサンプリングされたディジタル/アナログ変換ダウン
ストリームを供給するために、補間フィルタ・プロセス
70がサンプリング・レートを2倍に高める。この模範
的実現では、単に、オーバサンプリング・レジスタ44
Cの1つを、次のように、交互式にロードすることによ
って、サンプリング・レートを2,208kHzから
4,416kHzに高める。すなわち、各入力サンプル
値間で零値化サンプルをロードしておいて、オーバサン
プリング・レジスタ44Cに実際の入力サンプルをロー
ドする速度の2倍の速度でレジスタ44Cの出力をサン
プリングする。補間フィルタ・プロセス70を遂行する
のではなくむしろ零値化サンプルを挿入することは、各
ロードした入力サンプル値を単に2回サンプルすること
によって、そうでなければ、オーバサンプリングから起
こるかもしれないcos[πf/fc]減衰を除去すると
いう利点をもたらす。これに代えて、cos[πf/
c]減衰を補償する計算能力が利用可能であるならば、
ディジタル・トランシーバ機能10内のIFFTプロセ
ス22Cによってこれを補償できることが予想される。
As shown in FIG. 5, the analog prefix function 1
The digital filter operation process performed by 2 includes a number of options. These options are
Selectable by switches S1 to S4 depending on the frequency and characteristics of the digital data provided by digital transceiver function 10. Interpolation filter process 70 doubles the sampling rate to provide an oversampled digital-to-analog conversion downstream. In this exemplary implementation, simply the oversampling register 44
The sampling rate is increased from 2,208 kHz to 4,416 kHz by loading one of Cs alternately as follows. That is, the zero-valued sample is loaded between each input sample value, and the output of the register 44C is sampled at twice the speed of loading the actual input sample into the oversampling register 44C. Inserting the zeroed samples rather than performing the interpolation filter process 70 is by simply sampling each loaded input sample value twice, otherwise cos which may result from oversampling. It provides the advantage of removing [πf / f c] attenuation. Instead, cos [πf /
f c ] If computational power to compensate for the decay is available,
It is expected that this can be compensated for by the IFFT process 22C in the digital transceiver function 10.

【0049】補間フィルタ・プロセス70をバイパスし
ようと否とにかかわらず、次いで、ディジタル低域通過
フィルタ71が着信ディジタル・サンプル入力値に適用
される。ディジタル低域通過フィルタ71は、プロセス
70の零挿入オーバサンプリングによって招いた利得損
失を補償するために備わる。更に、補間フィルタ・プロ
セス70が零値化サンプルの挿入によって遂行される場
合には、cos[πf/fc]減衰は遂行されない。ディ
ジタル低域通過フィルタ71は、DSL通信に対して実
施されると予想される所望の電力スペクトル密度(ps
q)ロール・オフ仕様を達成するために、おそらく必要
となる。補間フィルタ・プロセス70に係わる利得損失
に関して、ディジタル低域通過フィルタ71は、好適に
は、もし補間フィルタ・プロセス70をバイパスしない
ならば6dBの利得を与えるが、もしスイッチS1を閉
じかつスイッチS3を開くことによってフィルタ・プロ
セス70をバイパスするならば、0dB利得を与える。
With or without bypassing the interpolation filter process 70, a digital low-pass filter 71 is then applied to the incoming digital sample input value. Digital low pass filter 71 is provided to compensate for gain loss caused by zero insertion oversampling of process 70. Further, if the interpolation filter process 70 is performed by inserting zero-valued samples, cos [πf / f c] attenuation is not performed. Digital low-pass filter 71 provides the desired power spectral density (ps) expected to be implemented for DSL communications.
q) Probably needed to achieve roll-off specification. Regarding the gain loss associated with the interpolation filter process 70, the digital low pass filter 71 preferably provides a 6 dB gain if not bypassing the interpolation filter process 70, but closes switch S1 and switches S3. If the filter process 70 is bypassed by opening, it will provide 0 dB gain.

【0050】本発明の好適な実施形態によると、ディジ
タル低域通過フィルタ71は、32タップ有限インパル
ス応答(FIR)低域通過フィルタであり、(零群遅延
歪みに対して)対称係数タップ加重を有する。好適な実
施では、b(すなわち、フィード・フォワード)係数b
0〜b32は、次のとおりである。
According to a preferred embodiment of the present invention, the digital low-pass filter 71 is a 32-tap finite impulse response (FIR) low-pass filter that applies symmetric coefficient tap weights (for zero group delay distortion). Have. In a preferred implementation, the b (ie, feed forward) coefficient b
0 ~b 32 is as follows.

【0051】[0051]

【数1】 (Equation 1)

【0052】ディジタル低域通過フィルタ71は、現行
TIE1.413規格に従って、1,104kHzから
2,208kHz帯域で適当な帯域内電力スペクトル密
度を与える。
The digital low-pass filter 71 provides an appropriate in-band power spectral density in the 1,104 kHz to 2,208 kHz band according to the current TIE 1.413 standard.

【0053】次に、ディジタル高域通過フィルタ72が
図4のディジタル・フィルタ46Cの部分としてアナロ
グ前置機能12によって遂行されることがある。ディジ
タル高域通過フィルタ72は、好適には、一次高域通過
フィルタであって、例えば、無限インパルス応答(II
R)フィルタとして従来のディジタル・フィルタ設計技
術を介して実施された10.7kHzの−3dB折れ点
周波数を有する。模範的な実施では、フィルタ72から
生じる合計リップルは25kHzから1,104kHz
の帯域幅にわたって約0.55dBであり、群遅延は2
5kHzにおける1.7μsから1,104kHzにお
ける1.7nsと変動する。フィルタ72は、電話局の
POTSスプリッタと組み合わせて使用されるとき、T
1E1.413規格のPOTS帯域干渉仕様を満足す
る。
Next, a digital high pass filter 72 may be performed by the analog pre-function 12 as part of the digital filter 46C of FIG. The digital high-pass filter 72 is preferably a first-order high-pass filter, for example, an infinite impulse response (II
R) The filter has a −3 dB breakpoint frequency of 10.7 kHz implemented via conventional digital filter design techniques. In an exemplary implementation, the total ripple resulting from filter 72 is from 25 kHz to 1,104 kHz.
Is approximately 0.55 dB over a bandwidth of
It varies from 1.7 μs at 5 kHz to 1.7 ns at 1,104 kHz. Filter 72, when used in combination with a central office POTS splitter,
Satisfies the POTS band interference specification of 1E1.413 standard.

【0054】補間フィルタ・プロセス74は、これを介
して1つ以上のオーバサンプリング・レジスタ44C
が、やはり各実際の入力サンプル間に零値化サンプルを
挿入することによって、サンプリング・レートを2倍に
高めるもう1つのプロセスである。補間フィルタ・プロ
セス74の場合、オーバサンプリング・レジスタ44C
の適当な1つが4,416kHzでロードされ、その出
力を8,832kHzでサンプリングして、プロセス7
0について上に示したのと類似の伝達関数を生じるが、
異なる周波数fcで以てである。補間フィルタ・プロセ
ス70,74の結果として、遂行するディジタル/アナ
ログ変換をオーバサンプリング・レートですなわち信号
帯域幅の8倍で実行することになり、以下に説明するよ
うに、ダウンストリーム・アナログ・フィルタ動作の複
雑性を緩和する。
Interpolation filter process 74 is used to perform one or more oversampling registers 44C
Is another process that doubles the sampling rate, again by inserting nulled samples between each actual input sample. In the case of the interpolation filter process 74, the oversampling register 44C
Is loaded at 4,416 kHz, and its output is sampled at 8,832 kHz and the process 7
Produces a transfer function similar to that shown above for 0,
It is by following a different frequency f c. As a result of the interpolation filter processes 70, 74, the digital-to-analog conversion to be performed will be performed at the oversampling rate, ie, eight times the signal bandwidth, and as described below, the downstream analog filter Reduce operational complexity.

【0055】次いで、ディジタル低域通過フィルタ・プ
ロセス76が補間フィルタ・プロセス74のオーバサン
プリングされた出力に適用されて、ディジタル・データ
に帯域幅制限を施し、ダウンストリーム・アナログ・フ
ィルタ動作の複雑性をまた緩和する。本発明の好適な実
施形態に従って、ディジタル低域通過フィルタ・プロセ
ス76が対称タップ加重での有限インパルス応答を介し
て実現され、これがアナログ前置機能12を通しての総
合遅延歪みを最小限にする。ディジタル低域通過フィル
タ・プロセス76の特に有利な実現は、7タップ及び1
4非零ビットを使用し、これが乗算をアナログ前置機能
12内の少数のけた送り回路及び加算回路で以て簡単に
実施できるようにする。この例では、タップ加重は、次
のように設定される。
Next, a digital low-pass filter process 76 is applied to the oversampled output of the interpolation filter process 74 to place a bandwidth limit on the digital data and reduce the complexity of the downstream analog filter operation. Also relax. In accordance with a preferred embodiment of the present invention, a digital low pass filter process 76 is implemented via a finite impulse response with symmetric tap weights, which minimizes overall delay distortion through the analog pre-function 12. A particularly advantageous implementation of the digital low pass filter process 76 is a seven tap and one tap.
Using four non-zero bits, this allows the multiplication to be easily performed with a few digit shift and add circuits in the analog pre-function 12. In this example, the tap weights are set as follows.

【0056】[0056]

【数2】 (Equation 2)

【0057】本発明の好適な実施形態に従って、特にT
1E1.413規格のような知られた規格を実施するた
めに、これら2のべきのタップ重み係数が、好適には、
アナログ前置機能12内にハード配線される。これに代
えて、電気通信規格が時の経つに連れて変わり得る速度
を特に考慮して、アナログ前置機能12はレジスタ又は
他のアドレス可能な場所を備えてよく、これらにタップ
の数及びタップ重み係数をプログラム可能にしてもよ
い。ディジタル低域通過フィルタ・プロセス76の出力
は、好適には、値(2−1/64)を乗じられ、その結
果、その利得はいかなる周波数でも6dBを超えること
はない。次いで、ディジタル低域通過フィルタ・プロセ
ス76の結果が、図4に示したように、DA変換器48
Cに供給される。
According to a preferred embodiment of the present invention, in particular T
To implement a known standard such as the 1E1.413 standard, these two power tap weighting factors are preferably
Hardwired within the analog prefix function 12. Alternatively, analog pre-function 12 may include registers or other addressable locations, particularly considering the speed at which telecommunications standards may change over time, including the number of taps and taps. The weighting factor may be programmable. The output of the digital low-pass filter process 76 is preferably multiplied by the value (2-1 / 64) so that its gain does not exceed 6 dB at any frequency. The result of the digital low pass filter process 76 is then applied to the D / A converter 48 as shown in FIG.
C.

【0058】ディジタル高域通過フィルタ72が使用さ
れるならば、このフィルタとディジタル低域通過フィル
タ・プロセス76との結果として、ダウンストリーム・
アナログ・フィルタ動作の複雑性を現行DSL規格によ
って要求するものから極めて減少させる。アナログ信号
に対する阻止帯域要件はディジタル低域通過フィルタ7
2、補間フィルタ・プロセス74によっては修正されな
いが、この実施形態では、その過渡帯域特性が大いに緩
和されて、1.5MHzで追加の減衰は要求されないよ
うになり、3MHzで−4dBの減衰が必要であるに過
ぎないようになる。そのフィルタ動作の量は、以下に説
明するように、簡単なアナログ・フィルタ動作で以て比
較的容易に実施される。
If a digital high pass filter 72 is used, this filter and the digital low pass filter process 76 result in a downstream
The complexity of analog filter operation is greatly reduced from that required by the current DSL standard. The stopband requirement for analog signals is the digital low pass filter 7
2. Although not modified by the interpolation filter process 74, in this embodiment the transient band characteristics are greatly relaxed so that no additional attenuation is required at 1.5 MHz, and -4 dB attenuation is required at 3 MHz. It will only be. The amount of filtering is relatively easily implemented with simple analog filtering, as described below.

【0059】スイッチS1からスイッチS4の状態は、
ディジタル・トランシーバ機能10によって供給される
ディジタル出力の周波数に依存して、本発明のこの実施
形態では、ディジタル・トランシーバ機能10からの制
御信号によって決定されることになる。例えば、もしデ
ィジタル・トランシーバ機能10の出力が2,208k
Hzであるならば、スイッチS3及びスイッチS4が閉
じかつスイッチS1及びスイッチS2が開くことにな
り、その結果、両補間フィルタ・プロセス70,74か
つまたディジタル高域通過フィルタ72がディジタル・
データに適用されることになる。これに代わり、もしデ
ィジタル・トランシーバ機能10の出力が既に4,41
6kHにあるならば、スイッチS1が閉じ、スイッチS
3が開き、スイッチS2,S4が高域通過フィルタ71
が必要であるかどうかに依存して開き又は閉じることに
なる。これは、アナログ前置機能12の実施にかなりの
程度の柔軟性を与える。
The states of the switches S1 to S4 are as follows.
Depending on the frequency of the digital output provided by digital transceiver function 10, in this embodiment of the present invention will be determined by the control signal from digital transceiver function 10. For example, if the output of digital transceiver function 10 is 2,208 k
Hz, switches S3 and S4 will be closed and switches S1 and S2 will be open, so that both interpolation filter processes 70, 74 and also digital high-pass filter 72
Will be applied to the data. Alternatively, if the output of digital transceiver function 10 is already 4,41
If at 6 kHz, switch S1 is closed and switch S1 is closed.
3 is opened and switches S2 and S4 are connected to the high-pass filter 71.
Will open or close depending on whether it is needed. This gives a considerable degree of flexibility to the implementation of the analog prefix function 12.

【0060】図4をまた参照すると、フィルタされたデ
ィジタル・データがDA変換器48Cに供給される。図
6は、本発明の好適な実施形態によるDA変換器48C
の構造の例を示す。本発明の好適な実施形態によるDA
変換器48Cは、14ビット電流ステアリング・アーキ
テクチャDA変換器であって、8,832kHzの変換
速度に対して、4Xオーバサンプリングで動作する。本
発明の好適な実施形態に従って、DA変換器48Cは、
2つの時間インタリーブ7ビット・ファイン・サブDA
変換器を含むLSBサブDA変換器アレー80と組み合
わせられた、7ビット粗MSBサブDA変換器アレー7
8によって実現される。粗MSBサブDA変換器アレー
78は128PMOSカスコード電流源からなり、これ
と組み合わされてLSBサブDA変換器アレー80内の
2つのファイン・サブDA変換器が2つの追加の校正さ
れたPMOS電流源のカスコードを形成する。これらの
サブDA変換器の全てが共通重心レイアウト・トポロジ
ーを利用する。
Referring again to FIG. 4, the filtered digital data is provided to DA converter 48C. FIG. 6 illustrates a DA converter 48C according to a preferred embodiment of the present invention.
An example of the structure of FIG. DA according to a preferred embodiment of the present invention
Converter 48C is a 14-bit current steering architecture D / A converter that operates at 4X oversampling for a conversion rate of 8,832 kHz. According to a preferred embodiment of the present invention, the DA converter 48C comprises:
Two time interleaved 7-bit fine sub DA
7-bit coarse MSB sub D / A converter array 7 combined with LSB sub D / A converter array 80 including a converter
8 is realized. The coarse MSB sub-DA converter array 78 comprises a 128 PMOS cascode current source, in combination with which the two fine sub-DA converters in the LSB sub-DA converter array 80 provide two additional calibrated PMOS current sources. Form a cascode. All of these sub-DA converters utilize a common centroid layout topology.

【0061】現在モデム製造技術に従って、プロセス制
御がLSB・DA変換器の必要な線形性を保証するに充
分であると予想されるが、MSB・DA変換器について
はそうではない。MSBサブDA変換器アレー78及び
LSBサブDA変換器アレー80の電流源が校正回路8
5及び校正論理84を経由して連続的に校正される。こ
の校正は4kHzと25kHzとの間の周波数スペクト
ルの不使用部分、例えば、4.190kHzにある速度
で実施されるが、それは、その校正周波数でのスプリア
ス・トーンによって起こされる不安定性を回避する一
方、各電流源内の校正されたPMOSゲートからの電荷
漏れに因る推定誤りを補償するためである。この校正技
術は、D・W・J・グローネベルド他,「モノリシック
高解像度DA変換器の自己校正技術」,固体回路誌,巻
SC−24(IEEE,1989年12月),1517
〜1522頁(D.W.J. Groeneveld et al.,“A Self‐
Calibration Technique for Monolithic High Resolu
tion D/A Converters”,J.Solid State Circ.,Vol.S
C-24(IEEE,Dec.1989),pp.1517‐1522)に説明され
ている。この校正は、好適には、DA変換器48Cの全
14ビット解像度まで線形になされるが、7ビット解像
度まで線形であるにはアレー80内の7ビット・サブD
A変換器が必要とされるに過ぎない。
According to modem manufacturing techniques at present, it is expected that process control will be sufficient to guarantee the required linearity of the LSB to DA converter, but not to the MSB to DA converter. The current sources of the MSB sub D / A converter array 78 and the LSB sub D / A converter array 80 are the calibration circuit 8
5 and is continuously calibrated via calibration logic 84. This calibration is performed at a rate that is in the unused portion of the frequency spectrum between 4 kHz and 25 kHz, eg, 4.190 kHz, while avoiding the instability caused by spurious tones at that calibration frequency. , To compensate for estimation errors due to charge leakage from the calibrated PMOS gate in each current source. This calibration technique is described in DWJ Gronebeld et al., “Self-calibration technique of monolithic high-resolution DA converter”, Solid State Circuit Magazine, Volume SC-24 (IEEE, December 1989), 1517.
-1522 (DWJ Groeneveld et al., “A Self-
Calibration Technique for Monolithic High Resolu
tion D / A Converters ”, J. Solid State Circ., Vol.S
C-24 (IEEE, Dec. 1989), pp. 1517-1522). This calibration is preferably done linearly up to the full 14-bit resolution of the D / A converter 48C, but to be linear up to 7-bit resolution, the 7-bit sub-D
Only an A-converter is needed.

【0062】DA変換器48Cは電流出力スイッチ82
を含み、これらのスイッチはアレー78,80の電流源
を増幅器88(DA変換器出力)へ又は校正回路85へ
のどちらかへ切り換える。LSBサブDA変換器アレー
80内の2つのファイン・サブDA変換器が2つの追加
の校正されたPMOSのカスコードを形成し、1つのサ
ブDA変換器カスコードが校正回路85内へ切り換えら
れる一方、他のサブDA変換器がDA変換器出力上の増
幅器88に接続されるように、時間インタリーブされ
る。更に、MSBサブDA変換器アレー78用予備MS
B電流源及びLSBサブDA変換器アレー80内の両サ
ブDA変換器が電流出力スイッチ82によって「保持」
状態へ切り換えられ、この場合、電流は増幅器88へも
校正回路85へも切り換えられない。
The DA converter 48C includes a current output switch 82
These switches switch the current sources of the arrays 78, 80 either to an amplifier 88 (D / A converter output) or to a calibration circuit 85. The two fine sub D / A converters in the LSB sub D / A converter array 80 form two additional calibrated PMOS cascodes, with one sub D / A cascode being switched into the calibration circuit 85 while the other. Are time-interleaved such that the sub-D / A converter is connected to the amplifier 88 on the D / A converter output. Further, a spare MS for the MSB sub DA converter array 78
B current source and both sub D / A converters in LSB sub D / A converter array 80 are “held” by current output switch 82
State, in which case no current is switched to amplifier 88 or calibration circuit 85.

【0063】2進−温度計デコーダ85がアレー78内
の粗サブDA変換器に対する温度計デコーディングを行
う。アレー80内の7ビット・ファイン・サブDA変換
器が、チップ領域削減の目的のために、5−2セグメン
ト化デコードに対して、5ビット温度計と2ビット2進
デコーディングとの組合せを利用する。
A binary-thermometer decoder 85 performs thermometer decoding for the coarse sub D / A converter in the array 78. 7-bit fine sub D / A converter in array 80 uses a combination of 5-bit thermometer and 2-bit binary decoding for 5-2 segmented decoding for chip area reduction purposes I do.

【0064】アレー78,80からの出力電流は、バイ
アス及び基準電流回路86内で発生された基準電流の整
数倍である。基準電流回路86は、抵抗器に接続された
出力を有する単位利得帰還結線状態にある増幅器を使用
して、精確基準バンドギャップ電圧を基準電流に変換す
る。この基準増幅器の回りに帰還ループを完成するよう
に作られた接続が基準抵抗器上の16タップでディジタ
ル的に選択可能である。基準電流回路86内のディジタ
ル的にトリムされる抵抗器は、1%の間隔で選択可能な
±8%幅(range)を有する。更に、この基準抵抗器
は、抵抗性帰還を経由してDA変換器出力電流を出力電
圧に変換するために、プロセス裕度の関係上、好適に
は、増幅器88内の帰還抵抗器と整合させられる。この
整合はDA変換器48Cの出力電圧を増幅器88内及び
基準電流回路86内に存在する抵抗器の比であるように
させ、その結果、DA変換器48Cの出力電圧のこれら
の抵抗器の絶対値への依存性を一次まで除去する。残り
の誤り機構は、増幅器88のオフセット電圧及び基準電
流と校正電流との間の固有オフセット電流を含む。これ
らの残留オフセット誤りは全目盛DA変換器利得誤りの
一因となり、DA変換器48Cの利得をその所望値の1
%以内にトリムするために基準抵抗器上の±8%トリム
幅を必要とする。
The output current from arrays 78 and 80 is an integer multiple of the reference current generated in bias and reference current circuit 86. The reference current circuit 86 converts the precise reference bandgap voltage to a reference current using an amplifier in unity gain feedback connection having an output connected to a resistor. A connection made to complete the feedback loop around this reference amplifier is digitally selectable with 16 taps on the reference resistor. The digitally trimmed resistors in the reference current circuit 86 have a selectable ± 8% range at 1% intervals. Further, this reference resistor is preferably matched with the feedback resistor in the amplifier 88 because of the process margin in order to convert the D / A converter output current to the output voltage via resistive feedback. Can be This matching causes the output voltage of the D / A converter 48C to be the ratio of the resistors present in the amplifier 88 and the reference current circuit 86, so that the absolute value of these resistors in the output voltage of the D / A converter 48C. Remove dependencies on values to first order. The remaining error mechanisms include the offset voltage of amplifier 88 and the inherent offset current between the reference current and the calibration current. These residual offset errors contribute to the full scale D / A converter gain error, and reduce the gain of the D / A converter 48C to its desired value of one.
Requires ± 8% trim width on reference resistor to trim to within%.

【0065】DA変換器48Cのこの構造が理由で、そ
の出力波形は階段(零次保持型)のものである。それゆ
え、DA変換器48Cの出力の電力スペルトル密度(p
sd)は、次のような周波数応答によって有効に変調さ
れる。
Because of this structure of the DA converter 48C, its output waveform is a staircase (zero order holding type). Therefore, the power spectral density of the output of the DA converter 48C (p
sd) is effectively modulated by the following frequency response:

【0066】[0066]

【数3】 (Equation 3)

【0067】この場合、上述したように、サンプリング
周波数fcは、8,832kHzである。この変調は、
1,104kHz通過帯域を目立つほど歪ませない。も
し望むならば、この歪みをIFFTプロセス22C中に
ディジタル・トランシーバ機能10で事前補償する。い
ずれにしても、AD変換器48Cの出力に行われた電力
スペクトル密度変調は、そうでなければダウンストリー
ム・アナログ・フィルタ動作を必要とする阻止帯域除去
のいくらかを行い、それゆえ、このようなアナログ・フ
ィルタの複雑性を減少させる。
[0067] In this case, as described above, the sampling frequency f c is 8,832KHz. This modulation is
The 1,104 kHz passband is not noticeably distorted. If desired, this distortion is pre-compensated with digital transceiver function 10 during IFFT process 22C. In any case, the power spectral density modulation applied to the output of A / D converter 48C performs some of the stopband rejection that would otherwise require downstream analog filter operation, and therefore Reduce the complexity of analog filters.

【0068】図4に示したように、DA変換器48Cの
アナログ出力がアナログ低域通過フィルタ50Cに供給
される。本発明の好適な実施形態によるアナログ低域通
過フィルタ50Cは、三次チェヴィシェフ連続時間フィ
ルタであって、従来の技術に従って実施され、伴うリッ
プルは好適には公称1.325MHz通過帯域で±0.
5dB未満である。この比較的簡単なアナログ・フィル
タは、上に論じたフィルタ・プロセス72,76内のフ
ィルタ46Cによって先に行われたディジタル・フィル
タ動作の程度だけ動作可能とされる。
As shown in FIG. 4, the analog output of the DA converter 48C is supplied to an analog low-pass filter 50C. Analog low-pass filter 50C according to a preferred embodiment of the present invention is a third-order Chebyshev continuous-time filter, implemented in accordance with the prior art, with the associated ripple preferably ± 0.3 at a nominal 1.325 MHz passband.
It is less than 5 dB. This relatively simple analog filter is enabled to the extent of the digital filter operation previously performed by the filter 46C in the filter processes 72, 76 discussed above.

【0069】効力のある(operative)DSL規格の特
定電力スペクトル密度仕様に依存して、アナログ低域通
過フィルタ50Cは、推定されるプロセス変動にわたっ
てこれらの仕様を満たすようにトリム可能であってもな
くてもよい。起こるかもしれない折れ点周波数の変動に
かかわらず、アナログ低域通過フィルタ50Cはトリム
されないのが、もちろん、アナログ前置機能12の集積
化を実施する理由から、好適である。しかしながら、現
行T1E1.413「事案(Issue)II」規格が与え
られると、アナログ前置機能12がその総合電力スペク
トル密度要件を満たすためには、1トリミング・ビット
(ヒューズ)の追加が必要になると予想される。
Depending on the specific power spectral density specifications of the operative DSL standard, the analog low-pass filter 50C may or may not be trimmable to meet these specifications over the estimated process variation. You may. Regardless of the break frequency variation that may occur, it is preferred that the analog low-pass filter 50C is not trimmed, of course, because it implements the integration of the analog pre-function 12. However, given the current T1E1.413 "Issue II" standard, it would be necessary to add one trimming bit (fuse) for the analog pre-function 12 to meet its overall power spectral density requirements. is expected.

【0070】更に、公称よりも40%低い折れ点周波数
で、アナログ低域通過フィルタ50Cによって生じる最
悪ケース群遅延が約285nsから約655nsと周波
数に従って変動することが観察されている。この僅かな
群遅延は、上に論じたディジタル・フィルタ46Cの実
施によって動作可能とされたアナログ低域通過フィルタ
50Cの低複雑性から直接生じる。ディジタル・フィル
タ46Cによって生じた最悪ケース群遅延と組み合わさ
れて、アナログ前置機能12の送信側を通しての総合最
悪ケース群遅延は約1.78μsであり、これはDSL
通信にとって適当である。
Further, it has been observed that the worst case group delay caused by the analog low pass filter 50C varies with frequency from about 285 ns to about 655 ns at a breakpoint frequency that is 40% lower than nominal. This small group delay results directly from the low complexity of the analog low-pass filter 50C enabled by the implementation of the digital filter 46C discussed above. Combined with the worst case group delay introduced by digital filter 46C, the total worst case group delay through the transmitter of analog pre-function 12 is about 1.78 μs, which is DSL
Suitable for communication.

【0071】アナログ低域通過フィルタ50Cの出力
は、プログラム可能減衰器52Cに供給され、この減衰
器は従来の技術に従って構成される。プログラム可能減
衰器52Cは、アナログ前置機能12に(例えば、イン
タフェース及び制御機能42Cに)書き込まれた制御語
を介して1dBステップで選択可能な、0dBから−2
4dBを与える。プログラム可能減衰器52Cに供給さ
れる入力中雑音(inputrefered noise)は、DA変換器
48Cからの出力信号の信号対雑音比を劣化させないよ
うに、好適には、−138dBm/Hzの程度である。
このような雑音要件は、現行技術の能力内にあると信じ
られる。プログラム可能減衰器52Cの出力は、線路駆
動器14への線路TXP,TXM上に供給され、送信さ
れ、ディジタル・トランシーバ機能10によって実施さ
れる方法でコード化されるデータに相当するアナログ信
号に相当し、T1E1.413のような適用可能DSL
規格によって指定された周波数特性を有する。
The output of the analog low pass filter 50C is provided to a programmable attenuator 52C, which is constructed according to conventional techniques. Programmable attenuator 52C is selectable in 1 dB steps via a control word written to analog pre-function 12 (eg, interface and control function 42C) from 0 dB to -2.
Give 4 dB. The input referred noise provided to programmable attenuator 52C is preferably on the order of -138 dBm / Hz so as not to degrade the signal to noise ratio of the output signal from DA converter 48C.
Such noise requirements are believed to be within the capabilities of the current art. The output of the programmable attenuator 52C is provided on lines TXP, TXM to the line driver 14 and corresponds to an analog signal corresponding to data transmitted and encoded in a manner implemented by the digital transceiver function 10. And an applicable DSL such as T1E1.413
Has frequency characteristics specified by the standard.

【0072】POTSトラフィックをツイストペア線施
設TWPを通じて輸送しようとする場合、アナログ前置
機能12とツイストペア線施設TWPとの間の外部高域
通過フィルタを使用するのがPOTS遷移を取り除くの
に好適である。
If POTS traffic is to be transported through the twisted pair facility TWP, the use of an external high pass filter between the analog prefix function 12 and the twisted pair facility TWP is preferred to eliminate POTS transitions. .

【0073】アナログ前置機能12の受信側を参照する
と、線路RXP,RXMが線路駆動器14からプログラ
ム可能利得増幅器54Cに受けられる。プログラム可能
利得増幅器54Cは、好適には、着信信号を、制御語を
介して1dBステップずつ選択可能な0dBから3dB
へ、微細な方法で、増幅する。本発明の好適な実施形態
に従って、プログラム可能利得増幅器54Cの入力イン
ピーダンスは、図7及び図8に関して説明するように、
増幅器54Cの選択された利得にかかわらず、線路RX
P,RXM上で線路駆動器14に対して定入力インピー
ダンスを生じるようにインピーダンス整合回路56によ
って調節される。
Referring to the receiving side of the analog pre-function 12, the lines RXP, RXM are received from the line driver 14 into a programmable gain amplifier 54C. The programmable gain amplifier 54C preferably converts the incoming signal from 0 dB to 3 dB selectable in 1 dB steps via a control word.
Amplify in a fine manner. According to a preferred embodiment of the present invention, the input impedance of the programmable gain amplifier 54C, as described with respect to FIGS.
Regardless of the selected gain of amplifier 54C, line RX
It is adjusted by the impedance matching circuit 56 to generate a constant input impedance to the line driver 14 on P, RXM.

【0074】図7は、従来の様式で実施されたプログラ
ム可能利得増幅器54Cを示す。この例では、入力線路
RXPは、(アナログ前置機能12を構成する集積回路
のような)集積回路(図7の境界Bは集積回路のチップ
境界を示す)のボンディング・パッドBPに接続された
外部高域通過結合コンデンサ89を経由してこの集積回
路に容量的に結合されている。プログラム可能利得増幅
器54Cはその利得をスイッチS12,S23,S3X
の動作を通してプログラム可能に設定され、これらのス
イッチは演算増幅器90の反転入力と抵抗器R1,R
2,R3,RX間の接続点との間に接続され、これらの
スイッチは増幅器90の出力と外部結合コンデンサ89
との間に直列に接続されている。抵抗器R1,R2,R
3,RXの値は、典型的には、増幅器54Cに望まれた
プログラム可能利得レベルの範囲及び解像度に依存して
これらの抵抗器の間で変動する。増幅器90の非反転入
力が接地へバイアスされ、増幅器90の出力がアナログ
低域通過フィルタ58C(図4)に転送される。これに
代えて、増幅器90が差動増幅器として実施されてよ
く、特に、この場合、上述したように、2本の線路がア
ナログ信号を通信するために使用される(当業者はシン
グル・エンド入力に関して本明細書で説明されている増
幅回路の異なるバージョンを容易に実施することができ
ると予想される)。スイッチS12,S23,S3Xの
状態が、増幅器90に見られたように、帰還抵抗と入力
抵抗との間の比を設定することによって、プログラム可
能利得増幅器54Cの利得を決定する。技術上根本的で
あるように、演算増幅器の反転利得は、その帰還抵抗と
入力抵抗との間の比に比例する。例えば、もしスイッチ
S23を閉じかつ全ての他のスイッチS12,S3Xを
開くならば、プログラム可能利得増幅器54Cの利得
は、(RX+R3)/(R1+R2)に比例することに
なる。スイッチS12,S23,S3Xの他の組合せ
は、帰還抵抗の入力抵抗に対する異なる比を選択し、そ
れゆえ、異なる利得を選択することになる。しかしなが
ら、プログラム可能増幅器54Cの利得の変化は、その
高周波数挙動を変化させることになる。特に、容量C89
を持つ外部コンデンサ89によって確立された高域通過
フィルタは、1/Rin89によって決定される極を有す
ることになる。ここで、Rinは入力抵抗である。それゆ
え、高周波数動作でのこれらの変化は、その回路全体の
周波数応答を変化させることになる。
FIG. 7 shows a programmable gain amplifier 54C implemented in a conventional manner. In this example, the input line RXP is connected to a bonding pad BP of an integrated circuit (such as the integrated circuit forming the analog prefix function 12) (the boundary B in FIG. 7 indicates the chip boundary of the integrated circuit). It is capacitively coupled to the integrated circuit via an external high pass coupling capacitor 89. Programmable gain amplifier 54C adjusts its gain to switches S12, S23, S3X.
Are set to be programmable through the operation of these switches.
2, R3 and RX, these switches are connected between the output of the amplifier 90 and the external coupling capacitor 89.
Are connected in series. Resistors R1, R2, R
3, The value of RX typically varies between these resistors depending on the range and resolution of the programmable gain level desired for amplifier 54C. The non-inverting input of amplifier 90 is biased to ground and the output of amplifier 90 is transferred to analog low pass filter 58C (FIG. 4). Alternatively, the amplifier 90 may be implemented as a differential amplifier, and in particular, in this case, as described above, two lines are used to communicate analog signals (one skilled in the art will recognize a single-ended input It is anticipated that different versions of the amplifier circuits described herein with respect to can easily be implemented). The states of switches S12, S23, S3X determine the gain of programmable gain amplifier 54C by setting the ratio between the feedback resistance and the input resistance, as seen in amplifier 90. As is technically fundamental, the inverting gain of an operational amplifier is proportional to the ratio between its feedback resistance and input resistance. For example, if switch S23 is closed and all other switches S12, S3X are open, the gain of programmable gain amplifier 54C will be proportional to (RX + R3) / (R1 + R2). Other combinations of switches S12, S23, S3X will select different ratios of the feedback resistance to the input resistance, and therefore different gains. However, changing the gain of the programmable amplifier 54C will change its high frequency behavior. In particular, the capacity C 89
The high-pass filter established by the external capacitor 89 with has a pole determined by 1 / R in C 89 . Here, R in is the input resistance. Therefore, these changes in high frequency operation will change the frequency response of the entire circuit.

【0075】図8は、本発明の好適な実施形態に従っ
て、インピーダンス整合回路56と組み合わされたプロ
グラム可能利得増幅器54Cの実施を示す。これについ
て説明する。プログラム可能利得増幅器54Cの構造及
び動作は、図7に関して上に説明したのと変わらない。
図8に示した本発明の好適な実施形態では、インピーダ
ンス整合回路56は、ボンディング・パッドBPとプロ
グラム可能利得増幅器54Cの入力上の第1の入力抵抗
器R1との間で、外部結合コンデンサ89に接続され
る。本発明のこの実施形態におけるインピーダンス整合
回路56は、プログラム可能利得増幅器54Cの入力と
接地との間に直列に接続された多数の抵抗器を含む。ス
イッチS3X’,S23’,S12’が抵抗器RIX,
RI3,RI2,RI1のそれぞれの中間接続点と接地
との間に接続されており、その結果、スイッチS3
X’,S23’,S12’の各々は、閉じると、インピ
ーダンス整合回路56内の抵抗器RI3,RI2,RI
1の1つ以上を短絡する。本発明の好適な実施形態に従
って、スイッチS3X’,S23’,S12’はそれぞ
れ、スイッチS3X,S23,S12とタンデムに制御
される。例えば、スイッチS23を閉じかつスイッチS
3X,S12を開くと、スイッチS23’が閉じかつス
イッチS3’,S12’が全て開くことになる。
FIG. 8 illustrates an implementation of a programmable gain amplifier 54C combined with an impedance matching circuit 56 in accordance with a preferred embodiment of the present invention. This will be described. The structure and operation of the programmable gain amplifier 54C remains the same as described above with respect to FIG.
In the preferred embodiment of the present invention shown in FIG. 8, the impedance matching circuit 56 includes an external coupling capacitor 89 between the bonding pad BP and a first input resistor R1 on the input of the programmable gain amplifier 54C. Connected to. The impedance matching circuit 56 in this embodiment of the present invention includes a number of resistors connected in series between the input of the programmable gain amplifier 54C and ground. Switches S3X ', S23' and S12 'are connected to resistors RIX,
RI3, RI2, and RI1 are connected between their respective intermediate connection points and ground, so that the switch S3
When closed, each of X ', S23' and S12 'is connected to a resistor RI3, RI2, RI in the impedance matching circuit 56.
Short one or more of the ones. According to a preferred embodiment of the present invention, switches S3X ', S23', S12 'are controlled in tandem with switches S3X, S23, S12, respectively. For example, switch S23 is closed and switch S
When 3X and S12 are opened, switch S23 'is closed and switches S3' and S12 'are all open.

【0076】抵抗器RIX,RI3,RI2,RI1の
値は、ボンディング・パッドBPに生じる入力抵抗を利
用可能な利得にわたって実質的に一定に維持するような
方法で抵抗器R1,R2,R3,RXの値に相当するよ
うに選択される。これは、プログラム可能利得増幅器5
4Cとインピーダンス整合回路56の組合せの周波数応
答が、次に比例することになるという理由による。
The values of resistors RIX, RI3, RI2, and RI1 are such that resistors R1, R2, R3, and RX1 maintain the input resistance across bonding pad BP substantially constant over the available gain. Is selected to correspond to the value of This is a programmable gain amplifier 5
This is because the frequency response of the combination of 4C and the impedance matching circuit 56 will be proportional to:

【0077】[0077]

【数4】 (Equation 4)

【0078】ここで、R56は、スイッチS3X’,S2
3’,S12’の所与の選択に対するインピーダンス整
合回路56を通しての抵抗に相当する。
Here, R 56 is the switch S3X ′, S2
3 ', S12' corresponds to the resistance through the impedance matching circuit 56 for a given selection.

【0079】図8の構成で、ボンディング・パッドBP
に生じる入力抵抗は、増幅器90への入力抵抗として選
択された抵抗器R1,R2,R3と、これらに並列なか
つインピーダンス整合回路56を通してボンディング・
パッドBPと接地との間に直列接続されている抵抗器R
IX,RI3,RI2,RI1の相当するものとの合計
に等しい。例えば、もしスイッチS23及びスイッチS
23’を閉じるとともに、プログラム可能利得増幅器5
4C及びインピーダンス整合回路56内の全ての他のス
イッチを開くと、プログラム可能利得増幅器54Cによ
って生じる入力抵抗は、抵抗器R1,R2とこれらに並
列な抵抗器RIX,RI3との合成抵抗すなわち次に相
当する。
In the configuration of FIG. 8, the bonding pad BP
Is connected to resistors R1, R2, and R3, which are selected as input resistors to the amplifier 90, and to the bonding resistors through the impedance matching circuit 56 in parallel with these resistors.
Resistor R connected in series between pad BP and ground
It is equal to the sum of IX, RI3, RI2, and RI1 and their counterparts. For example, if switch S23 and switch S
23 'closed and programmable gain amplifier 5
Opening 4C and all other switches in impedance matching circuit 56, the input resistance created by programmable gain amplifier 54C is the combined resistance of resistors R1, R2 and resistors RIX, RI3 in parallel with them, ie, Equivalent to.

【0080】[0080]

【数5】 (Equation 5)

【0081】同様に、もしスイッチS12及びスイッチ
S12’を閉じ、他の全てのスイッチを開くならば、プ
ログラム可能利得増幅器54C及びインピーダンス整合
回路56が生じる入力抵抗は、次に相当する。
Similarly, if the switches S12 and S12 'are closed and all other switches are open, the input resistance produced by the programmable gain amplifier 54C and the impedance matching circuit 56 corresponds to:

【0082】[0082]

【数6】 (Equation 6)

【0083】スイッチS3X’,S23’,S12’の
利用可能なあらゆる選択を通じて入力抵抗の変動を最小
限にするような方法で、抵抗器R1,R2,R3,Rx
及び抵抗器RIX,RI3,RI2,RI1の値を容易
に設定することができる。例えば、抵抗器R1,R2,
R3,Rx及び抵抗器RIX,RI3,RI2,RI1
の次のような値は、比較的一定の入力インピーンスを与
える。
The resistors R1, R2, R3, Rx are arranged in such a way as to minimize the variation of the input resistance through all available choices of the switches S3X ', S23', S12 '.
In addition, the values of the resistors RIX, RI3, RI2, and RI1 can be easily set. For example, resistors R1, R2,
R3, Rx and resistors RIX, RI3, RI2, RI1
The following values of give a relatively constant input impedance.

【0084】[0084]

【表1】 [Table 1]

【0085】もちろん、当業者は、特定の実現に従っ
て、これらと異なる抵抗値を用いたプログラム可能増幅
器54Cとインピーダンス整合回路56との組合せを同
様に容易に実現することができると予想される。
Of course, it is anticipated that one skilled in the art will be able to similarly implement a combination of a programmable amplifier 54C and an impedance matching circuit 56 with different resistances, depending on the particular implementation.

【0086】インピーダンス整合回路56の実施のゆえ
に、プログラム可能利得増幅器54Cの利得は、本発明
の好適な実施形態によるアナログ前置機能12が内部に
実現される電話局DSLモデム8と現在通信している加
入者ループの特性に基づいてプログラム可能に選択する
ことができる。この選択は、線路駆動器14及びシステ
ムの残りに対して生じる入力インピーダンスを変更しな
いで行える。したがって、受信信号に対するアナログ前
置機能12の応答がインピーダンス整合回路56の実施
によって大いに改善される。
Because of the implementation of the impedance matching circuit 56, the gain of the programmable gain amplifier 54C is now in communication with the central office DSL modem 8 in which the analog pre-function 12 according to the preferred embodiment of the present invention is implemented. Can be programmably selected based on the characteristics of the current subscriber loop. This selection can be made without changing the input impedance that occurs to the line driver 14 and the rest of the system. Therefore, the response of the analog pre-function 12 to the received signal is greatly improved by the implementation of the impedance matching circuit 56.

【0087】図4に戻って参照すると、プログラム可能
利得増幅器54Cの出力はアナログ低域通過フィルタ5
8Cに供給され、これにプログラム可能利得増幅器60
Cによる増幅及びAD変換器62CによるAD変換が続
く。このシステムでは、アナログ前置機能12の受信側
で、アナログ低域通過フィルタ58Cが、主として、低
周波数信号帯域(直流から138kHzまで)の折り返
し崩壊を回避するために設けられている。アナログ低域
通過フィルタ50Cに関して上に説明したのと同じよう
に、アナログ低域通過フィルタ58Cは、従来の方法で
能動RC回路網として実現された三次チェヴィシェフ・
フィルタのような比較的簡単なアナログ・フィルタとし
て実施されてよく、6.0dB通過帯域幅利得及び約1
55kHzの折れ点周波数を有する。アナログ前置機能
12が単一集積回路に集積化されるならば、ポリシリコ
ン抵抗器及びポリシリコン−ポリシリコン・コンデンサ
が、これらの構成要素のプロセス変動に対する感度にか
かわらず、アナログ低域通過フィルタ58C内に使用さ
れる。アナログ低域通過フィルタ58Cを調節するため
にアナログ前置機能12の製造中のトリミングを使用す
ることもできる。しかしながら、以下に説明するように
アナログ低域通過フィルタ58Cのダウンストリームに
ディジタル・フィルタ64Cが存在するならば、折れ点
周波数の±13%変動の精度までのみのこのようなトリ
ミングが必要であるに過ぎない。本発明の好適な実施形
態に従って、このようなトリミングは、例えば、演算増
幅器の帰還ループ内の多数の並列コンデンサによって可
能とされ、これらのコンデンサは、技術上知られたよう
に、選択的に回路内へ又は回路の外へ切り換えられ、こ
のような切り換えの制御はこのような切り換えスイッチ
の入力上のヒューズの状態によって制御される論理機能
で以て実施される。
Referring back to FIG. 4, the output of programmable gain amplifier 54C is an analog low-pass filter 5C.
8C to which a programmable gain amplifier 60 is connected.
Amplification by C and AD conversion by the AD converter 62C follow. In this system, an analog low-pass filter 58C is provided on the receiving side of the analog pre-function 12, mainly to avoid folding collapse of the low-frequency signal band (from DC to 138 kHz). As described above with respect to analog low-pass filter 50C, analog low-pass filter 58C includes a third-order Chebyshev filter implemented in a conventional manner as an active RC network.
It may be implemented as a relatively simple analog filter, such as a filter, with a 6.0 dB passband gain and about 1 unit.
It has a break frequency of 55 kHz. If the analog pre-function 12 is integrated into a single integrated circuit, the polysilicon resistors and polysilicon-polysilicon capacitors may be used in analog low-pass filters regardless of the sensitivity of these components to process variations. Used in 58C. Manufacturing trimming of the analog pre-function 12 may also be used to adjust the analog low-pass filter 58C. However, if a digital filter 64C is present downstream of the analog low-pass filter 58C, as described below, such trimming only to an accuracy of ± 13% variation in the break frequency would be necessary. Not just. According to a preferred embodiment of the present invention, such trimming is enabled, for example, by a number of parallel capacitors in the feedback loop of the operational amplifier, and these capacitors are selectively circuitized as is known in the art. Switched in or out of the circuit, control of such switching is implemented with logic functions controlled by the state of the fuse on the input of such a switch.

【0088】この模範的実施では、これらの周波数で受
信信号内へ折り返されることがある信号の源は、アナロ
グ前置機能12自体の送信側によって発生される源であ
る。上述したように、アナログ前置機能12の送信側は
25kHzから1,104kHzの帯域にまたがり、ハ
イブリッド性能に依存して−52dBm/Hzと−40
sBm/Hzとの間で変動する電力スペクトル密度を有
する信号を発生している。電話局DSLモデム8内のハ
イブリッド16を通しての逆流損失(リターン・ロス)
が低いが、そこではループ減衰が高いとき最悪ケース状
況が起こり、その結果、アナログ前置機能12の送信側
からのエコー電力がツイストペア線施設TWPを通じて
の遠隔DSLモデム15からの受信信号電力に対して高
くなる。この状況で、アナログ前置機能12は、好適に
は、次のように制御される。すなわち、(線路駆動器1
4内の粗プログラム可能利得増幅器と組み合わせられ
た)プログラム可能利得増幅器54Cの利得がアナログ
低域通過フィルタ58Cへの入力に−2.44dBmか
ら−1.44dBmの範囲の信号電力を生じるように設
定される。ハイブリッド16を通しての逆流損失が周波
数依存性であると想定すると、この利得は30kHzか
ら1,104kHzまでの送信信号帯域では−61.7
5dBm/Hzに相当し、1,104kHzを過ぎると
−24dB/オクターブだけずれ込む(roll‐off)。
以下に挙げるように、AD変換器62Cはこの実施形態
では4,416kHzのレートでサンプリングするの
で、AD変換器62Cでの折り返し帯域幅の低端は2,
208kHzであるようになる。上の利得組合せは、
2,208kHzで−85.75dBm/Hzの電力ス
ペクトル密度を生じる。本発明の好適な実施形態による
アナログ低域通過フィルタ58Cによって2,208k
Hzで行われる減衰は少なくとも−65dBであり、プ
ログラム可能利得増幅器60Cによって与えられる5.
5dB利得を考慮しても、AD変換器62Cの入力にお
ける2,208kHzより上での電力スペクトル密度は
多くて−145.25dBm/Hzであり、このレベル
は本発明のこの実施形態によるAD変換器62Cの量子
化雑音より少なくとも−9dB下であるので、折り返し
歪みを実質的に除去する。本発明のこの実施形態による
アナログ低域通過フィルタ58Cによって生じる群遅延
は、その通過帯域にわたって2.3μsから5.25μ
sまで変動すると推定され、全体で約3μsの歪みを生
じる。
In this exemplary implementation, the source of the signal that may be folded back into the received signal at these frequencies is the source generated by the transmitter of analog pre-function 12 itself. As described above, the transmission side of the analog prefix function 12 spans the band from 25 kHz to 1,104 kHz, and depends on the hybrid performance.
It generates a signal having a power spectral density that varies between sBm / Hz. Return loss through hybrid 16 in central office DSL modem 8
Worst case situation occurs when the loop attenuation is high, so that the echo power from the transmitter side of the analog pre-function 12 is relative to the received signal power from the remote DSL modem 15 over the twisted pair facility TWP. Get higher. In this situation, the analog prefix function 12 is preferably controlled as follows. That is, (the line driver 1
The gain of the programmable gain amplifier 54C (combined with the coarse programmable gain amplifier in Figure 4) is set to produce a signal power at the input to the analog low-pass filter 58C in the range of -2.44 dBm to -1.44 dBm. Is done. Assuming that the backflow loss through the hybrid 16 is frequency dependent, this gain is -61.7 in the transmitted signal band from 30 kHz to 1,104 kHz.
It corresponds to 5 dBm / Hz, and after 1,104 kHz, it shifts by -24 dB / octave (roll-off).
As described below, since the AD converter 62C samples at a rate of 4,416 kHz in this embodiment, the low end of the folding bandwidth in the AD converter 62C is 2,
208 kHz. The above gain combination is
At 2,208 kHz, a power spectral density of -85.75 dBm / Hz is produced. The analog low-pass filter 58C according to the preferred embodiment of the present invention
The attenuation done in Hz is at least -65 dB and is provided by the programmable gain amplifier 60C.
Even considering the 5 dB gain, the power spectral density above 2,208 kHz at the input of the A / D converter 62C is at most -145.25 dBm / Hz, which is the level of the A / D converter according to this embodiment of the invention. Since it is at least -9 dB below the quantization noise of 62C, aliasing is substantially eliminated. The group delay created by the analog low-pass filter 58C according to this embodiment of the invention is from 2.3 μs to 5.25 μ over its passband.
s, resulting in a total distortion of about 3 μs.

【0089】受信アップストリーム信号がハイブリッド
16からのエコーより遥かに小さいこの最悪ケースで信
号レベルを−144dBmにもたらすために必要とされ
る利得は、この信号がフィルタ58Cの通過帯域幅内に
全面的にあるから、もし顕著なアップストリーム信号が
短ループに因り存在するか、もしエコー電力がハイブリ
ッド16を通しての逆流損失が原因で減少するならば、
アナログ低域通過フィルタ58Cを飽和させるほどに大
きい(例えば、9dBの程度)と予想される。プログラ
ム可能利得増幅器54Cは、この状況でその利得をダウ
ン方向に調節されることになる。
The gain required to bring the signal level to -144 dBm in this worst case where the received upstream signal is much smaller than the echo from hybrid 16 is that the signal is entirely within the pass bandwidth of filter 58C. , If a significant upstream signal is present due to the short loop, or if the echo power is reduced due to backflow loss through the hybrid 16,
It is expected to be large enough to saturate the analog low pass filter 58C (eg, of the order of 9 dB). The programmable gain amplifier 54C will have its gain adjusted down in this situation.

【0090】上述したように、アナログ低域通過フィル
タ58Cの出力は第2のプログラム可能利得増幅器60
Cに供給され、増幅器60Cは、この例では、1dBス
テップで約2.5dBから約5.5dBの範囲で増減す
る利得を与え、ピーク対ピーク約4Vの揺れをする出力
電圧を供給する。第2のプログラム可能利得増幅器60
Cの出力は、AD変換器62Cに供給される。
As described above, the output of analog low-pass filter 58C is connected to second programmable gain amplifier 60C.
C, amplifier 60C provides a gain that increases or decreases in this example in the range of about 2.5 dB to about 5.5 dB in 1 dB steps, and provides an output voltage that swings about 4 V peak-to-peak. Second programmable gain amplifier 60
The output of C is supplied to the AD converter 62C.

【0091】本発明のこの実施形態のAD変換器62C
は、4,416kHzの固定サンプリング・レート、1
4ビット解像度で以て、受信アナログ信号をディジタル
語に変換する。従来のAD変換器実施を本発明のこの実
施形態によるAD変換器62Cに使用してよい。線形性
は、好適には、製造中にトリミングすることによって、
最大限にされる。基準電圧回路68Cが、好適には、バ
ンドギャップ電圧のような安定基準電圧をAD変換器6
2Cに供給して、温度変化にかかわず高精度変換を行う
ようにする。
AD converter 62C of this embodiment of the present invention
Is a fixed sampling rate of 4,416 kHz, 1
With a 4-bit resolution, the received analog signal is converted to a digital word. A conventional A / D converter implementation may be used for A / D converter 62C according to this embodiment of the present invention. Linearity is preferably achieved by trimming during manufacturing.
Maximized. The reference voltage circuit 68C preferably converts a stable reference voltage, such as a bandgap voltage, into an A / D converter 6.
2C to perform high-accuracy conversion regardless of temperature changes.

【0092】AD変換器62Cの出力がディジタル・フ
ィルタ64Cに供給される。図9は、オーバサンプリン
グ・レジスタ44Cと組み合わされたディジタル・フィ
ルタ64Cを通る信号フローを示す。これについて説明
する。図9に示したように、サンプリング・レートを低
め、それゆえダウンストリーム有限インパルス応答ディ
ジタル低域通過フィルタ94の複雑性を減少させるため
に、まず、デシメーション(decimation)・フィルタ・
プロセス92がAD変換器62Cからのディジタル出力
に適用される。本発明のこの実施形態では、上述したよ
うに、AD変換器62Cのサンプリング・レートは、
4,416kHzである。デシメーション・フィルタ・
プロセス92は、0.25の同じ値を有する全て4つの
タップで以て4タップ有限インパルス応答を実施する。
デシメーション・フィルタ・プロセス92の結果の変調
は、次のとおりである。
The output of the AD converter 62C is supplied to a digital filter 64C. FIG. 9 shows the signal flow through the digital filter 64C combined with the oversampling register 44C. This will be described. As shown in FIG. 9, in order to reduce the sampling rate and hence the complexity of the downstream finite impulse response digital low pass filter 94, first a decimation filter filter is used.
Process 92 is applied to the digital output from AD converter 62C. In this embodiment of the invention, as described above, the sampling rate of AD converter 62C is:
4,416 kHz. Decimation filter
Process 92 implements a 4-tap finite impulse response with all four taps having the same value of 0.25.
The modulation of the result of the decimation filter process 92 is as follows.

【0093】[0093]

【数7】 (Equation 7)

【0094】デシメーション・フィルタ・プロセス92
によって行われるサンプリング・レート低減は、1,1
04kHzより上のAD変換器62Cの出力スペクトル
の部分を直流から1,104kHzまでの帯域内へ折り
返す。次いで、この低減されたサンプリング・レートの
ディジタル・ストリームがディジタル低域通過フィルタ
94に供給される。
Decimation filter process 92
The sampling rate reduction performed by
The portion of the output spectrum of the AD converter 62C above 04 kHz is folded back into the band from DC to 1,104 kHz. The reduced sampling rate digital stream is then provided to a digital low pass filter 94.

【0095】本発明のこの実施形態では、ディジタル低
域通過フィルタ94が有限インパルス応答ディジタル・
フィルタであって、このフィルタがデシメーション・フ
ィルタ・プロセス92の出力スペクトルの2倍のサンプ
リング・レート、すなわち、この例では2,208kH
zで動作する。デシメーション・フィルタ・プロセス9
2によって行われるデシメーションは、ディジタル低域
通過フィルタ94の複雑性を減少させ、(53非零タッ
プ加重ビットを有する25タップ・フィルタではなく)
対称タップ加重を有する13タップ有限インパルス応答
フィルタとしてのフィルタ94の実施を可能とし、それ
ゆえ、フィルタ94の複雑性を極めて減少させ、かつ、
デシメーション・フィルタ・プロセス92に必要とされ
るチップ領域を考慮しても、アナログ前置機能12の集
積回路内でのフィルタ94の実現を容易にする。
In this embodiment of the invention, the digital low pass filter 94 is a finite impulse response digital filter.
A filter having a sampling rate that is twice the output spectrum of the decimation filter process 92, ie, 2,208 kHz in this example.
Operates at z. Decimation filter process 9
2 reduces the complexity of the digital low-pass filter 94, rather than a 25 tap filter with 53 non-zero tap weighted bits.
Allows the implementation of the filter 94 as a 13-tap finite impulse response filter with symmetric tap weights, thus greatly reducing the complexity of the filter 94 and
Considering the chip area required for the decimation filter process 92 also facilitates the implementation of the filter 94 in the integrated circuit of the analog pre-function 12.

【0096】ディジタル低域通過フィルタ94によって
実現された伝達関数は、好適には、通過帯域リプルと阻
止帯域除去との間のトレードオフとして決定される一
方、なお低複雑性を維持する。この関係で、上に論じた
ようにディジタル・トランシーバ機能10によってその
受信側で実施される処理は、信号サンプリング・レート
を276kHzの程度にデシメートし、少なくとも41
4kHzまでのエコー成分を消去し、このことがディジ
タル低域通過フィルタによってフィルタされる周波数を
約414kHzで開始するように定める。本発明の好適
な実施形態に従って、ディジタル低域通過フィルタ94
は、約414kHzの折れ点周波数を有し、−32dB
の程度での阻止帯域除去を行う。もちろん、もし最悪ケ
ースよりエコー電力スペクトル密度が低い、又は最悪ケ
ースより信号電力スペクトル密度が高いならば、又は、
もしディジタル・トランシーバ機能10によって実施さ
れるエコー消去がより高い周波数へ拡がるならば、ディ
ジタル低域通過フィルタ94に対する阻止帯域除去要件
が緩和される。
The transfer function implemented by the digital low-pass filter 94 is preferably determined as a trade-off between pass-band ripple and stop-band rejection while still maintaining low complexity. In this regard, the processing performed at the receiving side by the digital transceiver function 10, as discussed above, decimates the signal sampling rate to the order of 276 kHz and at least 41
Eliminate echo components up to 4 kHz, which sets the frequency filtered by the digital low-pass filter to start at about 414 kHz. In accordance with a preferred embodiment of the present invention, a digital low pass filter 94
Has a breakpoint frequency of about 414 kHz and a -32 dB
Is performed in the stop band. Of course, if the echo power spectral density is lower than the worst case, or the signal power spectral density is higher than the worst case, or
If the echo cancellation performed by digital transceiver function 10 extends to higher frequencies, the stopband rejection requirements for digital low pass filter 94 are relaxed.

【0097】本発明の好適な実施形態に従って、ディジ
タル低域通過フィルタ94は13タップ有限インパルス
応答フィルタを実施するが、13タップ有限インパルス
応答フィルタは、少数の非零ビットを伴うタップ重み係
数を選択することに因って、レジスタ及び加算器の集団
として(すなわち、専用乗算器なしで)簡単に実現する
こともできる。ディジタル低域通過フィルタ94の複雑
性は、代わりに、そのタップ重み係数内の非零ビットの
数によって決定され、この数は、この模範的な実施形態
では、次のようなタップ重み係数の選択がされるなら
ば、27に過ぎない。
In accordance with the preferred embodiment of the present invention, digital low pass filter 94 implements a 13 tap finite impulse response filter, which selects tap weighting factors with a small number of non-zero bits. Therefore, it can also be easily implemented as a group of registers and adders (ie, without a dedicated multiplier). The complexity of the digital low pass filter 94 is instead determined by the number of non-zero bits in its tap weighting factor, which in the exemplary embodiment is selected by selecting tap weighting factors such that If it is done, it is only 27.

【0098】[0098]

【数8】 (Equation 8)

【0099】本発明の好適な実施形態に従って、これら
のタップ重み係数は、特定の規格(例えば、T1E1.
413)に対してディジタル・フィルタ64C内にハー
ド配線することもできる。これに代えて、特にDSL規
格が流動的になると推定される場合、ディジタル・フィ
ルタ64Cは、タップの数及びそれらのタップ重み係数
をプログラム可能に選択できるような方法で実施するこ
ともできる。ただし、このようなプログラム可能性に必
要とされる回路の複雑性が必然的に増すことになる。
In accordance with a preferred embodiment of the present invention, these tap weighting factors are determined by a particular standard (eg, T1E1.
413) can be hard-wired in the digital filter 64C. Alternatively, digital filter 64C may be implemented in such a way that the number of taps and their tap weight factors can be programmably selected, especially if the DSL standard is estimated to be fluid. However, the circuit complexity required for such programmability necessarily increases.

【0100】有限インパルス応答ディジタル低域通過フ
ィルタ・プロセス94の出力は、補間フィルタ・プロセ
ス96に供給されるか、図9に示したようにスイッチS
5,S6の操作を介してバイパスされる。本発明のこの
実施形態では、補間フィルタ・プロセス96はオーバサ
ンプリング・レジスタ44Cによって実施され、このレ
ジスタは低域通過フィルタ・プロセス94がこれをロー
ドする周波数(例えば、2,208kHz)の2倍の周
波数(例えば、4,416kHz)で補間フィルタ・プ
ロセス96の出力をサンプリングする。補間フィルタ・
プロセス96を利用するかどうかは、ディジタル・トラ
ンシーバ機能10の所望入力サンプリグ・レートに依存
する。
The output of the finite impulse response digital low pass filter process 94 is supplied to an interpolation filter process 96 or, as shown in FIG.
5, the operation is bypassed through the operation of S6. In this embodiment of the invention, interpolation filter process 96 is implemented by oversampling register 44C, which is twice the frequency at which low-pass filter process 94 loads it (eg, 2,208 kHz). The output of the interpolation filter process 96 is sampled at a frequency (e.g., 4,416 kHz). Interpolation filter
The use of process 96 depends on the desired input sampling rate of digital transceiver function 10.

【0101】本発明の好適な実施形態に従って、電話局
DSLモデム8内のアナログ前置機能12は、アナログ
・フィルタ50C,58Cの複雑性を減少させたことに
因って、単一集積回路内で実現することもでき、このよ
うに減少した複雑性はディジタル・フィルタ46C,6
4Cを具備することによって可能とされる。なお更に、
本発明の好適な実施形態に従って、アナログ前置機能1
2内のディジタル領域でのディジタル・フィルタ46
C,64Cが遂行するディジタル・フィルタ動作は、ア
ナログ前置機能12を単一集積回路に実現することを容
易にするために、比較的少数の非零ビットしか伴わない
タップ重み係数を使用して、有限インパルス応答フィル
タによって実現することができる。これらの機能を集積
化する能力は、製造中に要求される構成要素のトリミン
グをかなり減少させるとともに、DSLモデム内のアナ
ログ前置機能の費用を極めて少くし、また総合システム
性能を改善する。
In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the analog pre-function 12 in the central office DSL modem 8 is implemented in a single integrated circuit due to the reduced complexity of the analog filters 50C, 58C. And the reduced complexity can be realized by digital filters 46C, 6C.
Enabled by having 4C. Still further
In accordance with a preferred embodiment of the present invention, the analog prefix function 1
Digital filter 46 in the digital domain within 2
The digital filter operation performed by C, 64C uses tap weighting factors with relatively few non-zero bits to facilitate implementing analog pre-function 12 on a single integrated circuit. , A finite impulse response filter. The ability to integrate these functions significantly reduces the component trimming required during manufacturing, greatly reduces the cost of analog pre-functions in DSL modems, and improves overall system performance.

【0102】図10は、遠隔DSLモデム15内のアナ
ログ前置機能11の構造及び動作を示す。これについて
詳細に説明する。電話局DSLモデム8内のアナログ前
置機能12の場合にそうであったように、アナログ前置
機能11は、その機能のみに限定されるか、これに代え
て、ディジタル・トランシーバ機能13、線路駆動器1
7などのようなある種の他の機能とともに集積化される
かのどちらかで、単一集積回路に集積化することもでき
る。次の説明から明らかになるように、アナログ前置機
能11及びアナログ前置機能12は、これら両者を共通
集積回路上に実施してよい。ただし、所与の集積回路に
ついて、それが遠隔アナログ前置機能11として又は電
話局アナログ前置機能12として働くことになるかどう
か決定するためにメタライゼーション選択又はヒューズ
・プログラミングを使用するという程度まで、アナログ
前置機能11は、上に説明したアナログ前置機能12と
極めて類似している。
FIG. 10 shows the structure and operation of the analog prefix function 11 in the remote DSL modem 15. This will be described in detail. As was the case with the analog prefix function 12 in the central office DSL modem 8, the analog prefix function 11 is limited to that function alone, or alternatively, the digital transceiver function 13, line Driver 1
It can also be integrated into a single integrated circuit, either integrated with certain other functions such as 7 or the like. As will be apparent from the following description, analog pre-function 11 and analog pre-function 12 may both be implemented on a common integrated circuit. However, to the extent that for a given integrated circuit it uses metallization selection or fuse programming to determine whether it will act as a remote analog prefix 11 or as a central office analog prefix 12. , Analog prefix function 11 is very similar to analog prefix function 12 described above.

【0103】アナログ前置機能12の場合のように、本
発明の実施形態に従うアナログ前置機能11は、高域通
過フィルタ、送信機電力分配器、4線−2線ハイブリッ
ド及び受信機粗プログラム可能利得増幅器のような高電
圧に晒されない全てのループ・インタフェース構成要素
に供給することを意図している。このような素子は、ア
ナログ前置機能11の外部にある(例えば、線路駆動器
17及びハイブリッド19内で実施されている)。
As in the case of the analog pre-function 12, the analog pre-function 11 according to an embodiment of the present invention comprises a high-pass filter, a transmitter power splitter, a 4-wire to 2-wire hybrid and a receiver coarse programmable. It is intended to feed all loop interface components that are not exposed to high voltages, such as gain amplifiers. Such elements are external to the analog pre-function 11 (e.g., implemented within the line driver 17 and hybrid 19).

【0104】アナログ前置機能12の場合におけるよう
に、アナログ前置機能11は送信側及び受信側を含む。
更に、第2の送信側であるエコー消去送信側53がアナ
ログ前置機能11に備わり、この送信側は図10に示し
た信号送信側と同等であり、時間領域エコー消去を行う
ことを目的としている。この関係で、エコー消去送信側
53は、アナログ前置機能11によって線路TXP,T
XM上に発生された信号に相当するアナログ信号で以て
線路ECP,ECMを駆動する。線路ECP,ECM
は、アナログ前置機能11の外部の(例えば、線路駆動
器17にある)線路受信機へ達し、低周波数アップスト
リーム送信信号の拡大縮小複写を供給し、この複写はア
ナログ前置機能11の送信側によって発生されたあらゆ
るエコー信号を消去するために使用することができる。
As in the case of the analog prefix function 12, the analog prefix function 11 includes a transmitting side and a receiving side.
Further, an echo canceling transmitting side 53 as a second transmitting side is provided in the analog prefix function 11, and this transmitting side is equivalent to the signal transmitting side shown in FIG. I have. In this connection, the echo cancellation transmitting side 53 uses the analog prefix function 11 to transmit the lines TXP, TXP.
The lines ECP and ECM are driven by an analog signal corresponding to the signal generated on the XM. Track ECP, ECM
Arrives at a line receiver external to the analog prefix 11 (eg, at the line driver 17) and provides a scaled copy of the low frequency upstream transmit signal, which copy is transmitted by the analog prefix 11 It can be used to cancel any echo signals generated by the side.

【0105】本発明のこの実施形態では、送信側(主送
信側及びエコー消去送信側53の両方)及び受信側がイ
ンタフェース及び制御機能42Rを共用し、この機能を
介してアナログ前置機能11はディジタル・トランシー
バ機能13と通信する。前のように、インタフェース及
び制御機能42Rは並列ディジタル・インタフェースを
含み、このインタフェースを介して、遠隔DSLモデム
15によって送信されるディジタル語がアナログ前置機
能11によって受信され、このインタフェースを介し
て、ツイストペア線施設TWPによって受信されかつア
ナログ前置機能11によって処理されたデータがディジ
タル語としてディジタル・トランシーバ機能13へ通信
される。本発明のこの実施形態に従って、この並列イン
タフェースは16ビット並列インタフェースであって、
それぞれ、これからのデータの読出し及びこれへのデー
タの書込みを制御するためにエッジ・トリガ読出しスト
ローブ入力及び書込みストローブ入力を有する。更に、
インタフェース及び制御機能42Rは、(以下に説明す
るように)種々のプログラム可能利得増幅器の利得値、
種々のフィルタ・ブロック及び機能をバイパスする又は
動作可能とするスイッチ制御、かつ、アナログ前置機能
11の場合、(以下にまた更に説明するように)受信等
化器機能の利得を設定するためのスイッチ制御のよう
な、アナログ前置機能11内の種々の機能の状態を設定
する制御語を記憶する多数の制御レジスタを含む。
In this embodiment of the present invention, the transmitting side (both the main transmitting side and the echo canceling transmitting side 53) and the receiving side share the interface and the control function 42R, through which the analog prefix function 11 can be used as a digital signal. -Communicate with the transceiver function 13. As before, the interface and control function 42R includes a parallel digital interface, over which digital words transmitted by the remote DSL modem 15 are received by the analog prefix function 11, via which Data received by the twisted pair facility TWP and processed by the analog prefix function 11 is communicated to the digital transceiver function 13 as a digital word. According to this embodiment of the invention, the parallel interface is a 16-bit parallel interface,
Each has an edge-triggered read strobe input and a write strobe input to control reading of data from and writing of data to it. Furthermore,
The interface and control function 42R includes various programmable gain amplifier gain values (as described below),
Switch control to bypass or enable various filter blocks and functions, and, in the case of analog pre-function 11, for setting the gain of the receive equalizer function (as described further below). It includes a number of control registers that store control words that set the state of various functions within analog pre-function 11, such as switch control.

【0106】インタフェース及び制御機能42Rはま
た、ディジタル・トランジーバ機能13から及びこれへ
制御情報を受信し及び供給する適当な信号インタフェー
スを含む。本発明のこの実施形態では、直列ポートPS
が、以下に挙げるように、クロック信号の周波数を設定
するために使用されるような制御情報を受信するために
設けられている。JTAG規格のような、従来の走査試
験がまた、好適には、インタフェース及び制御機能42
Rを経由して実施される。
The interface and control function 42R also includes a suitable signal interface for receiving and supplying control information to and from the digital transceiver function 13. In this embodiment of the invention, the serial port PS
Is provided for receiving control information such as used to set the frequency of the clock signal, as described below. Conventional scanning tests, such as the JTAG standard, also preferably provide interface and control functions 42
Implemented via R.

【0107】クロック回路66Rがアナログ前置機能1
1の送信側及び受信側によって共用され、これらの機能
の同期動作のために相当するクロック信号を供給する。
本発明の好適な実施形態に従って、クロック回路66R
は、外部電圧制御水晶発振器(VCXO)65Xに基づ
いて内部(及び、もし望むならば、外部)クロックを発
生する。アナログ前置機能12に関連して上に論じたよ
うに、アナログ前置機能11内の12ビット直列DA変
換器63Rがアナログ電圧信号を発生し、この信号が、
インタフェース及び制御機能42Rによって(特に、こ
の機能内の直列ポートSPに供給される更新信号を介し
て)受信された制御信号に応答して、外部電圧制御水晶
発振器65Xに供給される。
Clock circuit 66R has analog pre-function 1
1 and supplies a corresponding clock signal for the synchronous operation of these functions.
In accordance with a preferred embodiment of the present invention, clock circuit 66R
Generates an internal (and external, if desired) clock based on an external voltage controlled crystal oscillator (VCXO) 65X. As discussed above in connection with analog prefix function 12, a 12-bit serial D / A converter 63R within analog prefix function 11 generates an analog voltage signal, which is
In response to a control signal received by the interface and control function 42R (particularly via an update signal provided to the serial port SP within this function), it is provided to an external voltage controlled crystal oscillator 65X.

【0108】基準電圧68R、好適には、バンドギャッ
プ基準電圧のような安定基準電圧がまたアナログ前置機
能11の送信側及び受信側によって共用される。電源分
配及び調整、汎用ポート通信などのようなアナログ前置
機能11内に使用される他の回路が、もちろん、このア
ナログ前置機能に含まれるといってよいが、この説明の
簡明目的のために示してない。図10に示したように、
アナログ前置機能11はまた、オーバサンプリング・レ
ジスタ44Rを含み、このレジスタは、以下に更に説明
するディジタル・フィルタ動作を実現するに当たってア
ナログ前置機能11内に使用されるような、1つ以上の
レジスタ段を含む。
A reference voltage 68R, preferably a stable reference voltage such as a bandgap reference voltage, is also shared by the transmitting and receiving sides of the analog prefix function 11. Other circuits used within the analog prefix function 11, such as power distribution and regulation, general port communication, etc., may of course be included in this analog prefix function, but for the purpose of simplicity of this description. Not shown. As shown in FIG.
The analog pre-function 11 also includes an oversampling register 44R, which may include one or more over-sampling registers 44R, such as those used in the analog pre-function 11 in implementing the digital filtering operation described further below. Includes register stage.

【0109】アナログ前置機能11の信号送信側を参照
すると、ディジタル・フィルタ46Rがオーバサンプリ
ング・レジスタ44Rからディジタル・データ語を受け
取り、DA変換に先立ちこれらのディジタル・データ語
にディジタル・フィルタ動作を実施する。図11は、本
発明の好適な実施形態の模範的な実施のために、オーバ
サンプリング・レジスタ44Rと組み合わされたディジ
タル・フィルタ46Rを通るデータ・フローを示す。こ
れについて詳細に説明する。
Referring to the signal transmitting side of the analog pre-function 11, the digital filter 46R receives digital data words from the oversampling register 44R and performs digital filtering on these digital data words prior to DA conversion. carry out. FIG. 11 shows the data flow through a digital filter 46R combined with an oversampling register 44R for an exemplary implementation of the preferred embodiment of the present invention. This will be described in detail.

【0110】図11に示したように、アナログ前置機能
11によって実行されるディジタル・フィルタ動作プロ
セスは多数のオプションを含み、これらはディジタル・
トランシーバ機能13によって供給されるディジタル・
データの周波数及び特性に依存してスイッチS7からス
イッチS10によって選択可能である。アナログ前置機
能12におけるように、補間フィルタ94が単にオーバ
サンプリング・レジスタ44Rの1つをその出力がサン
プルされるレートの2倍のレートでロードすることによ
ってサンプリング・レートを2倍だけ(例えば、2,2
08kHzから4,416kHzへ)高める。上述した
ように、この動作は、1+Z-1の伝達関数を有するフィ
ルタを実現し、零群遅延歪みを伴う。これらの信号の比
較的低い周波数(最高信号周波数が138kHzであ
る。)が原因で、このフィルタから起こる変調は微々た
るものである。
As shown in FIG. 11, the digital filter operation process performed by the analog pre-function 11 includes a number of options, including digital options.
The digital signal supplied by the transceiver function 13
It can be selected by switches S7 to S10 depending on the frequency and characteristics of the data. As in analog pre-function 12, interpolation filter 94 only doubles the sampling rate (e.g., by loading one of oversampling registers 44R at twice the rate at which its output is sampled (e.g., 2,2
(From 08 kHz to 4,416 kHz). As described above, this operation implements a filter with a transfer function of 1 + Z −1 and involves zero group delay distortion. Due to the relatively low frequency of these signals (the highest signal frequency is 138 kHz), the modulation resulting from this filter is insignificant.

【0111】次に、ディジタル高域通過フィルタ・プロ
セス96が図10のディジタル・フィルタ46Rの部分
としてアナログ前置機能11によって遂行される。アナ
ログ前置機能12の場合のように、ディジタル高域通過
フィルタ・プロセス96は、好適には、一次高域通過フ
ィルタであって、例えば、従来の無限インパルス応答
(IIR)ディジタル・フィルタ設計技術を介して実施
される10.7kHzの−3dB折れ点周波数を有する
ものである。アナログ前置機能11内のディジタル高域
通過フィルタ・プロセス96の特性は、アナログ前置機
能12内のディジタル高域通過フィルタ72について上
に説明したものと、好適には、類似している。
Next, a digital high pass filter process 96 is performed by the analog pre-function 11 as part of the digital filter 46R of FIG. As in the case of the analog pre-function 12, the digital high-pass filter process 96 is preferably a first-order high-pass filter, for example, a conventional infinite impulse response (IIR) digital filter design technique. With a -3 dB breakpoint frequency of 10.7 kHz implemented via The characteristics of the digital high pass filter process 96 in the analog prefix function 11 are preferably similar to those described above for the digital high pass filter 72 in the analog prefix function 12.

【0112】次いで、ダウンストリーム・アナログ・フ
ィルタ動作の複雑性を緩和するようにディジタル・デー
タに帯域制限を加えるために、ディジタル低域通過フィ
ルタ・プロセス98がディジタル信号に(フィルタ・プ
ロセス94,96によってフィルタされた程度に)適用
される。アップストリームDSL通信のアナログ・フィ
ルタ動作を、ディジタル低域通過フィルタ・プロセス9
8の使用を通して、四次アナログ・フィルタから二次ア
ナログ・フィルタへ低め得ることが、本発明に従って、
観察されている。ダウンストリーム・アナログ・フィル
タ動作が雑音の一因になることもまた充分に抑制され
る。本発明の好適な実施形態に従って、ディジタル低域
通過フィルタ・プロセス98は、約138kHzに折れ
点周波数を有する無限インパルス応答(IIR)実施を
介して実現される。ディジタル低域通過フィルタ・プロ
セス98の特に利点に富む実現は、最少(±0.5d
B)通過帯域リップルを伴う楕円応答を近似する三次無
限インパルス応答である。好適な模範的実現は、次のよ
うな時間領域フィルタ式を利用する。
A digital low-pass filter process 98 then filters the digital signal (filter processes 94 and 96) to band limit the digital data so as to reduce the complexity of the downstream analog filter operation. (To the extent filtered by). The analog filtering operation of the upstream DSL communication is performed by the digital low-pass filter process 9.
According to the present invention, it can be reduced from a fourth order analog filter to a second order analog filter through use of
Has been observed. The contribution of the downstream analog filter operation to noise is also sufficiently suppressed. In accordance with a preferred embodiment of the present invention, digital low pass filter process 98 is implemented through an infinite impulse response (IIR) implementation having a knee frequency at about 138 kHz. A particularly advantageous realization of the digital low pass filter process 98 is a minimum (± 0.5d
B) Third order infinite impulse response approximating an elliptical response with passband ripple. The preferred exemplary realization utilizes a time domain filter equation as follows.

【0113】[0113]

【数9】 (Equation 9)

【0114】ここで、係数は次のように定義される。Here, the coefficient is defined as follows.

【0115】[0115]

【数10】 (Equation 10)

【0116】この特定実施は、比較的少数の非零ビット
を有しかつそれゆえ乗算器なしで実施することもできる
係数を維持することによって回路の複雑性を減少させる
ために、理想ディジタル楕円フィルタから僅かな程度だ
け偏差する。この偏差は、折れ点周波数に0.25の垂
下を生じるに過ぎず、これはこの応用に許容可能であ
る。本発明のこの実施形態でディジタル低域通過フィル
タ・プロセス98の無限インパルス応答実施を考慮して
も、群遅延は僅か(25kHzで)約2.21μsから
(138kHzで)3.76μsへ変動する。
This particular implementation is an ideal digital elliptic filter to reduce circuit complexity by maintaining coefficients that have a relatively small number of non-zero bits and therefore can also be implemented without multipliers. Deviates only slightly. This deviation only causes a 0.25 droop in the knee frequency, which is acceptable for this application. Even considering the infinite impulse response implementation of the digital low pass filter process 98 in this embodiment of the invention, the group delay varies from only about 2.21 μs (at 25 kHz) to 3.76 μs (at 138 kHz).

【0117】本発明の好適な実施形態に従って、特にT
1E1.413規格のような知られた規格を実施するた
めに、これらのタップ重み係数は、好適には、アナログ
前置機能11内にハード配線される。これに代えて、特
に電気通信規格が時が経つに連れて変わり得る速度を考
慮して、アナログ前置機能11は、レジスタ又は他のア
ドレス可能場所を備えてよく、これらにタップの数及び
それらタップのタップ重み係数をプログラム可能にして
もよい。次いで、ディジタル低域通過フィルタ・プロセ
ス98の結果が、図10に示したように、DA変換器4
8Rに供給される。本発明の好適な実施形態に従って、
DA変換器48Rの構造は、図6に関してDA変換器4
8Cについて上に説明したものと実質的に類似してお
り、この図に留意されたい。
According to a preferred embodiment of the invention, in particular T
These tap weighting factors are preferably hard-wired into the analog pre-function 11 to implement a known standard such as the 1E1.413 standard. Alternatively, analog pre-function 11 may include registers or other addressable locations, particularly in view of the speed at which telecommunications standards may change over time, including the number of taps and their The tap weighting factors for the taps may be programmable. Then, the result of the digital low-pass filter process 98, as shown in FIG.
8R. According to a preferred embodiment of the present invention,
The structure of the DA converter 48R is the same as that of the DA converter 4 shown in FIG.
Note that this figure is substantially similar to that described above for 8C.

【0118】図10に示したように、DA変換器48R
のアナログ出力がアナログ低域通過フィルタ50Rに供
給される。本発明の好適な実施形態に従うアナログ低域
通過フィルタ50Rは、従来の技術によって実施され
た、公称166kHz通過帯域を有する二次チェヴィシ
ェフ連続時間フィルタである。上に論じたフィルタ・プ
ロセス96,98内のフィルタ46Rによって先に行わ
れたディジタル・フィルタ動作の程度だけ動作可能とさ
れる。起こるかもしれない折れ点周波数の変動にかかわ
らず、アナログ低域通過フィルタ50Rはトリムされな
いのが、アナログ前置機能11の集積化を実現する理由
から、好適である。現代の製造技術における典型的プロ
セス変動を想定すると、166kHzの公称折れ点周波
数の回りで通過帯域折れ点周波数の40%変動を生じる
ことになるが、これは最悪ケースにおける138kHz
信号帯域にわたるリップル仕様を満足すると予想され
る。
As shown in FIG. 10, the DA converter 48R
Is supplied to the analog low-pass filter 50R. Analog low-pass filter 50R according to a preferred embodiment of the present invention is a second-order Chebyshev continuous-time filter with a nominal 166 kHz passband implemented according to the prior art. The filter 46R in the filter processes 96, 98 discussed above is enabled to the extent of the digital filter operation previously performed. Regardless of the break frequency variation that may occur, it is preferred that the analog low-pass filter 50R is not trimmed because of the integration of the analog pre-function 11. Assuming typical process variations in modern manufacturing technology, this would result in a 40% variation of the passband break frequency around a nominal break frequency of 166 kHz, which is 138 kHz in the worst case
It is expected to meet ripple specifications over the signal band.

【0119】更に、公称より40%低い折れ点周波数
で、アナログ低域通過フィルタ50Rによって生じる最
悪ケース群遅延が約1.14μsから約1.82μsま
で周波数に従って変動することが観察されている。この
僅かの群遅延は、上に論じたディジタル・フィルタ46
Rの実施によって可能とされたアナログ低域通過フィル
タ50Rの低複雑性の直接生じ、DSL通信に適してい
る。
Further, it has been observed that at a breakpoint frequency 40% below nominal, the worst case group delay caused by analog low pass filter 50R varies with frequency from about 1.14 μs to about 1.82 μs. This small group delay is due to the digital filter 46 discussed above.
The direct implementation of the low complexity of the analog low-pass filter 50R enabled by the implementation of R is suitable for DSL communication.

【0120】アナログ低域通過フィルタ50Rの出力は
プログラム可能減衰器52Rへ供給され、この減衰器は
従来の技術によって構成される。アナログ前置機能12
について上に説明したのと同じように、プログラム可能
減衰器52Rは、アナログ前置機能11に書き込まれた
制御語を介して1dBステップで選択可能な0dBから
−24dBの減衰を施す。前のように、プログラム可能
減衰器52Rに供給される入力中雑音は、DA変換器4
8Rからの出力信号の信号対雑音比を劣化させないよう
に、好適には、−138dBm/Hzの程度である。プ
ログラム可能減衰器52Rの出力は、線路駆動器17へ
の線路TXP,TXM上に供給され、送信され、ディジ
タル・トランシーバ機能13によって実施された方法で
コード化されるデータに相当するアナログ信号に相当
し、T1E1.413のような適用可能な規格によって
指定された周波数特性を有する。
[0120] The output of the analog low pass filter 50R is provided to a programmable attenuator 52R, which is constructed by conventional techniques. Analog prefix function 12
As described above, the programmable attenuator 52R provides a selectable 0 dB to −24 dB attenuation in 1 dB steps via a control word written to the analog prefix function 11. As before, the noise during the input provided to the programmable attenuator 52R is reduced by the DA converter 4
It is preferably of the order of -138 dBm / Hz so as not to degrade the signal-to-noise ratio of the output signal from the 8R. The output of programmable attenuator 52R is provided on lines TXP, TXM to line driver 17 and corresponds to an analog signal corresponding to data transmitted and encoded in a manner implemented by digital transceiver function 13. And has frequency characteristics specified by applicable standards, such as T1E1.413.

【0121】図11の受信側を参照すると、電話局DS
Lモデム8からのツイストペア線施設TWPを通じて受
信された通信信号に応答して線路駆動器17によって駆
動される線路RXP,RXMは、等化器57に達してい
る。本発明の好適な実施形態に従って、等化器57は、
ツイストペア線施設TWPにわたっての減衰、特にダウ
ンストリーム・データをADSL技術で通信する高周波
数での減衰を補償するために備わっている。
Referring to the receiving side of FIG.
The lines RXP, RXM driven by the line driver 17 in response to the communication signal received through the twisted pair facility TWP from the L modem 8 reach the equalizer 57. According to a preferred embodiment of the present invention, equalizer 57 comprises:
It is provided to compensate for attenuation across the twisted pair facility TWP, especially at high frequencies where downstream data is communicated using ADSL technology.

【0122】特に、上述したように、ダウンストリーム
通信をADSL技術で実施するに当たっての帯域幅は、
25kHzから1.104MHzにある。この帯域幅に
またがる信号がツイストペア線施設TWPのような従来
のツイストペア電話線に供給されると、かなりの減衰が
しばしば起こるおそれがある。この減衰は、線番号を下
げるに従って、線長さを増すに従って、信号周波数を高
めるに従ってひどくなる。図12は、線の種々の長さ及
び番号に対する減衰をプロットしたものを曲線100,
102,104,106,108によって示す。曲線1
00,102,106は24番AWGツイストペア線の
305m,2743m及び5486mに対する線路減衰
を示し、曲線104,108は26番AWGツイストペ
ア線の2743m及び5486mに対する線路減衰を示
す。図12から明らかなように、線路減衰はいくつかの
場合に極めて厳しいことがあり得る。例えば、1MHz
信号は、5486mの24番AWGツイストペアに供給
されるとき、−100dBの程度まで減衰させられるこ
とになる。しかしながら、このような信号の受信端で
は、従来のAD変換器が、実質的に周波数にわたって平
坦な量子化雑音フロアを有する。結果として、従来のツ
イストペア線施設を通じて通信された高周波数信号が伝
送線路によって受信AD変換器の量子化雑音フロアの下
へ落ちる程度に減衰されるおそれがあり、この場合その
帯域幅の高周波数部分が喪失する。
In particular, as described above, the bandwidth for implementing the downstream communication with the ADSL technology is as follows.
It is between 25 kHz and 1.104 MHz. When signals spanning this bandwidth are fed over a conventional twisted pair telephone line, such as a twisted pair line facility TWP, significant attenuation can often occur. This attenuation becomes worse as the line number decreases, as the line length increases, and as the signal frequency increases. FIG. 12 plots the decay for various line lengths and numbers, as shown by curve 100,
Indicated by 102, 104, 106, 108. Curve 1
00, 102, and 106 show the line attenuation for 305 m, 2743 m, and 5486 m of the 24th AWG twisted pair line, and the curves 104 and 108 show the line attenuation for 2743 m and 5486 m of the 26th AWG twisted pair line. As is apparent from FIG. 12, line attenuation can be quite severe in some cases. For example, 1MHz
The signal will be attenuated to the order of -100 dB when fed to a 5486 m 24th AWG twisted pair. However, at the receiving end of such signals, conventional A / D converters have a substantially flat quantization noise floor over frequency. As a result, high frequency signals communicated over conventional twisted pair facilities may be attenuated by the transmission line to the point that they fall below the quantization noise floor of the receiving A / D converter, in which case the high frequency portion of the bandwidth is reduced. Is lost.

【0123】図12は、線路減衰を2つの複素極によっ
て近似できることを示す。本発明の好適な実施形態に従
って、周波数領域等化器57がアナログ前置機能11内
に備わり、2つの零点(dominant zero)を有する特性
に従って高周波数で信号をブーストする。アナログ前置
機能11の受信側に対する雑音条件が現行ADSL規格
に従って極めて厳格である(例えば、5nV/(Hz)
1/2程度)ことを特に考慮して、等化器57の周波数特
性は、線路条件、ループ長さ及び品質の広い変動を補償
するために、好適には、制御可能である。切り換えコン
デンサ段の使用が本発明の好適な実施形態に従うこのよ
うな等化に対して考えられたが、これを現代の技術に従
って実現するには、過大なコンデンサ及び非現実的に低
い雑音かつ高整定(settling)速度演算増幅器を伴うこ
とが観察された。したがって、ADSL通信の低歪みレ
ベル要件が与えられるならば、(gm−Cによる実現及
びMOSFET−Cによる実現に比較して)好適なRC
−演算増幅器による実現を用いて、等化器57を連続時
間実施するのが好適であることが、本発明に関連して、
発見された。更に、等化器57によるこのような線路減
衰の補償を、AD変換器62Rによって遂行されるAD
変換に先立ち、アナログ領域内に含むことが特に必要で
ある。
FIG. 12 shows that line attenuation can be approximated by two complex poles. According to a preferred embodiment of the present invention, a frequency domain equalizer 57 is provided in the analog pre-function 11 to boost the signal at high frequencies according to a characteristic having two dominant zeros. The noise conditions on the receiving side of the analog prefix 11 are very strict according to the current ADSL standard (for example 5 nV / (Hz)
In particular, the frequency characteristics of the equalizer 57 are preferably controllable to compensate for wide variations in line conditions, loop length and quality. Although the use of switched capacitor stages has been considered for such equalization in accordance with a preferred embodiment of the present invention, to achieve this in accordance with modern technology, excessive capacitors and unrealistically low noise and high It was observed to involve a settling speed operational amplifier. Therefore, given the low distortion level requirements of ADSL communication, the preferred RC (compared to gm-C and MOSFET-C implementations)
It is preferred in the context of the present invention that the equalizer 57 is preferably implemented for a continuous time, with the aid of an operational amplifier.
It's been found. Further, the compensation of such line attenuation by the equalizer 57 is performed by the AD converter 62R.
It is particularly necessary to include it in the analog domain prior to conversion.

【0124】図13は本発明の第1の実施形態に従う等
化器57の構造を示し、この構造では2つの演算増幅段
110,112が縦続形式で接続されている。段11
0,112はそれぞれ、演算増幅器111,113を含
み、これらの増幅器の各々が入力RC回路網及び帰還R
C回路網を有する。例えば、段110は、可変抵抗器R
s1とコンデンサCs1との並列RC回路網とこれに直
列の抵抗器Ri1とからなる入力RC回路網と、可変抵
抗器Rf1及びコンデンサCf1からなる帰還並列RC
回路網とを含む。段112も類似した構成を有する。そ
の結果、等化器57の周波数応答は、次のように表され
る。
FIG. 13 shows the structure of the equalizer 57 according to the first embodiment of the present invention, in which two operational amplifier stages 110 and 112 are connected in cascade. Step 11
0, 112 respectively include operational amplifiers 111, 113, each of which has an input RC network and a feedback R
It has a C network. For example, stage 110 includes a variable resistor R
An input RC network consisting of a parallel RC network of s1 and a capacitor Cs1 and a resistor Ri1 in series with this, and a feedback parallel RC network consisting of a variable resistor Rf1 and a capacitor Cf1.
And a network. Step 112 has a similar configuration. As a result, the frequency response of equalizer 57 is expressed as:

【0125】[0125]

【数11】 [Equation 11]

【0126】ここで、G111,G113はそれぞれ、帰還抵
抗の入力抵抗に対する比によって定められる増幅器11
1,113の利得である。例えば、利得G111は、比R
f1/(Ri1+Rs1)である。段110,112の
特性伝達関数周波数ω111x,ω112xは、(例として、段
110について)次のように定められる。
Here, G 111 and G 113 are amplifiers 11 determined by the ratio of the feedback resistance to the input resistance, respectively.
The gain is 1,113. For example, the gain G 111 is determined by the ratio R
f1 / (Ri1 + Rs1). The characteristic transfer function frequencies ω 111x and ω 112x of the stages 110 and 112 are defined as follows (for example, for the stage 110).

【0127】[0127]

【数12】 (Equation 12)

【0128】それゆえ、この伝達関数は、各段から1つ
ずつ、2つの零点を生じ、これらの各々を特定段に対し
て積Rs・Csによって容易に制御することができる。
この伝達関数の2つの極を帯域応答を減衰させる適当な
周波数に取ることができる。
This transfer function therefore produces two zeros, one from each stage, each of which can be easily controlled for a particular stage by the product Rs.Cs.
The two poles of this transfer function can be taken at appropriate frequencies to attenuate the band response.

【0129】本発明のこの実施形態における等化器57
は2つの段を含むが、3段以上の使用を通して伝達関数
をより精密に制御することもできる。このような場合、
伝達関数中の積項の数は、もちろん、等化器57内に使
用される段の数に相当する。
The equalizer 57 in this embodiment of the present invention
Includes two stages, but it is also possible to more precisely control the transfer function through the use of more than two stages. In such a case,
The number of product terms in the transfer function, of course, corresponds to the number of stages used in equalizer 57.

【0130】上述したように、等化器57の零点の位置
は、好適には、周波数に関して利得レベルを選択するこ
とによって、ループ条件の期待される範囲にわたって線
路減衰を補償するように最適化される。例えば、5dB
増分ずつ5dBから25dBの範囲で増加しながら、周
波数に従って変動する(すなわち、高い周波数における
ほどますますブーストする)ブースト傾斜を選択するこ
とができると予想される。したがって、図13を参照す
ると、可変抵抗器Rs1,Rf1,Rs2,Rf2の各
々を並列抵抗の組を介して実施し、段110,112の
各々に対する利得を設定するためにこれらの可変抵抗器
の各々をスイッチの開閉を通して動作可能又は動作禁止
することが好適である。これに代えて、もちろん、それ
らの零点を設計に従って固定抵抗値によって設定しても
よい。更に、これらの代わりに、図10を参照すると、
線路RXP,RXMが等化器57をバイパスしてアナロ
グ低域通過フィルタ58Rへ直接達するように、スイッ
チ(不図示)をアナログ前置機能11に挿入してもよ
い。本発明の好適な実施形態では、上述した例の種々の
設定に対する模範的RCの値は、次の表に掲げるとおり
である。
As mentioned above, the location of the zeros of the equalizer 57 is preferably optimized to compensate for line attenuation over the expected range of loop conditions by selecting the gain level with respect to frequency. You. For example, 5dB
It is expected that one can select a boost slope that varies with frequency (ie, boosts more and more at higher frequencies), increasing in increments from 5 dB to 25 dB. Thus, referring to FIG. 13, each of the variable resistors Rs1, Rf1, Rs2, Rf2 is implemented via a set of parallel resistors and the resistance of each of these resistors is set to set the gain for each of the stages 110, 112. It is preferable that each can be operated or prohibited by opening and closing a switch. Alternatively, of course, those zeros may be set by fixed resistance values according to the design. Further, instead of these, referring to FIG.
A switch (not shown) may be inserted in the analog pre-function 11 so that the lines RXP, RXM bypass the equalizer 57 and reach the analog low-pass filter 58R directly. In a preferred embodiment of the present invention, exemplary RC values for the various settings of the above example are listed in the following table.

【0131】[0131]

【表2】 [Table 2]

【0132】この例は、抵抗器Ri1,Ri2は500
Ωであると想定する。図14は、上の設定に対する等化
器57の周波数にわたって周波数応答を示す。これから
明らかなように、等化器57によって行われた高周波ブ
ーストがツイストペア線施設TWPにわたる線路減衰を
補償する。本発明の好適な実施形態に従って、等化器5
7は、実施するのが比較的簡単であり、最小限の群遅延
歪み(例えば、1.96μsの程度)しか伴わない。
In this example, the resistors Ri1 and Ri2 are 500
Assume Ω. FIG. 14 shows the frequency response over the frequency of the equalizer 57 for the above setting. As can be seen, the high frequency boost provided by the equalizer 57 compensates for line attenuation across the twisted pair facility TWP. According to a preferred embodiment of the present invention, the equalizer 5
7 is relatively simple to implement and involves minimal group delay distortion (eg, on the order of 1.96 μs).

【0133】図10に戻って参照すると、等化器57の
出力がアナログ低域通過フィルタ58Rに供給される。
本発明のこの実施形態によるアナログ低域通過フィルタ
58Rは、公称1.325MHz通過帯域を有する四次
楕円連続時間フィルタである。上に説明したように、プ
ロセス変動に因って折れ点周波数に生じる影響にかかわ
らず、アナログ低域通過フィルタ58Rはトリムしなく
てよい。アナログ低域通過フィルタ58Rを通しての最
悪ケース群遅延は約2.1μsであると予想される。こ
れに代えて、増幅段110,112で抵抗器又はコンデ
ンサのどちらかをトリムすることによって改善したプロ
セス制御を行うこともできる。
Referring back to FIG. 10, the output of the equalizer 57 is supplied to an analog low-pass filter 58R.
The analog low pass filter 58R according to this embodiment of the invention is a fourth order elliptic continuous time filter with a nominal 1.325 MHz pass band. As described above, the analog low-pass filter 58R need not be trimmed, regardless of the effect on the break frequency due to process variations. The worst case group delay through analog low pass filter 58R is expected to be about 2.1 μs. Alternatively, improved process control can be provided by trimming either the resistors or the capacitors at the amplification stages 110, 112.

【0134】本発明の代替実施形態に従って、アナログ
低域通過フィルタ58Rがはしご形フィルタによって実
施され、このはしご形フィルタは多数の演算増幅段を有
し、これら多数の段のうちの第1の段がまた等化器57
の第2の段として働く。図15はこのような構成を示
す。これについて以下に更に詳細に説明する。
According to an alternative embodiment of the present invention, analog low-pass filter 58R is implemented by a ladder filter, which has a number of operational amplifier stages, the first of which is a plurality of stages. Is also an equalizer 57
Serves as the second stage of the. FIG. 15 shows such a configuration. This will be described in more detail below.

【0135】図15に示すように、段110’,11
2’の各々ばかりでなく、アナログ低域通過フィルタ5
8R内の残りの段が差動形式で実現され、線路RXP,
RXMを受ける。反転入力及び非反転入力の各々と関連
した抵抗器Rs及び抵抗器Rfは、段110’,11
2’の両方内の可変抵抗器であり、上に説明したように
選択可能等化器利得を与える。しかしながら、アナログ
低域通過フィルタ58Rの安定性の目的のために、段1
12’の抵抗器Rs及び抵抗器Rfの値を調節しないの
が好適であり、それであるから、そのフィルタの特性が
等化器57の利得の選択とともに変動することがない。
上の表を参照すると、第2の段112’内の抵抗値を変
動させることなく、利得の広い範囲を得ることができ
る。図15から明らかなように、アナログ低域通過フィ
ルタ58Rは能動フィルタに関する従来の形式で実施さ
れ、フィルタ58R内の各演算増幅段からの負帰還が段
112’を含む先行段の各々に供給される。
As shown in FIG. 15, the stages 110 ', 11
Analog low-pass filter 5 as well as each of 2 '
8R are realized in differential form, and the lines RXP,
Receive RXM. Resistors Rs and Rf associated with each of the inverting and non-inverting inputs are connected to stages 110 ', 11
A variable resistor within both 2 ', providing a selectable equalizer gain as described above. However, for the purpose of stability of the analog low-pass filter 58R, stage 1
Preferably, the values of the 12 'resistors Rs and Rf are not adjusted, so that the characteristics of the filter do not vary with the selection of the gain of the equalizer 57.
Referring to the above table, a wide range of gain can be obtained without changing the resistance in the second stage 112 '. As can be seen from FIG. 15, analog low pass filter 58R is implemented in the conventional manner for an active filter, with the negative feedback from each operational amplifier stage in filter 58R being provided to each of the preceding stages, including stage 112 '. You.

【0136】本発明の代替実施形態に従って、段11
2’が等化器57内の第2の段及びアナログ低域通過フ
ィルタ58R内の第1の段の両方としてまた働く。適正
次数のフィルタを得るために段112’はアナログ低域
通過フィルタ58R内になくてはならないので、この重
複使用から、単に単一演算増幅段110’を追加するこ
とによって等化器57は動作可能とされる。その結果、
本発明のこの実施形態は、アナログ前置機能11を集積
回路により効率的に実施するという追加の利点をもたら
す。チャネルの総合雑音及び総合歪みもまた、単一段の
追加によって最小限にされ、アナログ前置機能11の性
能をなお更に改善する。
According to an alternative embodiment of the present invention, step 11
2 'also serves as both the second stage in equalizer 57 and the first stage in analog low pass filter 58R. Because of the need for stage 112 'to be in analog low-pass filter 58R in order to obtain the proper order filter, equalizer 57 operates by simply adding a single operational amplifier stage 110' from this duplication. It is possible. as a result,
This embodiment of the present invention provides the additional advantage of implementing analog pre-function 11 more efficiently on an integrated circuit. The overall noise and distortion of the channel is also minimized by the addition of a single stage, which further improves the performance of the analog pre-function 11.

【0137】図10に戻って参照すると、アナログ低域
通過フィルタ58Rの出力がプログラム可能利得増幅器
60Rに供給され、この増幅器は、この例では、25k
Hzから1,104kHzの信号帯域幅にわたって0.
25dBステップずつ約2.5dBから約11.5dB
の範囲で増減する周波数依存利得を与え、ピーク対ピー
ク約4Vの最大出力信号電圧揺れを生じる。第2のプロ
グラム可能利得増幅器60Rの出力がAD変換器62R
に供給される。
Referring back to FIG. 10, the output of the analog low-pass filter 58R is provided to a programmable gain amplifier 60R, which in this example is a 25k
Hz over a signal bandwidth of 1,104 kHz.
About 2.5dB to about 11.5dB in 25dB steps
, And a maximum output signal voltage swing of about 4 V peak-to-peak. The output of the second programmable gain amplifier 60R is the A / D converter 62R.
Supplied to

【0138】本発明のこの実施形態におけるAD変換器
62Rは、受信アナログ信号を4,416kHzの固定
サンプリング・レート、14ビット解像度で以てディジ
タル語に変換する。従来のAD変換器実施を本発明のこ
の実施形態によるAD変換器62Rに使用してよい。線
形性は、好適には、製造中のトリミングによって最大限
にされる。温度にかかわらず高度に精確な変換を行うた
めに、基準電圧回路68Rが、好適には、バンドギャッ
プ電圧のような安定基準電圧をAD変換器62Rに供給
する。
The AD converter 62R in this embodiment of the present invention converts the received analog signal into a digital word with a fixed sampling rate of 4,416 kHz and a resolution of 14 bits. A conventional A / D converter implementation may be used for A / D converter 62R according to this embodiment of the present invention. Linearity is preferably maximized by trimming during manufacturing. For highly accurate conversion regardless of temperature, the reference voltage circuit 68R preferably supplies a stable reference voltage, such as a bandgap voltage, to the AD converter 62R.

【0139】AD変換器62Rの出力がディジタル・フ
ィルタ64Rに供給される。図16は、オーバサンプリ
ング・レジスタ44Rと組み合わされたディジタル・フ
ィルタ64Rを通る信号フローを示す。これについて詳
細に説明する。図16に示すように、ディジタル低域通
過フィルタ・プロセスは、まず、AD変換器62Rの出
力サンプリング・レート、この例では4,416kHz
で2極2零点四次面(2‐pole, 2‐zero biquadratic s
ection)サンプリングを遂行する。ディジタル低域通過
フィルタ120が等化器57及びアナログ低域通過フィ
ルタ58Rによって発生された1,104kHzより上
の雑音を減衰するために主として備わり、それであるか
ら、これらの周波数からの折り返しはサンプリング・レ
ートが2,208kHzへデシメートされるときは起こ
らない。本発明の好適な実施形態に従うディジタル低域
通過フィルタ120の伝達関数は、次のようである。
The output of the AD converter 62R is supplied to a digital filter 64R. FIG. 16 shows the signal flow through the digital filter 64R combined with the oversampling register 44R. This will be described in detail. As shown in FIG. 16, the digital low-pass filter process begins with the output sampling rate of the A / D converter 62R, which in this example is 4,416 kHz.
Is a 2-pole, 2-zero biquadratic s
Section) Perform sampling. Digital low-pass filter 120 is provided primarily to attenuate noise above 1,104 kHz generated by equalizer 57 and analog low-pass filter 58R, so that aliasing from these frequencies is performed by sampling Nothing happens when the rate is decimated to 2,208 kHz. The transfer function of the digital low-pass filter 120 according to the preferred embodiment of the present invention is as follows.

【0140】[0140]

【数13】 (Equation 13)

【0141】ディジタル低域通過フィルタ120の模範
的実施に従って、このようなフィルタの1,312kH
zより上の阻止帯域除去は、約8.8dBである。
According to the exemplary implementation of digital low pass filter 120, the 1,312 kHz
The stopband rejection above z is about 8.8 dB.

【0142】次いで、もし望むならば(例えば、もしス
イッチS11,S12によって動作可能とされるなら
ば)、デシメーション・フィルタ・プロセス122をデ
ィジタル低域通過フィルタ120からのフィルタされた
データに適用する。デシメーション・フィルタ・プロセ
ス122は、ディジタル・トランシーバ機能13によっ
て望まれるならば、サンプリグ・レートを下げるために
備わる。この例では、デシメーション・フィルタ・プロ
セス122は、単に2サンプル移動平均回路であって、
次の伝達関数を有する。
Next, if desired (eg, enabled by switches S11 and S12), a decimation filter process 122 is applied to the filtered data from digital low pass filter 120. A decimation filter process 122 is provided to reduce the sampling rate, if desired by the digital transceiver function 13. In this example, the decimation filter process 122 is simply a two sample moving average circuit,
It has the following transfer function:

【0143】[0143]

【数14】 [Equation 14]

【0144】ここで、fcは4,416kHzの入力サ
ンプリング・レートである。デシメーション・フィルタ
・プロセス122はその通過帯域に僅かな垂下を起こす
が、このような垂下は許容可能であるか、ディジタル・
トランシーバ機能13内のFFTプロセス22Rによっ
て補償することもできる。
[0144] In this case, f c is the input sampling rate of 4,416kHz. The decimation filter process 122 causes a slight droop in its passband, but such droop is acceptable or digital
It can also be compensated by the FFT process 22R in the transceiver function 13.

【0145】アナログ前置機能11の受信側での総合群
遅延は、等化器57に対して選択された設定に依存して
0.92μsの程度から2.28μsの程度までの範囲
で変化すると推定される。この群遅延は、受信信号内に
最小限の歪みしか伴わないように充分に小さい。
The total group delay on the receiving side of the analog pre-function 11 varies in the range from about 0.92 μs to about 2.28 μs depending on the setting selected for the equalizer 57. Presumed. This group delay is small enough so that there is minimal distortion in the received signal.

【0146】本発明に従うアナログ前置機能11は、上
に説明したアナログ前置機能12と類似しており、それ
ゆえ、単一集積回路に実現され、複雑性を減少したアナ
ログ・フィルタ50R,58Rで以て可能とされること
によって、DSL型の高性能モデムの実施に重要な利点
をもたらす。複雑性のこのような減少は、ディジタル・
フィルタ46R,64Rが具備されることによって可能
とされる。なお更に、本発明の好適な実施形態に従っ
て、アナログ前置機能11は、等化器57の使用を通し
て、線路減衰条件の広い範囲を選択可能に補償する能力
を与える。上述したように、本発明の特定実施形態に従
って、等化器は単一演算増幅段のみで以て実現すること
ができ、それゆえ、チップ領域費用及び追加プロセスに
因る追加雑音を減少させる。上述したように、これらの
機能をそのように集積化する能力は、本発明によって可
能とされ、製造中に必要とされる構成要素トリミングの
かなりの減少とともに、DSLモデム内のアナログ前置
機能の費用を極めて少くし、また総合システム性能を改
善する。
The analog pre-function 11 according to the present invention is similar to the analog pre-function 12 described above, and is therefore implemented in a single integrated circuit and with reduced complexity analog filters 50R, 58R. This provides significant advantages for the implementation of high performance modems of the DSL type. This reduction in complexity is
This is made possible by the provision of the filters 46R, 64R. Still further, in accordance with a preferred embodiment of the present invention, analog pre-function 11 provides the ability to selectively compensate for a wide range of line attenuation conditions through the use of equalizer 57. As described above, in accordance with certain embodiments of the present invention, the equalizer can be implemented with only a single operational amplifier stage, thus reducing chip area costs and additional noise due to additional processing. As mentioned above, the ability to so integrate these functions is enabled by the present invention, along with a considerable reduction in component trimming required during manufacturing, as well as the analog pre-functions in DSL modems. Extremely low cost and improved overall system performance.

【0147】本発明をその好適な実施形態に従って説明
したが、これらの実施形態に対する修正実施形態及び代
替実施形態は本発明の利点及び利益を亨受すのるもので
あって、このような修正実施形態及び代替実施形態は本
明細書及びその添付図面を参照したならば当業者に明ら
かであると、もちろん、予想される。このような修正実
施形態及び代替実施形態は、前掲の特許請求の範囲に示
された本発明の範囲に包含されると予想される。
Although the present invention has been described in accordance with its preferred embodiments, modifications and alternatives to these embodiments will take advantage of the advantages and benefits of this invention and should not be construed as limiting such modifications. Embodiments and alternative embodiments are, of course, expected to be apparent to those skilled in the art from reference to the specification and the accompanying drawings. Such modifications and alternative embodiments are expected to be within the scope of the invention, as set forth in the following claims.

【0148】以上の説明に関して更に次の項を開示す
る。
With respect to the above description, the following section is further disclosed.

【0149】(1)単一の集積回路に集積化されたモデ
ム用アナログ前置回路であって、ディジタル信号の通信
用のディジタル・インタフェースと、該ディジタル・イ
ンタフェースに結合された、該ディジタル・インタフェ
ースから受信されたディジタル信号にディジタル・フィ
ルタ機能を適用する送信ディジタル・フィルタと、該送
信ディジタル・フィルタに結合された、フィルタされた
ディジタル信号をアナログ信号に変換するディジタル/
アナログ変換器と、前記アナログ信号を第1の送信周波
数帯域内へフィルタする送信アナログ・フィルタと、前
記アナログ前置回路によって受信されたアナログ信号を
フィルタする受信アナログ・フィルタであって、前記ア
ナログ信号が第1の受信周波数帯域内にある、受信アナ
ログ・フィルタと、該受信アナログ・フィルタに結合さ
れた、前記フィルタされたアナログ信号をディジタル信
号に変換するアナログ/ディジタル変換器と、該アナロ
グ/ディジタル変換器に結合された、前記変換されたデ
ィジタル信号にディジタル・フィルタ機能を適用する、
前記ディジタル・インタフェースに結合された出力を有
する受信ディジタル・フィルタと、を含むアナログ前置
回路。
(1) An analog pre-circuit for a modem integrated on a single integrated circuit, comprising: a digital interface for communicating digital signals; and the digital interface coupled to the digital interface. A digital filter function for applying a digital filter function to a digital signal received from the digital filter, and a digital / digital converter coupled to the digital filter for converting the filtered digital signal into an analog signal.
An analog converter, a transmit analog filter for filtering the analog signal into a first transmit frequency band, and a receive analog filter for filtering an analog signal received by the analog pre-circuit, wherein the analog signal A received analog filter, wherein the analog / digital converter is coupled to the received analog filter for converting the filtered analog signal to a digital signal; and wherein the analog / digital converter is coupled to the received analog filter. Applying a digital filter function to the converted digital signal, coupled to a converter;
A receive digital filter having an output coupled to the digital interface.

【0150】(2)前記送信ディジタル・フィルタが、
前記ディジタル信号のサンプリング・レートを高める補
間フィルタと、該補間フィルタに結合された、前記高め
られたサンプリング・レート・ディジタル信号をフィル
タするディジタル低域通過フィルタと、を備えた、第1
項記載のアナログ前置回路。
(2) The transmission digital filter is:
A first filter comprising: an interpolation filter for increasing a sampling rate of the digital signal; and a digital low-pass filter coupled to the interpolation filter for filtering the increased sampling rate digital signal.
Analog pre-circuit as described in the item.

【0151】(3)前記送信ディジタル・フィルタが、
前記補間フィルタと前記ディジタル低域通過フィルタと
の間に結合されたディジタル高域通過フィルタを更に備
える第2項記載のアナログ前置回路。
(3) The transmission digital filter is:
3. The analog pre-circuit of claim 2, further comprising a digital high pass filter coupled between said interpolation filter and said digital low pass filter.

【0152】(4)前記補間フィルタと前記ディジタル
高域通過フィルタとをバイパスするために前記ディジタ
ル信号を経路選択して転送するバイパス・スイッチを更
に含む、第3項記載のアナログ前置回路。
(4) The analog pre-circuit of claim 3, further comprising a bypass switch for routing and transferring said digital signal to bypass said interpolation filter and said digital high-pass filter.

【0153】(5)前記ディジタル低域通過フィルタ
が、有限インパルス応答フィルタとして実現される、第
2項記載のアナログ前置回路。
(5) The analog pre-circuit according to claim 2, wherein said digital low-pass filter is realized as a finite impulse response filter.

【0154】(6)前記送信アナログ低域通過フィルタ
が、三次以下である次数を有する、第1項記載のアナロ
グ前置回路。
(6) The analog front-end circuit according to claim 1, wherein the transmission analog low-pass filter has an order of three or less.

【0155】(7)前記受信ディジタル・フィルタの機
能が、前記アナログ/ディジタル変換器の出力で前記デ
ィジタル信号のサンプリング・レートを低めるデシメー
ション・フィルタと、前記アナログ/ディジタル変換器
と前記ディジタル・インタフェースとの間で前記デシメ
ーション・フィルタと直列に接続されたディジタル低域
通過フィルタと、を備える、第1項記載のアナログ前置
回路。
(7) The function of the receiving digital filter includes a decimation filter for lowering the sampling rate of the digital signal at the output of the analog / digital converter, and a function of the analog / digital converter and the digital interface. A digital low-pass filter connected in series with said decimation filter between the analog pre-circuit and the decimation filter.

【0156】(8)前記ディジタル低域通過フィルタ
が、有限インパルス応答フィルタである、第7項記載の
アナログ前置回路。
(8) The analog pre-circuit according to claim 7, wherein the digital low-pass filter is a finite impulse response filter.

【0157】(9)前記受信アナログ低域通過フィルタ
が、三次以下である次数を有する、第1項記載のアナロ
グ前置回路。
(9) The analog front-end circuit according to claim 1, wherein the received analog low-pass filter has an order of three or less.

【0158】(10)前記第1の受信周波数帯域でアナ
ログ信号を受信する、周波数応答に従って前記受信アナ
ログ信号を増幅して、該増幅された受信アナログ信号を
前記アナログ低域通過フィルタに供給する受信等化器を
更に含む、第1項記載のアナログ前置回路。
(10) Receiving an analog signal in the first reception frequency band, amplifying the reception analog signal according to a frequency response, and supplying the amplified reception analog signal to the analog low-pass filter. 2. The analog pre-circuit of claim 1, further comprising an equalizer.

【0159】(11)前記第1の受信周波数帯域が、前
記第1の送信周波数帯域内の周波数より高い周波数を含
む、第10項記載のアナログ前置回路。
(11) The analog front-end circuit according to claim 10, wherein the first reception frequency band includes a frequency higher than a frequency in the first transmission frequency band.

【0160】(12)前記第1の受信周波数帯域が、前
記第1の送信周波数帯域内の周波数より高い周波数を含
む、第1項記載のアナログ前置回路。
(12) The analog front-end circuit according to (1), wherein the first reception frequency band includes a frequency higher than a frequency in the first transmission frequency band.

【0161】(13)前記第1の送信周波数帯域が、前
記第1の受信周波数帯域内の周波数より高い周波数を含
む、第1項記載のアナログ前置回路。
(13) The analog pre-circuit according to claim 1, wherein the first transmission frequency band includes a frequency higher than a frequency in the first reception frequency band.

【0162】(14)ホスト・インタフェースと、該ホ
スト・インタフェースに結合されたディジタル・トラン
シーバ機能と、電話施設を通じてアナログ信号を駆動し
かつ受信するアナログ線路駆動器と、単一の集積回路に
集積化されたアナログ前置回路と、を含み、該アナログ
前置回路が、前記ディジタル・トランシーバ機能とのデ
ィジタル信号の通信用のディジタル・インタフェース
と、該ディジタル・インタフェースに結合された、該デ
ィジタル・インタフェースから受信されたディジタル信
号にディジタル・フィルタ機能を適用する送信ディジタ
ル・フィルタと、該送信ディジタル・フィルタに結合さ
れた、フィルタされたディジタル信号をアナログ信号に
変換するディジタル/アナログ変換器と、前記アナログ
線路駆動器に供給するために前記アナログ信号を第1の
送信周波数帯域内へフィルタする送信アナログ・フィル
タと、前記アナログ線路駆動器から前記アナログ前置回
路によって受信されたアナログ信号をフィルタする受信
アナログ・フィルタであって、前記アナログ信号が第1
の受信周波数帯域にある、受信アナログ・フィルタと、
該受信アナログ・フィルタに結合された、前記フィルタ
されたアナログ信号をディジタル信号に変換するアナロ
グ/ディジタル変換器と、該アナログ/ディジタル変換
器に結合された、前記変換されたディジタル信号にディ
ジタル・フィルタ機能を適用する、前記ディジタル・イ
ンタフェースに結合された出力を有する、受信ディジタ
ル・フィルタと、を備える、ディジタル加入者線モデ
ム。
(14) Integrated into a single integrated circuit, a host interface, a digital transceiver function coupled to the host interface, an analog line driver for driving and receiving analog signals through the telephone facility. An analog pre-circuit, the analog pre-circuit comprising a digital interface for communication of digital signals with the digital transceiver function, and a digital interface coupled to the digital interface. A transmitting digital filter for applying a digital filter function to a received digital signal, a digital / analog converter coupled to the transmitting digital filter for converting the filtered digital signal into an analog signal, and the analog line Supply to the driver A transmit analog filter for filtering the analog signal into a first transmit frequency band, and a receive analog filter for filtering an analog signal received by the analog pre-circuit from the analog line driver. The analog signal is the first
A receiving analog filter in the receiving frequency band of
An analog-to-digital converter coupled to the receive analog filter for converting the filtered analog signal to a digital signal; and a digital filter coupled to the analog-to-digital converter for converting the converted digital signal. A receive digital filter having an output coupled to said digital interface, said function applying a function.

【0163】(15)前記ディジタル・トランシーバ機
能が、プログラム可能ディジタル信号プロセッサを備え
る、第14項記載のモデム。
(15) The modem of claim 14, wherein said digital transceiver function comprises a programmable digital signal processor.

【0164】(16)前記送信ディジタル・フィルタ
が、前記ディジタル信号のサンプリング・レートを高め
る補間フィルタと、該補間フィルタに結合された、前記
高められたサンプリング・レート・ディジタル信号をフ
ィルタするディジタル低域通過フィルタと、を備える、
第14項記載のモデム。
(16) The transmitting digital filter is an interpolation filter for increasing a sampling rate of the digital signal, and a digital low-pass filter coupled to the interpolation filter for filtering the enhanced sampling rate digital signal. And a pass filter.
The modem according to claim 14.

【0165】(17)前記送信ディジタル・フィルタ
が、前記補間フィルタと前記ディジタル低域通過フィル
タとの間に結合されたディジタル高域通過フィルタと、
前記補間フィルタと前記ディジタル高域通過フィルタと
をバイパスするために前記ディジタル信号を経路選択し
て転送するバイパス・スイッチと、を更に備える、第1
6項記載のモデム。
(17) a digital high-pass filter coupled between the interpolation filter and the digital low-pass filter;
A bypass switch for routing and transferring the digital signal to bypass the interpolation filter and the digital high-pass filter.
The modem according to claim 6.

【0166】(18)前記ディジタル低域通過フィルタ
が、有限インパルス応答フィルタとして実現される、第
16項記載のモデム。
(18) The modem according to (16), wherein the digital low-pass filter is realized as a finite impulse response filter.

【0167】(19)前記送信アナログ低域通過フィル
タが、三次以下である次数を有する、第14項記載のモ
デム。
(19) The modem according to (14), wherein the transmitting analog low-pass filter has an order of three or less.

【0168】(20)前記受信ディジタル・フィルタの
機能が、前記アナログ/ディジタル変換器の出力で前記
ディジタル信号のサンプリング・レートを低めるデシメ
ーション・フィルタと、前記アナログ/ディジタル変換
器と前記ディジタル・インタフェースとの間で前記デシ
メーション・フィルタと直列に接続されたディジタル低
域通過フィルタと、を備える、第14項記載のモデム。
(20) The function of the reception digital filter includes a decimation filter for lowering a sampling rate of the digital signal at an output of the analog / digital converter, a function of the analog / digital converter and the digital interface, A digital low-pass filter connected in series with said decimation filter between the two.

【0169】(21)前記ディジタル低域通過フィルタ
が、有限インパルス応答フィルタである、第20項記載
のモデム。
(21) The modem according to the item 20, wherein the digital low-pass filter is a finite impulse response filter.

【0170】(22)前記受信アナログ低域通過フィル
タが、三次以下である次数を有する、第14項記載のモ
デム。
(22) The modem according to (14), wherein the reception analog low-pass filter has an order of three or less.

【0171】(23)前記アナログ前置回路が、前記線
路駆動器から前記第1の受信周波数帯域でアナログ信号
を受信する、周波数応答に従って前記受信アナログ信号
を増幅して、該増幅された受信アナログ信号を前記アナ
ログ低域通過フィルタに供給する受信等化器を更に備え
る、第14項記載のモデム。
(23) The analog pre-circuit receives an analog signal in the first reception frequency band from the line driver, amplifies the reception analog signal according to a frequency response, and amplifies the amplified reception analog signal. The modem of claim 14, further comprising a receive equalizer that provides a signal to the analog low pass filter.

【0172】(24)前記第1の受信周波数帯域が、前
記第1の送信周波数帯域内の周波数より高い周波数を含
む、第23項記載のモデム。
(24) The modem according to item 23, wherein the first reception frequency band includes a frequency higher than a frequency in the first transmission frequency band.

【0173】(25)前記第1の受信周波数帯域が、前
記第1の送信周波数帯域内の周波数より高い周波数を含
む、第14項記載のモデム。
(25) The modem according to (14), wherein the first reception frequency band includes a frequency higher than a frequency in the first transmission frequency band.

【0174】(26)前記第1の送信周波数帯域が、前
記第1の受信周波数帯域内の周波数より高い周波数を含
む、第14項記載のモデム。
(26) The modem according to (14), wherein the first transmission frequency band includes a frequency higher than a frequency in the first reception frequency band.

【0175】(27)非同期ディジタル加入者線(AD
SL)通信に使用されるディジタル加入者線(DSL)
モデム8,15が開示されている。各モデムは、ディジ
タル・トランシーバ機能10,13及びアナログ前置機
能12,11を含み、ここで、アナログ前置機能12,
11は単一の集積回路に集積化される。開示された実施
形態に従って、アナログ前置機能12,11は各々、送
信側及び受信側を含む。送信側はオーバサンプリング・
レジスタ44C,44R及びディジタル・フィルタ46
C,46Rを含み、これらは送信するディジタル・デー
タのサンプリング・レートを高めるように働く。その結
果、アナログ/ディジタル変換器48C,48Rがオー
バサンプリングされた方法で動作する結果、ダウンスト
リーム・アナログ低域通過フィルタ50C,50Rが比
較的簡単な低次数フィルタで実現される。受信側では、
受信側アナログ・フィルタ58C,58Rの複雑性を減
少するために、ディジタル・フィルタ機能64C,64
Rがアナログ/ディジタル変換器62C,62Rのダウ
ンストリームに含まれる。遠隔DSLモデム15はま
た、高周波数ダウンストリーム伝送への線路減衰の影響
を克服するために、周波数が高くなるほど信号振幅をブ
ーストする等化器機能57を含む。
(27) Asynchronous digital subscriber line (AD
Digital Subscriber Line (DSL) used for SL) communications
Modems 8, 15 are disclosed. Each modem includes a digital transceiver function 10,13 and an analog prefix function 12,11 where the analog prefix function 12,13.
11 is integrated into a single integrated circuit. According to the disclosed embodiment, the analog prefix functions 12, 11 each include a transmitter and a receiver. The transmitting side is oversampling
Registers 44C and 44R and digital filter 46
C, 46R, which serve to increase the sampling rate of the transmitted digital data. As a result, the analog / digital converters 48C, 48R operate in an oversampled manner, resulting in the downstream analog low-pass filters 50C, 50R being implemented with relatively simple low order filters. On the receiving side,
In order to reduce the complexity of the receiving analog filters 58C, 58R, digital filter functions 64C, 64
R is included downstream of the analog / digital converters 62C and 62R. The remote DSL modem 15 also includes an equalizer function 57 that boosts signal amplitude at higher frequencies to overcome the effect of line attenuation on high frequency downstream transmission.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】電話システム内の遠隔利用者場所での及び電話
局でのDSLモデムの位置を示す、DSLモデム・シス
テムのブロック電気回路図である。
FIG. 1 is a block diagram of a DSL modem system showing the location of a DSL modem at a remote user location in a telephone system and at a central office.

【図2】本発明の好適な実施形態に従う図1の電話シス
テムの遠隔DSLモデム内のディジタル・トランシーバ
機能の信号フローを示すブロック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating the signal flow of a digital transceiver function in the remote DSL modem of the telephone system of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.

【図3】本発明の好適な実施形態に従う図1の電話シス
テムの電話局DSLモデム内のディジタル・トランシー
バ機能のブロック電気回路図である。
FIG. 3 is a block diagram of a digital transceiver function in a central office DSL modem of the telephone system of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.

【図4】本発明の好適な実施形態に従う図1の電話シス
テムの電話局DSLモデム内のアナログ前置機能のブロ
ック電気回路図である。
FIG. 4 is a block diagram of an analog prefix function in the central office DSL modem of the telephone system of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.

【図5】本発明の好適な実施形態に従う図4のアナログ
前置機能の送信側によって遂行されるディジタル・フィ
ルタ動作を示す系統図である。
FIG. 5 is a system diagram illustrating a digital filter operation performed by a transmitter of the analog pre-function of FIG. 4 according to a preferred embodiment of the present invention;

【図6】本発明の好適な実施形態に従う図4のアナログ
前置機能の送信側内のディジタル・アナログ変換器のブ
ロック電気回路図である。
FIG. 6 is a block diagram of a digital-to-analog converter in the transmitter of the analog pre-function of FIG. 4 according to a preferred embodiment of the present invention;

【図7】従来のプログラム可能利得増幅器のブロック電
気回路図である。
FIG. 7 is a block diagram of a conventional programmable gain amplifier.

【図8】本発明の好適な実施形態に従う図4のアナログ
前置機能の受信側に使用された、インピーダンス整合回
路と組み合わせられたプログラム可能利得増幅器のブロ
ック電気回路図である。
FIG. 8 is a block diagram of a programmable gain amplifier combined with an impedance matching circuit used on the receiving side of the analog pre-function of FIG. 4 according to a preferred embodiment of the present invention.

【図9】本発明の好適な実施形態に従う図4のアナログ
前置機能の受信側によって遂行されるディジタル・フィ
ルタ動作を示す系統図である。
FIG. 9 is a system diagram illustrating a digital filter operation performed by a receiver of the analog pre-function of FIG. 4 according to a preferred embodiment of the present invention;

【図10】本発明の好適な実施形態に従う図1の電話シ
ステムの遠隔DSLモデム内のアナログ前置機能のブロ
ック電気回路図である。
FIG. 10 is a block diagram of an analog prefix function in a remote DSL modem of the telephone system of FIG. 1 according to a preferred embodiment of the present invention.

【図11】本発明の好適な実施形態に従う図10のアナ
ログ前置機能の送信側によって遂行されるディジタル・
フィルタ動作を示す系統図である。
FIG. 11 illustrates a digital signal performed by the transmitter of the analog prefix function of FIG. 10 in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
It is a system diagram which shows a filter operation.

【図12】種々の折り対線施設線番号及び長さの場合の
周波数に対してプロットした線路減衰曲線図である。
FIG. 12 is a line attenuation curve plotted against frequency for various folding line numbers and lengths.

【図13】本発明の第1の好適な実施形態に従う図10
のアナログ前置機能の受信側に使用された等化器の概略
ブロック電気回路図である。
FIG. 13 according to a first preferred embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a schematic block circuit diagram of an equalizer used on the receiving side of the analog pre-function of FIG.

【図14】種々の設定における図13の等化器について
プロットした伝達関数曲線図である。
FIG. 14 is a transfer function curve plotted for the equalizer of FIG. 13 in various settings.

【図15】本発明の第2の好適な実施形態に従う図10
のアナログ前置機能の受信側に使用された等化器の概略
ブロック電気回路図である。
FIG. 15 according to a second preferred embodiment of the present invention;
FIG. 3 is a schematic block circuit diagram of an equalizer used on the receiving side of the analog pre-function of FIG.

【図16】本発明の好適な実施形態に従う図10のアナ
ログ前置機能の受信側によって遂行されるディジタル・
フィルタ動作を示す系統図である。
FIG. 16 illustrates a digital signal performed by the receiver of the analog pre-function of FIG. 10 in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
It is a system diagram which shows a filter operation.

【符号の説明】 7,9 ホスト・インタフェース 8 電話局DSLモデム 10,13 ディジタル・トランシーバ機能 11,12 アナログ前置機能 14,17 線路駆動器 15 遠隔DSLモデム 16,19 4線式−2線式ハイブリッド回路 20C,20R フレーミング及びコード化プロセス 22C,22R IFFTプロセス 26C,26R,30C,30R アナログ前置機能イ
ンタフェース・プロセス 31C,31R 時間領域等化器プロセス 33C,33R FFTプロセス 35C,35R 周波数領域等化器及び位相補償プロセ
ス 40C,40R デコーディング及びフレーミング解除
プロセス 42C,42R イタフェース及び制御機能 44C,44R オーバサンプリング・レジスタ 46C,46R,64C,64R ディジタル・フィル
タ 48C,48R,63C,63R DA変換器 50C,50R,58C,58R アナログ低域通過フ
ィルタ 52C,52R プログラム可能減衰器 53 エコー消去送信側 54C,60C,60R プログラム可能利得増幅器 56 インピーダンス整合回路 62C,62R AD変換器 66C,66R クロック回路 68C,68R 基準電圧回路 70,74,94,96 補間フィルタ・プロセス 71,72 ディジタル高域通過フィルタ 76 ディジタル低域通過プロセス 78 MSBサブDA変換器アレー 80 LSBサブDA変換器アレー 84 校正論理 85 校正回路 85 2進−温度計デコーダ 86 バイアス及び基準電流回路 89 外部高域通過結合コンデンサ 92 デシメーション・フィルタ・プロセス 94 有限インパルス応答ディジタル低域通過フィルタ
・プロセス 96,98 ディジタル低域通過フィルタ・プロセス 111,111’ 第1の演算増幅段 112,112’ 第2の演算増幅段 120 ディジタル低域通過フィルタ 122 デシメーション・フィルタ・プロセス BP ボンディング・パッド R 遠隔システム TWP ツイストペア線施設
[Description of Signs] 7,9 Host Interface 8 Central Office DSL Modem 10,13 Digital Transceiver Function 11,12 Analog Prefix Function 14,17 Line Driver 15 Remote DSL Modem 16,19 4-wire-2wire Hybrid circuit 20C, 20R Framing and coding process 22C, 22R IFFT process 26C, 26R, 30C, 30R Analog pre-function interface process 31C, 31R Time domain equalizer process 33C, 33R FFT process 35C, 35R Frequency domain equalization 40C, 40R Decoding and deframing process 42C, 42R Interface and control functions 44C, 44R Oversampling registers 46C, 46R, 64C, 64R Digital Filters 48C, 48R, 63C, 63R D / A converters 50C, 50R, 58C, 58R Analog low-pass filters 52C, 52R Programmable attenuators 53 Echo cancellation transmitters 54C, 60C, 60R Programmable gain amplifiers 56 Impedance matching circuits 62C, 62R AD converter 66C, 66R Clock circuit 68C, 68R Reference voltage circuit 70, 74, 94, 96 Interpolation filter process 71, 72 Digital high-pass filter 76 Digital low-pass process 78 MSB sub DA converter array 80 LSB sub D / A converter array 84 Calibration logic 85 Calibration circuit 85 Binary-thermometer decoder 86 Bias and reference current circuit 89 External high-pass coupling capacitor 92 Decimation filter process 94 Finite impulse response Digital low-pass filter process 96,98 Digital low-pass filter process 111,111 'First operational amplifier stage 112,112' Second operational amplifier stage 120 Digital low-pass filter 122 Decimation filter process BP Bonding pad R Remote system TWP Twisted pair line facility

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04M 11/00 302 H04L 13/00 309Z H04Q 3/42 104 27/00 Z (72)発明者 スブハシシ ムクヘルジー インド国 バンガローレ,ムルグシュパリ ヤ,エスアール レイアウト,ラビイ ネ スト,フラット 308──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04M 11/00 302 H04L 13/00 309Z H04Q 3/42 104 27 / 00Z (72) Inventor Subhashish Mukherzhi India Countries Bangalore, Murguspariya, ES Layout, Laby Nest, Flat 308

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単一の集積回路に集積化されたモデム用
アナログ前置回路であって、 ディジタル信号の通信用のディジタル・インタフェース
と、 該ディジタル・インタフェースに結合された、該ディジ
タル・インタフェースから受信されたディジタル信号に
ディジタル・フィルタ機能を適用する送信ディジタル・
フィルタと、 該送信ディジタル・フィルタに結合された、フィルタさ
れたディジタル信号をアナログ信号に変換するディジタ
ル/アナログ変換器と、 前記アナログ信号を第1の送信周波数帯域内へフィルタ
する送信アナログ・フィルタと、 前記アナログ前置回路によって受信されたアナログ信号
をフィルタする受信アナログ・フィルタであって、前記
アナログ信号が第1の受信周波数帯域内にある、受信ア
ナログ・フィルタと、 該受信アナログ・フィルタに結合された、前記フィルタ
されたアナログ信号をディジタル信号に変換するアナロ
グ/ディジタル変換器と、 該アナログ/ディジタル変換器に結合された、前記変換
されたディジタル信号にディジタル・フィルタ機能を適
用する、前記ディジタル・インタフェースに結合された
出力を有する受信ディジタル・フィルタと、 を含むアナログ前置回路。
An analog pre-circuit for a modem integrated in a single integrated circuit, comprising: a digital interface for communicating digital signals; and a digital interface coupled to the digital interface. A transmit digital circuit that applies a digital filter function to the received digital signal.
A filter coupled to the transmit digital filter for converting the filtered digital signal into an analog signal; and a transmit analog filter for filtering the analog signal into a first transmit frequency band. A receive analog filter for filtering an analog signal received by the analog pre-circuit, wherein the analog signal is within a first receive frequency band; and a receive analog filter coupled to the receive analog filter. An analog-to-digital converter for converting the filtered analog signal to a digital signal; and applying a digital filter function to the converted digital signal, the digital-to-analog converter being coupled to the analog / digital converter. .Output coupled to the interface Analog pre-end circuit comprising: a receiving digital filter, the having.
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