SE506634C2 - Multiple carrier wave transmission system - Google Patents

Multiple carrier wave transmission system

Info

Publication number
SE506634C2
SE506634C2 SE9603187A SE9603187A SE506634C2 SE 506634 C2 SE506634 C2 SE 506634C2 SE 9603187 A SE9603187 A SE 9603187A SE 9603187 A SE9603187 A SE 9603187A SE 506634 C2 SE506634 C2 SE 506634C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
carrier
channel
control channel
transceiver
transmitter
Prior art date
Application number
SE9603187A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9603187L (en
SE9603187D0 (en
Inventor
Mikael Isaksson
Magnus Johansson
Harry E Tonvall
Lennart Olsson
Tomas Stefansson
Hans Oehman
Kjell Gunnar Bahlenberg
Anders I Isaksson
Sven Goeran Oekvist
Karin L-M Ljunggren
Tomas Nordstroem
Lars-Aake Isaksson
Daniel Bengtsson
Wen Ye
Siwert Haakansson
Original Assignee
Telia Ab
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from SE9601983A external-priority patent/SE9601983D0/en
Application filed by Telia Ab filed Critical Telia Ab
Priority to SE9603187A priority Critical patent/SE506634C2/en
Publication of SE9603187D0 publication Critical patent/SE9603187D0/en
Priority to US09/147,750 priority patent/US6865232B1/en
Priority to DE69724625T priority patent/DE69724625T2/en
Priority to PCT/SE1997/001277 priority patent/WO1998010545A1/en
Priority to EP97933959A priority patent/EP0923821B1/en
Priority to AT97933959T priority patent/ATE249118T1/en
Publication of SE9603187L publication Critical patent/SE9603187L/en
Publication of SE506634C2 publication Critical patent/SE506634C2/en
Priority to NO990767A priority patent/NO990767L/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/0091Signaling for the administration of the divided path
    • H04L5/0094Indication of how sub-channels of the path are allocated
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L5/00Arrangements affording multiple use of the transmission path
    • H04L5/003Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path
    • H04L5/0044Arrangements for allocating sub-channels of the transmission path allocation of payload
    • H04L5/0046Determination of how many bits are transmitted on different sub-channels

Abstract

Each carrier wave comprises a channel, such that the number of bits per symbol, or bit loading, varies between channels and, within a channel, in time, so that each channel has an associated bit loading parameter. In operation, the multiple carrier wave transmission system is arranged synchronously to update, on the first and second transceivers, the bit loading parameters associated with each channel by transmission of data over a control channel. The control channel is established at the system start, on a predetermined channel in the multiplicity of carrier waves, whose identity is known by the first and second transceivers. The control channel, after the start, is altered from the predetermined channel to a further channel which is selected by the first transceiver on the basis of the channel characteristics.

Description

506 634 lösningar uppfyller många av kraven för tjänster med stor bandbredd, såsom video-on-demand, men i det långa perspektivet kommer symmetriska duplexsystem att erfordras. 5 VDSL-teknik liknar ADSL i stor utsträckning, även om ADSL mäste sörja för mycket större dynamiskt omfång (dynamic ranges) och som resultat av detta är betydligt mera komplex. VDSL är lägre i kostnad och lägre i energi (lower in power), och VDSL-enheter inom fastigheter 10 (premises) behöver implementera en accesstyrning för media i det fysiska skiktet för multiplexering av uppströms data. 506 634 solutions meet many of the requirements for high bandwidth services, such as video-on-demand, but in the long run symmetrical duplex systems will be required. VDSL technology is very similar to ADSL, although ADSL has to provide much larger dynamic ranges and as a result is much more complex. VDSL is lower in cost and lower in energy (lower in power), and VDSL units in premises 10 (premises) need to implement an access control for media in the physical layer for multiplexing upstream data.

Fyra linjekoder har föreslagits för VDSL: 25 30 35 CAP; av QAM med undertryckt bärvàg, AM/PM, en version för passiva NT- ”Bärvàgslös” (carrierless) konfigurationer, CAP skulle använda QPSK upp- ströms och en typ av TDMA för multiplexering (ehuru CAP inte utesluter en lösning med FDM för uppströms multiplexering); DMT; Discrete Multi-Tone, ett multibärvàgs- system som använder diskret Fourir-transfor- mering (Discrete Fourier Transforms) för att skapa och demodulera individuella bärvågor, för passiva NT-konfigurationer; DMT skulle använda FDM för uppströms multiplexering (ehuru DMT inte utesluter en strategi med TDMA-multiplexering); DWMT; Diskret Wavelet multiton (Discrete Wavelet Multi-Tone), ett multibärvàgssystem som använder ”Wavelet-omvandlingar” (Wawelet transforms) för att skapa och demodulera individuella bärvàgor; DWMT använder också FDM för uppströms multiplexering, men tillåter också TDMA; och 25 506 634 - SLC; Enkel linjekodning (Simple Line Code), en version av basbandssignalering med fyra nivåer som filtrerar basbandet och återställer det vid mottagaren, för passiva NT-konfigurationer; det är mest troligt att SLC kommer att använda TDMA för uppströms multiplexering, ehuru FDM är möjlig.Four line codes have been proposed for VDSL: 25 30 35 CAP; of QAM with suppressed carrier, AM / PM, a version for passive NT- "Carrierless" configurations, CAP would use QPSK upstream and a type of TDMA for multiplexing (although CAP does not exclude a solution with FDM for upstream multiplexing ); DMT; Discrete Multi-Tone, a multi-carrier system that uses Discrete Fourier Transforms to create and demodulate individual carriers, for passive NT configurations; DMT would use FDM for upstream multiplexing (although DMT does not rule out a TDMA multiplexing strategy); DWMT; Discrete Wavelet multitone (Discrete Wavelet Multi-Tone), a multi-carrier system that uses "Wawelet transforms" to create and demodulate individual carriers; DWMT also uses FDM for upstream multiplexing, but also allows TDMA; and 50,506,634 - SLC; Simple Line Code, a four-level version of baseband signaling that filters the baseband and resets it at the receiver, for passive NT configurations; it is most likely that SLC will use TDMA for upstream multiplexing, although FDM is possible.

Tidiga versioner av VDSL kommer att använda frekvensmultiplex (frequency division multiplexing) för att separera nedströms- från uppströms kanaler, och båda dessa från POTS och ISDN. Ekosläckning kan komma att behövas för senare generationer av system med symmetriska datahastigheter. Ett tämligen stort avstånd, i frekvens, kommer att upprätthàllas mellan den lägsta datakanalen och POTS för att möjliggöra mycket enkla och kostnadseffektiva POTS-linjedelare (splitters). Normal användning skulle placera nedströmskanalen ovanför uppströmskanalen. DAVIC- specifikationen vänder emellertid pá denna ordning för att möjliggöra distribution av VDSL-signaler över koaxialkabel- system i byggnader.Early versions of VDSL will use frequency division multiplexing to separate downstream from upstream channels, and both of these from POTS and ISDN. Echo quenching may be required for later generations of systems with symmetric data rates. A fairly large distance, in frequency, will be maintained between the lowest data channel and POTS to enable very simple and cost-effective POTS line splitters. Normal use would place the downstream duct above the upstream duct. However, the DAVIC specification reverses this scheme to enable the distribution of VDSL signals over coaxial cable systems in buildings.

I ett multibärvàgstransmissionssystem finns det alltid ett behov av att utbyta styrinformation mellan en sändare och en mottagare. Denna information genereras i mottagaren och termineras i sändaren. Denna information innehåller uppgifter om kanalens momentana karakteristik och information om beslut beträffande systemförändringar som erfordras för att hantera förändringarna i kanalkarakteristik.In a multi-carrier transmission system, there is always a need to exchange control information between a transmitter and a receiver. This information is generated in the receiver and terminated in the transmitter. This information contains information about the momentary characteristics of the channel and information about decisions regarding system changes that are required to handle the changes in channel characteristics.

I system som använder bitladdningsteknik anpassas, eller regleras, antalet sända bitar per symbol efter (SNR) Denna reglering påverkar dynamiskt, signal/brusförhàllandet för den aktuella bärvágen. i tid, systemets totala bandbredd. Denna variation i bandbredd leder till ett 506 634 IQ Un 30 absolut systemkrav pá synkron konfigurering av sändaren och mottagaren i termer av antalet kodade/avkodade bitar per symbol och bärvàg. Om detta krav ej uppfylles, kommer systemet ej att kunna upprätthålla en förbindelse.In systems using bit charging technology, the number of bits transmitted per symbol is adjusted, or regulated (SNR). This control dynamically affects the signal-to-noise ratio of the current carrier. in time, the total bandwidth of the system. This variation in bandwidth leads to a 506 634 IQ Un 30 absolute system requirement for synchronous configuration of the transmitter and receiver in terms of the number of encoded / decoded bits per symbol and carrier. If this requirement is not met, the system will not be able to maintain a connection.

Den föreliggande uppfinningen uppnår detta krav, i ett multibärvågsmodulerat system med bitladdningskapacitet, genom att dynamiskt ändra antalet kodade/avkodade bitar per bärvàg. Mottagaren mäter och värdeberäknar (estimates) kontinuerligt karakteristiken och ändringarna hos/i kanalen. Från denna information identifieras prestanda för varje underkanal (sub-channel)(sub-wave). Sedan beslutas, på basis av denna information, omkonfigurering av det sända antalet bitar per symbol för varje enskild bärvàg. För att sända denna information, fràn en sändare till en mottagare, etableras en speciell styrkanal. Styrkanalen används först och främst för utbytet av kanalinformation och ändringar av bitallokering för bärvàgor. Det är av yttersta vikt att denna omallokering av bitar per bärvàg utförs synkront för att upprätthålla en förbindelse. Den föreliggande uppfinningen avser en metod att, med hjälp av en speciell algoritm, säkerställa synkroniseringen i systemet under konfigurationsändringar.The present invention achieves this requirement, in a multi-carrier modulated system with bit load capacity, by dynamically changing the number of coded / decoded bits per carrier. The receiver continuously measures and values (estimates) the characteristics and changes of / in the channel. From this information, the performance of each sub-channel (sub-wave) is identified. Then, on the basis of this information, it is decided to reconfigure the transmitted number of bits per symbol for each individual carrier. To transmit this information, from a transmitter to a receiver, a special control channel is established. The control channel is used primarily for the exchange of channel information and changes in bit allocation for carriers. It is of utmost importance that this reallocation of bits per carrier is performed synchronously to maintain a connection. The present invention relates to a method of, by means of a special algorithm, ensuring the synchronization in the system during configuration changes.

Ett mål med en föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en metod för användning i ett multibärvågstransmissionssystem att upprätthålla synkronisering mellan två transceivrar under dynamisk systemomkonfigurering av bitladdningsfaktorer. Ännu ett mål med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla ett multibärvågstransmissionssystem i vilket synkronisering mellan två transceivrar upprätthålles under dynamisk systemomkonfigurering av bitladdningsfaktorer.An object of an present invention is to provide a method for use in a multicarrier transmission system to maintain synchronization between two transceivers during dynamic system reconfiguration of bit charge factors. Yet another object of the present invention is to provide a multicarrier transmission system in which synchronization between two transceivers is maintained during dynamic system reconfiguration of bit charge factors.

LJ: 30 506 634 Ett annat mål med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en transceiver för användning i ett multibärvágstransmissionssystem i vilket synkronisering mellan två transceivrar upprätthålles under dynamisk systemomkonfigurering av bitladdningsfaktorer.LJ: 30 506 634 Another object of the present invention is to provide a transceiver for use in a multi-carrier transmission system in which synchronization between two transceivers is maintained during dynamic system reconfiguration of bit charge factors.

Ytterligare ett annat mål med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en mottagare för användning i ett multibärvågstransmissionssystem i vilket synkronisering mellan två transceivrar upprätthálles under dynamisk systemomkonfigurering av bitladdningsfaktorer.Yet another object of the present invention is to provide a receiver for use in a multicarrier transmission system in which synchronization between two transceivers is maintained during dynamic system reconfiguration of bit charge factors.

Ytterligare ett mål med den föreliggande uppfinningen är att tillhandahålla en sändare för användning i ett multibärvågstransmissionssystem i vilket synkronisering mellan två transceivrar upprätthålles under dynamisk systemomkonfigurering av bitladdningsfaktorer.A further object of the present invention is to provide a transmitter for use in a multicarrier transmission system in which synchronization between two transceivers is maintained during dynamic system reconfiguration of bit charge factors.

Enligt en första aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahàlles ett multibärvägstransmissionssystem som har en första och en andra transceiver, där var och en av nämnda transceivrar har en mottagare och en sändare, i vilket data sänds mellan nämnda transceivrar genom modulering av nämnda data på en mångfald (multiplicity) av bärvágor i form av multibitsymboler, i vilket var och en av nämnda bärvágor utgör en kanal, och i vilket antalet bitar per symbol (bitladdningen) varierar mellan kanaler och, inom en kanal, så att varje kanal har associerad därmed en i drift, multibärvågssystem är anpassat att synkront uppdatera, i med tiden, bitladdningsparameter, kännetecknat av att, nämnda nämnda första och andra transceivrar, bitladdningsparametrarna associerade med respektive kanal genom överföring av data över en styrkanal, av att nämnda styrkanal etableras, vid systemstart-up, på en förutbestämd sådan av nämnda mängd av bärvágor vars identitet är känd av 506 634 Un 30 'uJ UI nämnda första och andra transceivrar, och av att nämnda styrkanal, efter start-up, ändras från nämnda förutbestämda kanal till en ytterligare kanal som väljes av nämnda första transceiver pá basis av kanalkarakteristik.According to a first aspect of the present invention, there is provided a multi-carrier transmission system having a first and a second transceiver, each of said transceivers having a receiver and a transmitter, in which data is transmitted between said transceivers by modulating said data on a plurality ( multiplicity) of carriers in the form of multibit symbols, in which each of said carriers constitutes a channel, and in which the number of bits per symbol (bit charge) varies between channels and, within a channel, so that each channel has associated therewith one in operation , multi-carrier system is adapted to synchronously update, in time, bit charge parameters, characterized in that, said first and second transceivers, the bit charge parameters associated with respective channel by transmitting data over a control channel, of said control channel being established, at system start-up, on a predetermined one of said plurality of carriers whose identity is known from said first and second transceivers, and in that said control channel, after start-up, changes from said predetermined channel to an additional channel selected by said first transceiver on the basis of channel characteristics.

Beslut beträffande ändringar i bitladdning och val av styrkanal kan initieras av nämnda första transceiver som sänder kommandosignaler över nämnda styrkanal, nämnda andra transceiver kan utföra ändringar i bitladdning och val av styrkanalbärvág, och nämnda andra transceiver kan mäta ändringar i kanalkarakteristik och vidarebefordra data avseende detta över nämnda styrkanal till nämnda första transceiver.Decisions regarding changes in bit charge and control channel selection may be initiated by said first transceiver transmitting command signals over said control channel, said second transceiver may perform changes in bit charge and control channel selection carrier, and said second transceiver may measure changes in channel characteristics and transmit data thereon. said control channel to said first transceiver.

Nämnda multibärvàgstransmissionssystem kan vara ett DMT-transmissionssystem.Said multi-carrier transmission system may be a DMT transmission system.

Nämnda multibärvàgstransmissionssystem kan vara ett DMT-baserat VDSL-system.Said multi-carrier transmission system may be a DMT-based VDSL system.

Nämnda multibärvàgstransmissionssystem kan vara ett DMT-baserat ADSL-system.Said multi-carrier transmission system may be a DMT-based ADSL system.

Nämnda förutbestämda bärvåg kan väljas från nämnda mångfald (multiplicity) av bärvàgor pá basis av SNR- karakteristik för kanalen så att nämnda styrkanal blir föremål för minimal interferens från störningar.Said predetermined carrier can be selected from said multiplicity of carriers on the basis of SNR characteristics of the channel so that said control channel is subject to minimal interference from interference.

Vid aktivering av nämnda multibärvägstransmissionssystem kan nämnda styrkanal etableras med hjälp av en process som omfattar de följande tre stegen: - etablerande av nämnda styrkanal pà en förutbestämd bärvág; 506 634 - överföring av nämnda styrkanal till en bärvàg vald av nämnda multibärvägssystem och ”enabling" av bitladdningsstyrning; och - ”enabling" av alla bärvágor.Upon activation of said multi-carrier transmission system, said control channel can be established by means of a process comprising the following three steps: - establishing said control channel on a predetermined carrier; 506 634 - transmission of said control channel to a carrier selected by said multi-carrier system and "enabling" of bit charge control, and - "enabling" of all carriers.

Nämnda steg att etablera nämnda styrkanal kan inkludera, i var och en av nämnda första och andra transceivrar: 25 30 inkludera, ”bootning" av nämnda sändare; nämnda sändare sänder kontinuerligt ramar i vilka alla bärvägor, förutom nämnda förutbestämda våg, moduleras med slumpmässig (random) data; nämnda sändare sänder ett system-”heartbeat”; ”bootning" av nämnda mottagare; nämnda mottagare initerar kanalutjämning/- anpassning (channel equalization); synkronisering av klockor i nämnda första och andra transceiver; och etablerande av nämnda styrkanal på nämnda förutbestämda bärvág vid mottagande av en ”heartbeat”.Said step of establishing said control channel may include, in each of said first and second transceivers: including "booting" of said transmitter; said transmitter continuously transmits frames in which all carrier paths, except said predetermined wave, are modulated at random ( random) data; said transmitter transmits a system "heartbeat"; "boot" of said receiver; said receiver initiates channel equalization; synchronization of clocks in said first and second transceivers; and establishing said control channel on said predetermined carrier when receiving a heartbeat.

Nämnda steg att överföra nämnda styrkanal kan i nämnda första transceiver: mottagning av data, av sändaren, avseende uppmätt kanalkarakteristik från mottagare i både nämnda första och andra transceiver; 506 654 Un 25 ~ val av en bärvág till vilken nämnda styrkanal skall omallokeras av nämnda sändare; sändning, av nämnda sändare, av en signal som identifierar nämnda bärvàg, till vilken nämnda styrkanal skall omallokeras, till nämnda andra transceiver; vid mottagning av bekräftelsesignal (confirmation signal) från nämnda andra transceiver, terminerar nämnda sändare nämnda styrkanal pä nämnda nämnda sändare nämnda styrkanal på nämnda förutbestämda bärvàg; nämnda sändare startar nämnda styrkanal på den omallokerade bärvàgen vid en ”heartbeat”; nämnda mottagare mäter kanalkarakteristik och sänder data avseende denna (karakteristik) till nämnda sändare i nämnda första transceiver; nämnda mottagare utjämnar/anpassar (equalizing) nämnda uppmätta kanal; nämnda mottagare erhåller en kanalvärdeberäkning (estimation) från den andra transceivern och sänder data avseende denna till nämnda sändare i nämnda första transceiver; nämnda mottagare tar emot data som identifierar bärvågen för omallokering av nämnda styrkanal; nämnda mottagare tar emot en bekräftelsesignal frán nämnda andra transceiver; 15 ba Un 506 634 nämnda mottagare terminerar styrkanalen pà nämnda förutbestämda bärvàg; nämnda mottagare etablerar styrkanalen pà den omallokerade bärvàgen; och om nämnda styrkanal inte kan etableras, återgång till nämnda steg att etablera nämnda styrkanal.Said step of transmitting said control channel may in said first transceiver: receiving data, by the transmitter, regarding measured channel characteristics from receivers in both said first and second transceivers; 506 654 Un 25 ~ selecting a carrier to which said control channel is to be reallocated by said transmitter; transmitting, by said transmitter, a signal identifying said carrier, to which said control channel is to be reallocated, to said second transceiver; upon receiving a confirmation signal from said second transceiver, said transmitter terminates said control channel on said transmitter said control channel on said predetermined carrier path; said transmitter starts said control channel on the unallocated carrier at a "heartbeat"; said receiver measures channel characteristics and transmits data relating thereto (characteristics) to said transmitter in said first transceiver; said receiver equalizes said equal channel; said receiver receives a channel value calculation (estimation) from the second transceiver and sends data relating thereto to said transmitter in said first transceiver; said receiver receives data identifying the carrier for reallocating said control channel; said receiver receives a confirmation signal from said second transceiver; Said receiver 50 506 634 terminates the control channel on said predetermined carrier path; said receiver establishes the control channel on the unallocated carrier; and if said control channel cannot be established, return to said step of establishing said control channel.

Nämnda steg ”to enable” alla bärvàgor kan inkludera, pá en kontinuerlig basis, i nämnda första transceiver att: nämnda sändare erhåller data avseende uppmätta kanaler från mottagare i båda nämnda transceivrarna; nämnda sändare bestämmer bitladdningsparametern för varje bärvàg; nämnda sändare sänder data avseende bitladdningsparametern till nämnda andra transceiver; nämnda sändare ändrar bitladdningsparametern vid bekräftelse (confirmation) från nämnda andra transceiver; mottagaren mäter kanalkarakteristik på nämnda mångfald (multiplicity) av kanaler och sänder data avseende nämnda mätningar till nämnda sändare; mottagaren utjämnar/anpassar (equalizing) nämnda mångfald av kanaler enligt nämnda uppmätta kanalkarakteristik; 506 634 l0 25 b) Ul lO - mottagaren erhåller en kanalvärdeberäkning från nämnda andra transceiver för var och en av nämnda mångfald av kanaler; - mottagaren erhåller en ny bitladdningsparameter för var och en av nämnda mångfald av kanaler; - mottagaren erhåller en bekräftelsesignal från nämnda andra transceiver; - mottagaren uppdaterar bitladdningsparametrarna för var och en av mångfalden av kanaler.Said step "to enable" all carriers may include, on a continuous basis, in said first transceiver that: said transmitter receives data regarding measured channels from receivers in both said transceivers; said transmitter determines the bit charge parameter for each carrier; said transmitter transmits data regarding the bit charge parameter to said second transceiver; said transmitter changes the bit charge parameter upon confirmation from said second transceiver; the receiver measures channel characteristics on said multiplicity of channels and transmits data regarding said measurements to said transmitter; the receiver equalizes said diversity of channels according to said measured channel characteristics; 506 634 10 25 b) The Ul 10 receiver receives a channel value calculation from said second transceiver for each of said plurality of channels; the receiver receives a new bit charge parameter for each of said plurality of channels; - the receiver receives a confirmation signal from said second transceiver; - the receiver updates the bit load parameters for each of the plurality of channels.

Kanalkarakteristiker kan värdeberäknas genom periodisk överföring, av en av transceivrarna, av en bassynkroniseringsram som har ett förutbestämt innehåll och jämförelse, i den andra av nämnda transceivrar, av den mottagna synkroniseringsramen med en referensram.Channel characteristics can be valued by periodic transmission, by one of the transceivers, of a base synchronization frame having a predetermined content and comparison, in the other of said transceivers, of the received synchronization frame with a reference frame.

Nämnda kanalkarakteristik kan inkludera dämpning, fasskiftning och varians.Said channel characteristics may include attenuation, phase shift and variance.

Nämnda bassynkroniseringsramar kan sändas med intervall, BSI, och nämnda BSI låses i nämnda transceivrar och gör det därmed möjligt för nämnda transceivrar att identifiera en ram som en synkroniseringsram.Said base synchronizing frames can be transmitted at intervals, BSI, and said BSI is locked in said transceivers, thereby enabling said transceivers to identify a frame as a synchronizing frame.

Extra (additional) synkroniseringsramar kan sändas med intervall mellan nämnda bassynkroniseringsramar.Extra (additional) synchronization frames can be transmitted at intervals between said base synchronization frames.

Nämnda första transceiver kan utdela kommandon för systemomkonfigurering vid starten av en BSI, och systemomkonfigurering kan verkställas vid starten av nästa BSI.The first transceiver may issue system reconfiguration commands at the start of one BSI, and system reconfiguration may be performed at the start of the next BSI.

IJ: 25 506 634 ll Nämnda BSI kan vara större än två gånger systemtransittiden för signaler.IJ: 25506 634 ll The BSI can be greater than twice the system transit time for signals.

Enligt en andra aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahàlles ett multibärvågstransmissionssystem som har en första och en andra transceiver, där vardera av nämnda transceivrar har en mottagare och en sändare, där data sänds mellan nämnda transceivrar genom modulering av nämnda data på en mångfald (multiplicity) av bärvàgor i form av multibitsymboler, där var och en av nämnda bärvàgor utgör en kanal, och där antalet bitar per symbol (bitladdningen) varierar mellan kanaler och, inom en kanal, i tiden, sä att varje kanal har en associerad bitladdningsparameter, en metod att driva en styrkanal kännetecknad av: - synkron uppdatering, vid nämnda första och andra transceivrarna, av bitladdningsparametrarna associerade med varje kanal genom överföring av data över styrkanalen; - etablering av nämnda styrkanal, vid systemstart, pà en förutbestämd bärvàg av nämnda mångfald av bärvàgor vars identitet är känd av nämnda första och andra transceivrar; och - efter start, ändring av nämnda styrkanal fràn nämnda förutbestämda kanal till en ytterligare kanal, vald av nämnda första transceiver på basis av kanalkarakteristik.According to a second aspect of the present invention, there is provided a multicarrier transmission system having a first and a second transceiver, each of said transceivers having a receiver and a transmitter, wherein data is transmitted between said transceivers by modulating said data on a multiplicity of carriers in the form of multi-bit symbols, each of said carriers constituting a channel, and wherein the number of bits per symbol (bit charge) varies between channels and, within a channel, in time, so that each channel has an associated bit charge parameter, a method of operate a control channel characterized by: - synchronous updating, at said first and second transceivers, of the bit charge parameters associated with each channel by transmitting data over the control channel; establishing said control channel, at system start, on a predetermined carrier of said plurality of carriers whose identity is known by said first and second transceivers; and - after starting, changing said control channel from said predetermined channel to a further channel, selected by said first transceiver on the basis of channel characteristics.

Nämnda metod kan inkludera stegen att: - initera beslut avseende ändringar i bitladdning och styrkanalval, i nämnda första 506 654 Uu 12 transceiver, och sända kommandosignaler över nämnda styrkanal; nämnda andra transceiver verkställer ändringar i bitladdning och val av styrkanalbârvág; och nämnda andra transceiver mäter ändringar i kanalkarakteristik och vidarebefordrar därtill relaterade data över nämnda styrkanal till 10 nämnda första transceiver.Said method may include the steps of: - initiating decisions regarding changes in bit charge and control channel selection, in said first 506 654 Uu 12 transceiver, and transmitting command signals over said control channel; said second transceiver effects changes in bit charge and selection of control channel carrier; and said second transceiver measures changes in channel characteristics and forwards related data over said control channel to said first transceiver.

Nämnda multibärvágstransmissionssystem kan vara ett DMT-transmissionssystem. 15 Nämnda multibärvägstransmissionssystem kan vara ett DMT-baserat VDSL-system.Said multicarrier transmission system may be a DMT transmission system. Said multi-carrier transmission system may be a DMT-based VDSL system.

Nämnda multibärvägstransmissionssystem kan vara ett DMT-baserat ADSL-system. 20 Nämnda förutbestämda bärvàg kan väljas fràn nämnda flertal (multiplicity) av bärvägor pá basis av SNR- karakteristik för kanalen så att nämnda styrkanal utsättes för minimal interferens från brus. 25 Nämnda styrkanal kan etableras, vid aktivering av nämnda multibärvàgstransmissionssystem, med hjälp av en process som omfattar de följande tre stegen: 30 - etablering av nämnda styrkanal pà en Lu u| förutbestämd bärvàg; överföring av nämnda styrkanal till en bärvàg som väljes av nämnda multibärvägssystem och för skapande av möjlighet (enabling) bitladdningsstyrning; och 506 634 13 - ”enabling” av alla bärvågor.Said multi-carrier transmission system may be a DMT-based ADSL system. Said predetermined carrier path can be selected from said plurality of carrier paths on the basis of SNR characteristics of the channel so that said control channel is subjected to minimal interference from noise. Said control channel can be established, upon activation of said multi-carrier transmission system, by means of a process comprising the following three steps: - establishing said control channel on a Lu u | predetermined carrier path; transmitting said control channel to a carrier selected by said multi-carrier system and for creating enabling bit load control; and 506 634 13 - "enabling" of all carriers.

Nämnda steg att etablera nämnda styrkanal kan inkludera, i var och en av nämnda första och andra transceivrar: - ”bootning” av nämnda sändare; - nämnda sändare sänder kontinuerligt ramar i vilka alla bärvàgor, förutom nämnda förutbestämda våg, moduleras med slumpmässig (random) data; - nämnda sändare sänder en system-”heartbeat”; - ”bootning” av nämnda mottagare; - nämnda mottagare initierar kanalutjämning/- anpassning (channel equalization); - synkronisering av klockor i nämnda första och andra transceiver; och - etablering av nämnda styrkanal pà nämnda förutbestämda bärvàg vid mottagande av en ”heartbeat".Said step of establishing said control channel may include, in each of said first and second transceivers: - "booting" of said transmitter; - said transmitter continuously transmits frames in which all carriers, except said predetermined wave, are modulated with random data; - said transmitter transmitting a system "heartbeat"; - "booting" of said receiver; - said receiver initiates channel equalization / channel equalization; synchronization of clocks in said first and second transceivers; and - establishing said control channel on said predetermined carrier path upon receipt of a "heartbeat".

Nämnda steg att överföra nämnda styrkanal kan inkludera, i nämnda första transceiver: - mottagning av data, av sändaren, avseende uppmätt kanalkarakteristik från mottagare i både första och andra transceivern; - val av en bärväg till vilken nämnda styrkanal skall omallokeras av nämnda sändare; 506 654 IQ Lll 14 sändning, av nämnda sändare, av en signal som identifierar nämnda bärvàg, till vilken nämnda styrkanal skall omallokeras, till nämnda andra transceiver; vid mottagning av bekräftelsesignal (confirmation signal) från nämnda andra transceiver, terminerar nämnda sändare nämnda styrkanal pà nämnda förutbestämda bärvág; nämnda sändare startar nämnda styrkanal pà den omallokerade bärvàgen vid en "heartbeat”; nämnda mottagare mäter kanalkarakteristik och sänder data avseende denna (karakteristik) till nämnda sändare i nämnda första transceiver; nämnda mottagare utjämnar/anpassar (equalizing) nämnda uppmätta kanal; nämnda mottagare erhåller en kanalvärdeberäkning från den andra transceivern och sänder data avseende denna till nämnda sändare i nämnda första transceiver; nämnda mottagare tar emot data som identifierar bärvàgen för omallokering av nämnda styrkanal; nämnda mottagare tar emot en bekräftelsesignal från nämnda andra transceiver; nämnda mottagare terminerar styrkanalen pà nämnda fördefinierade bärvág; nämnda mottagare etablerar styrkanalen pà den omallokerade bärvàgen; och ua VI 506 634 15 - om nämnda styrkanal inte kan etableras; återgång till nämnda steg att etablera nämnda styrkanal.Said step of transmitting said control channel may include, in said first transceiver: - receiving data, by the transmitter, regarding measured channel characteristics from receivers in both the first and second transceivers; - selection of a carrier path to which said control channel is to be reallocated by said transmitter; Transmitting, by said transmitter, a signal identifying said carrier, to which said control channel is to be reallocated, to said second transceiver; upon receiving confirmation signal from said second transceiver, said transmitter terminates said control channel on said predetermined carrier; said transmitter starts said control channel on the unallocated carrier at a "heartbeat"; said receiver measures channel characteristics and sends data regarding this (characteristic) to said transmitter in said first transceiver; said receiver equalizes said equal channel; said receiver receives channel; a channel value calculation from the second transceiver and transmits data relating thereto to said transmitter in said first transceiver; said receiver receives data identifying the carrier for reallocation of said control channel; said receiver receives a confirmation signal from said second transceiver; said receiver terminates said control channel on predefined carrier; said receiver establishes the control channel on the unallocated carrier; and ua VI 506 634 15 - if said control channel cannot be established; return to said step of establishing said control channel.

Nämnda steg ”to enable” alla bärvågor kan inkludera, på en kontinuerlig basis, i nämnda första transceiver att: - nämnda sändare erhåller data avseende uppmätta kanaler från mottagare i båda nämnda transceivrarna; - nämnda sändare bestämmer bitladdningsparametern för varje bärvåg; - nämnda sändare sänder data avseende bitladdningsparametern till nämnda andra transceiver; - nämnda sändare ändrar bitladdningsparametern vid bekräftelse (confirmation) från nämnda andra transceiver; - mottagaren mäter kanalkarakteristiken på nämnda mångfald av kanaler och sänder data avseende nämnda mätningar till nämnda sändare; - mottagaren utjämnar/anpassar (equalizing) nämnda mångfald av kanaler enligt nämnda uppmätta kanalkarakterisitika; - mottagaren erhåller en kanalvärdeberäkning från nämnda andra transceiver för var och en av nämnda mångfald av kanaler; - mottagaren erhåller en ny bitladdningsparameter för var och en av nämnda mångfald av kanaler; 506 634 (J: IQ UI 16 - mottagaren erhåller en bekräftelsesignal från nämnda andra transceiver; - mottagaren uppdaterar bitladdningsparametrarna för var och en av mångfalden av kanaler.Said step "to enable" all carriers may include, on a continuous basis, in said first transceiver that: - said transmitter receives data regarding measured channels from receivers in both said transceivers; - said transmitter determines the bit charge parameter for each carrier; - said transmitter transmits data regarding the bit charge parameter to said second transceiver; - said transmitter changes the bit charge parameter upon confirmation from said second transceiver; the receiver measures the channel characteristic of said plurality of channels and transmits data relating to said measurements to said transmitter; the receiver equalizes / adjusts (said) the plurality of channels according to said measured channel characteristics; the receiver receives a channel value calculation from said second transceiver for each of said plurality of channels; the receiver receives a new bit charge parameter for each of said plurality of channels; 506 634 (J: IQ UI 16 - the receiver receives a confirmation signal from said second transceiver; - the receiver updates the bit charge parameters for each of the plurality of channels.

Kanalkarakteristik kan värdeberäknas genom periodisk överföring, av en av transceivrarna, av en bassynkroniseringsram som har ett förutbestämt innehåll och jämförelse, i den andra av nämnda transceivrar, av den mottagna synkroniseringsramen med en referensram.Channel characteristics can be valued by periodic transmission, by one of the transceivers, of a base synchronization frame having a predetermined content and comparison, in the other of said transceivers, of the received synchronization frame with a reference frame.

Nämnda kanalkarakteristik kan inkludera dämpning, fasskiftning och varians.Said channel characteristics may include attenuation, phase shift and variance.

Nämnda bassynkroniseringsramar kan sändas med intervall, BSI, och nämnda BSI låses i nämnda transceivrar och gör det därmed möjligt för nämnda transceivrar att identifiera en ram som en synkroniseringsram. (additional) Extra synkroniseringsramar kan sändas med intervall mellan nämnda bassynkroniseringsramar.Said base synchronizing frames can be transmitted at intervals, BSI, and said BSI is locked in said transceivers, thereby enabling said transceivers to identify a frame as a synchronizing frame. (additional) Additional synchronization frames can be transmitted at intervals between said base synchronization frames.

Nämnda första transceiver kan utdela kommandon för systemomkonfigurering vid starten av en BSI, och systemomkonfigurering verkställes vid starten av nästa BSI.The first transceiver may issue system reconfiguration commands at the start of one BSI, and system reconfiguration is performed at the start of the next BSI.

Nämnda BSI kan vara större än två gånger systemtransittiden för signaler.The BSI may be greater than twice the system transit time for signals.

Enligt en tredje aspekt av den föreliggande uppfinningen :illhandahålles en mottagare, kännetecknad av att den är anpassad för användning i ett multibärvàgszransmissionssystem såsom framställts ovan, eller anpassad att implementera den ovan framlagda metoden. 20 506 634 17 Enligt en fjärde aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahálles en sändare, kännetecknad av att den är anpassad för användning i ett multibärvágstransmissionssystem såsom framställts ovan, eller anpassad att implementera den ovan framlagda metoden.According to a third aspect of the present invention: there is provided a receiver, characterized in that it is adapted for use in a multi-carrier transmission system as set forth above, or adapted to implement the method set forth above. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a transmitter, characterized in that it is adapted for use in a multi-carrier transmission system as set forth above, or adapted to implement the method set forth above.

Enligt en femte aspekt av den föreliggande uppfinningen tillhandahálles en transceiver, kännetecknad av att den inkluderar en mottagare såsom framställts ovan, och en sändare såsom framställts ovan.According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a transceiver, characterized in that it includes a receiver as set forth above, and a transmitter as set forth above.

Utförandeformer av uppfinningen kommer nu att beskrivas, med hjälp av exempel, med hänvisningar till de medföljande figurerna, där: Figur 1 visar, i schematisk form, ett asymmetriskt kommunikationssystem.Embodiments of the invention will now be described, by way of example, with reference to the accompanying figures, in which: Figure 1 shows, in schematic form, an asymmetric communication system.

Figur 2 visar, i schematisk form, ett DMT-system.Figure 2 shows, in schematic form, a DMT system.

Figur 3 visar, grafiskt, de kanalseparationer som används i ett asymmetriskt DMT-transmissionssystem.Figure 3 shows, graphically, the channel separations used in an asymmetric DMT transmission system.

Figur 4 visar, i schematisk form, grundstenarna i ett multitonbärvágssystemmodem som avses i den föreliggande uppfinningen.Figure 4 shows, in schematic form, the cornerstones of a multitone carrier system modem contemplated in the present invention.

Figur 5 visar, i schematisk form, en uppdelning (partitioning) hos det multitonbärvägssystemmodem som visas i Figur 4, och som används för att underlätta implementering.Figure 5 shows, in schematic form, a partitioning of the multitone carrier system modem shown in Figure 4, which is used to facilitate implementation.

Figur 6 visar, i grafisk form, spektralallokering för kopparpar.Figure 6 shows, in graphical form, spectral allocation for copper pairs.

Figur 7 visar, i schematisk form, den ramstruktur som används i det multitonbärvågssystem som här beskrivs. 506 20 634 18 Figur 8 visar, i schematisk form, det analoga gränssnittet för det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 7 shows, in schematic form, the frame structure used in the multitone carrier system described here. Figure 8 shows, in schematic form, the analog interface of the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 9 visar, i grafisk form, beroendet av signal/brusförhàllandet (SNR-ratio) för frekvens i det multitonbärvàgssystem som här beskrivs.Figure 9 shows, in graphical form, the dependence of the signal-to-noise ratio (SNR ratio) on frequency in the multitone carrier system described here.

Figur 10 visar, i schematisk form, den FFT-algoritm som används i det multitonbärvågssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 10 shows, in schematic form, the FFT algorithm used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 11 visar, i schematisk form, den ramkorrelationsprincip som används i det multitonbärvâgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 11 shows, in schematic form, the frame correlation principle used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 12 visar, i schematisk form, implementering av en korrelator som används i det multitonbärvågssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 12 shows, in schematic form, implementation of a correlator used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 13 visar, i schematisk form, den medelvärdesbildare (averager) som används i korrelatorn i Figur 12.Figure 13 shows, in schematic form, the averager used in the correlator in Figure 12.

Figur 14 visar, i schematisk form, en korrelationspositionsdetektor som används för det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 14 shows, in schematic form, a correlation position detector used for the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 15 visar, i schematisk form, en översikt över den synkroniseringsenhet som används i det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 15 shows, in schematic form, an overview of the synchronization unit used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 16 visar, i schematisk form, en översikt över den FFT/IFFT-enhet som används i det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 16 shows, in schematic form, an overview of the FFT / IFFT unit used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 17 visar, i schematisk form, användningen av ett cykliskt prefix. 20 30 506 634 19 Figur 18 visar, i schematisk form, ett ”beslutsinriktat” (decision directed) kanalvärdeberäknings- och utjämningsssystem för användning i det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 17 shows, in schematic form, the use of a cyclic prefix. Figure 18 shows, in schematic form, a “decision directed” channel value calculation and smoothing system for use in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 19 visar QAM-kodning för b = 6.Figure 19 shows QAM coding for b = 6.

Figur 20 visar, i schematisk form, förverkligandet av beräkningen av bitladdnings- och energiladdningsfaktorer som används i det multitonbärvágssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 20 shows, in schematic form, the realization of the calculation of bit charge and energy charge factors used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 21 visar, i schematisk form, en översikt av systemstyrningsgränssnittet (system controller interface) som används i det multitonbärvágssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 21 shows, in schematic form, an overview of the system controller interface used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 22 visar, i schematisk form, det sätt på vilket tvâ av de multitonbärvågssystemmodem, som visas i Figur 4, är sammankopplade för att skapa ett multitonbärvågstransmissionssystem.Figure 22 shows, in schematic form, the manner in which two of the multitone carrier modems shown in Figure 4 are interconnected to create a multitone carrier transmission system.

Figur 23 visar, i schematisk form, det vektorhanteringssystem som används i det multitonbärvágssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 23 shows, in schematic form, the vector management system used in the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 24 visar BSI-längd.Figure 24 shows BSI length.

Figur 25 visar, i schematisk form, NU SC laddningsfördelning (load distribution) för BSI- avbrott för det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 25 shows, in schematic form, NU SC load distribution for BSI interruptions for the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 26 visar SUS-mönstret för det modem för multitonbärvàgssystem som visas i Figur 4.Figure 26 shows the SUS pattern of the multitone carrier modem shown in Figure 4.

Figur 27 visar DAS-mönstret i schematisk form, för det modem för multitonbärvàgssystem som visas i Figur 4. 506 634 10 IQ Vu 20 Figur 28 visar, i schematisk form, ”wake-up”- signalering för det multitonbärvàgssystemmodem som visas i Figur 4.Figure 27 shows the DAS pattern in schematic form, for the multitone carrier system modem shown in Figure 4. 506 634 10 IQ Vu 20 Figure 28 shows, in schematic form, wake-up signaling for the multitone carrier system modem shown in Figure 4 .

Figurerna 29 till 31 visar etableringssekvensen (set- up sequence) för det multitonbärvágssystemmodem som visas i Figur 4.Figures 29 to 31 show the set-up sequence of the multitone carrier system modem shown in Figure 4.

Figur 32 visar, i schematisk form, en nätöversikt för ett nätgränssnitt för en VDSL modemapplikation.Figure 32 shows, in schematic form, a network overview of a network interface for a VDSL modem application.

Figur 33 är en illustration i diagramform av styrkanalarkitekturen som används i den föreliggande uppfinningen.Figure 33 is a diagrammatic illustration of the control channel architecture used in the present invention.

Figur 34 visar initial uppsättning av en styrkanal.Figure 34 shows the initial set-up of a control channel.

Figur 35 visar styrkanalallokering.Figure 35 shows control channel allocation.

Figur 35 visar kanalkonfigurationen i ett fullt konfigurerat system.Figure 35 shows the channel configuration in a fully configured system.

Figur 37 visar en synkroniseringsram.Figure 37 shows a synchronization frame.

Figur 38 visar dispositionen, i tid, av extra (additional) synkroniseringsramar.Figure 38 shows the outline, in time, of additional (additional) synchronization frames.

Figur 39 visar signalflödet.Figure 39 shows the signal flow.

Figur 40 visar signalsynkronisering.Figure 40 shows signal synchronization.

För att underlätta förståelsen av den föreliggande uppfinningen presenteras nedan en lista över förkortningar som används i denna patentansökan.To facilitate the understanding of the present invention, a list of abbreviations used in this patent application is presented below.

ADC: Analog- till digital(A/D)-omvandlare (Analog-to-Digital Converter) AIS: ”Alarm In Signal” UI 20 u.) O ASIC: BPSK: BSI: BSI-D: BSI-U: CCH: CMI: CM2: CM3: CP: DAC: DAS: DFl: DF2: DF3: DMT: 506 634 21 Applikationsspecifik integrerad krets (Application Specific Integrated Circuit) Binär fasskiftmodulering (Binary Phase Shift Keying) Grundsynkroniseringsintervall (Base Synch Interval) BSI för nedlänkförbindelse (BSI for downlink connection) BSI för upplânkförbindelse (BSI for uplink connection) Styrkanal (Control channel) Bärvågstyp (mode) 1; bit-laddad och använd bärvåg (Carrier mode 1, bit-loaded and used carrier) Bärvågstyp (mode) 2, (bort)maskad eller urstándsatt bärvàg (Carrier mode 2, masked out or disabled carrier) Bärvágstyp (mode) 3, bärvåg ordnad för nollbitsladdning, (Carrier mode 3, zero bit-loading enabled carrier) Cykliskt prefix (Cyclic Prefix) Digital- till analog(D/A)-omvandlare (Digital-to-Analog converter) DF3 ramsekvens (DF3 frame sequence) Dataram, slumpmässig (random) data parallell CCH, (Data frame, random data parallel CCH) Dataram, slumpmässig data en CCH (Data frame, random data one CCH) Dataram, helt bitladdad en CCH (Data frame, fully bit loaded one CCH) Diskret multiton (Discrete Multi Tone) 506 634 20 IQ lJn DWMT: EMC: FEC: FEXT: FFT: FTTN: Gl MUSIC: G2 MUSIC: G3 MUSIC: IFFT: IIR: ISDN: ISI: JTAG: LEX: LP: NT: 22 Diskret Wavelet multiton (Discrete Wavelet Multi-Tone) Elektromagnetisk kompatibilitet (Electro Magnetic Compatibility) Felkorrigering vid mottagaren (Forward Error Correction) Fjärröverhörning (Far End Cross Talk) ”Fast Fourier”-transformering (Fast Fourier Transform) Fiber till noden (Fibre To The Node) Första generationen, prototypsystem (VME-baserad) (Generation one, prototype system VME-based) Tre + två, ASIC-implementering (Three + two ASIC implementation) Tvá chips' kisel-implementering (Two chips silicon implementation) Omvänd ”Fast Fourir”-transformering (Inverse Fast Fourir Transformation) Obegränsad impulsrespons (Infinite Impulse Response) Internationell standard för digitala nät (International Standard for Digital Networks) Interferens mellan symboler (Inter-Symbol Interference) Joint Test Action Group Lokal växel (Local Exchange) Làgpass (Low Pass) Nät(verks)terminering (Network Termination) 20 IJ Un OFDM: ONU: PGA: POTS: QAM: SC: SDH: SF: SNR: STB: SUS: SUSl: SUS2: TA: TDMA: UTP: VCXO: 506 634 23 Nät(verks)enhet (Network Unit) Ortogonal frekvensmultiplex (0rthogonal Frequency Division Multiplexing) Optisk nät(verks)enhet (Optical Network Unit) Programmerbar förstärkningsdämpare (Progammable Gain Attenuator) Konventionell, ”gammal” telefonitjänst (Plain Old Telephony Service) ”Quadrature Amplitude Modulation” Systemstyrenhet (System Controller) Synkron digital hierarki (Synchronous Digital Hierarchy) Synkroniseringsram (Synch Frame) Signal/störnings-förhållande (Signal-to-Noise Ratio) Set Top Box Synkroniseringsramsekvens (Synch Frame Sequence) SF och DFl ramsekvens (SF and DFl frame sequence) SF och DF2 ramsekvens (SF and DF2 frame sequence) ”Time Advance” Multipelaccess med tidsdelning (Time Division Multiple Access) Oskärmad parkabel (Unshielded Twisted Pair) Spänningsstyrd kristalloscillator (Voltage Controlled Chrystal Oscillator) 506 634 Un 20 fi 30 24 VDSL: Digitala abonnentlinjer för mycket hög bithastighet (Very high bit-rate Digital Subscriber Lines) Det system som den föreliggande uppfinningen avser, hänvisas för enkelhetens skull till som ”MUSIC” (MUlti- carrier System for the Installed Copper Network - Multibärvágssystem för det installerade kopparnätet). MUSIC är avsett att tillhandahålla höghastighetskommunikation på kopparparkabel för telefoni för stöd av bredbandiga multimediatjânster.ADC: Analog-to-Digital (A / D) Converter (Analog-to-Digital Converter) AIS: “Alarm In Signal” UI 20 h.) O ASIC: BPSK: BSI: BSI-D: BSI-U: CCH: CMI: CM2: CM3: CP: DAC: DAS: DF1: DF2: DF3: DMT: 506 634 21 Application Specific Integrated Circuit Binary Phase Shift Keying Base Synch Interval BSI for Downlink Connection BSI for downlink connection BSI for uplink connection Control channel Bärvågstyp (mode) 1; bit-loaded and used carrier (Carrier mode 1, bit-loaded and used carrier) Carrier mode (mode) 2, (removed) masked or obscured carrier (Carrier mode 2, masked out or disabled carrier) Carry type (mode) 3, carrier arranged for zero bit charging, (Carrier mode 3, zero bit-loading enabled carrier) Cyclic Prefix Digital-to-Analog (D / A) converter (Digital-to-Analog converter) DF3 frame sequence (DF3 frame sequence) Data frame, random (random) data parallel CCH, (Data frame, random data parallel CCH) Data frame, random data one CCH (Data frame, random data one CCH) Data frame, fully bit loaded one CCH (Data frame, fully bit loaded one CCH) Discrete multiton ( Discrete Multi Tone) 506 634 20 IQ lJn DWMT: EMC: FEC: FEXT: FFT: FTTN: Gl MUSIC: G2 MUSIC: G3 MUSIC: IFFT: IIR: ISDN: ISI: JTAG: LEX: LP: NT: 22 Discrete Wavelet multiton (Discrete Wavelet Multi-Tone) Electromagnetic Compatibility (Forward Error Correction) Remote Ass Far End Cross Talk "Fast Fourier Transform" Fiber To The Node First Generation, Prototype System (VME-Based) Three + Two, ASIC implementation (Three + two ASIC implementation) Two chips silicon implementation (Inverse Fast Fourir Transformation) Infinite Impulse Response International standard for digital networks for Digital Networks Inter-Symbol Interference Joint Test Action Group Local Pass Low Term Network Termination 20 IJ Un OFDM: ONU: PGA: POTS: QAM: SC: SDH: SF: SNR: STB: SUS: SUSl: SUS2: TA: TDMA: UTP: VCXO: 506 634 23 Network Unit Orthogonal Frequency Division Multiplexing Optical network (Optical Network Unit) Program Progammable Gain Attenuator Conventional Plain Old Telephony Service Quadrature Amplitude Modulation System Controller Synchronous Digital Hierarchy Synch Frame Signal / Interference Ratio to-Noise Ratio) Set Top Box Synch Frame Sequence SF and DFl Frame Sequence SF and DF2 Frame Sequence (SF and DF2 Frame Sequence) Time Advance Multiple Access with Time Division Multiple Access Unshielded Twisted Pair Voltage Controlled Crystal Oscillator 506 634 Un 20 fi 30 24 VDSL: Very High Bit-Rate Digital Subscriber Lines The system of the present invention is referred to for simplicity. due to as “MUSIC” (Multi-carrier System for the Installed Copper Network - Multi-carrier system for the installed copper network). MUSIC is intended to provide high-speed communication on copper pair cable for telephony to support broadband multimedia services.

(SE 9603187-7) och de i korsreferens arrangerade patentspecifikationerna SE 9603188-5, SE 96C3l89-3, SE 9603190-1, SE 9603191-9, SE 9603192-7, SE 9603193-5, SE 9603194-3, SE 9603195-O, SE 9603196-8, SE 9603197-6 Och SE 9603198-4, kostnadseffektiv och robust kundimplementering med kisel, MUSIC-systemet som beskrivs i denna erbjuder en som ger 26:2 eller l3:2 Mbit/s asymmetrisk transmission över kopparkabel ( lokala telefoninät.(SE 9603187-7) and the patent specifications arranged in cross-reference SE 9603188-5, SE 96C3l89-3, SE 9603190-1, SE 9603191-9, SE 9603192-7, SE 9603193-5, SE 9603194-3, SE 9603195- O, SE 9603196-8, SE 9603197-6 And SE 9603198-4, cost-effective and robust customer implementation with silicon, the MUSIC system described in this offers one that provides 26: 2 or 13: 2 Mbit / s asymmetric transmission over copper cable ( local telephone networks.

MUSIC-systemet kan accessas med användning av det (Fibre To som var och en nätverkskoncept som är känt som Fiber till Noden The Node = FTTN), betjänar mànga användare, fram till ett kopplingsskáp i som använder optisk fiber, närheten av användarnas hem. Sålunda kan kabellängdsspecifikationen för MUSIC framgångsrikt begränsas till 1300 meter.The MUSIC system can be accessed using it (Fiber To which is each a network concept known as Fiber to the Node The Node = FTTN), serves many users, up to a switch cabinet in which uses optical fiber, the proximity of the users' homes. Thus, the cable length specification for MUSIC can be successfully limited to 1300 meters.

MUSIC-systemet är huvudsakligen avsett för överföring av en signal med hög bithastighet (26 Mbit/s) nedströms till abonnenten, och en signal med låg bithastighet (2 Mbit/s) uppströms, från abonnenten.The MUSIC system is mainly intended for transmitting a high bit rate (26 Mbit / s) signal downstream to the subscriber, and a low bit rate (2 Mbit / s) signal upstream, from the subscriber.

Figur 1 visar MUSIC-systemet. En nätverksenhet, NU, är ansluten till det fasta nätet genom en optisk fiberlänk, (FTTN). multimedia-applikation, En nätverksterminering, NT, ansluten till en t.ex. video-on-demand, är länkad UI 10 20 IJ Un 30 506 654 25 till NU:n via kopparkabel. MUSIC-systemet stöder en hög datahastighet nedströms och en mycket lägre datahastighet uppströms.Figure 1 shows the MUSIC system. A network device, NOW, is connected to the fixed network through an optical fiber link, (FTTN). multimedia application, A network termination, NT, connected to a e.g. video-on-demand, is linked UI 10 20 IJ Un 30 506 654 25 to the NOW via copper cable. The MUSIC system supports a high data rate downstream and a much lower data rate upstream.

I MUSIC-systemet som beskrivs här, stöds två bestämda bithastigheter (l3:2 och 26:2 Mbit/s), där den lägre bithastigheten l3:2 Mbit/s kan implementeras som en extra valmöjlighet för användning vid dåliga, eller extremt långa, kopparkablar.In the MUSIC system described here, two fixed bit rates (l3: 2 and 26: 2 Mbit / s) are supported, where the lower bit rate l3: 2 Mbit / s can be implemented as an additional option for use in bad, or extremely long, copper cables.

För nätverkstermineringen (NT) består anslutningen av ett set av standardiserade gränssnitt, såsom POTS, ISDN, ATM25 och Ethernet. Alla överföringsprotokollen stöds av (carried by) dataflödet i modemet, utom POTS-tjänsten som så att den är oberoende av (NU) filtreras ut passivt, modemstatus. Nätverksenheten terminerar i det fasta nätet.For network termination (NT), the connection consists of a set of standardized interfaces, such as POTS, ISDN, ATM25 and Ethernet. All transmission protocols are supported by (carried by) the data flow in the modem, except the POTS service which so that it is independent of (NOW) is filtered out passively, modem status. The network device terminates in the fixed network.

MUSIC separerar upp- och nedlänksspektra genom passiv filtrering i de analoga delarna.MUSIC separates up and downlink spectra by passive filtering in the analog parts.

Den version av MUSIC som beskrivs här är avsedd att ge möjlighet till framtida funktionella uppgraderingar. Av detta skäl är FFT/IFFT-blocket projekterat att stödja full funktionalitet så att det kan återanvändas i framtida uppgraderingar av systemet.The version of MUSIC described here is intended to provide the opportunity for future functional upgrades. For this reason, the FFT / IFFT block is designed to support full functionality so that it can be reused in future system upgrades.

MUSIC-systemet är ett DMT-baserat, multibärvàgs VDSL-system som använder diskret Fourier-transformering för att skapa och demodulera individuella bärvågor. Detta visas i Figur 2, som visar två transceivrar vilka var och en har en mottagare, Rx, och en sändare, TX, ansluten till ett tvinnat kopparpar. Data sänds mellan de två transceivrarna med användning av en mångfald (plurality) av bärvàgor, av vilka en del kanske inte används, t.ex. när kanalkvalitên är extremt dålig. Antalet bitar som överförs av var och en av bärvågorna kan också variera, beroende på kanalkvalité. 506 634 20 26 En multibärvàgsmoduleringsteknik som DMT hanterar frekvensberoende förluster och störningar på tvinnad I MUSIC-systemet delas den tillgängliga bandbredden pá 10 MHz upp pà 1024 bärvägor med en bredd pà vardera 9,77 kHz. Den tilldelade överföringseffekten för de individuella bärvågorna beror på parkabel pà ett effektivt sätt. störningseffekten och överföringsförlusterna pà vart och ett av banden. Varje bärvàg förmedlar multinivàpulser (multilevel pulses) som kan representera upp till 12 bit data (4096 QAM). Den individuella bârvâgens signal/brusförhållande (SNR) beräknas på mottagarsidan. Om en bärvàg har ett högt SNR, placeras upp till 12 bit på denna bärvåg. För bärvàgor med lägre SNR-värden placeras färre bitar pá bärvàgen. Bärvågor som är drabbade av smalbandiga störningskällor stängs av. Felkorrigering vid och mottagning (forward error correction) datainterfoliering (data interleaving) används för att mildra effekterna av :illfälliga skurar av impulsstörningar.The MUSIC system is a DMT-based, multi-carrier VDSL system that uses discrete Fourier transform to create and demodulate individual carriers. This is shown in Figure 2, which shows two transceivers each having a receiver, Rx, and a transmitter, TX, connected to a twisted copper pair. Data is transmitted between the two transceivers using a plurality of carriers, some of which may not be used, e.g. when the channel quality is extremely poor. The number of bits transmitted by each of the carriers can also vary, depending on the channel quality. 506 634 20 26 A multi-carrier modulation technology such as DMT handles frequency-dependent losses and interference on twisted In the MUSIC system, the available bandwidth of 10 MHz is divided into 1024 carriers with a width of 9.77 kHz each. The assigned transmission power for the individual carriers depends on the pair cable in an efficient manner. the interference effect and the transmission losses on each of the belts. Each carrier transmits multilevel pulses that can represent up to 12 bits of data (4096 QAM). The signal / noise ratio (SNR) of the individual carrier is calculated on the receiving side. If a carrier has a high SNR, up to 12 pieces are placed on this carrier. For carriers with lower SNR values, fewer pieces are placed on the carrier. Carriers that are affected by narrow-band sources of interference are switched off. Forward error correction data interleaving is used to mitigate the effects of: malignant bursts of impulse interference.

Asymmetrisk VDSL implementeras i denna version av MUSIC-systemet, vilket betyder att nedströmshastigheten är mycket högre än uppströmshastigheten. Två bestämda (26/13 Mbit/s) valda hastigheten beror pà den aktuella kabellängden (<1300 nedströmshastigheter stöds av systemet; den m) och/eller kvalitén på kanalen. Uppströmshastigheten är fixerad till 2 Mbit/s.Asymmetric VDSL is implemented in this version of the MUSIC system, which means that the downstream speed is much higher than the upstream speed. Two specified (26/13 Mbit / s) selected speeds depend on the current cable length (<1300 downstream speeds are supported by the system; the m) and / or the quality of the channel. The upstream speed is fixed at 2 Mbit / s.

MUSIC-systemet för att separera nedströmskanalen från Olika frekvensband kan användas i uppströmskanalen och båda fràn POTS, se Figur 3.The MUSIC system for separating the downstream channel from different frequency bands can be used in the upstream channel and both from POTS, see Figure 3.

Alternativt kan andra duplexmetoder användas, t.ex.Alternatively, other duplex methods can be used, e.g.

TDMA och/eller en metod där varannan bärvàg dediceras för nedströms- och uppströmskanalen.TDMA and / or a method where every other carrier is dedicated to the downstream and upstream channel.

Figur 4 visar en översikt av ett MUSIC-modem som den föreliggande uppfinningen avser. De viktigaste hàrdvarublocken är ADC och DAC, synkronisering, fourir LJ! (J: IQ UI 506 634 27 transformeringsbehandling, kanalvärdeberäkning/utjâmning, symbolmappning och detektering, kodning och avkodning med interfoliering (interleaving), nätgrànssnitt och systemövervakare.Figure 4 shows an overview of a MUSIC modem to which the present invention relates. The most important hardware blocks are ADC and DAC, synchronization, fourir LJ! (J: IQ UI 506 634 27 transformation processing, channel value calculation / equalization, symbol mapping and detection, coding and decoding with interleaving, network interfaces and system monitors.

Modemet kan betraktas i form av fyra principiella funktionsblock, nämligen: - den digitala mottagarenheten; - den digitala sândarenheten; - den analoga ingången (front end); och - systemövervakaren (system controller)/PCI.The modem can be considered in the form of four principal function blocks, namely: - the digital receiver unit; - the digital transmitter unit; - the analog input (front end); and system controller / PCI.

Den a:a_oga ingången inkluderar en hybridtransfcrmator ansluten till ett oskärmat, tvinnat par och POTS. På :ottagarsidan är hybriden ansluten, via ett lágpassfilter, LP, en programmerbar förstärkningsdämpare, PGA, till en analog- till digital(A/D)-omvandlare. En VCXO, driva analog- till digital-omvandlaren. På sändarsidan är spänningsstyri kristalloscillator, används för att hybriden ansluten till en digital- till analog(D/A)- omvandlare via ett lågpassfilter.The a: a_oga input includes a hybrid transformer connected to an unshielded, twisted pair and POTS. On the receiver side, the hybrid is connected, via a low-pass filter, LP, a programmable gain attenuator, PGA, to an analog to digital (A / D) converter. A VCXO, power analog to digital converter. On the transmitter side, the voltage control is a crystal oscillator, used to connect the hybrid to a digital to analog (D / A) converter via a low-pass filter.

Den digitala mottagarenheten inkluderar en ”fast Fourir”-transíormerings- och omskalningsenhet (rescaling FFT, synkroniserizgsenhet och en kanalestimator. unit), ansluten, som visas i Figur 4, till en Kanalestimatorn är ansluten via en symboldetekteringsenhet och en (de-interleaving) ”avinterfolierings"- och avkodningsenhet, till en bithazzeringsenhet och därifrån till ett nätapplikaticzsgränssnitt.The digital receiver unit includes a "fixed Fourir" transmission and rescaling unit (rescaling FFT, synchronization unit and a channel estimator. Unit), connected, as shown in Figure 4, to a channel estimator connected via a symbol detection unit and a (de-interleaving) " deinterleaving "and decoding unit, to a bithazzer unit and thence to a network application interface.

Den digitala sändarenheten inkluderar en bithanteringsenhet som är ansluten till en inverterad (inverse) "fasï Fourir” transformerings- och skalningsenheï, IFFT, via en kodnings- och 506 634 10 IQ Un 28 interfolieringsenhet (interleaving) och en symbolmappningsenhet.The digital transmitter unit includes a bit handling unit which is connected to an inverted "phase" Fourir transform and scaling unit, IFFT, via an encoding and interleaving unit and a symbol mapping unit.

Systemstyrningen (system control) är ansluten till olika funktionsenheter i den digitala mottagaren och digitala sändaren, och till nätapplikationsgränssnittet och ett datorgränssnitt, så som visas i Figur 4.The system control is connected to different functional units in the digital receiver and digital transmitter, and to the network application interface and a computer interface, as shown in Figure 4.

Nät(verks)gränssnittet ansluter den högre protokollnivàn till modemets skikt ett-funktionalitet.The network (plant) interface connects the higher protocol level to the modem layer one functionality.

Detta block ansvarar för att systemet förses med data med den konfigurerade bithastigheten, och lägger till ”attrapp- ramar” (dummy frames) om så erfordras.This block is responsible for providing the system with data at the configured bit rate, and adds “dummy frames” if required.

Datan kanalkodas sedan och interfolieras (interleaved . Det MUSIC-system som beskrivs här använder en faltningskod (convolutional code) kombinerad med interfoliering. Med användning av ett djup med ett flertal (multiple) ramar erhålles en kombinerad frekvens- /tidinterfoliering (se senare i denna specifikation).The data is then channel coded and interleaved. The MUSIC system described here uses a convolutional code combined with interleaving. Using a depth with multiple frames, a combined frequency / time interleaving is obtained (see later in this specification).

Symbolmappningsblocket tar emot ingängsdata som en heltalsvektor. Denna vektor mappas in i den konfigurerade konstellationen beroende pà det aktuella bitladdningsvärdet. Mappningsenheten använder ett Gray- kodningsschema för att reducera sannolikheten för bitfel.The symbol mapping block receives input data as an integer vector. This vector is mapped into the configured constellation depending on the current bit load value. The mapping unit uses a Gray coding scheme to reduce the probability of bit errors.

En reell (real) vektormultiplicering är det första steget i IFFT-blocket. Detta får systemet att skala IFFT-blocket utför sedan en FPT på som modulerar varje bärvåg. Som ett slutligt uteffektsnivà: pà varje bärvåg. reell 2048 punkters inverterad (inverse) ingàngsdatan, steg utförs en address ”wrap around" på utgàngsdatan, där en kopia av de första 128 samplingarna läggs till i slutet av ramen. De::a kallas det cykliska prefixet (CP).A real (vector) vector multiplication is the first step in the IFFT block. This causes the system to scale the IFFT block then performs an FPT on which modulates each carrier. As a final output power level: on each carrier. real 2048 dots inverted (inverse) input data, step is performed an address "wrap around" on the output data, where a copy of the first 128 samples is added at the end of the frame.They are called the cyclic prefix (CP).

Den mcdulerade signalen gär till en DAC som omvandlar signalen med ett minsta sant dynamiskt omfång 10 20 506 634 29 (minimum true dynamic range) på 84 dB. DAC:n klockas av systemsampelklockan på 20 MHz. För att bli av med Nyquist ”ghosts”, LP-filtreras signalen. Hybriden tillhandahåller ett balanserat gränssnitt mot kopparkabeln.The modulated signal goes to a DAC which converts the signal with a minimum true dynamic range of 84 dB. The DAC is clocked by the system sample clock at 20 MHz. To get rid of Nyquist "ghosts", the signal is LP-filtered. The hybrid provides a balanced interface to the copper cable.

En översikt över MUSIC-sändarens och -mottagarens signalväg visas i Figur 4. Sändardelen använder samma hybridkonstruktion som mottagaren.An overview of the signal path of the MUSIC transmitter and receiver is shown in Figure 4. The transmitter part uses the same hybrid design as the receiver.

I mottagaränden separerar splitter/hybrid- från 0 till 4 kHz, fràn de frekvenser som används av systemet. Det transceivern de frekvenser som används av POTS, extraherar också den làgnivåiga mottagningssignalen från den kombinerade högnivàiga sändningssignalen och den làgnivåiga mottagningssignalen.At the receiver end, the splitter / hybrid separates from 0 to 4 kHz, from the frequencies used by the system. The transceiver of the frequencies used by the POTS also extracts the low level reception signal from the combined high level transmission signal and the low level reception signal.

För att reducera Nyquisteffekter på signalen lágpassfiltreras den mottagna analoga signalen innan den matas in i PGA:n (Programmable Gain Amplifier).To reduce Nyquist effects on the signal, the received analog signal is low-pass filtered before being fed into the PGA (Programmable Gain Amplifier).

PGA n är nödvändig för att få det bästa utnyttjandet av det dynamiska omfånget i ADC:n. I detta system skall det dynamiska omfånget vara åtminstone 66 dB.PGA n is necessary to make the best use of the dynamic range of the ADC. In this system, the dynamic range shall be at least 66 dB.

Efter det att signalen omvandlats till digitalt format, tar synkroniserings- och FFT-blocket emot datan.After the signal is converted to digital format, the synchronization and FFT blocks receive the data.

I synkroniseringsblocket genereras en ramklocka (för styrning av EFT-buffertarna) och en styrsignal för VCXO:n.The synchronization block generates a frame clock (for controlling the EFT buffers) and a control signal for the VCXO.

I början återtar (retrieve) synkroniseringsblocket ramklockan från den samplade signalen. Ramklockan används sedan för att beräkna ramsynkroniseringsvärdeberäkningen ”VCXO feed back (20 MHz). (frame timing estimate) och överförs till controller”. VCXO:n genererar samplingsklockan En samplingsklocka som endast styrs av ”frame time estimate” är inte tillräckligt exakt i ett DMT-system. en dedicerad Därför används, efter lásningssekvensen, 506 634 N IJ Vi N 30 pilotbärvág för att uppná en hög synkroniseringsprecision pà samplingsklockan.Initially, the retrieve synchronization block retrieves the frame clock from the sampled signal. The frame clock is then used to calculate the frame synchronization value calculation “VCXO feed back (20 MHz). (frame timing estimate) and transferred to controller ”. The VCXO generates the sampling clock A sampling clock that is only controlled by a “frame time estimate” is not sufficiently accurate in a DMT system. a dedicated Therefore, after the locking sequence, 506 634 N IJ Vi N 30 pilot carrier is used to achieve a high synchronization precision on the sampling clock.

En BSI-signal extraheras också fràn pilotbärvàgen.A BSI signal is also extracted from the pilot carrier.

BSI är den bassynkroniseringsintervallsignal (Base Synchronization Interval timing signal) som används för att synkronisera sändarens och mottagarens CCH-kommunikation.BSI is the Base Synchronization Interval timing signal used to synchronize the CCH communication of the transmitter and receiver.

En av de nya aspekterna av MUSIC-systemet är den algoritm som används av synkroniseringsblocket, som behandlas mera detaljerat senare i denna specifikation.One of the new aspects of the MUSIC system is the algorithm used by the synchronization block, which is discussed in more detail later in this specification.

En 2048 punkters verklig FFT utförs pà ingàngsramarna i FFT-blocket. Efter detta utförs omskalning (rescaling), som baseras pà energiladdningsparametrarna, innan data överförs till nästa block.A 2048 point real FFT is performed on the input frames of the FFT block. After this, rescaling, which is based on the energy charge parameters, is performed before the data is transferred to the next block.

Kanalvärdeberäkningen och -utjämningen utförs på utmatningsdatan från FFT-blocket. Alla dataramar används (estimate) för att värdeberäkna kanalegenskaperna. Dessa används sedan för att beräkna (compute) en bitladdningsvektor som bestämmer antalet bitar som skall sändas på var och en av bärvàgorna. Denna information sänds därefter till sändaren genom uppströmsstyrkanalen (CCH).The channel value calculation and equalization is performed on the output data from the FFT block. All data frames are used (estimate) to calculate the value of the channel properties. These are then used to compute a bit charge vector that determines the number of bits to be transmitted on each of the carriers. This information is then transmitted to the transmitter through the upstream control channel (CCH).

I symboldetekteringsblocket utförs en "avmappning” (demapping) för varje bärvàg enligt bitladdningsmallen (bit-loading mask). (de- (FEC, på den detekterade bitströmmen.In the symbol detection block, a "demapping" is performed for each carrier according to the bit-loading mask (de- (FEC), on the detected bitstream.

Efter avmappning utförs ”avinterfoliering” interleavingl och "felkorrigering vid mottagning” Forward Error Correction) Datan är sedan klar för nät(verks)/applikations- gränssnittsblocket efter bithantering. Attrappramarna (dummy frames tas bort i detta block.After unmapping, “deinterleaving” interleavingl and “error correction on receipt” are performed. Forward Error Correction The data is then ready for the network (application) / application interface block after bit handling.The dummy frames are removed in this block.

I systemets hjärtpunkt, som visas i Figur 4, finns SC). ígeneral purpose) processor som har gränssnitt styrenheten för systemet (System Controller, SC:n är en generell 10 506 634 31 mot och styr de olika underblocken med användning av en lokal PCI-buss. I den version av MUSIC som beskrivs här, är styrenheten CPU programmerbar. En extern port tillhandahàlles, genom ett JTAG-gränssnitt på moderkortet (on-board), för att underlätta programmering.At the heart point of the system, shown in Figure 4, is SC). general purpose) processor that interfaces the control unit of the system (System Controller, SC is a general purpose and controls the various sub-blocks using a local PCI bus. In the version of MUSIC described here, the control unit is CPU programmable An external port is provided, through a JTAG interface on the motherboard (on-board), to facilitate programming.

Huvuduppgifterna för SC:n är att styra systemstart- up och uppförandet under körtid och att utföra bitladdnings- och energiladdningsberäkningar. Den kommunicerar med fjärrsidan av modemet genom en dedicerad styrkanal (CCH). Denna kanal överför data avseende förändringar i bit/energi-laddning och annan systemsignalering.The main tasks of the SC are to control system start-up and construction during driving time and to perform bit charge and energy charge calculations. It communicates with the remote side of the modem through a dedicated control channel (CCH). This channel transmits data regarding changes in bit / energy charge and other system signaling.

För att erhålla en kostnadseffektiv produkt för hög volymanvändning, måste de digitala delarna av systemet vara två ASIC-kretsar. baserade på åtminstone Figur 5 visar hur systemet kan delas upp (partition) för chipsdesignändamål.To obtain a cost-effective high-volume product, the digital components of the system must be two ASIC circuits. based on at least Figure 5 shows how the system can be divided (partition) for chip design purposes.

Ett chips innehåller FT/IFFT-kärnan. Ett andra chips innehåller ramsynkronisering, kanalvärdeberäkning och -utjämning, symboldetektering och symbolmappning. Det analoga blocket och nätgränssnittblocket kan implementeras på ett tredje, respektive fjärde, chips.One chip contains the FT / IFFT core. A second chip contains frame synchronization, channel value calculation and smoothing, symbol detection and symbol mapping. The analog block and the network interface block can be implemented on a third and a fourth chip, respectively.

Systemparametrarna som används av MUSIC-systemet som beskrivs här visas i Tabell 1 till 3 bifogade härtill.The system parameters used by the MUSIC system described here are shown in Tables 1 to 3 attached hereto.

VDSL-system arbetar i spektrumet från O till 40 Mz.VDSL systems operate in the spectrum from 0 to 40 Mz.

I detta band upptar MUSIC-systemet, som beskrivs här, de lägre 10 MHz, se Figur 6. Ett antal traditionella band finns i detta spektrum, inklusive POTS och vissa radioamatörband. Olika frekvensband används i det MUSIC- system som beskrivs här för att separera nedströms- från uppströms kanaler. Eftersom det MUSIC-system som beskrivs här använder 1024 bärvågor över 10 MHz, har varje bärvàg en bandbredd på 9,77 kHz, där de två första bärvågorna är allokerade av DC-nivån och POTS-tjänsten. Den sista bärvàgen är satt ur stånd eftersom den är Nyquist-punkten. 506 654 V» 20 32 Andra bärvàgor (på radioband) kan behöva annulleras. Detta är i första hand en fråga om immunitet och utstrålning på det balanserade kopparparet.In this band, the MUSIC system, as described here, occupies the lower 10 MHz, see Figure 6. A number of traditional bands are found in this spectrum, including POTS and some radio amateur bands. Different frequency bands are used in the MUSIC system described here to separate downstream from upstream channels. Since the MUSIC system described here uses 1024 carriers over 10 MHz, each carrier has a bandwidth of 9.77 kHz, where the first two carriers are allocated by the DC level and the POTS service. The last carrier is disabled because it is the Nyquist point. 506 654 V »20 32 Other carriers (on radio bands) may need to be canceled. This is primarily a matter of immunity and charisma on the balanced copper pair.

Genom passiv filtrering av POTS-spektrumet kan denna tjänst göras oberoende av det MUSIC-system som beskrivs här, körtidstatus, eller strömförsörjning.By passively filtering the POTS spectrum, this service can be done independently of the MUSIC system described here, runtime status, or power supply.

Det finns två sätt att tillhandahålla ISDN-tjänster för en MUSIC-modemanslutning. Ett sätt är att låta POTS- och ISDN-systemen existera under (below) MUSIC- frekvensbanden. Detta kan uppnås med användning av en liknande filtreringsprocess för ISDN-bandspektrum som för POTS. Denna filtrering gör det möjligt för tjänsten att tillhandahållas oberoende av konfiguration.There are two ways to provide ISDN services for a MUSIC modem connection. One way is to let the POTS and ISDN systems exist under the (below) MUSIC frequency bands. This can be achieved using a similar filtering process for ISDN band spectrum as for POTS. This filtering allows the service to be provided regardless of configuration.

Det andra sättet att tillhandahålla ISDN är att låta ISDN vara en bärartjänst i MUSIC-systemet. Denna lösning har fördelen i termer av spektrumeffektivitet. Användning av 1024 bärvàgor över 10 MHz ger varje bärvåg en bandbredd på 9,77 kHz. ISDN-spektrumet kräver allokeringen (150- 4)/9,77 = 5, av dessa bärvàgor. Beroende pá kanalkarakteristiken måste dessa fem bärvàgor väljas att ha det bästa SNR:et i systemet. För en standardanslutning ger detta 5*100=500 kbit/s bandbredd.The second way to provide ISDN is to allow ISDN to be a carrier service in the MUSIC system. This solution has the advantage in terms of spectrum efficiency. The use of 1024 carriers over 10 MHz gives each carrier a bandwidth of 9.77 kHz. The ISDN spectrum requires the allocation (150-4) /9.77 = 5, of these carriers. Depending on the channel characteristics, these five carriers must be chosen to have the best SNR in the system. For a standard connection, this gives 5 * 100 = 500 kbit / s bandwidth.

Den optimala lösningen är därför att använda modemet som en bärare, och allokera endast 64 kbit/s, jämfört med 500 kbit/s för den totala bandbredden för 64 kbit/s ISDN- tjänsten.The optimal solution is therefore to use the modem as a carrier, and allocate only 64 kbit / s, compared to 500 kbit / s for the total bandwidth of the 64 kbit / s ISDN service.

Resultatet av mätningarna av dämpning och FEXT (fjärröverhörning = Far End Cross Talk) utförda på en telekommunikationsoperatörs nät, visade att det är möjligt att uppnå bithastigheter högre än 100 Mbit/s om kabeln är kortare än 200-300 meter. För längre kablar begränsar dämpningen på högre frekvenser den maximala bithastigheten.The results of the attenuation and FEXT (Far End Cross Talk) measurements performed on a telecommunications operator's network showed that it is possible to achieve bit rates higher than 100 Mbit / s if the cable is shorter than 200-300 meters. For longer cables, attenuation at higher frequencies limits the maximum bit rate.

UI 20 506 634 33 För kablar pá omkring 500 meter kan 40 Mbit/s uppnås, och för en 1 km kabel är 15-20 Mbit/s realistiskt.UI 20 506 634 33 For cables of about 500 meters, 40 Mbit / s can be achieved, and for a 1 km cable, 15-20 Mbit / s is realistic.

En annan faktor som minskar prestandan är EMC, som begränsar den använda effekten. Vissa delar av frekvensdomänen mäste kanske också uteslutas.Another factor that reduces performance is EMC, which limits the power used. Some parts of the frequency domain may also need to be excluded.

En typisk PSTN kan förväntas ha följande karakteristik när det gäller impulsstörningar: - maximal varaktighet 250 ps - medianintervall 67 ms - maximal toppamplitud 20 mV - huvuddelen av energin under 200 kHz - bakgrundsstörning -107 dBm/Hz Huvudkällan för synkronisering i systemet är samplingsklockan. Referensen för samplingsklockan är belägen pà NU-sidan och är gemensam för alla tvinnade kopparpar i en sekundärkabel (secondary cable).A typical PSTN can be expected to have the following characteristics in terms of impulse interference: - maximum duration 250 ps - median interval 67 ms - maximum peak amplitude 20 mV - main energy below 200 kHz - background interference -107 dBm / Hz The main source for synchronization in the system is the sampling clock. The reference for the sampling clock is located on the NOW page and is common to all twisted copper pairs in a secondary cable.

Samplingsklockans frekvens är 20 MHz i 10 ppm, med ett ”phase jitter” på mindre än 0,5 ns.The sampling clock frequency is 20 MHz at 10 ppm, with a "phase jitter" of less than 0.5 ns.

Samplingsklockan pä NT-sidan är faslàst till NU- sidan. Logiken för läsningen använder ramsynkroniseringsvärdeberäkningen (frame timing estimation) i ett första skede, och använder sedan pilotbärvåge: för att producera en finjustering av läsningen. Lásningslogiken styr frekvensen hos en VCXO via en 18 bit digi:al/analog-omvandlare. Kraven för VCXO:n är 20 MHz i 25 ppm omfång och 10 ppm/volt känslighet. Den slutliga läsningen skall ha en precision pä 1/100 sampel, med ett ”phase jitter” pä mindre än 0,5 ns.The sampling clock on the NT page is phase locked to the NOW page. The logic of the reading uses the frame synchronization value calculation (frame timing estimation) in a first stage, and then uses pilot carrier: to produce a fine adjustment of the reading. The locking logic controls the frequency of a VCXO via an 18 bit digital / analog converter. The requirements for the VCXO are 20 MHz in 25 ppm range and 10 ppm / volt sensitivity. The final reading must have a precision of 1/100 sample, with a "phase jitter" of less than 0.5 ns.

Ramklcckan är l/(2048 + 128) av samplingsklockan och styr starten av mottagning och sändning av ramarna. 506 634 UI 20 34 Ramklockan, som används både för sändning och mottagning, avviker i fas på både NU- och NT-sidan.The frame clock is l / (2048 + 128) of the sampling clock and controls the start of receiving and sending the frames. 506 634 UI 20 34 The frame clock, which is used for both transmission and reception, deviates in phase on both the NU and NT side.

Ramklockan för sändning på NT-sidan är master och styr starten av signalintervallen, se Figur 7.The frame clock for transmission on the NT side is the master and controls the start of the signal intervals, see Figure 7.

Mottagningsramklockan på NT-sidan erhålles från hàrdvarufunktionen för ramsynkroniseringsvärdeberäkningen och styr starten av ramsamplingsperiod, se Figur 7.The reception frame clock on the NT side is obtained from the hardware function for the frame synchronization value calculation and controls the start of the frame sampling period, see Figure 7.

Ramklockan för sändning på NT-sidan är densamma som ramklockan för mottagning, men är en TA-sampel tidigare i fas. TA är en parameter som mäts under systemuppstart på NU-sidan och används för kompensering av utbredningsfördröjning (propagation delay) på kopparledaren. Detta måste göras för att upprätthålla ortogonaliteten, över kopparledaren, för de samplade perioderna, både på upplänken och nedlänken. Ramklockan för sändning på NT-sidan styr starten av signalintervallen, se Figur 7.The frame clock for transmission on the NT side is the same as the frame clock for reception, but is a TA sample earlier in phase. TA is a parameter that is measured during system start-up on the NU side and is used to compensate for propagation delay on the copper conductor. This must be done to maintain the orthogonality, across the copper conductor, for the sampled periods, both uplink and downlink. The frame clock for transmission on the NT side controls the start of the signal intervals, see Figure 7.

Ramklockan för mottagning på NU-sidan fördröjs ett antal sampelklockcykler (TA) i förhållande till ramklockan för sändning, efter det att TA-beräkning (calculation) utförts. Fördröjningen före beräkningen av TA i uppstartningssekvensen bestäms av hårdvarufunktionen för ramsynkroniseringsvärdeberäkningen (frame timing estimation hardware function) och värdet är åtkomligt för styrenheten.The frame clock for reception on the NOW page is delayed a number of sample clock cycles (TA) in relation to the frame clock for transmission, after TA calculation has been performed. The delay before the calculation of TA in the start-up sequence is determined by the hardware function for the frame timing estimation hardware function and the value is accessible to the control unit.

Ramklockan för mottagning på NU-sidan styr starten av ramsamplingsperiod, se Figur 7.The frame clock for reception on the NU side controls the start of the frame sampling period, see Figure 7.

BSI-klockan används för att synkronisera parameterändringar mellan den sändande och den mottagande sidan. Parametrarna kan, till exempel, vara bitladdning, energiladdning eller styrkanalfrekvens. Parametrarna uppdateras av systemstyrenheten, på båda sidor, innan BSI- klockan initierar switchen för den nya uppsättningen (set- up).The BSI clock is used to synchronize parameter changes between the sending and receiving sides. The parameters can be, for example, bit charge, energy charge or control channel frequency. The parameters are updated by the system controller, on both sides, before the BSI clock initiates the switch for the new set-up.

LJ» 20 30 506 634 35 BSI-klockan är 1/8192 av ramklockan. BSI-klockan i upplänken fördröjs en halv BSI-klockcykel i förhållande till BSI-klockan i nedlänken.LJ »20 30 506 634 35 The BSI clock is 1/8192 of the frame clock. The uplink BSI clock is delayed by half a BSI clock cycle relative to the downlink BSI clock.

En kort pseudo-slumpmässig (pseudo-random) sekvens på pilotkanalen används för BSI-synkronisering mellan den sändande och mottagande sidan.A short pseudo-random sequence on the pilot channel is used for BSI synchronization between the transmitting and receiving sides.

Det cykliska prefixet är en utökning (extension) av ramarna som adderas av FFT-chipset. För att upprätthålla ortogonaliteten under hela signaleringsperioden, kopieras de sista 128 samplen av ramen och placeras före den verkliga (actual) ramen. Detta arrangemang hanterar problem som sammanhänger med interferens mellan symboler som orsakas av tidsdispersion.The cyclic prefix is an extension of the frames added by the FFT chipset. To maintain orthogonality throughout the signaling period, the last 128 samples of the frame are copied and placed before the actual frame. This arrangement addresses issues related to interference between symbols caused by time dispersion.

Det är viktigt att den del av signaleringsperioden som samplas endast på den mottagande sidan överlappar en signaleringsperiod i den andra riktningen, längs hela kopparledaren. TA används för att optimera denna överlappningsperiod. Den maximala kabellängden begränsas av TA = 128 samplingar = 6,4 ps utbredningsfördröjning. Detta motsvarar 1280 meter (om utbredningsfördröjning är 5 ns/m).It is important that the part of the signaling period sampled only on the receiving side overlaps a signaling period in the other direction, along the entire copper conductor. TA is used to optimize this overlap period. The maximum cable length is limited by TA = 128 samples = 6.4 ps propagation delay. This corresponds to 1280 meters (if the propagation delay is 5 ns / m).

Det analoga gränssnittet ansluter den mottagna och sända digitala dataströmmen vid Cl-chipset till telefonledningen. Det finns också anslutningar till Tl- chipset och systemcontrollern för styrändamál.The analog interface connects the received and transmitted digital data stream at the Cl chip to the telephone line. There are also connections to the Tl chipset and the system controller for control end cases.

Det analoga gränssnittet visas i Figur 8. Ledningen är ansluten till en hybridtransformator som också är länkad till POTS. På mottagningssidan av hybriden går den inkommande signalen via ett làgpassfilter och en programmerbar förstärkningsdämpare till en analog/digital- omvandlare, ADC, och därifrån till Cl-chipset. På sändarsidan av hybriden omvandlas den utgående digitala signalen till analog av en digital/analog-omvandlare, DAC, och går därifrån via ett làgpassfilter LP till 506 634 Un 20 30 36 hybridtransformatorn. En spänningsstyrd kristalloscillator, som driver både ADC och DAC, är ansluten till Tl-chipsets synkroniseringsblock.The analog interface is shown in Figure 8. The cable is connected to a hybrid transformer which is also linked to POTS. On the receiving side of the hybrid, the incoming signal passes through a low-pass filter and a programmable gain attenuator to an analog-to-digital converter, ADC, and from there to the C1 chipset. On the transmitter side of the hybrid, the output digital signal is converted to analog by a digital / analog converter, DAC, and goes from there via a low-pass filter LP to the hybrid transformer 506 634 Un 20 30. A voltage controlled crystal oscillator, which drives both the ADC and the DAC, is connected to the sync block of the T1 chip.

En OFDM-ram är en summa av sinusformade bärvågor modulerade i fas och amplitud och med mellanrum (spaced) i frekvensplanet (frequency domain) med ett minimum av separationsavstånd mellan bärvágor. Antagandet att symbolerna inom ramen är jämnt fördelade och okorrelerade i förhållande till varandra ger en signal i tidplanet med en ungefär normalfördelad momentan amplitud. Sålunda existerar det en liten möjlighet att indata kan samverka med varandra till att skapa pulser med mycket höga toppnivàer.An OFDM frame is a sum of sinusoidal carriers modulated in phase and amplitude and spaced in the frequency domain with a minimum of separation distance between carriers. The assumption that the symbols within the frame are evenly distributed and uncorrelated in relation to each other gives a signal in the time plane with an approximately normally distributed instantaneous amplitude. Thus, there is a small possibility that input data can interact with each other to create pulses with very high peak levels.

Emellertid måste den maximala amplituden begränsas till en lägre amplitud än denna så att det finns ett tillräckligt antal kvantiseringsnivåer i DAC:n för att hantera genomsnittliga (average) signaler. Även om DAC:n har tillräcklig upplösning för att rymma en hög toppnivà i sändaren, finns det begränsningar på mottagarsidan (ADC). Emellertid behöver konsekvenserna på mottagarsidan inte vara så allvarliga som de kan tyckas Vara .However, the maximum amplitude must be limited to a lower amplitude than this so that there are a sufficient number of quantization levels in the DAC to handle average signals. Although the DAC has sufficient resolution to accommodate a high peak level in the transmitter, there are limitations on the receiver side (ADC). However, the consequences on the recipient side do not have to be as serious as they may seem.

En kort kabel har lägre dämpning i det höga frekvensområdet än en lång kabel, se Figur 9. Detta betyder att en tillfällig puls kan uppträda i mottagaren nästan opàverkad av kabelkarakteristiken. Därför krävs ett relativt stort dynamiskt omfång i mottagaren. Detta kan emellertid lätt åstadkommas eftersom nästan lika dämpningar ej kräver ett stort dynamisk omfång. ADC:n behöver rymma det område som i Figur 9 indikerats med den heldragna, grova, pilmarkerade linjen.A short cable has lower attenuation in the high frequency range than a long cable, see Figure 9. This means that a temporary pulse can occur in the receiver almost unaffected by the cable characteristics. Therefore, a relatively large dynamic range is required in the receiver. However, this can be easily achieved because almost equal attenuations do not require a large dynamic range. The ADC needs to accommodate the area indicated in Figure 9 by the solid, rough, arrow-marked line.

Den större högfrekvensdämpningen hos långa kablar kräver emellertid ett stort dynamiskt omfång.However, the greater high frequency attenuation of long cables requires a large dynamic range.

Högfrekvensdämpningen betyder också att det skulle krävas åtskilliga stora toppar (peaks) från sändaren för att bygga 15 30 506 634 37 upp höga amplituder i mottagaren; ett fall som är ännu mindre sannolikt att inträffa vid ADC-ingången (input) än enstaka toppar. Den ”fria höjden” (headroom) kan därför minskas och ADC:n bör rymma det område som markeras av den grova, streckade pillinjen i Figur 9.The high frequency attenuation also means that several large peaks would be required from the transmitter to build up high amplitudes in the receiver; a case that is even less likely to occur at the ADC input (input) than single peaks. The “free height” (headroom) can therefore be reduced and the ADC should accommodate the area marked by the rough, dashed arrow line in Figure 9.

Sammanfattningsvis kan prestandan optimeras genom att omsorgsfullt ställa in signalnivàn vid mottagaren ADC i beroende av kabellängden.In summary, performance can be optimized by carefully setting the signal level at the ADC receiver depending on the cable length.

Linjedelaren(splitter)/hybriden har tvâ huvuduppgifter, nämligen att: - dela upp och kombinera telefonisignal- (POTS) och VDSL-signalfrekvensbanden; och - förhindra den sända signalen från att uppträda vid mottagaren pà samma enhet genom balansering av kabeln.The line splitter / hybrid has two main tasks, namely to: - divide and combine telephony signal (POTS) and VDSL signal frequency bands; and - prevent the transmitted signal from appearing at the receiver on the same device by balancing the cable.

Eftersom varje transmissionsriktning har sitt eget frekvensband, är det möjligt att optimera båda sidor när det gäller deras respektive frekvensband för att öka den totala prestandan.Since each transmission direction has its own frequency band, it is possible to optimize both sides in terms of their respective frequency bands to increase the overall performance.

Avsikten med lágpassfiltret på ingängssignalen är att minska ”alias”-effekter (aliasing effects) pà interferens ovanför det använda frekvensområdet.The purpose of the low-pass filter on the input signal is to reduce aliasing effects on interference above the frequency band used.

Lágpassfiltret pá utgàngssidan reducerar utsänd effekt pà ”stoppbandet”. Dessa filter kan utgöra delar av uppdelnings-/hybridmodulen_ Den bästa kommersiellt tillgängliga ADC:n idag är ”Analog Devices AD9042” som har ett signal/brusförhàllande pà ungefär 66 dB. Det rekommenderas att antingen denna ADC, eller någon med likvärdig prestanda, används.The low-pass filter on the output side reduces the transmitted power on the "stop band". These filters can form part of the division / hybrid module_ The best commercially available ADC today is the "Analog Devices AD9042" which has a signal / noise ratio of approximately 66 dB. It is recommended that either this ADC, or one with equivalent performance, be used.

För denna beskrivning förutsättes det att en DAC med 14 bit upplösning används. 506 634 20 IJ Un 38 FFT- och IFFT-algoritmerna uppbygges av 1024- punkters komplexa FFT:er med data-reorganisering för att tillåta beräkning av två reella sekvenser på samma gång.For this description, it is assumed that a DAC with 14 bit resolution is used. 506 634 20 IJ Un 38 The FFT and IFFT algorithms are made up of 1024-point complex FFTs with data reorganization to allow the calculation of two real sequences at the same time.

Följaktligen är var och en av FFT och IFFT effektiva 2048- punkter. Hàrdvarurealiseringen baseras pá en radix-32-kärna som beräknar resultatet i tre ”fövandlingar” (passes), se Figur 10.Consequently, each of FFT and IFFT are effective 2048 points. The hardware realization is based on a radix-32 core that calculates the result in three “transformations” (passes), see Figure 10.

Förhållandet mellan signal/brusförhållandet och upplösningen i algoritmen kan uttryckas som: SNR=22b-v-1 där b = antal bit, och v = ll (antal effektiva radix-2 ”förvandlingar”). Lösningen för b ger 17 bit upplösning (baserat på ADC SNR), men eftersom ADC inte är den enda källan för analog signaldegradering, bör 16 bit upplösning i algoritmen vara tillräckligt för att upprätthålla upplösningen genom hela systemet.The relationship between the signal-to-noise ratio and the resolution in the algorithm can be expressed as: SNR = 22b-v-1 where b = number of bits, and v = ll (number of effective radix-2 "transformations"). The b solution provides 17 bit resolution (based on ADC SNR), but since ADC is not the only source of analog signal degradation, 16 bit resolution in the algorithm should be sufficient to maintain the resolution throughout the system.

VCXO:n genererar den samplingsfrekvens som används i NT-delen av systemet. Styrspänningen baseras på data från synkroniseringsenheten. Klockfrekvensen måste vara mycket stabil och faslàst (phase locked) till NU-referensklockan för att upprätthålla ortogonalitet mellan symboler.The VCXO generates the sampling frequency used in the NT part of the system. The control voltage is based on data from the synchronization unit. The clock frequency must be very stable and phase locked to the NU reference clock to maintain orthogonality between symbols.

För att fullt utnyttja ADC:ns dynamiska omfång måste en programmerbar dämpare (attenuator) sättas in före ADC:n.To take full advantage of the dynamic range of the ADC, a programmable attenuator must be inserted before the ADC.

Dämpningsnivån är huvudsakligen en funktion av kabellängden och kan bestämmas med värdet för "framflyttning av (timing advance) synkronisering” genom systemcontrollern.The attenuation level is mainly a function of the cable length and can be determined by the value for "timing advance synchronization" by the system controller.

Dämpningsupplösning och omfång, och förhållandet mellan värdet för ”timing advance” och dämpningsnivån, måste bestämmas. Utjämning och variansvärden kan också användas i beräkningarna för förbättrat resultat.Attenuation resolution and range, and the relationship between the value for timing advance and the attenuation level, must be determined. Equalization and variance values can also be used in the calculations for improved results.

I ett DMT-system är det nödvändigt med en mycket exakt synkronisering mellan sändaren och mottagaren, IQ Uu 30 506 634 39 speciellt när bärvágor moduleras med stora konstellationer.In a DMT system, a very precise synchronization between the transmitter and the receiver, IQ Uu 30 506 634 39, is necessary especially when carriers are modulated with large constellations.

I den utförandeform som här beskrivs, används en ny ramsynkroniseringsmetod som bygger pà korrelationsegenskaper inbyggda i strukturen hos den mottagna signalen.In the embodiment described here, a new frame synchronization method is used which is based on correlation properties built into the structure of the received signal.

Pä NU-sidan används en kristalloscillator med bestämd frekvens som en referens för generering av samplingsklcckan. På NT-sidan genereras en samplingsklocka av en VCXO (Spänningsstyrd kristalloscillator = Voltage Controlled Crystal Oscillator) som är låst i fas till oscillatorn på NU-sidan. VCXO:n styrs initialt av ramsynkroniseringsvärdeberäkningen (frame timing estimate).On the NU side, a crystal frequency oscillator with a fixed frequency is used as a reference for generating the sampling clock. On the NT side, a sampling clock is generated by a VCXO (Voltage Controlled Crystal Oscillator) which is locked in phase with the oscillator on the NU side. The VCXO is initially controlled by the frame timing estimate.

Upplösningen hos ramsynkroniseringsvärdeberâkningen är emellertid inte tillräcklig i den föreliggande applikationen. Därför används en dedicerad pilotbärvåg, efter en làsningssekvens (lock-in sequence), för att uppnå en mycket hög noggrannhet pä samplingsklc:ksynkroniseringen_ Beroezde på den långa symbolvaraktigheten i ett DMT- system kan izterferens mellan symboler orsakad av kanaltidsdispersion elimineras med hjälp av ett skyddsintervall (guard interval) som ett prefix till varje ram i tidsdomänen. För att upprätthålla ortogonaliteten hos ramarna är innehållet i varje prefix en kopia av den sista delen av den följande ramen, vilket gör att ramarna tycks vara partiellt cykliska.However, the resolution of the frame synchronization value calculation is not sufficient in the present application. Therefore, a dedicated pilot carrier, after a lock-in sequence, is used to achieve a very high accuracy of the sampling clock synchronization. Due to the long symbol duration in a DMT system, interference between symbols caused by channel time dispersion can be eliminated by means of a protection interval. (guard interval) as a prefix to each frame in the time domain. To maintain the orthogonality of the frames, the contents of each prefix are a copy of the last part of the following frame, making the frames appear to be partially cyclic.

Den synkroniseringsmetod som används för att värdeberäkna (estimate) ramsynkroniseringen använder den höga korrel :ion som finns mellan ett prefix och den motsvarande delen av en ram. Genom att kontinuerligt korrelera satplingar av den mottagna signalen, avskilda i tid av (den kända) ramlängden, kommer passerandet av ett skyddsintervall att orsaka en topp i korrelationsvärdeberäkningen (correlation estimate). Därför 506 634 k) Un 30 40 kommer dessa toppar att ha ett känt synkroniseringsförhållande till ramarna och kan användas för att skapa en ramstartsignal. Principen visas i Figur ll.The synchronization method used to estimate the frame synchronization uses the high correlation between a prefix and the corresponding part of a frame. By continuously correlating samples of the received signal, separated in time by the (known) frame length, the passage of a protection interval will cause a peak in the correlation value calculation (correlation estimate). Therefore 506 634 k) Un 30 40 these peaks will have a known synchronization relationship to the frames and can be used to create a frame start signal. The principle is shown in Figure ll.

Korrelatorn och topptidsestimatorn använder en systemklocka som genereras av en VCXO. Denna klocka divideras med (divided by) det totala antalet sampler i ett signalintervall (ett cykliskt prefix och en ram), för att skapa en signal med samma period som korrelationstopparna.The correlator and peak time estimator use a system clock generated by a VCXO. This clock is divided by (divided by) the total number of samples in a signal range (a cyclic prefix and a frame), to create a signal with the same period as the correlation peaks.

Fasavvikelsen (frame time deviation) mellan dessa två signaler används som indata till en ”feed-back controller" som justerar VCXO-frekvensen till den korrekta samplingsfrekvensen. Fasen hos denna samplingsklocka är emellertid inte tillräckligt exakt för att användas i ett DMT-system. Därför används ramsynkroniseringsvärdeberäkningen huvudsakligen för en inlåsningsoperation (lock-in operation). Den används också för att övervaka ramsynkroniseringen för att upptäcka större avvikelser som kommer att göra en resynkronisering nödvändig.The frame time deviation between these two signals is used as input to a feed-back controller that adjusts the VCXO frequency to the correct sampling frequency, however, the phase of this sampling clock is not accurate enough to be used in a DMT system. the frame synchronization value calculation is mainly used for a lock-in operation, it is also used to monitor the frame synchronization to detect major deviations that will make a resynchronization necessary.

Korrelationen av den mottagna datan beräknas kontinuerligt. Tidsdifferensen mellan de tvâ signalerna uppnås genom att använda en digital fördröjningsledning på en ramlängd. Utdatan på fördröjningsledningen multipliceras med den icke fördröjda signalen och integreras (ackumulerad) över ett intervall motsvarande längden hos det cykliska prefixet. Utdatan frán integratorn är korrelationsfunktionens värdeberäkning (estimate).The correlation of the received data is calculated continuously. The time difference between the two signals is achieved by using a digital delay line on a frame length. The output of the delay line is multiplied by the non-delayed signal and integrated (accumulated) over an interval corresponding to the length of the cyclic prefix. The output from the integrator is the value calculation (estimate) of the correlation function.

Eftersom endast synkroniseringsinformationen hos korrelationsvärdeberäkningen används, implementeras en förenklad estimator som endast använder den inmatade datans symbol (sign). Denna hàrdvaruimplementering har en starkt reducerad komplexitet jämförd med användning av den fullständiga sampelordlängden. 10 'Ju 20 30 506 634 41 Datorsimuleringar har visat att användning av synkron medelvärdesbildning av ett flertal (several) signalintervall reducerar variansen hos ramsynkroniseringsvärdeberäkningen_ Beroende pá den reducerade dataordlängden som används i multiplikatordelen av korrelatorn, är det möjligt att implementera en sådan medelvårdesbildningsfunktion omedelbart efter multiplikatorn.Since only the synchronization information of the correlation value calculation is used, a simplified estimator is implemented which uses only the symbol of the entered data. This hardware implementation has a greatly reduced complexity compared to using the full sample word length. Computer simulations have shown that the use of synchronous averaging of a plurality of signal intervals reduces the variance of the frame synchronization value calculation. Depending on the reduced data word length used in the multiplier portion of the correlator, it is possible to implement such a multiplication ratio. .

Ett blockschema som visar implementeringen av korrelatorn visas i Figur 12. Den inkommande signalen X(k) 1024, till en konjugator. Utdatan från fördröjningen och passerar genom en fördröjning med N = dvs en ram, och konjugatorn multipliceras sedan för att producera en signal Y(k) medelvärdesbildaren, vilken Z(k) signal W(k) C(k). som gàr till en medelvärdesbildare. Utdatan från Z(k) går till en subtraherare fràn 128 subtraheras. fördröjd med L = Detta ger en som går till en ackumulator som ger en utsignal Detaljerna i den medelvärdesbildande delen av korrelatorn visas i Figur 13. Medelvärdesbildaren omfattar en serie fördröjningselement kombinerade med adderare, så som visas. Utsignalen kan uttryckas som ïlflm Z(k) = Y(k-iM) 0 där Y(k) är insignalen och Z(k) är utsignalen.A block diagram showing the implementation of the correlator is shown in Figure 12. The incoming signal X (k) 1024, to a conjugator. The output of the delay passes through a delay of N = ie a frame, and the conjugator is then multiplied to produce a signal Y (k) the averifier, which Z (k) signal W (k) C (k). which goes to an average value generator. The output of Z (k) goes to a subtractor from 128 subtracted. delayed by L = This gives one that goes to an accumulator that gives an output signal. The details of the averaging part of the correlator are shown in Figure 13. The averaging comprises a series of delay elements combined with adders, as shown. The output signal can be expressed as ïl fl m Z (k) = Y (k-iM) 0 where Y (k) is the input signal and Z (k) is the output signal.

För att göra medelvärdesbildningen synkron med signalens ramstruktur, är fördröjningarna lika med signalintervallet.To make the averaging synchronous with the frame structure of the signal, the delays are equal to the signal interval.

En detektor för att finna läget för den maximala storleken pá korrelationsfunktionsvärdeberäkningen visas i Figur 14. Den implementeras med hjälp av ett register (#1) för det senaste max.värdet och en komparator. 506 634 UI 25 42 Registerinnehállet och korrelationsstorleken jämförs, och varje gång ett värde större än registerinnehållet påträffas, lagras det nya värdet i registret. Det aktuella värdet hos en räknare som räknar samplingsintervall (modulo signalinterval), förs också till ett andra register (#2). detta andra register att innehålla ett index till det När ett helt signalintervall har passerat, kommer max.värde som påträffats under detta intervall. Detta index lagras i ett tredje register (#3), en gång per signalintervall, och innehållet i det första registret (1#) divideras med två (med användning av skiftning) shift). (using Det index som lagrats i register #3 tolkas som avvikelsen mellan räknarvärdet och den aktuella synkroniseringen hos insignalramarna. Återkopplingscontrollern kommer att få medelvärdet för denna avvikelse att konvergera mot noll. Räknarvärdet kan sedan användas som en pekare (pointer) till signalintervallet. Ramsynkrcniseringsklockan genereras med hjälp av detta räknarvärde för att indikera ramstarten.A detector for finding the position of the maximum size of the correlation function value calculation is shown in Figure 14. It is implemented using a register (# 1) for the latest max. Value and a comparator. 506 634 UI 25 42 The register contents and the correlation size are compared, and each time a value greater than the register contents is found, the new value is stored in the register. The current value of a counter that counts sampling intervals (modulo signal intervals) is also passed to a second register (# 2). this second register to contain an index to it When an entire signal interval has passed, the max. value found during this interval. This index is stored in a third register (# 3), once per signal interval, and the contents of the first register (1 #) are divided by two (using shift). (using The index stored in register # 3 is interpreted as the deviation between the counter value and the current synchronization of the input signal frames. The feedback controller will cause the mean value of this deviation to converge to zero. The counter value can then be used as a pointer to the signal interval. Frame synchronization generating clock using this counter value to indicate the frame start.

Värdeberäkningen av komplexrepresentationen för pilotbärvágen i frekvensplanet utförs med användning av den FFT-enhet som finns tillgänglig i systemet. Fördelen med att använda denna metod är att värdeberäkningen kommer att vara oberoende av den varierande modulationen hos andra bärvágor. Detta beror på den inneboende ortogonaliteten mellan bärvågorna. För att uppnå en värdeberäkning med acceptabelt låg varians, är en viss medelvärdesbildning nödvändig. Detta utförs med hjälp av första ordningens digitala IIR-filter.The value calculation of the complex representation of the pilot carrier in the frequency plane is performed using the FFT unit available in the system. The advantage of using this method is that the value calculation will be independent of the varying modulation of other carriers. This is due to the inherent orthogonality between the carriers. In order to achieve a value calculation with acceptably low variance, a certain average value formation is necessary. This is done using the first-order digital IIR filter.

Olyckligtvis representeras värdeberäkningen som ett komplext tal i rektangulära koordinater, så argumentet är inte direkt tillgängligt. I återkopplingsslingan är det (detect) nödvändigt att upptäcka mycket små UI k) lJl 30 506 634 43 argumentavvikelser. Därför måste upplösningen på argumentet vara hög. Ãterkopplingscontrollern kommer att få pilotbärvågsargumentet att konvergera mot noll. En approximering av argumentet, som är linjärt endast i ett litet område omkring noll, är då tillräckligt för att uppnå acceptabel prestanda. En användbar approximering som är ”monotonic” i nästan alla fyra kvadranterna, och också enkel att implementera i digital logik, beskrivs genom uttrycket: A=M.[3{c}-<1-sgn9¶{C}) .K. 9ï{c}.sgn.3{c}] där C är den komplexa pilotbärvågsvärdeberäkningen, M är en positiv skalningskonstant, och K är en positiv konstant som påverkar funktionens utformning (här används K=2).Unfortunately, the value calculation is represented as a complex number in rectangular coordinates, so the argument is not directly available. In the feedback loop, it is (detect) necessary to detect very small UI k) lJl 30 506 634 43 argument deviations. Therefore, the resolution of the argument must be high. The feedback controller will cause the pilot carrier argument to converge to zero. An approximation of the argument, which is linear only in a small area around zero, is then sufficient to achieve acceptable performance. A useful approximation that is "monotonic" in almost all four quadrants, and also easy to implement in digital logic, is described by the expression: A = M. [3 {c} - <1-sgn9¶ {C}) .K. 9ï {c} .sgn.3 {c}] where C is the complex pilot carrier value calculation, M is a positive scaling constant, and K is a positive constant that affects the design of the function (here K = 2 is used).

Kanalen inför fasskift på pilotbärvågen som kan orsaka ”linjeringsfel” (misalignment) mellan ramsynkroniseringen pä insignalen och pilotargumentet noll.The channel introduces phase shifts on the pilot carrier which can cause “misalignment” between the frame synchronization of the input signal and the pilot argument zero.

För att eliminera detta problem går pilotbärvàgsestimatorn också genom utjämnaren för frekvensplanet (frequency domain equalizer). Utjämningsparametern för denna bärvàg sättes under startsekvensen, när ramsynkroniseringsvärdeberäkningen (frame timing estimate) har konvergerat till sitt slutliga värde.To eliminate this problem, the pilot carrier estimator also passes through the frequency domain equalizer. The smoothing parameter for this carrier is set during the start sequence, when the frame timing estimate has converged to its final value.

Valet av pilotbärvàg kommer att vara fast, men logik för val av andra bärvågor som pilot kan också tillhandahållas. Återkopplingsslingan har i verkligheten två ”controllers”, var och en med sin egen insignal.De två controllerutgångarna adderas och matas via en D/A- omvandlare till VCXO:n som genererar samplingsklockan. Båda ”controllerna” är av PI-typ (Proportional and Integrating). 506 654 Un h) Uu 30 44 Figur 15 ger en översikt över signalvägarna. Den mottagna datan i tidsplanet passerar genom korrelatorn och topplägesestimatorn för att resultera i ramklockan. Den komplexa pilotbärvàgen i frekvensplanet som härleds från utjämnaren (equalizer) förs till en pilotargumentestimator, vars utdata förs till ”återkopplingscontrollers” som också tar emot utdata från toppestimatorn. Utdatan frán ”áterkopplingscontrollerna” förs sedan till en D/A- omvandlare för att ge en signal som används för att styra VCXO:n.The choice of pilot carrier will be fixed, but logic for choosing other carriers as a pilot can also be provided. The feedback loop actually has two "controllers", each with its own input signal. The two controller outputs are added and fed via a D / A converter to the VCXO which generates the sampling clock. Both "controllers" are of the PI type (Proportional and Integrating). 506 654 Un h) Uu 30 44 Figure 15 gives an overview of the signal paths. The received data in the schedule passes through the correlator and the peak position estimator to result in the frame clock. The complex pilot carrier in the frequency plane derived from the equalizer is fed to a pilot argument estimator, the output of which is fed to "feedback controllers" which also receive output from the peak estimator. The output of the "feedback controllers" is then passed to a D / A converter to provide a signal used to control the VCXO.

Under startsekvensen är endast ramsynkroniseringscontrollern aktiv. När ramsynkroniseringen har stabiliserats, värdeberäknas utjämningsparametern för pilotbärvàgen och sättes (av SC:n). uppdatering av denna parameter undertryckes. Efter denna Detta görs endast en gäng, och ytterligare ändring av utjämningsparameter, ges medelvärdesbildaren för argumentestimatorn tillräckligt med inställningstid.During the startup sequence, only the frame synchronization controller is active. Once the frame synchronization has stabilized, the equalization parameter for the pilot carrier is calculated and set (by the SC). updating this parameter is suppressed. After this This is done only once, and further change of equalization parameters, the averaging for the argument estimator is given sufficient setting time.

Slutligen stoppas ramsynkroniserizgscontrollern och pilotargumentoontrollern aktiveras. När ramsynkroniseringscontrollern stoppats, låses dess sista utvärde så att VCXO-frekvensen förblir nära sitt slutliga värde.Finally, the frame synchronization controller is stopped and the pilot argument controller is activated. When the frame synchronization controller is stopped, its last value is locked so that the VCXO frequency remains close to its final value.

Pilotbärvàgen används också för överföringen av synkroniseringsinformation för bassynkroniseringsintervallet (ESI = Base Synchronization Interval). ärvàgsargumentet antas normalt vara konstant.The pilot carrier is also used for transmitting synchronization information for the Base Synchronization Interval (ESI). the path argument is normally assumed to be constant.

Ett kort mönster BPSK-moduleras på bärvágen med användning av faserna O och n och lämnande bärvágen pà fas O under resten av BCI-intervallet. Om detta mönster endast är en bråkdel ( pilotbärvágsargumentvärdeberäkningen försumbar. En korrelator används för att detektera mönstret och ge synkroniseringssignalen för BSI. lll 10 20 Ix) lJl 30 506 634 45 ”System Controllern” (SC) måste ha läsaccess, för upptäckt av synkroniseringslåsning och av övervakningsskäl, till register som håller estimatorn för ramtidsavvikelse och pilotargumentapproximeringen.A short pattern is BPSK modulated on the carrier using phases O and n and leaving the carrier on phase O for the remainder of the BCI interval. If this pattern is only a fraction (pilot carrier argument value calculation negligible. A correlator is used to detect the pattern and provide the synchronization signal for BSI. Lll 10 20 Ix) lJl 30 506 634 45 The "System Controller" (SC) must have read access, to detect synchronization locking and for monitoring reasons, to registers that keep the estimator for frame time deviation and the pilot argument approximation.

För att hantera den inledande utjämningen av pilotbärvågen är det nödvändigt för SC:n att läsa den medelvärdesbildade komplexa representationen för bärvàgen och skriva till utjämningsparameterminnet.In order to handle the initial equalization of the pilot carrier, it is necessary for the SC to read the averaged complex representation of the carrier and write to the equalization parameter memory.

Ett kompensationsregister (offset register) för att bestämma den relativa synkroniseringen mellan indataramarna och ramstartsignalen är nödvändigt och måste vara skrivbart från SC:n. Detta används på NT-sidan.An offset register to determine the relative synchronization between the input frames and the frame start signal is necessary and must be writable from the SC. This is used on the NT page.

De detekterade BSI-händelsesignalerna, för både mottagning och sändning, skall anslutas till SC:n som avbrottsinmatningar (interrupt inputs).The detected BSI event signals, for both reception and transmission, must be connected to the SC as interrupt inputs.

Alternativt kan pilotbärvågen àterhämtas (recover) från signalen i tidplanet, med användning av ett bandpassfilter, och användas direkt för faslàsning av en samplingsklockoscillator_ Frekvensplansmetoden, som här beskrivs, har fördelen att pilotbärvàgsestimatorn är oberoende av moduleringen av de andra bärvàgorna, beroende på ortogonaliteten. En annan ramsynkroniseringsmetod skulle vara beroende av att införa ett känt mönster i vissa ramar.Alternatively, the pilot carrier can be recovered from the signal in the timing plane, using a bandpass filter, and used directly to phase a sampling clock oscillator. The frequency plan method described here has the advantage that the pilot carrier estimator is independent of the modulation of the other carriers. Another frame synchronization method would depend on introducing a known pattern into certain frames.

Detta skulle reducera systemkapaciteten.This would reduce system capacity.

Ramlängden och längden på de cykliska prefixen är fasta i den utförandeform som här beskrivs. Metoden, som beskrivs ovan, är utformad att fungera i en àterkopplingsslinga med en VCXO. I en enhet som använder en bestämd samplingsklockoscillator behöver utförandet på ramsynkroniseringsestimatorn modifieras en aning. Det är viktigt att VCXO:n har mycket låg fasstörning, eftersom återkopplingsslingan är alltför långsam för att kompensera en sådan störning.The frame length and the length of the cyclic prefixes are fixed in the embodiment described here. The method, described above, is designed to work in a feedback loop with a VCXO. In a device using a specific sampling clock oscillator, the design of the frame synchronization estimator needs to be slightly modified. It is important that the VCXO has a very low phase fault, as the feedback loop is too slow to compensate for such a fault.

N U 20 IQ UI E 506 634 46 Ett diskret multitonsystem (DMT) modulerar N komplexa datasymboler pà N bärvágor (här använder vi N=1024 bärvàgor). Denna mappning beräknas som en omvänd (inverse) diskret Fourir-transformering genom användning av ”Inverse (IFFT).N U 20 IQ UI E 506 634 46 A discrete multitone system (DMT) modulates N complex data symbols on N carriers (here we use N = 1024 carriers). This mapping is calculated as a reverse (inverse) discrete Fourir transform using Inverse (IFFT).

N st bärvàgorna av en FFT.N st carriers of an FFT.

Fast Fourier Transform” I mottagaren demoduleras de I modemet, utförs FFT och IFFT av (radix) 16, i olika faser. Denna process visas som beskrivs här, samma enhet, med användning av samma bas eller 32 ”kärnor” (cores), schematiskt i Figur 16.Fast Fourier Transform “In the receiver they are demodulated in the modem, FFT and IFFT are performed by (radix) 16, in different phases. This process is shown as described here, the same unit, using the same base or 32 "cores", schematically in Figure 16.

Huvudoperationen delas upp i ramar med längder pà 2048 reella, utför denna enhet en FFT, eller 1024 komplexa värden.The main operation is divided into frames with lengths of 2048 real, this unit performs an FFT, or 1024 complex values.

IFFT, samt addering av cykliskt prefix.IFFT, and addition of cyclic prefix.

För varje ram skalning, omskalning (descaling), FFT:n och IFFT:n beräknar 2048 punkter reella FFTs och arbetar med ett minimum pà 16 bit aritmetik.For each frame scaling, descaling, the FFT and the IFFT calculate 2048 points real FFTs and work with a minimum of 16 bit arithmetic.

(NT), synkronisering mellan ingàngsramstarten och IFFT- För nätterminalsidan, finns det ett krav på utgàngsstarten. (En synkronisering mellan uppströms- och nedströms bärvàgorna). Sändaren skall kunna starta sändningen av en ram innan den startar att ta emot en ram, så kallad ”timing advance”. bör tillhandahållas före IFFT.(NT), synchronization between the input frame start and IFFT- For the night terminal side, there is a requirement for the output start. (A synchronization between the upstream and downstream carriers). The transmitter must be able to start transmitting a frame before it starts receiving a frame, so-called "timing advance". should be provided before IFFT.

Denna skalning är en multiplicering mellan de reella En skalning (scaling) koefficienterna som är lagrade i denna enhet, och ingångsvärdena fràn symbolmappern (SM). Koefficienterna är pá 16 bit vardera.This scaling is a multiplication between the real A scaling coefficients stored in this unit, and the input values from the symbol mapper (SM). The coefficients are 16 bits each.

Koefficientminnet består av tvâ banker av samma storlek (l6x1024 bit). Den ena banken används medan den andra uppdateras. Omkoppling (switchingf möjliggörs genom ett PCI-kommando och verkställes vid nästa BSI.The coefficient memory consists of two banks of the same size (l6x1024 bit). One bank is used while the other is updated. Switchingf is enabled by a PCI command and executed at the next BSI.

(J: 20 h.) UI 506 634 47 Efter FFT:n skall en omskalning (rescaling) utföras innan datan överförs för utjämning och symboldetektering.(J: 20 h.) UI 506 634 47 After the FFT, a rescaling must be performed before the data is transferred for smoothing and symbol detection.

Denna omskalning är en multiplikation med det inverterade värdet av skalningsvärdena. Koefficienterna representeras av 16 bit.This rescaling is a multiplication by the inverted value of the scaling values. The coefficients are represented by 16 bits.

En exponent (som resulterar i en ”post shift") på 4 bit kan också behövas för att upprätthålla precisionen.An exponent (resulting in a 4-bit post shift) may also be needed to maintain precision.

Koefficientminnet består av två banker av samma storlek ((l6+4)xlO24 bit). andra uppdateras. Omkoppling möjliggörs genom ett PCI- Den ena banken används medan den kommando och verkställes vid nästa BSI.The coefficient memory consists of two banks of the same size ((l6 + 4) x1024 bit). others are updated. Switching is made possible by a PCI- One bank is used while the command and executed at the next BSI.

Vid början av varje ram adderas ett cykliskt prefix.At the beginning of each frame, a cyclic prefix is added.

Denna process visas schematiskt i Figur 17. Insättandet av ett cykliskt prefix undanröjer interferens mellan symboler (ISI), och bevarar ortogonaliteten mellan tonerna, vilket resulterar i ett enkelt in-/ut-förhållande som gör det möjligt att betrakta varje bärvág som en separat kanal.This process is shown schematically in Figure 17. The insertion of a cyclic prefix eliminates interference between symbols (ISI), and preserves the orthogonality between the tones, resulting in a simple input / output ratio that allows each carrier to be considered as a separate channel. .

Detta cykliska prefix bestär av en repetition av den sista delen av ramen.This cyclic prefix consists of a repetition of the last part of the frame.

Under förutsättning att ”timing advance” används och den maximala kabellängden är 1300 m, kommer ett cykliskt prefix pà 128 sampel att behövas. Sålunda kommer utdatan för varje ram att vara sampel: 1920, l92l,...,2046, 2047, 0,l,2, 2046, 2047 För var och en av de ovanstående komponenterna finns en FIFO som gränssnitt mot den externa världen med FFT/IFFT in- och utminnen. Sålunda finns det totalt 4 FIFOn.Provided that “timing advance” is used and the maximum cable length is 1300 m, a cyclic prefix of 128 samples will be required. Thus, the output for each frame will be a sample: 1920, l92l, ..., 2046, 2047, 0, l, 2, 2046, 2047 For each of the above components there is a FIFO as an interface to the external world with FFT / IFFT input and output memories. Thus, there are a total of 4 FIFOs.

Det rekommenderas att FIFO:na med gränssnitt mot den analoga sidan har en storlek på 384 ord (16 bit) och de FIFO:n som har gränssnitt mot T1-chips har en storlek pà 448 ord (32 bit). 506 634 h) Un 48 En annan DMT-teknik som inte använder ”Fourir transformation” är ”Discrete Wavelet Multi-tone Transform” (DWMT). Denna metod har förelagts ADSL standardiseringskommittê som avslog den.It is recommended that the FIFOs with interfaces to the analog side have a size of 384 words (16 bits) and the FIFOs that interfaces with T1 chips have a size of 448 words (32 bits). 506 634 h) Un 48 Another DMT technology that does not use “Fourir transformation” is “Discrete Wavelet Multi-tone Transform” (DWMT). This method has been submitted to the ADSL Standardization Committee, which rejected it.

Den precision som behövs i denna teknik beror på det erforderliga dynamiska omfånget, som i sin tur bestäms av de analoga komponenterna (speciellt DAC). FIFO-storleken kommer att bero på klockhastighetsdifferenser och den mängd ”timing advance" som används. Användningen av klippning (clipping) är en kompromiss mellan dynamiskt omfång (kvantiseringsstörningar) och klippningsstörningar.The precision required in this technology depends on the required dynamic range, which in turn is determined by the analog components (especially DAC). The FIFO size will depend on clock speed differences and the amount of timing advance used.The use of clipping is a compromise between dynamic range (quantization disturbances) and clipping disturbances.

Kanalvärdeberäkning utförs med en "beslutsinriktad” (decision directed) metod, eftersom alla dataramar då används för uppdatering av kanalmodellen. Kända dataramar är nödvändiga endast vid uppstart. Under vissa omständigheter kan interferens på kanalen värdeberäknas med användning av alla dataramar. Detta är viktigt för tidig upptäckt av ändringar i kanaltransmissionskvalitet.Channel value calculation is performed using a "decision directed" method, as all data frames are then used to update the channel model.Known data frames are necessary only at start-up.In certain circumstances, interference on the channel can be calculated using all data frames.This is important too early detection of changes in channel transmission quality.

Grundprincipen för ”beslutsinriktad” (decision directed) värdeberäkning är att skillnader mellan mottagna data och kända, sända data används för uppdatering av en kanalmodell. I ett visst skede av denna process är kanalmodellen exakt nog för att kunna användas för utjämning av den mottagna datan, och detektorn kommer att producera korrekt data. Denna utdata kan sedan användas på samma sätt som den kända datan för ytterligare uppdatering av kanalmodellen. Därför är de fördefinierade dataramarna inte längre nödvändiga och slumpmässig (random) data som sänds genom kanalen används istället.The basic principle for “decision directed” value calculation is that differences between received data and known, transmitted data are used to update a channel model. At some stage of this process, the channel model is accurate enough to be used to smooth the received data, and the detector will produce correct data. This output can then be used in the same way as the known data for further updating of the channel model. Therefore, the predefined data frames are no longer necessary and random data transmitted through the channel is used instead.

Genom att använda data som tas efter utjämnaren som indata, och data efter detektorn som den andra indatan, kan en adaptiv uppdateringsalgoritm utformas. Den modifierar utjämningsparametrarna i små steg i sådan riktning att utjämnaren konvergerar mot en modell av den ”omvända” Un 20 IQ lJl 506 634 49 (inverse) kanalen. Figur 18 visar ett blockschema över ett sådant system. Indata i frekvensplanet kommer in i utjämnaren och multipliceras med utdatan hos en uppdateringsenhet för utjämningsparametrar, EQ. Den resulterande signalen, U, går sedan till en detektor (kvantiserare) vars utdata är Y. Y gàr sedan till en symboldekoder som producerar en avkodad databitström. U och Y går också till en ingång (input) pà uppdateringsenheten för utjämningsparametrar och till en variansestimator.By using data taken after the equalizer as input data, and data after the detector as the second input data, an adaptive update algorithm can be designed. It modifies the equalization parameters in small steps in such a way that the equalizer converges towards a model of the "reverse" Un 20 IQ lJl 506 634 49 (inverse) channel. Figure 18 shows a block diagram of such a system. Input in the frequency plane enters the equalizer and is multiplied by the output of an equalizer parameter update unit, EQ. The resulting signal, U, then goes to a detector (quantizer) whose output is Y. Y then goes to a symbol decoder that produces a decoded data bitstream. U and Y also go to an input (input) on the equalizer parameter update unit and to a variance estimator.

Utdatan hos variansestimatorn är W.The output of the variance estimator is W.

En adaptiv algoritm för värdeberäkning av utjämningsparametrarna (EQ), som använder den utjämnade datan (U) beskrivs genom följande ekvation: och den kvantiserade datan (Y) som indata, som = so, + ” .EQwUkÛ (Yk- Uk) |Uk|2 där p är en positiv konstant (u << 1), som påverkar anpassningsdynamiken (adaption dynamics). Ett mindre värde ger en långsammare anpassning än ett större värde, men det ger också en större okänslighet när det finns störningar på insignalerna.An adaptive algorithm for calculating the value of the smoothing parameters (EQ), which uses the smoothed data (U) is described by the following equation: and the quantized data (Y) as input data, as = so, + ”.EQwUkÛ (Yk- Uk) | Uk | 2 where p is a positive constant (u << 1), which affects the adaptation dynamics. A smaller value gives a slower adjustment than a larger value, but it also gives a greater insensitivity when there are disturbances on the input signals.

Av implementeringsskäl bör divisionen som visas i ekvationen undvikas. Uttrycket u/|UkP har ett alltför stort dynamiskt omfång för att ersättas av en konstant. Det är dock möjligt att kvantisera detta uttryck på ett logaritmiskt sätt som visas nedan: u/ 'Uk 2 z 2-i::teger(2.log2 fUk| J + integefilogzp) Exponenten i ovanstående uttryck kan produceras med användning av absolutvärdet av Uk som indata i en binär prioritetskodare och byter tecken (negating) på utdata. 506 654 10 20 I Q Un 30 50 Eftersom uttrycket är en heltalspotens av tvà, implementeras multiplikationen i algoritmen med hjälp av en "barrel shifter”.For implementation reasons, the division shown in the equation should be avoided. The expression u / | UkP has too large a dynamic range to be replaced by a constant. However, it is possible to quantify this expression in a logarithmic way as shown below: u / 'Uk 2 z 2-i :: teger (2.log2 fUk | J + intege fi logzp) The exponent in the above expression can be produced using the absolute value of Uk as input data in a binary priority encoder and change the sign (negating) of the output data. 506 654 10 20 I Q Un 30 50 Since the expression is an integer power of two, the multiplication is implemented in the algorithm using a "barrel shifter".

Interferensvariansen pà var och en av bärvágorna värdeberäknas med användning av standardmetoden att integrera de kvadrerade avvikelserna frän ett medelvärde. I detta fall används varje kvantiserade värde,Y, som medelvärdet för omfånget (range) av datavärden, U, som kvantiseras till detta Y. Denna metod förutsätter att symbolfelfrekvensen är tillräckligt låg för att varje datavärde skall associeras med det korrekta medelvärdet. Om emellertid lämpliga konstellationer väljes för de olika bärvàgorna, uppfylles detta villkor.The interference variance of each of the carriers is value calculated using the standard method to integrate the squared deviations from a mean value. In this case, each quantized value, Y, is used as the mean of the range of data values, U, which is quantized to this Y. This method assumes that the symbol error rate is low enough for each data value to be associated with the correct mean. However, if suitable constellations are selected for the different carriers, this condition is met.

Figur 18 visar variansestimatorn som en del av systemet. Den algoritm som används för värdeberäkningen beskrivs genom följande ekvation: wm = (i-s) .wk+s. lybuklz Integrationen är här ersatt av ett exponentiellt viktat medelvärdesfilter. Parametern s är en liten, positiv konstant (e << 1) som påverkar filtrets dynamiska egenskaper. Detta är inte någon kritisk parameter, och att välja e bland heltalspotenser av tvâ kommer att vara tillräckligt.Figure 18 shows the variance estimator as part of the system. The algorithm used for the value calculation is described by the following equation: wm = (i-s) .wk + s. lybuklz The integration is here replaced by an exponentially weighted average filter. The parameter s is a small, positive constant (e << 1) that affects the dynamic properties of the filter. This is not a critical parameter, and selecting e from integer powers of two will suffice.

Om ett värde pá S väljes som ger en bra variansvärdeberäknare (estimator), kommer algoritmen inte att kunna detektera plötsliga ändringar i interferensnivàn.If a value of S is selected that provides a good variance value calculator (estimator), the algorithm will not be able to detect sudden changes in the interference level.

Därför kan en separat algoritm, som arbetar parallellt med variansestimatorn, kanske vara nödvändig för denna uppgift.Therefore, a separate algorithm, working in parallel with the variance estimator, may be necessary for this task.

”System Controllern” måste ha både läs- och skriv- access till det minne som håller utjämningsparametrarna.The "System Controller" must have both read and write access to the memory that holds the smoothing parameters.

Initialisering av parametrarna är nödvändig vid uppstart. Övervakning (monitoring) av parametrarna är också nödvändig UI N 506 634 51 för att detektera när de har utjämnat sig tillräckligt nära sina slutvärden.Initialization of the parameters is necessary at start-up. Monitoring (parameters) of the parameters is also necessary UI N 506 634 51 to detect when they have leveled sufficiently close to their final values.

Kanalvariansminnet måste vara tillgängligt för System Controllerns läsoperationer. Initialisering av detta minne till alla nollor kan kopplas till en systemreset.The channel variance memory must be available for the System Controller's read operations. Initialization of this memory to all zeros can be connected to a system reset.

De parametrar som påverkar estiminatorernas dynamik måste vara tillgängliga för skrivning från System Controllern.The parameters that affect the dynamics of the estimators must be available for writing from the System Controller.

Den metod som här beskrivs förutsätter en specifik uppstartsekvens, både för kanal- och interferensvärdeberäkningen_ Under normal exekvering är den beroende av ett lämpligt val av bitladdning som ger tillräckligt låg symbolfelfrekvens.The method described here assumes a specific start-up sequence, both for the channel and interference value calculation_ During normal execution, it depends on a suitable choice of bit charge that gives a sufficiently low symbol error rate.

Det är viktigt att u:jämningsparametrarna initialiseras till enhetsvärde vid början av startsekvensen, eftersom indatan till uppdateringsalgoritmen passerar genom utjämnaren.It is important that the equalization parameters are initialized to unit value at the beginning of the start sequence, as the input to the update algorithm passes through the equalizer.

Uppdateringsalgoritmen är känslig för skalningsändringar i datavägen.The update algorithm is sensitive to scaling changes in the data path.

Varje ändring av skalning i sändaren måste kompenseras i mottagaren. Detta ställer också krav på speciell omsorg vid användningen av den analoga förstärkningsregleringen (gain control) på ingångssidan i mottagaren. (encoder) mappar ett antal bitar till Symbolmappern ett komplext tal (I, Q) som indirekt bestämmer fasen och amplituden hos en bärvàg. Mappningen av alla värden av en viss bitlängd kallas en konstellation, och visas i figur 19. Detekteringen är den omvända (inverse) funktionen, dvs från ett komplext värde bestäms värdet på de bitar som sänds på bärvågen. Det antal bitar som sänds på en viss bärvåg bestäms av bitladdningsfaktorn för denna. 506 634 10 20 30 bl Un 52 Konstruktionen av en specifik konstellation är inriktad mot att låta varje punkt flyttas så långt som möjligt från alla andra punkter. Samtidigt skall den genomsnittliga energin vara så låg om möjligt. En annan restriktion är att mappnings- och detekteringsenheterna bör vara så enkla som möjligt. Beslutet beträffande vilken konstellation som skall användas kommer emellertid att påverka inte bara symbolmappnings- och detekteringsenheterna, utan också bitladdningen och möjligen den adaptiva utjämnaren.Any change in scaling in the transmitter must be compensated in the receiver. This also requires special care when using the analog gain control on the input side of the receiver. (encoder) maps a number of bits to the Symbol Map a complex number (I, Q) which indirectly determines the phase and amplitude of a carrier. The mapping of all values of a certain bit length is called a constellation, and is shown in Figure 19. The detection is the inverse function, ie from a complex value the value of the bits sent on the carrier is determined. The number of bits transmitted on a particular carrier is determined by the bit charge factor thereof. 506 634 10 20 30 bl Un 52 The construction of a specific constellation is aimed at allowing each point to be moved as far as possible from all other points. At the same time, the average energy should be as low as possible. Another restriction is that the mapping and detection units should be as simple as possible. However, the decision as to which constellation to use will affect not only the symbol mapping and detection units, but also the bit charge and possibly the adaptive equalizer.

För en given bärvåg väljer kodaren en udda heltalspunkt (I, Q) från fyrkantrutnätkonstellationen (square-grid constellation) baserad på b-bitarna (vbllvbz, _,vLv¿). För enkelhetens skull när det gäller beskrivningen identifieras dessa b-bitar med en heltalsetikett (integer label) vars binära representation är (vb-i, Vn-z, lvhvz). Till exempel, för b=2 ”etiketteras” de fyra konstellationspunkterna 0, 1, 2, 3 motsvarande (vLv¿) = (0,0), (0,1), (1,0), (1,1), respektive.For a given carrier, the encoder selects an odd integer point (I, Q) from the square-grid constellation based on the b-bits (vbllvbz, _, vLv¿). For simplicity of description, these b-bits are identified by an integer label whose binary representation is (vb-i, Vn-z, lvhvz). For example, for b = 2, the four constellation points 0, 1, 2, 3 are "labeled" corresponding to (vLv¿) = (0,0), (0,1), (1,0), (1,1), respective.

För jämna värden på b bestäms heltalsvärdena på I och Q för konstellationspunkten (I, Q) från b-bitarna (vbl'vb 2,___,vLv2) enligt följande. Dela upp V i VI = (vb1,v¿4,_H 'vl) och VQ = (vb2,vb4'___,v0). Tillämpa sedan den omvända Gray-koden på VI och VQ. Detta ger I och Q som I = 2Gra¶(VI) + 1, och Q=2Gray(VQ) + 1.For even values of b, the integer values of I and Q of the constellation point (I, Q) are determined from the b-bits (vbl'vb 2, ___, vLv2) as follows. Divide V by VI = (vb1, v¿4, _H 'vl) and VQ = (vb2, vb4' ___, v0). Then apply the reverse Gray code to VI and VQ. This gives I and Q as I = 2Gra¶ (VI) + 1, and Q = 2Gray (VQ) + 1.

Figur 19 visar hur det binära mönstret för V mappar på I och Q när b = 6.Figure 19 shows how the binary pattern for V folders on I and Q when b = 6.

Innan dessa värden sänds till IFFT:n normaliseras de genom att skiftas så att ”msb” av dessa tal blir ”msb” på utmatningen (16 - [b/2] steg kvar).Before these values are sent to the IFFT, they are normalized by shifting so that “msb” of these numbers becomes “msb” on the output (16 - [b / 2] steps left).

För en given bärvåg använder dekodern en konstellationspunkt (I, Q) för att bestämma b-bitarna (vbl, (Jc 25 35 506 634 53 vbQ,____vLv2). För enkelhetens skull när det gäller beskrivningen identifieras dessa b-bitar med en heltalsetikett vars binära representation är (vbl vbz _H ,vLv2).For a given carrier, the decoder uses a constellation point (I, Q) to determine the b-bits (vbl, (Jc 25 506 634 53 vbQ, ____ vLv2). For simplicity of description, these b-bits are identified by an integer label whose binary representation is (vbl vbz _H, vLv2).

Det antas att värdena på I och Q begränsas genom mättnad till området (X, Y). För att bestämma V, Gray-kodas värdena- I = (iisÄ-n, ,i1,io)f Och Q = (q1s,q14, ,q1,qo)f och kombineras sedan till V som V = (gin gqu|giN,gqn'.....), där de övre b-bitarna är gällande.It is assumed that the values of I and Q are limited by saturation to the range (X, Y). To determine V, Gray encodes the values- I = (iisÄ-n,, i1, io) f and Q = (q1s, q14,, q1, qo) f and then combines to V as V = (gin gqu | giN , gqn '.....), where the upper b-bits are valid.

Det antal bitar varje bärvàg förmedlar beror pà deras (SNR) .The number of bits each carrier transmits depends on their (SNR).

Signal/brusförhàllandet beräknas för varje bärvàg i respektive signal/brusförhàllande mottagaren. Baserat på signal/brusförhállandena beräknas bitladdningsfaktorer för varje bärvàg. Sålunda bestäms det antal bitar varje bärvàg skall överföra per sänd symbol.The signal-to-noise ratio is calculated for each carrier in the respective signal-to-noise ratio receiver. Based on the signal-to-noise ratios, bit charge factors are calculated for each carrier. Thus, the number of bits each carrier must transmit per transmitted symbol is determined.

Dessa bitladdningsfaktorer beräknas i en initial inträningssession och kan uppdateras om så erfordras.These bit load factors are calculated in an initial training session and can be updated if required.

MUSIC-systemet använder 2-dimensionell ”Quadrature Amplitude Modulation” (QAM) pá varje bärvàg, med bitladdningsfaktorer varierande från 0-12 bitar.The MUSIC system uses 2-dimensional Quadrature Amplitude Modulation (QAM) on each carrier, with bit charge factors ranging from 0-12 bits.

Antalet bitar som sänds på varje bärvàg kan uttryckas genom: SNRi ) ßi= b¿+ log2(L)= log2(l + (1) T där F, SNR-gapet, beror pà modulering, möjlig kodning och en systemmarginal, och L är konstellationexpansionen beroende pà de extra bitar som behövs för kodning.The number of bits transmitted on each carrier can be expressed by: SNRi) ßi = b¿ + log2 (L) = log2 (l + (1) T where F, the SNR gap, depends on modulation, possible coding and a system margin, and L the constellation expansion is dependent on the extra bits needed for coding.

Användning av QAM-konstellationer och någon form av kodning ger: 506 634 30 35 54 [Qfl (Ps/mf r = ______________ - vd + Ymargin (dB) (2) 3 där Psär den önskade symbolfelfrekvensen,'h är ”kodningsvinsten" (gain of coding) i systemet, flEmn,är systemmarginalen. Systemmarginalen är en faktor som används för att kompensera för icke-modellerade förluster, impulsstörningar etc. Ekvation (1) ger en bitladdningsfaktor med infinit granularitet.Use of QAM constellations and some form of coding gives: 506 634 30 35 54 [Q fl (Ps / mf r = ______________ - CEO + Ymargin (dB) (2) 3 where Psär the desired symbol error rate, 'h is the "coding gain" ( gain of coding) in the system, fl Subject, is the system margin.The system margin is a factor used to compensate for unmodeled losses, impulse disturbances, etc. Equation (1) gives a bit charge factor with infinite granularity.

Bitladdningsfaktorerna är avrundade för att ge de stödda faktorerna (0 - 12 bit).The bit load factors are rounded to give the supported factors (0 - 12 bits).

Avrundningsproceduren (rounding procedure) kommer att minska prestandan i DMT-systemet. Om energidistributionen tilläts variera, kan energiladdningsfaktorer beräknas för varje bärväg. Detta tillhandahåller möjligheten att avstämma energin så att (1) resulterar i en bitladdningsfaktor som stöds av systemet. Avstämning ger: E._ 2 i (3) Detta kan emellertid resultera i mycket stora skillnader mellan bärvágsenergier. I en miljö med flera olika DMT- system, kan egendomliga effekter uppstå om de olika energierna tillåts variera alltför mycket.The rounding procedure will reduce the performance of the DMT system. If the energy distribution was allowed to vary, energy charge factors can be calculated for each carrier. This provides the ability to tune the energy so that (1) results in a bit charge factor supported by the system. Reconciliation gives: E._ 2 i (3) However, this can result in very large differences between carrier energies. In an environment with several different DMT systems, strange effects can occur if the different energies are allowed to vary too much.

Fjärröverhörningen (FEXT) kommer att variera avsevärt i en sådan miljö, och vissa DMT-system kan få hela kabelns kapacitet. För att förhindra dessa effekter, kan bara små ändringar av bärvágsenergierna tillåtas. En annan begränsande faktor är den maximala energi som är tillåten pá varje bärväg.The remote crosstalk (FEXT) will vary considerably in such an environment, and some DMT systems may have the full capacity of the cable. To prevent these effects, only small changes in the carrier energies can be allowed. Another limiting factor is the maximum energy allowed on each road.

Indatan till bitladdningsalgoritmen kommer att bero pà den valda frekvensdomänutjämnaren. Om en adaptiv DFE används, erhålles SNR genom: 20 506 634 55 :Wi (4 ) där Wi är den värdeberäknade interferensvariansen som beskrivits ovan.The input data to the bit load algorithm will depend on the selected frequency domain equalizer. If an adaptive DFE is used, the SNR is obtained by: Wi (4) where Wi is the value-calculated interference variance described above.

För varje bärvág beräknas en bitladdningsfaktor och en energiladdningsfaktor. Bitladdningsfaktorerna kan representeras av 3 bit, men för att förbereda systemet även för udda bitladdningsfaktorer, rekommenderas 4 bit. För energiladdning används n bit för att ge 2” - 1 möjliga faktorer.For each carrier, a bit charge factor and an energy charge factor are calculated. The bit load factors can be represented by 3 bits, but to prepare the system even for odd bit load factors, 4 bits are recommended. For energy charging, n bit is used to give 2 ”- 1 possible factors.

Implementeringen av beräkningarna av bitladdnings- och energiladdningsfaktorer kan göras i fyra steg som visas i Figur 20. För att uppnå en given bithastighet, kan en erforderlig SNR beräknas och systemmarginalen justeras så at: den önskade bithastigheten uppnås. Processen, som illusteras i Figur 20, inkluderar följande steg: - Först värdeberäknas SNR med hjälp av (4).The implementation of the calculations of bit charge and energy charge factors can be done in four steps shown in Figure 20. To achieve a given bit rate, a required SNR can be calculated and the system margin adjusted so that: the desired bit rate is achieved. The process, illustrated in Figure 20, includes the following steps: - First, the SNR is calculated using (4).

- I andra steget utförs fyra jämförelser, det vill säga en för var och en av de fyra bitarna som representerar bitladdningsfaktorn.In the second step, four comparisons are performed, ie one for each of the four bits representing the bit load factor.

Trösklarna beror på L och F, och kan förkalkyleras. Den första jämförelsen avgör om bitladdningsfaktorn är större än 7, och resultatet av denna jämförelse styr den första av de fyra bitarna som representerar bitladdningsfaktorn; det styr också tröskeln för nästa jämförelse. Pâ ett liknande sätt styr denna jämförelse den andra biten och tröskeln för nästa jämförelse. Efter de fyra jämförelserna är bitladdningsfaktorn bestämd.The thresholds depend on L and F, and can be pre-calculated. The first comparison determines if the bit charge factor is greater than 7, and the result of this comparison controls the first of the four bits representing the bit charge factor; it also controls the threshold for the next comparison. Similarly, this comparison controls the second bit and the threshold for the next comparison. After the four comparisons, the bit charge factor is determined.

- Det tredje steget är att värdeberäkna skalningsfaktorn för den sända energin så att 506 634 20 I\) lJu 56 kanalen används mera effektivt. Energin skalas enligt ekvation (3).The third step is to value the scaling factor for the transmitted energy so that the channel is used more efficiently. The energy is scaled according to equation (3).

- Slutligen kvantiseras skalningsfaktorn till n bit.Finally, the scaling factor is quantized to n bits.

Det bör observeras att för att implementera ett system med konstant energiladdning är bara de tvâ första stegen nödvändiga.It should be noted that in order to implement a system with constant energy charging, only the first two steps are necessary.

Energiladdningen och skiftningen som utförs för normalisering i symbolmappningen bestämmer de skalnings- och omskalningsfaktorer som sänds till IFFT/FFT-processorn.The energy charge and shift performed for normalization in the symbol mapping determines the scaling and rescaling factors sent to the IFFT / FFT processor.

Avsikten med kanalkodning är att minska bitfelsfrekvens. Den typ av kodning som bör användas beror på felmönsterkarakteristiken_ Förväntade felkällor inkluderar slumpmässiga störningar (random noise) (som inducerar slumpmässsiga bitfel), impulsstörningar (som inducerar felskurar) och klippning (som inducerar felskurar).The purpose of channel coding is to reduce bit error rates. The type of coding that should be used depends on the error pattern characteristics. Expected sources of error include random noise (which induces random bit errors), impulse disturbances (which induce error bursts) and clipping (which induces error bursts).

Fel som orsakas av impulsstörningar påverkar huvudsakligen en eller två bit per bärvàg. Sannolikheten för ett enstaka bitfel pà en bärvàg är alltid högre än sannolikheten för 2 bitfel, som i sin tur är högre än sannolikheten för 3 bitfel, och sä vidare. Detta beror pà det sätt pà vilket bitarna i symbolen är kodade (dvs Gray- kodning).Faults caused by impulse disturbances mainly affect one or two bits per carrier. The probability of a single bit error on a carrier is always higher than the probability of 2 bit errors, which in turn is higher than the probability of 3 bit errors, and so on. This depends on the way in which the bits in the symbol are coded (ie Gray coding).

All kodning beror pà en synkronisering för att bestämma startbiten för kodorden och/eller ”interleaving”- blocken. ”simple dead reckoning” att vara tillräckligt, eftersom ett fel i dataflöde förlust av ramsynkronisering, eller felinställning vid I ett system sådant som MUSIC-modemet kommer (data flow slip) aldrig kan inträffa utan bitladdning. Dessa fel nödvändiggör en partiell, eller komplett, systemstart. 20 IQ Un 30 506 654 57 Kanalkodningen kommer också att inkludera ”interleaving” för att öka möjligheten att korrigera skurfel.All coding depends on a synchronization to determine the start bit for the codewords and / or the "interleaving" blocks. "Simple dead reckoning" should be sufficient, since an error in data flow loss of frame synchronization, or error setting in In a system such as the MUSIC modem will (data flow slip) can never occur without bit charge. These errors necessitate a partial, or complete, system startup. 20 IQ Un 30 506 654 57 The channel coding will also include interleaving to increase the possibility of correcting burst errors.

”Interleaving" bör vara så djup som möjligt för att erhålla optimal funktion. Den begränsande faktorn pá djupet är tidsfördröjningen som införs i systemet."Interleaving" should be as deep as possible to obtain optimal function.The limiting factor in depth is the time delay introduced into the system.

Skillnaden mellan tids- och frekvensinterleaving har liten betydelse eftersom kodnings- och interleavingfunktionen inte är känslig för ramgrânser.The difference between time and frequency interleaving is of little importance because the coding and interleaving function is not sensitive to frame boundaries.

Reed-Solomon-koder har nackdelen att de huvudsakligen är skurfelskorrigering över ett litet antal bitar (vanligen åtta), en så kallad symbol. Skurfel från impulsstörningar inför i allmänhet ett ”enbitsfel" (single- bit error) i vissa av symbolerna. För att utnyttja fördelarna med Reed Solomon-koder, måste de mest ”felbenägna” (error prone) bitarna vara koncentrerade till en, eller några få, av Reed-Solomon-symbolerna.Reed-Solomon codes have the disadvantage that they are mainly burst error correction over a small number of bits (usually eight), a so-called symbol. Impulse bias errors generally introduce a "single-bit error" in some of the symbols. To take advantage of Reed Solomon codes, the most "error prone" bits must be concentrated in one, or a few , of the Reed-Solomon symbols.

Systemmarginalen som sådan (in itself) är en sorts kodning som använder varje bärvágs marginal som symbolens redundans. Denna redundans per symbol skall omvandlas till en ”delad” (shared) större antal symboler för att hantera skurfel. Den högre redundans som kan användas av ett kodningshastighet som detta inför, kan användas av vissa typer av faltningskoder (convolutional codes).The system margin as such (in itself) is a kind of coding that uses the margin of each carrier as the redundancy of the symbol. This redundancy per symbol must be converted to a "shared" larger number of symbols to handle burst errors. The higher redundancy that can be used by a coding rate that this introduces, can be used by certain types of convolutional codes.

Användning av en faltningskod kombinerad med ”mjuk” information är därför den optimala lösningen för ett system med MUSIC-kanalkarakteristik_ Faltningskoden skall kombineras med interleaving.The use of a convolutional code combined with "soft" information is therefore the optimal solution for a system with MUSIC channel characteristics. The convulsion code must be combined with interleaving.

Det är möjligt att använda en "top-level” Reed-Solomon-kod, eller någon annan skurfelskorrigerande kod, t.ex. Fire- koder, för att detektera/korrigera de återstående bitfelen. 506 634 (J: 20 IJ LI: 30 58 Detta är speciellt användbart eftersom dessa fel uppträder i skurar som ett resultat av avkodningen av faltningskoden.It is possible to use a "top-level" Reed-Solomon code, or any other burst error correction code, such as Fire codes, to detect / correct the remaining bit errors 506 634 (J: 20 IJ LI: 30 58 This is especially useful because these errors occur in bursts as a result of the decoding of the convolutional code.

”System Controllern” är baserad på en ”micro controller", eller signalprocessor, beroende på kapaci- tetskrav. För MUSIC-systemet kan processorn placeras externt. Ett PCI-bussgränssnitt används för att ansluta System Controllern och de olika ASICs som utgör modemet.The "System Controller" is based on a "micro controller", or signal processor, depending on capacity requirements, for the MUSIC system the processor can be placed externally.A PCI bus interface is used to connect the System Controller and the various ASICs that make up the modem.

Funktionen hos System Controllern visas schematiskt i Figur 21, som visar vägarna för växelverkan över en PCI-buss, mellan System Controllern och FFT-chipset, datamappnings- och detekteringschipset, och kodnings- och avkodnings- chipset. Funktioner som utförs av systemcontrollern âr: - hantering av ”Control Channel Signalling"; - beräkning av bitladdnings- och energiladdningsfaktorer; - uppdatering av systemparametrar i realtid; och - systemövervakning.The function of the System Controller is shown schematically in Figure 21, which shows the paths of interaction over a PCI bus, between the System Controller and the FFT chip, the data mapping and detection chip, and the coding and decoding chip. Functions performed by the system controller are: - control of "Channel control signaling"; - calculation of bit charge and energy charge factors; - updating of system parameters in real time; and - system monitoring.

System Controllern, som används för det modem som här beskrivs, är programmerbart och accessbart genom ett JTAG-gränssnitt på moderkortet (on-board).The System Controller, which is used for the modem described here, is programmable and accessible through a JTAG interface on the motherboard (on-board).

Som visas i Figur 22, i ett modemsammanhang med modem som här beskrivs, arbetar de två datavägarna oberoende av varandra pá samma fysiska kopparkabel, (NU) nättermineringen (NT) på användarsidan. Både sändaren Tx terminerande i nät(verks)enheten på nätsidan, och och mottagaren Rx styrs av System Controllern.As shown in Figure 22, in a modem context with modem described here, the two data paths operate independently on the same physical copper cable, (NOW) the network termination (NT) on the user side. Both the transmitter Tx terminating in the network (work) unit on the network side, and and the receiver Rx are controlled by the System Controller.

System Controllern beräknar och uppdaterar, efter uppstart, bitladdnings- och energiladdningsfaktorerna.The System Controller calculates and updates, after start-up, the bit charge and energy charge factors.

Denna uppdatering måste göras samtidigt med start från samma ram, på både sändar- och mottagarsidan. 506 634 59 Beräkningarna görs och uppdateringen initieras på den mottagande sidan. Styrkanalen, kombinerad med BSI- klockan, används för att säkra synkroniseringen av uppdateringen.This update must be done at the same time starting from the same frame, on both the transmitter and receiver side. 506 634 59 The calculations are made and the update is initiated on the receiving page. The control channel, combined with the BSI clock, is used to ensure the synchronization of the update.

System Controllern övervakar (supervise) också systemet. Indikationer på systemfel inkluderar att styrkanalen sätter igång att indikera fel, eller mottagning av alltför många fel från den avkodande kanalenheten.System Controller also monitors the system. Indications of system errors include the control channel starting to indicate errors, or receiving too many errors from the decoding channel unit.

System Controllern kan initiera omstart på olika nivåer; till exempel, gå tillbaka till ”idle mode", eller göra en fullständig uppstart.The System Controller can initiate reboot at different levels; for example, go back to "idle mode", or do a full boot.

Styrkanalen är en vald bärvåg som endast används för signalering mellan de två modemen. Konstellationen på bärvágen är initialt 4 QAM och datahastigheten är ungefär 16 kbit/s. Bitladdningen kan ändras till någon annan konstellation för att öka datahastigheten.The control channel is a selected carrier that is only used for signaling between the two modems. The constellation on the carrier is initially 4 QAM and the data rate is approximately 16 kbit / s. The bit load can be changed to another constellation to increase the data rate.

Protokollet på styrkanalen är delvis baserat på HDLC för det fysiska skiktet. Detta betyder att meddelandena är paketerade som ett antal oktetter med användning av ”flag sequence” och ”bit-stuffing”. En 16-bitars ”frame check sequence” garanterar att varje meddelande mottages korrekt.The protocol on the control channel is partly based on HDLC for the physical layer. This means that the messages are packaged as a number of octets using "flag sequence" and "bit-stuffing". A 16-bit "frame check sequence" guarantees that each message is received correctly.

”Flag-sequence”, ”bit-stuffing” och ”frame check sequence” hanteras i hårdvaran på mappnings- och detekteringschipset. Innehållet i meddelandena hanteras av System Controllern."Flag-sequence", "bit-stuffing" and "frame check sequence" are handled in the hardware on the mapping and detection chip. The contents of the messages are handled by the System Controller.

Den maximala meddelandelängden är begränsad till 64 oktetter beroende på storleken på buffrarna på mappnings- och detekteringschipset.The maximum message length is limited to 64 octets depending on the size of the buffers on the mapping and detection chip.

Protokoll på högre nivå kan delvis baseras CCITT Q.92l-rekommendationer.Higher level protocols can be based in part on CCITT Q.92l recommendations.

I MUSIC-modem SC hanteras åtskilliga olika vektorer; dessa visas schematiskt i Figur 23. 506 634 10 20 IJ Un 60 För sändardelen finns bitladdnings- och energiskalningsvektorn. Motsvarande på mottagarsidan finns bitladdnings-, omskalnings- och utjämningsvektorn.In MUSIC modem SC several different vectors are handled; these are shown schematically in Figure 23. 506 634 10 20 IJ Un 60 For the transmitter part there is the bit charge and energy scaling vector. Corresponding on the receiver side is the bit charge, rescaling and equalization vector.

Som tidigare beskrivits levererar pilotbärvágen en sändar-/mottagarsynkronisering genom att sända och detektera ett specifikt mönster. Denna klocka används av systemet för att synkronisera ändringar i sändar- och mottagarvektorerna.As previously described, the pilot carrier delivers a transmitter / receiver synchronization by transmitting and detecting a specific pattern. This clock is used by the system to synchronize changes in the transmitter and receiver vectors.

Tiden mellan pilotsynkroniseringsmönstren kallas bassynkroniseringsintervall (BSI = Base Synchronization Interval) och bestäms av systemresponstiden, såsom visas i Figur 24.The time between the pilot synchronization patterns is called the Base Synchronization Interval (BSI) and is determined by the system response time, as shown in Figure 24.

Denna BSI är hårdvaruberoende. Dess längd kommer inte att ändras, eftersom responstiden alltid förblir densamma.This BSI is hardware dependent. Its length will not change, as the response time always remains the same.

När systemet är igång kommer synkronisering att finnas mellan upplänksändaren och mottagaren, genom ”base (BSI-U) se Figur 25. Dessa BSI:n är av exakt sync interval uplink" (BSI-D), samma längd men är skiftade ett halvt BSI-intervall. och ”base sync interval downlink” SC:n vid NU:n, avbrott för både BSI-U och BSI-D. eller NT:n, kommer att ta emot För NU:n kommer det att bli ett sändnings-BSI-D- avbrott och ett mottagnings-BSI-U-avbrott. Genom att skifta BSI-U med BSI/2, kommer SC-laddningen att fördelas bättre över BSI-perioden.When the system is running, there will be synchronization between the uplink transmitter and the receiver, through "base (BSI-U) see Figure 25. These BSIs are of exact sync interval uplink" (BSI-D), the same length but are shifted half a BSI interval and the base sync interval downlink SC at the NOW, interruptions for both BSI-U and BSI-D or NT, will receive For the NOW there will be a transmission BSI -D- interruption and a receive BSI-U interruption By switching BSI-U with BSI / 2, the SC charge will be better distributed over the BSI period.

Bitladdningsvektorn förser systemet med modulationsmönstret för varje bärvàg. Detta är en vektor som behöver hållas och uppdateras vid exakt samma tid på sändar- och mottagarsidan för att tillhandahålla en felfri anslutning. Genom att använda BSI:n ändras vektorn synkront på mottagar- och sändarsidan. 20 lx) V: 30 506 634 61 Bitladdningsfaktorerna, konstellationer som används pà varje bärvàg, hanteras av tvà minnen för mottagning och två minnen för sändning på mappnings- och detekteringchipset. Vart och ett av de fyra minnena innehåller ett 4-bitars ord för varje bârvàg (l024x4).The bit charge vector provides the system with the modulation pattern for each carrier. This is a vector that needs to be maintained and updated at exactly the same time on the transmitter and receiver side to provide a faultless connection. By using the BSI, the vector changes synchronously on the receiver and transmitter side. 20 lx) V: 30 506 634 61 The bit charge factors, constellations used on each carrier, are handled by two memories for reception and two memories for transmission on the mapping and detection chip. Each of the four memories contains a 4-bit word for each carrier (l024x4).

System Controllern pekar ut vilket av minnena som skall användas för att sända och vilka som skall användas för att ta emot efter starten frán nästa BSI-intervall.The System Controller points out which of the memories to use to send and which to use after receiving from the next BSI interval.

Bitladdningsfaktorn kan ha värden mellan 0 och 12, där O anger en oanvänd bärvág; l-12 anger antalet bitar i 2 för 4QAM, 4 för 16QAM, 10 för 1024 konstellationen (t.ex.The bit charge factor can have values between 0 and 12, where 0 indicates an unused carrier; l-12 indicates the number of bits in 2 for 4QAM, 4 for 16QAM, 10 for the 1024 constellation (e.g.

QAM).QAM).

Energivektorn håller information om hur bärvågorna skalas/omskalas pà energi. Detta är en vektor som behöver uppdateras synkront, annars kommer den att generera en distorderad kanalvärdeberäkning och bitfel. kommer också att användas Skalningsvektorn (scaling vector) som ett mönster (mask) för annullerade (cancelled) bärvågor.The energy vector holds information on how the carriers are scaled / rescaled for energy. This is a vector that needs to be updated synchronously, otherwise it will generate a distorted channel value calculation and bit error. The scaling vector will also be used as a pattern (mask) for canceled carriers.

Skalning av de olika bärvàgorna på sändarsidan hanteras av ett minnesomràde pá FFT-chipset. Minnet består av ett 16-bitars ord för varje bärvág (1024 x 16). Dessa värden multipliceras med vektorn för varje bârvàg i frekvensdomänen (I och Q multipliceras med värdet separat).Scaling of the various carriers on the transmitter side is handled by a memory area on the FFT chipset. The memory consists of a 16-bit word for each carrier (1024 x 16). These values are multiplied by the vector for each carrier in the frequency domain (I and Q are multiplied by the value separately).

Minnet dubbleras för att garantera en synkron uppdatering. System Controllern pekar ut vilket av de två minnena som kommer att användas från starten av nästa BSI- intervall.The memory is doubled to ensure a synchronous update. The System Controller points out which of the two memories will be used from the start of the next BSI interval.

Ett motsvarande minne (dubblerat) implementeras pà mottagarsidan för att omskala (rescale) bärvägorna före symboldetektering. Om dessa minnen innehåller ett komplext 506 634 20 k) (J: 62 värde för varje bärvàg (32 bitar/bärvág), kommer endast I- värdet att användas för omskalning.A corresponding memory (doubled) is implemented on the receiver side to rescale the carrier paths before symbol detection. If these memories contain a complex 506 634 20 k) (J: 62 value for each carrier (32 bits / carrier), only the I value will be used for rescaling.

Skalnings- och omskalningsfaktorerna har värden mellan 0,5 och 2,0. Värdet 0 används för bärvågsannullering.The scaling and rescaling factors have values between 0.5 and 2.0. The value 0 is used for carrier cancellation.

Utjämningsvektorn används för att utjämna den mottagna ramen enligt kanalkarakteristiken. Denna vektor uppdateras periodiskt, oberoende av den andra sidan, då kanalvârdeberäkningen beräknas av mottagaren.The smoothing vector is used to smooth the received frame according to the channel characteristics. This vector is updated periodically, independently of the other side, when the channel value calculation is calculated by the receiver.

Beroende pà bärvàgens specifika transmissionskarakteristik kommer den att tilldelas något av följande arbetssätt (modes): - vanlig bärvàg - denna bärvåg sänder data enligt det beräknade bitladdningsvärdet och är ”sändarskalad” och "mottagaromskalad”; - annullerad bärvág - ingen energi sänds på denna frekvens och skalningsvektorn är därför satt till noll; eller - dålig bärvág; SNR är alltför låg för att sända någon data och bitladdningen är därför satt till noll.Depending on the specific transmission characteristics of the carrier, it will be assigned one of the following modes: - standard carrier - this carrier transmits data according to the calculated bit charge value and is "transmitter scaled" and "receiver scaled", - canceled carrier - no energy is transmitted at this frequency the scaling vector is therefore set to zero; or - poor carrier; SNR is too low to transmit any data and the bit charge is therefore set to zero.

I bärvàgsmode 1 (CMI) arbetar systemet normalt.In carrier mode 1 (CMI), the system operates normally.

Mottagaren utjämnar kontinuerligt kanalen.The receiver continuously equalizes the channel.

Utjämningsändringar görs för varje ny värdeberäkning. Med användning av karakteristiken beräknar SC:n den optimala bitladdningsfaktorn. Detta värde överförs till sändaren med användning av CCH, och en synkron ändring utförs.Equalization changes are made for each new value calculation. Using the characteristic, the SC calculates the optimal bit charge factor. This value is transmitted to the transmitter using CCH, and a synchronous change is made.

(CM2) /omskalningsvärdet till O för att urståndsätta (disable) I bärvágsmode 2 sättes energiskalnings- all ut-/in-energi. Värdet för bitladdningsvektorn sätts också till noll för att indikera att bärvägen är satt ur 20 lx) Un 506 634 63 stànd. För denna bärväg kan ingen kanalvärdeberäkning göras.(CM2) / rescaling value to 0 to disable In carrier mode 2, energy scaling is set to all out / in energy. The value of the bit charge vector is also set to zero to indicate that the carrier path is set to 20 lx) Un 506 634 63 stand. For this carrier path, no channel value calculation can be made.

I bärvàgsmode 3 (CM3) har mottagaren beräknat en nolla för bitladdningsfaktorn. På sändarsidan betyder detta att ingen data kan sändas, och därför kan ingen kanalvärdeberäkning göras vid mottagaren. För att undvika detta sänds det motsvarande bärvágsvärdet från synkroniseringsramen och gör det möjligt att utföra en kanalvärdeberäkning vid mottagaren. Skalnings/ omskalningsvärdet kan användas för att sänka uteffekten.In carrier mode 3 (CM3), the receiver has calculated a zero for the bit charge factor. On the transmitter side, this means that no data can be transmitted, and therefore no channel value calculation can be made at the receiver. To avoid this, the corresponding carrier value is transmitted from the synchronization frame and makes it possible to perform a channel value calculation at the receiver. The scaling / rescaling value can be used to lower the output power.

Bärvàgsmoderna presenteras översiktligt i Tabell 4.The carrier modes are presented briefly in Table 4.

Basfunktionaliteten för ”startup”-sekvensen i systemet, dvs ”kall” och ”varm” start (boot), kommer nu att behandlas.The basic functionality of the "startup" sequence in the system, ie "cold" and "warm" boot, will now be treated.

Initialt anses strömförsörjningen i systemet vara avstängd vid den ena eller båda ändarna, NU och NT. Detta inträffar om strömförsörjning förloras genom strömavbrott, eller genom att användaren kopplar ur (unplugging) NT- utrustningen. Det viktigaste att ta hänsyn till vid ”start- up” är, vid sidan av anslutningsfunktionen, att minimera interferensnivàn för andra modem som utnyttjar angränsande (neighbouring) kablar.Initially, the power supply in the system is considered to be switched off at one or both ends, NU and NT. This occurs if the power supply is lost due to a power failure, or by the user disconnecting (unplugging) the NT equipment. The most important thing to consider when starting up is, in addition to the connection function, to minimize the level of interference for other modems that use adjacent cables.

De olika ramtyperna som används av systemet behandlas nedan. 1. Synkroniseringsramen används för kanalvärdeberäkning. Denna ram häller ett bestämt moduleringsmönster för varje bärvág och möjliggör därmed enkelt kanalvärdeberäkning. Genom att låta moduleringsmönstret beskrivas genom en ”random sequence” hálles korskorreleringen inom ramen låg, så att ramkorreleringen, som används för synkronisering, förbättras. 506 634 10 IJ V1 64 2. Dataram 1, (DFl), förmedlar "random data" pà alla bärvàgor, utom på fyra fördefinierade bärvågor som sänder styrkanalen (CCH) parallellt. Det används vid ”start-up” när CCH-bärvàgen är obestämd och möjliggör för mottagaren att välja den minst störda bärvágen, och garanterar därigenom CCH-anslutningen. 3. Dataram 2 (DF2) förmedlar ”random data" på alla bärvágor utom en, som bär styrkanalen (CCH). Den används när CCH-bärvàgen har bestämts, och bitladdningsfaktorerna ännu inte är satta. 4. Dataram 3 (DF3) förmedlar data och använder bitladdningsfunktionen för att maximera bandbredden.The different frame types used by the system are discussed below. 1. The synchronization frame is used for channel value calculation. This frame pours a specific modulation pattern for each carrier and thus enables easy channel value calculation. By letting the modulation pattern be described by a random sequence, the cross-correlation within the frame is kept low, so that the frame correlation used for synchronization is improved. 506 634 10 IJ V1 64 2. Data frame 1, (DF1), transmits "random data" on all carriers, except for four predefined carriers which transmit the control channel (CCH) in parallel. It is used at start-up when the CCH carrier is indeterminate and enables the receiver to select the least disturbed carrier, thereby guaranteeing the CCH connection. Data frame 2 (DF2) transmits "random data" on all carriers except one, which carries the control channel (CCH), it is used when the CCH carrier has been determined, and the bit charge factors have not yet been set 4. Data frame 3 (DF3) transmits data and uses the bit load function to maximize bandwidth.

En bärvåg är alltid dedicerad för styrkanalen (CCH).A carrier is always dedicated to the control channel (CCH).

Systemet använder en speciell ramsekvens, som visas i Figur 26, vid start-up och i viloläge fidle mode), kallad start-up-sekvens (SUS= Start-Up Sequence).The system uses a special frame sequence, shown in Figure 26, at start-up and in idle mode (fidle mode), called the Start-Up Sequence (SUS).

SUS kan sammansättas genom att använda de olika som följaktligen kallas SUSl och SUS2. I SUS-ramsekvensen används synkroniseringsramarna för dataramarna, DFl och DF2, kanalvärdeberäkning.SUS can be composed by using the different ones which are consequently called SUS1 and SUS2. The SUS frame sequence uses the synchronization frames for the data frames, DF1 and DF2, channel value calculation.

Efter uppstart ersättes synkroniseringsramarna med dataramar, som visas i Figur 27, och kanalvärdeberäkningsprocessen skiftar fràn användning av synkroniseringsramar till användning av dataramen. Typen av dataram för denna sekvens är DF3.After start-up, the synchronization frames are replaced with data frames, as shown in Figure 27, and the channel value calculation process shifts from using synchronization frames to using the data frame. The type of data frame for this sequence is DF3.

Vid systemstart sänder ingendera sidan av modemet, NU och NT, någon energi över kopparparet.At system startup, neither side of the modem, NOW and NT, sends any energy across the copper pair.

Defaultinställningen för vardera sidan är i detta skede att driva mottagaren, lämnande sändaren "död".The default setting for each side is at this stage to drive the receiver, leaving the transmitter "dead".

Mottagaren försöker, pà vardera sidan, att utföra en ramkorrelering för att detektera en ramstart. Denna korrelering körs genom en tröskelfunktion som ger IQ U| 506 634 65 mottagaren en distinkt indikation pà när den andra sidan startar sändning. Det är denna indikation som tjänstgör som en ”wake-up”-signal.The receiver tries, on each side, to perform a frame correlation to detect a frame start. This correlation is run through a threshold function that gives IQ U | 506 634 65 the receiver a distinct indication of when the other side starts transmitting. It is this indication that serves as a "wake-up" signal.

”Wake-up”-signalen används endast av NT-sidan. Om beslutet om uppstart tas på NU-sidan, gär systemet direkt till den uppsättningssekvens (set-up-sequence) som beskrivs nedan.The “wake-up” signal is used only by the NT side. If the start-up decision is made on the NU page, the system goes directly to the set-up sequence described below.

Denna del av startproceduren utsätts för ”time out" om en övergång till uppsättningssekvensen inte detekteras.This part of the start-up procedure is subjected to "time out" if a transition to the set-up sequence is not detected.

Den grundläggande ”wake-up”-signaleringen för modemet visas i Figur 28. Initialt söker båda modemen efter ramkorrelering. Ett av modemen, till höger i Figur 28, sänder en ”wake-up”-signal i form av en SUSl. Det andra modemet detekterar ramkorrelering och startar den uppsättningssekvens som beskrivs nedan.The basic wake-up signaling for the modem is shown in Figure 28. Initially, both modems search for frame correlation. One of the modems, on the right in Figure 28, sends a “wake-up” signal in the form of a SUS1. The second modem detects frame correlation and starts the set sequence described below.

När ”wake-up”-tillståndet passerats, initierar nätsidan (NU) uppsättningssekvensen.When the wake-up state has passed, the web page (NOW) initiates the set-up sequence.

Uppsättningssekvensen (set-up sequence) kommer nu att behandlas. Denna uppsättningssekvens startar efter det att nätsidan har detekterat en ”wake-up”-signal, eller nätet initierar uppsättningen.The set-up sequence will now be processed. This set-up sequence starts after the web page has detected a wake-up signal, or the network initiates the set-up.

Det första steget i uppsättningssekvensen visas i Figur 29. I denna fas startar NU för att sända SUSl- mönstret. NU:n sänder upprepade gånger en ”timing advance” (TA)-inställning, med TA = O, pá CCH:n. Masterklockan i systemet är nu NU-sändarramen och sampelklockan i NU.The first step in the set-up sequence is shown in Figure 29. In this phase, NOW starts to send the SUS1 pattern. NOW repeatedly sends a timing advance (TA) setting, with TA = 0, on the CCH. The master clock in the system is now the NOW transmitter frame and the sample clock in NOW.

Piloten sänds kontinuerligt.The pilot is sent continuously.

NT-mottagarsidan, som letar efter ramkorrelering, detekterar ramar och kan àtertaga (retrieve) ramen och sampelklockan. Den startar nu kanalvärdeberäkningen som vid den aktuella hastigheten pà synkroniseringsramar gör en noggrann värdeberäkning inom 300 ms. Med användning av 506 634 20 30 66 denna värdeberäkning startar mottagaren pollningen av de fördefinierade CCH-bärvàgorna och, vid ”message receive", väljer denna bärvåg för CCH:n. NT-sändaren startar nu med TA = CCH-bärvågen för varje mottaget TA-valmeddelande, O för lokal synkronisering och sänder kvitto (ack.) på repeterande det mottagna TA-värdet. Det skiftar också den utgående piloten med BSI/2 från den inkommande piloten, så att SC-laddningen distribueras över tiden. När NU:n detekterar ramkorreleringen, görs övergången till steg 2 av uppsättningssekvensen.The NT receiver side, which looks for frame correlation, detects frames and can retrieve the frame and sample clock. It now starts the channel value calculation which at the current speed of synchronization frames makes an accurate value calculation within 300 ms. Using 506 634 20 30 66 this value calculation, the receiver starts polling the predefined CCH carriers and, at "message receive", selects this carrier for the CCH. The NT transmitter now starts with TA = the CCH carrier for each received TA selection message, O for local synchronization and sends receipt (acc.) on repeating the received TA value.It also shifts the outgoing pilot with BSI / 2 from the incoming pilot, so that the SC charge is distributed over time.When NOW detects the frame correlation, the transition to step 2 of the set sequence is made.

Sålunda börjar steg l av uppsättningssekvensen med att sändaren, i nätenhetsmodemet, sänder en SUSl och ett TA-meddelande med TA = 0 i periodiska intervall. Vid mottagning av detta kommer mottagaren i terminalmodemet att: - utföra ramkorrelering och återhämta ramklockan; - påbörja FFT-behandling; - möjliggöra pilotavkodning; - återhämta BSI:n; - möjliggöra kanalvärdeberäkning; - välja en CCH; och - avkoda TA-valmeddelandet.Thus, step 1 of the set-up sequence begins with the transmitter, in the network modem, transmitting a SUS1 and a TA message with TA = 0 at periodic intervals. Upon receipt of this, the receiver in the terminal modem will: - perform frame correlation and retrieve the frame clock; - start FFT treatment; enable pilot decoding; - recover the BSI; enable channel value calculation; - select a CCH; and - decoding the TA selection message.

Sändaren i terminalenheten sänder sedan ett kvitto (ack.), SUSl, ett TA =O -meddelande och en pilot skiftad med BSI/2. Mottagaren i nätenheten väntar på ramkorrelering.The transmitter in the terminal unit then sends a receipt (acc.), SUS1, a TA = O message and a pilot shifted by BSI / 2. The receiver in the network unit is waiting for frame correlation.

Steg 2 i uppsättningssekvensen, se Figur 30, börjar med att NU-sidan nu beräknar ett ”timing advance”-värde (TA). CCH-meddelandet ändras till det nya, korrigerade TA- värdet.Step 2 in the set-up sequence, see Figure 30, begins with the NU page now calculating a “timing advance” value (TA). The CCH message changes to the new, corrected TA value.

Un 20 506 634 67 När NT-sidan tar emot det nya TA-värdet ändrar det den lokala synkroniseringen och fortsätter att sända kvitteringsmeddelandet, med ett nytt TA-värde, för varje TA-valmeddelande.Un 20 506 634 67 When the NT page receives the new TA value, it changes the local synchronization and continues to send the acknowledgment message, with a new TA value, for each TA selection message.

I NU-mottagaren förloras ramklockan, beroende pà att NT-sändaren ändrar (changing) ramklocka, och enheten behöver àterkorrelera. Efter det att ramklockan har àterhämtats, avkodas CCH:n och, vid kvitterings- detektering, som innehåller det nya TA-värdet, terminerar systemet TA-meddelandet och går till det tredje steget av uppsättningssekvenseni Sålunda startar steg 2 av uppsättningssekvensen med att sändaren i nätenheten, NU, sänder ett TA-meddelande som innehåller det korrekta TA:t, säg X, tillsammans med en SUSl, sänds frán sändarterminalen. som respons till SUSl och TA = 0-meddelandet som Terminalenheten, NT: - tar emot det nya TA-meddelandet; - korrigerar den utgående ramklockan; och - sänder ett kvitto SUSl och TA = X.In the NOW receiver, the frame clock is lost, due to the NT transmitter changing (changing) frame clock, and the unit needs to correlate. After the frame clock has been retrieved, the CCH is decoded and, upon acknowledgment detection, which contains the new TA value, the system terminates the TA message and goes to the third step of the set sequence. Thus, step 2 of the set sequence starts , NOW, sends a TA message that contains the correct TA, say X, together with a SUS1, is sent from the transmitting terminal. in response to SUS1 and the TA = 0 message as the Terminal Unit, NT: - receives the new TA message; - corrects the outgoing frame clock; and - sends a receipt SUS1 and TA = X.

Nätenheten, NU: - utför ramkorrelering; - återhämtar ramklockan; - startar FFT-databehandling; - möjliggör pilotavkodning; - återhämtar BSI n; - möjliggör kanalvärdeberäkning; 506 634 20 68 - väljer en CCH; och - avkodar meddelandet.The network unit, NOW: - performs frame correlation; - retrieves the frame clock; - starts FFT data processing; - enables pilot decoding; - recovers BSI n; - enables channel value calculation; 506 634 20 68 - selects a CCH; and - decodes the message.

Den sista uppsättningssekvensen, steg 3, se Figur 31, hanterar CCH-valet för upplânk och nedlänk. För upplänken har NU-mottagaren valt den mest lämpliga bärvàgen och sänder ett CCH-meddelande som innehåller detta val till NT-sidan. Meddelandet sänds upprepade gånger tills det tar emot ett kvitto (ack.).The last set-up sequence, step 3, see Figure 31, handles the uplink and downlink CCH selection. For the uplink, the NU receiver has selected the most suitable carrier and sends a CCH message containing this selection to the NT page. The message is sent repeatedly until it receives a receipt (acc.).

På NT-sidan avkodar mottagaren CCH-meddelandet och terminerar SUS1 och sänder en SUS2, dvs terminerar parallellt CCH-sändning genom att endast sända CCH:n pá den valda bärvàgen.On the NT side, the receiver decodes the CCH message and terminates SUS1 and transmits a SUS2, ie terminates parallel CCH transmission by transmitting only the CCH on the selected carrier.

CCH-bärvàgen i upplänk har nu konfigurerats. För nedlänken utförs samma steg parallellt, initierad genom NT~ sidan efter mottagning av det första CCH-valmeddelandet från NU.The uplink CCH carrier has now been configured. For the downlink, the same step is performed in parallel, initiated by the NT ~ page after receiving the first CCH selection message from NOW.

Sålunda kommer i steg 3 nätenheten att: - sända den valda CCH:n för upplänken; - vänta pá en kvittering; och - avsluta CCH-meddelandet.Thus, in step 3, the network unit will: - send the selected CCH for the uplink; - wait for a receipt; and - exit the CCH message.

Terminalenheten: tar emot CCH-valet för upplänken; terminerar SUSI; startar SUS2; och kvitterar varje CCH-val.The terminal unit: receives the CCH selection for the uplink; terminates SUSI; starts SUS2; and acknowledges each CCH selection.

Nätenheten: 20 30 506 634 69 - tar emot CCH-valet för nedlänken; - terminerar SUSl; och startar SUS2; kvitterar varje CCH-val.Network unit: 20 30 506 634 69 - receives the CCH selection for the downlink; - terminates SUS1; and starts SUS2; acknowledges each CCH selection.

Terminalenheten: - sänder den valda CCH:n för nedlänken; - väntar på en kvittering; - avslutar CCH-meddelandet.The terminal unit: - sends the selected CCH for the downlink; - waiting for a receipt; - ends the CCH message.

När dessa steg har tagits har modemet nätt viloläge (idle mode), sändande SUS2. Med användning av CCH kan bitladdningsfaktorerna nu ändras enligt kanalkarakteristik och DAS-sändning påbörjas.Once these steps have been taken, the modem has idle mode, transmitting SUS2. Using CCH, the bit charge factors can now be changed according to channel characteristics and DAS transmission can be started.

Den föreliggande uppfinningen avser den synkrona uppdateringen av bitladdningsfaktorer i multibärvågstransmissionssystem. Det exakta sättet på vilket detta uppnås kommer därför nu att skärskádas mera i detalj. Det bör understrykas att den föreliggande uppfinningen inte bara kan användas i MUSIC-system som här beskrivs, utan också i andra multibärvágssystem som använder dynamisk bitladdning.The present invention relates to the synchronous updating of bit charge factors in multicarrier transmission systems. The exact way in which this is achieved will therefore now be discussed in more detail. It should be emphasized that the present invention can be used not only in MUSIC systems described herein, but also in other multi-carrier systems using dynamic bit charging.

Vid systemstart konfigureras och etableras styrkanalen, enligt en förutbestämd sekvens, för att garantera att en anslutning etableras. Startproceduren kan beskrivas i tre steg. Dessa steg förutsätter att mottagaren är synkroniserad med sändaren, såsom beskrivits ovan.At system startup, the control channel is configured and established, according to a predetermined sequence, to ensure that a connection is established. The start-up procedure can be described in three steps. These steps assume that the receiver is synchronized with the transmitter, as described above.

Upplänktransceivern är den enhet som är ansvarig för systemets ”beslutsàterkoppling” (decision feedback). 506 634 70 Uppgiften för nedlänktransceivern består därför i att verkställa systemändringar enligt de beslut som tagits i upplänktransceivern, värdeberäkna kanalen och vidarebefordra denna information till upplänktransceivern.The uplink transceiver is the unit responsible for the system's "decision feedback". 506 634 70 The task for the downlink transceiver therefore consists of executing system changes according to the decisions made in the uplink transceiver, calculating the value of the channel and forwarding this information to the uplink transceiver.

Denna konfiguration väljes för att underlätta central systemdrift i vilken många duplexanslutningar kan emanera från samma punkt (upplänken). Kanalanslutningsarkitekturen visas i Figur 33, i vilken styrkanallänkarna mellan mottagare och sändare inom en transceiver visas, tillsammans med styrkanallänkarna mellan transceivrar. Som tydligt framgår, är arkitekturen symmetrisk mellan upplänk- och nedlänktransceivrar, därför kan man inte särskilja dessa i figuren.This configuration is chosen to facilitate central system operation in which many duplex connections can emanate from the same point (uplink). The channel connection architecture is shown in Figure 33, in which the control channel links between receiver and transmitter within a transceiver are shown, together with the control channel links between transceivers. As is clear, the architecture is symmetrical between uplink and downlink transceivers, therefore these cannot be distinguished in the figure.

De tre stegen genom vilka en styrkanal etableras kommer nu att beskrivas med speciell hänvisning till Figurerna 34 till 36.The three steps through which a control channel is established will now be described with particular reference to Figures 34 to 36.

Steg 1: Etablering av en säker styrkanal.Step 1: Establishment of a secure control channel.

Efter det att mottagaren har synkroniserats med sändaren är det nödvändigt att etablera en styrkanal.After the receiver has been synchronized with the transmitter, it is necessary to establish a control channel.

Styrkanalen är, i detta fall, en anslutning från sändaren till mottagaren. I ett duplexsystem kommer denna anslutning att vara en dubbelriktad anslutning (two-way connection) eftersom både upplänktransceivern och nedlänktransceivern innehåller en sändare och en mottagare, se Figur 33.The control channel is, in this case, a connection from the transmitter to the receiver. In a duplex system, this connection will be a two-way connection because both the uplink transceiver and the downlink transceiver contain a transmitter and a receiver, see Figure 33.

Etablerandet av denna kanal är ett absolut krav då ytterligare konfiguration är omöjlig utan en anslutning mellan sändaren och mottagaren.The establishment of this channel is an absolute requirement as further configuration is impossible without a connection between the transmitter and the receiver.

U: k) lJu E b: V: 506 634- 71 I multibärvàgstekniken gör spridning (dispersal) av anslutningen över många bärvågor det naturligt att tilldela en separat bärvàg för styrkanalen.U: k) lJu E b: V: 506 634- 71 In the multi-carrier technology, the dispersal of the connection over many carriers makes it natural to assign a separate carrier for the control channel.

I ADSL/VDSL-applikationer finns det, före etablerandet av en styrkanal, en uppfatttning om kanalkarakteristik, se ovan. Det är känt, till exempel, att vissa bärvàgor kommer att ge mycket högre SNR än andra. Genom att använda denna information och välja en av dessa bärvágor för styrkanalen, förbättras sannolikheten för att kunna etablera en förbindelse.In ADSL / VDSL applications, before establishing a control channel, there is a perception of channel characteristics, see above. It is known, for example, that some carriers will give much higher SNRs than others. By using this information and selecting one of these carriers for the control channel, the probability of being able to establish a connection is improved.

Figur 34 visar etablerandet av en initial, eller primär, styrkanal på en högkapacitetsbärvàg. Den valda bärvágen för detta är en förinställd systemparameter.Figure 34 shows the establishment of an initial, or primary, control channel on a high capacity carrier. The selected carrier for this is a preset system parameter.

Under steg l är, eller blir, följande data/information, tillgänglig för både sändaren och mottagaren: - Synkroniseringsramsutseende; - Bärvàg för styrkanalen (initial); och - SNR-värdeberäkning (estimation) för kanalen (grov).During step 1, the following data / information is, or will be, available to both the transmitter and receiver: - Synchronization frame appearance; Carrier path for the control channel (initial); and - SNR value calculation (estimation) for the channel (rough).

Sändarna i både upplänks- och nedlänkstransceivrarna undergàr/utför följande händelser/processer: - bootning; - kontinuerlig sändning av ramar med slumpmässig data (random data), förutom för bärvágen för styrkanalen; och - sändning av en system-”heartbeat” pà styrkanalen. 506 634 Ul l~) LI: 30 72 Mottagarna i både upplänks- och nedlänkstranceivrarna undergàr/utför följande händelser/processer: - bootning; - initiering av kanalutjämning/-anpassning (equalization) för direkt (straight) utjämning/anpassning; - synkronisering; - efter synkronisering, etablerande av styrkanalen. - vid mottagande av ”heartbeat” betraktas kanalen som etablerad.The transmitters in both the uplink and downlink transceivers undergo / perform the following events / processes: - booting; - continuous transmission of frames with random data (random data), except for the carrier of the control channel; and - transmitting a system heartbeat on the control channel. 506 634 Ul l ~) LI: 30 72 The receivers in both the uplink and downlink transceivers undergo / perform the following events / processes: - booting; - initiation of channel equalization / equalization for direct equalization / adjustment; - synchronization; - after synchronization, establishment of the control channel. - when receiving "heartbeat", the channel is considered established.

Efter det att kanalen har etablerats pá en bärvàg, bestämd på förhand, fortsätter systemet till steg 2. Vid starten av steg 2 har ingen av de andra bârvàgorna konfigurerats, eller avkodats. Under steg 2 omallokeras styrkanalen.After the channel has been established on a carrier, determined in advance, the system proceeds to step 2. At the start of step 2, none of the other carriers have been configured, or decoded. During step 2, the control channel is reallocated.

Steg 2 förutsätter att styrkanalen har etablerats enligt steg 1. Detta betyder att sändaren och mottagaren kan utväxla information om styrkanalen baserad på värdebestämningarna gjorda av mottagarna i nedlänk- och upplänkstransceivrarna. Detta innebär att systemet kan flytta styrkanalen till en bärvàg med en SNR som är bättre lämpad för funktionen för denna kanal, dvs en kanal som har en mindre SNR-marginal.Step 2 assumes that the control channel has been established according to step 1. This means that the transmitter and receiver can exchange information about the control channel based on the value determinations made by the receivers in the downlink and uplink transceivers. This means that the system can move the control channel to a carrier with an SNR that is better suited for the function of this channel, ie a channel that has a smaller SNR margin.

Detta omarrangemang ger en större total bandbredd för användardata eftersom en ”smalbandig” kanal kan väljas som styrkanal. Systemmarginalen för SNR-nivån på denna bärvàg väljes något högre än för de andra bärvàgorna med avsikten UI W Ä N ä 506 634 73 att uppná en mer stabil kanal, dvs den drives under (below) sin fulla databärande kapacitet. Valet av en ny styrkanal illustreras i Figur 35.This rearrangement provides a larger total bandwidth for user data because a "narrowband" channel can be selected as the control channel. The system margin for the SNR level on this carrier is selected slightly higher than for the other carriers with the intention of achieving a more stable channel, ie it is operated below (below) its full data carrying capacity. The selection of a new control channel is illustrated in Figure 35.

Information om den nya styrkanalen sänds via den styrkanal som etablerats i steg 1, och styrkanalanslutningen från steg 1 bryts. Systemet försöker nu att etablera styrkanalen pá den nya bärvágen. Om detta ej har skett inom en förutbestämd tidsperiod, kommer systemet att återgå till steg 1.Information about the new control channel is sent via the control channel established in step 1, and the control channel connection from step 1 is disconnected. The system is now trying to establish the control channel on the new carrier. If this has not happened within a predetermined time period, the system will return to step 1.

Under steg 2 är, eller blir, följande data/information, tillgänglig för både sändaren och mottagaren: Synkroniseringsramutseende; - Bärvág för styrkanalen (primär); - SNR-värdeberäkning (estimation) för kanalen fràn upplänk och nedlänk (uppmätt); och - omallokering av bàrvåg för styrkanalen.During step 2, the following data / information is, or will be, available to both the transmitter and receiver: Synchronization frame appearance; Carrier weight for the control channel (primary); - SNR value calculation (estimation) for the channel from uplink and downlink (measured); and - reallocation of carrier for the control channel.

Sändaren i upplänkstransceivern undergár/utför följande händelser/processer: - tar emot information om den uppmätta kanalen fràn upplänk- och nedlänkstransceivrarna. - bestämmer om omallokering av bärvàgen för styrkanalen; - sänder information om den nya styrkanalsbärvàgen till nedlänken; 506 654 UI 30 35 74 - terminerar styrkanalen vid bekräftelse från nedlänken via mottagarupplänken; och - startar ”systemheartbeat” pá den nya bärvágen.The transmitter in the uplink transceiver undergoes / performs the following events / processes: - receives information about the measured channel from the uplink and downlink transceivers. - decides on reallocation of the carrier path for the control channel; - sends information about the new control channel carrier to the downlink; 506 654 UI 30 35 74 - terminates the control channel upon confirmation from the downlink via the receiver uplink; and - starts "system heartbeat" on the new carrier.

Mottagaren i upplänkstransceivern undergár/utför följande händelser/processer: - mäter kanalkarakteristik och sänder informationen till upplänkssändaren: - utjämnar/anpassar (equalizes) kanalen enligt uppmätta kanaldata; - erhåller kanalvärdeberäkning från nedlänkstransceivern och sänder informationen till upplänkssändaren; - erhåller et: beslut om en ny styrkanalbärvàg för upplänkssändaren; - tar emot bekräftelse från nedlänkssändaren; - terminerar styrkanalen, och - försöker att etablera styrkanalen pà en ny bärvág; om detta ej inträffat inom en tidsperiod, tl, àterstartar systemet steg 1.The receiver in the uplink transceiver undergoes / performs the following events / processes: - measures channel characteristics and sends the information to the uplink transmitter: - equalizes the channel according to measured channel data; - receives channel value calculation from the downlink transceiver and sends the information to the uplink transmitter; - receives a: decision on a new control channel carrier for the uplink transmitter; - receives confirmation from the downlink transmitter; - terminates the control channel, and - tries to establish the control channel on a new carrier; if this has not occurred within a time period, tl, the system restarts step 1.

När styrkanalen har etablerats pà den nya bärvàgen är systemet klart att fortsätta till det sista steget, steg 3, vilket är konfigureringen av den totala anslutningen.Once the control channel has been established on the new carrier, the system is ready to proceed to the last step, step 3, which is the configuration of the overall connection.

Steg 3 förutsätter att styrkanalen har omallokerats ~ enligt steg 4. Eftersom sändaren och mottagaren nu kan utväxla information, kan resten av bärvàgorna nu konfigureras och aktiveras. Detta illustreras i Figur 36.Step 3 assumes that the control channel has been reallocated ~ according to step 4. Since the transmitter and receiver can now exchange information, the rest of the carriers can now be configured and activated. This is illustrated in Figure 36.

(Ju 10 25 35 506 634 75 Under szeg 3 är, eller blir, följande data/information tillgängliga för bàde sändaren och mottagaren: - syïkroniseringsramutseende; - kanalvärdeberäkningar från upplänk och nedlänk (*;pmätt); - bärvág för styrkanalen; Sändaren i upplänkstransceivern undergár/utför kontinuerlig: följande händelser/processer: - erhåller information om uppmätta kanaler från upplänks- och nedlänksmottagarna; - beslutar om bitladdningen förvarje bärvág; - säïier bitladdningsdiagrammet (konstellation) till nedlànktransceivern; och - ändrar bitladdningsdiagrammet vid bekräftelse från nedlänkstransceivern via upplänkstransceivern.(Ju 10 25 35 506 634 75 During szeg 3, the following data / information is, or will be, available to both the transmitter and the receiver: - synchronization frame appearance; - channel value calculations from uplink and downlink (*; measured); - carrier weight for the control channel; undergoes / performs continuously: the following events / processes: - receives information about measured channels from the uplink and downlink receivers; - decides on the bit charge for each carrier;

Mottagaren i upplänkstransceivern undergàr/utför kontinuerlig: följande händelser/processer: - mäter kanalen och sänder information till upplänksmottagaren; - utjämnar/anpassar kanalen enligt uppmätta kazeldata; 506 634 UI 30 76 - erhåller kanalvärdeberäkningar från nedlänkstransceivern och sänder informationen till upplänksmottagaren; - erhåller beslut om nya bitladdningsdiagram; - erhåller bekräftelse från nedlänken; och - uppdaterar bitladdningsdiagrammet.The receiver in the uplink transceiver undergoes / performs continuously: the following events / processes: - measures the channel and sends information to the uplink receiver; - equalizes / adjusts the channel according to measured kazel data; 506 634 UI 30 76 - receives channel value calculations from the downlink transceiver and sends the information to the uplink receiver; - receives decisions on new bit charge diagrams; - receives confirmation from the downlink; and - updates the bit load chart.

Multibärvågstransmissionssystemet i den föreliggande uppfinningen använder en speciell referensram för att värdeberäkna kanalens karakteristik, här kallad synkroniseringsram.The multicarrier transmission system of the present invention uses a special reference frame to value the characteristics of the channel, herein referred to as the synchronization frame.

Genom att sända en ram med förutbestämt innehåll, som mottagaren kan jämföra, vid detektering, med en referensram, kan mottagaren värdeberäkna kanalens karakteristik, över vilken ramen sänds, i termer av dämpning, fasskiftning och varians.By transmitting a frame with predetermined content, which the receiver can compare, upon detection, with a reference frame, the receiver can value the characteristics of the channel, over which the frame is transmitted, in terms of attenuation, phase shift and variance.

Beroende på den hastighet som erfordras för kanalvärdebestämningen, sänds dessa ramar mer eller mindre ofta.Depending on the speed required for the channel value determination, these frames are transmitted more or less often.

Figur 37 visar ett exempel i vilket en synkroniseringsram sänds efter var sjätte användardataram.Figure 37 shows an example in which a synchronization frame is transmitted after every sixth user data frame.

Detta basavstánd kan variera från system till system.This base distance can vary from system to system.

Begreppet bassynkroniseringsintervall (BSI; Base Synchronization Interval) kommer nu att tas i betraktande.The concept of Base Synchronization Interval (BSI) will now be considered.

Detta definieras som avståndet mellan synkroniseringsramarna under systemstart (steg 2 ovan).This is defined as the distance between the synchronization frames during system startup (step 2 above).

U| 30 634 77 Med hjälp av enkel logik i mottagaren kan BSI beräknas och låsas, så att mottagaren och sändaren håller en lokal referens som indikerar bassynkroniseringsramarna.U | Using simple logic in the receiver, the BSI can be calculated and locked, so that the receiver and the transmitter hold a local reference indicating the base synchronization frames.

Avståndet mellan dessa ramar kan förkortas genom (additional) synkroniseringsramar mellan bassynkroniseringsramarna. införande av en, eller flera, extra Dessa införs i multiplar av avståndet för basintervallet, se Tabell 5. bassynkroniseringsavstàndet är en potens av 2.The distance between these frames can be shortened by (additional) synchronization frames between the base synchronization frames. introduction of one, or more, extra These are introduced in multiples of the distance for the base interval, see Table 5. the base synchronization distance is a power of 2.

Kravet för detta är att En enkelt diagram som illustrerar denna uppdateringsprocess från en bassynkroniseringsram till 7 extra synkrcziseringsramar per basram visas i Figur 38 för ett system :ed BSI=l6.The requirement for this is that A simple diagram illustrating this update process from a base synchronization frame to 7 additional synchronization frames per base frame is shown in Figure 38 for a system: ed BSI = 16.

Bassynkroniseringsintervallet ändras inte genom införandet av extra synkroniseringsramar.The base synchronization interval is not changed by the introduction of additional synchronization frames.

Uppdateringsírekvense: på kanalvärdeberäkningen dubbleras för varje steg som antalet synkroniseringsramar ökas, se kolumn 1 i Tabell 5.Update frequency: the channel value calculation is doubled for each step as the number of synchronization frames is increased, see column 1 in Table 5.

BSI:n ger en referensklocka som kan användas för att initiera ändringar i systemkonfiguration.The BSI provides a reference clock that can be used to initiate system configuration changes.

Ett sån: kommando avseende systemförändringar sänds genom systemet, fràn mottagaren till sändaren, via styrkanalen. Ett sådant kommando genereras med hjälp av ett "beslutsàterkoppling” (decision feedback) baserat pä kanalinformaïion i mottagaren. En viktig faktor i kommandosignaleringskedjan är de olika exekveringstiderna för olika syszemkomponenter i signalvägen.One such: command regarding system changes is transmitted through the system, from the receiver to the transmitter, via the control channel. Such a command is generated by means of a "decision feedback" based on channel information in the receiver.An important factor in the command signaling chain is the different execution times for different system components in the signal path.

En översikt av signalflödet, från mottagaren till sändaren, visas i Figur 39. 506 634 UA 10 h) U| 30 78 När mottagaren har tagit emot ett meddelande om omkonfigurering vid tidpunkt t7, se Figur 39, sänds en bekräftelse. Denna bekräftelse har samma, eller kortare, signaltransittid eftersom den följer samma väg genom systemet som den initierande signalen, men innehåller mindre data.An overview of the signal flow, from the receiver to the transmitter, is shown in Figure 39. 506 634 UA 10 h) U | 78 78 When the receiver has received a reconfiguration message at time t7, see Figure 39, a confirmation is sent. This acknowledgment has the same, or shorter, signal transit time because it follows the same path through the system as the initiating signal, but contains less data.

Omkonfigureringssignalering väljes att starta vid början av ett nytt BSI-intervall för exekvering av rekonfigureringsändringar vid starten av nästa BSI.Reconfiguration signaling is selected to start at the beginning of a new BSI interval to execute reconfiguration changes at the start of the next BSI.

Genom att välja BSI>2*Ts1, kommer systemet att verkställa ändringen synkront.By selecting BSI> 2 * Ts1, the system will execute the change synchronously.

Om bekräftelse inte erhållits före nästa BSI- intervall, kommer ändringen ej att utföras vilket, om bekräftelsen förstörs, leder till nedkoppling (disconnection) av anslutningen. Genom att sända multipla bekräftelser, reduceras sannolikheten för att detta skall inträffa.If confirmation is not received before the next BSI interval, the change will not be performed, which, if the confirmation is destroyed, will lead to disconnection of the connection. By sending multiple confirmations, the probability of this happening is reduced.

Metoden som här beskrivs för uppdatering av bitladdningsfaktorer kan användas i olika typer av DMT- system.The method described here for updating bit load factors can be used in different types of DMT systems.

Den föreliggande uppfinningen tillhandahåller ett enkelt och pålitligt sätt uppfylla synkrona uppdateringskrav. Med hjälp av den dynamiska konfigureringen ges större möjligheter att anpassa implementeringen till flera multibärvâgssystem.The present invention provides a simple and reliable way of meeting synchronous update requirements. With the help of the dynamic configuration, greater opportunities are provided to adapt the implementation to several multi-carrier systems.

VDSL-modemet kan ha gränssnitt mot olika nätelement, beroende pà den fysiska placeringen av modemet, dvs i utrymme för accessnoder eller i lokaler hos kund (customer premises). I kundlokal kan VDSL-modemet ha gränssnitt mot en aktiv nättermineringsutrustning. Vid accessnoden kommer VDSL-modemet att ha gränssnitt mot ett access-specifikt (J.The VDSL modem can have interfaces to different network elements, depending on the physical location of the modem, ie in the space for access nodes or in customer premises. In the customer premises, the VDSL modem can interface with an active night termination equipment. At the access node, the VDSL modem will interface with an access-specific (J.

(Ju 506 634 79 gränssnitt, se Figur 32, som visar en logisk vy över de nätelement som har gränssnitt mot VDSL-modemet.(Ju 506 634 79 interface, see Figure 32, which shows a logical view of the network elements that have an interface to the VDSL modem.

VDSL-modemet kan integreras fysiskt med nättermineringsutrustningen, och VDSL-modemet vid accessnoden kan fysiskt vara placerat i det skåp i vilket accessnoden är placerad.The VDSL modem can be physically integrated with the network termination equipment, and the VDSL modem at the access node can be physically located in the cabinet in which the access node is located.

NT (gränssnitt Al) och accessnoden (gränssnitt A2) kräver ett skikt 1-ramformat av VDSL-modemet. Integrerat i skikt 1-ramen finns, bortsett från ramhuvudet och nyttolasten, ett antal informationsfält för hanterings- och styrinformation. Dessa hanterings- och styrfält inkluderar olika larmindikatorer, såsom SDH-larm, t. ex. AIS- (giltig endast om SDH tas hela vägen till kundutrymmena) mätningar av bitfelsfrekvens för prestandaövervakning, indikeringar pà om synkronisering är dålig, eller förlorad, utrustningshanteringslarm för förlust av strömförsörjning och för hög temperatur etc. Hanteringsfälten inkluderar också aktivering av olika slingtester pá modemet, för drift och underhàllsàndamàl. 506 654 80 TABELL 1 Systemparametrar för det samlade systemet Ortogonalitet mellan modem Nej Duplexmetod Separata band Frekvensmellanrum mellan upp- Beroende på duplexfilter- /ned-dataflöde karakteristiken Nettobithastighet, - uppströms 2 Mbit/s - nedströms 13 eller 26 Mbit/s Bruttobithastighet, - uppströms Kodningsberoende - nedströms Kodningsberoende Kabellängd < 1300 meter Kabelbandbredd 10 MHz Modulering, enstaka bärvàg - uppströms 0-4096 QAM - nedströms O-4096 QAM Antal bärvàgor, totalt 1024 Bandbredd för varje bärvàg 9, 77 kHz Cykliskt prefix 128 sample (bärvág) Modulering DMT Accessteknik VDSL Signaleffekt -60 dBm/Hz 506 634 81 Bitfelsfrekvens 104 Inflätningsfördröjning 0,5 ms (Interleaving delay) Systemmarginal 6 dB CCH - bandbredd } bårvåg, minimum 16 kbit/s - protokoll HDLC Sample clk 20 MHz ilOppm Ram clk 20 MHZ/(2Û48+ll2) = 9,19 kHz 506 634 82 TABELL 2 Systemparametrar för Sändaren Inflätning (Interleaving) - djup 2 x ramar - fördröjning 0,5 ms DAC-upplösning 84 dB Klippnings-algoritm Nej (Clipping algorithm) IPFT - typ Reell - punkter 2048 - upplösning 16 bit LP-filter LP 10 MHZ Bitladdning Ja, O, 2, 4, 6, 8, 10, 12 bit Energiladdning Ja, 4 bit BSI-avstånd 1 s TABELL 3 506 634 83 Systemparametrar för Mottagaren ADC-upplösning 66 dB FFT - typ Reell - punkter 2048 - upplösning 16 bit LP-filter LP lO MHZ Synkronisering - jitter < 0,5 ns VCXO i25 ppm, 10ppm/V känslighet - DAC 18 bit, område 0-5 V - upplösning 1/100 av en sample 506 634 84 TABELL 4 Bärvàgsmodes Mode Sänd Bitladdning Utjämna Skalning CMl Data 2 - 12 Ja Ja cMz Nej o Nej 0 CM3 Synk-info O Ja, synk Ja, låg 506 634 85 TABELL 5 Tillägg av extra synkroniseringsramar Steg Avstånd Avstånd Antal extra mellan mellan synk.ramar basramar synk.ramar mellan basramar l BSI BSI O 2 BSI BSI/2 1 3 BSI BSI/4 3 4 BSI BSI/8 7NT (interface A1) and the access node (interface A2) require a layer 1 frame format of the VDSL modem. Integrated in the layer 1 frame, apart from the frame head and the payload, there are a number of information fields for handling and control information. These handling and control fields include various alarm indicators, such as SDH alarms, e.g. AIS (valid only if SDH is taken all the way to customer premises) measurements of bit error rate for performance monitoring, indications of whether synchronization is poor, or lost, equipment management alarm for loss of power supply and too high temperature, etc. Management fields also include activation of various loop tests on the modem, for operation and maintenance purposes. 506 654 80 TABLE 1 System parameters for the overall system Orthogonality between modems No Duplex method Separate bands Frequency intervals between up- Depending on duplex filter / down data flow characteristics Net bit rate, - upstream 2 Mbit / s - downstream 13 or 26 Mbit / s, Brut upstream / s Coding dependency - downstream Coding dependence Cable length <1300 meters Cable bandwidth 10 MHz Modulation, single carrier - upstream 0-4096 QAM - downstream O-4096 QAM Number of carriers, total 1024 Bandwidth for each carrier 9, 77 kHz Cyclic prefix DMes Modul VDSL Signal power -60 dBm / Hz 506 634 81 Bit error rate 104 Interleaving delay 0.5 ms (Interleaving delay) System margin 6 dB CCH - bandwidth} carrier wave, minimum 16 kbit / s - protocol HDLC Sample clk 20 MHz ilOppm Frame clk 20 MHZ / (2Û + ll2) = 9.19 kHz 506 634 82 TABLE 2 System parameters for the Transmitter Interleaving - depth 2 x frames - delay 0.5 ms DAC resolution 84 dB Cutting gs-algorithm No (Clipping algorithm) IPFT - type Real - points 2048 - resolution 16 bit LP filter LP 10 MHZ Bit charge Yes, 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 bit Energy charge Yes, 4 bit BSI distance 1 s TABLE 3 506 634 83 System parameters for the Receiver ADC resolution 66 dB FFT - type Real - points 2048 - resolution 16 bit LP filter LP 10 MHZ Synchronization - jitter <0.5 ns VCXO i25 ppm, 10ppm / V sensitivity - DAC 18 bit, range 0-5 V - resolution 1/100 of a sample 506 634 84 TABLE 4 Carrier mode Mode Transmit Bit charge Smoothing Scaling CMl Data 2 - 12 Yes Yes cMz No o No 0 CM3 Sync info O Yes, sync Yes, low 506 634 85 TABLE 5 Addition of extra synchronization frames Step Distance Distance Number of extra between between sync frames base frames sync frames between base frames l BSI BSI O 2 BSI BSI / 2 1 3 BSI BSI / 4 3 4 BSI BSI / 8 7

Claims (35)

506 634 86 PATENTKRAV506 634 86 PATENT REQUIREMENTS 1. Ett multibärvàgstransmissionssystem som har en första och en andra transceiver, där var och en av nämnda transceivrar har en mottagare och en sändare, där data sänds mellan nämnda transceivrar genom modulering av nämnda data pá en mångfald av bärvàgor i form av multibitsymboler, där varje bärvàg utgör en kanal, och där antalet bitar per symbol (bitladdningen) varierar mellan kanaler och, inom en kanal, i tiden, så att varje kanal har en associerad bitladdningsparameter, k ä n n e t e c k n a t av att, i drift, nämnda multibärvàgstransmissionssystem är anordnat att synkront uppdatera, vid nämnda första och andra transceivrar, bitladdningsparametrarna associerade med varje kanal genom överföring av data över en styrkanal, av att nämnda styrkanal etableras vid systemstart pà en i nämnda mångfald av bärvägor förutbestämd kanal vars identitet är känd av nämnda första och andra transceivrar, och av att nämnda styrkanal, efter start, ändras frán nämnda förutbestämda kanal till en ytterligare kanal,vald av nämnda första transceiver pà basis av kanalkarakteristik.A multi-carrier transmission system having a first and a second transceiver, each of said transceivers having a receiver and a transmitter, the data being transmitted between said transceivers by modulating said data on a plurality of carriers in the form of multibit symbols, each carrier path constitutes a channel, and where the number of bits per symbol (bit charge) varies between channels and, within a channel, in time, so that each channel has an associated bit charge parameter, characterized in that, in operation, said multi-carrier transmission system is arranged synchronously updating, at said first and second transceivers, the bit charge parameters associated with each channel by transmitting data over a control channel, of said control channel being established at system start on a channel predetermined in said plurality of carrier paths whose identity is known by said first and second transceivers, and in that said control channel, after starting, changes from said predetermined channel to an additional one re channel, selected by said first transceiver on the basis of channel characteristics. 2. Ett multibärvàgstransmissionssystem enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a t av att beslut avseende ändringar i bitladdning och val av styrkanal initieras av nämnda första transceiver som sänder kommandosignaler över nämnda styrkanal, av att nämnda andra transceiver verkställer ändringar i bitladdning och val av styrkanalbärvàg, och av att nämnda andra transceiver mäter ändringar i kanalkarakteristik och vidarebefordrar data avseende detta över nämnda styrkanal till nämnda första transceiver.A multi-carrier transmission system according to claim 1, characterized in that decisions regarding changes in bit charge and selection of control channel are initiated by said first transceiver transmitting command signals over said control channel, in that said second transceiver effects changes in bit charge and selection of control channel carrier, that said second transceiver measures changes in channel characteristics and forwards data relating thereto over said control channel to said first transceiver. 3. Ett multibärvàgstransmissionssystem enligt patentkrav l, eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda UI l0 30 506 634 87 multibärvågstransmissionssystem är ett DMT- transmissionssystem.A multi-carrier transmission system according to claim 1, or 2, characterized in that said multi-carrier transmission system is a DMT transmission system. 4. Ett multibärvàgstransmissionssystem enligt antingen patentkrav 1, eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda multibärvàgstransmissionssystem är ett DMT~baserat VDSL-system.A multi-carrier transmission system according to either claim 1, or 2, characterized in that said multi-carrier transmission system is a DMT-based VDSL system. 5. Ett multibärvàgstransmissionssystem enligt antingen patentkrav 1, eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda multibärvàgstransmissionssystem är ett DMT-baserat ADSL-system.A multi-carrier transmission system according to either claim 1, or 2, characterized in that said multi-carrier transmission system is a DMT-based ADSL system. 6. Ett multibärvágstransmissionssystem enligt något av patentkraven 3 till 5, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda förutbestämda bärvàg väljes fràn nämnda mångfald av bärvâgor på basis av kanalens SNR-karakteristik så att nämnda styrkanal blir föremål för minimal interferens från störningar.A multi-carrier transmission system according to any one of claims 3 to 5, characterized in that said predetermined carrier is selected from said plurality of carriers on the basis of the channel SNR characteristics so that said control channel is subject to minimal interference from interference. 7. Ett multibärvágstransmissionssystem enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t av att, vid aktivering av nämnda multibärvågssystem, nämnda styrkanal etableras med hjälp av en process som omfattar följande tre steg: ~ etablering av nämnda styrkanal på en förutbestämd bärvàg; - överföring av nämnda styrkanal till en bärvág vald av nämnda multibärvàgssystem och ”enabling” av bitladdningsstyrning; och - ”enabling” av alla bärvágor. 506 634 88A multi-carrier transmission system according to any one of the preceding claims, characterized in that, upon activation of said multi-carrier system, said control channel is established by means of a process comprising the following three steps: ~ establishing said control channel on a predetermined carrier; transferring said control channel to a carrier selected by said multi-carrier system and "enabling" of bit charge control; and - "enabling" of all carriers. 506 634 88 8. Ett multibärvágstransmissionssystem enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda steg att etablera nämnda styrkanal inkluderar, i var och en av nämnda första och andra transceivrarna: UI ”bootning” av nämnda sändare; nämnda sändare sänder kontinuerligt ramar i vilka alla bärvágor, förutom nämnda förutbestämda våg, moduleras med slumpmässig data; nämnda sändare sänder en system-"heartbeat"; ”bootning” av nämnda mottagare; nämnda mottagare initierar kanalanutjämning/ -anpassning; syzkronisering av klockor i nämnda första och azira transceiver; och etablerande av nämnda styrkanal pä nämnda förutbestämda bärväg vid mottagande av en "heartbeat”.A multi-carrier transmission system according to claim 7, characterized in that said step of establishing said control channel includes, in each of said first and second transceivers: UI "booting" of said transmitter; said transmitter continuously transmits frames in which all carriers, except said predetermined wave, are modulated with random data; said transmitter transmits a system "heartbeat"; "Booting" of said receiver; said receiver initiates channel equalization / adjustment; synchronizing clocks in said first and azira transceivers; and establishing said control channel on said predetermined carrier path upon receipt of a "heartbeat". 9. Ett multibärvàgstransmissionssystem enligt patentkrav 7, eller 8, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda steg att överföra nämnda styrkanal inkluderar, i nämnda första transceiver: 30 mcïtagning av data, av sändaren, avseende uppmätta kanalkarakteristik från mottagare i bàde nämnda första och andra transceivrar; val av en bärväg till vilken nämnda styrkanal skall omallokeras av nämnda sändare; Un 10 lxl Un 30 506 634 89 sändning, av nämnda sändare, av en signal som identifierar nämnda bärväg, till vilken nämnda styrkanal skall omallokeras, till nämnda andra transceiver; vid mottagning av en bekräftelsesignal från nämnda andra transceiver, terminerar nämnda sändare nämnda styrkanal pà nämnda förutbestämda bärvàg; nämnda sändare startar nämnda styrkanal pá den omallokerade bärvàgen vid en ”heartbeat"; nämnda mottagare mäter kanalkarakteristik och sänder data avseende denna till nämnda sändare i nämnda första transceiver; nämnda mottagare utjämnar/anpassar nämnda uppmätta kanal; nämnda mottagare erhåller en kanalvärdeberäkning från den andra transceivern och sänder data avseende denna till nämnda sändare i nämnda första transceiver; nämnda mottagare tar emot data som identifierar bärvàgen för omallokering av nämnda styrkanal; nämnda mottagare :ar emot en bekräftelsesignal frán nämnda andra transceiver; nämnda mottagare terminerar styrkanalen på nämnda förutbestämda bärvàg; 506 654 Uu 90 nämnda mottagare etablerar styrkanalen på den omallokerade bärvàgen; och om nämnda styrkanal inte kan etableras, återgång till nämnda steg, enligt patentkrav 8, att etablera nämnda styrkanal.A multi-carrier transmission system according to claim 7, or 8, characterized in that said step of transmitting said control channel includes, in said first transceiver: receiving data, from the transmitter, regarding measured channel characteristics from receivers in both said first and second transceives; selecting a carrier path to which said control channel is to be reallocated by said transmitter; Transmitting, by said transmitter, a signal identifying said carrier path, to which said control channel is to be reallocated, to said second transceiver; upon receiving an acknowledgment signal from said second transceiver, said transmitter terminates said control channel on said predetermined carrier path; said transmitter starts said control channel on the unallocated carrier at a "heartbeat"; said receiver measures channel characteristics and sends data relating thereto to said transmitter in said first transceiver; said receiver equalizes / adjusts said measured channel; said receiver receives a channel value calculation from the second transceiver and transmitting data thereon to said transmitter in said first transceiver; said receiver receiving data identifying the carrier for reallocation of said control channel; said receiver receiving an acknowledgment signal from said second transceiver; said receiver terminating the control channel on said predetermined carrier; Uu 90 said receiver establishes the control channel on the unallocated carrier, and if said control channel cannot be established, return to said step, according to claim 8, to establish said control channel. 10. Ett multibärvàgstransmissionssystem enligt något av patentkraven 7 till 9, k ä n n e t e c k n a t av att 10 nämnda steg och ”enabla” alla bärvågor inkluderar, på en kontinuerlig basis, i nämnda första transceiver att: 30 nämnda sändare erhåller data avseende uppmätta kanaler från mottagare i båda nämnda transceivrarna; nämnda sändare bestämmer bitladdningsparametern för varje bärvåg; nämnda sändare sänder data avseende bitladdningsparametern till nämnda andra transceiver; nämnda sändare ändrar bitladdningsparametern vid bekräftelse från nämnda andra transceiver; mottagaren mäter kanalkarakteristik pà nämnda mångfald av kanaler och sänder data avseende nämnda mätningar till nämnda sändare; mottagaren utjämnar/anpassar nämnda mångfald av kanaler enlig: nämnda uppmätta kanalkarakteristik; Vu 35 506 634 91 - mottagaren erhåller en kanalvärdeberäkning från nämnda andra transceiver för var och en av nämnda mångfald av kanaler; - mottagaren erhåller en ny bitladdningsparameter för var och en av nämnda mångfald av kanaler; - mottagaren erhåller en bekräftelsesignal från nämnda andra transceiver; - mottagaren uppdaterar bitladdningparametrarna för var och en av mångfalden av kanaler.A multi-carrier transmission system according to any one of claims 7 to 9, characterized in that said steps and "enabling" all carriers include, on a continuous basis, in said first transceiver that: said transmitter receives data regarding measured channels from receivers in both said transceivers; said transmitter determines the bit charge parameter for each carrier; said transmitter transmits data regarding the bit charge parameter to said second transceiver; said transmitter changes the bit charge parameter upon confirmation from said second transceiver; the receiver measures channel characteristics on said plurality of channels and transmits data regarding said measurements to said transmitter; the receiver equalizes / adjusts said plurality of channels according to: said measured channel characteristics; The receiver receives a channel value calculation from said second transceiver for each of said plurality of channels; the receiver receives a new bit charge parameter for each of said plurality of channels; - the receiver receives a confirmation signal from said second transceiver; - the receiver updates the bit load parameters for each of the plurality of channels. 11. ll. Ett multibärvågstransmissionssystem enligt något av föregående patentkrav, k ä : n e t e c k n a t av att kanalkarakteristik värdeberäknas genom periodisk överföring, av en av nämnda ïransceivrar, av en bassynkroniseringsram som har ett förutbestämt innehåll och jämförelse, i den andra av nämnda transceivrar, av den mottagna synkroniseringsrame: med en referensram.11. ll. A multi-carrier transmission system according to any one of the preceding claims, characterized in that channel characteristics are valued by periodic transmission, of one of said transceivers, of a base synchronization frame having a predetermined content and comparison, in the other of said transceivers, of the received sync with the received receiver: a frame of reference. 12. Ett multibärvågstransmissionssystem enligt patentkrav ll, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda kanalkarakteristik inkluderar dämpning, fasskiftning och varians.A multi-carrier transmission system according to claim ll, characterized in that said channel characteristics include attenuation, phase shift and variance. 13. Ett multibärvàgstransmissionssystem enligt antingen patentkrav ll, eller 12, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda bassynkroniseringsramar sänds med intervall, BSI, och nämnda BSI låses i nämnda transceivrar och därigenom gör det möjligt för nämnda transceivrar att identifiera en ram som en synkroniseringsram.A multi-carrier transmission system according to either claim ll, or 12, characterized in that said base synchronization frames are transmitted at intervals, BSI, and said BSI is locked in said transceivers, thereby enabling said transceivers to identify a frame as a synchronizer. 14. Ett multibärvågstransmissionssystem enligt patentkrav 13, k ä n n e t e c k n a t av att extra 506 634 Uu 10 30 92 synkroniseringsramar sänds med intervall mellan nämnda bassynkroniseringsramar.A multi-carrier transmission system according to claim 13, characterized in that additional 506 634 Uu 10 30 92 synchronization frames are transmitted at intervals between said base synchronization frames. 15. Ett multibärvàgstransmissionssystem enligt något av patentkraven 13 eller 14, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda första transceiver sänder kommandon för systemomkonfigurering vid starten av en BSI, och av att systemomkonfigurering verkställs vid starten av nästa BSI.A multi-carrier transmission system according to any one of claims 13 or 14, characterized in that said first transceiver sends system reconfiguration commands at the start of a BSI, and in that system reconfiguration is performed at the start of the next BSI. 16. Ett multibärvàgstransmissionssystem enligt något av patentkraven 13 till 15, k ä n n e t e c k n a t av att nämnda BSI är större än tvä gånger systemets överföringstid för signaler.A multi-carrier transmission system according to any one of claims 13 to 15, characterized in that said BSI is greater than twice the signal transmission time of the system. 17. I ett multibärvågstransmissionssystem som har en första och en andra transceiver, där var och en av nämnda transceivrar har en sändare och en mottagare, där data sänds mellan nämnda transceivrar genom modulering av nämnda data pá en mångfald av bärvågor i form av multibitsymboler, där var och en av nämnda bärvágor utgör en kanal, och där antalet bitar per symbol (bitladdningen) varierar mellan kanaler och, inom en kanal, i tiden, så att varje kanal har en associerad bitladdningsparameter, en metod att styra nämnda styrkanal, k ä n n e t e c k n a d av: - synkront uppdaterande, vid nämnda första och andra transceivrar, av bitladdningsparametrarna associerade med varje kanal genom överföring av data över styrkanalen; - etablerande av nämnda styrkanal, vid systemstart, pä en i nämnda mångfald av bärvàgor förutbestämd bärvág vars identitet är känd av första och andra transceivrarna; och - efter start, byte av nämnda styrkanal från W 506 93 654 nämnda förutbestämda kanal till en ytterligare kanal, som valts av nämnda första transceiver pá basis av kanalkarakteristik, såsom SNR.In a multi-carrier transmission system having a first and a second transceiver, each of said transceivers having a transmitter and a receiver, the data being transmitted between said transceivers by modulating said data on a plurality of carriers in the form of multibit symbols, wherein each of said carriers constitutes a channel, and wherein the number of bits per symbol (bit charge) varies between channels and, within a channel, in time, so that each channel has an associated bit charge parameter, a method of controlling said control channel, characterized by: - synchronously updating, at said first and second transceivers, the bit charge parameters associated with each channel by transmitting data over the control channel; establishing said control channel, at system start-up, on a carrier scale predetermined in said plurality of carriers whose identity is known by the first and second transceivers; and - after starting, changing said control channel from W 506 93 654 said predetermined channel to a further channel selected by said first transceiver on the basis of channel characteristics, such as SNR. 18. En metod enligt patentkrav 17, k ä n n e t e c k n a d av att: - beslut initieras, avseende ändringar i bitladdning och val av styrkanal, i nämnda första transceiver, och sändning av kommandosignaler över nämnda styrkanal; - nämnda andra transceiver verkställer ändringar i bitladdning och val av styrkanalbärvàg; och - nämnda andra transceiver mäter ändringar i kanalkarakteristik och vidarebefordrar data avseende denna över nämnda styrkanal till nämnda första transceiver.A method according to claim 17, characterized in that: - decisions are initiated, regarding changes in bit charge and selection of control channel, in said first transceiver, and transmission of command signals over said control channel; - said second transceiver effecting changes in bit charge and selection of control channel carrier; and - said second transceiver measures changes in channel characteristics and forwards data relating thereto over said control channel to said first transceiver. 19. k ä n n e t e c k n a d av att nämnda En metod enligt patentkrav 17, eller 18, multibärvàgstransmissionssystem är ett DMT- transmissionsssystem.19. characterized in that said A method according to claim 17, or 18, multi-carrier transmission system is a DMT transmission system. 20. En metod enligt antingen patentkrav 17, eller k ä n n e t e c k n a d av att nämnda multibärvágstransmissionssystem är ett DMT-baserat system.A method according to either claim 17, or characterized in that said multi-carrier transmission system is a DMT-based system. 21. En metod enligt antingen patentkrav 17, eller k ä n n e t e c k n a d av att nämnda multibärvàgstransmissionssystem är ett DMT-baserat system.A method according to either claim 17, or characterized in that said multi-carrier transmission system is a DMT-based system. 22. En metod enligt något av patentkraven 19 till l8, VDSL- l8, ADSL- 21, 506 634 94 k ä n n e t e c k n a d av att nämnda förutbestämda bärvág väljes från nämnda mångfald av bärvàgor på basis av SNR- karakteristik för kanalen sà att nämnda styrkanal utsättes för minimal interferens frán brus.A method according to any one of claims 19 to 18, VDSL-18, ADSL-21, 506 634 94 characterized in that said predetermined carrier is selected from said plurality of carriers on the basis of SNR characteristics of the channel so that said control channel is exposed for minimal interference from noise. 23. En metod enligt något av patentkraven 17 till 22, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda styrkanal etableras, genom aktivering av nämnda multibärvágssystem, med hjälp av en process som omfattar de följande tre stegen: 24. etablering av nämnda styrkanal på en förutbestämd bärväg; överföring av nämnda styrkanal till en bärvåg vald av nämnda multibärvågssystem och enabling av bitladdningsstyrning; och enabling av alla bärvägor.A method according to any one of claims 17 to 22, characterized in that said control channel is established, by activating said multi-carrier system, by means of a process comprising the following three steps: 24. establishing said control channel on a predetermined carrier path; transmitting said control channel to a carrier selected by said multi-carrier system and enabling bit charge control; and enabling of all carriageways. 24. En metod enligt patentkrav 23, k ä n n e t e c k n a d av nämnda steg att etablera nämnda styrkanal inkluderande, i var och en av nämnda första och andra transceivrar: ”bootning” av nämnda sändare; nämnda sändare sänder kontinuerligt ramar i vilka alla bärvágor, förutom nämnda förutbestämda våg, moduleras med slumpmässig data; nämnda sändare sänder en system-"heartbeat”; ”boctning” av nämnda mottagare; nämnda mottagare initerar kanalutjämning/ -anpassning; Uu 10 IJ Un 35 506 634 95 synkronisering av klockor i nämnda första och andra transceiver; och etablerande av nämnda styrkanal pà nämnda förutbestämda bärvàg vid mottagande av ”heartbeat”.A method according to claim 23, characterized by said step of establishing said control channel including, in each of said first and second transceivers: "booting" of said transmitter; said transmitter continuously transmits frames in which all carriers, except said predetermined wave, are modulated with random data; said transmitter transmits a system "heartbeat"; "bocting" of said receiver; said receiver initiates channel equalization / adjustment; synchronization of clocks in said first and second transceivers; and establishment of said control channel on said predetermined carrier when receiving heartbeat. 25. En metod enligt något av patentkraven 23, eller 24, k ä n n e t e c k n a d av nämnda steg att överföra nämnda styrkanal inkluderande, i nämnda första transceiver: mottagning av data, av sändaren, avseende uppmätta kanalkarakteristik från mottagare i både nämnda första och andra transceiver; val av en bärvåg till vilken nämnda styrkanal skall omallokeras av nämnda sändare; sändning, av nämnda sändare, av en signal som identifierar nämnda bärvàg, till vilken nämnda styrkanal skall omallokeras, till nämnda andra transceiver; vid mottagning av bekräftelsesignal från nämnda andra transceiver, terminerar nämnda sändare nämnda styrkanal på nämnda förutbestämda bärväg; nämnda sändare startar nämnda styrkanal pá den omallokerade bärvägen vid en ”heartbeat”; nämnda mottagare mäter kanalkarakteristik och sänder data avseende denna till nämnda sändare i nämnda första transceiver; 506 634 UI l0 k) UA 96 nämnda mottagare utjämnar/anpassar nämnda uppmätta kanal; nämnda mottagare erhåller en kanalvärdeberäkning från den andra transceivern och sänder data avseende denna till nämnda sändare i nämnda första transceiver; nämnda mottagare tar emot data som identifierar bärvàgen för omallokering av nämnda styrkanal; nämnda mottagare tar emot en bekräftelsesignal från nämnda andra transceiver; nämnda mottagare terminerar styrkanalen pà nämnda förutbestämda bärvåg; nämnda mottagare etablerar styrkanalen pà den omallokerade bärvàgen; och om nämnda styrkanal inte kan etableras, återgång till nämnda steg, enligt patentkrav 25, att etablera nämnda styrkanal.A method according to any one of claims 23, or 24, characterized by said step of transmitting said control channel including, in said first transceiver: receiving data, by the transmitter, regarding measured channel characteristics from receivers in both said first and second transceivers; selecting a carrier to which said control channel is to be reallocated by said transmitter; transmitting, by said transmitter, a signal identifying said carrier, to which said control channel is to be reallocated, to said second transceiver; upon receiving acknowledgment signal from said second transceiver, said transmitter terminates said control channel on said predetermined carrier path; said transmitter starts said control channel on the unallocated carrier path at a "heartbeat"; said receiver measures channel characteristics and sends data relating thereto to said transmitter in said first transceiver; 506 634 UI 10 k) UA 96 said receiver equalizes / adjusts said measured channel; said receiver receives a channel value calculation from the second transceiver and sends data relating thereto to said transmitter in said first transceiver; said receiver receives data identifying the carrier for reallocating said control channel; said receiver receives an acknowledgment signal from said second transceiver; said receiver terminates the control channel on said predetermined carrier; said receiver establishes the control channel on the unallocated carrier; and if said control channel cannot be established, returning to said step, according to claim 25, to establish said control channel. 26. En metod enligt något av patentkraven 7 till 9, k ä n n e t e c k n a d av nämnda steg att ”enabla” alla bärvàgor inkluderande att, på en kontinuerlig basis, i nämnda första transceiver: 30 - nämnda sändare erhåller data avseende uppmätta kanaler från mottagare i båda nämnda transceivrar; nämnda sändare bestämmer bitladdningsparametern för varje bärväg; Un 10 30 Q.) Lil 506 634 97 - nämnda sändare sänder data avseende bitladdningsparametern till nämnda andra transceiver; - nämnda sändare ändrar bitladdningsparametern vid bekräftelse från nämnda andratransceiver; - mottagaren mäter kanalkarakteristik på nämnda mångfald av kanaler och sänder data avseende nämnda mätningar till nämnda sändare; - mottagaren utjämnar/anpassar nämnda mångfald av kanaler enligt nämnda uppmätta kanalkarakteristik; - mottagaren erhåller en kanalvärdeberäkning från nämnda andra transceiver för var och en av nämnda mångfald av kanaler; - mottagaren erhåller en ny bitladdningsparameter för var och en av nämnda mångfald av kanaler; - mottagaren erhåller en bekräftelsesignal från nämnda andra transceiver; - mottagaren uppdaterar bitladdningparametrarna för var och en av mångfalden av kanaler.A method according to any one of claims 7 to 9, characterized by said step of "enabling" all carriers including, on a continuous basis, in said first transceiver: - said transmitter receives data regarding measured channels from receivers in both said transceivers; said transmitter determines the bit charge parameter for each carrier path; Un 10 30 Q.) Lil 506 634 97 - said transmitter transmits data regarding the bit charge parameter to said second transceiver; - said transmitter changes the bit charge parameter upon confirmation from said second transceiver; the receiver measures channel characteristics on said plurality of channels and transmits data regarding said measurements to said transmitter; the receiver equalizes / adjusts said plurality of channels according to said measured channel characteristics; the receiver receives a channel value calculation from said second transceiver for each of said plurality of channels; the receiver receives a new bit charge parameter for each of said plurality of channels; - the receiver receives a confirmation signal from said second transceiver; - the receiver updates the bit load parameters for each of the plurality of channels. 27. En metod enligt något av patentkraven 17 till 26, k ä n n e t e c k n a d av att kanalkarakteristik värdeberäknas genom periodisk Överföring, av en av nämnda transceivrar, av en bassynkroniseringsram som har ett förutbestämt innehåll och jämförelse, i den andra av nämnda transceivrar, av den mottagna synkroniseringsramen med en referensram. 506 634 98A method according to any one of claims 17 to 26, characterized in that channel characteristics are calculated by periodic transmission, of one of said transceivers, of a base synchronization frame having a predetermined content and comparison, in the other of said transceivers, of the received the synchronization frame with a reference frame. 506 634 98 28. En metod enligt patentkrav 27, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda kanalkarakteristik inkluderar dämpning, fasskiftning och varians. 5A method according to claim 27, characterized in that said channel characteristics include attenuation, phase shift and variance. 5 29. En metod enligt antingen patentkrav 27, eller 28, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda bassynkroniseringsramar sänds med intervall, BSI, och läser nämnda BSI i nämnda transceivrar och därmed gör det möjligt för nämnda transceivrar att identifiera en ram som en 10 synkroniseringsram.A method according to either claim 27, or 28, characterized in that said base synchronization frames are transmitted at intervals, BSI, and read said BSI in said transceivers, thereby enabling said transceivers to identify a frame as a synchronization frame. 30. En metod enligt patentkrav 29, k ä n n e t e c k n a d av att extra synkroniseringsramar sänds med intervall mellan nämnda bassynkroniseringsramar.A method according to claim 29, characterized in that additional synchronization frames are transmitted at intervals between said base synchronization frames. 31. En metod enligt antingen patentkrav 29, eller 30, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda första transceiver utsänder kommando för systemrekonfigurering vid starten av en BSI, och verkställer systemrekonfigurering vid starten 20 av nästa BSI.A method according to either claim 29, or 30, characterized in that said first transceiver issues a system reconfiguration command at the start of one BSI, and performs system reconfiguration at the start of the next BSI. 32. En metod enligt något av patentkraven 29 till 30, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda BSI är större än två gånger systemets överföringstid för signaler.A method according to any one of claims 29 to 30, characterized in that said BSI is greater than twice the transmission time of the system for signals. 33. En mottagare, k ä n n e t e c k n a d av att den är anpassad att användas i ett multibärvàgstransmissionssystem enligt nàgot av patentkraven 1 till 17, eller anpassad att implementera metoden enligt något av patentkraven 17 till 30 32.A receiver, characterized in that it is adapted to be used in a multi-carrier transmission system according to any one of claims 1 to 17, or adapted to implement the method according to any one of claims 17 to 30 32. 34. En sändare, k ä n n e t e c k n a d av att den är anpassad att användas i ett multibärvàgstransmissionssystem enligt något av patentkraven 1 till 17, eller anpassad att b: KJ: implementera metoden enligt något av patentkraven 17 till 32. 506 634 99A transmitter, characterized in that it is adapted to be used in a multi-carrier transmission system according to any one of claims 1 to 17, or adapted to b: KJ: implement the method according to any one of claims 17 to 32. 506 634 99 35. En transceiver, k ä n n e t e c k n a d av att den inkluderar en mottagare enligt patentkrav 33 och en sändare enligt patentkrav 34.A transceiver, characterized in that it includes a receiver according to claim 33 and a transmitter according to claim 34.
SE9603187A 1996-05-24 1996-09-02 Multiple carrier wave transmission system SE506634C2 (en)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9603187A SE506634C2 (en) 1996-05-24 1996-09-02 Multiple carrier wave transmission system
US09/147,750 US6865232B1 (en) 1996-09-02 1997-07-15 Multi-carrier transmission systems
DE69724625T DE69724625T2 (en) 1996-09-02 1997-07-15 IMPROVEMENTS IN OR WITH REGARD TO MULTI-CARRIER TRANSFER SYSTEMS
PCT/SE1997/001277 WO1998010545A1 (en) 1996-09-02 1997-07-15 Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
EP97933959A EP0923821B1 (en) 1996-09-02 1997-07-15 Improvements in, or relating to, multi-carrier transmission systems
AT97933959T ATE249118T1 (en) 1996-09-02 1997-07-15 IMPROVEMENTS IN, OR RELATING TO, MULTI-CARrier TRANSMISSION SYSTEMS
NO990767A NO990767L (en) 1996-09-02 1999-02-19 Multi-carrier transmission system, and method, receiver and transceiver for the same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9601983A SE9601983D0 (en) 1996-05-24 1996-05-24 Algorithm for synchronous updating of bitloading factors in a multicarrier system
SE9603187A SE506634C2 (en) 1996-05-24 1996-09-02 Multiple carrier wave transmission system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9603187D0 SE9603187D0 (en) 1996-09-02
SE9603187L SE9603187L (en) 1997-11-25
SE506634C2 true SE506634C2 (en) 1998-01-26

Family

ID=26662626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9603187A SE506634C2 (en) 1996-05-24 1996-09-02 Multiple carrier wave transmission system

Country Status (1)

Country Link
SE (1) SE506634C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
SE9603187L (en) 1997-11-25
SE9603187D0 (en) 1996-09-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6538986B2 (en) Data transmission system and method using nQAM constellation with a control channel superimposed on a user data channel
US6865232B1 (en) Multi-carrier transmission systems
US6181714B1 (en) Multi-carrier transmission systems
US6493395B1 (en) Multi-carrier transmission systems
US6466629B1 (en) Multi-carrier transmission systems
US6456649B1 (en) Multi-carrier transmission systems
US6320903B1 (en) Multi-carrier transmission systems
JP4447056B2 (en) Improvements in or related to multi-carrier transmission systems
US6359926B1 (en) Multi-carrier transmission systems
US6366554B1 (en) Multi-carrier transmission systems
US6438174B1 (en) Multi-carrier transmission systems
SE506634C2 (en) Multiple carrier wave transmission system
SE506644C2 (en) Channel value calculating and equalisation system for use in multiple carrier wave system
SE506642C2 (en) Binary data transmission method especially for VDSL transmission system
SE506637C2 (en) Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers
SE506641C2 (en) Multicarrier transmission system with channel data sent between two transceivers
SE506640C2 (en) Multiple carrier transmission system with channel data sent between two transceivers
SE506635C2 (en) Receiver for multiple carrier wave transmission system
SE506638C2 (en) Receiver used with multicarrier transmission system using orthogonal carriers
SE506636C2 (en) Receiver for use with multicarrier transmission system using orthogonal carriers
SE506643C2 (en) Multi-carrier wave transmission system e.g. for VDSL system
SE506639C2 (en) Multicarrier transmission system receiver

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed

Ref document number: 9603187-7

Format of ref document f/p: F